Устройство для измерения давления в каналах вращающегося ротора

(19) ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ЭОБРЕТЕНИ ПИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВОНИЯ В КАНАЛАХ ВР ЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕЕГОСЯ РОТОРА ныи институт штуков,дник аза. Изве 171 - 174. онавтика.(56) Механика аидкости ития АН СССР. 1966, У 2, сРакетная техника и кос1976, т. 14, У 12, с. 6-8(57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить область применения устр-ва иповысить точность измерений за счетустранения вибраций и самоустановкиприемника давления на поверхностиротора. Приемник 2 давления установлен на одном из плеч рычага 4 посредством двухподвюкного шарнира. 9 тот136 шарнир образован промежуточной крестовой втулкой, цапфы которой попарно опираются на резьбовые полуотверстия рычага 4 и приемника 2 давления. Шарнир обеспечивает самоустановку приемника 2 на поверхности ротора 1 и стабильную герметизацию его на любом участке поверхности, Цапфы втулки и полуотверстия выполнены с резьбовой нарезкой треугольного и трапецеидаль 4932ного профиля с углом при вершине не более 60, что позволяет практически устранить шумы. При совмещении отверстия 3 приемника 2 с измерительным отверстием в стенке канала ротора 1 импульсы давления по трубопроводу 11 поступают в датчик 12, преобразующий их в электрические сигналы, регистрируемые осциллографом 15. 1 з,п.флы, 2 ил.Изобретение относится к технике измерения нестационарных давлений газа во вращающихся каналах, например в каналах ротора волнового преобразователя энергии, 5Цель изобретения - повышение точности результатов измерений и расширение области использования при повышенных температурах (до 900 К) путем самоустановки приемника давления на движущейся поверхности ротора, устранения его вибраций и исключения смазки или резиновых уплотнений,На фиг. 1 изображена конструктивная схема устройства; ца фиг2 тарировочный график.Измеряемое давление отбирается от 1отверстий на поверхности вращающегося ротора 1 с помощью устройства, которое содержит приемник 2 давления с 20 отверстием 3, установленный на одном из плеч рычага 4 посредством двухподвюкного шарнира, образованного промежуточной крестовой втулкой 5, цапфы которой снабжены резьбовыми на 25 резками и опираются попарно на резьбовые полуотверстия рычага 4 и при емцика 2 давления, Резьбовая нарезка выполняется таким образом, что на каждои паре соосцых цапф и поЛуотвер 30 стий является продолжением предыдущей, Рычаг 4, второе плечо которого снабжено отжимцой пружиной 6 и фиксатором 7, установлен подвижно на оси 8 транерсы 9 с фиксирующей план кой 10. Приемник 2 давления соединен гибким трубопроводом 11 с пьезокерамическим датчиком 12 давления, который вырабатывает входной сигнал ,цля усилителя 13 с блоком 14 питания. 40Усиленный сигнал подается на вход осциллографа 15.Измерение давления производится следующим образом.В определенном фиксированном положении приемника 2 его отверстие 3 при вращении ротора совмещается с измерительным отверстием в стенке ка нала ротора 1, и импульсы давления по гибкому трубопроводу 11 поступают к датчику 12, где преобразуются в электрические сигналы. Эти сигналы усиливаются усилием 13 и регистрируются осциллографом 5. Блок 14 питания обеспечивает работу усилителя. Так как изменение давления в канале ротора волнового преобразователя энергии имеет периодический характер, частота которого равна или кратна частоте вращения ротора, то при фиксированном положении приемника совмещение отверстий происходит в одной и той же фазе периода, Следовательно, датчик регистрирует одно и то же давление в данном месте в данный момент времени через промежутки, соответствующие периоду процесса, Изменив угловое положение траверсы 9 с осью 8 (например, поворотом по ходу вращения ротора), можно измерить давление в том же поперечном сечении канала, но уже в другой фазе периода. Эта фаза следует за предыдущей через промежуток времени, соответствующий времени перемещения канала на угол, равный углу поворота приемника 2 (траверсы 9). Повторяя измерения с выбранным угловым шагом, получим картину изменения давления в данном сечении канала за время одного цик1364932 3ла (оборота ротора). Перемещая рычаг 4 с приемником 2 вдоль оси 8при фиксированном положении траверсы,можно получить распределение давления по длине канала,5Для опеределения истинных величиндавлений, исключения влияния динамических характеристик датчика и всего измерительного канала необходимовыполнить динамическую тарировку.Под измерительным каналом понимается отверстие в стенке канала ротора1, отверстие 3 в приемнике давления,гибкий трубопровод 11, датчик 12,Динамическая тарировка выполнялась следующим образом. В канале ротора с отверстиями с двух сторонустанавливались заглушки, а его внутренняя полость через отверстие в валу соединялась с камерой, в которойможно создавать различные уровнидавления, измеряемое образцовым манометром, При вращении ротора с постоянной угловой скоростью можно 25установить связь между уровнем давления и величиной сигнала регистратора. Затем устанавливалась связьмежду уровнем давления и сигналапри различных частотах вращения. Полученные тарировочные кривые позволяют определить истинное давлениев Канале ротораПредложенное устройство позволяет выполнять измерения при температурах до 900 К, что более чем в два раза превышает термостойкостьрезины и сма зки.Хроме того,использование двухпод-. вижного шарнира с реэьбовыми цапфа 40 ми обеспечивает самоустановку приемника давления на поверхности ротора и стабильную герметизацию его на любом участке поверхности, что повышает точность измерений. Повышение колебательной устойчивости приемника давления в предложенном устройстве минимум в два раза посредством резьбовой нарезки на цапфах соединительного шарнира практически устраняет шумы, что также повышает точность и расширяет диапазон измерений в сторону мапых значений давления (до 2000 Па). При этом динамическая тарировка всего измерительного канала исключает влияние его протяженности и динамической погрешности датчика, что повышает достоверность и точность результатов,Формула изобретения1. Устройство для измерения давления в каналах вращающегося ротора, цилиндрическая стенка которого выполнена с измерительными отверстиями, содержащее приемник давления в виде скользящего контакта с приемным отверстием, прижимающее устройство и датчик давлеиия, подключенный через усилитель к регистратору, о т л и " ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности измерений за счет устранения вибраций и самоустановки приемника давления на поверхности ротора, оно снабжено крестовой втулкой с цапфами, а в скользящем контакте и прижимающем устройстве выполнены по два опорных полуотверстия, в которых размещены цапфы крестовой втулки, причем цапфы и полуотверстия выполнены с резьбовой нарезкой тре" угольного или трапецеидального профиля с углом при вершине не более 602. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что одна из перпендикулярных осей крестовой втулки размещена параллельно оси вращения ротора.