Устройство для измерения скорости в потоке жидкости
Использование: экспериментальная гидродинамика, измерение скоростей потока жидкости в районе гребного винта. Сущность изобретения: устройство содержит шеститочечный зонд с дренажными трубками , блок мембранных датчиков давления. смонтированных в обтекаемом корпусе, съемную планку, клапаны, полый кронштейн , координатник дистанционного управления . Мембранные датчики давления содержит две мембраны, изготовленные за одно целое с наружным основанием, электрические разъемы, пневмоввод, мембраны, насаженные герметично на стаканы, снабженные цилиндрическими каналами, и образующие три камеры. Средние камеры, заключенные между мембранами содержит электрический преобразователь. Автоматические клапаны выполнены в виде каналов, соединяющих крайние камеры датчиков с потоком жидкости, содержат запорные шарики с пружинами и регулируемыми стопорителями. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ASTQPCK0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4902399/10 (22) 14.01,91 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Центральный научно-исследовательский институт им. акад. А.Н.Крылова (72) О.Н.Беззубик и B.È.Ñîêoëîâ (56) Авторское свидетельство СССР N 470431, кл. G 01 М 10/00, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ (57) Использование: экспериментальная гидродинамика, измерение скоростей потока жидкости в районе гребного винта. Сущность изобретения: устройство содержит шеститочечный зонд с дренажными трубками, блок мембранных датчиков давления, Изобретение относится к экспериментальной гидродинамике и предназначено для измерения скоростей потока жидкости B районе гребного винта 8 процессе его работы как в свободно набегающем потоке, так и в следе за буксируемой моделью судна в гидроканале или испытательном бассейне. Известно устройство, содержащее обтекаемый корпус. в котором установлены датчики давления с измерительными преобразователями и укрепленный на нем зонд, погруженные в жидкость, полый кронштейн. связанный с корпусом и закрепленный на координатнике дистанционного управления, установленном на модели судна, причем приемники зонда соединены с камерами датчиков давления дренажными трубками.,5U„> 1781о13 А1 2 смонтированных в обтекаемом корпусе, съемную планку, клапаны, полый кронштейн, координатник дистанционного управления, Мембранные датчики давления содержит две мембраны, изготовленные за одно целое с наружным основанием, электрические разъемы, пнеьмоввод, мембраны, насаженные герметично на стаканы, снаб. женные цилиндрическими каналами, и образующие три камеры. Средние камеры, заключенные между мембранами содержит электрический преобразователь. Автоматические клапаны выполнены в виде каналов, соединяющих крайние камеры датчиков с потоком жидкости, содержат запорные шарики с пружинами и регулируемыми стопорителями. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. Недостатком известного устройства является невозможность его использования в условиях значительных изменений давления окружающей среды, невозможность выполнения градуировок, недостаточные надежность и эксплуатационная технологичность. Целью изобретения является повышение надежности и обеспечение возможности градуировки при значительных изменениях от атмосферного давления окружащей поток среды и повышение при этом эксплуатационной технологичности, На фиг. 1 изображено устройство в целом; на фиг. 2 — конструкция блока мембранных датчиков с зондом, сечение одного из датчиков; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг.2 датчика с устройствами прокачки воздуха и автоматическими клапанами; на фиг. 4— разрез Б-Б на фиг.2. 1781613 Устройство состоит (см. фиг. 1) из шеститочечного зонда 1 с дренажными трубками 2, блока мембранных датчиков 3, смонтированных в обтекаемом корпусе 4, съемной планки 5, клапанов 6, полого кронштейна 7, координатника дистанционного управления 8. Датчик давления (см. фиг,2) содержит две мембраны 9 и 10, изготовленные зэ одно целое с наружным основанием 11,12, в котором герметично установлены электрический разъем 13 и пневмоввод 14. На стаканы 15 и 16, снабженные приемными цилиндрическими каналами 17 и 18, герметично с помощью резиновых колец 19 насажены мембраны, образуя три камеры 20, 21, 22. Средние камеры, заключенные между мембранами, оснащены электрическими преобразователями 23. Крайние камеры заполнены жидкостью и через приемные каналы соединены дренажными трубками 24, 25 с дренажными трубками 2, идущими от приемников зонда, Дренажные трубки 24. 25 закреплены в съемной планке 26, герметизированы на концах резиновыми кольцами 27, 28 и снабжены дполнительным герметичным разъемом с накидной гайкой 29. Автоматические клапаны датчиков (см. фиг, 3) выполнены в виде каналов 6, соединяющих крайние камеры датчиков с потоком жидкости, в которых установлены запорные шарики 30 с пружинами 31 и регулируемыми стопорителями 32. В корпусе устройства закреплена планка.33 (см. фиг. 2), герметизированная на разъемах и пневмовводах датчиков резиновыми кольцами 34, à по корпусу кронштейна — резиновым жгутом 35, образуя внутри кронштейна герметичную полость 36. Кронштейн 7 (см. фиг.1) имеет герметичную крышку 37, на которой закреплен герметичный электрический разъем 38 и пневмоввод 39. Устройство смонтировано на модели судна 40 с гребным винтом 41. Датчики давления соединены кабелями (не показаны) через разъемы 13 и 38 с регистратором 42. Устройство работает следующим образом, 1. Прокачка устройства. Прокачка воздуха из системы осуществляется следующим образом. Устройство и модель судна погружают в опытовый бассейн с водой, предварительно закрепив на устройстве специальное приспособление для прокачки . вместо зонда 1. Это приспособление крепится на устройстве с помощью гайки 29 и имеет трубку, которая с одной стороны спединяется одновременно со всеми дренажлом соответствующих давлений в приемниках 45 зонда с помощью двух датчиков давления. 55 40 ными трубками 2 устройства, а с другой стороны — с прокачивающим устройством. От прокачивающего устройства под давлением примерно 0,5 кг/см. (относительно атмосферного) подается в дрена>кные трубки и камеры датчиков давления кипяченая вода. Под действием этого давления срабатывают автоматические клапаны, шарики 30 отходят, освобождая каналы 6 и соединяя полости 20, 22 с потоком жидкости в бассейне. Легким покачиванием устройства добиваются полного удаления воздуха из системы. Контроль за процессом прокачки осуществляется по регистратору 42. Прокачка системы прекращается после установления стабильных показаний датчиков давления нэ регистраторе 42, при этом клапаны 6 автоматически перекрываются шариками под действием пружин 31. Затем заполняют кипяченой водой дренажные каналы зонда 1 и закрепляют последний на устройстве под водой, сняв предварительно приспособление для прокачки. 2, Работа устройства, Гидродинамические давления, воспринимаемые приемными отверстиями зонда 1, передаются через систему дренажных трубок в камеры датчиков давления. Зонд 1 имеет восемь приемных отверстий и трубки полного напора (см. фиг.4). Четыре из них "а-б"и "в-r" расположены симметрично оси зонда во взаимноперпендикулярных плоскостях и служат для измерения углов скоса потока соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскостях. В центре зонда расположенМ трубка полного напора "д". Внутри проточной части зонда на расстоянии 2,5 мм от входной кромки располагаются четыре отверстия приемника статического давлению "е", соединенные внутри зонда общим канаСкос потока в вертикальной и горизонтальной плоскостях измеряется Ilo разности Третий датчик давления служит для измерения скоростного напора потока жидкости, определяемого по разности давлений в трубке полного напора и приемнике статического давления, На фиг.2 в разрезе показан только один датчик, например, для измерения скоса потока в вертикальной плоскости. Гидродинамические давления, воспринимаемые приемными отверстиями зонда "а-б", по дрена>кным трубкам 2,24,25 передаются в камеры 20, 22 датчика давления. При этом деформирук>тся мембраны 9 и 10 и изменяются электрические параметры измерительных преобразователей 23. Регистратор 42 1781613 15 30 40 выдает информацию, соответствующую скосу потока в вертикальной плоскости. Аналогично работают два других датчика давления, измеряющие скос потока в горизонтальной плоскости и скоростной напор. 3. Градуировка устройства. Пневмоввод 39 соединяют с задатчиком воздушного давления (разряжения). При подаче некоторого давления на пневмоввод 39, оно через герметичную полость кронштейна 36 и пневмовводы датчиков 14 подается в средние камеры датчиков 21 и деформирует мембраны. Регистратор 42 при этом фиксирует сигналы электрических преобразователей 23, пропорциональные подведенному давлению (разряжению). После выполнения градуировки пневмоввод 39 отсоединяют от задатчика воздушного давления. В полость кронштейна 36, а следовательно, через пневмовводы 14 и в средние камеры датчиков 21 подается давление воздушной среды, окружающей поток жидкости. Если испытания выполняются в кавитационном бассейне, то при заданном в бассейне вакууме, этот же вакуум передается и в средние камеры датчиков 21. Поэтому мембраны датчиков, независимо от изменения давления окружающей поток среды от атмосферного, деформируются на велйчину давления, пропорционального только гидродинамическому напору или скосу потока. Этим обеспечивается высокая надежность работы датчиков. Благодаря. тому, что преобразователи закреплены на мембранах в средней камере датчиков, изолированной от воды, обеспечивается как технологичность сборки устройства, так и высокая его надежность. Формула изобретения 1. Устройство для измерения скорости в потоке жидкости, содер>кащее обтекаемый корпус с размещенными в нем датчиками давления с измерительными преобразователями, и укрепленным на нем шеститочеч: ным зондом, приемники давления которого соединены с камерами датчиков давления дренажными трубками, кронштейн, соединенный с корпусом и закрепленный на координатнике дистанционного управления, установленнг; ° на модели судна, и регистратор.отл: чающееся тем,что,сцелью повышен : надежности и обеспечения возможности граду -.овки при значительных изменениях оч э, мосферного давления окружающей UToK среды и повыщения при этом эксплуа1ационной технологичности, в нем датч. ки давления выполнены в вире мембраннь коробок, содержащих по два стакана. с r бесполо>кенными в них приемными цилиндрическими каналами и автоматическими клапанами, при этом на стаканы герметично насажены упругие чувствительные элементы в виде плоских мембран, выполненных за одно целое с основанием, имеющим герметичный электрический разьем и пневмоввод, и герметично соединенных между собой, образуя при этом три камеры, причем средние камеры, заключенные между мембранами, содержат электрические преобразователи и через пневмовводы и герметичную полость кронштейна связаны с общим приемником воздушного давления, крайние камеры заполнены жидкостью и через приемные каналы соединены дренажными трубками с приемниками зонда, при этом дренажные трубки закреплены в съемной планке обтекаемого корпуса и герметично входят с од-ной стороны в приемные каналы датчиков, а с другой стороны — в дренажные каналы зойда. 2. Устройство по и. 1, отл и ч а ю щ еес я тем, что герметичная полость кронштейна выполнена в виде канала, ограниченного с одной стороны верхней крышкой кронштейна с герметичными электрическими разъемами и штуцером приемника воздушного давления, а с другой стороны — планкой, герметично соединенной с электрическими разъемами и пневммовводами датчиков. 3. Устройство поп.1, отл и ч а ю щее- с я тем, что автоматические клапаны датчиков давления выполнены в виде каналов. соединяющих крайние камеры датчиков с потоком жидкости, в которых установлены запоротые подпружиненные шарики с регулируемыми стопорителями. 1781613 Составитель О,Беззубик Редактор Р.Трубченко Техред М.Моргентал Корректор П.Гереши Заказ 4271 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, yn,Гагарина, 101
