Манометричний диференціюючий термометр

Реферат: Манометричний диференціюючий термометр містить термобалон, манометр, капіляр, з'єднуючий термобалон з манометром, зв'язаним через манометричну пружину із стрілкою вимірювальної шкали. Термобалон виконаний у вигляді концентрично розміщених зовнішнього циліндра і внутрішнього сильфона, з'єднаних одними торцями сферичними поверхнями, а протилежними торцями - сильфон із рухомим з термоізоляційним прошарком фланцем, взаємодіючим із циліндром, який зв'язаний із напрямною додатково установленого форсуючого диференціатора, усередині якої розміщені нерухомий фланець з дроселюючим перепускним отвором, перший рухомий поршень, з'єднаний принаймні двома тягами із середніми точками двох важелів, шарнірно з'єднаних одними кінцями з напрямною, а другими кінцями через тяги із другим рухомим поршнем підсумовуючого механізму з осьовим отвором, з'єднаним з одним торцем виконавчого сильфона з установленою ззовні пружиною, протилежний торець якого зв'язаний через нерухомий фланець, капіляр і манометричну пружину із стрілкою вимірювальної шкали. При цьому порожнина між фланцем термобалона і нерухомим фланцем сполучається із порожниною між нерухомим фланцем і першим поршнем диференціатора через дроселюючий отвір, а з порожниною між першим і другим поршнями, а також порожниною першого виконавчого сильфона через додаткові гідролінії - безпосередньо. UA 114694 U (54) МАНОМЕТРИЧНИЙ ДИФЕРЕНЦІЮЮЧИЙ ТЕРМОМЕТР UA 114694 U UA 114694 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до засобів теплової автоматики і може бути використана для неперервного вимірювання і контролю за температурними параметрами оцінки режимів роботи енергетичних машин і агрегатів, а також протікання технологічних процесів різних галузей народного господарства. Відомий манометричний термометр містить замкнену герметичну термосистему, що містить термобалон, з'єднувальний капіляр і манометр, зв'язаний через манометричну пружину із стрілкою вимірювальної шкали [див. кн. Иванова Г.М., Кузнецов Н.Д., Чистяков B.C. Теплотехнические измерения и приборы. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - С. 22-23, рис. 4.3]. Проте, недоліками відомого манометричного термометра є значна інерційність проходження температурного сигналу, а також похибка, викликана зміною температури оточуючого середовища, яка впливає на тиск робочої рідини в капілярах. Отже, відомий манометричний термометр має низьку точність і обмежену область застосування. Тому в основу корисної моделі поставлено задачу підвищити точність, а також розширити область застосування манометричного термометра, яка досягається відповідно до запропонованого технічного рішення, суттєвими ознаками якого є те, що термобалон вимірює відхилення температури і перетворює одержаний сигнал у пропорціональний форсований (з підвищеним коефіцієнтом підсилення) швидкості її відхилення, підсумовує їх, і далі результативний сигнал надходить у манометр без впливу на нього температури оточуючого середовища. Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованому термометрі термобалон виконаний у вигляді концентрично розміщених зовнішнього циліндра і внутрішнього сильфона, з'єднаних одними торцями сферичними поверхнями, а протилежними торцями - сильфон із рухомим, з термоізоляційним прошарком фланцем, взаємодіючим із циліндром, який зв'язаний із напрямною додатково установленого форсуючого диференціатора, усередині якої розміщені нерухомий фланець з дроселюючим перепускним отвором, перший рухомий поршень, з'єднаний принаймні двома тягами із середніми точками двох важелів, шарнірно з'єднаних одними кінцями з напрямною, а другими кінцями через тяги - із другим рухомим поршнем підсумовуючого механізму, з осьовим отвором, з'єднаним з одним торцем виконавчого сильфона, з установленою в ньому пружиною, протилежний торець якого зв'язаний через нерухомий фланець, капіляр і манометричну пружину із стрілкою вимірювальної шкали. Порожнина між фланцем термобалона і нерухомим фланцем сполучається із порожниною між нерухомим фланцем і першим поршнем диференціатора через дроселюючий отвір, а з порожниною між першим і другим поршнями, а також порожниною виконавчого сильфона через додаткові гідролінії - безпосередньо. Для повернення рухомих деталей у вихідне положення і зменшення впливу гістерезису матеріалу стінок сильфонів ззовні виконавчого сильфона додатково установлена пружина. Ззовні діаметри першого і другого рухомого поршнів рівні. В даному технічному рішенні, в конструктивній схемі якого між термобалоном і капіляром установлений форсуючий диференціатор з одержанням вихідних сигналів пропорційних вхідним і, значно збільшеним коефіцієнтом підсилення, першою похідною від вхідних сигналів, а також усуненням інерційності їх проходження і впливу на них температури оточуючого середовища, підвищить точність функціонування манометричного термометра і розширить область його застосування. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд манометричного диференціюючого термометра. Термометр містить термобалон 1, форсуючий диференціатор теплових сигналів 2, капіляр 3, вимірювальний прилад - манометр 4. Термобалон 1 включає зовнішній циліндр 5 і розміщений усередині сильфон 6, з'єднані одними торцями сферичними поверхнями, а протилежними торцями - сильфон із рухомим термоізоляційним прошарком 7, фланцем 8, взаємодіючим із зовнішнім циліндром 5, який зв'язаний із напрямною 9 диференціатора 2. Усередині напрямної розміщені нерухомий з дроселюючим перепускним отвором 10 фланець 11, перший рухомий поршень 12, з'єднаний принаймні двома тягами 13, 14 із середніми точками двох важелів 15, 16, зв'язаних шарнірно одними кінцями з напрямною 9, а другими кінцями через тяги 17, 18 - із другим рухомим поршнем 19 підсумовуючого механізму з осьовим отвором 20. Поршень 19 з'єднаний з одним торцем виконавчого сильфона 21, протилежний торець якого зв'язаний через нерухомий фланець 22, капіляр 3 і манометричну пружину 23 із стрілкою 24 вимірювальної шкали 25. Для повернення у вихідне положення рухомих поршнів 12, 19, а також зменшення впливу гістерезису матеріалу стінок сильфонів 6, 21 використана пружина 26. 1 UA 114694 U 5 10 15 20 25 30 35 Порожнина "а" заповнена спеціальним наповнювачем для вимірювання температури. Порожнина "b" сполучається із порожниною "с" між нерухомим фланцем 11 і поршнем 12 диференціатора через дроселюючий перепускний отвір 10, а з порожниною "d" між поршнями 12, 19, а також з порожниною "e" виконавчого сильфона 21 через додатково установлені гідролінії 27, 28 - безпосередньо. Порожнини " b", "с", "d", "e" і капіляр 3 заповнені робочою рідиною, на яку не впливає температура оточуючого середовища. Запропонований манометричний диференціюючий термометр працює наступним чином. При різкому змінюванні температури теплоносія тиск в порожнині "а" термобалона 1 зростатиме, від чого рухомий фланець 8 сильфона 6 підніметься, підвищуючи тиск робочої рідини в порожнині "b", а через дроселюючий отвір 10 і гідролінії27, 28 - в порожнинах "с", "d", "e". Але через наявність дроселюючого отвору тиск в порожнині "с" зростатиме повільніше, ніж в порожнинах "d", "e". В результаті поршень 12 разом із поршнем 19 будуть переміщатися вниз, створюючи додатковий приріст тиску робочої рідини в порожнинах "d", "e". Внаслідок цього відбувається додавання двох тисків, тобто вихідний підсумований тиск в порожнинах "d", "e" буде складатися із тиску, викликаного змінюванням температури теплоносія і нагрівання наповнювача в сильфоні 6 і підвищення через це її тиску, а також тиску, викликаного швидкістю нагрівання наповнювача і змінювання його температури, обумовлюючого переміщення поршня 12 швидкістю прогрівання і додатковим ще підвищенням тиску в порожнинах "d", "e". Робоча рідина від різко збільшеного сумарного тиску із сильфона 21 капіляром 3 надійде у манометричну пружину 23, підвищуючи в ній тиск, яка далі, діючи на стрілку 24, поверне її в бік зростання температури, на що при візуальному контролі покаже вимірювальна шкала 25. В усіх випадках змінювання теплового стану теплоносія стрілка манометричного термометра буде переміщатися за вихідними сигналами, пропорційними як змінюванню його температури, так і швидкості її змінювання, без впливу на робочу рідину температури оточуючого середовища, забезпечуючи підвищену точність вимірювання. Використання запропонованого манометричного диференціюючого термометра, у порівнянні з уже відомим, дасть можливість: - розширити функціональні можливості за рахунок формування складової вихідного сигналу, пропорційного швидкості відхилення температури теплоносія; - підвищити точність вимірювання температури теплоносія в умовах різко змінних режимів змінювання її і навколишнього середовища; - підвищити динамічні показники, точність і надійність систем теплової автоматики, завдяки підвищенню швидкодії вихідних сигналів, зменшення запізнювання і відхилення регульованих параметрів інерційних теплових процесів; - розширити область застосування в системах автоматики особливо з динамічними ланками, що мають значну теплову інерційність. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 1. Манометричний диференціюючий термометр, що містить термобалон, манометр, капіляр, з'єднуючий термобалон з манометром, зв'язаним через манометричну пружину із стрілкою вимірювальної шкали, який відрізняється тим, що в ньому термобалон виконаний у вигляді концентрично розміщених зовнішнього циліндра і внутрішнього сильфона, з'єднаних одними торцями сферичними поверхнями, а протилежними торцями - сильфон із рухомим з термоізоляційним прошарком фланцем, взаємодіючим із циліндром, який зв'язаний із напрямною додатково установленого форсуючого диференціатора, усередині якої розміщені нерухомий фланець з дроселюючим перепускним отвором, перший рухомий поршень, з'єднаний принаймні двома тягами із середніми точками двох важелів, шарнірно з'єднаних одними кінцями з напрямною, а другими кінцями через тяги - із другим рухомим поршнем підсумовуючого механізму з осьовим отвором, з'єднаним з одним торцем виконавчого сильфона з установленою ззовні пружиною, протилежний торець якого зв'язаний через нерухомий фланець, капіляр і манометричну пружину із стрілкою вимірювальної шкали, причому порожнина між фланцем термобалона і нерухомим фланцем сполучається із порожниною між нерухомим фланцем і першим поршнем диференціатора через дроселюючий отвір, а з порожниною між першим і другим поршнями, а також порожниною першого виконавчого сильфона через додаткові гідролінії - безпосередньо. 2. Термометр за п. 1, який відрізняється тим, що ззовні діаметри першого і другого рухомого поршнів рівні. 2 UA 114694 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3