УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ СЕНСОРОВ В ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ВИХРЕВОГО РАСХОДОМЕРА

Полезная модель относится к средствам измерения расхода, в частности, к конструктивным элементам вихревых расходомеров и может использоваться в измерительной технике для измерения расхода газов или жидкой среды.
Известен узел крепления сенсора в проточной части вихревого расходомера, разработанный и выпускаемый АО «ЭМИС» (см. Приложение 1).
Известный узел представлен сварной конструкцией проточной части, состоящей из корпуса 1 и фланцевой бобышки 2, а также сварной конструкцией стойки электронного блока, состоящей из фланца 3 и трубки 4. Бобышка 2 используется для центрирования и фиксации сенсора 5 посредством прижима 6 через специальную шайбу 7, имеющую центральное отверстие для выхода хвостовика сенсора 5, два сквозных симметрично расположенных относительно оси паза для насаживания детали на два штифта 8, установленных в соответствующие отверстия в корпусе 1 и четыре выступа, входящие в зацепление с соответствующими впадинами сенсора 5. Фиксация фланца 3 стойки электронного блока относительно фланцевой бобышки 2 обеспечивается четырьмя стандартными винтами 9 через паронитовую прокладку 10. Уплотнение стыка сенсора 5 с корпусом 1 происходит посредством металлической прокладки 11 прямоугольного сечения, наружный диаметр которой соизмерим с наружным диаметром сенсора 5.
Недостатком известного узла крепления сенсора является весьма сложная конструкция узла, обусловленная наличием двух сварных швов, большим количеством элементов, использования сенсора только одного производителя, отсутствие возможности ввести датчик температуры, что сужает эксплуатационные возможности устройства.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является узел крепления сенсоров в проточной части вихревого расходомера, представленный в п. РФ №185539 по кл. G01F 1/32, з. 13.09.2018 г., оп. 07.12.2018 г., и выбранный в качестве прототипа.
Известный узел характеризуется следующей формулой: Узел крепления сенсоров в проточной части вихревого расходомера, включающий в себя закрепленную с помощью сварки в глухом отверстии толстостенного цилиндрического корпуса расходомера бобышку в виде цилиндра с внутренней резьбовой частью для закрепления в ней снабженной наружной резьбой стойки электронного блока и с центральным отверстием, в котором расположен пьезоэлектрический сенсор вихрей, зафиксированный в нем с помощью снабженного в верхней части шестигранной головкой и имеющего в его нижней части наружную резьбу цилиндрического прижима с уплотнением стыка сенсора с корпусом посредством металлической прокладки прямоугольного сечения и герметизацией внутренней полости узла, отличающийся тем, что стойка электронного блока выполнена тонкостенной и снабжена двумя диаметрально противоположными лысками для обеспечения необходимого момента затяжки ее в бобышке, которая выполнена толстостенной в нижней ее части, при этом диаметр центрального отверстия в верхней ее трети, где ввернута стойка и расположена верхняя часть прижима, примерно вдвое больше диаметра отверстия в ее средней части, где с помощью резьбы закреплена нижняя часть прижима, фиксация стойки и прижима относительно бобышки в резьбовых соединениях и герметизация внутренней полости узла выполнены с помощью слабого анаэробного клея-герметика, с одной стороны за прижимом в толстой стенке бобышки выполнено сквозное продольное цилиндрическое отверстие, а под ним - соосное с ним глухое отверстие в корпусе расходомера, в котором установлен датчик температуры.
Недостатком известного узла крепления является некоторая сложность конструкции, обусловленная наличием в нем цилиндрического прижима с шестигранной головкой для надежной фиксации в нем пьезоэлектрического сенсора. Цилиндрический элемент-прижим в известном узле служит единственным средством фиксации сенсора, при этом он по размерам (высоте) сопоставим с высотой бобышки, требует выполнения наружной резьбы на нем почти по половине его высоты и внутренней резьбы в бобышке почти на 2/3 ее высоты, что помимо сложности изготовления, усложняет и саму сборку изделия.
Задачей является упрощение конструкции узла крепления при сохранении надежной фиксации пьезоэлектрического сенсора.
Поставленная задача решается тем, что в узле крепления сенсоров в проточной части вихревого расходомера, включающем в себя закрепленную с помощью сварки в глухом отверстии толстостенного цилиндрического корпуса расходомера бобышку в виде цилиндра с внутренней резьбовой частью для закрепления в ней снабженной наружной резьбой стойки электронного блока и с центральным отверстием, в котором расположен пьезоэлектрический сенсор, зафиксированный в нем с помощью цилиндрического элемента с уплотнением стыка сенсора с корпусом посредством металлической прокладки прямоугольного сечения и герметизацией внутренней полости узла, при этом стойка электронного блока выполнена тонкостенной и снабжена двумя диаметрально противоположными лысками для обеспечения необходимого момента затяжки ее в бобышке, которая выполнена толстостенной в нижней ее части и с одной стороны за прижимом в толстой стенке бобышки выполнено сквозное продольное цилиндрическое отверстие, а под ним соосное с ним глухое отверстие в корпусе расходомера, в котором установлен термометрический датчик, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, стойка электронного блока служит фиксатором пьезоэлектрического сенсора, для чего она ввернута в бобышку вплотную к верхней части цилиндрического элемента, имеющего ступенчатую форму и зафиксированного в бобышке от проворота с помощью штифта.
Использование стойки электронного блока в качестве фиксатора пьезоэлектрического сенсора при ввинчивании ее в бобышку вплотную к верхней части цилиндрического ступенчатого элемента в совокупности с фиксацией в бобышке цилиндрического элемента от проворота с помощью штифта позволяет упростить конструкцию при сохранении надежной фиксации пьезоэлектрического сенсора.
Технический результат - упрощение конструкции при сохранении надежной фиксации пьезоэлектрического сенсора.
Заявляемый узел крепления сенсоров в проточной части вихревого расходомера обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как использование стойки электронного блока в качестве фиксатора пьезоэлектрического сенсора путем вворачивания стойки в бобышку вплотную к верхней части цилиндрического элемента, имеющего ступенчатую форму, и фиксация последнего в бобышке от проворота с помощью штифта, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый узел крепления может использоваться в измерительной технике, в частности, в расходометрии, и потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где представлен общий вид конструкции в разрезе.
Заявляемая конструкция (см. чертеж) представляет собой частично разборную конструкцию, состоящую из бобышки 1, вставленной в корпус 2, цилиндрического элемента 3, стойки 4 электронного блока, пьезоэлектрического сенсора 5 вихрей, датчика 6 температуры, металлической прокладки 7 и штифта 8. Бобышка 1 представляет собой цилиндр, имеющий центральное отверстие 9 для позиционирования сенсора 5 вихрей, внутреннюю резьбовую часть 10 для закрепления стойки 4 и два диаметрально противоположные сквозные продольные отверстия 11 и 12. Бобышка 1 жестко закреплена с помощью сварки в несквозном отверстии 13 корпуса 2, имеющего форму толстостенной трубы. При этом наружный диаметр бобышки 1 соразмерен с соответствующим диаметром отверстия 13 в корпусе 2. Фиксация сенсора 5 вихрей происходит посредством вкручивания стойки 4 в соответствующую внутреннюю резьбовую часть 10 бобышки 1. Стойка 4 электронного блока представляет собой тонкостенную трубу малого диаметра с наружной резьбой 14 со стороны проточной части и двумя диаметрально противоположными лысками 15 для обеспечения необходимого момента затяжки стойки 4 во внутренней резьбовой части 10 бобышки 1. Элемент 3 представляет собой ступенчатый цилиндр с центральным отверстием 16 для вывода хвостовика сенсора 5 и двумя симметрично расположенными относительно оси пазами 17. Первый паз предназначен для вывода кабелей датчика 6 температуры, второй - для фиксации элемента 3 относительно бобышки 1 при помощи штифта 8, представляющего собой ступенчатый цилиндр, запрессованный в соответствующее отверстие 11 бобышки 1. Уплотнение стыка сенсора 5 с корпусом 2 происходит посредством металлической прокладки 7 прямоугольного сечения, наружный диаметр которой соизмерим с наружным диаметром сенсора. Ориентация крыла сенсора 5 в направлении потока измеряемой среды в корпусе 2 производится с помощью специализированной оснастки при сборке узла. Для ввода датчика 6, измеряющего температуру внутренней среды в проточной части, в бобышке 1 и в корпусе 2 предусмотрены два соосных отверстия: сквозное 12 и глухое 18 соответственно. Для улучшения теплопередачи используется термопаста. Для герметизации внутренней полости конструкции узла, а также фиксации стойки 4 относительно бобышки 1 в резьбовом соединении применяется слабый анаэробный клей-герметик, обеспечивающий разборность и ремонтопригодность конструкции.
В сравнении с прототипом заявляемый узел имеет более простую конструкцию при сохранении надежной фиксации пьезоэлектрического сенсора.