Устройство для создания пульсирующего давления
DEVICE FOR CREATING PULSATING PRESSURE

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам для градуировки, поверки и калибровки датчиков давления.
Известно устройство для создания пульсирующего давления, содержащее корпус, снабженный рабочей камерой пульсирующего давления и выполненный с каналами подвода, отвода, отсоса газа и глухой цилиндрической расточкой, в которую с возможностью вращения помещен цилиндрический распределитель, имеющий на наружной поверхности поперечную выточку, а в торце - соединительный канал в виде щелевидного скоса, служащий для попеременного сообщения канала подвода газа с камерой пульсирующего давления и последней с каналом отвода газа, канал отсоса газа в корпусе устройства и поперечная выточка на поверхности цилиндрического распределителя выполнены смещенными совместно соответственно вдоль корпуса устройства и цилиндрического распределителя от каналов подвода и отвода газа на одинаковое расстояние, исключающее сообщение поперечной выточки цилиндрического распределителя с каналами подвода и отвода газа при его вращении, а на поверхности глухой цилиндрической расточки корпуса устройства от канала отвода газа в направлении поперечной выточки выполнена продольная выточка, соединяющая канал отвода газа и поперечную выточку цилиндрического распределителя при его вращении (RU 2707891 С1).
Недостатком устройства являются наличие на внутренней поверхности глухой цилиндрической расточки корпуса устройства от канала отвода газа в направлении поперечной выточки цилиндрического распределителя продольной выточки, периодически соединяющей канал отвода газа и поперечную выточку цилиндрического распределителя при его вращении.
Выполнение продольной выточки на поверхности глухой цилиндрической расточки корпуса устройства является технологически сложным, особенно при небольшой величине диаметра глухой цилиндрической расточки корпуса устройства.
Наличие трех ортогональных переходов: «канал отвода газа - продольная выточка», «продольная выточка - поперечная выточка» и «поперечная выточка - канал отсоса газа» создают повышенное пневматическое сопротивление проходящему потоку газа от канала отвода газа к каналу отсоса газа.
Известно устройство для создания пульсирующего давления, содержащее корпус с глухой цилиндрической расточкой, в которую установлен имеющий возможность вращения цилиндрический распределитель с каналами подвода и отвода газа, расположенными в одной плоскости соосно друг другу, и с каналом отсоса газа, который расположен в одной вертикальной плоскости с каналами подвода газа и отвода газа и смещен вдоль корпуса в другую горизонтальную плоскость на расстояние, достаточное для исключения сообщения канала отсоса газа с каналом подвода газа, на поверхности глухой цилиндрической расточки от канала отвода газа в направлении горизонтальной плоскости канала отсоса газа образована продольная выточка, в цилиндрическом распределителе выполнены два поперечных сквозных канала, первый из которых выполнен в одной горизонтальной плоскости с каналами подвода и отвода газа и служит при вращении распределителя для периодического соединения каналов подвода и отвода газа, второй - в одной горизонтальной плоскости с каналом отсоса газа и служит для периодического соединения каналов отсоса и отвода газа через продольную выточку, при этом первый и второй сквозные поперечные каналы цилиндрического распределителя в проекции на горизонтальную плоскость ортогональны (RU 2713093 С1).
Недостатком устройства являются наличие на поверхности глухой цилиндрической расточки корпуса устройства от канала отвода газа в направлении горизонтальной плоскости канала отсоса газа продольной выточки, обеспечивающей периодическое соединение второго поперечного сквозного канала цилиндрического распределителя с каналом отвода газа при вращении распределителя. Выполнение продольной выточки на поверхности глухой цилиндрической расточки корпуса устройства является технологически сложным, особенно при небольшой величине диаметра глухой цилиндрической расточки корпуса устройства.
Наличие трех ортогональных переходов: «канал отвода газа - продольная выточка», «продольная выточка - поперечная выточка» и «поперечная выточка - канал отсоса газа» создают повышенное пневматическое сопротивление проходящему потоку газа от канала отвода газа к каналу отсоса газа.
Наиболее близким к предлагаемому устройству для создания пульсирующего давления можно считать устройство для создания пульсирующего давления, содержащее корпус, выполненный с глухой цилиндрической расточкой и каналами подвода, отвода и отсоса газа, цилиндрический распределитель, установленный с возможностью вращения в глухой цилиндрической расточке и имеющий на поверхности поперечную выточку, в цилиндрическом распределителе выполнен поперечный сквозной канал, а на его наружной цилиндрической поверхности в одной плоскости с первой выточкой - идентичная ей дополнительная поперечная выточка, канал отсоса газа в корпусе устройства первая и дополнительная поперечные выточки совместно смещены вдоль корпуса устройства и цилиндрического распределителя от каналов подвода и отвода газа на одинаковое расстояние, достаточное для исключения их сообщения при вращении распределителя, на внутренней поверхности глухой цилиндрической расточки от канала отвода газа в направлении выточек распределителя образована продольная выточка длиной, достаточной для сообщения канала отвода газа с выточками распределителя при его повороте, а поперечный сквозной канал цилиндрического распределителя расположен таким образом, что каналы подвода и отвода газа, при вращении цилиндрического распределителя, могут периодически соединяться между собой (RU 2738200 C1).
Недостатком устройства являются наличие на внутренней поверхности глухой цилиндрической расточки корпуса устройства от канала отвода газа в направлении поперечных выточек цилиндрического распределителя продольной выточки, обеспечивающей периодическое сообщение канала отвода газа с поперечными выточками распределителя при его вращении.
Наличие трех ортогональных переходов: «канал отвода газа - продольная выточка», «продольная выточка - поперечная выточка» и «поперечная выточка - канал отсоса газа» создают повышенное пневматическое сопротивление проходящему потоку газа от канала отвода газа к каналу отсоса газа.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в улучшении условий эксплуатации устройства и упрощении технологии его изготовления, путем переноса выточки с внутренней поверхности глухой цилиндрической расточки корпуса устройства на наружную поверхность цилиндрического распределителя.
Технический результат, достигаемый предлагаемой конструкцией устройства для создания пульсирующего давления, заключается в снижении пневматического сопротивления потоку газа, проходящему от канала отвода к каналу отсоса.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для создания пульсирующего давления, содержащем корпус, выполненный с глухой цилиндрической расточкой, с расположенными в одной поперечной плоскости каналами подвода и отвода газа, с каналом отсоса газа, смещенным вдоль корпуса устройства от поперечной плоскости с каналами подвода, отвода газа и расположенным между ними по направлению вращения цилиндрического распределителя, помещенного в глухую цилиндрическую расточку корпуса, и имеющего поперечный сквозной канал, расположенный в одной плоскости с каналами подвода и отвода газа, а также две выточки на его цилиндрической поверхности, последние выполнены наклонными относительно его продольной оси таким образом, что при вращении цилиндрического распределителя периодически соединяют между собой каналы отвода и отсоса газа.
На фиг. 1 представлена конструкция устройства в составе корпуса и цилиндрического распределителя, а также поперечные разрезы устройства для положений распределителя 0 и 180 градусов при вращении в направлении против часовой стрелки, на фиг. 2 - конструкция устройства и поперечные разрезы устройства для положений цилиндрического распределителя 90 и 270 градусов при вращении в направлении против часовой стрелки, на фиг. 3 - внешний вид цилиндрического распределителя для варианта его вращения в направлении по часовой стрелке и смещения канала отсоса газа и продольных выточек вдоль корпуса устройства в одну сторону от каналов подвода и отвода газа, на фиг. 4 - внешний вид цилиндрического распределителя для варианта его вращения в направлении по часовой стрелке и смещения канала отсоса газа и продольных выточек вдоль корпуса устройства в другую сторону от каналов подвода и отвода газа, на фиг. 5 - положение канала отсоса газа в проекции на горизонтальную плоскость относительно каналов отвода и подвода газа при вращении цилиндрического распределителя в направлении по часовой стрелке, на фиг. 6 - внешний вид цилиндрического распределителя для варианта его вращения в направлении против часовой стрелки и смещения канала отсоса газа и продольных выточек вдоль корпуса устройства в одну сторону от каналов подвода и отвода газа, на фиг. 7 - внешний вид цилиндрического распределителя для варианта его вращения в направлении против часовой стрелки и смещения канала отсоса газа и продольных выточек вдоль корпуса устройства в другую сторону от каналов подвода и отвода газа, на фиг. 8 - положение канала отсоса газа в проекции на горизонтальную плоскость относительно каналов отвода и подвода газа при вращении цилиндрического распределителя в направлении против часовой стрелки.
Устройство для создания пульсирующего давления содержит корпус 1, выполненный с глухой цилиндрической расточкой 2 и каналами подвода 3, отвода 4 и отсоса 5 газа, цилиндрический распределитель 6, установленный с возможностью вращения в глухой цилиндрической расточке 2 и имеющий на поверхности первую 7 и вторую 8 выточки и поперечный сквозной канал 9, расположенный таким образом, что каналы подвода 3 и отвода 4 газа, при вращении цилиндрического распределителя 6, периодически соединяются между собой, канал отсоса 5 газа в корпусе 1 устройства смещен в ту или другую сторону вдоль корпуса 1 устройства от каналов подвода 3 и отвода 4 газа, первая 7 и вторая 8 выточки на поверхности цилиндрического распределителя 6 выполнены наклонными относительно его продольной оси таким образом, что при вращении цилиндрического распределителя 6 периодически соединяют между собой каналы отвода 4 и отсоса 5 газа, канал отсоса 5 газа в корпусе 1 устройства смещен вдоль корпуса 1 устройства от каналов подвода 3 и отвода 4 газа на расстояние 10, достаточное для исключения сообщения между собой канала отсоса 5 газа и поперечного сквозного канала 9 распределителя 6 при его вращении, канал отсоса 5 газа в проекции на горизонтальную плоскость находится между каналами отвода 4 и подвода 3 газа по направлению вращения цилиндрического распределителя 6.
Работает устройство для создания пульсирующего давления следующим образом.
Для формирования импульсов высокого давления к каналу 3 подключают источник высокого давления газа, к каналу 4 подключают калибруемый датчик давления и образцовый (эталонный) датчик давления, канал 5 остается свободным.
В начальном положении распределителя 0° через канал 3 и канал 9 в канал 4 подается газ высокого давления. В канале 4 создается фронт импульса высокого давления газа. При повороте распределителя 6 против часовой стрелки на 90° канал 3 перекрыт поверхностью корпуса распределителя 6, канал 9 перекрыт поверхностью цилиндрической расточки 2, канал 4 через выточку 8 сообщается с каналом 5. Газ выпускается из канала 4 в канал 5, тем самым в канале 4 создается спад (срез) импульса высокого давления газа.
При повороте распределителя 6 против часовой стрелки на 180° через канал 3 и канал 9 подается в канал 4 газ высокого давления. В канале 4 создается фронт импульса высокого давления газа.
При повороте распределителя 6 по часовой стрелке на 270° канал 3 перекрыт поверхностью корпуса распределителя 6, канал 9 перекрыт поверхностью расточки 2, канал 4 через выточку 7 сообщается с каналом 5. Газ выпускается из канала 4 в канал 5, тем самым в канале 4 создается спад (срез) импульса высокого давления газа.
При повороте распределителя 6 по часовой стрелке на 360° положение распределителя 6 соответствует начальному положению 0°.
Таким образом, за один оборот распределителя 6 устройство формирует два импульса высокого давления газа.
Амплитуда импульсов высокого давления газа равна величине давления газа, подаваемого в канал 3. Длительность импульсов высокого давления газа равна одной четвертой от длительности одного оборота распределителя 6. Период следования импульсов высокого давления газа равен половине длительности одного оборота распределителя 6.
Для формирования импульсов отрицательного (ниже атмосферного) давления канал 3 оставляют свободным, к каналу 4 подключают калибруемый датчик давления и образцовый (эталонный) датчик давления, к каналу 5 подключают устройство отсоса газа.
При положениях 90° и 270° распределителя 6 из канала 4 через выточки 8 и 7, соответственно, отсасывается газ в канал 5, тем самым формируется фронт импульсов отрицательного давления.
При положениях 0° и 180° цилиндрического распределителя 6 из канала 3 через канал 9 в канал 4 поступает газ атмосферного давления, тем самым формируется спад (срез) импульсов отрицательного давления.
Таким образом, за один оборот цилиндрического распределителя 6 устройство формирует два импульса отрицательного давления газа.
Амплитуда импульсов отрицательного давления газа определяется мощностью устройства отсоса газа, которое за время сообщения каналов 4 и 5 должно отсосать газ из канала 4 до требуемого значения отрицательного давления. Длительность импульсов отрицательного давления газа равна одной четвертой от длительности одного оборота распределителя 6. Период следования импульсов отрицательного давления газа равен половине длительности одного оборота распределителя 6.
Для формирования последовательности импульсов положительного (выше атмосферного) и отрицательного (ниже атмосферного) давления к каналу 3 подключают источник высокого давления, к каналу 4 подключают калибруемый датчик давления и образцовый (эталонный) датчик давления, к каналу 5 подключают устройство отсоса газа.
При положениях 0° и 180° цилиндрического распределителя 6 из канала 3 через канал 9 в канал 4 поступает газ высокого давления, тем самым формируется спад (срез) импульсов отрицательного давления и фронт импульсов высокого давления.
При положениях 90° и 270° цилиндрического распределителя 6 из канала 4 через выточки 8 и 7, соответственно, отсасывается газ в канал 5, тем самым формируется спад (срез) импульсов высокого давления и фронт импульсов отрицательного давления.
В заявляемом устройстве каналы 4 и 5 периодически соединяются только одной наклонной выточкой 7 или 8. Благодаря этому обеспечено снижение на 33% величины пневматического сопротивления проходящему потоку газа от канала 4 к каналу 5, т.к. пневматическое сопротивление формируется только двумя ортогональными переходами: «канал 4 - наклонная выточка 7 или 8» и «наклонная выточка 7 или 8 - канал 5».