Датчик давления высокотемпературных сред

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ i ц 546802

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.03.73 (21) 1895618/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 03.03.77 (51) М. Кл 2 G 01L 9/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.787.91 (088.8) (72) Авторы изобретения Ю. И. Файдель, Б. Л. Левшуков, P. P. Шамрий и А. Ф. Стукачев (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СР Д

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения давлений высокотемпературных газовых и жидких сред, например для расплавов полимеров.

Известен датчик для измерения давления, например, газообразных сред, содержащий цилиндрический корпус, разделительную мембрану, передающий элемент и тензорезисгорный преобразователь перемещения, выполненный в виде охлаждаемого полого элемента с наклонными на его боковой поверхности тензосопротивлениями (1).

Конструкция датчика усложняется за счет сложной ступенчатой конфигурации полого элемента, выполненного открытым с концов.

Вследствие этого охлаждающая жидкость поступает в корпус датчика и обуславливает на мембране резкий температурный перепад. В свою очередь охлаждающая жидкость от мембраны нагревается и нагревает тензосопротивления. 3а счет температурных погрешностей снижается точность показаний. Выполнение мембраны плоской и охлаждаемой изнутри не обеспечивает герметичности датчика и не дает возмо кности использования последнего для замера давлений жидких сред, склонных к налипанию.

Известен также датчик для измерения давления высокотемпературных сред, содержащий цилиндрический корпус, разделительную мембрану в виде стакана, передающий элемент и тензорезисторный преобразователь перемещения (2).

Выполнение разделительной мембраны в виде стакана обеспечивает герметичность конструкции и возможность работать в жидких средах. Передающий элемент выполнен в Впде штока, опирающегося на разделительную

1О мембрану. Это обеспечивает прямую передачу тепла от мембраны к тензорезисторному преобразователю, что приводит к температурным погрешностям при измерениях.

Целью изобретения является повышение

15 точности измерений за счет снижения температурных погрешностей.

Это достигается тем, что в предлагаемом датчике передающий элемент, выполненныи в виде стержня со сферическими концами, раз2О мещен в центральном отверстии толстостенной втулки, установленной соосно с цилиндрическим корпусом и закрепленной в нем по наружному диаметру, а разделительная мембрана закреплена в цилиндрической расточке, 5 выполненной в незакрепленном конце втулки.

Для упрощения конструкции упругий элемент тензорезисторного преобразователя перемещения выполнен в виде полого цилиндра с патрубками для ввода и вывода охлаждаю

ЗО щей жидкости, расположенными в его верх546802 исй и нижней частях B диаметрально противоположных точках.

На фиг. 1 изображен общий Вид иредлагас) I O I O д 3 Т гп 1(<1, р;1 3 р С3; i l;1 (1) И Г. 2 — T O iIC e > C C H Cиие ио Л вЂ” Л. 5

Датчик для измерения давления высокотемпературных сред содер)кит цилиидрическии корпус 1 с установленным внутри него тепзорезисторным преобразователем, которыи ик !ю !ает упругий элемент, выполненный в

Виде полого цилиндра 2 с верхней и ни)кнсй крышками 3 и 4, имеющими в центре углубления 5 и 6, ii снабженный диаметрально раси»лОЖСНIIЫми СВС1)ху и CHI13). IIBTp> 01(3)II! 7 11 8

Д !>! ВВОДЗ li ВЫВОДЗ ОХЛаждс1!ОЩЕЙ )К!1ДКОСТ)!.

kla наружной боковой поверхност:i цилиндра

2 вдоль и поперек оси наклеены тснзосопротнвления 9, включенные в мостовую схему и связанные через тензоусилитель с регистрирующим прибором, отградуированныч в единицах давления (на черте)ке ие показаны).

В:1и)кней части корпуса 1 соосно с ним

Закреплена по сВОему нару)еному дизмегp) толстостенная втулка 10, снабженная на противоположном конце цилиндрической расточ- 25 кой с резьбой, в которой закреплена разделительная мембрана 11 В виде стакана с рсзьбовыми стенками.

В центральном отверстии втулки 10 размещен стер)кень 12 со сферическими концами, один из которых упирается B мембрану 11, 3 другой входит в углубление 6 ни)кней крышки 4. В верхней части корпуса 1 установлена крышка 13 с центральным резьбовым отвср- З5 стнем, в котором размещен винт 14, фиксируемый контргайкой 15 и снабженный на конце шариком 16, входящим в углубление 5 верхней крышки 3.

Датчик устанавливают в месте замера давления, например, в гнезде литьевой формы, в цилиндре литьевой машины для экструдера, так, чтобы разделительная мембрана ll соприкасалась с измеряемой средой, например расплавом полимера. 45

Датчик работает следующим образом.

Первоначально в системе создают осевои натяг путем вращения винта 14 в крышке 13 корпуса 1 до упора шарика 16 в углублении 5 верхней крышки 3 цилиндра 2, нижняя крышК3 4 которого yпирае!С>! B стер)кень 12, 2 Iloследний — в мембрану 11.

Фиксация от проворота осуществляется контргайкой 15. Мембрана 11 воспринимает давление потока среды и передает его -!срез 55 стержень 12 полому цилиндру 2, упругая д(формация которого изменяет величину теизосопротивлений 9 и вызывает разбаланс моста.

Образующийся сигнал поступает через усилитель на регистрирующий прибор, по которому 60 определяют давление среды.

При этом измеряемое давление передается от мембраны 11 через стержень 12 цилиндру

2 в точках касания с его сферическими концами, 65

Стабильность тс . "..eð3T>fð!Ioro рсж.!ма раОоты тсизорсз;!сто!)НОГО прсобр!IЗОВзтслл H(.рсмсщения поддерживают путем ис!)рс1>ыв! Ой пода ill охлаждая)щей )1(идкос!и, наири чср, ВОД!1, через иатрубок 7 В полост, IIHJIIIHдра

2 !i BBI13O>(I )1(i!+I(OCT!I 1ерс3 патр) (5OY. 8.

Тепло, воспринимаемое от измеряемой высокотемпературной среды разделительной чсмбра>1ой 11, поглощается ii расссиваетс> l O 1CTOCTeIIH0li В f >, I кой 1 О, 1(O) О1) (! я (1) и ко и 1р (T также 110 О)!.си ие crcp KH)i 1 2.

Установка между мембраной 11 II корпусо 1

1 толстостенной ьтулки 10 и применен !с внутреl llefо охлаждения упругого элеменTа тсизорезисториого преобразователя i:ерсмсщсния снижает температурные погрешности, возникающие от нагрева H тем самым обесие IIIBÇет повышение точности измерений.

Соосное расположение корпуса 1 и втулки

10 с размещенным в ее центральном отверcT1lH стержнем 12 со сферическ ii iII концами обеспечивает передачу давления упругому элементу строго вдоль оси, ITo также спосооствует повышению точности измерений и одновременно устраняет действие изгибающих моментов иа упругий элсчсит, Выполнение Нослсдиего в виде полого цилиндра простой конфигурации позволяет упростить конструкцию.

Предлагаемый датчик для измерения давления высокотемпературных сред обеспечивает проведение непрерывного и точного контроля производственных процессов, например, переработки по IIIAIepiihlx материалов â изделия методом литья под давлением l! экструзии, в которых расплав полимера подвергается действию переменных давлений и температур.

Формула изобрстеиия

1. Датчик давления высокотемпературных сред, содержащий цилиндрический корпус, разделительную мембрану в виде стакана, lleреда!ощий элемент и тензорезисторный преобразователь перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения температурных погрешностей, В нем передающий элемент выполненный в виде стержня со сферическими концами, размещен в центральном отверстии толстостенной втулки, установленной соосио с цилиндрическим корпусом и закрепленной в исч ilo наружному диаметру, а разделительная мембрана закреплена В цилиндрической расточке, выполненной В исзакреилеиноч конце втулки.

2. Датчик по п. 1, отличаюLUèйся тем, что, с целью упрощения конструкции, в нем упругий элемент тензорезисторного преобра3oB3icля перемещения выполнен в виде полого цилиндра с иатрубками ввода и вывода охлажд210щей жидкости, p3ciio. ioæeííû. >iè В его верхней и нижней частях в диаметрально противоположных точках.

Источники информации, принятые во внимание ири экспертизе:

546802 фиг. 7

9иг. 2

Составитель Л. Никиточкина

Текред А. Галакова

Редактор И. Шубина

Корректор H. Аук

Заказ 244 4 Изд. № 205 Тираж !054

Ц!1 IHI III Государственного комитета Совета Министров СССР

IIo делам изобретений и со кргятпй! !3035, Москва, Ж,-35, Раушская наб., д. 4 5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

1. Патент Польши № 56193, л. 4214 45/03, 1966.

2. Лвторс!сое свидетельство № 318841, М. Кс!. - Ci 011 11/00, 1969 (прототпп).