Стенд для измерения стрелы прогиба мембраны под действием одностороннего давления рабочей средой

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может быть использована при проведении испытания мембранных регуляторов вакуумметрического давления доильного оборудования молочного животноводства.
Известен способ испытаний образцов металлических мембран под напряжением и устройство для его осуществления [RU 2296976 С2, G01N 17/00 (2006.01), 10.04.2007], который включает операции воздействия растягивающей нагрузкой и коррозионной средой на образец. Образец фиксируют на фланце нагрузочного резервуара, создают одностороннее давление рабочей средой на образец. На другую поверхность образца воздействуют коррозионной средой. Замеряют через заданные интервалы времени параметры прогиба образца под действием давления нагружения и толщину образца в центре.
Известен стенд для испытаний жидкого ингибитора и герметизирующей занимаемый им объем мембраны [RU 135745 U1, F15B 19/00 (2006.01), 20.12.2013], который содержит заполняемый ингибитором корпус, обтюратор, герметизирующую эластичную мембрану, источник давления, толкатель, трубопровод подачи давления, клапаны наполнения и вентиляции и измерительные приспособления, при этом стенд дополнен съемным колпаком, образующим совместно с корпусом стенда полость имитации забортной среды, устройством измерения температуры ингибитора, измерительным устройством хода толкателя (прогиба мембраны под нагрузкой).
Они сложны в использовании при измерении стрелы прогиба мембраны под действием одностороннего давления рабочей средой.
Наиболее близким к полезной модели является стенд для измерения стрелы прогиба мембраны под действием одностороннего давления рабочей средой [RU 205593 U1, (51) МПК A01J 7/00 (2006.01), F15B 19/00 (2006.01), (52) СПК A01J 7/00 (2021.02), F15B 19/00 (2021.02), 22.07.21], включающий остов с кронштейнами для фиксации сосудов.
Однако данное устройство также сложно в использовании при измерении стрелы прогиба мембраны под действием одностороннего давления рабочей средой.
Задача полезной модели - упростить измерение стрелы прогиба мембраны под действием одностороннего давления рабочей средой.
Для достижения этого на остове установлен датчик деформации мембраны, шток которого расположен коаксиально мембране. Для визуального контроля уровня рабочей среды в сосуде и гибком патрубке в точке примыкания гибкого патрубка к сосуду установлено смотровое окно. Для определения давления рабочей средой на мембрану стенд содержит датчик перемещения, подвижный элемент которого прикреплен к поплавковой камере. Датчик деформации и датчик перемещения электрически связаны с блоком управления, включающим вычислительно-управляющее устройство, блок индикации и блок печати.
На фиг. 1 приведена схема стенда для измерения стрелы прогиба мембраны под действием одностороннего давления рабочей средой, общий вид.
Стенд для измерения стрелы прогиба мембраны под действием одностороннего давления рабочей средой (фиг. 1) состоит из остова 1, который содержит кронштейны 2 для фиксации сосуда 3, в дне которого установлен сменный узел 4 крепления испытуемой мембраны 5 в горизонтальной плоскости, снабженный сливным вентилем 6. Параметры сменного узла 4 соответствуют диаметру и толщине испытуемой мембраны 5. На остове 1 установлен датчик деформации 7 мембраны 5, шток 8 которого расположен коаксиально мембране 5. Гибким патрубком 9 сосуд 3 соединен с поплавковой камерой 10. Для визуального контроля уровня рабочей среды в сосуде 3 и гибком патрубке 9 в точке примыкания гибкого патрубка 9 к сосуду 3 установлено смотровое окно 11. Для обеспечения возможности перемещения в вертикальной плоскости поплавковая камера 10 подвешена на гибкой тяге 12, через обводной ролик 13 связанной с лебедкой 14. Для определения давления рабочей средой на мембрану 5 стенд содержит датчик перемещения 15, подвижный элемент 16 которого прикреплен к поплавковой камере 10. Датчик деформации 7 и датчик перемещения 15 электрически связаны с блоком управления 17, включающим вычислительно-управляющее устройство 18, блок индикации 19 и блок печати 20.
Измерения стрелы прогиба мембраны под действием одностороннего давления рабочей средой осуществляют следующим образом. Испытываемую мембрану 5 устанавливают в сменный узел 4 с параметрами, соответствующими диаметру и толщине мембраны 5, который затем устанавливают в дне сосуда 3, зафиксированного кронштейнами 2 на остове 1. Шток 8 датчика деформации 7 выдвигают вверх до контакта верхнего обреза штока 8 с нижней плоскостью мембраны 5. Так как измерение стрелы прогиба мембраны 5 под давлением рабочей средой выполняют, повышая давление путем перемещения поплавковой камеры 10 вверх, то для начала измерений, вращая лебедку 14, отпускают гибкую тягу 12, которая, обкатываясь через обводной ролик 13, опускает поплавковую камеру 10 в крайнее нижнее положение, и открывают сливной вентиль 6. Поплавковую камеру 10 подключают к источнику рабочей среды. Рабочая среда заполняет до заданного уровня поплавковою камеру 10 и гибкий патрубок 9. Вращая лебедку 14, увлекают гибкую тягу 12, которая, обкатываясь по обводному ролику 13, поднимает поплавковую камеру 10. При этом рабочая среда через гибкий патрубок 9 поступает к сосуду 3. При достижении уровня жидкости в патрубке 9 и сосуде 3, контролируемый через смотровое окно 11, верхней плоскости испытуемой мембраны 5, вращение лебедки 14 прекращают. Затем закрывают сливной вентиль 6.
Стенд готов для измерения стрелы прогиба мембраны 5 под действием одностороннего давления рабочей средой.
Включают вычислительно-управляющее устройство 18, блок индикации 19 и блок печати 20 блока управления 17. Обрабатывая сигналы, поступаемые от датчика деформации 7 и датчика перемещения 15, вычислительно-управляющее устройство 18 передает информацию о начальных значениях стрелы прогиба мембраны 5 и давления рабочей средой на мембрану 5, равные нулю, блоку индикации 19 и блоку печати 20. Затем, непрерывно вращая лебедку 14, увлекают гибкую тягу 12, которая, обкатываясь по обводному ролику 13, поднимает поплавковую камеру 10. При этом подвижный элемент 16 датчика перемещения 15, прикрепленный к поплавковой камере 10, изменяет свое положение по высоте, а рабочая среда через гибкий патрубок 9 поступает в сосуд 3, заполняя его и создавая одностороннее давление рабочей средой на мембрану 5, тем самым прогибая ее. Мембрана 5, прогибаясь под растущим давлением рабочей средой, воздействует на шток 8 датчика деформации 7 и приводит его в движение вниз. Одновременно с источника рабочая среда поступает в поплавковую камеру 10, восстанавливая заданный уровень в ней. Обрабатывая с заданной периодичностью сигналы, поступаемые от датчика деформации 7 и датчика перемещения 15, вычислительно-управляющее устройство 18 передает информацию о значениях стрелы прогиба мембраны 5 и давления рабочей средой на мембрану 5 блоку индикации 19 и блоку печати 20 блока управления 17, тем самым фиксируя их значение.
Так, поднимая поплавковую камеру 10 до крайнего верхнего положения, измеряют стрелу прогиба мембраны 5 под давлением рабочей средой.
Затем поплавковую камеру 10 отключают от источника рабочей среды, открывают вентиль 6, которым снабжен сосуд 3, и полностью сливают рабочую среду. Вращая лебедку 14, отпускают гибкую тягу 12, которая обкатываясь через обводной ролик 13, опускает поплавковую камеру 10 в крайнее нижнее положение.
Измерение завершено.
Исследования повторяют с требуемой повторностью. Применение данного стенда позволяет упростить измерение стрелы прогиба мембраны под действием одностороннего давления рабочей средой.
Источники информации:
1. RU 2296976 С2, G01N 17/00 (2006.01), 10.04.2007;
2. RU 135745 U1, F15B 19/00 (2006.01), 20.12.2013;
3. RU 205593 U1, (51) МПК A01J 7/00 (2006.01), F15B 19/00 (2006.01), (52) СПК A01J 7/00 (2021.02), F15B 19/00 (2021.02), 22.07.21.