Пневматический датчик оборотов

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ссаз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №

Заявлено 23. т" Ш.1967 (№ 1179594/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14Х.1969. Бюллетень ¹ 17

Дата опубликования описания 9.Х.1969

Кл. 42о, 13/10

МПК О 01р

УДК 531.771:533.21(088.8) Комитет по делан изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения Ю. Н. Пушин, В. В. Новак, В. Н. Юнг, В. И. Будряшкин и И. С. Панов

Заявитель

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ОБОРОТОВ

Данное изобретение относится к области измерителей параметров движения.

Известные пневматические датчики оборотов, содержащие чувствительный элемент в виде груза, расположенного в гнезде, к которому подведены каналы подачи питания и сброса воздуха в атмосферу,:весьма чувствительны к вибрациям и имеют узкий диапазон измерений.

Предлагаемый датчик в значительной мере повышает надежность работы датчика в условиях вибрации и расширяет диапазон измерений.

Это достигается тем, что он снабжен не менее чем одним дополнительным чувствительным элементом, выполненным в виде тела вращения, например усеченного конуса, при этом канал подачи питания выведен на поверхность выступа в,гнезде груза, а канал сброса связан с камерой, обхватывающей указанный выступ.

Контактирующие поверхности груза и выступа выполнены с радиусом кривизны, превышающим диаметр груза.

На чертеже схематично представлен описываемый датчик.

Внутри корпуса 1 с крышкой 2 в,подшипниках 8 вращается вал 4, связанный с контролируемым объектом (на чертеже не показан).

Выходящий наружу конец вала 4 уплотнен сальником 5. Кроме того, на этом валу расположены,фланцы б, крышки 7 и грузы 8. Груз

8, выполненный в виде тела вращения, например усеченного конуса с плоской торцовой поверхностью, расположен в гнезде 9, к которому подведен канал 10 подачи питания и канал

11 сброса воздуха в атмосферу. Канал 10 выведен на торцовую поверхность выступа 12, вокруг которого расположена камера 18, свя10 занная непосредственно с каналом 11. Канал

10 с помощью уплотнительной втулки 14 из анти фрикционного материала соединен с дросселем 15, к которому по каналу 1б подается питание через штуцер (на чертеже не по15 казан). Груз 8 в гнезде 9 расположен с радиальными осевыми зазорами, каждый из которых не превышает диаметра дросселя 15. Канал 10 соединен с каналом 17, который связан с выходным усилителем 18 мощности. Для

20 защиты канала 10 от попадания частиц износа втулки 14 в вал 4 запрессована перекрывающая втулка 19, а герметизация тяги от дросселя 15 до канала 10 обеспечена уплотнительными кольцами 20 и 21. Внутренняя полость

25 корпуса 1 через отверстие 22 сообщается с атмосферой, Датчик работает следующим образом.

Когда вал 4 не вращается, грузы 8 прижаты к поверхности высту па 12. Так как число

30 грузов не менее двух, то при любом положе243969

50 нии вала 4, хотя бы один из них отойдет или будет отброшен давлением в канале 10 от поверхности выступа 12. В результате этого воздух, поступающий в канал 10 от дросселя 15, через канал 11 будет сбрасываться в атмосферу, и давление в канале 10 упадет до нуля.

При вращении вала 4 центробежная сила будет прижимать груз 8 к:поверхности выступа 12. Так как на эту поверхность выведен канал 10 и в него постоянно поступает питание от дросселя 15, то давление в канале 10 станет увеличиваться. При достижении им такой величины, когда сила его действия на поверхность груза 8 превысит центробежную силу, прияимающую груз 8 к поверхности выступа

12, груз отойдет от нее и соединит канал 10 с каналом 11. Избыток, воздуха стравится, давление в канале 10 упадет, уменьшится сила действия давления на груз, и последний под влиянием центробежной силы снова закроет канал 10. После этого процесс повторится.

Каждому значению величины центробежной силы вращения грузов 8 будет соответствовать определенное значение давления в канале 10, а так как последний соединен с усилителем 18, то, следовательно, и значение выходного сигнала датчика.

Поверхность выступа 12 и прилегающая к ней поверхность груза 8 выполнены плоскими, между ними образована воздушная подушка, давление в которой падает от центра к краю.

Поскольку давление питания перед дросселем

15 постоянно, то количество воздуха, стравливаемого из канала 10 при различных величинах давления в нем, будет различно. Величина же площади щели, через которую воздух может стравливаться в атмосферу из канала

10, целиком определяется расстоянием между поверхностями груза 8 и выступа 12, т. е. толщиной воздушной подушки. При изменении же толщины ее будет меняться распределение давления в ней. Поэтому давление в канале

10 изменяется не прямо пропорционально центробежной силе вращения грузов 8, зависящей от квадрата числа оборотов вала 4, а по более сложному закону. В результате характеристика датчика оказывается линеаризованной, и диапазон измеряемых датчиком скоростей вращения расширяется в сторону малых значений, 5

15 го г5

З0

Аналогичным образом происходит линеаризация характеристики датчика и в случае выполнения контактирующих поверхностей груза и выступа с радиусом кривизны, превышающим диаметр груза.

При воздействии на датчик вибраций появляющиеся инерционные силы могут переместить на воздушной подушке груз либо параллельно поверхности выступа 12 на величину радиального зазора, либо еще и развернуть его относительно кромки этой поверхности на величину, зависящую от диаметра груза и размера осевого зазора. Благодаря тому, что груз расположен в гнезде 9 с радиальными и осевыми зазорами, меньшими диаметра дросселя 15, эти возможные перемещения груза относительно малы. Параллельное или близкое к параллельному перемещение плоских поверхностей относительно друг друга не изменяет картины взаимодействия и не оказывает влияния на суммарное усилие воздушной подушки, удерживающее груз. Поэтому давление в канале 10, а значит, и на выходе .датчика, остается неизменным и при появлении вибраций.

В случае выполнения контактирующих поверхностей груза 8 и выступа 12 с радиусом кривизны, превышающим диаметр груза, работа датчика в условиях вибраций происходит аналогично.

Предмет изобретения

1. Пневматический, датчик оборотов, содержащий чувствительный элемент в виде груза, расположенного в гнезде, к которому,подведены каналы подачи питания и сброса воздуха в атмосферу, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы датчика в условиях вибрации и расширения диапазона измерений, он снабжен не менее чем одним дополнительным чувствительным элементом, выполненным в виде тела вращения, например усеченного конуса, при этом канал подачи питания выведен на поверхность выступа в гнезде груза, а канал сброса связан с камерой, обхватывающей указанный выступ.

2. Датчик,по п. 1, отличсиощийся тем, что радиусы кривизны поверхностей выступа и груза больше диаметра груза.

243969

Редактор Ю. Гофман

Заказ 2465!16 Тираж 430 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель И. В. КривцоВ

Техрсд Л. Я. Левина

Корректоры. А. Николаева и А. Абрамова