Датчик давления Советский патент 1981 года по МПК G01L9/02 G01L19/12 

Изобретение относится к приборост роению, в частности к приборам контроля давления в гидро- и пневмосисте мах, преимущественно автомобилей. Известен датчик давления, содержа щий мембранный узел, двухступенчатый рычажный механизм с двойной независимой регулировкой и реостат со -щетками 1. Однако в этом датчике, ввиду отсутствия узла сигнализации, не обеспечивается надежность контроля аварийного состояния, когда давление в контролируемой системе резко падает а информация об этом .со стороны стрелочного прибора воспринимается не всегда своевременно. Указанный недостаток восполняется путем устан ки дополните1 ьного датчика аварийlioro давления, работающего на контрольную лампу или звуковой сигнал. Однако применение двух датчиков существенно удорожает контроль,повышает трудоемкость изготовления и мо тажа двух приборов, а также их мате риалоемкость. Наиболее близким к предлагаемому является датчик давления, содержащий мембранный узел, двухступенчатый рычажный механизм, реостат со щеткой и узел сигнализации в виде пары контактов. При этом, в качестве подвижного контакта используется щетка реостата,которая с этой целью выполнена с продольным разрезом. Одна часть щетки работает на измерительный механизм, а другая -.на сигнализационное устройство. Неподвижным контактом служит изогнутая по дуге металлическая упругая консольная пластина, закрепленная на стойке реостата и электрически изолированная от масоы датчика. К упругой консольной пластине с помощью пружинного крючка подводится напряжение от выводной клеммы на корпусе датчика. При нормальных давлениях щетка скользит по обмотке реостата, а в случае резкого падения давления одна часть щетки заходит на упругую консольную пластину и соединяет ее с массой датчика, включая сигнальную цепь. Регулировка давления срабатывания контактов осуществляется путем подгибки упругой -пластины. При опуска- ; НИИ или поднимании пластины изменяется момент касания ее со щеткой, а следовательь о, давление включениявыключения контактов 2. Недостатками известного датчика являются ненадежность и низкая точность срабатывания узла сигнализаци а также влияние его на работоспособ ность измерительного механизма. Ненадежность срабатывания обуславлива ется подгаром контактных поверхностей и резким возрастанием трения, что может вызвать заедание щетки, а в отдельных случаях приваривание ее к упругой консольной пластине, а также ненадежность электрического контакта щетки с массой датчика осуществляемого через вращающуюся ось и шарнирное соединение .с возвратной пружиной. Низкая точность обуславливается малой чувствительностью регулировки осуществляемой путем подгибки упругой пластины, а также нечеткостью места контактирования соприкасаемых кривых поверхностей щетки и упругой пластины. Влияние узла сигнализации на работоспособность измерительного механизма выражается в создании подви ным контактом дополнительного трени что увеличивает нагрузки на детали механизма и их износ, особенно обмотки реостата. Цель изобретения - повышение надежности, точности срабатывания и долговечности. Поставленная цель достигается те что в датчике давления, содержащем корпус, в котором размещены основание, мембранный узел, связанный двух ступенчатым рычажным механизмом с рычагом-качалкой и поводком со щетк .ми, контактирующими с реостатом, и узел сигнализации, выполненный в ви де контактной пары с подвижным контактом и неподвижным - в виде упругой консольной пластины,, подвижный контакт закреплен на рычаге-качалке а консольная пластина закреплена на изоляционном элементе, установленно на основании. При разрывных контактах влияние их на работоспособность измерительного механизма минимально, так как при обычных рабочих давлениях контакты разомкнуты. Регулировка положения неподвижного контакта упругой консольной пластины путем введения регулировочного элемента, например резьбового элемента, имеет повышенную чувствительность и позволяет об печить узкие пределы по давлению срабатывания контактов. На фиг. I изображен датчик, общи вид (частичный продольный разрез); на фиг. ,2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - то же/частичный продольный разрез с показом узла сигнализации Датчик содержит мембранный узел 1, двухступенчатый рычажный механизм 2, реостат 3 со щетками 4 и узел сигнализации 5. Мембранный узел 1, в свою очередь, состоит из мембраны 6 с толкателем 7, штуцера 8 и основания 9,служащего одновременно основанием рычажного механизма 2. Основными конструктивными элементами рычажного механизма 2 являются РЫчаг-качалка 10,поводок 11 со щетками 4, реостат 3 и возвратная пружина 12. Качалка 10 крепится на двух цапфах 13, расположенных в стойках 14 основания 9. Поводок 11 вращается на неподвижной оси 15. Для создания противодействующего момента в рычажном механизме 2 служит возвратная пружина 12, надетая на ось 15. Реостат 3 с помощью проводника 16 соединен с выводной клеммой 17 на корпусе 18 датчика. . В конструкции рычажного механизма 2 предусмотрены две независимые регулировки: начального положения щетки и масштабная. Первая осуществляется с помощью винта 19, закрепленного на качалке 10 и упирающегося в поводок 11, а вторая - путем поворота регулятора 20 с винтом 21 относительно оси 22, Винт 21 крепится на регуляторе 20 и нижним концом упирается в толкатель 7. При повороте регулятора 20 изменяется расстояние от винта 21 до оси вращения качалки 10, т.е. изменяется плечо на первой ступени рычажного передаточного механизма 2. Узел сигнализации (фиг. 3) крепится на основании 9 и состоит из неподвижного контакта 23 в виде упругой консольной пластины, токоведущей пластины 24, снабженной регулировочным винтом 25 подвижного контакта 26, закрепленного на качалке 10 и изоляционного элемента например кронштейна 27. На кронштейне 27 консольно закреплены упругая пластина и токоведущая пластина 24, к которым с помощью проводника 28 подводится напряжение от специальной выводной клеммы 29 на корпусе 18 датчика. Контактная упругая консольная пластина через контакт 26, качалку 10 и шинку 30 соединена с массой датчика. Работа датчика происходит следующим образом. Прогиб мебраны б под действием измеряемого давления посредством толкателя 7 передается на качалку 10, вызывая поворот ее вокруг цапф 13. При этом качалка 10, упираясь в поводок 11, поворачивает его вместе со щетками 4 вокруг оси 15. Перемещение щет;ок 4 по реостату 3 вызывает изменение его сопротивления, что фиксируется стрелочным прибором (не

показан) путем соответствующего перемещения стрелки по шкале прибора.

При нормгшьных давлениях контакты 23 и 26 узла сигнализации 5 разомкнуты, работает реостат 3 со стрелочным прибором. В случае резкого падения давления рычаг качалки 10 рычажного механизма 2 опускается и замыкает контакты 23 и 2G, включая электрическую цепь контрольной лампы или звукового сигнала.

Регулировка давления срабатывания контактов осуществляется с помощью винта 25. Причем, помимо основного назначения винт 25 служит в качестве ограничителя колебаний упругой пластины, вызываемых вибрацией мест устано1вки датчика, предохраняя, контрольную систему от ложных срабатываний.

Применение в. узле сигнализации 5 разрывных контактов 23 и 26 сводит до минимума их влияние на работоспособность измерительного механизма. При соответствующем подборе материала контактов можно получить стабильную и долговечную работу контакт ной пары,-учитывая относительно небольшое число срабатываний за ресурс работы датчика. Испытания стендовые в течение 1 млн, срабатываний и частично эксплуатационные в объеме 100 тыс. км пробега показали надежность работы узла сигнализации и механизма в целом.

Экономический эффект от замены на автомобилях двух отдельных датчиков одним с совмещенным механизмом,

определяемый снижением трудоемкости и меньщей стоимостью одного датчика, и его меньшей материалоемкостью, упрощением Монтажа, а также исключением переходника для крепления второго датчика или специального гнезда на двигателе, составляет более 150 тыс. рублей в год.

Формула изобретения

Датчик давления, содержащий корпус, в котором размещены основание, мембранный узел, связанный с двухступенчатым рычажным механизмом с рычагом-качалкой и поводком со щетками, контактирующими с реостатом, и узел сигнализации, выполненный в виде контактной пары с подвижным котактом и неподвижным - в виде упругой консольной пластины, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности срабатывания, повышения надежности и долговечности, в нем .подвижный контакт закреплен на рычаге-качалке, а консольная пластина закреплена на изоляционном элементе, установленном на основании .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 146558, кл. G 01 L 9/02, 1961.

2.Каталог фирмы Jaeger, Франция, 1977, с. 15 (прототип).

16

17

Pui.1

20

{Jz.2

25.