ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области измерения давления жидких и газообразных сред с помощью упруго деформируемых элементов, а именно упруго деформируемых гибких трубок, например трубки Бурдона.
Известен манометр с одновитковой трубчатой пружиной (Гонек Н.Ф. Манометры Л., Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979, стр.106). Манометр состоит из трубчатой пружины, свободный конец которой шарнирно связан с тягой. Другой конец этой тяги также шарнирно связан с хвостовиком зубчатого сектора. Длина (действующая) хвостовика и жесткость трубчатой пружины подобраны так, что при максимальном изменении давления, измеряемого манометром, зубчатый сектор поворачивается на своей оси, примерно, на 10-15° в ту и другую сторону от среднего положения. При этом сцепленная с сектором трибка поворачивается на угол 270-300° (±135 - ±150°). На этот же угол от начала до конца шкалы поворачивается и стрелка манометра, жестко укрепленная на оси трибки. Для ликвидации зазоров в механизме ось трибки снабжается натяжным волоском - спиральной миниатюрной многовитковой пружиной, один конец которой соединен с осью трибки, а другой с какой-либо неподвижной частью механизма.
Недостатком данного манометра является сложность регулировки, обусловленная наличием паза в хвостовике зубчатого сектора.
Известен также манометр (заявка ФРГ №2528973, кл. G01L 7/04. Манометр с расширенным диапазоном измерений. Опубл. 3.11.1977. Бюл. №44). Он содержит держатель-основание, трубчатую пружину Бурдона,
изогнутую по дуге окружности, оканчивающуюся герметизирующим ее с одного конца наконечником и закрепленную герметично в держателе-основании другим концом. Кроме того он содержит подстроечный узел, состоящий из основания, выполненного в форме упругого (деформируемого) кольца, одна часть которого закреплена на держателе-основании, а вся остальная часть размещена с внешней стороны трубчатой пружины. Регулировка манометра производится с помощью трех подстроечных винтов, для чего в кольце выполнены три сквозных резьбовых отверстия, оси которых расположены по направлениям радиусов дуги окружности, по которой изогнута продольная ось трубчатой пружины. В этих трех резьбовых отверстиях размещены три подстроечных винта, при этом ось первого отверстия расположена в пределах центрального угла трубчатой пружины, но за пределами угла 90°, отсчитываемого от места пересечения продольной оси трубчатой пружины с границей закрепления трубчатой пружины в держателе-основании.
Недостатками указанного манометра являются относительная сложность конструкции, большие габариты (обусловленные кольцом, расположенным с внешней стороны трубчатой пружины) и сложность регулировки, обусловленная наличием трех регулировочных винтов.
Прототипом полезной модели является прибор измерения давления (А.с. СССР №1530951, кл. G01L 7/04. Датчик давления. Опубл. 23.12.1989. Бюл. №47). Датчик состоит из трубки Бурдона, закрепленной на держателе, и трибко-секторного механизма. На держателе закреплена плоская пружина, которая контактирует с дополнительным зубчатым сектором, установленным на оси основного зубчатого сектора и который находится в зацеплении с трибкой. Чувствительный элемент, выполненный в виде трубки Бурдона и установленный на держателе, жестко соединен с наконечником, который шарнирно с помощью тяги связан с хвостовиком основного зубчатого сектора. Последний установлен с возможностью поворота на закрепленной в
держателе оси и кинематически связан с трибкой, на которой закреплена указательная стрелка. На этой же оси установлен дополнительный зубчатый сектор, кинематически связанный с трибкой. На держателе в стойке консольно закреплена плоская пружина, выполненная дугообразной формы, которая контактирует с дополнительным зубчатым сектором и упором, выполненным в виде коромысла, установленным с возможностью поворота вокруг оси трибки. В пазу упора, выполненном по дуге окружности, размещен винт, связанный с держателем. Геометрия и заделка пружины и траектория перемещения упора согласованы таким образом, что при любом положении упора он не выходит из контакта с пружиной. Регулировка осуществляется перемещением упора по длине плоской пружины за счет изменения ее жесткости. Для фиксации положения упора в нем по дуге окружности выполнен паз, в котором размещен винт.
Недостатком данного прибора является сложность его регулировки за счет наличия в нем упора, выполненного в виде коромысла, и винта упора.
Задача полезной модели - упрощение регулировки датчиков давления и повышение стабильности показаний при регулировке.
Эта задача решена следующим образом. В соответствие с прототипом датчик давления содержит чувствительный элемент, выполненный в виде трубки Бурдона, установленной на держателе и связанной свободным концом с трибко-секторным механизмом. Трибко-секторный механизм состоит из тяги, соединенной с основным зубчатым сектором, шарнирно установленным на держателе и контактирующим с трибкой, которая связана с указательной стрелкой. Дополнительный зубчатый сектор, установлен на оси основного зубчатого сектора и кинематически связан с трибкой. Также он содержит дугообразную пружину, которая одним концом закреплена на держателе, а другим контактирует с дополнительным зубчатым сектором.
Согласно полезной модели узел закрепления пружины на держателе выполнен в виде сопряженной с держателем по цилиндрической поверхности
стойки, установленной с возможностью поворота вокруг своей оси и последующего закрепления в требуемом положении.
Далее сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:
- на фиг.1 - конструкция датчика давления;
- на фиг.2 - узел регулировки датчика давления (разрез А-А). Датчик состоит из трубки Бурдона 1 с наконечником 2, закрепленной на держателе 3, и трибко-секторного механизма, состоящего из тяги 4, основного зубчатого сектора 5, дополнительного зубчатого сектора 6 и трибки 7. На трибке 7 закреплена указательная стрелка 8. Плоская пружина 9 закреплена в держателе 3 при помощи стойки 10, которая в то же время является и механизмом регулировки датчика давления. Пружина 9 контактирует с дополнительным зубчатым сектором 6, который установлен на оси 11 основного зубчатого сектора 5 и находится в зацеплении с трибкой 7. Регулировка осуществляется поворотом стойки 10 вокруг своей оси, в результате чего изменяется жесткость пружины 9. Установленное положение регистрируется гайкой 12 (фиг.2).
Датчик работает следующим образом. При нагружении чувствительного элемента 1 давлением среды наконечник 2 перемещается по линии, близкой к прямой. Это движение через тягу 4 и основной зубчатый сектор 5 передается трибке 7 и указательной стрелке 8. При этом поворачивается, будучи кинематически связанным с трибкой 7, и дополнительный зубчатый сектор 6. Повороту последнего сопротивляется пружина 9, жесткость которой может изменяться. Регулировка устройства осуществляется поворотом стойки 10, положение которой определяет жесткость пружины 9. Положение стойки 4 фиксируется гайкой 12. Наличие вращающейся вокруг своей оси стойки с возможностью ее закрепления существенно облегчает процесс регулировки датчика давления, что повышает стабильность показаний.