Индикатор дифференциального давления Советский патент 1978 года по МПК G01L7/16 

t

Изобретение относится к приборостроению.

Известны поршневые сигнализаторы давления, содержащие цилиндр, поршень и подпружинивающее средство 1.

Известные сигнализаторы неудобны при считывании показаний приборов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является индикатор дифференциального давления, содержащий порщень в цилиндре, противоположные концы которого соединены с пространствами, заполненными средами, перепад давлений между которыми измеряется, упругое средство, подпружинивающее поршень, гильзу, в которой расположен цилиндр, на наружной поверхности которог-о расположен индикаторный элемент, магнитно связанный с поршнем, и корпус с прозрачной частью, которая перекрывает часть индикаторного элемента 2.

Известный индикатор дифференциального давления также не обеспечивает достаточного удобства при считывании показания прибора.

Цель изобретения - упрощение индикации.

Поставленная цель достигается тем, что индикатор снабжен стопором, жестко связанным с .подпружиненным поршнем, и неподвижным цанговым патроном.

Индикатор дифференциального давления может содержать ряд стопоров, разнесенных в направлении, соответствующем продольному перемещению порщня.

На фиг. 1 изображен индикатор избыточного давления, продольный разрез; на фиг. 2 - вариант индикатора перепада давления; на фиг. 3 - вариант индикатора перепада давления, в котором отсутствует устройство, возвращающее индикатор в исходное положение; на фиг. 4 - разрез А - А фиг. 3.

На фиг. 1 показана часть фильтра, состоящего из основания 1, в котором закреплен фильтрующий элемент (не показан), который может быть выполнен из фильтровальной бумаги. Фильтрующий элемент может находиться внутри поплавковой камеры 2, закрепленной на основании 1 при помощи соответствующего герметизатора 3.

Индикатор 4 включает в себя гильзу 5 с внешней резьбой, которая вставлена в коническое отверстие 6, имеющееся в основании фильтра 1. Гильза 5 выполнена из немагнитного материала, такого как латунь, и имеет цилиндрическую часть 7, внешний торец которой заглушен торцовой стенкой 8.

Вторая гильза или стакан 9 имеет утолщение на конце 10, где она крепится в отверстии

11, ибразозаниом в стенке между отверстием

6и камерой 12, связанной с внутренним объембм фильтровального элемента и выходным отверстием. Стакан 9 таким образом закреплен соосно с гильзой 5, при этом между ними имеется небольшой зазор 13. Свободный торец стакана 9 несколько отодвинут от торцовой стенки 8.

Внутри стакана 9 имеется кольцевой постоянный магнит 14, внешние поверхности которого закрыты подвижными (неремеш,аю1.цимися со скольжением внутри стакана 9) торцовыми стенками.

Стакан 9 подобно гильзе 5 выполнен из немагнитного материала, например латуни. Шайбы 15 выполнены из мягкой стали. Вся сборка ПОСТОЯННОГО магнита 14 отжимается вправо специальной пружиной 16. Шайбы 15 удерживаются в контакте с плунжером винтом 17, который ввинчен в шток плунжера 18, имеюший утолщения или головки. Шток 19 имеет три цилиндрические части 20, 21 и 22 с постепенно увеличивающимся диаметром. Эти цилиндрические части входят в захватные губки 23 цангового патрона 24, опорный фланец 25 которого закреплен на фланцевой части 26 утолшенного стакана 9. Во фланец 25 упирается внутренний конец поджимной пружины 16. Эта пружина поджимает фланец 25 к фланцевой части 26. Обжимная пружина 27 удерживает захватные губки 23 цангового патрона 24 в контакте со штоком 19.

Индикаторнь й элемент 28, выполненный из магнитного материала, напри.мер мягкой стали, перемещается со скольжением при малом трении по цилиндрической части 7 гильзы. Это ко.льцо отслеживает перемещения магнита 14. Индикаторное кольцо должно иметь отогнутые (Ьданцы 29, проходящие через плоскости, в коТорых находятся шайбы 15.

На торцовой стенке 8 цилиндрической части

7гильзы винтами 30 закренлена крышка 31, выполненная из формуемой пластмассы. Эта крыщка окружает индикаторный элемент 28 с соответствующим зазором. В крышке имеется прозрачная часть, которая проходит практически вдоль всей окружности этой крышки. Длина прозрачной части крышки равна половине длины в осевом направлении индикаторного элемента 28. В результате этого через прозрачную часть крышки видна только половина длины индикаторного кольца в любой отрезок времени.

Индикатор работает следующим образом.

Фильтруемая жидкость поступает во внутренний объем маятниковой камеры 2 и при нормальных условиях проходит внутрь индикатора и фильтра через фильтрующий элемент, поступая в выходную камеру 12 и далее в выходное отверстие фильтра. В.ходное давление, создаваемое в камере 2, перед,ается через канал 32 и рабочее пространство 33 в зазор между цилиндрической частью 7 гильзы и стаканом 9 и, таким образом, прикладывается к шайбе 15 справа, воздействуя на внешний конец поршня-магнита 14. Выходное давление в камере 12 прикладывается к левому торцу поршня 14. Следовательно, на поршень-магнит 14 действует разность давлений, пропорциональная перепаду между давлением на входе и выходе фильтра.

В положении, показанном на фиг. 1, захваты цангового натрона 24 охватывают самую тонкую часть 22 ступенчатого штока 19. Обжимная пружина 27 в сочетании со спиральной пружиной 16 предотвращает перемещение поршня 14 влево, не давая этому поршню смещаться до тех пор, пока перепад давлений на

порщне-магните 14 не превысит первую заданную величину или значение, представляющее собой верхний предел избыточного давления в фильтре, который соответствует нормальным условиям его функционирования. При достижеНИИ значения избыточного давления поршень 14 смещается влево, в результате чего цилиндрическая часть 21 входит между захватными губками цангового патрона 24, после чего захваты сходятся онять вместе. Торец самой боль шои по диаметру цилиндрической части 22 в

0 этом случае упирается в захватные губки цангового патрона. В исходном положении, показанном на фиг. 1, левая часть индикаторного кольца видна через смотровое окно 34. Она может быть выкрашена в зеленый цвет, что будет свидетельствовать о том, что фильтровальный элемент чист и работает в номинальном режиме. Если же поршень 14 с.местится влево, он передвинет индикаторное кольцо в том же направлении, в результате чего в смотровое окно 34 уже будет видна правая часть индикаторног5 кольца. Эта правая часть индикаторного кольца может быть окрашена в оранжевый цвет, что будет означать, что фильтровальный элемент должен быть заменен при первой же возможности. Если же фильтрующий элемент не заменен и еще более загрязнился, в

5 результате чего избыточное давление на фильтре становится достаточным для открывания перепускного .клапана, то под действием этого избыточного давления поршень 14 смещается еще дальше влево, в результате чего самая утолщенная часть 22 штока 19 входит между

0 захватными губками цангового патрона, еще больше разжимая обжимную пружину 27. При таком смещении плунжера 14 индикаторный элемент 28 перемещается в положение, когда оно уже не видно в смотровом отверстии 34. Вместо этого в отверстии 34 можно видеть

5 внешнюю поверхность внешней гильзы 5. С этой целью внешняя поверхность гильзы 5 может быть выкрашена в красный цвет, что будет означать, что установку необходимо немедленно остановить и заменить фильтровальный необходимости иметь дистанционный контроль за состоянием фильтра может быть иснользовано магнитное реле. Это реле устанавливается в полости 35. Она может иметь

такое конструктивное рещение и такой принцип действия, что при нахождении поршня 14 в правом положении вблизи полости 35 контакты реле замкнуты. Если поршень 14 перемещается влево, контакты размыкаются, разрывая цепь и вызывая срабатывание соответствующей сигнализации. Цанговый патрон 24 и шток 19 могут быть выполнены из формованного нейлона. Соответствующая окраска внешней поверхности гильзы 5. может быть реализована путем установки на эту гильзу пластмассовой муфты соответствующего цвета. Обжимная пружина 27 при использовании рассматривае.мого индикатора избыточного давления на малые величины перепада давления может быть выполнена в виде одного компрессионного кольца. Для свободного перемещения индикаторного элемента 28 влево (по чертежу) может быть использован дополнительный освобождаемый снаружи фиксатор (не изображен). Такой фиксатор, однако, не должен давать возможности фиксаторному кольцу перемещаться вправо. Следует подчеркнуть, что между индикаторным элементом, который находится под атмосферным давлением, и поршнем 14, на который действует давление фильтруемой жидкости, нет механической связи. Это исключает необходимость в герметизаторах и предотвращает возникновение трения, которое является следствием использования герметизатора, что может привести к задержке срабатывания индикатора и другим нежелательным эффектам в его работе. Вариант индикатора избыточного давления, показанный на фиг. 2, отличается от варианта, представленного на фиг. 1 тем, что индикаторный элемент 28 заменен на более тонкий в радиальном направлении индикаторный элемент, который может быть выполнен, например, из ферромагнитного материала. Другим отличием является то, что крышка 31 индикатора заменена на корпус 36 несколько другого вида, который имеет две цилиндрические части 37 и 38, которые сделаны прозрачными и связаны между собой переходной прозрачной секцией 39, которая работает как кольцевая линза, позволяя наблюдать определенную часть индикаторного элемента 40 в широком диапазоне углов обзора. Показанные на фиг. 1 и 2 индикаторы избыточного давления автоматически возвращаются в исходное положение под действием возвратной пружины 16. Эта пружина возвращает поршень 14 в исходное положение при отсутствии достаточного избыточного давления. Наличие такого возвратного устройства можно отнести к достоинствам рассматриваемого индикатора, так как индикатор без дополнительного вмешательства извне может возвращаться в исходное положение после случайного повыщения давления в системе, в которой осуществляется фильтрование. Кроме того, в процессе работы установка, в которую входит рассматриваемый индикатор избыточного давления и фильтр, может проверяться постоянно обслуживающим персоналом с целью определения момента, когда необходимо заменить фильтр. В этом случае отпадает необходимость автоматически возвращать плунжер индикатора в исходное положение. Для этих целей может использоваться индикатор, показанный на фиг. 3 и 4. В таком индикаторе плунжер можно возвращать в исходное положение вручную. Шток 41 индикатора, показанного на фиг. 3, имеет три части 42, 43 и 44 одного и того же диаметра. Эти части разделены перемычками 45 и 46, которые имеют одинаковые диаметры и создают на захватах цангового патрона при прохождении через них такое же усилие, как и уступы между цилиндрическими частями 20, 21 и 22 штока индикатора, показанного на рис. 1 и 2. Каждая перемычка 45 и 46 состоит из пары округленных выступающих частей, которые разделены парой противоположно расположенных плоских участков или лысок 47 и 48, причем эти лыски имеют такой же диаметр, как и части 42, 43, 44. Внутренний цанговый захват 49 образует поверхность, соответствующую поверхности части 42 с ее двумя противоположными плоскими участками. В процессе работы индикатора избыточного давления, показанного на рис. 3, при увеличении загрязнения фильтровального элемента порщень 14 перемещается влево всякий раз, когда перепад давлений в фильтре достигнет заданной величины. Таким образом, если перепад давлений в фильтре достигнет первого заданного значения, то перемычка 45 с усилием пройдет внешние захваты цангового патрона 50, которые после этого опять сойдутся вместе за пере.мычкой 45, охватывая часть 43, в результате чего пружина 16 не сможет пере.местить шток индикатора в исходное положение вправо, как показано на фиг. 3. При таком срабатывании индикатора установка останавливается, производится замена фильтра, в. результате чего давление в фильтре доводится до номинального значения. Для того, чтобы вернуть порщень 14 в исходное положение, используется гибкий элемент 51, через который передается крутящий момент. Этот элемент может быть выполнен из длинной упругой пластмассовой трубки или длинной спиральной пружины. Элемент 51 крепится к свободному концу щтока 41, например, при помощи шлицевого соединения 52-53 типа «ласточкин хвост. Свободный конец гибкого элемента 51 находится внутри фильтровального элемента 54, в результате чего к нему можно добраться только после удаления и замены засорившегося фильтровального элемента 54. При поворачивании гибкого элемента 51 он вращает щток 41 и порщень 14 вокруг их общей оси, в результате чего перемычки 45 и 46 частей 43 и 44 штока поворачиваются до прорезей, имеющихся в захватных губках цангового патрона, вследствие чего шток сможет свободно вернуться в исходное положение, показанное на фиг. 3. Цанговый патрон может быть зафиксирован в заданном положении при помощи соответствующих винтов, из которых показан только один (винт 55). Формула изобретения 1. Индикатор дифференциального давления, содержащий поршень в цилиндре, противоположные концы которого соединены с пространствами, заполненными средами, перепад давлеНИИ между которыми измеряется, упругое средство, подпружинивающее поршень, гильзу, в которой расположен цилиндр, на наружной поверхности которого расположен индикаторный элемент, магнитно связанный с поршнем, и корпус с прозрачной частью, которая перекрывает часть индикаторного элемента, отличающийся тем, что, с целью упрощения индикации, он снабжен стопором, жестко связанным с подпружиненным поршнем, и не;..сдвижным цанговым патроном.

2. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что он содержит ряд стопоров, разнесенных в направлении, соответствующем продольному перемещению поршня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования. М., «Машиностроение, 1965, с. 573.

2.Патент США № 3375720, кл. 73-419, 1968.

5 гз

15

30