ИНДИКАТОР ЗАСОРЕНИЯ ГАЗОВОГО ФИЛЬТРА
GAS FILTER CLOGGING INDICATOR

Изобретение относится к области приборостроения, в частности, к индикаторам, созданным на принципе измерения перепада давлений, для наружной установки на газовые фильтры с целью контроля степени их засорения.
Из уровня техники известны следующие решения.
Так из описания к патенту США № 4254731 (опубликован 10.03.1981) известно устройство для индикации, который содержит корпус, имеющий два отверстия, разделенных упругой диафрагмой с отверстием в нем, и подвижный элемент, прижатый к уплотнительной связи с упомянутым отверстием, чтобы предотвратить утечку через него. Конфигурация элемент и отверстие выбираются таким образом, чтобы при использовании применение предварительно выбранного перепада давления между указанными отверстиями приводило к частичному прохождению элемента через отверстие в положение, в котором он удерживается диафрагмой.
За наиболее близкий аналог к патентуемому решению принято устройство для определения засоренности фильтров, которое состоит из мембраны, зажатой между двух половинок корпуса, пружины, штока, связанного с мембраной, показывающей части прибора со стеклом, стрелки с осью и запоминающего устройства, при этом с целью определения момента предельной степени засоренности фильтра, запоминающее устройство выполнено в виде кулачковой пары, образуемой стрелкой с дисбалансом и регулируемым штоком, при этом в продольном положении штока кулачковая пара имеет возможность расцепления (см. Авторское свидетельство № 542111, опубликован 28.04.1977 г.).
Недостатками известных решений и наиболее близкого аналога являются низкая точность показаний, невозможность установки произвольного значения перепада давления из контролируемого диапазона, отсутствие возможности отслеживания текущего перепада давления в момент проведения осмотра оператором, так как отсутствует цифровая шкала и элемент, показывающий текущий перепад, что приводит к отсутствию контроля в режиме реального времени за изменением перепада давления, также для сброса срабатывания необходимо разбирать индикатор, что приводит к неудобству в обслуживании.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение, является устранение указанных недостатков, повышение точности показаний, надёжности работы и увеличение срока службы.
Техническим результатом патентуемого решения является повышение точности показаний с одновременным повышением надежности работы индикатора и улучшением эргономических показателей.
Технический результат достигается за счет использования индикатора засорения газового фильтра, который содержит узел перепада давления, содержащий мембрану с ползуном и подвижной втулкой, вал с винтовой канавкой, шайбу, и соединенный с ним узел отображения перепада давления, который содержит стрелку и циферблат, при этом мембрана выполнена с возможностью перемещения одновременно с подвижной втулкой и ползуном, упирающимся в винтовую канавку вала для передачи через шайбу вращения на стрелку, прижимающейся к шайбе фрикционной шайбой.
Благодаря использованию мембраны с ползуном и подвижной втулкой, и вала с винтовой канавкой, за счёт передачи вращения стрелке из-за перепада давления, повышается точность показаний.
За счет наличия силы трения от использования фрикционной шайбы, стрелка точно повторяет вращательное движение вала, что способствует повышению надежности работы индикатора.
В частности, мембрана выполнена выпуклой формы, за счёт чего уменьшается гистерезис и, как следствие, повышается точность показаний при прямом (увеличение перепада давления) и обратном ходе (уменьшение перепада давления).
В частности, вал выполнен со ступенчатым буртиком для исключения выдавливания уплотнения, что повышает надежность работы индикатора и увеличивает срок его службы.
В частности, узел отображения перепада давления содержит кожух, выполненный с упором, что способствует повышению надежности работы индикатора.
В частности, кожух выполнен с защитной пленкой, что позволяет сохранить высокий уровень прозрачности кожуха и целостность индикатора, и способствует повышению надежности работы индикатора.
В частности, узел отображения перепада давления содержит стрелку максимального перепада давления, что способствует улучшению эргономических показателей (производительность работы оператора, удовлетворенность оператора).
В частности, узел перепада давления содержит шариковую опору, что способствует повышению точности показаний.
Далее решение поясняется ссылкой на фигуры, на которых изображено следующее.
На фиг. 1 – представлен общий вид индикатора засорения газового фильтра.
На фиг. 2 – продольное сечение индикатора засорения газового фильтра.
Согласно фигурам, индикатор засорения газового фильтра состоит из узла перепада давления, который выполнен из - крышки 1, корпуса 2 в котором расположены вход и выход, пружины 4, мембраны 5, шайбы 8, фрикционной шайбы 9, уплотнения вала 11, направляющей 12, уплотнения 13, шариковой опоры 14, ползуна 15, подвижной втулки 16, крышки шариковой опоры 17, вала 19, винтовой канавки 21, и соединенного с ним узла отображения перепада давления, который выполнен из кожуха 3, стрелки максимального перепада 6, основной стрелки 7, втулки 10, циферблата 18, защитной пленки 20, упора 22.
Индикатор засорения газового фильтра (далее индикатор) работает следующим образом.
Индикатор в процессе работы должен быть подключен к корпусу фильтра, установленного на трубопровод, вход индикатора к входу фильтра, выход индикатора к выходу фильтра. Патрубок индикатора «ВХОД» соединен с полостью «Б», а патрубок «ВЫХОД» с полостью «А». Полости «А» и «Б» герметично разделены между собой мембраной 5, которая выполнена выпуклой формы, что снижает гистерезис и не приводит к ступенчатому (резкому) изменению показаний прибора, за счёт чего повышается точность измерения значения перепада давления. Мембрана 5 с ползуном 15 и подвижной втулкой 16 упираются в корпус 2 под действием усилия, создаваемого пружиной 4. При возникновении перепада давления на фильтре, возникает перепад давления между полостями «А» и «Б». В результате при воздействии перепада давления на мембрану 5, её усилие возрастает вслед за увеличением перепада. Как только усилие, создаваемое мембраной 5, сравнивается с усилием от пружины 4, мембрана 5 с подвижной втулкой 16 и ползуном 15 начинает поступательно перемещаться вдоль оси в сторону крышки 1. На валу 19 в месте уплотнения относительно внешней среды введён ступенчатый буртик для исключения выдавливания уплотнения 11. Вал 19 может совершать только вращательное движение вокруг оси с минимальным трением, так как он установлен на шариковой опоре 14. В конструкцию вала 19, в месте контакта с подвижной втулкой 16, введено плавное сопряжение (переходы от одной поверхности к другой) за счет закругления острой кромки в месте контакта вала 19 с подвижной втулкой 16 для исключения затираний и уменьшения паразитных сил трения элементов конструкции, что повышает точность показаний.
При движении мембраны 5 в сторону крышки 1 ползун 15 упирается в винтовую канавку 21 вала 19, реакция на такое воздействие – это вращение вала 19 по направлению вращения часовой стрелки (при уменьшении перепада давления на мембране 5 вал 19 вращается против направления вращения часовой стрелки). Элементами, удерживающими вал 19 от осевого перемещения, являются крышка шариковой опоры 17, направляющая 12 и шариковая опора 14, что минимизирует потери на трение и положительно влияет на повышение точности показаний индикатора.  Для обеспечения герметичности в индикаторе применены уплотнения 11 и 13. Уплотнение 13 жестко зафиксировано со всех сторон элементами конструкции и неподвижно, а уплотнение 11 обеспечивает герметичность вала 19 в центральной части, которая выходит за границы корпуса 2. Расположение уплотнения 11 в необходимом для герметичности положении обеспечивает специальный уступ на валу 19 и проточка в направляющей 12.
Вращение вала 19 передается на шайбу 8, так как она жестко установлена на резьбовом соединении выступающей из корпуса части вала 19, вслед за шайбой 8 вращательное движение передается на основную стрелку 7, которая прижимается к шайбе 8 фрикционной шайбой 9. За счет наличия силы трения от фрикционной шайбы 9, стрелка 7 точно повторяет вращательное движение вала 19. Исключение составляют только случаи, когда стрелка 7 упирается в упор 22, установленный на кожухе 3. При контакте стрелки 7 с упором 22 кожуха 3 происходит проскальзывание стрелки 7 на шайбе 8. Установка упора 22 на кожух 3 позволяет фиксировать стрелку 7 относительно нулевого положения, что позволяет выбирать все паразитные люфты подвижной системы индикатора, и как следствие, повысить надежность работы индикатора.
Функционирование стрелки максимального перепада 6 осуществляется следующим образом. Оператор вращает стрелку максимального перепада 6 на втулке 10 и кожухе 3 и выставляет нужное значение контролируемого перепада давления. Конструкция стрелки максимального перепада 6 имеет зацепы и зафиксирована ими от перемещения вдоль оси, а калиброванный момент сопротивления, формирующийся за счет силы трения от воздействия зацепов на втулку 10, удерживает стрелку максимального перепада 6 в выставленном положении. При возрастании перепада давления стрелка 7 вращается вслед за валом 19 и приближается к выставленной стрелке максимального перепада 6. На стрелке максимального перепада 6 конструктивно выполнен упор, расположенный в плоскости вращения стрелки 7 и при контакте стрелки 7 с упором стрелки максимального перепада 6, они продолжают движение совместно. Калиброванный момент трения позволяет повысить точность показаний индикатора. Стрелка максимального перепада 6 выполнена с поперечным пазом.
При уменьшении перепада давления вал 19 со стрелкой 7 совершает обратное вращение, и стрелка 7 отходит от упора стрелки максимального перепада 6, при этом стрелка максимального перепада 6 остается в положении, котором было максимальное значение перепада.
Оператор, визуально контролируя положение стрелки максимального перепада 6, может определить, достигнут ли перепад, установленный им первоначально, и, в случае обнаружения превышения проводит профилактические работы с фильтром по уменьшению значения перепада давления. После проведения профилактических работ оператор устанавливает в необходимое положение стрелку максимального перепада 6 индикатора при помощи поперечного паза, и работа устройств возобновляется.
Индикатор снабжен циферблатом 18, где секторами с цветовым контрастом и цифровыми отметками обозначены конкретные значения перепада давления, в отличие от известных решений. Наличие цифрового указания перепада позволяет обеспечить более широкий диапазон контролируемого перепада давления, что способствует улучшению эргономических показателей.
Циферблат 18 защищен от внешних воздействий кожухом 3, а сама светопрозрачная поверхность кожуха 3 защищена пленкой 20, которая служит для его защиты при проведении монтажных работ, и позволяет сохранить высокий уровень прозрачности кожуха 3 и целостность индикатора.
Использование предлагаемой конструкции обеспечивает получение индикатора с высокими эксплуатационными и функциональными возможностями, позволяет получить высокие показатели точности, надежности и эргономики.