Пневмопереключающее устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 17 38 А РЕСПУБЛИК ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬ СКОМ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(7) Государственный научно-исследовательский институт автоматических систем(56) Авторское свидетельство СССРЬ 1040357, кл. 6 01 3 19/00, 1982,Авторское свидетельство СССРЬ 792088, кл. 6 01 1. 19/00, 1975,Авторское свидетельство СССРВ 957025, кл, 6 01 1 27/00, 1980.(57) Изобретение относится к технике измерения полей давления при исследованиях,(51)5 6 01 3 27/00, 19 нэ аэродинамических моделях и позволяет уменьшить габариты пневмопереключающего устройства и повысить его быстродействие. Устройство содержит цилиндрический статор 1 с датчиком 7 давления и приемными отверстиями 2 на его поверхности и притертый к нему цилиндрический ротор 3; имеющий осевой дренажный канал 6, соединенный радиальным отверстием 5 со спиральным пазом 4 на поверхности ротора. При повороте ротора 3 приводом 15 . происходит последовательный опроС приемных отверстий 2. пневматический сигнал с которых поступает нэ датчик 7 давления, 1 ил.Изобретение относитсл к приборостроению и предназначено для использования при исследовании полей давления на малогабаритнь,х аэродинамических моделлх,Известен пневмокоммутатор, содержащий цилиндрический,статор с равномерно расположенными на его поверхности отверстиями опроса, соединенными дренакными трубками с точками отбора давления, В статоре расположен ротор в виде профилированного кулачка с радиальным каналом. В корпусе устройства размещен шаговый привод и датчик давленил, На валу привода установлено водило с осью, на которой расположен ротор, жестко прикрепленный к первому сателлиту, а датчик давления жестко связан с вторым сателлитом, которыйвыполнен за одно целое с осью, На валупривода расположено центральное колесо, связанное с вторым сателлитом, а первыйсателлит контактирует С другим центральным колесом, расположенным на корпусе, Б оси выполнены левый канал и проточка; сообщающие радиальный канал с датчиком давления, Отверстия опроса закрыты каналами, взаимодействующими с магнитнойвставкой, впрессованной в ротор,Наличие водила, шестерен, кулачка,20 клапанов, электромагнитов и асимметричнозакрепленного вращающегосл датчика давления усложняет конструкцию устройства и его систему управленил, увеличивает габариты устройства, повышает инертность его за счет увеличения обьема подводящихканалов, что делает его непригоднь 1 м для исДанное устройство проще по конструкции другого известноо устройства, имеет меныцие габариты и более высокое быстродействие, Однако наличие большого количества датчиков, выступающих штуцеров и трубок. соединяощих каналы отбора давления с датчиками, не позволяет применить и это устройство в малогабаритных иэ-эабольших габаритов, Наличие дренажных трубок и кольцевых проточек увеличивает длину измерительного канала, время опроса измеряемых давлений и уменьшает точность измерений. При этом из-за наличия бол ьшого количество датчиков это устройство имеет сложную систему расшифровки и регистрации результатов измерения, увеличивает трудоемкость изготовленияНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пневмопереключающее устройство, содержащее корпус, внутри которого установлен неподвижный диск с датчиком давления, В неподвижном дискепо двум и более концентрическим окружностям расположень 1 отверстия опроса, Неподвижный диск сопряжен с фторопластовым вкладышем подвижного диска, в котором выполнены глухие, оадиально направленные каналы, сдвинутые по фазе один относительно другого и численно равные числу.концентрических окружностей неподвижного диска, по которым расположены отверстия опроса. На расходящихся концах глухие каналы имеют отверстия, сопряженные с соответствующими отверстиями опроса на неподвийРлевого колокола, осветителя и Фотоэлемен- о тов. л пользоавнил при исследовании малогабаритных аэродинамических моделей, .Известно пневмопереклочающее устройство, содержащее цилиндрический ста тор и притертый к нему ротор, На статоре по , кольцевой образующей в несколько рядов расположены штуцеры для подсоединения коммутируемых пневмотрасс, Изготовленный с большой точностью ротор имеет кольцевые каналы и пазь 1, расположенные против соответствующего ряда отверстий на статоре, которые трубками соединены с пневмопреобразователлми. Количество пневмопреобразователей строгО соотввтствует количеству рядов отверстий на статоре. Ротор с помощью редуктора соединен с электроприводом непрерывного действия,который в своа очередь соединен с датчиком номера точки, который содеркит кодо- % вый колокол, осветитель и фотоэлементы,В корпусе устройства установлен также датчик синхроимпульсов, состоящий из щеном диске, а другие концы этих каналов обьединены одним общим отверстием, сопряженным с центральным отверстием, которое соединено с измерительной полостью датчика давления. Противоположная по- . лость датчика давления с помощью трубопроводов соединена с источником опорного давления. Подвижный диск, установленный в корпусе, своим валом соединен с приводом, Для уравновешивания сил, действующих на подвижной диск со стороны опрашиваемых давлений и для повышения точносги измерений камера наддува, расположеннал в корпусе за подвижным диском, с помощьк трубопровода соединена с источником внешнего давления,Данное устройство имеет большие габариты, не позволяющие применять его в малогабаритных моделях, Статор и ротор, изготовленные в виде дисков и с подводом с торца опрашиваемого давления, также препятствует применению устройства в целом в малогабаритных моделях. При этомбьем подводящих каналов до датчика давенил значительно увеличивают время опде а-уго в роса измеряемых давлений, что отрицатель- Пневмопереключающее устройство рано сказывается на быстродействии устрой-ботает следующим образом: ства, При вращении привода,15 с помощьюЦель изобретения - уменьшение габа- редуктора 14 и вала 13 приводится во вращеритов устройства и повывецие быстродей ниероторЗ, которыйс помощьюспиральноствия за счет уменьшения объема каналов в го паза 4 поочередно соединяет отверстия 2 теле ротора, через канал 5 и канал 6 с измерительнойПоставленная цель достигается тем, что полостью датчика 7 давления, Угол наклона в устройстве статор и ротор выполнен ци- спирального паза 4, рассчитанный по укалиндрической формы, а на поверхности ро занной формуле, позволяет опрашивать тора выполнен спиральный паз, только одно отверстие 2 из ряда, начиная с соединенный в средней части радиальным первого и кончая последним. отверстием в роторе с осевым дренажным Одновременно, во время работы устканалом, который сопряжен с измеритель- ройства от источника 12 опорного давления ной полостью датчика давления, опорная 15 воздух по внутрикорпусному отверстию 11 полость которого соединена каналом с ис- и каналу 10 поступает в опорную полость точником статического давления датчика 7 давления, электрический сигналНа чертеже схематически показано которого, соответствующий перепадудавпредлагаемое устройство, разрез лений между измеряемыми опорным, поПневмопереключающее устройство со ступает в систему измерений, контроля и стоит из корпуса 1, на поверхности которого регистрации данных не показано), В одном в несколько рядов равномерно расположе- из положений ротора 3 и паза 4 опорйое ныдренажные отверстия 2, Внутри корпуса давление воздуха от источника посгупает 1 установлен ротор 3, на цилиндрической одновременновобе полостидатчика 7 дав- . поверхности, которого выполнен спираль ления через внутрикорпусное отверстие 11, ный паз 4, соединяющий одно из отверстий канал 10, отверстия 11 и 17; канал 5 и канал 2 с помощью радиального канала 5 и цент. В результате этой операции происходит рэльного канала 6 с измерительной поло- контроль и регистрация "нуля" датчика 7 стью датчика 7 давления, расположенного в давления во время работы устройства, явля- головке 8 корпуса и зафиксированного в ней 30 ясь началом для расшифровки измеренных с помощью крышки 9, Для уменьшения ком- данных, Каждый цикл измерений давления мутационных линий канал 5 начинается сов дренажных отверстиях 2 происходит за средней части паза 4. один оборот ротора 3. Выполнение статораПри этом угол наклона спирального па- и рогора цилиндрической формы и выполнеза 4 определяется по формуле . 35 ние на поверхности ротора спирального пал,0 и - 1 . за, соединенного в средней частип и. - радиальным отверСтием .в роторе с осевым г л наклонаспиральногопэзэ, град;дренажным каналом датчика давления, позволяет уменьшить габариты устройства, 0 - диаметр ротора, м; 40 что позволяет использовать их внутри малое - число рядов дренажных отверстий . габаритных моделей, а следовательно, по образующей корпуса; уменьшить в совокупностй с подводящими и - число дренажных отверстий в ряду; каналами объем присоединенных емкостей,. . - расстояние между крайними дре- Тэк, при одном и том же количестве опнажными отверстиями в ряду, м, . 45 рашиваемых точек, например 64, предлагаОпорная полость 7 датчикадавленияче-.емое устройство по диаметру будет иметь рез канал 10 в головке 8 корпуса и через размер в пределах 20-25 мм, а известноенутрикорпусное отверстие 11 соединена сустройство 40 - 50 мм. источником 12 опорного давленияУчитывая, что в известном устройстве50 имеется камера наддува, боковые штуцераРотор 3 с.помощью вала 13 через редук- для подвода давления, то его габариты возтор 14 соединен с приводом 15, причем вэл. растают вдвое и такие устройства становят, редуктор 14 и привод 15 установлены в ся непригодными для использования их державке 16, соединенной жестко с корпу- внутри малогабаритных моделей, которые сом 1, В одном иэ положений ротора 3 и 55 используются для исследования моделей в паза 4 внутрикорпусное отверстие 11 через трэнсэвуковых, гиперзвуковых и в импульс- отверстие 17, канал 5 и центральныйканал ных эзродинамйческих трубах, 6 соединено с измерительной полостью дат- В предлагаемом устройстве минимальчика 7 давления не показано)., ные размеры по диаметру лимитируютсялишь габаритами датчика давления, а диа1749738 Составитель А, ГришковТехред М,Моргентал Корректор Л. Бескид Редактор А, Козориз ъЗаказ 2589 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород ул,Гагарина. 101 метральные габариты известного устройства,лимитируются не только датчиком давления, но и расположенными вокруг него по концентрическим окружностям отверстий опроса, хотя по длине оба эти устройства могут быть равными.,Кроме этого, в предлагаемом устройстве по сравнению с известным объем нрисоединительных емкостей уменьшен за счет уменьшения длин внутренних измерительных каналов и эа счет уменьшения полостей; присоединенных к центральному измерительному каналу при опросе,Так, для устройства на 64 точки опроса в известном устройстве этот объем состаляет 45 мм, а в предлагаемом он не превышает 30-35 мм .Если учесть, что известное устройство не может быть установлено внутри модели, то объем присоединительных емкостей увеличивается в десятки раз,Увеличенный объем присоединительных измерительных каналов увеличивает время выравнивания давления, т,е. сказывается отрицательно нэ быстродействии устройства й на точности иемерения, Кроме того, спиральный паз нэ роторе предлагаемого устройства позволяет поочередной опрос точек отбора давлений, от первой до последней, вместо смешанного опроса в из вестном, что позволяет упростить схему расшифровки измеренных давлений,Ф ор мул а изобретен ия Пневмопереключающее устройство, со держащее статор с датчиком давления иприемными отверстиями На наружной поверхности и связанный с приводом ротор, имеющий осевой дренажный канал, соединенный с измерительной полостью датчика 15 давления, опорная полость которого соединена каналом с,источником статического давления, о тл ича ю ще ес я тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения быстродействия эа счет уменьшения объема 20 каналов в теле ротора. в нем статор и роторвыполнены цилиндрической формы, ротор расположен внутри статора, а на поверхности ротора выполнен спиральный паз, соединенный в средней части радиальным 25 отверстием в роторе с осевым дренажнымканалом,