СТРЕЛОЧНЫЙ МАНОМЕТР С СИГНАЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ
INDICATING PRESSURE GAUGE WITH SIGNAL DEVICE

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к сигнализирующим манометрам, имеющим круговую или секторную шкалу и индукционные датчики граничных значений.
Стрелочный манометр с сигнальным устройством предназначен для измерения давления воздуха, природных и других газов и жидкостей, неагрессивных к контактируемым материалам, и для коммутации внешних электрических цепей в системах общепромышленной (в том числе котельной) автоматики при достижении предельного (порогового) значения измеряемого давления.
Известны манометры с датчиками граничных значений [1, 2], в которых применяются индукционные или оптические устройства, например манометр серии А3000 [2]. Однако данное техническое решение имеет существенный недостаток, а именно: при прохождении спиральной заслонки (шторки) слева направо или наоборот через оптическую зону щелевого датчика в условиях вибрации возникает нестабильность выходного сигнала датчика, что неизбежно приводит к ложным срабатываниям реле.
Прототипом для изобретений ОАО «Манотомь» [3, 4] был выбран манометр [5] с трубчатой пружиной Бурдона с одинарным индуктивным контактом. Однако у данного манометра имеется недостаток: диапазон измеряемых давлений находится в пределах 45° шкалы циферблата, что ограничивает его функциональные возможности.
Известна конструкция сигнализирующего устройства с датчиками индукционного типа стрелочного манометра МТП-16СгВ3Т4 [6]. Недостатком этого технического решения является его сложность и инерционность. Датчики указанного сигнализирующего устройства выполнены в виде щелевых конструкций, а связь между стрелкой и шторкой выполнена так, что при динамических, относительно быстро меняющихся показаниях, шторка запаздывает за поведением стрелки.
Наиболее близким техническим решением является тягомер показывающий сигнализирующий ДТ-С2 и аналогичные ему тягомеры показывающие сигнализирующие ДТ-СН и ДТ-СВ [7]. Прибор ДТ-С2, в корпусе которого установлено сигнальное устройство и имеющий две уставки нижнего и верхнего пороговых значений измеряемых давлений, содержит (в зависимости от исполнения) круговую или секторную шкалу, стрелочный индикатор, закрепленный на оси вращения, держатель для крепления элементов манометра и подключения его к измеряемой среде, а также имеет индукционные датчики положения, которые расположены на указателях минимального и максимального граничных значений, которые расположены над шкалой и стрелочным указателем, имеющим возможность установки на выбранные значения, кроме того, в манометре установлен металлический экран для срабатывания индукционных датчиков и установленный на держателе, который перемещается в секторе показаний между индукционными датчиками и примыкает своей плоскостью к активным поверхностям индукционных датчиков.
Недостатком этого технического решения является то, что сигнализирующее устройство манометра ДТ-С2 ограничивает диапазон показаний прибора (кгс/см°): 0-4; 0-6; 0-10; 0-16; 0-25; 0-40; 0-60; 0-100; 0-250; 0-400, что сужает область его примения.
Целью технического решения является расширение функциональных возможностей стрелочного манометра путем усовершенствования сигнального устройства.
Технический результат достигается тем, что сигнальное устройство стрелочного манометра содержит стрелочный индикатор, который устанавливается на ось вращения с помощью осевого цилиндра, неразрывно связанного со стрелочным индикатором и имеющего внутреннее отверстие для неразрывного соединения с осью вращения, при этом осевой цилиндр имеет нижнюю часть, примыкающую к стрелочному индикатору большего диаметра, и верхнюю часть меньшего диаметра, причем на верхнюю часть надевается цилиндрическое осевое кольцо держателя металлического экрана, свободно вращающееся на верхней части осевого цилиндра, а хвостовик держателя металлического экрана связан с нижней частью осевого цилиндра с помощью пружинного соединителя, кроме того, на стрелочном индикаторе напротив металлического экрана установлен магнитный ловитель металлического экрана.
Преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом является еще и то, что дипазон показаний стрелочного манометра может быть выполнен любым путем применения усовершенствованного сигнального устройства, что повышает функциональные возможности прибора.
Суть изобретения поясняется на фиг.1, на которой показан стрелочный манометр с лицевой стороны с местным разрезом, где 1 - корпус прибора, 2 - круговая шкала прибора, 3 - стрелочный индикатор, закрепленный на оси вращения 4 и расположенный над шкалой 2, держатель 5 для крепления элементов манометра и подключения его к измеряемой среде, и защитное прозрачное стекло 6 прибора, который содержит внутри корпуса 1 сигнальное устройство, состоящее из стрелочного индикатора 3, который устанавливается на оси вращения 4 с помощью осевого цилиндра 7, неразрывно связанного со стрелочным индикатором 3 и имеющего внутреннее отверстие 8 (на фиг.2 - продольный разрез А-А прибора на фиг.1) для неразрывного соединения с осью вращения 4, при этом осевой цилиндр 7 имеет нижнюю часть 9, примыкающую к стрелочному индикатору 3 большого диаметра 10, а также имеет верхнюю часть 11 меньшего диаметра (на фиг.3 - изображение узла Б на фиг.2), причем на верхнюю часть 11 надевается осевое кольцо 12 держателя 13 металлического экрана 14, который свободно вращается на верхней части 11 осевого цилиндра 7, кроме того, хвостовик 15 держателя 13 металлического экрана 14 связан с нижней частью 16 осевого цилиндра 7 при помощи пружинного соединителя 17, причем на вышеуказанном стрелочном индикаторе 3 напротив металлического экрана 14 установлен магнитный ловитель 18 металлического экрана 14. При установке указателей 19 и 20 соответственно минимального и максимального граничных значений держатель 13 металлического экрана 14 перемещается в сектор шкалы 2 между указателями 19 и 20, на которых установлены индукционные датчики 19а и 20б соответственно минимального и максимального положений.
Крепление узла Б на оси вращения 4 осуществляется при помощи разрезной шайбы 21, вставленной в имеющуюся канавку в верхней части осевого цилиндра 7.
Сигнальное устройство стрелочного манометра функционирует следующим образом (фиг.1-3).
В равновесном состоянии металлический экран 14 находится над стрелочным индикатором 3, а держатель 13 металлического экрана 14 располагается параллельно стрелочному индикатору 3 над ним, причем металлический экран 14 при помощи магнитного ловителя 18 удерживается над стрелочным индикатором 3. При этом пружинный соединитель 17 не создает вращающего момента держателю 13 металлического экрана 14. При установке указателей 19 и 20 соответственно максимального и минимального граничных значений держатель 13 металлического экрана 14 перемещается в сектор шкалы 2 между указателями 19 и 20 и за счет упругих свойств пружинного соединителя 17 создается вращающий момент держателю 13 металлического экрана 14, направленный «к стрелке», при этом металлический экран 14 подходит к активной зоне индукционного датчика 19а минимального положения и за счет указанного вращающего момента удерживается в соприкосновении с этим датчиком 19а - датчик «срабатывает». По мере нарастания давления стрелочный индикатор 3 подходит к держателю 13 металлического экрана 14, удерживающее действие вращающего момента уменьшается, при подходе стрелочного индикатора 3 под держатель 13 магнитный ловитель 18 захватывает своим магнитным полем металлический экран 14 и удерживает его над стрелочным индикатором 3. При нарастании давления дальнейшее перемещение стрелочного индикатора 6 происходит совместно с металлическим экраном 14, который удерживается над стрелочным индикатором 3 полем магнитного ловителя 18. Металлический экран 14 выходит из активной зоны индукционного датчика 19а минимального граничного значения и этот датчик 19а переходит в другое состояние - «отпускает». При подходе к индукционному датчику 20б максимального граничного значения металлический экран 14 соприкасается с датчиком 20б - датчик 20б «срабатывает». Дальнейшее нарастание давления «уводит» стрелочный индикатор 3 по шкале 2 в область показаний, за указатель 20б максимального граничного значения, прижимает металлический экран 14 за счет упругого действия пружинного соединителя 17, магнитный ловитель 18 «оставляет» металлический экран 14 в соприкосновении с датчиком 20б. При этом при выходе металлического экрана 14 из магнитного поля ловителя 18 вектор силы, удерживающий металлический экран 14 над магнитным ловителем 18, направлен практически перпендикулярно направлению перемещения стрелочного индикатора 3 относительно металлического экрана 14 (фиг.3), что приводит к значительному снижению погрешности показаний прибора в зоне датчиков 19а и 20б. Таким образом, применение нового технического решения по усовершенствованию сигнального устройства стрелочного манометра позволило решить трудную техническую задачу и расширить область применения прибора и его функциональные возможности.
Источники информации
1. Контактные датчики давления / манометры Photohelie. Cepия A3000, ООО «ОЛИЛ». www.olil.ru.
2. MANOTHERM Beierfeld CmbH Am Gewerbepark 9.B-08340 Beierfeld:(03774)58-0.
3. Манометр с датчиками граничных значений. Патент РФ №2390739.
4. Манометр сигнализирующий с электронными датчиками. Патент РФ №2390740.
5. Манометр с трубчатой пружиной с индуктивным контактом типа RchE
50-3. ARMATURENBAU Gmbh. Manomometerstrase 5D-46487 Wesel-Ginderich armaturenbau.com.
6. Саранские приборы. Манометры, мановакуумметры показывающие сигнализирующие взрывозащищенные МТП-16СгВ3Т4, МВТП-16СгВ3Т4. ТУ25-0210.030-01.
7. Саранские приборы. Тягомеры ДТ-С2-прототип, ДТ-СН, ДТ-СВ, показывающие сигнализирующие. ТУ-311-00227471.038-94. Руководство по эксплуатации ЦТКА.406123.004РЭ.