ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к контрольной технике, в частности, к сигнализаторам контроля падения или превышения давления газа или жидкости.
Известен сигнализатор давления содержащий металлический корпус-штуцер с закрепленной в нем мембраной, толкатель установленный на мембране, изолирующий колпаке расположенными внутри него неподвижными контактами и пружиной, установленной одним концом на выступе толкателя и поджимающий к нему подвижный кольцевой контакт. Изолирующий колпак со стороны неподвижных контактов имеет ступенчатый канал с кольцевыми канавками. В ступенчатом канале размещена регулировочная втулка с выступами. Второй конец пружины упирается в регулировочную втулку. (см. заявку на изобретение №94009048 от 14.03.1994. Опубликовано 20.11.1995. «Сигнализатор давления» кл. G01L 19/12).
2
При сборке сигнализатора перемещением регулировочной втулки по ступенчатому каналу обеспечивается предварительное сжатие пружины, т.е., задаются характеристики срабатывания сигнализатора. Так как ступенчатый канал с кольцевыми канавками и регулировочная втулка выполнены из пластмассы, известный сигнализатор давления надежно работает (без опасения его разрушения) лишь при величинах измеряемых давлений - до 3,0 кгс/см.
Известен также датчик давления мод. 6042-3829-03 (см. чертеж ЭМИ. 172.1.000 СБ, ООО «Производственное объединение Пензенский завод «Электромехизмерение», утв. 10.03.2019 год.), содержащий металлический корпус-штуцер с закрепленными в нем мембраной и неподвижным тарельчатым упором с отверстием, толкатель установленный на мембране, изолирующий колпак с неподвижными контактами и регулировочный винт выполненный из пластмассы. Ступенчатый шток толкателя расположен в отверстии тарельчатого упора и несет подвижный контакт. Между торцом регулировочного винта и подвижным контактом установлена измерительная пружина.
2
Учитывая, что резьба в отверстии изолирующего колпака и регулировочный винт пластмассовые, т.е., имеют невысокую прочность, указанный датчик давления также пригоден лишь для измерения сравнительно небольших давлений, например, до 3,0 кг⋅с/см.
Итак, к недостаткам известных датчиков аварийного давления можно отнести невозможность надежной работы при измерении давления среды порядка 8-10 кгс/см2, так как при указанных давлениях пластмассовые детали служащие для регулировки измерительного узла датчика имеют недостаточную прочность.
2
В предложенной полезной модели детали Датчика давления служащие для регулировки измерительного узла (воспринимающие в т.ч. усилие обусловленное давлением измеряемой среды) датчика, а именно, регулировочный винт и резьбовая часть изолирующего колпака в которую устанавливается этот винт, выполнены металлическими, имеют высокую прочность и практически не изменяют своих свойств в весь период эксплуатации датчика. Резьбовая часть изолирующего колпака в которую устанавливается винт, выполнена в виде стандартной стальной шестигранной гайки. Шестигранная гайка симметрична и легко ориентируется и устанавливается в прессформе при изготовлении изолирующего колпака с металлической вставкой. Стоимость гайки минимальна и приемлема при массовом производстве датчиков давления. Прочность деталей и узла регулировки (металлическая резьбовая пара) в датчике давления предложенной конструкции достаточна для надежной долговременной работы датчика при давлении до 10 кг⋅с/см.
То есть, указанный технический результат обеспечивается тем, что в датчике давления, содержащем металлический корпус-штуцер с закрепленными в нем мембраной и неподвижным тарельчатым упором с отверстием, толкатель, установленный на мембране, изолирующий колпак с расположенными внутри него неподвижными контактами и регулировочным винтом, ступенчатый шток толкателя расположен в отверстии тарельчатого упора и несет подвижный контакт, между торцом регулировочного винта и подвижным контактом установлена измерительная пружина, изолирующий колпак снабжен металлической резьбовой вставкой выполненной в виде шестигранной гайки, регулировочный винт также металлический, а отверстие изолирующего колпака, в котором размещена шлицевая часть регулировочного винта выполнено конусным.
Анализ известных в технике решений не выявил технических решений с заявленной совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о соответствии заявленной полезной модели условию патентоспособности «новизна».
2
Проведенные испытания опытных образцов предложенных датчиков давления и их положительные результаты (максимальное рабочее давление 24 кгс/см), свидетельствуют о том, что заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность предложенной полезной модели поясняется схематичными чертежами, где на Фиг. 1 показан датчик давления, общий вид. На Фиг. 2 - тоже, вид со стороны электрического разъема.
Датчик давления содержит металлический корпус-штуцер 1 с закрепленными в нем мембраной 2 и неподвижным тарельчатым упором 3 с отверстием 4, толкатель 5 установленный на мембране 2, изолирующий колпак 6 с расположенными внутри него неподвижными контактами 7 и регулировочным винтом 8. Ступенчатый шток 9 толкателя 5 расположен в отверстии 4 тарельчатого упора 3 и несет подвижный контакт 10. Между торцом регулировочного винта 8 и подвижным контактом 10 установлена измерительная пружина 11. Концы пружины 11 снабжены чашками 12. Изолирующий колпак 6 снабжен металлической резьбовой вставкой 13 выполненной в виде шестигранной гайки. Регулировочный винт 8 металлический, а отверстие 14 изолирующего колпака 6 в котором размещена «шлицевая» часть регулировочного винта 8 выполнена конусной, что обеспечивает удобство установки и вкручивания винта 8 в резьбу металлической вставки 13.
2
Диапазон измеряемых датчиком давлений определяется в основном характеристиками измерительной пружины. При измерении значительных (порядка 10 кгс/см) давлений среды, усилие передаваемое от мембраны 2 через толкатель 5 на измерительную пружину 11, регулировочный винт 8 и резьбу изолирующего колпака 6 безусловно требует выполнения указанных деталей с значительным запасом прочности. В основном, именно наличие в теле изолирующего колпака металлической резьбовой вставки делает возможным производство «универсального» датчика, способного измерять как значительные величины давлений имея при этом большой эксплуатационный ресурс, так и небольшие давления. При этом, в датчике меняется лишь измерительная пружина.
Предложенный датчик давления, например, в составе гидравлической системы спецтехники работает следующим образом.
В случае отсутствия или недостаточного давления масла в гидросистеме, подвижный контакт 10 не поджат к неподвижным контактам 7, при этом не обеспечивается целостность электрической цепи датчика. В случае достижения в гидросистеме давления масла требуемой величины, на которую настроен датчик, мембрана 2, прогибаясь, воздействует на толкатель 5 со штоком 9, измерительную пружину 11 и подвижный контакт 10, перемещая его к неподвижным контактам 7, замыкая электрическую цепь датчика, т.е. обеспечивая, например, необходимое управляющее воздействие. Величина рабочего давления, на которое настраивается датчик при его изготовлении, в некоторых пределах меняется при перемещении регулировочного винта 8 в резьбовой металлической вставке 13 изолирующего колпака 6.
В итоге, номенклатура оборудования, инструмента, прессформ, используемых при производстве изолирующего колпака «универсального» датчика минимальна.
2
В сравнении с аналогом, датчик давления предложенной конструкции может использоваться для измерения давления в значительно больших диапазонах, в т.ч. давление сред порядка 10 кг⋅с/см.
Кроме того, использование в качестве металлических вставок и регулировочных винтов широко распространенных стандартных крепежных изделий стоимость которых очень низка, позволяет в итоге на 4-6% снизить затраты на изготовление датчика.