УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНТАКТНЫХ ДАВЛЕНИЙ

Полезная модель относится к области контрольно-измерительной техники, точнее к устройствам для измерения контактных давлений, преимущественно, между взаимодействующими жесткой и эластичной составляющими изделия, например шины на обод колеса, в частности автомобильного, и может быть использовано в различных отраслях при производстве изделий, при их проектировании и/или при проведении исследований и экспериментальных работ.
Известно устройство для определения давления в изделии по давлению подаваемой извне технологической среды (SU 1104365, 1984 г.), содержащее, электромагнитный датчик давления, исполнительный механизм подачи технологической текучей среды и электрическую систему сигнализации с электрическими выводами, в контур которой включен контактный элемент датчика. В нем датчик имеет две полости, разделенные упругим чувствительным элементом. Одна полость служит для приема технологической среды и сообщается с полостью контролируемого изделия, связанной через клапан с каналом эталонного давления, в другой полости размещена контактная группа, неподвижный контакт которой установлен на корпусе, а подвижный контакт выполнен подпружиненным и раздвижным, так что одна часть его взаимодействует с неподвижным контактом, а другая скреплена с опорным пятачком, установленным на упругом чувствительном элементе, и индикатор.
Такое устройство конструктивно усложнено и непригодно для измерения контактных давлений между жесткой и эластичной составляющими изделия, к тому же не может быть использовано при исследовательских работах, т.к. не определяет размер давления в абсолютных единицах.
Наиболее близким аналогом (прототипом) полезной модели является устройство для измерения контактных давлений между двумя взаимодействующими жесткой и эластичной составляющими изделия, (RU №2343437, 2007 г.), содержащее электрогидравлический датчик давления с контактным элементом и полостью для приема технологической текучей среды, вход которой связан трубопроводом с исполнительным механизмом подачи этой среды, измеритель давления (манометр) и электрическую систему с источником питания. Полость приема текучей среды в датчике выполнена открытой со стороны зоны измерения между составляющими изделия, а контактный элемент выполнен в виде электропроводного стержня, размещенного в этой полости, так что его рабочий торец находится в одной плоскости с упомянутым выходом полости, и при этом контур электросистемы образован путем подключения одного электрического вывода через контактный элемент датчика к эластичной составляющей, а другого - непосредственно к жесткой составляющей изделия.
В прототипе исполнительный механизм подачи технологической текучей среды выполнен в виде гидроцилиндра с рабочим поршнем и штоком, перемещаемым вручную, а значение искомой величины давления приходится отслеживать визуально с помощью светового индикатора, встроенного в контур электросистемы, что вносит неудобство в процесс измерения и может служить причиной снижения достоверности показаний.
Задача, решаемая полезной моделью направлена на создание устройства для измерения контактных давлений с улучшенными условиями пользования им и повышенной достоверностью измерений.
Технический результат, получаемый от реализации полезной модели заключается в исключении ручного труда при подаче технологической текучей среды, возможности автоматизации этой работы, и повышении достоверности получаемых измерений.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения контактных давлений преимущественно, между взаимодействующими жесткой и эластичной составляющими изделия, содержащем электрогидравлический датчик давления с контактным элементом и полостью для приема технологической текучей среды, выход которой подключается к изделию между его составляющими, а вход связан трубопроводом с исполнительным механизмом подачи этой среды, имеющим на выходе измеритель давления и выполненным в виде гидроцилиндра с рабочим поршнем и штоком, а также электрическую систему с источником питания, контур которой образован путем подключения электрических выводов к изделию: одного непосредственно к изделию, а другого через контактный элемент датчика, в отличие от прототипа исполнительный механизм подачи технологической текучей среды снабжен электроприводом, например подключенным к отдельному источнику питания тихоходным электродвигателем, и с ним через червячную передачу связан шток цилиндра, а электрическая система имеет встроенное в контур электромагнитное реле, управляющее режимом работы электродвигателя и автоматически размыкающее цепь питания электродвигателя при достижении установленной величины измеряемого давления между составляющими изделия.
При этом мощность источника питания электродвигателя превышает мощность упомянутого источника питания электрической системы на величину необходимую, по меньшей мере, для запуска двигателя.
Таким образом электрическая система в предлагаемом устройстве содержит в отличие от прототипа два контура: управляющий и исполнительный. Управляющий контур состоит из источника питания с низким напряжением (до 12 В), электрогидравлического датчика и электромагнитного реле, управляющего исполнительным контуром, в который входят источник питания с высоким напряжением (до 220 В) и тихоходный электрический двигатель.
Благодаря тому, что остановка электродвигателя осуществляется реле в автоматическом режиме сокращается доля ручного труда в процессе измерений, повышается их точность и достоверность, отпадает необходимость визуально отслеживать момент достижения требуемой величины давления по сигналу светового индикатора.
Полезная модель проиллюстрирована чертежом, где дан общий вид устройства в разрезе.
Устройство содержит электрогидравлический датчик давления (ЭГДД) 1, в корпусе которого имеется полость 2 для приема технологической текучей среды и размещенный в ней контактный элемент в виде электропроводного стержня 3. Полость 2 со стороны входа в нее текучей среды штуцером 4 подключена с помощью трубопровода 5 к гидро-, пневмоцилиндру 6 исполнительного механизма, служащему для подачи под давлением среды извне, рабочий поршень 7 которого со штоком 8 приводится в действие от электродвигателя 9 через червячный редуктор 10. Полость 2 со стороны выхода текучей среды выполнена открытой. На выходе из цилиндра 6 в трубопровод 5 встроен манометр 11.
Установочный элемент 12, например наружная резьба, на корпусе ЭГДД служит для его закрепления на жесткой составляющей 13 изделия. Верхний рабочий торец 14 стержня 3 предназначен для взаимодействия с участком эластичной составляющей 15 изделия, на который в зоне контакта предварительно нанесен слой электропроводящего состава, например на основе смеси мелкодисперсного графитового порошка и технического вазелина. Толщина слоя составляет 0.01-0.02 мм, что значительно меньше допусков формы поверхности жесткой составляющей 13 и не вносит заметных возмущений в процесс измерений.
К нижнему (по чертежу) торцу стержня 3 подключен вывод 16 управляющего контура электрической системы, состоящей из последовательно включенных в цепь источника питания 17 с низким напряжением и электромагнитного реле 18, включающего исполнительный контур, состоящий из источника питания 19 с повышенным чем у источника 17 напряжением и электродвигателя 9. Второй вывод 20 управляющего контура предназначен для подключения напрямую к жесткой составляющей 13 изделия.
После включения источника 17 управляющего контура срабатывает электромагнитное реле 18, включающее источник 19 исполнительного контура, и тем самым запускающее электродвигатель 9, который через передачу 10, воздействуя на шток 8, приводит в движение поршень 7 цилиндра 6 - в результате создается рабочее давление в системе «цилиндр 6 - трубопровод 5 - полость 2 ЭГДД».
В момент размыкания электрического контакта между электропроводным стержнем 3 датчика и эластичной составляющей 15 изделия вследствие равенства рабочего давления текучей среды в упомянутой системе контактному давлению между контактируемыми поверхностями составляющих 13 и 15 реле 18 выключается, останавливая электродвигатель 9 и прекращая тем самым создавать давление в системе. После чего по показанию манометра 11 на выходе исполнительного механизма производится замер рабочего давления текучей среды, по которому можно судить о величине давления, например между ободом и шиной автомобильного колеса.