ИНДИКАТОР ДАВЛЕНИЯ ОГНЕТУШИТЕЛЯ
FIRE EXTINGUISHER PRESSURE INDICATOR

Область техники
Предполагаемое изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для индикации и измерения давления газообразных или жидких сред, применяемых в огнетушителях.
Предшествующий уровень техники
Известен индикатор давления (RU 82324, G01L 19/08, от 20.04.2009), содержащий корпус с патрубком для подвода давления рабочей среды, прозрачную крышку, плату, упругую мембрану, связанную с указательным элементом посредством рычажно-зубчатого механизма, возвратный упругий элемент, в виде спиральной пружины, герметизирующую прокладку и дистанционную шайбу. Недостатком является наличие сложного преобразующего механизма в виде зубчато-реечного механизма, а также наличие платы.
Известен индикатор давления для огнетушителя (RU 2042122, G01L 7/00/, от 20.08.1995), содержащее корпус с каналом подвода измеряемой среды, прозрачную крышку, плату, упругую мембрану, связанную с указательным элементом посредством преобразующего механизма, в виде штока с винтовым пазом и редуктора, возвратный упругий элемент, в виде пружины, а также кольцевой перегородки. Недостатком является наличие сложного преобразующего механизма в виде штока с винтовым пазом, редуктора, а также кольцевой перегородки.
Известно устройство индикатор давления (RU 160228, G01L 19/08, от 23.10.2015), содержащее цилиндрический корпус с каналом подвода измеряемой среды, прозрачную крышку, упругую мембрану, указательный элемент, преобразующий механизм, возвратный упругий элемент, цилиндрический корпус имеет внутреннюю резьбу и паз, в котором устанавливается прозрачная крышка, а концевая часть цилиндрического корпуса имеет внешнюю резьбу, причем герметичная прокладка концентрично расположена на дне цилиндрического корпуса, при этом к герметичной прокладке плотно прилегает упругая мембрана, которая удерживается с помощью платы, выполненной в виде цилиндрической заглушки, закрепленной внутри цилиндрического корпуса, посредством резьбового соединения, притом на торце платы нанесена шкала измерения давления, дополнительно плата имеет центральный винтовой канал и внутреннюю полость, в которой установлен возвратный упругий элемент, представляющий собой плоскую спиральную ленточную пружину кручения, соединенную с преобразующим механизмом, состоящим из винтового пальца, расположенного в центральном винтовом канале платы, причем один из торцев винтового пальца выполнен единым целым с указательным элементом, а другой торец соприкасается с упругой мембраной. Недостатком является относительная сложность конструкции, а также малая величина перемещения винтового пальца, что не позволяет выполнить достаточный угол подъема винтовой линии резьбы для легкого осевого перемещения винтового пальца и поворота его вместе со стрелкой на достаточный угол, обеспечивающий наглядность индикации давления.
Общими признаками с заявленным предполагаемым изобретением является то, что выбранный прототип (RU 160228, G01L 19/08, от 23.10.2015) имеет корпус с каналом подвода измеряемой среды, стекло, мембрану, связанную со стрелкой посредством преобразующего механизма, возвратный упругий элемент. Признаками препятствующими получению технического результата являются малая величина перемещения винтового пальца, что не позволяет выполнить достаточный угол подъема винтовой линии резьбы для легкого осевого перемещения винтового пальца и поворота его вместе со стрелкой на достаточный угол, обеспечивающий наглядность индикации давления. Задача предполагаемого изобретения заключается в разработке такой конструкции, которая позволит увеличить осевое перемещение оси стрелки (винтового пальца) и соответственно угол поворота стрелки для улучшения индикации за счет предварительного прогиба мембраны усилием пружинного элемента и тем самым увеличения общего перемещения центральной части мембраны под действием давления вытесняющего газа при закачке огнетушителя и возврат ее в исходное положение.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен индикатор давления огнетушителя в изометрии с четвертью выреза.
На фиг. 2 изображен пружинный элемент в сборе с осью в диметрии с четвертью выреза.
Варианты осуществления изобретения
Индикатор давления огнетушителя содержит пружинный элемент 1 (фиг. 1,2), ось 2 с винтовым участком 3, проходящим через центральное некруглое отверстие 4. Пружинный элемента 1, содержит деформированные лепестки 5, в которых выполнены круглые отверстия 6, причем осевое перемещение оси 2 ограничено выступами 7 выполненные за одно целое с осью 2. Пружинный элемент 1 фиксируется в корпусе механизма индикатора 8 (фиг. 1) выступами 9 (фиг. 2). На верхней части корпуса механизма индикатора 8 (фиг. 1) расположен циферблат 10 с изображением установочной риски на зеленом участке шкалы, а также желтый участок шкалы, показывающий избыточное давление и красный участок, показывающий недостаток давления (на фиг. не показано). Между мембраной 11 и корпусом индикатора 12 расположено уплотнительное кольцо 13, образуя герметичную подмембранную полость 14. В верхней части индикатора давления огнетушителя установлено стекло 15, удерживаемое от перемещения колпачком 16 и резиновым кольцом 17. На верхней части оси 2 (фиг. 1,2) набита стрелка 18 (фиг. 1).
Устройство собирается следующим образом через круглые отверстия 6 (фиг. 1,2) и центральное некруглое отверстие 4, выполненное в пружинном элементе 1  вставляется ось 2, деформируя при этом лепестки 5 пружинного элемента 1. Разгибание лепестков 5 ограничено осью 2 в диапазоне углов от 8 до 12 градусов замеренных относительно недеформированной части пружинного элемента 1, поскольку дальнейшее разгибание лепестков 5, ограничено величиной просвета, образованного расходящимися круглыми отверстиями 6, и зажатой ими осью 2, до момента выхода её из центрального некруглого отверстия 4. Минимальный угол 8 градусов выбирается из расчета величины относительного смещения круглых отверстий 6 в зависимости от изменения угла наклона лепестков 5 относительно недеформированной части пружинного элемента 1, чтобы обеспечить надежное упирание оси 2 в мембрану 11 при сборке индикатора давления огнетушителя, а максимальный угол 12 градусов обеспечивает гарантированный невыход оси 2 стрелки 13 из отверстия 4 в промежуточной сборке. Такое конструктивное решение обеспечивает удобство дальнейшей сборки индикатора давления огнетушителя. Пружинный элемент 1, собранный с осью 2, помещают в корпус механизма индикатора 8, где он фиксируется посредством выступов 9 (фиг. 2) выполненных на пружинном элементе 1 (фиг. 1,2), после чего указанная сборка устанавливается в корпус индикатора 12, где предварительно помещается резиновое кольцо 13 и мембрана 11 и после постановки циферблата 10 механизм фиксируется в корпусе индикатора 12, например, обжимкой или стопорным кольцом (на фиг. не показано). В подмембранную полость 14 подается эталонное давление, после чего на ось 2 набивается стрелка 18. На ось 2 набивается стрелка 18 направлением на специальную риску, нанесенную на середину зеленого участка шкалы (на фиг. не показано), изображенные на циферблате 10. После сброса давления из подмембранной полости 14 ставится стекло 15. Возможна установка стрелки до постановки стекла 15 с учетом её будущего поворота под действием давления подаваемого в подмембранную полость 14, для чего на циферблате 10 наносится дополнительная установочная риска (на фиг. не показано), но точность индикации при этом снижается из-за погрешности изготовления детали.
Работает устройство следующим образом, при закачке огнетушителя вытесняющим газом в подмембранной полости 14 повышается давление, оказывающее изгибающее воздействие на мембрану 11. Выпрямляясь, мембрана 11 компенсирует свой прогиб в сторону подмембранной полости 14, созданный усилием лепестков 5, а при дальнейшем увеличении давления прогибается в обратную сторону, что  увеличивает ход оси 2, а следовательно, и угол поворота стрелки 18 и соответственно качество индикации, этому также способствуют малые размеры оси 2, возможность изготовления её из низкоуглеродистой стали и получения её винтового участка скручиванием, что при том же осевом перемещении оси 2 обеспечивает больший угол подъема винтовой линии практически двухзаходной резьбы. В свою очередь двухзаходная резьба легче преобразует осевое перемещение оси 2 в её вращательное движение из-за симметричного разложения действующих при этом сил. При снижении давления в подмембранной полости 14 за счет упругости мембраны 11 и силы воздействия на нее лепестков 5 через ось стрелки 2 мембрана 11 и соответственно стрелка 18 возвращаются в исходное состояние, показывая, что огнетушитель разряжен, при этом минимальное 6 процентов усилие лепестков 5  пружинного элемента 1, действующих через ось 2 на мембрану 11, обеспечивает её прощёлкивание через ноль (недоход до нуля вызван остаточной деформацией мембраны 11 и закреплением её периферии) и дополнительный прогиб в обратную сторону, величина которого превосходит потерю величины прогиба мембраны под действием вытесняющего газа, когда прирост деформации мембраны уменьшается на единицу прироста давления вытесняющего газа. Максимальное 10 процентов усилие выбирается из условия наибольшей разницы между прогибом от действия лепестков 5 пружинного элемента 1 и потерей прогиба вверх под действием давления на нее вытесняющего газа огнетушителя. Из приведенного выше описания видно, что индикатор давления огнетушителя обладает новизной и промышленно выполним известными средствами, при этом конструкция позволяет автоматизировать производство деталей и узлов и увеличивает качество индикации за счет увеличения углового перемещения стрелки.