Индикатор давления Советский патент 1983 года по МПК G01L19/12 

(54) ИНДИКАТОР ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к индикаторным устройствам, чувствительным к давлению текучей среды, которые могут реагировать на отрицательное или $ положительное давление, или на перепад давлений. Точнее, изобретение относится к механическому индикатору давления с постоянной запиракадей способностью и может быть использо- 10 вано в качестве ограничительного индикатора для индикаш1и накопления эагрязняк в(их веафвств, грязи и аналогичных веществ в воздухоочистителе двигателя внутреннего сгорания. 15

Известны ограничительные индикатора непрерывного считывания, которые показывают данные только при подаче вакуума или могут быть снабжены запирающим механизмом непрерывно- 2G го действия для запирания индикатора во множестве точек. Запирающее устройство непрерывного действия позволяет оператору определить состояние среды воздушного фильтра без. 25 включения двига.теля внутреннего сгорания м.

Однако запирающие индикаторы непрерывного считывания не позволяют выключать запираквдий механизм с той же 30

плоскости индикатора, с которой прО7 изводится считывание.

Известен также индикатор давления, содержащий корпус, в котором выполнены две полости для измерения давле-: ния, подпружиненный чувствительный элемент, кинематически связанный со стрелкой, смотровую плоскость со шкалой, фиксирующие средства положения чувствительного элемента и средство возврата его в исходное положение 2 .

Недостатком данного индикатора давления является то, что фиксирующие йредства по хожения чувствительного элемента этого устройства не защищены от воздействия загрязненной среды. Это снижает надежность устройства.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в индикаторе давления упругий чувствительный элемент выполнен в виде сильфона, полость которого закрыта колпачковым элементом с отверстиями, и размещен в корпусе так, что ось сильфона параллельна смотровой плоскости, а в полости корпуса между дном сильфона и концом пружины установлен чашеобразный элемент с основным Г-образным рычагом и д полнительными направляющими Г-образ ными рычагами, под которые в корпусе выполнены направляющие пазы, при этом в основном рычаге выполнена пр резь, а стрелка содержит соединител (Ный штифт, входящий в зацепление с прорезью, в основном Г-образном рычаге на боковой поверхности выполне ряд первых храповых зубьев, а в полости, в которой размещена пружина, установлен подпружиненный скользящи элемент с парой вторых храповых зубьев, сопряженных с первыми, выполн ный с наклонной секцией, средство возврата чувствительного элемента в исходное положение выполнено в виде фигурного стержня с наклонной секци ей, сопряженной с наклонной секцией скользящего элемента, причем стерже установлен с возможностью продольно го перемещения и его конец выведен наружу смотровой плоскости ,и соединен с герметизированной упругой оболочкой. На фиг.1 показан индикатор давления, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сзади; на фиг.З - то же, вид сбоку) на фиг.4 - вариант индикатора давления, вид сбоку; на фиг. разрез А-А на фиг.4; на фиг.б разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.7 - разрез В-В на фиг.6; на фиг.8 - разрез Г-Г на фиг.З; на фиг.9 - разрез Д-Д на фиг.6; на фиг.10 - разрез Б-Б на фиг;1 (вариант выполнения индикатора давления)} на фиг.11 разрез Е-Е на фиг. 10; на .12 разрез Ж-Ж на фиг.10; на фиг.13разрез 3-3 на фиг.10; на фиг.14 - , разрез И-И на фиг.10. Индикатор Давления содержит корпус 1, внутри которого выполнены две полости - полость 2 с подпружиненным чувствительным элементом 3, выпо ненным в виде сильфона, и полость 4 со стрелкой 5, кинематически связанной с сильфоном 3, в сильфоне 3 выполнено отверстие 6. Сильфон 3 крепится к корпусу 1 посредством стопорного кольца 7, фильтрующего элемента 8 и колпачка 9. Фильтрующий эл мент 8 закрывает отверстие б сильфона 3. В полости 2 установлен следящий элемент 10, выполненный в виде чашеобразного элемента с основным Г-образным рычагом 11 и дополнительными направляющими рычагами 12-14. В следящем элементе 10 выполнен зазор 15. Основной рычаг 11 скользя ще установлен в направляющем пазу корпуса,1, образованного парой ребер 16, а каждый дополнительный рычаг 12-14 скользяще установлен в направляющем пазу между царой ребер 17 и 18. Ребра 16-18 выполнены за одно целое с корпусом 1. Спиральная пружина 19 установлена внутри полости 2. Прозрачная крышка 20 прикреплена к корпусу 1. Крошка 20 герметично приклеивается к кольцевой кромке 21. Внутрь прозрачной крышки 20 вставляется пластина 22, на которую нанесена шкала или калиброванная градуировка, выполненная на ее наружной поверхности. Для крепления устройства предусматривается I К-образный монтажный кронштейн 23 .(24). Устройство установлено в отверстии в стенке 25. Для подачи отрица:тёльного давления в трубке 26 выполнено отверстие 27, суженная часть 28 которого предназначена для смягчения любого внезапного изменения давления. Для регистрации положительного давления, подаваемого в полость сильфона 3, или для регистрации перепада давлений между полостью 2 и полостью сильфона 3 колпачок 9 заменяется колпачком 29.. Колпачок 29 имеет трубку 30. Соединительная трубка 31 соединяется с источником отрицательного давления. Индикаторная стрелка 5 жестко соединена с соединитель ным штифтом 32 и цилиндрическим элементом 33. В полости 2 установлена пробка 34 с криволинейной секцией 35. Соединительный штифт 32 проходит через паз 36, выполненный в корпусе 1, и размещается в прорези 37, выполненной в основном рычаге 11 следящего элемента 10. В основном рычаге 11 выполнен ряд первых храповых зубьев 38, а в полости 2 ус рановлен подпружиненный скользящий элемент 39 с парой- вторых храповых зубьев 40, сопряженньрс с первыми храповыми зубьями 38, скользя- зий элемент 39 смещается вверх пружи ной 41, размещенной в канавке 42. Для возвращения чувствительного элемента 3 в исходное положение в корпусе 1 установлен фигурный стержень 43 с наклонной секцией 44, сопряженной с наклонной секцией 45 скользящего элемента 39. Конец 46 стержня 43 выведен наружу из корпуса 1 и прозрачного колпака 20 и соединен с герметизированной упругой оболочкой 47. Фигурный стержень 43 проходит че- рез паз 48 в скользящем элеме11те 39 и размещается в канавке 49. Стержень 43 также проходит через отверстия 50 пробки 34. Стержень 43 имеет квадратное сечение у наклонной секции 44, которая совмещается с прямоугольным сечением паза 8 для удержания стержня 43 в центрированном положении вращения. Вариант осуществления индикаторного устройства показан на фиг.10-14. Следящий элемент 51 содержит первый рычаг 52. Первый рычаг 52 снабжен пазом 53, но не имеет храпо вых зубьев. Индикаторные средства содержат индикаторную -стрелку 54 и соедините ный штифт 55, из которых ВЫ полней За одно целое друг с другом. Пробка 56 жестко закреплена внутри корпуса 57. Пробка 56 имеет кривол нейную секцию 58 вокруг которой с возможностью вращения размещена индикаторная стрелка 54. Установочный стержень 59 выступает из внутренней части корпуса 57 наружу отно сительно корпуса 54 и прозрачного колпака 60. Индикаторная стрелка 59 жестко прикреплена к установочному стержню 59 таким образом, что индикаторная стрелка 54 и стержень 59 могут поворачиватёся вместе. Соединительный штифт 55 проходит через арочный паз 61 и размещается в пазе 53. Линейное перемещение следящего элемента 51 передается в виде поворотного движения на индикаторную стрелку 54 через соединительный штифт 55. Стрелка 54 поворачивается вокруг оси стержня 59. Установочный стержень 59 выступ ет наружу относительно колпака 60 и воздухонепроницаемо прикреплен к колпачку 62. Следящий элемент 51 связан со спиральной пружиной 63.. Ряд первых храповых зубьев 64 выступает из ди ка или элемента .65 и ряд сопряженн вторых храповых зубьев 66 выступает из второго диска или элемента 6 Диск 67 имеет пару проушин 68, кот рые размещены внутри сопряженных в емок в корпусе 57. Диск 67 таким, образом закрепляется против вращат ного движения относительно корпуса 57. Стержень 59 направлен внутрь из колпака 60 и проходит через отверстие 69 в пробке 56 и через отверстие 70 в диске 67. Диск 65 жестко прикреплен к стержню 59. Диск 65 таким образом вращается вместе со стержнем 59. Колпачок 62 смещает диск 65 наружу. Индикатор давления работает еле дующим образом. Источник отрицательного давления в трубке 26 образуется из пото ка воздуха, проходящего через воздушный фильтр двигателя внутреннего сгорания. По мере накопления грязи в воздушном фильтре для протягивания воздуха через фильтр тре буется большее усилие, следователь но, воздушный поток создает более высокое отрицательное давление в трубопроводе 26. Это более высок отрицательное давление перемещает следящий элемент 10 против смещающего усилия пружины 19 и регистрируется индикаторной стрелкой 5. с другой стороны, один источник давления текучей среды может быть подсоединен к трубке 31 для подачи отрицательного давления в полость сильфона 3, а второй источник давления может быть соединен с трубкой 26 для подачи давления в камеру 2.Таким образом, индикаторные средства будут показывать перепад давления между давлениями, приложенными к трубопроводам 26 и 3,1.Разъемные запирающие средства, содержащие храповыезубья 38 и 40, запирают следящий элементЮ во- множестве позиций вдоль траектории его перемещения от отверстия 6 вдоль продольной оси сильфона 3. Таким образом индикаторная стрелка 5 запирается в максимальном положении, в которое она перемещается после снятия давления с одной из полостей 2 или сильфона 3. Скользящий элемент 39 смещается вверх пружиной 41 в положение , в котором вторые храповые зубья .40.входят в сцепление с первыми храповыми зубьями 38. При использовании скользящего элемента 39, смещаемого вверх, первые 38 и вторые 40 храповые зубья позволяют следящему элементу 10 перемещаться против смещающегося усилия пружины 19, т.е. вправо на фиг.7. Однако первые 38 и вторые 40 храповые зубья в положении зацепления не до пускают перемещения следящего элемента 10 под действием смещающего усилия спиральной пружины 19. Это достигается путем расположения изогнутых и перпендикулярных поверхностей храповыхзубьев 38, 40 в направлении, показанном на фиг.7. Фигурный стержень 43 предназначен для выведения вторых храповых зубьев 40 из зацепления с первыми храповыми зубьями 38 для того, чтобы следящий элемент 10 мог перемещаться под действием смещающего усилия спиральной пружины 19. На фиг.6 часть . стержня 43 рядом с наклонной секцией 44 контактирует с частью пробки .32 в крайнем положении стержня 43. В этом Крайнем положении наклонная секции 44 выводится из контакта с наклонной секцией 45, хотя остается в непосредственной близости от нее. Для выведения вторых храповых зубьев 40 из зацепления с первыми храповыми зубьями 38 фигурный стержень 43 толкается внутрь против смещающего усилия колпачка 47. Криволинейная поверхность наклонной секции 44 контактирует с /криволинейной поЬерхностью наклонной секции 45 и направляет скользящий элемент39 вниз против смещающего усилия гибкого стержня 41. .Таким образом, следящий элемент.10 может свободно перемещаться смещающим усилием спиральной пружины 19.

Когда индикаторное устройство 10 используется для индикации загрязнения воздушного фильтра двигателя вну реннего сгорания, индикаторная стрелка 5 будет поворачиваться по часовой стрелке (фиг.) более сильное отрицательное давление будет подано в главную камеру 2. Максимальное отрищательное давление в камере 2 будет показано на калиброванной лицевой пластине 22, даже когда двигатель внутреннего сгорания отключен ,с помощью разъединяющего запирающего механизма. Когда показывается максимальная величина загрязнения и воздушный фи/1ьтр должен заменяться фигурный стержень 43 зажимается для того, чтобы стрелка 5 могла повернуться против часовой стрелки, за счет перемещения следящего элемента 10 под действием смещающего усилия спиральной пружины 19. Процесс непрерывного запирающего считывания отрицательного давления, приложенного, к главной камере 2, может начинаться опять. В других областях применения непрерывное запирание следящего элемента 10 и индикаторной стрелки 5 может быть использовано для индикации максимального перепада давлений или максимального положительного давления в;полости сильфона 3.

В другом варианте исполнен-ия диск 65 вращается вместе со стержнем 59, колпачок 62 смещает диск 65 наружу. Таким образом, первые храповые зубья 64 смещаются и вводятся в зацепление со вторыми храповыми зубьями 66. Храповые зубья в64 и .66 предназначены для запирания следящего элемента 51. Путем нажатия стержня 59 против смещающего усилия колпачка 62, первые зубья 64 могут быть выведены из зацепления со вторыми зубьями 66. Такое выведение из зацепления показано на фиг.14. Когда первые 64 и вторые 66 храповые зубья выведены из зацепления, следящий элемент 51, может перемещаться под действием смещающего: : усилия пружины 63. Это устройство может быт использовано также для измерения положительного и отрицательного давления и перепада давлений.

Индикаторные устройства имеют множество преимуществ. Движущиеся детали устройства, например следящие элементы, индикаторные средства и запирающие средства, находятся на герметизированной стороне чистого воздуха диафрагмы, т.е. внутри главной камеры и таким образом закрыты от наружного загрязнения. Использование диафрагмы с длинной траекторией перемещения, с калиброванной пружиной обеспечивает точность считывания Может быть получено бесконечное числ диапазонов считывания путем простой.

замены калиброванной пружины и шкалы на пласт.ине. Использование суженных отверстий на напорных и вакууных входах смягчает пульсирующее действие источника давления или вакуума. ИндикатЬрное устройство мож быть легко приспособлено для использования в качестве манометра, датчика вакуума или датчика перепада давлений за счет использования колпачка, который может крепиться к корпусу соответствующими средствами, включая резьбовую насадку.

Формула .изобретения

«

Индикатор давления, содержащий корпус, fe котором выполнены полости для измерения давления - полость с подпружиненным чувствительным элементом и полость со стрелкой кинематически связанной с подпружиненнйм чувствительным элементом, и содержащий смотровую плоскость со шкалой, средства фиксирующие поло- i жения чувствительного элемента, и средство возврата его в исходное положение .отличающийся тем, что, с целью повышения надежности индикатора; в нем упругий чувствительный элемент выполнен в виде сильфона. полость которого закрыта колпачковым элементом с отверстиями. и размещен в корпусе так, что ось сильфона параллельна смотровой плоскости, а в полости корпуса между дном сильфона и концом пружинь) Установлен чашеобразшлй элемент с основным Г-образным рычагом и дополнительными направляющими Г-образными рычагами, под которые в корпусе выполнены направляющие пазы, при этом в основн рычаге выполнена прорезь, а стрелка содержит соединительный штиф входящий в зацепл§ние с прорезью, в основном Г-образном рычаге на боковой поверхности выполнен ряд первых храповых зубьев, а в полости, в которой размещена пружина, установлен подпружиненный скользящий элемент с парой вторых храповых зубьев, сопрженных с первыми, выполненный с наклонной секцией, сродство возврата чувствительного элемента в исходное положение выполнено в виде фигурного стержня с наклонной секцией, сопряженной с наклонной секцией скользящего элемента, причем стержень установлен с возможностью продольного перемещения и его конец выведен наружу смотровой плоскости и соединен с .герметизированной упругой оболочкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

16

г

Фиг. t

ts

9 1

Фа&З

л90 Z5

,

- ; iO

ФигМ

Фиг,. 5

fj

6S ВЧ ФигМ

Ж-Ж

5t

51

№

.lZ

w |EL.«

fS

66 70

Фиг.1