РЕЛЕ ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК G01L19/12 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам, преобразующим перемещение чувствительных элементов под воздействием газа или жидкости в электрические сигналы, и может быть использовано в сигнализаторах для систем контроля давления и тяги при автоматизации технологических процессов.

Известен сигнализатор перепада давлений (а.с. СССР N 532025, кл. G 01 L 19/12 от 15.10.76 г.), содержащий корпус со штуцерами подвода импульсов давления, чувствительный элемент - мембрану из магнитной резины с дисками жесткости, узел установки задания, магнитоуправляемые контакты - герконы, расположенные параллельно плоскости мембраны и магнитопроницаемым дискам.

Недостатком данного устройства является неточность срабатывания геркона по истечении некоторого времени вследствие растяжения мембраны из магнитной резины и усталостной усадки пружины, подвергающейся сжатию из-за влияния постоянно изменяющегося контролируемого давления. Также устройство, с исполнением чувствительного элемента из магнитной резины не позволяет контролировать давление агрессивных сред.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является датчик давления, описанный в а.с. СССР N 1657990 A1 "Сигнализатор давления" по кл. G 01 L 19/12, з. 11.04.89, оп. 23.06.91, и выбранный в качестве прототипа.

Известный датчик содержит корпус с подводящим штуцером, в котором установлен чувствительный элемент в виде сильфона, на дне которого размещен с внешней стороны узел настройки герконов в виде втулки-экрана, на боковой поверхности которой по периметру выполнены на разной высоте идентичные окна, а с внешней стороны втулки-экрана размещены магниточувствительные контакты - герконы на втулках настройки - держателях герконов, установленные каждый на корпусе по линии перемещения одного из окон, а внутри втулки-экрана на одном уровне с герконами установлен постоянный кольцевой магнит, ось намагничивания которого параллельна продольной оси герконов.

Недостатком известного устройства являются его ограниченные эксплуатационные возможности, обусловленные тем, что втулка-экран является элементом программирования работы герконов, так как в ней по периметру выполнены идентичные окна на разной высоте, соответствующей определенному числу уровней регестрируемых давлений среды, и такой сигнализатор невозможно перенастроить на другие давления, не изготовив другую втулку-экран.

Целью заявляемого технического решения является расширение эксплуатационных возможностей устройств контроля давления и тяги автоматизированных технологических процессов.

Поставленная цель достигается тем, что в реле давления, содержащем корпус с подводящим штуцером, в котором установлен чувствительный элемент с жестким центром, выполненный в виде гофрированной металлической мембраны, цилиндрический постоянный магнит, узел настройки герконов с возможностью вертикального регулирования, герконы, контактные пластины которых расположены в плоскости, перпендикулярной оси намагничивания постоянного магнита, согласно изобретению, узел настройки герконов установлен с возможностью горизонтального перемещения, а герконы расположены на узле настройки под углом 0 < α < 90^o с возможностью жесткой фиксации их положения относительно направления движения постоянного магнита, закрепленного на штоке.

Установка узла настройки геркона с возможностью помимо вертикального еще и горизонтального перемещения в совокупности с изменением угла наклона расположения геркона относительно направления движения постоянного магнита позволяет влиять на диапазон ходов между моментами срабатывания (замыкания) и отпускания (размыкания) контактов герконов и удаления или приближения герконов к магнитным полюсам постоянного магнита и дает тем самым возможность увеличить число уровней регистрируемых давлений среды, расширяя эксплуатационные возможности устройства.

Заявляемое реле обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него наличием таких существенных признаков, как выполнение узла настройки герконов с возможностью горизонтального перемещения и расположение герконов под углом 0 < α < 90^o относительно направления движения постоянного магнита, закрепленного на штоке.

Заявителю неизвестны технические решения, содержащие указанный отличительный признак в той же функции, с обеспечением указанного результата, что и в заявленном объекте, а следовательно, предложение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Заявляемое реле может найти широкое применение в метрологии при измерении давлений как сигнализатор перепада давлений и поэтому соответствует критерию "промышленная применимость".

Изобретение иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг. 1 - вид реле в разрезе;
- фиг. 2 - схема размещения геркона.

Реле давления состоит из корпуса 1 с подводящим штуцером 2 и защитным кожухом 3. По периметру корпуса 1 жестко закреплен чувствительный элемент 4 в форме гофрированной металлической мембраны с жестким центром 5. В верхней части корпуса 1 выполнено сквозное отверстие, через которое жесткий центр 5 чувствительного элемента 4 соединен с постоянным магнитом 6 цилиндрической формы посредством штока 7. Верхняя и нижняя части корпуса 1 ограничивают перемещение мембраны 4 в заданных пределах в зависимости от воздействия перегрузочных избыточного и вакуумметрического давления. Реле также содержит узел настройки герконов на срабатывание, состоящий из каретки 9, регулировочной гайки 10, резьбовой стойки 11, контргайки 12 и основания 13, имеющего продольные пазы 14 с крепежными винтами 15.

Перед работой производится настройка реле на определенную уставку.

Предварительно, приближая или удаляя герконы 8 от полюсов постоянного магнита 6 в горизонтальной плоскости посредством основания 13 в пазах 14 и располагая геркон на угол 0 < α < 90^o относительно направления движения постоянного магнита, устанавливают требуемый диапазон ходов между срабатыванием и отпусканием контактов герконов 8, определяемый монотонным изменением напряженности магнитного поля в рабочем зазоре контакт-деталей. При удалении геркона 8 от полюсов постоянного магнита и увеличением их угла наклона, увеличивается протяженность воздушных путей замыкания магнитного потока и, соответственно, увеличивается диапазон хода между моментами срабатывания и отпускания контактов геркона 8. И наоборот, с приближением герконов 8 к полюсам магнита и уменьшением их угла наклона, этот диапазон хода уменьшается. Положение герконов относительно магнитов в горизонтальной плоскости фиксируют крепежными винтами 15, расположенных в пазах 14 основания 13 узла настройки. Затем в подводящий штуцер 2 подается установочное давление по контрольному манометру. Мембрана перемещается, шток выводит магнит из равновесного состояния до определенного положения. Вращением регулировочной гайки 10 узла настройки каретку 9 вместе с герконами 8 перемещают вертикально вдоль резьбовой стойки 11. После определения уставки, положение геркона 8 с кареткой 9 фиксируют контргайкой 12.

Реле давления работает следующим образом.

При наличии перепада давлений на мембране 4 возникает усилие, под действием которого мембрана 4 с жестким центром 5 и неподвижно закрепленным магнитом 6 на штоке 7 перемещается. По мере перемещения постоянного магнита 6 вдоль баллона герконов 8 изменяется напряженность поля, характеризующаяся наличием двух составляющих магнитного потока, направленных встречно. При данном способе управления герконом 8, плоскости контакт-деталей перпендикулярны плоскости полюса постоянного магнита 6, и при совпадении оси намагничивания магнита 6 и оси симметрии рабочего зазора, через зазор будут протекать равные магнитные потоки. В этом случае контакты будут разомкнуты. Смещение магнита 6 относительно оси симметрии зазора между контактами приведет к нарушению равновесия магнитных потоков и контакты замкнутся. Таким образом работа реле может быть настроена как на размыкание, так и на замыкание коммутирующей электрической цепи, на последовательное или параллельное срабатывание герконов. Дальнейшее повышение или понижение давления произведет эффект "запирания" мембраны 4 в верхнюю или нижнюю часть корпуса.

В сравнении с прототипом заявляемое реле обеспечивает более широкие эксплуатационные возможности.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам, преобразующим перемещение чувствительных элементов под воздействием газа или жидкости в электрические сигналы, и может быть использовано в сигнализаторах для систем контроля давления и тяги при автоматизации технологических процессов. Изобретение заключается в том, что в реле давления, содержащем чувствительный элемент с жестким центром, соединенный с ним подвижный магнит, узел настройки герконов, позволяющий регулировать герконы в горизонтальной и вертикальной плоскостях с последующей жесткой фиксацией, контактные пластины герконов расположены перпендикулярно оси намагничивания постоянного магнита, а герконы расположены на узле настройки под острым углом относительно направления движения магнита. Данное изобретение направлено на расширение эксплуатационных возможностей устройств контроля давления и тяги автоматизированных технологических процессов. 2 ил.

Реле давления, содержащее корпус с подводящим штуцером, в котором установлен чувствительный гофрированный элемент с жестким центром, постоянный магнит, узел настройки герконов с возможностью вертикального перемещения относительно постоянного магнита, контактные пластины которых расположены в плоскости, перпендикулярной оси намагничивания постоянного магнита, отличающееся тем, что герконы расположены на узле, имеющем дополнительную возможность горизонтального перемещения относительно направления движения постоянного магнита, при этом герконы расположены на узле настройки под углом 0^o < α < 90^o относительно направления движения постоянного магнита с возможностью жесткой фиксации их положения.