Устройство для измерения линейных перемещений

 

Использование: изобретение относится к пневматическим устройствам для измерения, в частности к устройствам для измерения линейных перемещений. Сущность: устройство для измерения линейных перемещений содержит последовательно соединенный струйный кольцевой преобразователь линейных перемещений и дискретный элемент. Предлагаемое устройство для измерения линейных перемещений отличается от известных тем, что в нем между струйным кольцевым преобразователем и дискретным элементом установлен эжектор. При этом выходной канал эжектора соединен с выходным каналом струйного кольцевого преобразователя, эжекционный канал эжектора соединен с управляющим каналом дискретного элемента, а канал питания эжектора снабжен настроечным дросселем для регулирования величины давления. Техническим результатом предлагаемого устройства является произвольно расширяемый диапазон измерений. 2 ил.

Изобретение относится к пневматическим устройствам для измерений, в частности к струйным устройствам для измерения линейных перемещений.

Известно эжекторное сопло [1] в котором используется эжектор для создания отрицательного давления (вакуума) в измерительной цепи.

Однако воздействие эжектора на характеристику эжекторного сопла зависит лишь от расхода воздуха в устройстве и является пассивным, нерегулируемым, к тому же направленным в одну сторону, в сторону расширения диапазона измерения в область отрицательных давлений (вакуума).

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения линейных перемещений (струйный концевой выключатель) [2] Данное устройство содержит последовательно соединенные струйный кольцевой преобразователь линейных перемещений и дискретный элемент.

Однако известное устройство имеет ряд недостатков. В области отрицательных давлений (вакуума) характеристика такого устройства имеет тенденцию к насыщению в узком диапазоне измерения (см. рис.56, с.23. Струйные логические элементы и устройства автоматического управления).

Поэтому диапазон измерения ограничен. Кроме того, характеристика данного устройства имеет стабильное расположение в системе координат, что также ограничивает области применения этого устройства.

В этой связи важнейшей задачей является создание устройства для измерения линейных перемещений с произвольно расширяемым диапазоном измерения путем увеличения линейной части характеристики и сдвига ее в системе координат.

Техническим результатом заявляемого устройства для измерения линейных перемещений является произвольно расширяемый диапазон измерений. Это позволяет иметь легко перенастраиваемое в широких пределах устройство для измерения.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения линейных перемещений, содержащем последовательно соединенные струйный кольцевой преобразователь линейных перемещений и дискретный элемент, между кольцевым преобразователем и дискретным элементом установлен эжектор, причем выходной канал эжектора соединен с выходным каналом струйного кольцевого преобразователя, эжекционный канал эжектора соединен с управляющим каналом дискретного элемента, а канал питания эжектора снабжен настроечным дросселем для регулирования величины давления питания.

Установка эжектора между кольцевым преобразователем и дискретным элементом, соединение выходных каналов эжектора и кольцевого преобразователя позволяет активно воздействовать на поток, текущий в выходном канале кольцевого преобразователя.

При этом за счет эжектора происходит усиление процессов, происходящих в выходном канале струйного кольцевого преобразователя, что, в свою очередь, ведет к большему изменению давления на выходе устройства и что обеспечивает расширение линейной части характеристики как в области отрицательных давлений, так и положительных.

Снабжение канала питания эжектора настроечным дросселем для регулирования величины давления питания позволяет обеспечить переменную величину давления питания эжектора, что ведет к сдвигу характеристики кольцевого преобразователя в системе координат и что обуславливает произвольное расширение диапазона измерения предлагаемого устройства.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "Новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений, результаты которого показывают, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "Изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения линейных перемещений; на фиг. 2 характеристики устройства: 1-без эжектора, 2, 3, 4 с эжектором при различных давлениях питания эжектора (2 давление питания 0,12 кг/см²; 3 0,2 кг/см²; 4 0,32 кг/см²). Величина S - зазор между срезом кольцевого преобразователя линейных перемещений и заслонкой в мм, величина P_B относительное давление на выходе устройства (отношение давления на выходе к давлению питания).

Устройство для измерения линейных перемещений состоит из струйного кольцевого преобразователя линейных перемещений 1, дискретного элемента 2, выполняющего роль порогового устройства, эжектора 3.

Выходной канал 4 кольцевого преобразователя 1 соединен с выходным каналом 5 эжектора 3, а эжекционный канал 6 эжектора 3 с каналом управления 7 дискретного элемента 2. Канал питания 8 эжектора 3 снабжен настроечным дросселем 9. Заслонка 10 определяет положение предмета в пространстве.

Устройство для измерения линейных перемещений работает следующим образом.

При увеличении расстояния S к верхнему пределу поток в выходном канале 4 струйного кольцевого преобразователя 1 течет попутно потоку питания в кольцевом канале преобразователя. Поток, вытекающий из выходного канала 5 эжектора 3, совпадает с направлением потока в канале 4, что увеличивает суммарный расход в каналах 4 и 5. Это ведет к более значительному снижению давления в канале 7 дискретного элемента, чем при работе устройства без эжектора.

При уменьшении расстояния S к нижнему пределу поток в выходном канале 4 струйного кольцевого преобразователя 1 течет против потока питания в кольцевом канале преобразователя. Потоки в каналах 4 и 5 текут в этом случае навстречу друг другу, что уменьшает суммарный расход в этой цепи и ведет к более высокому повышению давления в канале 7 дискретного элемента, чем при работе устройства без эжектора.

Таким образом, эжектор активно воздействует на характеристику устройства, расширяя ее как в сторону отрицательных давлений (вакуума), так и в сторону положительных давлений (избыточных).

Увеличение давления питания эжектора за счет изменения проходного сечения настроечного дросселя 9 еще более усиливает наблюдаемый эффект и смещает характеристики в системе координат в сторону более высоких давлений.

Установка эжектора, соединение выходного канала эжектора с выходным каналом кольцевого преобразователя, регулировка давления питания эжектора обеспечивают достижение необходимого технического результата: произвольное расширение диапазона измерений, получение легко перенастраемого устройства для измерения.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий: средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, предназначено для применения в промышленности, где используются пневматические системы измерения линейных перемещений; для изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов; средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "Промышленная применяемость".

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных перемещений, содержащее последовательно соединенные струйный кольцевой датчик линейных перемещений и дискретный элемент, отличающееся тем, что между струйным кольцевым датчиком и дискретным элементом установлен эжектор, причем выходной канал эжектора соединен с выходным каналом струйного кольцевого датчика, эжекционный канал эжектора соединен с управляющим каналом дискретного элемента, а канал питания эжектора снабжен настроечным дросселем для регулирования величины давления питания.

РИСУНКИ

Рисунок 1