Манометрический датчик-реле Советский патент 1979 года по МПК G01K5/46 G01L19/12 

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к датчикам - репе температуры и давления манометричео кого типа. Манометрические датчики-реле температуры и датчики-реле давления представляют собой наиболее распространённую в технике регулирования группу приборов и широко применяются для регулирования температуры и давления в системах отопления и кондиционирования воз-духа, холодильной технике, на электротепловом оборудовании, в дизельной ав томатике, тшёвмооборудованиИй в других отраслях промышленности. Они выпускают ся в массовом количестве по ГОСТ-14ОО 274 датчики-реле температурьг и разности температур манометрические ГСП и по ГОСТ 14010-63 - датчики-реле давления и разности давлений ГСП. Конструкция всех манометрических датчиков-реле содержит упругий, чувствительный элемент в виде сильфона или мембранной коробки, который воспринимает давление среды в датчиках-реле давления или давление термочувствительного йаполнителя в датчиках-реле температуры. Перестановочное усилие упругого элемента передается на рычажные механизмы, которые замыкают и размыкают контакты датчика-реле. Кроме упру гого элемента на рычажные механизмы воздействуют возвратная пружина, которая настраивает параметры срабатывания датчика-реле и изменяет уставки сраб&тьгоания в пределах диапазона регулирования, определяемого шкалой датчика-реле. Изменение уставок, как правило, производится поворотом ручки, связанной с кулачковым механизмом задатчика в виде дисковых или торцовых кулачков,или в виде винтовых соединений. Датчики-р&ле температуры, кроме этого, содержат соединенные с упругим элементом термобаллоны с жидкостными, газовыми, парожидкостными или другикти типами наполнителей, которые изменяют свой объем и давление в зависимости от темпорату........--.......:....,.:,..:.-.... .j- ры. Принцип действий йатчйкбв-релё дав- йёнйя и температуры одинаков. Известны дйтчики-рёле температуры, в кбторШ гемпёрйТ; ра изменяет давление напсЛнитёля в тёрмосистеме, и оно через упругий элемент воздействует на {эычажнуго Сййтек гу и пере1слючатель, преЬдолёвая усилиевозвратной пружины задатчика.-Известньг также цатчикй-рёлё, у коТфьйс нет возвратной пружины, а термосистема заполнена жидкостью, измеНякь.щей свой объем При изменений тёйпёра- туры, что обеспечивает пропорциональный хЬд упругого элемента. В данйьк датчиках уставки срабатьгоа нйя Измёнйются кулачковым механизмом, перемещающим упругий элемент и изме йя1(дайКг расстояние между упругим элементом и переключателем lj. Настройку известных датчиков-реле Производят, как правило, на одной точке шкалы уставок винтом, обеспечивающим необходимое натяжение пружины или необходимое взаимное расположение упругого элемента и пepeклю чaтeля в датчи kax peiie d жидкостным наполнителем. Все другие точки уставок обеспечивают ся профилем кулачка, и срабатывание на этих точках не регулируется. Известные датчики-реле не обеспечивают точность срабатьтания на всем диапазоне шкалы уставок, так как точную настройку срабатьгаания производят на одной (обычно на начальной) точке шкалы. Фактическая же величина диапазона срабатываний-отличается от шкалы потому, что эта вели чина зависит от многих параметров и то ности изготовления всех элементов датчика-реле. Так, например, величина ди-г апазона и точность срабатывания датчика-реле на всех уставках зависит от же кости упругого элемента и возвратной пружины, от допусков на изготовление профильного подъема кулачка, допусков на размеры рычагов, от допусков на раз меры термобаллона, а также от разброса эффективной площади упругого элемента. Все эти отклонения элементов от номина приводят к тому, что при точной настрой ке начальной точки шкалы уставок на.ко нечной точке шкалы получается разброс срабатьгоания, практически составляющий 2О% и более от величины шкалы уставок Такая точность часто не удовлетворяет ;требованиям, регул1фоваш5я и приходится i вместо простых и дешевых датчиков-рел применять громоздкую, и дорогостоящую электронную или другую аппаратуру регу 54 лирования. Часто в условиях производства для повьпяения точности работы датчика-реле прибегают к разбраковке элементов по группам и селективной сборке приборов, к индивидуальной подгонке на каждый датчик-реле определенных узлов и элементов и, наконец, к изготовлению всех элементов с повышенной точностью. Все это повышает трудоемкость изготовления и стоимость датчиков-реле. Для исключения перечисленных недостатк в и обеспечения необходимой точности срабатьгеания датчиков-реле на всех уставках диапазона регулирования при большом раз бросе допусков на все элементы датчикареле достаточно вести настройку не на одной;.точке шкалы, а на всех точках, или по крайнЫ4 мере на двух крайних точках шкалы так, чтобы можно было регулировать величину диапазона фактических срабатываний датчика-реле и настраивать его точно на то значение, которое задано на .шкале уставок. Однако у известных дат- чико&-реле это невозможно, так как кулачковые механизмы имеют жесткую конструкцию и наперед заданную величину подъема кулачка, не почзволяющую изменять этот подъем в необходимых пределах для :того, чтобы компенсировать погрешности всех остальных элементов датчика. Известен также манометрический датчик-реле, содержащий двуплечий рычаг, на одно плечо которого воздействует упругий чувствительный элемент, а на другое - возвратная пружина. Плечо, на которое воздействует возвратная пружина, выполнено раздвижным, то есть состоит из двух частей, застопоренных винтом. На подвижной части плеча установлен винт регулировки натяжения пружины, с которым соединена возвратная пружина. Аналогичные датчики настраивают на то гное срабатывание путем многократной подрегулировки. Для этого датчик настраивают точно на начальной точке шкалы, затем переводят шкалу на конечную уставку и контролируют параметры срабатьгеания прибора на конечной точке шкалы. Если эти параметры отличаются от значений шкалы, то отворачивают стопорящий винт и перемещают подвижную часть рычага, увеличивая или уменьшая активное плечо. После этого завинчивают стопорящий рычаги винт и внов:ь настраивагют датчик на начальной точке шкалы, так как при изменении плеч первоначальная настрсйка изменилась. Затем вновь контролируют параметры срабатьюания на 5-6 ксяечной точке шкалы, н, если они не входят в допустимые пределы, то вновь изменяют активную длину плеча. Так носледовательно и неоднократно методом проб наст1эаивания датчика на начальной точке шкалы, контролирует его срабатьюание на конечной точке шкалы и изменяя активную длину плеча, добиваются необходимой точности срабатывания прибора на начальной и конечной уставках ижалы 2. Однако однозначно невозможно определить, на какую величину необходимо изменять активную длину плеча в рычажной системе, чтобы получить заданную величину диапазона, поэтому приходится неоднократно изменять длину плеча, стопорить и освобождать рычаги, контролировать параметры на начальной и конечНОЙ точках. Для этого используют термошкафы или идадкостные ванны с плавно изменяющейся температурой, что требует длительного времени и значительно повьь шает трудоемкость настройки. Это недопустимо в условиях массового поточного производства с малым тактом потока. Кроме того, органы настройки расположены на подвижной системе рычагов, котор весьма чувствительна к незначительным воздействиям. При настройке из-за воздействия на винты и на раздвигающийся рычаг обязательно возникают ложные сра батьгоания, что повышает трудоемкость настройки и вызьгоает необходимость неоднократно проверять параметры срабатьгоания датчика на начальной и конечной уставках шкалы после каждой очередной поднастройки, т.е. после вращения винта натяжения пружины и после изменения длины рычага и зат51гивания стопорящего его винта. Все это снижает точность настройки срабатьгоания данного датчика-ре ле. Целью изобретения является повышени точности настройки срабатьюания маноме- трического датчика-реле и упрощение про цесса настройки. Эта цель достигается тем, что в мано метрическом датчике-реле, содержащем корпус, упругий чувствительный элемент, связанный с. переключ ателем контактов через рычаг, подпружиненньй пружиной с регулировочным винтом, механизм настройки выполнен в виде шарнирно соединенных между собой в форме клина двух планок, одна из которых установлена параллельно стенке корпуса с возможностью продольного смещения и снабжена ручкой 5 управления и регулировочным винтом, контактирующим со второй планкой, опирающейся на выступ дополнительного рььчага, на свободном конпе которого установлен регулировочный винт пружины. После точной настройки одной начальной точки шкалы уставок производят за счет изменения крутизны клина точную настрсйку конечной и, как следствие, всех промежуточных точек без изменения наст ройки первой точки. Это упрощает процесс настройки и псжьпиает точность срабатььвания датчика-реле на всех уставкахбезусложнения-конструкции. На чертеже схематически изофажен манометрический датчик-реле для контроля и регулиров)ания темпфатуры. Манометрический датчик-репе содержит упругий чувствительный элемент 1 с термобаллоном 2, воздействующий через рычаг 3 на переключатель 4 контак- тов. На рычаг 3 с другой стороны воздействует возвратная пружина 5, опирающая другим кондом через регулировочный винт 6 на дополнительный рычаг 7 настройки. Рычаг упирается выступом 8 в наклонную планку 9 механизма настройки, выполненного в виде клина, образованного из шарнирно соединенных планок 9 и 10 с регулировочным винтом 11 между ними. Планка 9 имеет регулируёк ый наклон, а планка 1О параллельна крышке корпуса 12и опирается подвижно на выступы 13и 14. Планка 10 связана с ручкой 15 изменения уставок и может перемещаться возвратно-поступательно. Такой механизм может выполняться с ручкой, имекхцей вращательное перемещение и связанной с кулачковым механизмом, преобразующим вращательное движение в поступательное. Начало шкалы уставок соответствует положению ручки 15, при котором выступ 8 упирается в планку 9 в точке 16, расположенной в месте сопряжения планок 9 и 10, и эта точка имеет неизменное по. высоте положение. Конец шкалы уставсж соответствует попожению ручки 15, при котором выступ 8 опирается на планку 9 в точке 17. Настройку датчика-реле, например, на температуры срабатьтания в соответствий с уставками на шкале производят следующим образом. Берут два термостата с фиксированной температурой среды. Причем температура среды в первом термостате точно соотвеч ствует значению начальной точки шкалы датчика-реле, а те лпература во втором

7 0903258

термостате - конечной точке шкалы. Тер-до 80 мин ввиду затраты длительного времобаллон 2 погружают в первый термо-мени на изменение температуры и контстач, а ручку 15 датчика-реле переподятроль фактических срабатьтаний прибора,

на начальную уставку шкалы (положение,После этого разброс срабатываний на раз

при котором выступ 8 опирается на план- 5личных точках ижалы, исключая точки,

ку 9 в точке 16). Далее винтом 6 и&-настройки, составляет +25 С, что официменяют усилие пружины 5 до момента срабатьгоания датчика-реле. Этим обеспечивают точную настройку срабатьгоания на начальной уставке. Затем переводят ручку 15 на конечную уставку шкалы (положение, при котором выступ 8 опирается на планку 9 в точке 17), а термобаллон 2 помещают во второй термостат и винтомМ изменяют величину подъема планки 9 до момента срабатьтания датчика-реле. Этим обеспечивают точную настройку на конечной уставке шкалы, а также на всех Промежуточных уставках, так как они расположены между двумя крайними точками 16 и 17 наклонной планки 9 на fipjMoS линии с равномерным подъемом. При этом не изменяется HacipoEKa и на первой точке 16, так как ее положение не меняется при изменении наклона планки 9.Таким образом, без изменения температуры в термостатах и проверки фактических температур срабатьгоания датчика-реле можно быстро и точно произвести его настрсйку в соответствии со шкалой уставок. При этом винты 6 и 11 находятся на жестких элементах и при их вращении не воздействуют jia рычаг 3, связанный с .переключателем 4, поэтому ложньтх срабатьгоаний датчика-р& ле не происходит. В лабораторных условиях экспериментальньй датчик-реле температуры со Ш1саг лей уставок от 1ОО до 350 С был настроен по двум точкам в тече1Й1е 3 мин с использованием двух термостатов, имеющих температуру 1ОО и 35О С. После настройки разброс срабатываний его на всех промежуточных уставках штсалы не превышает +2 С. Аналогичные по шкальности приборы Т32 для элёктроТёплового оборудования настраивают на термостатах с изменяемой температурой. При этом настройка одного датчика длится от 50 ально допустимо и зарегистрировано в технических условиях Длительность настройки датчиков-реле определяется лишь тем временем, которое необходимо для прогревания термобалпонов в термостатах с фиксированными температурами, а точность определяетсй точностью поддержания фиксированных температур в термостатах и аккурат- йостыо оператора. Погрешности и разброс параметров элементов не уменьшают точности настройки. Формула изобретения Манометрический датчик-реле, содержащий корпус, упругий чувствительньй элемент, связанный с переключателем контактов через рычаг, подпружиненный пружиной с регулировочным винтом, и механизм настройки, отличающ и и с я тем, что, с целью повьпиения точности настройки срабатьтания и упрощения процесса настройки, в, нем механизм настройки вьтолнен в виде шарнирно соединенных между собой в форме клина двух планок, одна из которых установлена параллельно стенке корпуса с возможностью продольного смещения и сйабжена ручкой управления .и регулировочным , контактирующим со второй планксй. оп1фающейся на выступ дополнительного рычага, на свободном конце которого установлен регулировочный винт пружины. Источники инффмации, принятые во внимание при экспертизе U Атейкин Д. И. и др. Датчики кон троля и регулирования. М., 1965, с. 820-825. 2. Патент ФРГ № 1285043, .кл. 21 с 40/О5, 1969.