close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY7199

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 7199
(13) C1
(19)
(46) 2005.09.30
(12)
7
(51) G 01F 15/04, 3/02,
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ
(21) Номер заявки: a 20000198
(22) 2000.03.01
(31) 19909025.4 (32) 1999.03.02 (33) DE
(43) 2001.09.30
(71) Заявитель: Г. Кромшредер Актиенгезелльшафт (DE)
(72) Авторы: Клаус Пенниг (DE)
BY 7199 C1 2005.09.30
F 16H 21/18
(73) Патентообладатель: Г. Кромшредер Актиенгезелльшафт (DE)
(56) DE 4205135 A1, 1993.
SU 740162, 1980.
DE 4132604 C1, 1992.
US 4538458, 1985.
SU 685867, 1979.
(57)
1. Кривошипно-шатунный механизм для чувствительного к температуре устройства, в
частности для сильфонного газометра, содержащий вращающуюся вокруг оси деталь, по
меньшей мере один элемент кривошипно-шатунного механизма, соединенный с возможностью вращения с вращающейся деталью, по меньшей мере один поворотный рычаг, соединенный с возможностью вращения с элементом кривошипно-шатунного механизма, элемент съема сигнала, соединенный с поворотным рычагом и чувствительным к температуре
корректирующим элементом, который определяет угловое положение поворотного рычага,
отличающийся тем, что элемент съема сигнала размещен с возможностью смещения по
отношению к поворотному рычагу посредством управляющего устройства, которое адаптировано к температурной зависимости чувствительного к температуре устройства.
2. Кривошипно-шатунный механизм по п. 1, отличающийся тем, что управляющее
устройство связано с чувствительным к температуре корректирующим элементом.
3. Кривошипно-шатунный механизм по п. 2, отличающийся тем, что управляющее
устройство связано с чувствительным к температуре корректирующим элементом через
поворотный рычаг элемента съема сигнала.
BY 7199 C1 2005.09.30
4. Кривошипно-шатунный механизм по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что
управляющее устройство включает кулису, выполненную в элементе кривошипношатунного механизма, в которую введен элемент съема сигнала.
5. Кривошипно-шатунный механизм по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что
элемент съема сигнала размещен с возможностью смещения относительно поворотного
рычага в направлении к его центру вращения.
6. Кривошипно-шатунный механизм по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что
центр вращения поворотного рычага установлен эксцентрично по отношению к оси вращающейся детали на элементе кривошипно-шатунного механизма.
7. Кривошипно-шатунный механизм по п. 6, отличающийся тем, что линия, проходящая через элемент съема сигнала и центр вращения поворотного рычага, образует по
существу прямой угол с линией, проходящей через элемент съема сигнала и ось вращающейся детали.
8. Кривошипно-шатунный механизм по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что
чувствительный к температуре корректирующий элемент размещен с возможностью опирания на элемент кривошипно-шатунного механизма и имеет подвижно контактирующий
с поворотным рычагом операционный рукав, который направлен на центр вращения поворотного рычага.
9. Кривошипно-шатунный механизм по п. 8, отличающийся тем, что операционный
рукав корректирующего элемента выполнен в виде свободного конца биметаллического
элемента в форме спирали.
Изобретение касается кривошипно-шатунного механизма для чувствительного к температуре устройства, в частности для сильфонного газометра, и включает:
вращающуюся вокруг оси деталь,
по меньшей мере, один элемент кривошипно-шатунного механизма, соединенный с
возможностью вращения с вращающимся элементом кривошипно-шатунного механизма,
по меньшей мере, один поворотный рычаг, соединенный с возможностью вращения с
элементом кривошипно-шатунного механизма,
элемент съема сигнала, соединенный с поворотным рычагом и чувствительный к температуре корректирующий элемент, определяющий угловое положение поворотного рычага.
Сильфонные газометры работают, по меньшей мере, с одним отсеком, который разделяется на два помещения с помощью подвижной мембраны. Оба помещения попеременно
подключаются либо к подводу газа, либо к сбросу газа. Циклическое переключение обеспечивается шиберной системой, возвратно-поступательные движения которой обеспечиваются мембраной, а именно путем промежуточного включения кривошипно-шатунного
механизма, причем элемент кривошипно-шатунного механизма приводится в движение
мембраной, в то время как шиберная система получает импульс от вращающейся детали.
По общему правилу вращающаяся деталь выполняется в виде вала, в то время как
элемент съема сигнала представляет собой шатунный палец. Возможно также иное исполнение кривошипно-шатунного механизма. Например, вращающаяся деталь может
представлять собой простой диск, в то время как элемент съема сигнала выполняется в
виде отверстия для контакта с болтом.
Область применения кривошипно-шатунного механизма чрезвычайно разнообразна.
Однако описание изобретения дается на примере сильфонного газометра, поскольку в нем
усматривается предпочтительное применение изобретения.
Сильфонные газометры чувствительны к температуре, что является, прежде всего,
следствием зависимости плотности газа от температуры (изменение температуры на 3 °К
соответствуют изменению объема примерно на 1 %). Газ подводится по трубопроводам,
пролегающим в грунте, и поэтому находится в основном при постоянной температуре.
2
BY 7199 C1 2005.09.30
Если помещение, где устанавливается сильфонный газометр, также в основном находится
в условиях постоянной температуры, то, очевидно, никаких трудностей возникать не будет. Проблемы возникают именно тогда, когда сильфонный газометр устанавливается на
внешней стене здания и подвергается там изменениям температуры, которые вполне могут составлять от 60° до 70 °К. Здесь вступает в действие чувствительный к температуре
корректирующий элемент, определяющий угловое положение поворотного рычага.
Из практики известно, что поворотный рычаг устанавливается таким образом, что он
смещает корректирующий элемент элемента съема сигнала по радиусу по отношению к
оси вращающейся детали. Это приводит к тому, что изменяется сдвиг мембраны сильфонного газометра. Пропускаемый на один счетный шаг объем адаптируется к преобладающей внешней температуре.
Было установлено, что температурная коррекция кривошипно-шатунного механизма
может быть улучшена. Задачей данного изобретения и является создание кривошипношатунного механизма с улучшенной температурной коррекцией.
Для решения этой задачи создан упомянутый кривошипно-шатунный механизм для
чувствительного к температуре устройства, в частности, для сильфонного газометра,
включающий вращающуюся вокруг оси деталь, по меньшей мере, один элемент кривошипно-шатунного механизма, соединенный с возможностью вращения с вращающейся
деталью, по меньшей мере, один поворотный рычаг, соединенный с возможностью вращения с элементом кривошипно-шатунного механизма, элемент съема сигнала, соединенный с поворотным рычагом и чувствительным к температуре корректирующим элементом, определяющим угловое положение поворотного рычага. При этом элемент съема
сигнала размещен с возможностью смещения по отношению к поворотному рычагу посредством управляющего устройства, которое адаптировано к температурной зависимости
чувствительного к температуре устройства.
В основе изобретения лежит понимание того, что температурная зависимость устройства,
например сильфонного газометра, является специфической для данного прибора. Ранее это не
учитывалось при температурной коррекции. Вследствие этого, различным конструкциям
приборов соответствовали различные кривые распределения ошибок, обусловленные тем, что
адаптированная к определенному типу прибора температурная коррекция, имеющая достаточную точность, при применении на приборах иного типа давала недопустимые отклонения
в кривой распределения ошибок.
В соответствии с изобретением управляющее устройство адаптировано к специфической температурной зависимости прибора данной конструкции. Также как и ранее поворотный рычаг осуществляет зависящее от температуры смещение кривошипно-шатунного механизма в зависимости от корректирующего элемента. Это смещение производится путем
действия управляющего устройства, которое смещает элемент съема сигнала по отношению
к поворотному рычагу. Таким образом, кривая распределения ошибок может быть оптимизирована через управляющее устройство индивидуально для каждого прибора.
Прежде всего возникает возможность смещения элемента съема сигнала не только радиально, но и по касательной по отношению к оси вращающейся детали. Благодаря этому
изменяется угловое смещение элемента съема сигнала по отношению к элементу кривошипно-шатунного механизма и тем самым по отношению к вращающейся детали. Применительно к сильфонному газометру это означает, что изменяется опережение управлением
шибером по отношению к возвратно-поступательному движению мембраны. Если радиальное смещение элемента съема сигнала через сдвиг мембраны приводит к перемещению всей
кривой распределения ошибок в направлении к нулевой линии, то перестановка по касательной приводит к сглаживанию кривой распределения ошибок. В целом достигается специфичная для данного прибора оптимизация температурной корректировки.
При дальнейшем развитии этого изобретения предлагается связывать управляющее
устройство с чувствительным к температуре корректирующим элементом, причем эта
3
BY 7199 C1 2005.09.30
связь предпочтительно осуществляется через поворотный рычаг элемента съема сигнала,
угловое положение которого определяется корректирующим элементом и тем самым
представляет зависящий от температуры показатель.
Предпочтительная форма исполнения изобретения отличается тем, что управляющая
система содержит в элементе кривошипно-шатунного механизма кулису, в которую вводится элемент съема сигнала. Посредством формы кулисы можно простейшим образом
установить соответствующую характеристику температурной коррекции. Если корректирующий элемент производит поворот поворотного рычага, то одновременно происходит
смещение элемента съема сигнала относительно поворотного рычага. Сдвиг кривошипношатунного механизма и опережение адаптируются тем самым путем одной и той же активации корректирующего элемента к соответствующей температуре.
Особо благоприятные условия возникают из-за того, что элемент съема сигнала может
смещаться по отношению к поворотному рычагу по направлению к центру вращения.
Центр вращения поворотного рычага может находиться в любом месте на элементе
кривошипно-шатунного механизма. Осуществляемое через поворотное движение поворотного рычага перемещение элемента съема сигнала допускает любое проведение кулисы.
Особое преимущество представляет собой расположение центра вращения поворотного рычага на элементе кривошипно-шатунного механизма эксцентрично по отношению к
оси вращающейся детали. Поворотный рычаг в этих условиях может быть направлен по
существу по касательной относительно элемента кривошипно-шатунного механизма с тем
последствием, что прилагаемые к элементу съема сигнала усилия могут быть передаваемы
без существенной нагрузки поворотного рычага через стенки кулисы.
С этой точки зрения особым преимуществом является то, что линия, проходящая через элемент съема сигнала и центр вращения, и линия, проходящая через элемент съема
сигнала и ось вращающейся детали, образуют прямой угол.
В дальнейшем развитии изобретения предлагается устанавливать чувствительный к
температуре корректирующий элемент с опорой на элемент кривошипно-шатунного механизма, причем этот элемент имеет операционный рукав, подвижно контактирующий с
поворотным рычагом, и направленный на центр вращения поворотного рычага. Передаточное отношение между операционным рукавом корректирующего элемента и поворотным рычагом может таким образом быть установлено очень просто заранее, так как оно
зависит от расстояния между центром вращения поворотного рычага и точкой контакта
операционного рукава.
Большие преимущества дает выполнение операционного рукава корректирующего
элемента в виде свободного конца биметаллического элемента, имеющего форму спирали.
Далее дается пояснение данного изобретения на примере предпочтительного исполнения изобретения в соответствии с прилагаемым чертежом.
На фигуре чертежа схематично изображен разрез кривошипно-шатунного механизма.
Кривошипно-шатунный механизм содержит вращающуюся деталь 1, выполненную в
виде вала, которая соединяется с возможностью вращения с элементом кривошипношатунного механизма 2, имеющим форму диска. Элемент кривошипно-шатунного механизма 2 несет на себе элемент съема сигнала 3, выполненный в виде шатунного пальца.
Кривошипно-шатунный механизм предназначен для чувствительного к температуре устройства, в данном случае для сильфонного газометра. Мембрана сильфонного газометра,
приводимая в возвратно-поступательное движение, соединена с шатунным пальцем и приводит, таким образом, в движение вал. Последний несет на себе, по меньшей мере, один эксцентрик для воздействия на шиберную систему и соединен далее со счетным механизмом.
Элемент съема сигнала 3 имеет возможность перемещения в поворотном рычаге 4, который крепится с возможностью вращения в центре вращения 5 на элементе кривошипношатунного механизма. Кроме того, элемент съема сигнала 3 контактирует через кулису 6 с
элементом кривошипно-шатунного механизма.
4
BY 7199 C1 2005.09.30
С целью температурной корректировки кривошипно-шатунный механизм снабжен
корректирующим элементом 7, в данном случае биметаллическим элементом, выполненным в виде спирали, свободный конец которого образует операционный рукав 8. Операционный рукав 8 подвижно контактирует - предпочтительно через опору ножевой резки с поворотным рычагом 4 и в сущности направлен на его центр вращения 5. При изменении температуры корректирующий элемент 7 изменяет угловое положение поворотного
рычага 4. Тем самым изменяется положение элемента съема сигнала 3, относительно оси
вращающейся детали, как в радиальном, так и в касательном направлении. Перемещение в
радиальном направлении изменяет длину хода мембраны (при повышении температуры
увеличивается длина хода), перемещение в направлении по касательной изменяет опережение шиберной системы.
Прохождение кулисы 6 определяется экспериментально в зависимости от доли ошибок и адаптируется к специфической для данного прибора температуре относящегося к
нему сильфонного газометра. Таким способом можно очень точно адаптировать к соответствующей внешней температуре длину хода мембраны и опережение шиберной системы. Следствием этого является оптимизированное прохождение кривой распределения
ошибок (построенной по объемному току). Прохождение кулисы 6 адаптируется индивидуально к каждому типу прибора.
В производственно-техническом отношении проявляется очень большое преимущество в том, что с одним и тем же кривошипно-шатунным механизмом может работать множество типов приборов, причем лишь кулиса 6 кривошипно-шатунного механизма 2
должна иметь различную форму. Дальнейшие изменения - поскольку они необходимы вполне возможны на основе стандартных модулей.
Так, на фигуре показаны расстояния X и У, которыми определяется передаточное отношение между корректирующим элементом 7 и поворотным рычагом 4. Изменение и
адаптация передаточного отношения, таким образом, беспроблемно возможны, будь то
путем смещения корректирующего элемента, будь то путем замены поворотного рычага.
Центр вращения 5 поворотного рычага 4 располагается эксцентрично по отношению к
оси вращающейся детали 1. При этом компоновка производится так, что основная составляющая Fz максимального передаваемого усилия Fmax передается от элемента съема сигнала 3, который соединен с ним со смещением в направлении на центр вращения 5 поворотного рычага 4, через кулису 6 непосредственно в элемент кривошипно-шатунного механизма. Ось вращающейся детали 1, центр вращения 5 поворотного рычага 4 и элемент
съема сигнала 3 образуют по существу прямоугольный треугольник, гипотенуза которого
проходит между осью вращающейся детали 1 и центром вращения 5.
Существенное значение имеет то, что корректирующий элемент 7 не испытывает
влияния усилий, передаваемых через элемент съема сигнала 3.
Кривошипно-шатунный механизм позволяет осуществлять мельчайшие замеры, так
что допустимы очень малые габариты счетчика.
В рамках данного изобретения вполне возможны видоизменения. Во всяком случае,
как правило, будет сохраняться предпочтительная основная компоновка, согласно которой
вал и шатунный палец располагаются параллельно оси, в то время как корректирующее
движение поворотного рычага осуществляется в вертикальной плоскости. Вместо биметаллического корректирующего элемента в форме спирали могут применяться и другие
температурно-чувствительные элементы, а именно предпочтительно такие, которые создают достаточно большие сдвигающие усилия без серво-поддержки. Как показано, эксцентричное расположение поворотного рычага имеет особые преимущества, однако имеется также и возможность переместить центр вращения поворотного рычага при соответствующем выполнении кулисы на ось вала. Во всяком случае будут прилагаться усилия к
тому, чтобы создать такую кинематику, при которой с одной стороны небольшие темпе-
5
BY 7199 C1 2005.09.30
ратурные изменения не вызывали бы заметных смещений шатунного пальца, а с другой
стороны, чтобы коррекции поддавался большой диапазон температур.
Основная настройка кривошипно-шатунного механизма осуществляется при средней
нормальной температуре 15 или 20 °C. При этой температуре поворотный рычаг занимает
определенное положение, так что и шатунный палец также находится в определенном положении. К этому положению путем соответствующих предварительных регулировок
должны быть приспособлены длина хода мембраны и опережение шибера. Для этого, в
отличие от показанного на фигуре, элемент кривошипно-шатунного механизма смещается
в целом по отношению к валу, а именно таким образом, что шатунный палец занимает
точную позицию как по касательной, так и в радиальном направлении.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
97 Кб
Теги
by7199, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа