Реле давления Советский патент 1982 года по МПК H01H35/24 F15C3/06 

(54) РЕЛЕ ДАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к автоматике и используется для преобразования пневматических (гидравлических) сигналов давления в дискретный электрический сигнал.

Известно реле давления, содержащее сильфонный чувствительный элемент, подключенный к входному каналу, и электрический выключатель 1.

Недостатками известного устройства являются большие габариты и недостаточная надежность электрического переключателя с открытыми контактами.

Наиболее близкое к предлагаемому реле давления содержит установленный в корпусе магнитоуправляемый контакт, соединенный с выходным каналом, постоянный магнит, установленный на подпружиненной подвеске, и привод постоянного магнита, выполненный в виде сильфона и подключенный к входному каналу 2.

Применение сильфонного привода увеличивает габариты реле, а также ограничивает его быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстродействия реле давления.

Указанная цель достигается тем, что в реле давления, содержащем установленный в корпусе магнитоуправляемый контакт, соединенный с выходным каналом, постоянный магнит, установленный на подпружиненной подвеске, и привод постоянного магнита, подключенный к входному каналу реле, привод выполнен в виде клапана с шаровым затвором, соединенным с помощью штока с подпружиненной подвеской постоянного магнита.

На фиг. 1 показана схема реле давления; на фиг. 2 - узел привода магнита реле.

Реле содержит корпус 1, в котором неподвижно установлен геркон 2 на стойках ,5 3 и 4. На одном конце рычага 5 с осью 6 поворота, связанной со стойкой 3, закреплен постоянный магнит 7. Другой конец рычага 5 связан с пружиной 8, натяжение которой регулируют гайкой 9. В основании 10 размещен привод магнита 7 в виде двухпозиционного клапана с шаровым затвором 11 и штоком 12, помещенными в концентричных отверстиях 13 и 14. Отверстие 13 закрыто крышкой 15 с входным отверстием 16, кромка 17 которого служит седлом для затвора 11. Отверстие 14 является выходным отверстием клапана. В основании 10имеет дренажное отверстие 18. Контакты геркона 2 подключены к штепсельному разъему 19. Между затвором 11 и стенками отверстия 13 имеется кольцевая щель 20, а между штоком 12 и стенками отверстия 14 - кольцевая щель 21. Плошадь кольцевой щели 21 больше площади щели 20, а последняя меньше площади входного отверстия 16. Реле работает следующим образом. В исходном положении пружина 8 отводит рычаг 5 с магнитом 7 вниз до упора в шток 12, который опирается на затвор 11, лежащий на седле 17 крыщки 15. Геркон 2 разомкнут. При подаче в отверстие 16 жидкости или газа затвор 11 остается в исходном положении до тех пор, пока усилие от давления рабочей среды, действующее на него, не превысит усилия от пружины 8, передаваемого рычагом 5 и штоком 12. Утечки рабочей среды в случае негерметичной посадки затвора II на седло 17 проходят через щели 20 и 21 во внутреннюю полость корпуса 1, откуда сбрасываются в дренажное отверстие 18. Подпружиненный затвор 11 работает на данном режиме как предохранительный клапан, настройка которого определяется усилием пружины 8. При повышении давления сверх величины, соответствующей настройке, затвор 11отрывается от седла 17. Рабочая среда через отверстие 16 поступает в полость под затвором и далее через щели 20 и И и отверстие 18 в дренаж. За счет дросселирования потока в щелях 20 и 21, соотношения площадей которых выбраны указанным выше образом, в полости под затвором создается избыточное давление, близкое к давлению в отверстии 16, а в полости над затвором 11 - незначительное избыточное давление. В полости корпуса 1 избыточное давление отсутствует ввиду больщих размеров дренажного отверстия 18. При этом усилие, с которым рабочая среда действует на затвор 11, возрастет, поскольку, результирующий перепад давления на затвор 11 ненамного меньше давления в отверстии 6, а площадь, на которую он воздействует, значительно больше площади отверстия 16. Дополнительное избыточное давление в поyiocTH над затвором 11 создает выталкивающее усилие на штоке 12 и повыщает быстродействие срабатывания реле. В результате указанного увеличения усилий со стороны рабочей среды равновесие сил на элементах привода нарушается и затвор И вместе со щтоком 12 перемещается вверх, пока давление рабочей среды не прижмет затвор 11 к кромке отверстия 14. При этом затвор 11 перекрывает путь истечению рабочей средь из отверстия 13 в отверстие 14, т. е. выполняет функции обратного клапана. Вместе с затвором 11 вверх движется шток 12, который, преодолевая усилие пружины 8, поворачивает рычаг 5 с магнитом 7 в верхнее положение, показанное пунктиром. Магнит 7 устанавливается против геркона 2 и последний замыкается под действием магнитного поля. В описанном выше процессе срабатывания реле затвор 11 в положении прсадки на седло 17 работает как предохранительный клапан, во время движения вверх - как шаровой поршень гидроцилиндра, а в положении посадки на кромку отверстия 14как обратный клапан. Отпускание реле (размыкание геркона 2) происходит в обратном порядке. При понижении давления среды до величины, соответствующей настройке реле, пружина 8 поворачивает рычаг 5, а рычаг 5 перемещает шток 12 и затвор 11 вниз до посадки последнего на седло 17. Магнит 7 отходит от геркона 2, и последний размыкается. В момент отрыва затвора 11 от кромки отверстия, 14 рабочая среда через щель 20 вновь поступает в пространство над затвором 11 и через щель 21 - на дренаж. При этом усилие на затворе 11 от давления среды несколько возрастет (аналогично процессу срабатывания), так что давление, при котором затвор 11 опустится на седло 17, определяется диаметром затвора 11, усилием пружины 8 и отношением площадей щелей 20 и 21 и отверстия 16. Таким образом, отключение происходит в два этапа. Сначала затвор 11 опускается на небольшое рпсстояние и открывает проход в отверстие 14 на величину, соизме римую с величиной щели 20. Этого перемещения недостаточно для отхода магнита 7 от геркона 2, и реле остается включенным. При дальнейшем понижении давления происходит опускание затвора 11 вниз до посадки на отверстие 16 и замыкание геркона 2. В случаях, когда реле используется только для сигнализации о наличии давления в контролируемой гидролинии (например, для сигнализации о срабатывании гидроцилиндра и т. д.), абсолютная величина давления не имеет значения. Тогда усилие пружины 8 может быть заведомо меньше усилия на затворе 11 от рабочего давления, а отверстие 16 смещено относительно осей отверстия 13 и затвора 11. При поступлении рабочей среды под давлением в отверстие 16 и далее в отверстие 13 затвор И сразу поднимается вверх до посадки на отверстие 14 и реле срабатывает. Отпускание реле происходит при снятии давления. Как при срабатывании, так и при отпускании перепад давления действует на всю площадь поперечного сечения затвора 11. При этом процесс срабатывания и отпускания, конструкция реле и его регулировка упрощаются. Возможны различные варианты исполнения реле. Например, оно может быть нормально замкнутым, для чего геркон 2 нужно разместить против исходного положения магнита 7, как показано пунктиром на фиг. 1. Можно также устанавливать два 5 геркона (фиг. 1) или пакет герконов и несколько магнитов на рычаге 5, применять переключающие герконы и т. д. Для согласования усилия на затворе 11 и пружины 7 посредством подбора плеч рычага 5, шток 12 вместе с остальными деталями привода ° может располагаться слева от магнита, как показано пунктиром на фиг. 1. Вместо рычага 5 с осью 6 и пружины 8 с натяжным устройством может применяться плоская пружина подвески магнита 7. Наконец, очевид- ,5 но, что в ряде случаев целесообразно размещение привода магнита непосредственно в контролируемом узле. При этом реле не имеет собственного основания 10 и крыщки 15, а устанавливается на корпусе контролируемого узла, показанном на фиг. I 2° щтрих-пунктиром. Таким образом, предлагаемое реле по сравнению с известными имеет меньшие габариты, большее быстродействие и в связи с этим может использоваться в системах 25 управления для выполнения функций, реализация которых с помощью обычных реле затруднительна, что определяет эффективность изобретения. Формула изобретения Реле давления, содержащее установленный в корпусе магнитоуправляемый контакт, соединенный с выходным каналом, постоянный магнит, установленный на подпружиненной подвеске, и привод постоянноге магнита, подключенный к входному каналу реле, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, привод выполнен в виде клапана с шаровым затвором, соединенным с помощью штока с подпружиненной подвеской постоянного магнита, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Агейкин Д. И. и др. Датчики контроля и регулирования Справочное пособие. М., 1965, с. 654, рис. V. 137. 2. Рабкин Л. И. и др. Магнитоуправляемые герметизированные контакты. М., «Связь, 1976, с. 65, рис. 7.26 (прототип).

9

0ve.f

W

//

//

/7

ф1/г.