Приемник воздушного давления

(51)5 НИЕ ИЗ ЕТ ГОСУДАР СТ В Е ННЫ И КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРВ 432362, кл, 0 01 Е 19/00, 1972 г,Авторское свидетельство СССР(54) ПРИЕМНИК ВОЗДУШНОГО ДАВЛЕНИЯ(57) Использование: в контрольно-иэмерительнойтехнике, в частности для измерениядавления двухфазных сред. Сущность изобретения; для очистки полости (14) от засоИзобретение относится к контрольной и измерительной технике и может быть использовано для измерения давлений двухфазных сред в экспериментальной аэрогаэодинамике, легкой и пищевой промышленности, а также в агропромышленном комплексе. Известен приемник воздушного давления, который является малоинерционным пневмометрическим приемником давления с индуктивным датчиком давления для измерения нестационарных параметров потока и представляет собой сочетание микроприемников высокого давления, выполненных из стальных трубок малых размеров, и мало- инерционных малогабаритных датчиков переменныхх давлений типа ДМ И.Трубки изготовляются из нержавеющих сталей, например 1 Х 18 Н 9-Т. Внутренний рения от источника давления поступает газ, который отжимает резиновую мембрану (6) от седла (13) и прижимает к седлу(12), Канал (10) перекрывается и датчик давления (3) отсекается от пневмоизмерительного канала (2), Газ через дроссель (18) и канал (17) проходит в пневмоизмерительный канал (2), при этом производится удаление пыли и других твердых частиц, к моменту измерения дистанционного перекрывателя клапан (4) и сжатый газ перестает поступать к мембране (6), которая возвращается в исходчое положение и открывает канал (10), через который по каналу (2) на датчик (3) подводится измеряемое давление в контролируемой точке пространства. 2 ил. диаметр трубки 2 - 3 мм в приемниках, используемых для измерения в ядре потока, иэ 03 - 0,7 мм - в приемниках для измерения в пристеночных областях,При использовании такого приемника в двухфазных средах на входе трубки и внутри нее образуется конденсат, наледь, осаждается пыль, нагар, твердые частицы, волокна, пух и тому подобные загрязнения,Так, например, при производстве химического волокна необходимо измерять полное и статическое давление в воздушных потоках, содержащих низкомолекулярные и высокомолекулярные соединения, образующие при охлаждении твердую фазу, Эта твердая фаза в виде "паутины" покрывает входное отверстие приемной трубки, попадает внутрь ее и тем самым делает результаты измерений особенно нестационарных процессов ненадежными и неточными.10 20 30 35 40 45 50 55 Большинство технологических процессов переработки волокна и получения текстильных материалов сопровождается интенсивным выделением сорных примесей, пуха и пыли, которые загрязняют производственную среду, ухудшают условия работы датчиковой измерительной системы.Известен приемник воздушного давления, позволяющий предотвратить закупоривание приемных трубок путем использования постоянного протока газа от дополнительного источника с давлением, большим измеряемого,Недостатком приемника - аналога является то, что его точность низка в связи с тем, что отбор давления, характеризующего измеряемое давление в контролируемом потоке, осуществляется на значительном расстоянии от открытого конца трубки полного напора. Величина этих потерь не остается стабильной в процессе измерения, так как зависит от числа Рейнольдса продуваемого газа, диаметра, длины, местных сопротивлений, шероховатости и загрязненности тракта.Кроме того, после скоростей продуваемого газа на концевом участке трубки неравномерно и в отсутствии измеряемого потока, как правило, изменяется по параболическому закону и зависит от числа Рейнольдса и других перечисленных выше причин,При встречном натекании измеряемого потока(при измерении полного напора) такая эпюра скоростей часто оказывается неустойчивой и деформируется неопределенным образом, существенно влияя на величину потерь выхода,При измерении статического давления поле скоростей продуваемого газа на выходе из трубки не может быть равномерным в результате воздействия набегающего сбоку контролируемого потока на вытекающую из трубки струю продуваемого газа. Это также приводит к появлению значительных потерь, которые входят составной частью в измеряемый сигнал. Нестабильность этих потерь приводит к погрешностям измерений,При измерении статического давления появляется необходимость контролировать и регулировать расход продуваемого газа, что усложняет конструкцию приемника,Неравномерное поле скоростей среды, истекающей из трубки, наличие зон обычно пристеночных) малых скоростей способствует попаданию в трубку частиц, транспортируемых потоком, что снижает надежность приемника. Известен приемник воздушного давления, позволяющий устранить часть перечисленных выше недостатков.Это техническое решение - наиболее близкое по своей сущности к предлагаемому.Приемник-прототип содержит трубку полного давления с суженным выходом и отводящий патрубок, коаксиально с трубкойустановленный цилиндрический кожух,внутренняя полость которого соединена с каналом трубки через клапан.Для прочистки каналов и входных отверстий устройство частично демонтируется отсоединяется датчик) и вместо датчикаприсоединяется источник давления. Сжатый воздух поступает в трубку и через обратный клапан во внутреннюю полость кожухаТаким образом происходит очистка внутреннего канала трубки и ее внешней поверхности.Недостатком приемника-прототипа является то, что его надежность недостаточна, прочистка связана с остановкой технологического процесса и поэтому проводитсяэпизодически, что делает результаты измерения недостаточно надежными и неопределенными.Цельо изобретения является повышение надежности,Ожидаемый от использования положительный эффект заключается в том, что значительно повышается надежность результатов измерения постоянных и пульсирующих давлений в двухфазных средах в два-три раза), Это позволяет сократить число испытаний, ускорить выдачу рекомендаций, более точно соблюдать технологию.Предложенный приемник содержит корпус с пневмоизмерительным каналом и каналом для подключения датчика давления, установленнь 1 е в нем клапаны и дроссель. Кроме того, в нем выполнены канал для подвода сжатого воздуха и соединительный канал, при этом клапан выполнен в виде двух кольцевых седел и мембраны, закрепленной на корпусе с образованием первой и второй полостей, причем в первой полости размещены каналы пневмоизмерительный и для подключения датчика давления, а во второй - канал для подключения источника сжатого воздуха, вход соединительного канала размещен во второй полости, а выход - в первой, канал для подключения датчика давления и вход соединительного канала снабжены кольцевыми седлами и установлены соосно мембране, а дроссель закреплен на входе соединительного канала, при этом мембрана установлена с зазором относительнокольцевого седла канала для подключения датчика давления и контактирует с кольцевым седлом, размещенным на входе соединительного канала,На фиг. 1 представлена принципиальная схема приемника; на фиг. 2 - конструктивная схема узла приемника - клапана и его пневматических связей,Приемник воздушного давления имеет клапан 1, установленный на пневмоизмерительном канале 2, соединенный с датчиком давления 3, и через дополнительный клапан 4 - с источником сжатого воздуха 5,Клапан 1 выполнен в виде резиновой мембраны 6, закрепленной между основанием 7 и крышкой 8, Фактически резиновый диск мембраны 6 зажат по краю между крышкой 8 и основанием 7, причем степень зэжатия определяется кольцевой ограничительной вставкой 9, Чем меньше высота вставки 9, тем сильнее закатие, и наоборот, чем больше высота вставки 9, тем зажатие меньше.Степень зажатия выбирается такой, чтобы при сборке клапана 1 мембрана б не была бы перерезана выступами в крышке 8 и вместе с тем была бы достигнута герметичность соединения крышки 8 с мембраной б и основания 7 с мембраной 6.Крышка 8 и основание 7 имеют осесимметричные каналы 10 и 11 соответственно. Канал 10 служит для подключения датчика давления 3. Канал 11 является соединительным каналом. Он соединяет полости и 11, Эти каналы проходят в кольцевые седла 12 и 13, Резиновая мембрана 6 контактирует с кольцевым седлом основания 13 и тем самым закрывает канал 11, Мембрана б надета на кольцевое седло 13, поскольку седло выполнено в виде отдельной от основания 7 детали и вставляется после зажатия диска мембраны 6 Между крышкой 8 и основанием 7.Внутри крышки 8 выполнена полость 14 (фиг, 1, полость 1), а внутри основания такая же полость 15 образована мембраной 4 и седлом 13 (фиг. 1, полость ). Полость 14 имеет каналы 16 и 17, расположенные на разных концах одного и того же диаметра 1.Причем пневмоиэмерительный канал 2 соединен с клапаном 1 через канал 16, а канал 17 соединен с соединительным каналом 11, в котором установлен дроссель 18.Полость основания 15 имеет канал для подачи сжатого воздуха 19, Через него клапан 1 пневматически соединен через дополнительный клапан 4 с источником сжатогогаза 5.Приемник работает следующим обра,зом. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В исходном положении пневмоизмерительный канал 2 своим приемным отверстием вводят в точку измерения давления,Клапан 4 закрыт. Источник сжатого газа 5отсоединен от клапана 1, Датчик 3 присоединен электрически к измерительной схеме(не показано) и готов к измерениям. Передначалом работы открывают клапан 4 и гаэ отисточника 5 поступает в полость 15 (полость11 на фиг. 1) клапана 1 через канал для подвода сжатого воздуха 19,Поступающий газ отжимает резиновуюмембрану 6 от седла 13 и прижимает ее кседлу 12. При этом канал для подключениядатчика давления 10 крышки 8 закрываетсямембраной б и датчик давления 3 пневматически отсекаются от пневмоизмерительногоканала 2, Датчик 3 пневматически блокируется от возможного вредного воздействия нанего давления сжатого газа от источника 5.Далее сжатый газ из полости 11 черездроссель 18 в соединительном канапе 11проходит через канал 17, осесимметричнуюполость 1 в пневмоизмерительный канал 2через канал 17. При этом все возможныесоринки и другие частицы удаляются из полости 14 и из внутреннего канала 2.Газ истекает иэ приемного отверстияпневмоизмерительного канала 2, чем не дает возможности пыли, гари, твердым частицам, пуху и т,п. грязи попасть внутрь канала2, клапана 1 и датчика 3, Различного родэзагрязняющие волокна также отжимаютсяот входного отверстия пневмоизмерительного канала 2,К моменту измерения оператор дистанционно перекрывает клапан 4 и сжатый газперестает поступать к мембране 6. Мембрана 6 возвращается в исходное положение(на седло 13) и открывает канал 10, При этомканал 16 пневматически соединяется с каналом 10, присоединяя тем самым датчик 3 кпневмоиэмерительному каналу 2.Происходит процесс измерения и регистрации величины давления в контролируемой точке пространства, После измерениядавления клапан 4 вновь открывают и процесс повторяется.Поскольку клапан 1 вместе с датчикомнаходятся вблизи приемного отверстияпневмоиэмерительного канала 2, можно измерять не только постоянное давление, на ипеременную его составляющую.Приемник представлен в виде макетного образца, его элементы имеют следующиеразмеры, мм,диаметр кольцевого седла 12 3высота седла 12 1,5диаметр полости 1 5глубина полости 1 0,5Ь0,25 0,8 диаметр полости5 диаметр пневмоизмерительного канала 2 0,8 длина канала 2 1,5 , диаметр дросселя 18 0,15 толщина резинымембраны 6 0,5 величина поджатиямембраны 6диаметр седлаоснования 13 1,5 диаметр седла 12 1,8 диаметр соединительного канала 11диаметр канала 19 дляподвода сжатого газа 0,8 диаметр канала 10для подключения датчикадавления 0,8 В качестве датчика давления 3 использован полупроводниковый датчик ДХП - .096, индуктивный датчик ПДИ и пьезоэлектрический датчик пульсаций давления.Приемники воздушного давления показали следующие технические характеристики:- герметичность полостей больше Зх х 10 с/м- пневматическое сопротивление между входом и выходом одной полости в закрытом состоянии больше Зх 10 с/м;- время срабатывания (закрыто-открыто) меньше 0,01 с;- после 30000 срабатываний устройствоне изменяет характеристик;- дополнительная погрешность меньше10-2 о5Формул а и э обре те ни я Приемник воздушного давления, содержащий корпус с пневмоизмерительным каналом и каналом для подключения датчика 10 давления, установленные в нем клапан идроссель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в нем выполнены канал для подвода сжатого воздуха и соединительный канал, при этом клапан 15 выполнен в виде двух кольцевых седел имембраны, закрепленной на корпусе с образованием первой и второй полостей, причем в первой полости размещены каналы пневмоизмерительный и для подключения 20 датчика давления, а во второй - канал дляподключения источника сжатого воздуха, вход соединительного канала размещен во второй полости, а выход - в первой, канал для подключения датчика давления и вход 25 соединительного канала снабжены кольцевыми седлами и установлены соосно мембраны, а дроссель закреплен на входе соединительного канала, при этом мембра-на установлена с зазором относительно 30 кольцевого седла канала для подключения .датчика давления и контактирует с кольце, вым седлом; размещенным на входе соединительного канала.1775629 Составитель Л.НовикТехред М,Моргентал ктоР Н,Слобод дак роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгооод. ул,Гагарина, 1 аказ 4030 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5