Индикатор разности давлений

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к оптическим устройствам преобразования и индикации давления.
Известен детектор разности давлений, содержащий оптические световоды, две камеры для приема измеряемых давлений, упругие элементы, соосно закрепленные в камерах, шток, расположенный внутри корпусного элемента и жестко закрепленный между центрами упругих элементов. В центральной части штока сформирована отражающая поверхность. Оси оптических световодов перпендикулярны отражающей поверхности, причем продолжения осей указанных световодов пересекают ее левую и правую границы, а направления смещений отражающей поверхности совпадают с осью каждого из упругих элементов. Патент Российской Федерации на изобретение №2547896, МПК G01L 11/02, 10.04.2015.
Устройство может использоваться в системах контроля разности давлений, однако требует наличия источника и приемника светового потока, а также программной обработки результата преобразования разности давлений, что ограничивает область его применения.
Известны электрические преобразователи давления, типа «Реле давления РДК-3» и «РКС-1-ОМ5-01-1», содержащие сильфоны, размещенные в корпусе, рычаги, подвижный и неподвижный контакты, якорь, закрепленный на оси. ООО «НЕВА-Кип» - измерительные приборы (КИП) и запасные части для морского (ЗИП), железнодорожного и промышленного направления. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://nevakip.ru/rele-davleniya-rdk-3; Мельниченко Ю.Д. Холодильное оборудование вагонов и кондиционирование воздуха: Методические указания. - Хабаровск: ДВГУПС, 1997. - 22 с.
Особенностью данных устройств является необходимость коммутации электрических цепей для их функционирования, что в ряде случаев может также налагать ограничения на область их применения.
Известен индикатор мощности, включающий две камеры, упругие элементы, элементы осевого смещения, отсчетное устройство со шкалой для визуального контроля давления среды, оба элемента осевого смещения соединены между собой коромыслом. Авторское свидетельство СССР №49396, 31.08.1936.
Недостатком устройства является то, что индикация осуществляется системой рычагов, указанное устройство может использоваться в основном в области техники машиностроения, где наличие большого количества конструктивных элементов и, соответственно, вносимые ими погрешности не предполагают его использования в точных измерительных системах.
Известен оптический индикатор давления, содержащий камеры для приема давлений, элемент осевого смещения со световозвращающим указателем и отражающим покрытием, оптико-волоконный модуль с оптическими волокнами и отсчетным устройством со шкалой для визуального контроля давления жидкости или газа. Патент Российской Федерации на полезную модель №140216, МПК G01L 11/02, 10.05.2014.
Благодаря отсутствию системы рычагов, оптико-электронных компонентов, а также устройств обработки и анализа информации, процесс измерения, основанный на визуальной оценке давления среды, является непосредственным и энергонезависимым. Однако необходимость использования сложных технологических операций в процессе изготовления оптико-волоконного модуля ограничивает использование устройства.
Известен индикатор разности давлений, содержащий корпус, включающий две камеры, упругие элементы в виде сильфонов, элементы осевого смещения, рычаг первого рода, отсчетное устройство со шкалой для визуального контроля давления среды. Патент Российской Федерации на полезную модель №199728, МПК G01L 19/08, 16.09.2020. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Каждая камера в корпусе описанного индикатора разности давлений включает подвижный элемент, соединенный с камерой упругим элементом и непосредственно соединенный с соответствующим элементом осевого смещения. Оба элемента осевого смещения непосредственно соединены с рычагом первого рода, точка опоры которого расположена по центру между элементами осевого смещения. Отсчетное устройство для визуального контроля давления среды закреплено на рычаге.
Из-за наличия в прототипе нескольких звеньев, участвующих в передаче смещений на рычаг, точность преобразований снижена, что ограничивает область использования устройства.
Задачей полезной модели является создание индикатора для визуального контроля разности давлений среды, обладающего повышенной точностью.
Техническим результатом является повышение точности индикатора разности давлений.
Технический результат достигается тем, что индикатор разности давлений содержит корпус, включающий две камеры, два сильфона, элемент осевого смещения, рычаг, отсчетное устройство со шкалой для визуального контроля давления среды, каждая из камер образована внутренней поверхностью соответствующего сильфона, причем сильфоны соединены между собой элементом осевого смещения, который непосредственно соединен с рычагом.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично представлен индикатор разности давлений, где:
1 - корпус;
1
2 - камера для приема измеряемого давления P;
2
3 - камера для приема измеряемого давления Р;
4, 5 - сильфоны;
6 - элемент осевого смещения;
7 - рычаг;
8 - опорный элемент;
9 - отсчетное устройство;
10 - шкала.
1
2
Индикатор разности давлений содержит корпус 1, включающий камеру 2 для приема измеряемого давления Р образованную внутренней поверхностью сильфона 4, и камеру 3 для приема измеряемого давления Р, образованную внутренней поверхностью сильфона 5. Сильфоны 4 и 5 соединены между собой элементом осевого смещения 6, непосредственно соединенным с рычагом 7, закрепленным на опорном элементе 8.
На рычаге 7 закреплено отсчетное устройство 9, посредством которого отображаются изменения величины разности давлений на шкале 10. Угловое положение рычага 7 и, соответственно, отсчетного устройства 9 относительно точки опоры, зависящее от разности давлений в камерах 2 и 3, может быть отображено во фронтальной плоскости (плоскость рычага 7 и элемента осевого смещения 6). При этом, отсчетное устройство 9 может быть выполнено в виде стрелочного указателя, а шкала 10 - в виде угловой шкалы.
1
2
В качестве материала для изготовления сильфонов может быть использован сплав марки 36НХТЮ ГОСТ ЭД1 21482-87. Конструктивные параметры сильфонов подбирают исходя из значений давлений P и Р, а также конструктивных особенностей индикатора в целом. Элемент осевого смещения 6 представляет собой жесткую деталь, которая может перемещаться по направляющим корпуса 1, соединенную с каждым из сильфонов 4 и 5 - посредством сварки.
Индикатор разности давлений работает следующим образом.
1
2
Давления P и Р подают соответственно в камеры 2 и 3. Сильфонами 4 и 5, посредством элемента осевого смещения 6, давления измеряемой среды в камерах 2 и 3 преобразуют в изменение углового положение рычага 7 с отсчетным устройством 9 относительно опорного элемента 8. На шкале 10 наблюдают отображаемую величину разности давлений.