Устройство для измерения давления в трубопроводе

(57) Изобретение отчти приборостроения.повышение надежностке устройства на труб ЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕится к обласль изобретенияПри установпровод посл едГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова(56) Патент фРГ У 2440493,кл. С 01 Ь 9/08, 1979.Патент США У 4541284,кл. С 01 Ь 9/08, 1985. ний укладывается в фиксирующие пазы,части 1 и 2 стягиваются между собойзажимами, в результате чего трубопровод через защитный элемент деформирует упругие 10 и чувствительный 9элементы до тех пор, пока он не будет охвачен фиксирующими пазами. Приповышении давления в трубопроводе7 его наружный диаметр увеличивается, Деформация трубопровода через защитный элемент передается чувствительному элементу 9, сжимая его в одномнаправлении и одновременно растягивая в другом. При деформации чувствительный элемент 9 вырабатываетэлектрический заряд, величина которого пропорциональна деформации наружного диаметра трубопровода. иследовательно давлению внутри него.1 з,пф-лы, 4 ил.10 1 г 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения и контроля давления жидкостей и газов в трубопроводе.Целью изобретения является повышение надежности.На фиг. 1 изображено устройство вид спереди; на фиг, 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-Ана фиг, 2; на фиг. 4 - нижняя часть корпуса в изометрической проекции.Устройство содержит корпус, состоящий из двух частей 1 и 2, соединенных между собой подвижно; на одном конце они соединяются с помощью оси 3 и могут поворачиваться вокруг нее, а на другом конце - разъемным зажимом 4. В каждой части корпуса выполнены одинаковые внутренние полости 5, а также образованы фиксирующие пазы 6 для контролируемого трубопровода 7. В каждой внутренней полости 5 помещены защитный 8, чувствительный 9 и упругий 10 элементы, При этом защитный элемент 8 контактирует одновременно с трубопроводом 7 и с одной поверхностью чувствительного элемента 9, является одним из электродов последнего. Другим электродом является тонкая металлическая пластинка 11, которая связана проводником 12 с электрически изолированной от трубопровода осью 3. Упругий элемент 10 соединен неподвижно с основанием полости 5.Между чувствительным 9 и упругим 10 элементами установлены дополнительный упругий элемент 13 и жесткая прокладка 14, неподвижно соединенные между собой, а также с чувствительным 9 и упругим 10 элементами соответственно, Неподвижное соединение слоев друг с другом, а также свнутренней поверхностью полости осуществляется например с помощью клея,Жесткая прокладка 14 выполнена металлической, например из латуни, и электрически соединена с защитным элементом 8, образуя экран для чувствительного элемента 9.Части 1 и 2 корпуса могут быть выполнены например из капролона методом литьевого прессования.Защитный элемент 8 может быть выполнен например из медной фольги толщиной 005 мм,В качестве чувствительного элемента 9 может использоваться пьезоэлектрическая пленка, например маркиПВДФ.Упругий элемент 10 может быть выполнен из маслобензостойкой резины,например марки МБС, толщиной4 мм.Промежуточный упругий элемент 13может быть выполнен например из полиуретана толщиной 0,5 мм,Жесткая прокладка 14 может бытьвыполнена например из латуни толщиной 033 мм.Работа устройства состоит в следующем.Перед установкой устройства натрубопровод зажим 4 открыт, части 1и 2 разведены в стороны поворотомих вокруг оси 3, а упругие элементы10 и 13 и чувствительный элемент 9находятся в свободном недеформированном состоянии. При этом наружная поверхность защитного элемента 8 выступает над поверхностью фиксирующих пазов на 0,3-0,5 мм.При установке устройства на трубопровод последний укладывается в фиксирующие пазы 6, части 1 и 2 стягиваются между собой зажимом 4. В результате стягивания частей 1 и 2трубопровод через защитный элемент8 деформирует упругие и чувствительные элементы до тех пор, пока он небудет полностью охвачен фиксирующимипазами 6. При этом упругие элементы1 О и 13 сжимаются на величину0,3-0,5 мм, а чувствительный элемент9, выполненный из пьезоэлектрическойпленки, получает начальную деформацию, необходимую для его работы,При повышении давления в трубопроводе 7 его наружный диаметр увеличивается, Деформация трубопровода через защитный элемент 8 передается чувствительному элементу 9, сжимая его в одном направлении и одновременно растягивая в другом.При деформации чувствительный элемент 9 вырабатывает электрический заряд, величина которого пропорциональна деформации наружного диаметра трубопровода и, следовательно, давле-, нию внутри него.Подобная картина происходит одновременно в обеих частях корпуса. В результате с оси 3, электрически изоз 136лированной от трубопровода гибкимкабелем, снимается электрическийсигнал, пропорциональный давлению втрубопроводе. Общим проводом служитсам трубопровод, электрически соединенный через защитный элемент содним из полюсов чувствительногоэлемента.Как было отмечено, величина начальной деформации упругих элементов10 и 13 в радиальном по отношению коси трубопровода направлении составляет 0,3-0,5 мм. Поскольку жесткостьзащитного элемента много большежесткости упругих элементов, то всядеформация приходится на последние.При сжатии упругих элементов в радиальном направлении они увеличиваютсвои размеры в осевом (по оси трубопровода) направлении. Связь междудеформациями по разным направлениямопределяется выражением:С:1,где Е , Ср - относительная деформация в осевом и радиальном направлениях соответственно;- коэффициент Пуассона материала упругихэлементов.В предлагаемом устройстве упругийэлемент с помощью жесткой прокладки14 разделен на две части, причемтолщина дополнительного упругогоэлемента 13 в несколько раз меньшетолщины упругого элемента 10, определяется шероховатостью контролируемого трубопровода, его кривизной иравна например 0,5 мм при толщинеупругого элемента 10, равной 4 мм,При таком соотношении размеров осевая деформация Рдополнительногоупругого элемента 13, непосредствен 4927но связанного с защитным элементом8, снижается в 9 раз, что соответственно снижает во столько же раз иусилия, отрывающие защитный элементот промежуточного упругого элемента.В результате повышается надежностьустройства,Выполнение жесткой прокладки 14 10 металлической и электрическая связьее с защитным элементом 8 позволяютполностью экранировать чувствительный элемент 9 от влияния помех электрического характера и тем самым повы 15 сить помехоустойчивость устройства.Формула изобретения1. Устройство для измерения давле ния в трубопроводе, содержащее корпус, состоящий из двух частей с выполненными в них симметричными полог."тями и соединенных с помощью шарнира на одном конце и зажима на другом, 25 в которых последовательно установлены и скреплены между собой упругийэлемент из электроизоляционного материала и защитный элемент из фольги, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 30 что, с целью повышения надежности,в нем между чувствительным и упругим элементами установлены дополнительный упругий элемент и жесткаяпрокладка, скрепленные друг с другом,а также с чувствительным и упругимэлементами соответственно.2. Устройство по и, 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения помехоустойчивости, в нем 40 жесткая прокладка выполнена металлической и соединена с защитным элементом.7 ФФРРФФ Составитель М, ЖуковРедактор В. Данко Техред М.Ходанич Корректор М. Максимишинец Заказ 6587/34 Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предпритие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4