ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области автомобилестроения, в частности, к контрольно-измерительным приборам для транспортных средств и может быть использована при измерении давления жидких или газообразных сред.
Известны датчики давления, в которых в качестве возвращающей пружины используется пружина растяжения, которая обладает определенными преимуществами.
Известен датчик давления по заявке №2006139404, решение о выдаче патента на полезную модель от 21.12.2006, в котором используется возвратная пружина растяжения, расположенная по отношению к поворотному элементу передаточно-множительного механизма таким образом, что при повышении измеряемого давления с увеличением деформации пружины одновременно уменьшается плечо действия возвращающего усилия.
Однако, при использовании пружины растяжения в условиях повышенных вибраций, несмотря на то, что частота вынужденных колебаний не постоянна, а имеет вид «белого шума», и собственная частота колебаний пружины не постоянна из-за изменяющегося в процессе работы натяжения пружины, не исключается возможность возникновения кратковременного резонанса.
Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является повышение надежности датчика за счет устранения возможности возникновения кратковременного резонанса.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемой конструкции датчика давления предусмотрены упоры, позволяющие изменять частоту собственных колебаний возвращающей пружины в момент наступления резонанса, расположенные на некотором расстоянии от пружины,
ограничивая ее перемещение при вибрационных нагрузках, в направлении двух главных осей «Х» и «У», перпендикулярных продольной оси пружины.
В начальной стадии наступления резонанса амплитуда колебаний пружины возрастает, и в определенный момент витки пружины касаются упора, и пружина преобразуется в две пружины длиной L1 и L2. Каждая из двух пружин имеет собственную частоту колебаний, превышающую собственную частоту колебаний исходной пружины. В результате, явление резонанса исключается.
Полезная модель поясняется следующими чертежами:
Фиг.1 и 2 - вид датчика давления без кожуха в сборе.
Датчик давления содержит мембранный узел, в котором гофрированная мембрана (1) с толкателем (2) скреплена по периферии между двумя жесткими пластинами (3 и 4), образуя подмембранную (5) и надмембранную (6) полости. Подмембранная полость сообщается с измеряемой средой через отверстие (7) в резьбовом штуцере (8). На надмембранной пластине закреплена ось (11) для поворота на ней рычага (12) первой ступени с резьбовым штырем (13). Рычаг (12) имеет пространственную форму уголка, на котором закреплен резьбовой толкатель (16), воздействующий на отгиб (17) рычага (18) второй ступени передачи. Рычаг (18) содержит трубчатую часть (21) для свободной посадки на ось (19) и плоскую часть (22) с упомянутым выше отгибом (17), на которой закреплена токосъемная щетка (23), скользящая по реостату (24). На плоской части рычага (18) имеется крючок (26), за который закрепляется возвратная пружина растяжения (25). Другим концом пружина прикреплена к стойке (27). На надмембранной пластине имеется упор (28), ограничивающий перемещение пружины (25) в направлении двух главных осей (X и У), перпендикулярных продольной оси пружины, при вибрационных нагрузках.
Датчик работает следующим образом:
Возникающее в контролируемой среде давление передается в подмембранную полость 5 мембранного узла через отверстие 7 в штуцере 8 и
под его влиянием мембрана 1 упруго деформируется в сторону надмембранной полости 6. При этом толкатель 2 через центральное окно в пластине 4 свободно перемещается и давит на штырь 13, поворачивая рычаг 12 вокруг оси 11. При этом толкатель 16, нажимая на отгиб 17 рычага 18, вынуждает его повернуться вокруг оси 19 совместно со щеткой 23, одновременно растягивая возвратную пружину 25. Таким образом, давление контролируемой среды преобразуется в изменение омического сопротивления реостата 24, электрический сигнал от которого дистанционно передается указывающему прибору.
Возвратная пружина, противодействуя перемещению мембраны и поворотных рычагов при возрастании давления контролируемой среды, перемещает щетку реостата в обратном направлении при снижении давления, прижимая все подвижные детали передачи к толкателю мембраны.
В начальной стадии наступления резонанса амплитуда колебаний пружины возрастает, и в определенный момент витки пружины касаются упора (28), ограничивающего перемещение пружины в направлении двух главных осей (Х и У), и происходит преобразование пружины в две, каждая из которых имеет собственную частоту колебаний, превышающую собственную частоту колебаний исходной пружины. В результате, явление резонанса исключается.
Таким образом, реализация предлагаемого технического решения повышает надежность датчика давления при работе в условиях повышенных вибрационных нагрузок, исключая излом зацепов пружины и «дерганье» стрелки указателя.