Расходомер для гидроприводов горных машин

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВСЕСОЮЗЩй

l3, ;," (2!) 3791710/22-03 (22) 18.09.84 (46) 23.03.86. Бюл. ))- 11 (71) Научно-производственное объединение по созданию и выпуску средств автоматизации горных машин (72) Д.И.Евстафьев, А.И.Котлярский, В.А.Резников, А.М.Райхман, Ю.А.Турицын, Д.И.Фрегер и В.Н.Шалагин ,(53) 622.232.72(088.8) (56) Агейкин Д.И. и др. Датчики контроля и регулирования. Справочные материалы. — М.: Машиностроение, 1965.

Машины и нефтяное оборудование, 1972, Р 2, с. 25, (54)(57) РАСХОДОМЕР ДЛЯ ГИДРОПРИВОДОВ ГОРНЫХ МАШИН, содержащий корпус, (5f) 4 Е 21 C 35/24, С 01 F 3/08 цилиндрическое рабочее тело с направляющей крыловидного профиля и чувствительный элемент в виде пластины, закрепленной на корпусе и ориентированной широкими гранями параллельно направлению потока рабочей жидкости, соединенный с входом электронного блока, о т л и ч а юЗ шийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет компенсации влияния возмущающих воздействий, рабочее тело неподвижно закреплено на одном конце чувствительного элемента так, что его образующая параллельна продольной оси чувствительного элемента, а продольная ось чувствительного элемента перпендикулярна направлению рабочей жидкости, 1219803

F =к p v

Изобретение относится к средствам автоматизации горных машин, предназначено для контроля расхода рабочей жидкости в гидроприводах и может использоваться для создания систем автоматического управления и технической диагностики горных машин.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет компенсации влияния возмущающих воздействий, потерь на трение в шарнирных соединениях, изменений веса и гидравлического сопротивления рабочего тела и чувствительного элемента из-за загрязнения их поверхностей во время эксплуатации.

На фиг. 1 изображен предлагаемый расходомер, на фиг. 2 — сечение

А-А на фиг. 1, на фиг. 3 — положение расходомера на горной машине, В состав расходомера входят корпус 1, вворачивающаяся в него пробка 2 с укрепленным в ней концом 3 чувствительного элемента 4, на втором конце 5 которого укреплено рабочее тело 6, а сам чувствительный элемент 4 соединен с входом электронного блока 7 и ориентирован таким образом, что его широкие грани 8 и 9 параллельны направлению потока рабочей жидкости, а продольная ось

10 перпендикулярна направлению рабочей жидкости. Рабочее тело 6, представляет собой цилиндр с образующей крыловидного профиля,.

В корпусе угледобывающего комбайна 11 расходомер 12 расположен так, что направление потока 13 через него (указано стрелкой) параллельно продольной оси 14 горной машины (фиг. 3).

Расходомер работает следующим образом, I

При движении рабочей жидкости в" канале корпуса 1 со скоростью 7 ка его рабочее тело действуют подъемная сила F сила лобового сопротивления F и разность выталкивающей силы и силы тяжести, направленных встречно F — G . Сила тяжести и выталкивающая сила 4 и Г перпендикулярны плоскости чертежа и направлены вдоль продольной оси

10 чувствительного элемента 4, т,е. в направлении наибольшей жесткости чувствительного элемента 4 и, следовательно, их влияние на результат измерения пренебрежимо мало.

Сила. лобового сопротивления F (фиг. 2.) параллельна направлению потока и широким граням 8 и 9 чувствительного элемента 4, При таком направлении влияние силы лобового сопротивления F ка деформацию чувствительного элемента 4 также пренебрежимо мало. Это обусловлено тем, что жесткость чувствительного элемента 4 в направлении действия силы лобового сопротивления превышает жесткость его в направлении действия подъемной силы в k раз, 1 (K - =— где Ь ширина пластинки

1 1 чувствительного элемента 4, толщина).

При движении рабочей жидкости в корпусе 1 в направлении, показанном стрелкой на фиг. 2, ка закрепленное на конце 5 рабочее тело

6 чувствительного элемента 4 действует подъемная сила. Величина подъемной силы определяется в соответствии с соотношением где K — коэффициент пропорциокальности

P — плотность жидкости, К вЂ” угол атаки.

Сила ", получаемая как векторная сумма силы F и силы F при— и с водит к деформации чувствительного элемента 4, закрепленного неподвижно концом 3 в пробке 2. Таким образом, деформация чувствительного элемента 4 вследствие малой податливости чувствительного элемента

4 в направлении силы сопротивления пропорциональна величине подъемной силы F>, Чувствительный элемент

4, представляющий собой, например, металлическую пластину с наклеенными ка нее тензорезисторами, преобразует величину деформации в электрический сигнал, который поступает на вход электронного блока 7, где ок усиливается, обрабатывается и регистрируется. Аналогично усилиям

5, Гь и F компенсируются продольная и вертикальная составляющие вибраций корпуса. При этом нагрузки, вызванные продольной составляющей вибраций горкой машины, действуют параллельно силе лобового сопроитвления так как корпус 1 расходомера ориенти1219803 рован так, что направление потока рабочей жидкости параллельно направлению поступательного движения горной машины. Нагрузки, обусловленные воздействием на рабочее тело 6 и чувствительный элемент 4 вертикальной составляющей вибраций, параллельны продольной оси 10 чувствительного элемента 4. Таким образом, помехи от вибраций горной машины действуют в направлениях наименьшей чувствительности.

Исследования показывают, что амплитуды поперечных составляющих вибраций значительно меньше амплитуд продольных и вертикальных составляющих и их влияние в достаточной сте пени компенсируется демпфирующим воздействием рабочей жидкости на чувствительный элемент 4 и рабочее тело 6. . При изгибе или повороте чувствительного элемента 4 с укрепленным на нем рабочим телом 6 (фиг. 1) проекция чувствительного элемента

4 и рабочего тела 6 на плоскость, перпендикулярную направлению потока рабочей жидкости, не изменяется по величине. Изменяется только ее положение относительно проекций на

Ь.>гу же плоскость корпуса 1 и пробки 2.

Таким образом, коэффициент сужения потока в предлагаемом расходомере постоянен.

При выполнении рабочего тела 6 как тела нулевой плавучести сила тяжести полностью уравновешивается выталкивающей силой и, следовательно, не вносит погрешности в измерения даже при крене мобильной горной машины, например, угольного

10 комбайна.

Электронный блок 7 представляет собой, например, для случая с использованием тензометрического чувствительного элемента 4 последовательно соединенные тенэоусилитель, логарифмический усилитель, делитель на два, антилогарифмический усилитель и индикатор. При такой структуре электронного блока реализуется

2п линейная характеристика расходомера.

Электронный блок 7 может бьггь выполнен на операционных усилителях, например 157 серии в типовом включении, и на диодах и транзисторах.

2g В качестве индикатора в электронном блоке может применяться, например, самописец или миллиамперметр.

Преимуществами предлагаемого изобретения являются меньшие габариты и себестоимость, более высокая точность контроля расхода.

1219803

Составитель Л.Лукашанец

Редактор О.Головач Техред А.Комарницкал KoÐ9e< î9 А,Зимокосов

Тираж 470 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 1108

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4