ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области автомобилестроения, в частности к контрольно-измерительным приборам для транспортных средств и может быть использована при измерении давления жидких или газообразных сред.
Известны мембранно-реостатные датчики с двухрычажной передачей от мембраны к ползунку реостата (АС №1818555, заявка Франции №1162774).
Применение двухрычажной передачи по сравнению с однорычажной придает плавность перемещению ползунка реостата, стрелке показывающего прибора, что в свою очередь, снижает износы в процессе эксплуатации и повышает вибростойкость датчика.
Наиболее близким к заявленному датчику является Датчик указателя давления 23.3829, выпускаемый ОАО «Завод «Автоприбор» для двигателей ЗМЗ, применяемых на автомобилях ГАЗ, УАЗ, и др. (Сборочный чертеж 23.3829100СБ ТУ37.003.387-78)
Компоновка всех подвижных деталей передачи этого датчика выполнена таким образом, что все подвижные детали имеют направление своего хода или поворота несовпадающими между собой; это обеспечивает виброустойчивость и вибропрочность датчика в широком спектре вибраций и ударов.
Каркас датчика выполнен из цинкового сплава методом литья. На нем смонтированы оси рычагов первой и второй ступени и реостат. Причем, ось рычага первой ступени передачи жестко закреплена в пазах каркаса, ось рычага второй ступени передачи запрессована одним концом консольно в гнездо, имеющееся в каркасе; втулка, к которой прикреплен рычаг (втулка
бодно одета на ось рычага), удерживается на оси шайбой, запрессованной на второй конец оси.
Возвратная пружина растяжения одним концом закреплена на специальной стойке, а другим концом -за рычаг второй ступени.
С целью исключения воздействия вибрации на пружину в ее рабочем положении, средняя часть пружины примыкает к специальной стойке, гасящей резонансные колебания пружины.
Недостатками данного датчика являются:
1. Нестабильность показаний при повышенных и пониженных температурах из-за значительной разницы коэффициентов линейного расширения цинкового каркаса и смонтированных на нем деталей.
2. Недостаточная вибростойкость и надежность из-за консольного крепления оси рычага второй ступени и применения возвратной пружины растяжения.
Задачей, решаемой данным техническим решением, является повышение термостойкости, вибропрочности и увеличение надежности работы датчика в условиях эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что в датчике давления:
- разгрузочный упор, защищающий мембрану от перегрузок, выполнен из пластмассы и имеет двухступенчатую толщину в соответствии с геометрией мембраны, нагруженной до верхнего предела измерения;
- каркас выполнен из пластмассы в виде двух частей, которые неподвижно закреплены на надмембранной пластине;
- между частями каркаса на надмембранной пластине установлен металлический кронштейн с ушками, в которых свободно размещена ось, на которой качается рычаг первой ступени передачи, при этом ось имеет длину меньше, чем расстояние между частями каркаса;
- ось рычага второй ступени передачи имеет одну опору в надмембранной пластине, а другую в траверсе, закрепленной на каркасе;
- установлена возвратная пружина кручения.
На фиг.1, фиг.2 представлены конструкции предлагаемого датчика давления.
Датчик давления содержит мембранный узел, в котором гофрированная мембрана 1 с толкателем 2 скреплена по периферии между двумя жесткими пластинами 3 и 4, образуя подмембранную 5 и надмембранную 6 полости. Подмембранная полость сообщается с измеряемой средой через отверстие 7 в резьбовом штуцере 8. На надмембранной пластине 4 закреплен кронштейн 9 с двумя ушками, поддерживающими ось 11 для поворота на ней рычага 12 первой ступени передачи с резьбовым штырем 13. По обеим сторонам ушек кронштейна на пластине 4 закреплены части 14 и 15 пластмассового каркаса для монтажа деталей механизма датчика. Рычаг 12 имеет пространственную форму уголка, на котором стоит резьбовой толкатель 16, воздействующий на отгиб 17 рычага 18 второй ступени передачи. Ось 19 рычага второй ступени передачи имеет две опоры: одну на надмембранной пластине 4, а другую опору для противоположенного конца оси в жесткой траверсе 20, закрепленной в двух точках каркаса 14. Рычаг 18 содержит трубчатую часть 21 для свободной посадки на ось 19 и плоскую часть 22 с упомянутым выше отгибом 17. На плоской части рычага 22 консольно закреплена токосъемная щетка 23, скользящая по реостату 24. На трубчатой части 21 рычага 18 установлена возвратная винтовая пружина кручения 25, которая одним концом упирается на ножку каркаса 14, а другим на крючок 26, отогнутый на плоской части рычага 18.
Датчик работает следующим образом:
Возникающее в контролируемой среде давление передается в подмембранную полость 5 мембранного узла через отверстие 7 в штуцере 8 и под его влиянием мембрана 1 упруго деформируется в сторону надмембранной полости 6. При этом толкатель 2 через центральное окно в пластине 4 свободно перемещается и давит на штырь 13, поворачивая рычаг 12 вокруг оси 11. При этом толкатель 16, нажимая на отгиб 17 рычага 18, вынуждает его повернуться вокруг оси 19 совместно со щеткой 23,
одновременно закручивая возвратную пружину 25. Таким образом, давление контролируемой среды превращается в изменение омического сопротивления реостата 24, электрический сигнал, от которого дистанционно передается указывающему прибору.
Возвратная пружина 25, противодействуя перемещению мембраны и поворотных рычагов при возрастании давления контролируемой среды, перемещает щетку реостата в обратном направлении при снижении давления и, прижимая все подвижные детали передачи к толкателю 2 мембраны, выбирает все люфты и компенсирует износы в местах трения.
Таким образом, предлагаемый датчик давления обладает повышенными термостойкостью, вибропрочностью и надежностью.