Индикатор разности давлений

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к оптическим устройствам преобразования и индикации давления.
Известен детектор разности давлений, содержащий оптические световоды, две камеры для приема измеряемых давлений, упругие элементы, соосно закрепленные в камерах, шток, расположенный внутри корпусного элемента и жестко закрепленный между центрами упругих элементов. В центральной части штока сформирована отражающая поверхность. Оси оптических световодов перпендикулярны отражающей поверхности, причем продолжения осей указанных световодов пересекают ее левую и правую границы, а направления смещений отражающей поверхности совпадают с осью каждого из упругих элементов. Патент Российской Федерации на изобретение №2547896, МПК G01L 11/02, 10.04.2015.
Устройство может использоваться в системах контроля разности давлений, однако требует наличия источника и приемника светового потока, а также программной обработки результата преобразования разности давлений, что ограничивает область его применения.
Известны электрические преобразователи давления, типа «Реле давления РДК-3» и «РКС-1-ОМ5-01-1», содержащие сильфоны, размещенные в корпусе, рычаги, подвижный и неподвижный контакты, якорь, закрепленный на оси. ООО «НЕВА-Кип» - измерительные приборы (КИП) и запасные части для морского (ЗИП), железнодорожного и промышленного направления. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://nevakip.ru/rele-davleniya-rdk-3; Мельниченко Ю.Д. Холодильное оборудование вагонов и кондиционирование воздуха: Методические указания. - Хабаровск: ДВГУПС, 1997.-22 с.
Особенностью данных устройств является необходимость коммутации электрических цепей для их функционирования, что в ряде случаев может также налагать ограничения на область их применения.
Известен индикатор мощности, включающий две камеры, упругие элементы, элементы осевого смещения, отсчетное устройство со шкалой для визуального контроля давления среды, оба элемента осевого смещения соединены между собой коромыслом. Авторское свидетельство СССР №49396,31.08.1936.
Недостатком устройства является то, что прибор отмечает развивающееся в полости цилиндра двигателя среднее индикаторное давление и перемножает его на функцию от числа оборотов f(n), т.о., индикация осуществляется системой рычагов, поэтому угловое положение коромысла из-за наличия промежуточного механизма не соответствует угловому положению стрелки, следовательно, указанное устройство может использоваться в основном в массивных агрегатах из области техники машиностроения, где наличие промежуточных конструктивных элементов и, соответственно, вносимые ими погрешности не предполагают его использования в точных измерительных системах.
Известен оптический индикатор давления, содержащий камеры для приема давлений, элемент осевого смещения со световозвращающкм указателем и отражающим покрытием, оптико-волоконный модуль с оптическими волокнами и отсчетным устройством со шкалой для визуального контроля давления жидкости или газа. Патент Российской Федерации на полезную модель №140216, МПК G01L 11/02, 10.05.2014. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Благодаря отсутствию в прототипе системы рычагов, оптико-электронных компонентов, а также устройств обработки и анализа информации, процесс измерения, основанный на визуальной оценке уровня давления среды является непосредственным и энергонезависимым. Однако необходимость использования сложных технологических операций в процессе формирования строго упорядоченного распределения оптических волокон в оптико-волоконном модуле, требующая дорогой оснастки и специального производственного оборудования, ограничивает использование устройства.
Задачей полезной модели является создание индикатора разности давлений для визуального контроля разности давлений среды.
Техническим результатом является расширение арсенала технических средств визуального контроля разности давлений среды.
Технический результат достигается тем, что индикатор разности давлений содержит корпус, включающий две камеры, упругие элементы, элементы осевого смещения, рычаг первого рода, отсчетное устройство со шкалой для визуального контроля давления среды, каждая камера включает подвижный элемент, соединенный с камерой упругим элементом и непосредственно соединенный с соответствующим элементом осевого смещения, оба элемента осевого смещения непосредственно соединены с рычагом первого рода, точка опоры которого расположена по центру между элементами осевого смещения, отсчетное устройство для визуального контроля давления среды закреплено на рычаге.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1, 2.
На фиг. 1 схематично представлен индикатор разности давлений, где:
1 - корпус;
1
2 - камера для приема измеряемого давления Р;
2
3 - камера для приема измеряемого давления Р;
4, 5 - упругие элементы;
6, 7 - подвижные элементы;
8, 9 - элементы осевого смещения;
10 - рычаг;
11 - опорный элемент;
12 - отсчетное устройство;
13 - шкала.
На фиг. 2 схематично представлен вариант исполнения отсчетного устройства 12 в виде стрелочного указателя, при этом шкала 13 выполнена в виде угловой шкалы.
1
2
Индикатор разности давлений содержит корпус 1, включающий камеру 2 для приема измеряемого давления Р и камеру 3 для приема измеряемого давления Р, упругие элементы 4 и 5, соединенные с подвижными элементами 6 и 7 и закрепленные в камерах 2 и 3 соответственно, элементы осевого смещения 8 и 9, непосредственно соединенные с соответствующими подвижными элементами 6 и 7 и рычагом 10, закрепленным на опорном элементе 11, расположенном по центру между элементами осевого смещения, отсчетное устройство 12 для визуального контроля давления среды, закрепленное на рычаге 10.
Рычаг 10 представляет собой рычаг первого рода, поскольку точки приложения сил, передаваемых на него элементами осевого смещения 8 и 9, расположены по обе стороны от точки опоры, обеспечиваемой опорным элементом 11. На рычаге 10 закреплено отсчетное устройство 12, посредством которого отображаются изменения величины разности давлений на шкале 13. Угловое положение рычага 10 и, соответственно, отсчетного устройства 12 относительно точки опоры, зависящее от разности давлений в камерах 2 и 3, может быть отображено в верхней плоскости индикатора разности давлений (рассматриваться наблюдателем сверху шкалы 13), как это показано на фиг. 1, либо отображаться во фронтальной плоскости (плоскость рычага 10 и элементов осевого смещения 8, 9), как это показано на фиг. 2. В первом варианте отсчетное устройство 12 может быть выполнено в виде светоотражающего элемента, например, прямоугольной призмы, во втором - в виде стрелочного указателя.
1
2
В качестве упругих элементов 4 и 5 индикатора разности давлений могут быть использованы цельнотянутые сильфоны из сплава марки 36НХТЮ ГОСТ ЭД1 21482-87, конструктивные параметры которых подбирают исходя из значений давлений P и Р, а также конструктивных особенностей прибора в целом. Подвижные элементы 6 и 7 представляют собой опорные втулки, соединенные с элементами осевого смещения 8 и 9 посредством резьбового соединения, а с упругими элементами 4 и 5 -посредством сварки.
Индикатор разности давлений работает следующим образом.
1
2
Давления Р и Р подают соответственно в камеры 2 и 3. Упругими элементами 4 и 5 посредством подвижных элементов 6 и 7 давления измеряемой среды в камерах 2 и 3 преобразуют в линейные смещения элементов 8 и 9 и, соответственно, в изменение углового положение рычага 10 с отсчетным устройством 12 относительно опорного элемента 11. На шкале 13 наблюдают отображаемую величину разности давлений.