РЕЛЕ ДАВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК H01H35/34 

Изобретение относится к приборостроению, в частности, к приборам для измерения давления, предназначенных для использования в системах контроля и управления, преимущественно на подвижных объектах, подверженных интенсивным ударным воздействием.

Известно реле давления, содержащее корпус, упругий элемент-мембрану (чувствительный элемент), на подвижном центре которой установлен подвижный контакт, и неподвижный контакт, установленный на другом упругом элементе, причем оба упругих элемента выполнены так, что их собственные частоты совпадают [1]
Однако при интенсивных ударных воздействия на ударостойкость начинает влиять несовпадение собственных частот упругих элементов, что при больших амплитудах ударного ускорения может привести к преждевременному замыканию контактов.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является реле давления, чувствительные элементы которого выполнены в виде системы из двух упругих чувствительных элементов, на подвижных центрах которых установлены подвижные контакты, работающие встречно [2]
Это устройство выбрано в качестве прототипа. В такой конструкции собранные частоты чувствительных элементов также близки, что позволяет обеспечить повышенную устойчивость конструкции к внешним механическим воздействиям.

Однако при применении известного устройства при интенсивных ударных воздействиях, а также при неблагоприятных сочетаниях параметров воздействующего импульса ускорения и частотных характеристик системы, приводящих к большим коэффициентам динамичности, на устойчивость прибора может сказаться несовпадение собственных частот чувствительных элементов (абсолютного совпадения добиться невозможно). Это приводит к несовпадению частот свободных колебаний обеих колебательных систем и, как следствие, к накапливаемому сдвигу фаз их колебаний, что при больших амплитудах может привести к преждевременному замыканию контактов (фиг.1).

В основу данного изобретения положена задача создания такого реле давления, которое позволило бы исключить возможность преждевременного срабатывания реле в исходном состоянии при интенсивных ударных воздействиях, случайных повреждениях и потере герметичности анероидом, а также обеспечить сигнализацию о преждевременном срабатывании реле в исходном состоянии.

Эта задача решается тем, что реле давления, содержащее корпус и расположенные в нем два чувствительных элемента, каждый из которых имеет подвижный центр и контакты, установленные на подвижных центрах чувствительных элементов, снабжено двусторонним неподвижным контактом жестко закрепленным в корпусе между контактами, установленными на подвижном центре чувствительных элементов.

Для обеспечения сигнализации с преждевременном срабатывании, когда чувствительные элементы выполнены в виде анероидов, реле снабжено двумя парами размыкающихся контрольных контактов, предназначенных для срабатывания при перемещении подвижных центров чувствительных элементов, причем контрольные контакты соединены между собой последовательно.

Достижение поставленной задачи обусловлено следующим. При воздействии давления на вход прибора подвижные центры чувствительных элементов с подвижными контактами перемещаются навстречу друг другу, в сторону установленного между ними в корпусе двустороннего неподвижного контакта. Если выходной сигнал снимается с подвижных контактов, то выходная цепь окажется замкнутой в момент, когда замкнутся оба контакта. Оба контакта настраиваются на замыкание при одном и том же номинальном значении давления. В реальных условиях фактические значения давлений, при которых происходит замыкание контактов, несколько отличаются друг от друга, поэтому срабатывание реле давления (замыкание выходной цепи) происходит в момент замыкания последнего контакта.

При действии на реле давления импульса осевого ускорения подвижные контакты перемещаются относительно корпуса в одном направлении, причем один из них сближается с неподвижным контактом, а другой удаляется от него. При этом первый подвижный контакт может достигнуть неподвижного контакта, что приведет к их замыканию. Однако замыкания выходной цепи прибора не произойдет, т.к. во время замыкания первого подвижного контакта второй подвижный контакт остается разомкнутым.

При соударении первого подвижного контакта с неподвижным первый теряет значительную долю энергии, что снижает амплитуду его последующих колебаний. Замыкание второго подвижного контакта с неподвижным может произойти при его обратном движении. Однако замыкания выходной цепи также не произойдет, т.к. первый подвижный контакт в это время будет разомкнут.

Таким образом, если контактные цепи, образованные подвижными и неподвижными контактами, включены последовательно, то исключается их преждевременное срабатывание при воздействии удара.

При необходимости сохранения при воздействии удара замкнутого состояния электрической цепи контактные пары, образованные подвижными и неподвижными контактами соединяются параллельно. В этом случае размыкание одной из указанных плат не приведет в размыканию общей выходной электрической цепи.

На фиг.1 представлен график, показывающий перемещения центров чувствительных элементов с контактами в прототипе; на фиг.2 предлагаемое барометрическое реле давления.

Реле давления состоит из корпуса 1, в котором через изоляторы закреплены по фланцам две анероидные коробки, образованные мембраны 2 и 3, 4 и 5 и выполняющие роль чувствительных элементов. Измеряемое давление подводится во внутреннюю герметичную полость корпуса 1 через штуцер 6. На подвижных центрах мембран 3 и 4 анероидных коробок, обращенных друг к другу, помещены подвижные контакты 7 и 8. В перемычке 9 корпуса 1 между подвижными контактами 7 и 8 соосно с ними закреплен через изолятор двусторонний неподвижный контакт 10, контактные поверхности которого обращены к подвижным контактам 7 и 8. Подвижные контакты 7 и 8 через мембраны 3 и 4 электрически связаны с выходными клеммами 11 и 12, а неподвижный контакт 10 с клеммой 20.

Со стороны обращенных наружу мембран 2 и 5 в корпусе 1 через изоляторы установлены подвижные контакты 14, а также контрольные неподвижные контакты 15. Контактные пружины 13 снабжены толкателями 16 с изоляторами и электрически соединены между собой проводом 17. Неподвижные контакты 15 электрически соединены с выходными клеммами 18 и 19 цепи контроля.

Реле давления работает следующим образом. В исходном состоянии рабочие контакты 7 и 10, 8 и 10 разомкнуты, а обе пары контрольных контактов 14 и 15 замкнуты. Контрольные контакты настроены на размыкание при абсолютном давлении, большем давления, при котором замыкаются рабочие контакты.

При понижении поступающего внутрь корпуса 1 давления анероидные чувствительные элементы деформируются, увеличивая свою высоту. При заданном значении давления подвижные центры мембраны 2 и 5 достигают толкателей 16, после чего контрольные контакты 14 и 15 размыкаются. При дальнейшем понижении давления контакты 7 и 8, установленные на подвижных центрах мембран 3 и 4, при заданном значении давления достигают неподвижного контакта 10, тем самым замыкая рабочую цепь, выведенную на клеммы 11 и 12.

При воздействии на прибор импульса ускорения подвижный центр мембраны 3 с контактом 7 совершает движение в сторону неподвижного контакта 10. Под действием того же ускорения подвижный центр мембраны 4 с контактом 8 удаляется от неподвижного контакта 10. При большой интенсивности ударного воздействия контакт 7 может коснуться контакта 10, но рабочая цепь, выведенная на клеммы 11 и 12, не будет замкнута, т.к. в этот момент контакты 8 и 10 будут разомкнут.

При случайной потере герметичности одним из анероидных чувствительных элементов установленный на нем подвижный контакт (7 или 8) может замкнуться с неподвижным контактом 10, но замыкания рабочей цепи не произойдет, т.к. в этот момент второй подвижный контакт не будет замкнут с неподвижным. Это существенно снижает вероятность преждевременного срабатывания реле давления. Кроме того, при потере герметичности одним из анероидов сначала произойдет размыкание соответствующей пары контрольных контактов 14 и 15, что будет зафиксировано контрольной аппаратурой.

В случае, когда необходимо сохранить при воздействии удара замкнутое состояние выходной электрической цепи, контактные пары 7 и 10, 8 и 10 включаются параллельно. Для этого клеммы 11 и 12 соединяются электрически вместе, а выходная электрическая цепь снимается с клемм 11 (или 12) и 20. При воздействии на прибор импульса ускорения подвижный центр мембраны 4 с контактом 8 открывается от неподвижного контакта 10, в то время как подвижный центр мембраны 3 с контактом 7 прижимается к нему, сохраняя замкнутое состояние выходной электрической цепи.

При случайном попадании электропроводящей частицы или детали при поломке между одним из подвижных контактов и неподвижным контактом замыкания выходной цепи не произойдет по той же причине. Эта также снижает вероятность преждевременного срабатывания реле давления.

Устойчивость предлагаемой схемы к интенсивным ударным воздействиям подтверждена при экспериментальных исследованиях макетных образцов реле давления.

Использование: в приборостроении, в частности, в приборах для измерения давления, предназначенных для использования в системах контроля и управления, преимущественно на подвижных объектах, подтвержденных интенсивным ударным воздействиям. Сущность изобретения: реле давления состоит из корпуса 1, в котором закреплены две анероидные коробки, образованные мембранами 2 и 3, 4 и 5, выполняющие роль чувствительных элементов. На подвижных центрах мембран 3 и 4, обращенных друг к другу, помещены подвижные контакты 7 и 8 . В перемычке 9 корпуса 1 между подвижными контактами 7 и 8 соосно с ними закреплен двусторонний неподвижный контакт 10, контактные поверхности которого обращены к подвижным контактам 7 и 8. Подвижные контакты 7 и 8 через мембраны 3 и 4 электрически связаны с выходными клеммами 11 и 12, а неподвижный контакт 10 - с клеммой 20. Со стороны обращенных наружу мембран 2 и 5 в корпусе 1 установлены контрольные подвижные контакты 14, а также контрольные неподвижные контакты 15. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Реле давления, содержащее корпус, расположенные в нем два чувствительных элемента, каждый из которых имеет подвижный центр и контакты, установленные на подвижных центрах чувствительных элементов, отличающееся тем, что оно снабжено двусторонним неподвижным контактом, жестко закрепленным в корпусе между контактами, установленными на подвижном центре чувствительных элементов. 2. Реле по п. 1, отличающееся тем, что при использовании чувствительных элементов в виде анероидов, оно снабжено двумя парами размыкающихся контрольных контактов, предназначенных для срабатывания при перемещении подвижных центров чувствительных элементов, причем контрольные контакты соединены между собой последовательно.