Весы для аэрогидродинамических исследований

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 4(51) С 01 ЕНИЯ итушкин,и В.И. ШкаТ 9 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССЫ ИЗОВжПНИй И ОТЕЩтий ОПИСАНИЕ ИЗ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) ВЕСЫ ДЛЯ АЗРОГИДРОДИНАИИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ, содержащие пор шень для закрепления исследуемоготела, соединенный с державкой посредством динамометра и двух последовательно расположенных сильфонов,сочлененных между собой патрубком,о т л и ч а ю щ и е с я тем, что,с целью повышения точности за счет компенсации давления рабочего тела, вних введена закрепленная на патрубкеобойма, а патрубок выполнен с резьбовым наконечником и установлен с зазором в полости переднего сильфона,который одним торцом соединен с порйнем, а другим с помощью обоймы - спатрубком, при зтом задний сильфонжестко связан с державкой, 6Изобретение относится к измерительной технике, в частности к уст-ройствам для измерения сил и моментов, действующих на тела, в потокежидкости или газа, в условиях струйного или распределенного массообмена на их поверхности.Известны гидродинамические весы,содержащие корпус, во внутреннейполости которого в подшипниках установлена каретка с,закрепленной напереднем ее конце донной державкой,динамометрическое устройство с тенэопреобраэователями и неподвижнуюсистему подвода газа нли жидкости, 15которая выполнена в виде двух сильфонов, соединенных между собой кольцомс радиальным отверстием, связанным сканалом, выполненным в корпусе, ирасположенных на заднем конце каретки, при этом в даржавке и кареткевыполнено общее осевое отверстие,связанное с внутренней полостьюсильфонов радиальными отверстиями,а динамометрическое устройство распо ложено в корпусе ниже каретки и соединено с ней рычагом 1 .Известные весы имеют сложную конструкцию, обеспечивают измерениятолько одной соответствующей силы -продольного сопротивления и обладают недостаточной точностью измеренияиз-эа трения в каретке и динамометрическом устройстве.Наиболее близким к предлагаемымпо технической сущности являются весыдля аэрогидродинамических исследований, содержащие поршень для закрепления исследуемого тела, соединенныйс державкой посредством динамометра 40и двух последовательно расположенных сильфонов сочлененных между собой патрубком 2,Для уравновешивания системы подвода газа и динамометрического устройства от действия сил давления подводимого газа или жидкости во внутренней полости снльфонов и патрубка установлена гибкая тяга, а патрубокустановлен в державке по скользящей 50посадке с воэможностью продольногоперемещения, Это существенно усложняет конструкцию весов и вследствиеналичия сил трения между патрубкоми державкой снижает точность измерений, Кроме того, из-за растяжениягибкой тяги в процессе эксплуатациивесов, для восстановления требуемой жесткости системы подвода газа необходима периодическая регулировканатяжения тяги, что усложняет условияэксплуатации весов,Цель изобретения - повышение точности за счет компенсации давлениярабочего тела,Поставленная цель достигается тем,что в весы для аэрогидродинамическихисследований, содержащие поршень длязакрепления исследуемого тела, соединенный с державкой посредством динамометра и двух последовательнорасположенных сильфонов, сочлененных между собой патрубком, введеназакрепленная на патрубке обойма, апатрубок выполнен с реэьбовым наконечником и установлен с зазором вполости переднего сильфона, которыйодним своим торцом соединен с поршнем, а другим с помощью обоймы - спатрубком, при этом задний сильфонжестко связан с державкой.На фиг, 1 показаны весы с закрепленной на них моделью исследуемогообъекта, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1,Весь содержат полый поршень 1,который посредством динамомегрического устройства 2 и переходника 3 соединен с державкой 4, На поршне 1 спомощью втулки 5 закреплен исследуе-.мый объект 6 (модель руля). Для подвода жидкости или газа в модель 6во внутренней полости ее поршня 1установлены соответственно сильфоны7.и 8, сочлененные между собой патрубком 9. Сильфон 8 связан с державкой 4 а сильфон 7 с помощью переходРника 10 закреплен на втулке 5 и посредством обоймы 11 и гайки 12 соединен с патрубком 9, Патрубок 9 уста- .новлен коаксиально сильфону 7 с образованием полости 13,Полость 13 через канал 14 сообщена с рабочей средой (донной областьюмодели 6). Герметизация разъемныхсоединений переходника 10 со втулкой5 и обоймы 11 с патрубком 9 осуществляется с помощью уплотнительныхпрокладок 15. На измерительных балках16 динамометрического устройства 2закреплены тензодатчики 1.Вкорпусе модели 6 в зависимости от исследуемой гидродинамической задачи могут быть выполнены одиночные отверстия, перфорированные или пористые участки (не показаны), рас3 1137положенные либо на боковой поверхности модели, либо на ее переднемторце или донном срезе,Гидродинамические весы работаютследующим образом. 5Предварительно с помощью резьбовой гайки 12 фиксируют обойму .11 напатрубке 9 и путем подбора толщиныпрокладки 15 между обоймой 1 и патрубком 9 регулируют их взаимное по- Оложение. При этом смещением обоймывправо (фиг. 1) вдоль патрубка обеспечивается сжатие снльфона 7 и растяжение сильфона 8 и, наоборот, приперемещении обоймы влево сильфон 7 15растягивается, а сильфон 8 сжимается.Это позволяет регулировать предварительное усилие, действующее на динамометрическое устройство в направлении его продольной оси со стороныупруго деформированных сильфонов 7и 8, по величине и направлению, т.е.обеспечивает изменение диапазона измерения продольной силы, действующей на исследуемый объект со стороны внешней среды, Величина усилия,действующего на динамометрическоеустройство 2 при регулировке положенйя обоймы 11 на патрубке 9, контактируется по показаниям измерительной аппаратуры (не показано), подклю,чаемой к тенэодатчикам 16,После регулировки и сборки весовчерез центральное отверстие державки4 во внутреннюю полость модели б отвнешнего источника (не показан) пода 35ется жидкость или газ, которые в зависимости от рода исследуемой гидро 1 динамической задачи истекают либо через отверстия в корпусе модели 6(струйные органы управления), либочерез проницаемые (перфорированныеили пористые) участки боковой поверхности или донного среза, При этом 325 4регистрируют усилия, действующие на динамометрическое устройство 2 со стороны сильфонов 7 и 8.Затем весы с моделью 6 помещают во внешний поток жидкости или газа, фиксируют расход вьщуваемой жидкости посредством внешнего расходомерного устройства (не показано) и с помощью измерительной аппаратуры регистрируют показания динамометрического устройства 2 весов, по которым затем определяют, учитывая усилия со стороны сильфонов, силы и моменты, действующие на модель 6 со стороны внешнего потока.Предлагаемые весы характеризуются повышенной точностью измерений.Путем соответствующего выбора характеристик сильфонов можно обеспечить минимальные их деформации, Например, в случае равенства эффективных площадей сильфонов усилия, действующие с их стороны на соединительный патрубок, (если пренебречь потерями давления в последнем) равны по величине и противоположны по знаку, патрубок не смещен от своего первоначального положения и, следовательно, сильфоны не деформируются. Это позволяет повысить надежность и долговечность весов.Кроме того, наличие силы, действующей на динамометрическое устройство со стороны сильфонов, обусловлен- ной внутренним давлением в них и направленной навстречу внешнему потоку, позволяет частично компенсировать продольную силу от взаимодействия потока с моделью и, тем самым, повысить допустимый предел измерения весов, в том числе и при проведениииспытаний в случае отсутствия выдува газа или жидкости через ее поверхность.1137325 Составитель В. ШиршовПчелинская Техред А.Бабинец Коррект бручар Редак Заказ 1051129 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. тная,Тираж НИИНИ Государс по делам изобр 35, Иосква, ЖПодписноео комитета СССРи открытийушская йаб., д, 4/ енн ени Р