СИГНАЛИЗАТОР ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ С ГЕРМЕТИЗИРОВАННОЙ КАМЕРОЙ КОНТАКТА
EXCESS PRESSURE SIGNALIZER WITH PRESSURIZED CONTACT CHAMBER

Предлагаемое изобретение относится к области приборостроения, а именно к исполнительным механизмам пневмо- или гидрорегулирующих устройств.
В составе традиционных конструкций сигнализаторов используются так называемые хлопающие мембраны (Л.Е.Андреева. Упругие элементы приборов. М. 1962 г., фиг.V.34). Характерной особенностью таких мембран является потеря устойчивости и переброс мембраны из одного положения в другое в момент достижения заданной величины контролируемого давления.
В качестве материалов для таких мембран применяются металлы с высоким пределом упругости - сталь, бериллиевая бронза и др.
В настоящее время накоплен значительный опыт изготовления и эксплуатации приборов с хлопающей мембраной.
В качестве прототипа предлагаемого изобретения предлагается реле давления по патенту РФ №2317532 от 04.10.2006. Реле давления содержит корпус с подводящим давление патрубком и закрепленной в нем хлопающей мембраной. При этом корпус, мембрана и крышка расположены на общей оси. На крышке корпуса размещена наружная втулка, снабженная стеклянным изолятором, через который пропущен токопроводящий проводник в виде полого стержня, несущего на конце контакт.
При срабатывании реле контакт взаимодействует с поверхностью хлопающей мембраны. Положение контакта внутри корпуса определяет разделительная мембрана, присоединенная по периметру к крышке корпуса. Своей центральной частью мембрана контактирует с торцовой поверхностью резьбового упора, имеющего вид втулки, перемещаемой в процессе настройки по внутренней резьбе наружной втулки корпуса.
Полость между разделительной и хлопающей мембранами с расположенным в ней контактом вакуумирована и загерметизирована сваркой для исключения возможности влияния окружающей среды на контактную группу реле давления.
К недостаткам технического решения, принятого за прототип, следует отнести то, что полость между мембраной и стенками корпуса не сообщена с атмосферой (вакуумирована) и поэтому реле давления измеряет абсолютное значение давления.
Сигнализатор избыточного давления должен обеспечивать срабатывание в зависимости от давления окружающей среды, но эта среда неизбежно оказывает негативное влияние на контактный элемент конструкции, снижая работоспособность прибора.
Целью предлагаемого изобретения является создание сигнализатора избыточного давления с герметизированной камерой контакта, причем атмосферная среда не оказывает негативного влияния на контакт прибора, снижая тем самым срок службы. При этом конструкция прибора должна обеспечивать работу в условиях вибрации, ударов и воздействия высоких температур.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
Сигнализатор избыточного давления с герметизированной камерой контакта содержит корпус 1 с подводящим давление патрубком 2 и закрепленную в корпусе хлопающую мембрану 3.
Корпус 1, патрубок 2 и мембрана 3 расположены по общей оси.
На крышке 4, располагаемой на корпусе 1, закреплена при помощи резьбы подвижная втулка 5, оснащенная соосно стеклянным цилиндрическим изолятором 6 с установленной в нем втулкой 7, перемещаемой по внутренней резьбе крышки 4 в процессе настройки сигнализатора.
Через втулку пропущен токопроводящий проводник 8, несущий на своем торце контакт 9. Контакт 9 взаимодействует с центром разделительной мембраны 10 при срабатывании сигнализатора.
Токопроводящий проводник 8 установлен в герметизированной камере контакта. Полость герметизированной камеры контакта вакуумирована через осевое отверстие в токопроводящем проводнике 8 и герметизирована при помощи заварки втулки в токопроводящем проводнике 8.
Разделительная мембрана размещена между хлопающей мембраной 3 и контактом 9. В процессе настройки ее смещают по отношению к поверхности хлопающей мембраны 3, обеспечивая срабатывание на заданное давление.
атм
На крышке выполнено отверстие, соединяющее внутреннюю полость хлопающей мембраны с атмосферной (Р).
В процессе настройки на требуемое давление токопроводящий проводник 8 перемещают на требуемое расстояние между контактом 9 и центром разделительной мембраны 10. Давление срабатывания разделительной мембраны 10 должно быть на 10…50% выше максимально возможного атмосферного давления, что исключает влияние колебания атмосферного давления на замыкание контакта.
После настройки давления срабатывания камера контакта вакуумируется через осевое и боковое отверстия в токопроводящем проводнике 8 и герметизируется заваркой втулки 7 и токопроводящего проводника 8. Это исключает возможность влияния окружающей среды и атмосферного давления на пару: контакт 9 и разделительная мембрана 10. Настройка сигнализатора с герметизированной камерой контакта производится перемещением подвижной втулки 5 по резьбе крышки 4 относительно хлопающей мембраны 3 на расстояние, соответствующее перемещению центра хлопающей мембраны 3 после ее срабатывания от действия контрольного давления. Настройка сигнализатора избыточного давления с герметичной камерой контакта производится по моменту перемещения центра хлопающей мембраны 3 в момент достижения устанавливаемого давления. После настройки давления срабатывания положение втулки 5 фиксируется относительно крышки 4 сваркой в месте сопряжения их резьб.
Работа сигнализатора осуществляется следующим образом. Давление через патрубок 2 подается в полость, образованную стенками корпуса 1 и хлопающей мембраной 3. В момент достижения давления настройки центр хлопающей мембраны 3 воздействует на центр разделительной мембраны 10, обеспечивая перемещение мембраны 10 по направлению к контакту 9, что приводит к замыканию электрической цепи.
Противодействие разделительной мебраны 10 не отражается на работоспособности всей системы, поскольку энергия хлопка мембраны 3 весьма значительна. Через отверстие в крышке 4 (см. фиг.1) атмосферное давление поступает в полость, расположенную над мембраной 3, что определяет работу сигнализатора как сигнализатора избыточного давления.
При этом контакт 9 защищен разделительной мембраной 10 от воздействия атмосферного воздуха, полость вакуумирована.
После снижения давления хлопающая мембрана 3 и разделительная мембрана 10 возвращаются в исходное положение и сигнализатор снова готов к работе.
Для реле давления, устанавливаемых на борту летательных аппаратов, предусмотрены следующие требования:
- температурный диапазон работы от -55°С до 350°С;
2
- виброустойчивость прибора в диапазоне частот от 5 до 2000 Гц с амплитудой ускорения 49,1 M/c (5 g);
- акустический шум в диапазоне 50-10000 Гц с уровнем звукового давления 130 Дб.
Конструкция этим требованиям удовлетворяет.