RU2096753C1

RU2096753C1 - Plug puncturing probe

Info

Publication number: RU2096753C1
Application number: RU96100300A
Authority: RU
Inventors: Н.С. Силин
Original assignee: Северо-Западная региональная таможенная лаборатория
Priority date: 1996-01-10
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 1997-11-20

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: probe is made as long-size cylindrical rod with sharpened end. Its external surface carries screw cylindrical spring secured at its ends in rod sharpening zone and on side of turning device. In the latter, cylindrical rod is fixed to spring-loaded plunger which can move axially relative to threaded bushing. Union bushing with internal cone and turning lug which has tapered surface manufactured similarly are arranged on body of device fixing the probe in position. To reduce effort applied by operator, auxiliary bushing is provided on plunger bore, and cylindrical pin is installed in slot at point of bushing-to-plunger coupling. Transverse recesses with inclined surfaces are made on external surface of bushing in which spring-loaded solids of revolution contacting the threaded bushing surface are mounted. EFFECT: stable and reliable puncturing process. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для совершенствования, например, афрометров, применяемых при определении давления двуокиси углерода в сосудах или бутылках. The invention relates to the field of measurement technology and is intended to improve, for example, afrometers used in determining the pressure of carbon dioxide in vessels or bottles.

Известен специальный зонд для прокалывания пробки (ГОСТ 12258-79. Советское шампанское, игристые и шипучие вина. Метод определения давления двуокиси углерода в бутылках). Зонд выполнен в виде конусного стержня с внутренним осевым каналом, соединяющим измерительную полость манометра с газовой камерой бутылки. Зонд установлен на манометре с помощью фиксирующего узла, состоящего из накидной гайки и уплотнительного кольца. A special probe for piercing a cork is known (GOST 12258-79. Soviet champagne, sparkling and sparkling wines. Method for determining the pressure of carbon dioxide in bottles). The probe is made in the form of a conical rod with an internal axial channel connecting the measuring cavity of the manometer with the gas chamber of the bottle. The probe is mounted on the pressure gauge using a fixing unit consisting of a union nut and an o-ring.

Недостатками указанного зонда следует считать увеличенное усилие, потребное для прокалывания пробки, и необходимость использования для этой цели специального пресса. При этом выполнение зонда в виде конусного стержня с радиальным отверстием на его конце снижает надежность работы, так как со стороны упругой пробки действует осевая составляющая сил, выталкивающая зонд из этой пробки. В связи с тем, что конусный стержень, прокалывающий упругую массу пробки, имеет соизмеримую площадь поперечного сечения с аналогичной площадью пробки, то под воздействием развиваемого оператором (прессом) усилия пробка во многих случаях может сместиться относительно посадочного места сосуда или бутылки, что неизбежно приведет к разгерметизации. The disadvantages of this probe should be considered the increased force required to pierce the cork, and the need to use a special press for this purpose. At the same time, the implementation of the probe in the form of a conical rod with a radial hole at its end reduces the reliability, since the axial component of forces acts from the side of the elastic tube, pushing the probe out of this tube. Due to the fact that the conical rod piercing the elastic mass of the tube has a comparable cross-sectional area with the same area of the tube, under the influence of the force developed by the operator (press), the tube in many cases can shift relative to the seat of the vessel or bottle, which inevitably leads to depressurization.

Задача изобретения повышение надежности и стабильности проведения процесса прокалывания за счет уменьшения прикладываемого оператором усилия и действующих сил в зоне контактирования поверхностей зонда с пробкой. The objective of the invention is to increase the reliability and stability of the piercing process by reducing the force applied by the operator and the acting forces in the contact area of the probe surfaces with the plug.

Задача решается тем, что на наружной поверхности зонда, выполненного в виде цилиндрического стержня с заостренным концом, установлена винтовая цилиндрическая пружина. Данная пружина закреплена по концам в зоне заострения стержня и со стороны поворотного приспособления. The problem is solved in that on the outer surface of the probe, made in the form of a cylindrical rod with a pointed end, a coil spring is installed. This spring is fixed at the ends in the area of the sharpening of the rod and from the side of the rotary device.

Для центрирования и фиксации зонда относительно пробки цилиндрический стержень жестко связан с подпружиненным плунжером, размещенным в поворотном приспособлении. Плунжер выполнен с возможностью осевого перемещения относительно втулки с резьбой, установленной на корпусе центрирующего устройства. Данное устройство выполнено из накидной втулки с внутренним конусом и поворотного лепестка с аналогично выполненной конической поверхностью. To center and fix the probe relative to the plug, the cylindrical rod is rigidly connected to a spring-loaded plunger located in the rotary device. The plunger is made with the possibility of axial movement relative to the sleeve with a thread mounted on the housing of the centering device. This device is made of a sleeve sleeve with an inner cone and a rotary lobe with a similarly made conical surface.

Для уменьшения прикладываемого оператором усилия и в случаях, необходимых для удаления пробки, на проточке плунжера размещена дополнительная втулка и в их сопряжении размещен в пазах цилиндрический штифт, а на наружной ее поверхности выполнены поперечные выемки с наклонными поверхностями, в которых размещены тела качения, контактирующие с поверхностью резьбовой втулки. To reduce the effort exerted by the operator, and in cases necessary to remove the plug, an additional sleeve is placed on the groove of the plunger and a cylindrical pin is placed in their grooves, and transverse recesses with inclined surfaces are placed on its outer surface, in which rolling elements in contact with threaded sleeve surface.

Заявляемый зонд поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена конструкция афрометра с использованием предложенного зонда, на фиг. 2 изображен поперечный разрез устройства для удаления пробки с применением предложенного зонда, на фиг. 3 и 4 даны разрезы А-А и Б-Б фиг. 2, на фиг. 5 изображен вариант исполнения заостренного конца цилиндрического стержня зонда. The inventive probe is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the design of an aphrometer using the proposed probe; FIG. 2 shows a cross-sectional view of a device for removing a plug using the proposed probe; FIG. 3 and 4 are sections A-A and B-B of FIG. 2, in FIG. 5 shows an embodiment of the pointed end of the cylindrical rod of the probe.

Конструкция афрометра представлена на фиг. 1 в виде зонда для прокалывания пробки в сосудах или в бутылках, узла крепления его на поворотном приспособлении и непосредственно манометра. Зонд представляет собой длинномерный цилиндрический стержень 1 с внутренним продольным каналом "а". На его конце жестко закреплена с помощью пайки вставка 2 с конической поверхностью "б", образующей заостренный конец зонда. В зоне крепления этой вставки 2 выполнено отверстие "в", ось которого расположена перпендикулярно оси продольного канала "а". На наружной поверхности "г" цилиндрического стержня 1 размещена витая цилиндровая пружина 3, выполненная с некоторым шагом витков. Концы данной пружины 3 жестко заделаны в выполненных в стержне углублениях и запаяны. На противоположном конце заострения стержня 1 выполнен фланец 4, торец которого имеет возможность контактирования с накидной гайкой 5. Гайка 5 с размещенной упругой прокладкой 6 установлена на резьбовой части "е" поворотного устройства 7, конструкция которого может быть различной в зависимости от конкретной конструкции манометра 8. The design of the afrometer is shown in FIG. 1 in the form of a probe for piercing a cork in vessels or in bottles, a mounting unit for it on a rotary device and directly a pressure gauge. The probe is a long cylindrical rod 1 with an internal longitudinal channel "a". At its end, insert 2 is rigidly fixed by soldering with a conical surface "b" forming the pointed end of the probe. In the attachment zone of this insert 2, a hole "b" is made, the axis of which is perpendicular to the axis of the longitudinal channel "a". On the outer surface "g" of the cylindrical rod 1 is placed a twisted cylinder spring 3, made with a certain pitch of turns. The ends of this spring 3 are rigidly sealed in grooves made in the rod and sealed. At the opposite end of the sharpening of the rod 1, a flange 4 is made, the end of which has the possibility of contacting with a union nut 5. A nut 5 with an elastic gasket 6 mounted on the threaded part "e" of the rotary device 7, the design of which may be different depending on the specific design of the pressure gauge 8 .

На фиг. 2.5 представлен вариант устройства для удаления пробки из бутылки или из сосуда. Зонд в этом устройстве выполнен в виде длинномерного цилиндрического стержня 1 (фиг. 1, 5) с внутренним продольным каналом "а". Заостренный конец стержня 1 образован за счет выполнения конусной поверхности "б" и центрального отверстия "ж", диаметр которого выполнен меньше по сравнению с диаметром внутреннего канала "а". На наружной поверхности этого стержня 1 размещена винтовая цилиндрическая пружина 3, концы которой закреплены с помощью известных методов, например пайкой. In FIG. 2.5 shows a variant of the device for removing the cork from a bottle or vessel. The probe in this device is made in the form of a long cylindrical rod 1 (Fig. 1, 5) with an internal longitudinal channel "a". The pointed end of the rod 1 is formed by making the conical surface "b" and the Central hole "g", the diameter of which is made smaller compared with the diameter of the inner channel "a". On the outer surface of this rod 1 is placed a coil spring 3, the ends of which are fixed using known methods, for example by soldering.

Цилиндрический стержень 1 зонда, используемого для удаления пробки 9 из бутылки 10, в поворотном приспособлении жестко связан с плунжером 11, во внутренней полости которого размещена пружина 12. Плунжер 11 имеет возможность осевого перемещения относительно резьбовой втулки 13, установленной на резьбовой части "и" корпуса 14. Для осуществления осевого перемещения плунжера 11 во внутренней поверхности втулки 13 размещена дополнительная втулка 15. В сопряжении поверхностей этой втулки 15 и проточки плунжера 11 выполнены симметрично расположенные пазы, в которых размещены цилиндрические штифты 16. На наружной поверхности дополнительной втулки 15 равномерно по окружности выполнены поперечные выемки "к" (фиг. 3) с наклонными поверхностями. В образованных выемках "к" размещены тела качения 17 в виде шариков. При этом на опорной поверхности выемки "к" выполнено отверстие "л" с размещенной в нем пружиной 18. Под действием пружины 18 тела качения 17 имеют возможность контактирования с внутренней поверхностью резьбовой втулки 13. The cylindrical rod 1 of the probe used to remove the plug 9 from the bottle 10, in the rotary device is rigidly connected with the plunger 11, in the inner cavity of which the spring is located 12. The plunger 11 has the possibility of axial movement relative to the threaded sleeve 13 mounted on the threaded part "and" of the housing 14. For axial movement of the plunger 11 in the inner surface of the sleeve 13 is an additional sleeve 15. In conjugation of the surfaces of this sleeve 15 and the groove of the plunger 11 are made symmetrically located groove Which accommodate cylindrical pins 16. On the outer surface of the secondary sleeve 15 uniformly in the transverse recesses are circumferentially "a" (FIG. 3) with inclined surfaces. In the formed recesses "k" rolling bodies 17 are placed in the form of balls. At the same time, a hole "l" is made on the supporting surface of the recess "k" with the spring 18 located therein. Under the action of the spring 18, the rolling bodies 17 are able to contact the inner surface of the threaded sleeve 13.

Для фиксирования положения зонда относительно пробки 9 в корпусе 14 выполнено центрирующее устройство, состоящее из накидной втулки 19 с внутренним конусом "м" и поворотного лепестка 20, установленного на оси 21 (фиг. 4). Наружные поверхности поворотного лепестка 20 и корпуса 14 выполнены конусными и с углом наклона, равным по величине углу наклона конуса "м" накидной втулки 19. Внутренняя поверхность поворотного лепестка 20 и корпуса 14 может быть выполнена с профилем, соответствующим профилю самой бутылки. To fix the position of the probe relative to the plug 9 in the housing 14, a centering device is made up of a sleeve 19 with an inner cone "m" and a rotary tab 20 mounted on the axis 21 (Fig. 4). The outer surfaces of the rotary lobe 20 and the housing 14 are made conical and with an inclination angle equal to the angle of inclination of the cone "m" of the sleeve 19. The inner surface of the rotary lobe 20 and the housing 14 can be made with a profile corresponding to the profile of the bottle itself.

Длина цилиндрического стержня 1 зонда при его использовании в качестве афрометра должна превышать длину прокалываемой части пробки 9 и эта величина определяется расположением отверстия "в", соединяющего газовую камеру герметизированной с помощью пробки 9 бутылки 10 с продольным каналом "а" стержня 1. Объем соединительного канала "а" должен быть выполнен по возможности минимальным и не превышать 0,5 см³.The length of the cylindrical rod 1 of the probe when used as an aphrometer should exceed the length of the punctured part of the plug 9 and this value is determined by the location of the hole “b” connecting the gas chamber of the bottle 10 sealed with the plug 9 with the longitudinal channel “a” of the rod 1. The volume of the connecting channel "a" should be made as minimal as possible and not exceed 0.5 cm ³ .

Перед измерением давления в газовой камере бутылки 10 фланец 4 размещают вместе с упругой прокладкой 6 во внутренней резьбовой части гайки 5 (фиг. 1). Затем гайку 5 вместе с указанными элементами зонда закрепляют на поворотном устройстве 7, служащим для осуществления вращательного движения цилиндрического стержня 1. При осевом нажиме заостренный конец вставки 2, выполненной за счет конической поверхности "б", входит в тело пробки 9. При осуществлении вращательного движения цилиндрического стержня 1 первые витки витой цилиндрической пружины 3, которые жестко закреплены на наружной поверхности "г" стержня, входят в тело пробки 9. За счет выполнения винтовой пружины 3, у которой каждый виток имеет наклон, зонд при его поворотах самоустанавливается вдоль оси пробки. При этом средняя часть витой цилиндрической пружины 3, имеющая некоторую степень свободы относительно стержня 1, самоустанавливается по уже выполненному следу в пробке. После выхода отверстия "в" в газовую камеру бутылки и благодаря сообщению этого отверстия с продольным каналом "а" цилиндрического стержня 1 имеющееся в камере давление газа фиксируется манометром 8. Вывод зонда осуществляется за счет изменения направления вращательного движения, которое осуществляется с помощью поворотного устройства 7. Before measuring the pressure in the gas chamber of the bottle 10, the flange 4 is placed together with the elastic gasket 6 in the inner threaded part of the nut 5 (Fig. 1). Then the nut 5, together with the indicated probe elements, is mounted on the rotary device 7, which serves for the rotational movement of the cylindrical rod 1. With axial pressure, the pointed end of the insert 2, made due to the conical surface "b", enters the body of the plug 9. When performing the rotational movement of a cylindrical rod 1, the first turns of a twisted coil spring 3, which are rigidly fixed to the outer surface "g" of the rod, enter the body of the plug 9. Due to the implementation of the coil spring 3, in which each coil and EET tilt sensor when cornering self-aligning along the axis of the plug. In this case, the middle part of the coil spring 3 having a certain degree of freedom with respect to the rod 1 is self-installing according to the already completed trace in the plug. After the hole "b" exits into the gas chamber of the bottle and due to the communication of this hole with the longitudinal channel "a" of the cylindrical rod 1, the gas pressure present in the chamber is fixed by a manometer 8. The probe is withdrawn by changing the direction of rotational movement, which is carried out using the rotary device 7 .

Для использования варианта устройства (фиг. 2.5) для удаления пробки 9 из бутылки 10 необходимо установить резьбовую втулку 13 в крайнее положение и отвести вверх (фиг. 2) вдоль корпуса 14 накидную втулку 19. Затем установить корпус 14 по наружной поверхности бутылки 10 и переместить накидную втулку 19 вниз. Благодаря выполнению накидной втулки 19 с внутренним конусом "м" и выполнению на оси поворотного лепестка 20 осуществляется центрирование конической поверхности "б" (фиг. 1 и 5) заостренного конца стержня 1 относительно периметра поверхности закрепления. Одновременно при соприкосновении конусов "м" накидной втулки 19 с корпусом 14 и поворотным лепестком 20 осуществляется и закрепление представленного устройства на бутылке 10 (фиг. 2). To use the variant of the device (Fig. 2.5) to remove the cork 9 from the bottle 10, it is necessary to install the threaded sleeve 13 to the extreme position and take the sleeve sleeve 19 along the casing 14, then install the casing 14 along the outer surface of the bottle 10 and move sleeve sleeve 19 down. Due to the execution of the sleeve sleeve 19 with the inner cone "m" and the execution on the axis of the rotary lobe 20 is the centering of the conical surface "b" (Fig. 1 and 5) of the pointed end of the rod 1 relative to the perimeter of the fixing surface. At the same time, when the cones "m" of the sleeve sleeve 19 are in contact with the housing 14 and the rotary lobe 20, the presented device is mounted on the bottle 10 (Fig. 2).

При осуществлении вращательного движения резьбовой втулки 13 относительно резьбовой части "и" корпуса 14 размещенные в поперечных выемках "к" (фиг. 3) тела качения 17 в виде шариков заклинивают соединение дополнительной втулки 15 с резьбовой втулкой 13. Крутящий момент, прикладываемый оператором непосредственно на резьбовую втулку 13, передается через цилиндрические штифты 16 на плунжер 11, несущий зонд. Заклинивание тел качения 17 осуществляется под действием установленных в отверстиях "л" пружин 18 и набегания этих тел на наклонную поверхность дна выполненных выемок "к". During the rotational movement of the threaded sleeve 13 relative to the threaded part "and" the housing 14 located in the transverse recesses "k" (Fig. 3) of the rolling body 17 in the form of balls wedge the connection of the additional sleeve 15 with the threaded sleeve 13. The torque applied directly by the operator to the threaded sleeve 13 is transmitted through cylindrical pins 16 to the plunger 11 carrying the probe. Jamming of the rolling bodies 17 is carried out under the action of the springs 18 installed in the holes "l" and the running of these bodies on the inclined surface of the bottom of the recesses "k".

Таким образом, при действии крутящего момента заостренный конец "б" цилиндрического стержня 1 (фиг. 5) входит в тело пробки 9. При этом конец винтовой цилиндрической пружины 3 также начинает взаимодействовать с телом пробки. Thus, under the action of torque, the pointed end "b" of the cylindrical rod 1 (Fig. 5) enters the body of the plug 9. In this case, the end of the coil spring 3 also begins to interact with the body of the plug.

В результате дальнейших поворотов резьбовой втулки 13 осуществляется самоподача зонда в тело пробки 9. Разница в шагах резьбовой части "и" и витой цилиндрической пружины 3 компенсируется за счет осевого перемещения плунжера 11 относительно дополнительной втулки 15. Указанное перемещение осуществляется благодаря выполнению цилиндрических штифтов 16, размещенных в симметрично расположенных пазах втулки 15 и плунжера 11. As a result of further turns of the threaded sleeve 13, the probe self-feeds into the body of the plug 9. The difference in the steps of the threaded part “and” and the coil spring 3 is compensated by the axial movement of the plunger 11 relative to the additional sleeve 15. This movement is carried out by means of cylindrical pins 16 placed in symmetrically located grooves of the sleeve 15 and the plunger 11.

Удаление пробки 9 из посадочного места бутылки осуществляется при изменении направления вращения втулки 13. В результате противоположного вращения втулки 13 раскрепляется клиновая связь, образованная телами качения 17 с внутренней поверхностью втулки 13 и дополнительной втулкой 15, что позволяет в этом устройстве зонду передавать чистое осевое перемещение относительно корпуса 14, т.е. перемещать пробку 9 вверх относительно бутылки 10. Сцепление зонда с пробкой 9 осуществляется за счет закрепленной по концам на цилиндрическом стержне 1 пружины 3. Контактирование торца плунжера 11 с торцем втулки 13 обеспечивает вытаскивание пробки 9 из посадочного места бутылки 10. Removing the plug 9 from the seat of the bottle is carried out by changing the direction of rotation of the sleeve 13. As a result of the opposite rotation of the sleeve 13, a wedge connection is formed, formed by the rolling bodies 17 with the inner surface of the sleeve 13 and the additional sleeve 15, which allows the probe to transmit pure axial movement relative to this housing 14, i.e. move the stopper 9 upward relative to the bottle 10. The probe engages with the stopper 9 by means of a spring 3 fixed at the ends on the cylindrical rod 1. Contacting the end face of the plunger 11 with the end face of the sleeve 13 ensures that the stopper 9 is pulled out of the seat of the bottle 10.

Ожидаемый экономический эффект от использования предложенного технического решения по сравнению с применяемым аналогом и прототипом состоит в том, что за счет выполнения зонда в виде длинномерного цилиндрического стержня, а также витой цилиндрической пружины, установленной на этом стержне, уменьшается необходимое осевое усилие, прикладываемое оператором к зонду, и соответственно отпадает потребность в использовании специальных приспособлений пресса. The expected economic effect of using the proposed technical solution in comparison with the analogue and prototype used is that due to the implementation of the probe in the form of a long cylindrical rod, as well as a twisted cylindrical spring mounted on this rod, the necessary axial force applied by the operator to the probe is reduced , and accordingly there is no need to use special press devices.

Закрепление витой цилиндрической пружины по ее концам на стержне обеспечивает самоустанавливание шага в соответствии с образующимся профилем в теле пробки, что также приводит к снижению усилий, возникающих в случае изготовления зондов с технологическими отклонениями по величине шага. The fastening of the coiled coil spring at its ends on the rod provides self-alignment of the step in accordance with the profile formed in the body of the tube, which also leads to a reduction in the forces arising in the case of manufacturing probes with technological deviations in step size.

В связи с резким уменьшением поперечной площади сечения зонда повышается надежность прокалывания пробки без перемещений ее относительно посадочного места в бутылке или в сосуде. При этом уменьшение площади сечения зонда также приводит к уменьшению усилий для прокалывания пробки. In connection with a sharp decrease in the transverse cross-sectional area of the probe, the reliability of piercing the plug without moving it relative to the seat in the bottle or in the vessel is increased. Moreover, a decrease in the cross-sectional area of the probe also leads to a decrease in the efforts for piercing the plug.

Дополнительным эффектом надежности функционирования зонда является и то, что выполнение элементов зонда в виде круглого сечения (пружина, стержень) с меньшей площадью поперечного сечения обеспечивает лучшую герметизацию при вводе зонда в упругое тело пробки, а после вывода зонда закупорку следа. An additional effect of the reliability of the probe’s functioning is that the execution of the probe elements in the form of a circular cross-section (spring, rod) with a smaller cross-sectional area provides better sealing when the probe is inserted into the elastic body of the tube, and after the probe is withdrawn, the track is blocked.

Claims

1. A probe for piercing a tube, comprising a long rod with an internal axial channel and a mounting unit on the rotary device, characterized in that on the outer surface of the probe, made in the form of a cylindrical rod with a pointed end, a coil spring is fixed, fixed at the ends in the zone sharpening the rod and from the side of the rotary device.

2. The probe according to claim 1, characterized in that in the rotary device, the cylindrical rod is rigidly connected with a spring-loaded plunger made with the possibility of axial movement relative to the sleeve with a thread mounted on the threaded part of the centering device body, fixing the probe position relative to the tube and consisting of a cap bushings with an inner cone and a rotary lobe with a similarly made conical surface.

3. The probe according to claim 1, characterized in that an additional sleeve is placed on the groove of the plunger and a cylindrical pin is placed in their grooves, and transverse recesses with inclined surfaces are made uniformly around the circumference on its outer surface, in the cavities of which spring-loaded rolling bodies are placed, in contact with the surface of the threaded sleeve.