Датчик давления Советский патент 1985 года по МПК G01L19/08 

9 СО

ж хз Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназна чено для измерения давления жидкостей и газов. Известны устройства для контрбля давления, содержащие подпружиненный поршень с градуированным стержнем l Однако известные устройства не. обеспечивают необходимой точности измерения из-за сложности отсчета перемещений поршня. Известны также датчики давления с использованием гидравлического трансформатора, содержа1цие поршневую группу из двух поршней разногр диаметра, пространство между которыми в корпусе заполнено передающей давление средой, z , Недостатком таких датчиков является естественная утечка жидкойпередающей давление среды,особенно в условиях резких перепадов температур, вибрации и тряски, что соответственно снижает точность измерения. Устранить указанный недостаток можно, использовав в качестве передающей давление среды мелкодисперсный материал, например стальные шар ки, заполняющие пространство в корпусе между поршнями. . Однако известная конструкция так же не обеспечивает необходимой точности, поскольку пружина, поджимающая поршень меньшего диаметра, в пр цессе измерения создает переменноедавление на шарики и изменяет соответственно величину внутреннего тре ния передающей.давление среды. Кром того, форма внутренней поверхности корпуса не исключает дискретности срабатывания датчика. Цель изобретения - повьаиение точ ности измерения и надежности при ис пользовании в качестве передающей давление среды мелкодисперсного мат риала. Указанная цель достигается тем, что в датчике давления, содержащем корпус и поршневую группу из двух подпружиненных поршней разного диамет ра, пространство между которыми заполнено передающей давление средой, и шкалу для отсчета перемещений поршня меньшего диаметра, в качестве передающей давление среды использован мелкодисперсный материал, обращенны друг к другу торцы поршней снабжены соответственно штоком и втулкой. внутри которой размещена пружина поршня меньшего диаметра, расположенная между ограничительными упорами, выполненными на свободных концах штока и втулки, причем внутренняя поверхность корпуса между сечениями разного диаметра имеет плавное сопряжение стенок, а в каждом поршне выполнены сквозные отверстия диаметром меньшим размера частиц мелкодисперсного, материала. На чертеже схематически показан датчик давления, разрез. Датчик .давления состоит из корпуса 1 , на посадочном цилиндрическом пояске верхней части которого с помощью резьбового соединения смонтирован стакан 2, выполненный из прозрачного материала. На боковой поверхности стакана 2 нанесены риски 3 шкалы измерений. Стакан 2 от самоотвинчивания предохраняет контргайки 4, а колпачек 5 со смотровыми прорезями 6 предохраняет стакан от механических повреждений. Уплотнительное кольцо 7 герметизирует внутреннюю полость стакана 2. Между торцом цилинДрического пояска корпуса 1 и стакана 2 размещены регулировочные прокладки 8. В нижней части корпуса между штуцером 9 и торцом корпуса 1 размещена (уплотнительная диафрагма 10, взаимодействующая с основанием толкателя 11. Силовая пружина 12 расположена между толкателем 11 и упорной шайбой 13. ПорЩневая группа состоит из поршня 14 большего диаметра, поршня 15 меньшего диаметра, связанных между собой пружиной 16, которая размещена на штоке 17 внутри втулки 18, закрепленных основаниями соответственно на обращенных друг к другу торцах поршней 14 и 15. На свободных концах штока 17 и втулка 18 имеются ограничительные упоры для пружины 16. Поршень 14 большего диаметра связан с толкателем 11 пальцем 19, в обоих поршнях вьшолнены сквозные отверстия 20 диаметром меньшим частиц мелкодисперсного материала 21, заполняющего внутреннюю полость корпуса, стенки которого между сечениями разных диаметров плавно сопряжены между собой. В верхней части стакана 2 установлена эластичная мембрана 22. Датчик давления работает следуюпщм образом.

При воздействии давления на уплотнительную диафрагму 10 толкатель 11 перемещает поршень 14 до тех пор пока силы сопротивления пружины 12 и 16 и силы трения не уравновесят развиваемое толкателем усилие. При этом перемещение поршня 15 меньшего диаметра, выполняющего функцию указателя давления, происходит с передаточным отношением, равнымбтнршени диаметров большего и меньшего поршней, что соответственно повышает разрешающую способность датчика.

Для нормального функционирования датчика необходимо некоторое предварительное поджатие пружины 16 для обеспечения неразрывности кинематической цепи системы поршень 14 мелкодисперсной материал 21 - указатель давления 15. Это позволяет также ускорить процесс демпфирования колебаний как при повьш1ении, так и при сбросе давления за счет внутреннего трения частиц мелкодисперсного материала.

Сжатие пружины 16 в процессе работы датчика увеличивает давление на мелкодисперсный материал и увеличивает трение между его частицами и стенками корпуса. Поэтому соединение пружины не с корпусной частью, а с вторым поршнем позволяет значительно уменьшить ее деформацию и соответственно снизить погрешность измерения.

Отверстия 20 в поршнях и эластичная мембрана 22 позволяют исключить возникновение воздушной подушки в полостях корпуса и защищает подвижные элементы датчика от загрязнения.

При снятии давления поршневая группа и толкатель под действием пружин 12 и 16 возвращаются в исходное состояние.

Предлагаемое выполнение датчика позволяет использовать его для йзме- ;рения давления агрессивных жидкое-, тей и газов, а также применять его в условиях резких изменений температур, в сильнозапыленной среде и при воздействии вибраций и ударных нагрузок.

zz

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержавши корпус, в котором размещена поршне- : вал группа из двух подпружиненных поршней разного, диаметра, пространство между которыми заполнено передакицей давление средой, и шкапу для отсчета перемещений поршня меньшего диаметра, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности и надежности, в нем в качестве передающей давлений среды использован мелкодисперсный материал, обращенные друг к другу торцы поршней снабжены соответственно штоком и втулкой, внутри которой размещена пружина поршня меньшего диаметра, расположенная между ограничительными упорами, выполненными на свободных концах штока.и втулки,причем внутренняя поверхность корпу- . са между сечениями разного диаметра ч имеет плавное сопряжение стенок, а в каждом поршне выполнены сквоэные отверстия диаметром, меньшим размера частиц мелкодисперсного материала.