УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ДАТЧИКОВ ВИХРЕЙ И ТЕМПЕРАТУРЫ 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 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.. 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.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является узел крепления сенсоров (датчиков) в проточной части вихревого расходомера, представленный в патенте РФ №190635 по кл. G01F 1/32, з. 06.05.2019., оп. 05.07.2019., и выбранный в качестве прототипа.
Известный узел крепления 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, 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, отличающийся тем, что 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».
Недостатком известного узла крепления датчика вихрей является относительно сложная конструкция, обусловленная наличием дополнительного передаточного элемента для фиксации датчика вихрей, необходимостью использования специализированной оснастки для позиционирования крыла датчика вихрей в корпусе при сборке узла, испытаниях и ремонте, что сужает эксплуатационные возможности устройства.
Задачей является упрощение конструкции узла крепления при сохранении надежной фиксации пьезоэлектрического датчика вихрей, а также обеспечение удобства работы с расходомером при его испытаниях, поверке и ремонте.
Поставленная задача решается тем, что в узле крепления датчиков вихрей и температуры в проточной части вихревого расходомера, включающем в себя жестко закрепленную в глухом отверстии толстостенного цилиндрического корпуса расходомера бобышку в виде полого цилиндра с внутренней резьбовой частью для закрепления в ней снабженной наружной резьбой стойки электронного блока и с центральным отверстием, в котором расположен пьезоэлектрический датчик вихрей, зафиксированный в нем с уплотнением стыка датчика с корпусом посредством металлической прокладки прямоугольного сечения и герметизацией внутренней полости узла, а в глухом отверстии корпуса сбоку от центрального отверстия параллельно его продольной оси размещен датчик температуры, при этом стойка электронного блока выполнена тонкостенной и снабжена двумя диаметрально противоположными лысками для обеспечения необходимого момента затяжки ее в бобышке, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, расположенный в нижней части бобышки датчик вихрей выполнен с буртом, фиксирующим его положение в центральном отверстии бобышки, при этом бурт сверху плотно поджимается к корпусу стойкой электронного блока и в нем выполнены симметрично расположенные с двух сторон сквозные отверстия, в одном из которых расположен штифт от проворачивания датчика вихрей в корпусе, имеющем углубление под штифт, а другое отверстие служит каналом для вывода кабелей датчика температуры в стойку электронного блока.
Выполнение датчика вихрей с буртом, имеющим два симметрично расположенных относительно оси сквозных отверстия, в совокупности с фиксацией датчика вихрей в корпусе от проворачивания с помощью штифта, установленного в соответствующее отверстие в корпусе, и использование стойки электронного блока в качестве фиксатора при ввинчивании ее в бобышку вплотную к верхней поверхности бурта датчика вихрей позволяет упростить конструкцию узла крепления при сохранении надежной фиксации пьезоэлектрического сенсора, а также обеспечить удобство работы с расходомером при его испытаниях, поверке и ремонте.
Технический результат - упрощение конструкции при сохранении надежной фиксации пьезоэлектрического датчика вихрей, а также обеспечение удобства работы с расходомером при его испытаниях, поверке и ремонте.
Заявляемый узел крепления датчиков вихрей и температуры в проточной части вихревого расходомера обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как выполнение расположенного в нижней части бобышки датчика вихрей с буртом, фиксирующим его положение в центральном отверстии бобышки, поджатие бурта сверху плотно к корпусу стойкой электронного блока, выполнение в бурте симметрично расположенных с двух сторон сквозных отверстий, расположение в одном из них штифта от проворачивания датчика вихрей в корпусе, имеющем углубление под штифт, и использование другого отверстия в качестве канала для вывода кабелей датчика температуры в стойку электронного блока, 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.
Заявляемое решение (см. чертеж) представляет собой частично разборную конструкцию, состоящую из бобышки 1, вставленной в корпус 2, стойки 3 электронного блока, пьезоэлектрического датчика 4 вихрей, датчика 5 температуры, металлической прокладки 6 и штифта 7. Бобышка 1 представляет собой полый цилиндр с внутренней резьбой 8 для вкручивания стойки 3. Бобышка 1 жестко закреплена в несквозном отверстии 9 корпуса 2, имеющего форму толстостенной трубы. При этом наружный диаметр бобышки 1 соизмерим с соответствующим диаметром отверстия 9 в корпусе 2. Фиксация датчика 4 вихрей происходит посредством вкручивания стойки 3 во внутреннюю резьбу 8 бобышки 1. Стойка 4 представляет собой трубу малого диаметра с наружной резьбой 10 со стороны проточной части и двумя диаметрально противоположными лысками 11 для обеспечения необходимого момента затяжки стойки 3 во внутреннюю резьбу 8 бобышки 1. Датчик 4 вихрей в виде ступенчатого цилиндра, в расположенном ближе к верхней части бурте 12 которого выполнены два сквозных отверстия 13, симметрично расположенные относительно оси датчика 4. Одно отверстие 13' предназначено для вывода кабелей 14 датчика 5 температуры, второе 13'' - для позиционирования датчика 4 вихрей относительно корпуса 2 при помощи штифта 7, представляющего собой ступенчатый цилиндр, установленный в соответствующее отверстие 15 корпуса 2. Уплотнение стыка датчика 4 вихрей с корпусом 2 происходит посредством металлической прокладки 6 прямоугольного сечения, наружный диаметр которой соизмерим с наружным диаметром шейки 16 датчика 4 вихрей. Для улучшения теплообмена между корпусом 2 проточной части расходомера и датчиком 5 температуры используется термопаста (на чертеже не показана). Для герметизации внутренней полости конструкции узла, а также фиксации стойки 3 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 датчика вихрей, а также обеспечивает удобство работы с расходомером при его испытаниях, поверке и ремонте.