стрелочный манометр с индукционными датчиками

Формула изобретения

1. Манометр, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого установлено основание, которое оканчивается штуцером для подключения к измеряемому давлению с внешней стороны корпуса, упругий чувствительный элемент с механизмом перемещения в круговое движение указательной стрелки со шторкой, которая установлена на оси трибки и расположена над циферблатом со шкалой, а индукционные датчики граничных значений давления расположены на указателях граничных значений давления и расположены над шторкой со стрелкой, и защитное прозрачное стекло, имеющее форму диска и расположенное над циферблатом со стрелкой, отличающийся тем, что указательная стрелка выполнена заодно со шторкой-индикатором, который выполнен в виде полукруглой пластины, диаметр D которой расположен вдоль средней линии O-O ₁ указательной стрелки, кроме того, указательная стрелка с полукруглой пластиной шторки-индикатора выполнены заодно с кронштейном и балансиром-противовесом, причем кронштейн соединен с полукруглой пластиной шторки-индикатора на среднем участке ее диаметра D и с балансиром-противовесом на среднем участке его хорды L, причем кронштейн расположен перпендикулярно как диаметру D шторки-индикатора, так и хорде L балансира-противовеса, кроме того, индукционные датчики расположены на указателях граничных значений давления на расстояниях радиусов R1 и R2 от оси трибки, причем один индукционный датчик расположен на расстоянии меньшего радиуса R1 на основании первого указателя граничных значений давления, а второй индукционный датчик расположен на расстоянии большего радиуса R2 на полукруглом выступе второго указателя граничных значений давления, причем значение радиуса R3 шторки-индикатора превышает значение большего радиуса R2 и при вращении шторки-индикатора перекрываются индукционные датчики граничных значений давления, кроме того, на первом указателе граничных значений давления на расстоянии большего радиуса R2 выполнена полукруглая выемка, в которую входит полукруглый выступ второго индукционного датчика при совмещении указателей граничных значений, кроме того, указатели граничных значений давления закреплены на оси, установленной на вылете консоли держателя соосно с осью трибки, и конструктивно имеют ограничение в установке диапазона развода указателей, равное 180°, причем держатель крепится через дистанционные втулки при помощи двух винтов с лицевой стороны циферблата вне рабочей зоны шкалы.

2. Манометр по п.1, отличающийся тем, что, с целью исключения ложного срабатывания индукционных датчиков при прохождении кронштейном их чувствительных зон, кронштейн может быть выполнен как в виде тонкой пластины, так и в виде П-образной пластины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания стрелочного манометра с индукционными датчиками.

Известен манометр с трубчатой пружиной с одинарным индуктивным контактом [1], который в основном применяется для наблюдения за давлением в газовых баллонах (подается сигнал при снижении давления газа ниже допустимого). Одинарный индуктивный контакт расположен на защитном стекле, на котором имеется зеленая метка, соответствующая точке переключения. Регулировка указателей граничных значений давлений происходит путем вращения стекла в пределах 45°, начиная с первой отметки шкалы.

Однако у данного манометра имеется недостаток

- диапазон измеряемых давлений находится в пределах 45° шкалы циферблата, что ограничивает его функциональные возможности.

Известен манометр сигнализирущий с электронными датчиками [2], конструктивная особенность которго состоит в том, что на указательной стрелке, на которой установлены две шторки, выполненные из непрозрачного материала в виде тонкостенных полых полуцилиндров разного диаметра, имеющих общее основание, которое выполнено из тонкостенной круглой пластины, и которые расположены перпендикулярно к ней, причем диаметры шторок расположены вдоль средней линии O-O₁ указательной стрелки, на которой расположено основание шторок с центром на оси трибки, а датчики граничных значений давления расположены над шторками на указателях граничных значений давления так, что соответствующая шторка входит в чувствительную зону, соответственно, В и Д своего датчика, причем указатели граничных значений установлены и закреплены на оси, расположенной на вылете консоли Г-образного кронштейна соосно оси трибки, и конструктивно имеет ограничения в установке значений угла 270°, кроме того, основание кронштейна крепится при помощи двух винтов на лицевой стороне циферблата вне рабочей зоны шкалы.

Преимуществом данного манометра является то, что диапазон измеряемых давлений находится в пределах 270° шкалы циферблата, что значительно увеличивает его функциональные возможности.

Наряду с достоинствами у данного манометра есть и недостатки, а именно

- сложность конструкции шторки, выполненной в виде двух тонкостенных полых полуцилиндров, имеющих общее основание, которое выполнено из тонкостенной круглой пластины, и которые расположены перпендикулярно к ней, что влечет к увеличению габарита манометра и его веса, что экономически нецелесообразно.

Известны манометры с индуктивными датчиками граничных значений [3].

Недостатки этих конструкций в их сложности и ограничении по диапазону давлений. Эти конструкции не могут применяться на легкие давления, так как в этом диапазоне крутящий момент трибки просто мал для перемещения механизмов сигнализирующих устройств.

Известна конструкция стрелочного манометра МПТ-16СгВ3Т4 [4] с датчиками индукционного типа. Недостатком этого технического решения является его сложность и инерционность. Датчики указанного технического решения выполнены в виде щелевых конструкций, а связь между стрелкой и шторкой выполнена так, что при динамических, относительно быстро меняющихся показаниях шторка запаздывает за поведением стрелки.

Известен манометр с датчиками граничных значений [5], выбранный в качестве прототипа, в котором шторка выполнена в виде тонкостенного полого полуцилиндра, нижнее основание которого выполнено из тонкостенной круглой пластины и который расположен перпендикулярно к ней, причем диаметр полого полуцилиндра шторки расположен вдоль средней линии О-O₁ указательной стрелки, а датчик граничных значений давления расположен на указателе граничных значений давления, который расположен над шторкой и закреплен на оси, установленной на вылете консоли Г-образного кронштейна соосно оси трибки, и конструктивно имеет ограничение в установке значений до угла 180°, причем основание кронштейна крепится при помощи двух винтов на лицевой стороне циферблата вне рабочей зоны шкалы.

Преимуществом этого технического решения явлется то, что шторка выполнена в виде одного тонкостенного полого цилиндра, нижнее основание которого выполнено из тонкостенной круглой пластины, что упрощает конструкцию шторки. Однако у манометра есть существенный недостаток, что и в [2], а именно

- шторка выполнена в виде полого полуцилиндра, нижнее основание которго выполнено из тонкостенной круглой пластины и который расположен перпендикулярно к ней, что влечет к увеличению габарита манометра и конструктивной сложности.

Целью технического решения является упрощение конструкции манометра путем применения новой конструкции шторки-индикатора с указательной стрелкой.

Технический результат достигается тем, что новая конструкция шторки-индикатора выполнена из тонкостенной полукруглой пластины заодно с указательной стрелкой, причем диаметр полукруглой пластины расположен вдоль средней линии О-O₁ указательной стрелки, кроме того, заодно со шторкой-индикатором выполнены кронштейн и балансир-противовес, которые также выполнены из тонкостенной пластины, причем держатель указателей соединен со шторкой-индикатором на среднем участке ее диаметра и с балансиром-противовесом на среднем участке его хорды, причем кронштейн расположен перпендикулярно как к диаметру шторки-индикатора, так и к хорде балансира-противовеса. Новая конструкция шторки-индикатора с указательной стрелкой устанавливается на оси трибки, а индукционные датчики граничных значений давления расположены на указателях граничных значений давления, которые расположены над шторкой-индикатором и закреплены на оси, установленной на вылете консоли держателя указателей соосно оси трибки, и конструктивно имеют ограничения в установке значений угла 180°, причем держатель указателей крепится через дистанционные втулки при помощи двух винтов на лицевой стороне циферблата вне рабочей зоны шкалы. При входе или выходе шторки-индикатора из чувствительных зон индукционных датчиков происходит смена их исходного состояния.

Преимуществом новой конструкции шторки-индикатора является еще и то, что индукционные датчики граничных значений давления расположены на указателях граничных значений давления на расстояниях радиусов от оси трибки, причем один индукционный датчик расположен на расстоянии меньшего радиуса на основании первого указателя граничных значений давления, а второй индукционный датчик расположен на расстоянии большего радиуса на полукруглом выступе второго указателя граничных значений давления, причем значение радиуса шторки-индикатора превышает значение большего радиуса и при вращении шторки-индикатора перекрываются датчики граничных значений давления, кроме того, на первом указателе граничных значений давления на расстоянии большего радиуса выполнена полукруглая выемка, в которую входит полукруглый выступ второго индукционного датчика при совмещении указателей граничных значений давления. Далее, с целью исключения ложного срабатывания индукционных датчиков при прохождении кронштейном шторки-индикатора их чувствительных зон кронштейн может быть выполнен как в виде тонкой пластины, так и в виде П-образной пластины.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить его соответствие критерию «новизна». При изучении других технических решений в данной области техники, отличающих заявляемое техническое решение от прототипа, они не были выявлены, и поэтому они обеспечивают техническому решению соответствие критерию «существенные отличия».

Сущность изобретения поясняется описанием манометра с индукционными датчиками граничных значений, а также чертежами (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4 и фиг.5). На фиг.1 изображен прибор с лицевой стороны, на фиг.2 - изображение узла новой конструкции шторки-индикатора с указательной стрелкой в аксонометрии на фиг.1, на фиг.3 - вид Б на фиг.2, на фиг.4 - вид В на фиг.2, на фиг.5 - вид Г на фиг.3, на которых 1 - цилиндрический корпус прибора, внутри которого установлены: основание 2, которое оканчивается штуцером 3, упругий чувствительный элемент с механизмом перемещения в круговое движение указательной стрелки 4, установленной на оси 5 трибки 6 и располагающейся над циферблатом 7 со шкалой 8, и защитное прозрачное стекло 9, имеющее форму диска и расположенное над циферблатом 7 с указательной стрелкой 4, которая выполнена заодно со шторкой-индикатором 10, который выполнен в виде полукруглой пластины, диаметр D которой расположен вдоль средней линии O-O ₁ указательной стрелки 4, кроме того, указательная стрелка 4 с полукруглой пластиной шторки-индикатора 10 выполнены заодно с кронштейном 10а и балансиром-противовесом 11, причем кронштейн 10а соединен с полукруглой пластиной шторки-индикатора 10 на среднем участке ее диаметра D и с балансиром-противовесом 11 на среднем участке его хорды L, причем кронштейн 10а расположен перпендикулярно как к диаметру D шторки-индикатора 10, так и к хорде L балансира-противовеса 11.

Индукционные датчики граничных значений давления, соответственно, 12 и 12а расположены на указателях граничных значений давления, соответственно, 13 и 13а на расстояниях радиусов R1 и R2 от оси 5 трибки 6, причем один индукционный датчик 12 расположен на расстоянии меньшего радиуса R1 на основании первого указателя граничных значений давления 13, а второй индукционный датчик 12а расположен на расстоянии большего радиуса R2 на полукруглом выступе второго указателя граничных значений давления 13а, причем значение радиуса R3 шторки-индикатора 10 превышает значение большего радиуса R2 и при вращении шторки-индикатора 10 перекрываются индукционные датчики 12 и 12а граничных значений давления, кроме того, на первом указателе граничных значений давления 13 на расстоянии большего радиуса R2 выполнена полукруглая выемка, в которую входит полукруглый выступ второго индукционного датчика 12а при совмещениии указателей граничных значений, соответственно, 13 и 13а, кроме того, указатели граничных значений давления 13 и 13а закреплены на оси 14, установленной на вылете консоли держателя 15 соосно оси 5 трибки 6, и конструктивно имеют ограничение в установке диапазона развода указателей 13 и 13а, равное 180°, причем держатель 15 крепится через дистанционные втулки при помощи двух винтов 17 и 18 вне рабочей зоны шкалы 8. На указателях 13 и 13а граничных значений давления имеются упоры 19 и 20, которые ограничивают диапазон развода указателей 13 и 13а в пределах 180°.

С целью исключения ложного срабатывания индукционных датчиков 12 и 12а при прохождении кронштейном 10а их чувствительных зон кронштейн 10а может быть выполнен как в виде тонкой пластины, так и в виде П-образной пластины.

Прибор функционирует следующим образом.

Принцип действия прибора основан на уравновешивании измеряемого давления силами упругой деформации чувствительного элемента, который кинематически связан с механизмом перемещения в круговое движение указательной стрелки 4, установленной на оси 5 трибки 6 и располагающейся над циферблатом 7 со шкалой 8.

Измеряемое давление подается во внутреннюю полость упругого чувствительного элемента, который в зависимости от подаваемого давления изменяет свое положение в ту или иную сторону и через механизм перемещения приводит в круговое движение указательную стрелку 4, которая перемещается вдоль шкалы 8 и показывает значение измеряемого давления.

При входе или выходе шторки-индикатора 10 из чувствительных зон индукционных датчиков 12 и 12а происходит смена их исходного состояния.

Источники информации, использованные при составлении описания изобретения

1. Манометр с трубчатой пружиной с индуктивным контактом типа RChE 50-3. ARMATURENBAU CmbH. Manometerstraße 5 D - 46487 Wesel - Ginderich armaturenbau.com.

2. Манометр сигнализирующий с электронными датчиками. Патент № 2390740.

3. Датчики граничных значений. Manoterm Beierfeld GmBH, 9100. 3/2.

4. Стрелочные манометры МПТ-16 СгВ3Т4. ОАО «Саранский приборостроительный завод».

5. Манометр с датчиками граничных значений. Патент № 2390739 - прототип.