МАНОМЕТР ПОКАЗЫВАЮЩИЙ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для измерения давления газообразных и жидких веществ в условиях производственных и иных процессов.
Известна конструкция манометра показывающего с одновитковой трубчатой пружиной для измерения давления газообразного носителя, включающего цилиндрический корпус с держателем, передаточным механизмом, прозрачным окном [1].
Недостаток известного устройства проявляется в низкой механической прочности соединения корпуса, а также невозможности его использования в конструкции электроконтактного исполнения и условиях взрывоопасных окружающих сред.
Ближайшим техническим решением принятым в качестве прототипа является конструкция манометра показывающего сигнализирующего взрывозащищенного с одновитковой трубчатой пружиной для измерения давления объемного потока газообразного носителя, включающего цилиндрический корпус с цилиндрическим индикационным окном, смонтированные в корпусе посредством присоединительного штуцера, трибчато-секторный передаточный механизм с индикационной стрелкой с возвратной пружиной и мерительной шкалой [2].
Недостаток прототипа проявляется в сложности соединения составных частей корпуса манометра, высокой металлоемкости, которая увеличивает затраты на производство, а также усложняет транспортировку прибора, сложности обеспечения требуемых параметров уплотнения.
В основу полезной модели положена задача оптимизация системы монтажа корпуса и обечайки с индикационным окном, снижения металлоемкости манометра путем резьбового соединения корпуса и обечайки.
Поставленная задача достигается тем, что в манометре показывающем с трубчатой пружиной включающем корпус и обечайку с цилиндрическим индикационным стеклянным окном, смонтированные в корпусе посредством присоединительного штуцера, связанный тягой с трубчатой пружиной трибчато-секторный передаточный механизм, на ведомой оси которого размещена показывающая стрелка с возвратной спиральной пружиной и циферблатом, согласно полезной модели, на внешней стороне базовой части корпуса нарезается резьба, которая также нарезается на внутренней стороне обечайки. Не имеет существенного по техническим характеристикам другой вариант уплотнения: резьба нарезается на внутренней стороне базовой части корпуса и внешней стороне обечайки.
Таким образом, имея соответствующие резьбы на составных частях корпуса можно, путем монтажа, получить собираемый из двух частей единый корпус с герметичностью, удовлетворяемой требованиям, предъявляемым к взрывозащищенному оборудованию. Причем резьбы могут нарезаться и наоборот: на внутренней стороне базовой части корпуса и внешней стороне обечайки.
В результате, замена болтового крепления с фланцами в корпусе манометра на резьбовое соединение существенно снижает металлоемкость прибора, повышает технологичность конструкции.
В предлагаемой конструкции манометра держатель уплотняется в корпусе с помощью резьбовой втулки и эластичного уплотнения. Устанавливая эластичное уплотнение в корпусе и затем, воздействуя на него резьбовой втулкой, реализуется уплотнение держателя при его вводе в корпус прибора. С целью повышения технологичности между резьбовой втулкой и эластичным уплотнением может располагаться прижимное кольцо.
Стекло во взрывозащищенном исполнении манометра устанавливается в обечайке, а его крепление, точнее исключение выпадения из обечайки, гарантируется стопорным кольцом. Для фиксации стопорного кольца в обечайке изготавливаются соответствующие пазы.
Коробка внешних электрических соединений, которая включает электроввод, монтируется на корпусе с помощью винтов. Таким образом, при демонтаже манометра нет необходимости подводящий кабель выводить из защитной оболочки, что повышает технологичность монтажных работ с этим манометром.
Оптимизация металлоемкости и габаритных размеров электроконтактного манометра достигается путем изготовления внешней части корпуса с диаметром, соответствующим данному функционалу: первая часть - соответствует диаметру циферблата-шкалы, вторая соответствует диаметру чувствительного элемента, третья соответствует габаритам электрической коммутации.
В предлагаемой конструкции манометра с целью повышения компактности устройства держатель монтируется снаружи корпуса, а подвод измеряемого давления к чувствительному элементу манометра, находящемуся внутри корпуса реализуется через механическое соединение.
В манометре торцевого исполнения держатель изготавливается из проката, а крепление корпуса к держателю реализуется через дополнительную пластину, закрепляемую на торце держателя, и являющуюся одновременно основой для крепления корпуса.
Одним из факторов, отрицательно воздействующих на надежность работы манометра, является воздействие пульсаций. С целью уменьшения амплитуд пульсаций измеряемого давления на входе в манометр монтируется набор шайб с шахматным расположением отверстий и дистанциирующими втулками между ними.
Для предотвращения засорения внутренней полости манометра различными механическими включениями в присоединительном штуцере манометра монтируется фильтр механических включений, представляющий собой сетчатое образование из пластинчатых или произвольно объединенных в цилиндрическую или другую произвольную форму тонкой проволоки.
С целью корректировки «нулевого» положения стрелки верхняя плата трибко-секторного механизма выполняется сдвоенной. Верхний лист платы механизма традиционно неподвижно крепится на держателе манометра, а нижний, соединенный с ним в одной точке, посредством кулачка перемещается в зависимости от требуемой корректировки «нулевого» положения стрелки. Таким образом, корректируется положение зубчатого зацепления сектора с трибкой, и корректируется угол вращения трибки и, соответственно, указательной стрелки.
В условиях ударных нагрузок трубчатая пружина манометра может отклоняться значительно больше по сравнению с рабочим диапазоном. С целью ограничения такого отклонения на внутренней стенке прибора по профилю чувствительного элемента монтируется демпфирующая прокладка, изготавливаемая из эластичного материала.
Во многих случаях недопустимо попадание измеряемой среды во внутреннюю полость манометра. Кроме того, внешнее температурное воздействие на чувствительный элемент манометра, заполненный измеряемой средой, может приводить к снижению надежности работы прибора. В предлагаемой конструкции в присоединительном штуцере манометра герметично монтируется сильфон, а внутренняя полость прибора заполняется через подводящую линию жидкостью с параметрами, устойчиво сохраняющими свои свойства при взаимодействии с окружающей средой.
С целью снижения себестоимости прибора и повышения технологичности сборки держатель манометра изготавливается из двух частей: головки, к чему крепится трубчатая пружина и передаточный механизм - из цветного металла, традиционно применяемого для этих целей и тела держателя манометра, где может применяться менее ценный металл или другой материал с соответствующими механическими свойствами. Крепление головки к телу держателя осуществляется резьбовым соединением.
В предлагаемой конструкции держатель манометра изготавливается из проката меньшего ряда. Так, например, для держателя с выходной резьбой М20х1,5 применяется прокат 14×14. Выход резьбы требуемого размера манометра обеспечивается втулкой с резьбами с задаваемыми размерами на внутренней и внешней поверхностях. Резьба на внутренней поверхности втулки соответствует резьбе присоединительного штуцера держателя.
С целью повышения устойчивости работы прибора при больших пульсационных нагрузках измеряемой среды оси вращения трибки и сектора выступают за пределы нижней платы механизма. На этих выступающих частях монтируются демпфирующие устройства.
Жесткость соединения тяги с сектором и с концом чувствительного элемента при пульсациях измеряемой среды приводит к деформации этого узла и, зачастую, отказу в работе прибора. Предлагается места крепления тяги с сектором и с концом чувствительно элемента монтировать подпружиненными, перемещаемыми в двух направлениях.
Для лучшего понимания полезная модель поясняется чертежами, где
фиг. 1 - вариант изготовления корпуса;
фиг. 2 - конструкция уплотнения держателя с установленным сильфоном;
фиг. 3 - держатель с втулкой.
В основу полезной модели положена задача оптимизация системы монтажа корпуса и обечайки с индикационным окном, снижения металлоемкости манометра путем резьбового соединения корпуса и обечайки.
Поставленная задача достигается тем, что в манометре показывающем с трубчатой пружиной включающем корпус и обечайку с цилиндрическим индикационным стеклянным окном, смонтированные в корпусе посредством присоединительного штуцера, связанный тягой с трубчатой пружиной трибчато-секторный передаточный механизм, на ведомой оси которого размещена показывающая стрелка с возвратной спиральной пружиной и циферблатом, согласно полезной модели, на внешней стороне базовой части корпуса 1 (фиг. 1) нарезается резьба, которая также нарезается на внутренней стороне обечайки 2. Не имеет существенного по техническим характеристикам, другой вариант уплотнения: резьба нарезается на внутренней стороне базовой части корпуса и внешней стороне обечайки.
Таким образом, имея соответствующие резьбы на составных частях корпуса можно, путем монтажа, получить собираемый из двух частей единый корпус с герметичностью, удовлетворяемой требованиям, предъявляемым к взрывозащищенному оборудованию. Причем резьбы могут нарезаться и наоборот: на внутренней стороне базовой части корпуса и внешней стороне обечайки.
В результате, замена болтового крепления с фланцами в корпусе манометра на резьбовое соединение существенно снижает металлоемкость прибора, повышает технологичность конструкции.
В предлагаемой конструкции манометра в корпусе 3 держатель 4 уплотняется с помощью эластичного уплотнения 5 и резьбовой втулки 6 (Фиг. 2). Устанавливая эластичное уплотнение в корпусе и затем, воздействуя на него резьбовой втулкой, реализуется уплотнение держателя при его вводе в корпус прибора. С целью повышения технологичности между резьбовой втулкой и эластичным уплотнением может располагаться прижимное кольцо 7.
Стекло во взрывозащищенном исполнении манометра устанавливается в обечайке, а его крепление, точнее исключение выпадения из обечайки, гарантируется стопорным кольцом. Для фиксации стекла в обечайке изготавливаются соответствующие пазы. Стопорное кольцо может быть профилем круглое или прямоугольное, что увеличивает прочность устройства.
Коробка внешних электрических соединений взрывозащищенного сигнализирующего манометра, которая включает электроввод и защитный кожух, монтируется на корпусе с помощью винтов. Таким образом, при демонтаже манометра нет необходимости подводящий кабель выводить из защитной оболочки, что повышает технологичность монтажных работ с этим манометром.
Оптимизация металлоемкости и габаритных размеров электроконтактного манометра достигается путем изготовления внешней части корпуса с диаметром, соответствующим данному функционалу: первая часть - соответствует диаметру циферблата-шкалы, вторая соответствует диаметру чувствительного элемента, третья соответствует габаритам электрической коммутации. Переход между диаметрами корпуса может быть как ступенчатым, так и покатым, т.е. по гипотенузе треугольника.
В предлагаемой конструкции манометра с целью повышения компактности устройства держатель монтируется снаружи корпуса, а подвод измеряемого давления к чувствительному элементу манометра, находящемуся внутри корпуса реализуется через механическое соединение.
В манометре торцевого исполнения держатель изготавливается из проката, а крепление корпуса к держателю реализуется через дополнительную пластину, закрепляемую на торце держателя через резьбовые соединения. Корпус к этой пластине крепится винтами.
Одним из факторов, отрицательно воздействующих на надежность работы манометра, является воздействие пульсаций. С целью уменьшения амплитуд пульсаций измеряемого давления на входе в манометр монтируется набор шайб с шахматным расположением отверстий и дистанциирующими втулками между ними.
Для предотвращения засорения внутренней полости манометра различными механическими включениями в присоединительном штуцере манометра монтируется фильтр механических включений.
С целью корректировки «нулевого» положения стрелки верхняя плата трибко-секторного механизма выполняется сдвоенной. Верхний лист платы механизма традиционно неподвижно крепится на держателе манометра, а нижний, соединенный с ним в одной подвижной точке, посредством кулачка перемещается в зависимости от требуемой корректировки «нулевого» положения стрелки.
В условиях ударных нагрузок трубчатая пружина манометра может отклоняться значительно больше по сравнению с рабочим диапазоном. С целью ограничения такого отклонения на внутренней стенке корпуса прибора по профилю чувствительного элемента монтируется демпфирующая прокладка из эластичного материала.
Во многих случаях недопустимо попадание измеряемой среды во внутреннюю полость манометра. В предлагаемой конструкции (Фиг. 2) в присоединительном штуцере манометра герметично монтируется сильфон 8, а внутренняя полость прибора заполняется жидкостью через канал заполнения 9.
С целью снижения себестоимости прибора и повышения технологичности сборки держатель манометра изготавливается из двух частей: головки, к чему крепится трубчатая пружина и передаточный механизм - из цветного металла, традиционно применяемого для этих целей и тела держателя манометра, где может применяться менее ценный металл или другой материал с соответствующими механическими свойствами. В предлагаемой конструкции держатель манометра может изготавливаться из проката меньшего ряда. Так, например, для держателя с выходной резьбой М20х1,5 применяется прокат 14×14. Выход резьбы требуемого размера манометра обеспечивается резьбовой втулкой с задаваемыми размерами (Фиг. 3). На держатель 10, его присоединительный штуцер, монтируется втулка 11 с двухсторонней резьбой, внутренней и внешней.
С целью повышения устойчивости работы прибора при больших пульсационных нагрузках измеряемой среды оси вращения трибки и сектора выступают за пределы нижней платы механизма. На этих выступающих частях монтируются демпфирующие устройства.
В предлагаемой конструкции места крепления тяги с сектором и с концом чувствительно элемента монтируются на растяжках или упорах пружин, что обеспечивает перемещение тяги в двух направлениях.
Новая конструкция манометра концептуально решает задачу расширения технологических возможностей путем модернизации корпуса, электрической коммутации, установкой стекла в обечайке.
На дату подачи заявки пункты заявленного устройства внедрены в серийное производство или готовятся к внедрению.
Источники информации:
1. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергия, 1978.
2. http://www.manotom-tmz.ru/catalog/cat-107.htm