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), 10.11.2005], 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 взрывозащитных мембран [RU 2526601 C1, G01N 3/313 (2006.01), G12B 17/08 (2006.01), 27.08.2014], который содержит взрывной сосуд, оснащенный узлом крепления мембраны, который установлен в торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном, параллельно с механическим индикатором давления с тумблером включения двигателя индикатора. Взрывная камера со свечой зажигания, имеющая кнопку включения зажигания, расположена оппозитно торцевой части сосуда, закрытой предохранительным экраном. Сосуд укомплектован штуцерами для продувки взрывного сосуда.
Они не обеспечивают измерение стрелы прогиба мембраны под действием одностороннего давления рабочей средой.
Наиболее близким к полезной модели является 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).
Однако данное устройство также не обеспечивает измерение стрелы прогиба мембраны под действием одностороннего давления рабочей средой.
Задача полезной модели - обеспечить измерение стрелы прогиба мембраны под действием одностороннего давления рабочей средой.
Для достижения этого в дне сосуда установлен сменный узел крепления испытуемой мембраны в горизонтальной плоскости, снабженный сливным вентилем. Коаксиально мембране установлен микрометр, шток которого направлен к центру мембраны, в котором установлен контакт, соединяемый через электролампочку с источником питания, противоположный полюс которого соединен со штоком микрометра. Патрубком к сосуду прикреплен вентиль с золотником, который гибким патрубком соединен с поплавковой камерой. Для обеспечения возможности перемещения в вертикальной плоскости поплавковая камера подвешена на гибкой тяге через обводной ролик связанной с лебедкой. Для определения давления рабочей средой на мембрану стенд содержит расположенную строго вертикально мерную линейку, которой измеряют высоту положения поверхности рабочей среды в поплавковой камере над испытуемой мембраной.
На фиг. 1 приведена схема стенда для измерения стрелы прогиба мзмбраны 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. Посредством кронштейнов 7 на остове 1 коаксиально мембране 5 установлен микрометр 8 со шкалой 9, перемещаемый трещоткой 10 шток 11 которого направлен к центру мембраны 5. В центре мембраны 5 установлен контакт 12, соединяемый через электролампочку 13 с источником питания 14, противоположный полюс которого соединен со штоком 11 микрометра 8. Патрубком 15 к сосуду 3 прикреплен вентиль 16 с золотником 17, который гибким патрубком 18 соединен с поплавковой камерой 19. Для обеспечения возможности перемещения в вертикальной плоскости поплавковая камера 19 подвешена на гибкой тяге 20, через обводной ролик 21 связанной с лебедкой 22. Для определения давления рабочей средой на мембрану 5 стенд содержит расположенную строго вертикально мерную линейку 23, верхний обрез которой, совпадающий с началом отсчета шкалы, прикреплен к поплавковой камере 19 на уровне поверхности рабочей среды в ней. Мерной линейкой 23 измеряют высоту положения поверхности рабочей среды в поплавковой камере 19 над испытуемой мембраной 5. При этом давление рабочей средой на мембрану 5 определяют по уравнению:
Ρ=Ηγ,
где Ρ - давление рабочей средой, Па;
Η - высота положения поверхности рабочей среды в поплавковой камере 19 над мембраной 5, м;
3
γ - удельный вес рабочей среды, Н/м.
Стенд работает следующим образом. Вращая трещотку 10, шток 11 микрометра 8 опускают в крайнее нижнее положение. 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. Вращая трещотку 10, шток 11 микрометра 8 выдвигают вверх до контакта штока 11 с установленным в центре мембраны 5 контактом 12, тем самым замыкая электрическую цепь: контакт 12 - шток 11 - источник питания 14 - электролампочка 13. Лампочка вспыхивает и вращение прекращают. По шкале 9 микрометра 8 фиксируют начальное положение мембраны 5 не подвергаемой давлению рабочей средой. Так как измерение стрелы прогиба мембраны 5 под давлением рабочей средой выполняют, повышая давление путем перемещения поплавковой камеры 19 с заданным шагом вверх, то для начала измерений, вращая лебедку 22, отпускают гибкую тягу 20, которая, обкатываясь через обводной ролик 21, опускает поплавковую камеру 19 в крайнее нижнее положение. Поворачивая золотник 17, закрывают вентиль 16. а также закрывают вентиль 6 на сменном узле 4. Вращая трещотку 10, шток 11 микрометра 8 опускают в крайнее нижнее положение.
Стенд готов к проведению измерений стрелы прогиба мембраны 5 под воздействием давлением рабочей средой.
Поплавковую камеру 19 подключают к источнику рабочей среды. Рабочая среда заполняет гибкий патрубок 18 до золотника 17 вентиля 16 и поплавковою камеру 19 до заданного уровня. Установив верхний обрез мерной линейки 23 на уровне поверхности рабочей среды в поплавковой камере 19 и затем, вращая лебедку 22, увлекают гибкую тягу 20, которая, обкатываясь по обводному ролику 21, поднимает поплавковую камеру 19 на заданную высоту начала измерения стрелы прогиба мембраны 5, контролируемую по шкале мерной линейки 23. Поворачивая золотник 17, открывают вентиль 16. При этом рабочая среда через золотник 17 и патрубок 15 поступает в сосуд 3 и далее в сменный узел 4, создавая давление рабочей средой на мембрану 5, тем самым прогибая ее. Одновременно с источника рабочая среда поступает в поплавковую камеру 19, восстанавливая заданный уровень в ней. Вращая трещотку 10, шток 11 микрометра 8 выдвигают вверх, до контакта штока 11 с установленным в центре мембраны 5 контактом 12, тем самым замыкая электрическую цепь: контакт 12 - шток 11 – источник питания 14 - электролампочка 13. Электролампочка 13 вспыхивает и вращение прекращают. По шкале 9 микрометра 8 фиксируют положение мембраны 5, подвергаемой давлению рабочей средой, а по шкале мерной линейки 23 - высоту положения поверхности рабочей среды в поплавковой камере 19 над мембраной 5. Вращая трещотку 10, шток 11 микрометра 8 опускают в крайнее нижнее положение. Затем, вращая лебедку 22, увлекают гибкую тягу 20, которая, обкатываясь по обводному ролику 21, поднимает поплавковую камеру 19 на заданную высоту последующего измерения стрелы прогиба мембраны 5, контролируемую по шкале мерной линейки 23. Одновременно с источника рабочая среда поступает в поплавковую камеру 19, восстанавливая заданный уровень в ней. Вращая трещотку 10, шток 11 микрометра 8 выдвигают вверх, до контакта штока 11 с установленным в центре мембраны 5 контактом 12. Электролампочка 13 вспыхивает и вращение прекращают. По шкале 9 микрометра 8 фиксируют положение мембраны 5. Вращая трещотку 10, шток 11 микрометра 8 опускают в крайнее нижнее положение.
Так, поднимая поплавковую камеру 19 с заданным шагом до крайнего верхнего положения, измеряют стрелу прогиба мембраны под давлением рабочей средой.
Затем поплавковую камеру 19 отключают от источника рабочей среды, открывают вентиль 6 на сменном узле 4 и полностью сливают рабочую среду. Вращая лебедку 22, отпускают гибкую тягу 20, которая обкатываясь через обводной ролик 21, опускает поплавковую камеру 19 в крайнее нижнее положение. Поворачивая золотник 17, закрывают вентиль 16, а также закрывают вентиль 6 на сменном узле 4. Вращая трещотку 10, шток 11 микрометра 8 опускают в крайнее нижнее положение. Исследованный сменный узел 4, с мембраной 5, заменяют на следующий, с другими параметрами, и измерение стрелы прогиба мембраны, под действием давления рабочей средой, повторяют.
Исследования повторяют с требуемой повторностью.
По завершению поплавковую камеру 19 отключают от источника рабочей среды, открывают вентиль 6 на сменном узле 4 и полностью сливают рабочую среду. Вращая лебедку 22, отпускают гибкую тягу 20, которая обкатываясь через обводной ролик 21, опускает поплавковую камеру 19 в крайнее нижнее положение. Поворачивая золотник 17, закрывают вентиль 16, а также закрывают вентиль 6 на сменном узле 4. Вращая трещотку 10, шток 11 микрометра 8 опускают в крайнее нижнее положение. Исследованный сменный узел 4 с мембраной 5 отсоединяют от сосуда 3.
Измерение завершено.
Применение данного стенда обеспечивает измерение стрелы прогиба мембраны под действием одностороннего давления рабочей средой.
Источники информации:
1. RU 2296976 С2, G01N 17/00 (2006.01), 10.11.2005;
2. RU 2526601 C1, G01N 3/313 (2006.01), G12B 17/08 (2006.01), 27.08.2014;
3. RU 135745 U1, F15B 19/00 (2006.01), 20.12.2013.