Пристрій для вимірювання температури рухомої поверхні

УКРАЇНА (19) UA (11) 73348 (13) U (51) МПК (2012.01) G01K 13/00 ДЕРЖАВНА СЛУЖБА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ УКРАЇНИ ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ (21) Номер заявки: u 2012 01553 Дата подання заявки: 13.02.2012 (22) (24) Дата, з якої є чинними 25.09.2012 права на корисну модель: (46) Публікація відомостей 25.09.2012, Бюл.№ 18 про видачу патенту: (72) Винахідник(и): Ванкевич Петро Іванович (UA), Асташкін Володимир Ілліч (UA), Гачкевич Олександр Романович (UA) (73) Власник(и): ІНСТИТУТ ПРИКЛАДНИХ ПРОБЛЕМ МЕХАНІКИ І МАТЕМАТИКИ ІМ. Я.С. ПІДСТРИГАЧА НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ, вул. Наукова, 3-б, м. Львів, МСП, 79060 (UA), АКАДЕМІЯ СУХОПУТНИХ ВІЙСЬК ІМЕНІ ГЕТЬМАНА ПЕТРА САГАЙДАЧНОГО, вул. Гвардійська, 32, м. Львів-12, 79012 (UA), НАВЧАЛЬНО-КОНСУЛЬТАЦІЙНИЙ ЦЕНТР НАЦІОНАЛЬНОГО ТРАНСПОРТНОГО УНІВЕРСИТЕТУ У М. ЛЬВОВІ, -*----- (UA) (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ТЕМПЕРАТУРИ РУХОМОЇ ПОВЕРХНІ (57) Реферат: Пристрій для вимірювання температури рухомої поверхні містить термочутливий елемент, золотникову гайку, пустотілу втулку у вигляді кругового циліндра, поршень з ущільнюючими кільцями, пружину, встановлену між золотниковою гайкою та поршнем, і механізм кріплення. Пристрій додатково містить корпус, в якому встановлений з можливістю зворотнопоступального переміщення поршень, та розміщений у порожнині втулки повзун з наскрізними отворами, на площині якого зі сторони рухомої поверхні закріплено термочутливий елемент. UA 73348 U (12) UA 73348 U UA 73348 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до термометрії і може знайти застосування при вимірюванні температури поверхонь рухомих об'єктів. Відомий пристрій для вимірювання температури рухомої поверхні, що містить термочутливий елемент, на якому встановлена з можливістю поздовжнього переміщення золотникова гайка, та втулку у вигляді двоступінчатого кругового циліндра [А.с. СРСР № 1404646, МПК G01K 13/08; Опубл. 1988 p.]. Цей пристрій недостатньо надійний в роботі, тому що тиск теплопровідної рідини у вимірювальній порожнині створюється золотниковою гайкою, яка займає для кожного режиму роботи фіксоване положення. Оскільки рідина при стисканні не деформується, то створений гайкою тиск зникає навіть при незначній втраті рідини. При відсутності тиску в теплопровідній рідині пристрій втрачає працездатність. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованої корисної моделі є пристрій для вимірювання температури рухомої поверхні, що містить термочутливий елемент, золотникову гайку, пустотілу втулку у вигляді кругового циліндра, поршень з ущільнюючими кільцями, пружину, встановлену між золотниковою гайкою та поршнем, і механізм кріплення [Патент України № 37808 А, МПК G01K 13/04, G01K 13/08; Опубл. 15.05.2001 р., Бюл. № 4]. Цей пристрій не забезпечує необхідної точності вимірювання температури рухомої поверхні, оскільки вимірювальна камера, яка заповнена рідинним теплоносієм, має великий об'єм, що приводить до втрат інформативних характеристик теплоносія, тобто його температура в зоні контакту з рухомою поверхнею значно відрізняється від температури в зоні його контакту з термочутливим елементом. В основу корисної моделі поставлено задачу створення такого пристрою для вимірювання температури рухомої поверхні, в якому нове виконання та введення додаткових конструктивних елементів дозволить підвищити точність вимірювань. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для вимірювання температури рухомої поверхні, що містить термочутливий елемент, золотникову гайку, пустотілу втулку у вигляді кругового циліндра, поршень з ущільнюючими кільцями, пружину, встановлену між золотниковою гайкою та поршнем, і механізм кріплення, згідно з корисною моделлю, додатково містить корпус, в якому встановлений з можливістю зворотно-поступального переміщення поршень, та розміщений у порожнині втулки повзун з наскрізними отворами, на площині якого зі сторони рухомої поверхні закріплено термочутливий елемент. Нове виконання втулки та додаткове введення корпуса й повзуна дозволяє зменшити об'єм вимірювальної камери і, як наслідок, зменшити втрату інформативного сигналу рідинного теплоносія. Обмежений об'єм вимірювальної камери дозволяє інтенсифікувати процес прогрівання теплоносія, виключає можливість втрати ним набутої інформації від дослідної рухомої поверхні і дозволяє оптимально передавати її термочутливому елементу. Крім цього, розширюються функціональні можливості пристрою, оскільки наявність корпуса робить його більш автономним, він може використовуватись не тільки для вимірювання температури опор з підшипниками ковзання, але і при вимірюванні довільних як відкритих, так і закритих ділянок рухомих поверхонь дослідних об'єктів. Запропонована корисна модель ілюструється схемою, де представлено пристрій для вимірювання температури рухомої поверхні. Пристрій включає циліндричний корпус 1, в порожнині якого встановлений з можливістю зворотно-поступального переміщення поршень 2, і втулку 3. У верхній частині корпуса 1 розміщена золотникова гайка 4. Між золотниковою гайкою 4 і поршнем 2 встановлена пружина 5. Повзун 6 з наскрізними отворами 7 та термочутливим елементом 8 встановлено в порожнині втулки 3 за допомогою пустотілого штока 9, в порожнині якого розміщено струмопровідний кабель 10, що з'єднує термочутливий елемент 8 з реєструючою апаратурою (на схемі не показано). Утримується шток 9 з повзуном 6 у втулці 3 за допомогою механізму кріплення 11. Для запобігання витіканню теплопровідної рідини та попередження запилення порожнин пристрою передбачено ряд ущільнюючих елементів 12, виконаних у вигляді кілець різного діаметра. Працює пристрій таким чином. Втулка 3 притирається робочою частиною до рухомої поверхні 13, після чого порожнина пристрою між поршнем 2 і рухомою поверхнею 13 заповнюється теплопровідною рідиною (наприклад, машинним маслом). Нагвинчування золотникової гайки 4 на корпус 1 приводить до стиснення пружини 5 зусилля Fnp якої передається на поршень 2, що створює надлишковий тиск в теплопровідній рідині, який визначається залежністю: P Fnp R 2 , де R - зовнішній радіус поршня; 1 UA 73348 U Fnp - зусилля пружини; Р - тиск в теплопровідній рідині. Тиск в теплопровідній рідині викликає зусилля F, яке притискає втулку 3 до рухомої поверхні 13 і виражається формулою: 5 10 15 20 F Fnp R2 R 2   r2 , де r - внутрішній радіус втулки; F - зусилля притискання втулки до рухомої поверхні; Fnp - зусилля пружини; R - зовнішній радіус поршня. За допомогою механізму кріплення та пустотілого штока 9 повзун 6 встановлюється в положення, при якому термочутливий елемент 8 максимально наближується до рухомої поверхні, при цьому між ними залишається мінімальний прошарок теплопровідної рідини, через який передається інформація про температуру рухомої поверхні дослідного об'єкта. При втраті теплопровідної рідини в робочій камері, тобто в об'ємі між термочутливим елементом 8 і рухомою поверхнею 13, її поповнення відбувається через наскрізні отвори 7 в повзуні 6 із порожнини пристрою. Інформативний сигнал комутується в термочутливому елементі 8 в електричний сигнал і через кабель 10 передається до реєструючої апаратури (на схемі не вказано). Використання запронованого пристрою для вимірювання температури рухомої поверхні дозволить підвищити точність вимірювань за рахунок нового виконання втулки та додаткового введення корпуса й повзуна. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Пристрій для вимірювання температури рухомої поверхні, що містить термочутливий елемент, золотникову гайку, пустотілу втулку у вигляді кругового циліндра, поршень з ущільнюючими кільцями, пружину, встановлену між золотниковою гайкою та поршнем, і механізм кріплення, який відрізняється тим, що додатково містить корпус, в якому встановлений з можливістю зворотно-поступального переміщення поршень, та розміщений у порожнині втулки повзун з наскрізними отворами, на площині якого зі сторони рухомої поверхні закріплено термочутливий елемент. 2 UA 73348 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3