Индикатор давления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Свез Севеталих

Сециалиатичеакик

Республик он991959 (о1) Дополнительиый к патенту (51)М. Ка.з (22) Заявлено 120880 (21) 2973548/18-10

РСТ/И879/00635М (23) Приоритет 22. 08. 79 (32) 13 ° 12. 78

6 01 3. 19/12

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Р1) 9 б 9256 (33) <- Ш

Опубликовано 23.0183.бюллетень йо 3

Дата опубликования описанил 2301.83 (53) УДК 531. 787 (088.8) Иностранцы

Тимоти Дж. Томас и Гарольд A. Мангусон (США) ® р

t з ) Д а 1в "; щ

f „ ; гэ - „- . ., 1У -ъ:-;— (72) Авторы изобретеиил

Иностранная фирма

"Дональдсон Компани, ИНКИ (CQR) P3) Заявитель (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 запирающей способностью и может быть использо- 10 вано в качестве ограничительного индикатора для индикации накопления загрязняющих веществ, грязи и аналогичных веществ в воздухоочистителе двигателя внутреннего сгорания.

Известны ограничительные индикаторы непрерывного считывания, которые показывают данные только при подаче вакуума или могут быть снабжены запирающим механизмом непрерывно-;р го действия для запирания индикатора во множестве точек. Запирающее .устройство непрерывного действия позволяет оператору определить состояние среды воздушного фильтра без 25 включения двигателя внутреннего сгорания f1) .

Однако запирающие индикаторы непрерывного считывания не позволяют выключать запирающий механизм с той же 30 плоскости индикатора, с которой производится считывание.

Известен также индикатор. давления, содержащий корпус, в котором выполнены две полости для измерения давле-. ния, подпружиненный чувствительный элемент, кинематнчески связанный со стрелкой, смотровую плоскость со шкалой, фиксирующие средства положения чувствительного элемента и средство возврата его в исходное положение f2) .

Недостатком данного индикатора давления является то, что фиксирующие средства положения 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

991959 между дном сильфона н концом пружины установлен чашеобразный элемент с основным Г-образным рычагом и дополни тель ными направляющими Г-образными рычагами, под которые в корпусе выполнены направляющие пазы, при этом в основном рычаге выполнена прорезь, а стрелка содержит соединитель1ный штифт, входящий в зацепление с прорезью. в основном Г-обраэномэрычаге на боковой поверхности выполнен 1О ряд первых храповых зубьев, а в полости, в которой размещена пружина, установлен подпружиненный скользящий элемент с парой вторых храповых зубьев, сопряженных с первыми. выпоЯнен-5 ный с наклонной секцией, средство возврата чувствительного элемента в исходное положение выполнено в виде фигурного стержня с наклонной секцией, сопряженной с наклонной секцией схользящего элемента, причем стержень установлен с возможностью продольного перемещения и его конец выведен наружу смотровой плоскости .и соединен с герметизированной упругой 25 оболочкой.

На фиг.1 показан индикатор давления, вид спереди; на фиг.2 — то же, вид сзади, на фиг.3 — то же, вид сбоку на фиг.4 — вариант индикатора давления, вид сбоку; на фиг.5разрез A-A на фнг.4; на фиг.бразрез Б-Б на фнг.1, на фиг.7 — разрез В-В на фиг.б: на фиг.8 — разрез Г-Г на фиг.3; на фиг.9 — разрез

Д-Д на фиг.б: на фиг.10 — разрез 35

Б-Б на фиг;1 (вариант выполнения индикатора давления)) на фиг.11 разрез Е-Е на фиг.10; на фиг.12 разрез Ж-Ж на фиг.10; на фиг.13 разрез 3-3 на фиг.10; на фиг.14 — 40 разрез И-И на фиг.10.

Индикатор Давления содержит корпус i, внутри которого выполнены две полости — полость 2 с подпружиненным чувствительным элементом 3, выпол- 5 ненным в виде сильфона, и полость 4 со стрелкой 5, кинематически связанной с сильфоном 3, в сильфоне 3 выполнено отверстие б. Сильфон 3 крепится к корпусу 1 посредством стопорного кольца 7, фильтрующего элемента 8 и колпачка 9. Фильтрующий элемент 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 скользяще установлен в направляющем пазу корпуса. 1. образованного парой ре0ер 16, а каждый дополнительный рычаг 12-14 скользяще установлен в направляющем пазу между парой ребер

17 и 18. Ребра 16-18 выполнены за 65 одно целое с корпусом 1. Спиральная пружина 19 установлена внутри полости 2. Прозрачная крышка 20 прикреплена к корпусу 1. Крышка 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 U -образный монтажный кронштейн 23 .(24). Устройство установлено в оТверстии в стенке 25. Для подачи отрицательного 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 колп 9 заменяется колпачком 29.. Колпачок 29 имеет трубку 30. Соединительная трубка 31 соединяется с источником отрицательного давления. Индикаторная стрелка 5 жестко соединена с соединительным 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 . установлен подпружиненный скользящий элемент 39 с парой- вторых храповых зубьев 40, сопряженных с первыми храповыми зубьями 38, скользязий элемент 39 смещается вверх пружиной 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 элемейте 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 48 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

991959 снабжен пазом 53, но не имеет храповых зубьев.

Индикаторные средства содержат индикаторную:стрелку 54 и соединительный штифт 55, каждый из которых вы полнен за одно целое друг с другом.

Пробка 56 жестко закреплена внутри корпуса 57. Пробка 56 имеет криволинейную секцию 58 вокруг которой с возможностью вращения размещена ин-. дикаторная стрелка 54. Установочный стержень 59 выступает из внутренней части корпуса 57 наружу относительно 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 поворачиватвся вместе. Соединительный штифт 55 проходит через арочный паз 61 и.размещается в пазе 53. Линейное перемещение следя- 20 щего элемента 51 передается в виде поворотного движения на индикаторную стрелку 54 через соединительный штифт 55. Стрелка 54 поворачивается вокруг оси стержня 59. 25

Установочный стержень 59 выступает наружу относительно колпака 60 и воздухонепроницаемо прикреплен к колпачку 62. 30

Следящий элемент 51 связан со спиральной пружиной 63. Ряд первых храповых зубьев 64 выступает из диска или элемента 65 и ряд сопряженных вторых храповых зубьев бб выступает из второго диска или.элемента 67 °

Диск 67 имеет пару проушин 68, кото. рйе размещены внутри сопряженных выемок в корпусе 57. Диск 67 таким. образом закрепляется против вращательного движения относительно корпуса 57.

Стержень 59 направлен внутрь из колпака 60 и проходит через отверстне 69 в пробке 56 и через отверстие 70 в диске 67. Диск 65 жестко 45 прикреплен к стержню 59. Диск 65 таким образом вращается вместе со стержнем 59. Колпачок 62 смещает диск 65 наружу.

Индикатор давления работает следующим образом.

Источник отрицательного давления в трубке 26 образуется из потока воздуха, проходящего через воздушный фильтр двигателя внутрен- . него сгорания. По мере накопления грязи в воздушном. фильтре для протягивания воздуха через фильтр требуется большее усилие, следовательно, воздушный поток создает более высокое отрицательное давление 60 в трубопроводе 26. Это более высокое отрицательное давление перемещает следящий элемент 10 против смещающего усилия пружины 19 и регистрируется индикаторной стрелкой 5. 65

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 31..

Разъемные запирающие средства, содержащие храповые зубья 38 и 40, запирают следящий элемент 10 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 храновые 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 храповых зубьев 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.б 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 4 4 контактирует с.криволинейной поверхностью наклонной секции 45 н направляет скользящий элемент 39 вниз против смещающего усилия гибкого стержня 41.

Таким образом, следящий элемент 10 может свободно перемещаться смещающим усилием спиральной пружины 19.

991959

Когда индикаторное устройство 10 используется для индикации загрязнения воздушного фильтра двигателя внутреннего сгорания, индикаторная стрел- . ка 5 будет поворачиваться по часовой стрелке (фиг.1) более сильное отрицательное давление будет подано в

1 главную камеру 2. Максимальное отри, цательное 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 фильтр 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. 20

Процесс непрерывного запирающего считывания отрицательного давления, приложенного к главной камере 2, может начинаться опять. В других областях применения непрерывное 25 запирание следящего элемента 10 и индикаторной стрелки 5 может быть использовано для индикации максимального перепада давлений или максимального положительного давления в:полос- gO ти сильфона 3.

В другом варианте исполнения диск 65 вращается вместе со стержнем 59, колпачок 62 смещает диск

65 наружу. Таким образом, первые хра- З5 новые зубья 64 смещаются и вводятся в зацепление со вторыми храповыми зубьями 66. Храповые зубья а64 и 66 предназначены для запирания следя- . щего элемента 51. Путем нажатия стержня 59 против смещающего уси- 40 лия 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 быть использовано также для измерения 50 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. Использова- dO ние диафрагмы с длинной траекторией перемещения, е калиброванной пружиной обеспечивает точность считывания.

Может быть получено бесконечное число диапазонов считывания путем простой 65

Ф замены калиброванной пружины и шкалы на пластине. Использование суженных отверстий на напорных и вакуумных входах смягчает пульсирующее действие источника давления или вакуума. Индикаторное устройство может 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, в котором выполнены полости для измерения давления — полость с подпружиненным чувствительным элементом и полость со стрелкой. кинематически связанной с подпружиненным чувствительным элементом, и содержащий смотровую плоскость со шкалой, средства фиксирующие положения чувствительного элемента, и средство возврата его в исходное положение, о тлич а þ ù è é с ÿ 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 пружины "установлен чашеобразвый элемент с основным Г-образным рычагом и дополнительными направляющими Г-образными рычагами, под которые в корпусе выполнены направляющие пазы, при этом в основндм рычаге выполнена прорезь, а стрелка содержит соединительный штифт, входящий в зацепление с прорезью, в основном Г-образном рычаге на боковой поверхности выполнен ряд первых храпбвых зубьев, а в полости, в которой размещена пружина, установлен подпружиненный скользящий элемент с парой вторых храповых зубьев, сопряженных с первыми, выполненный с наклонной секцией, срцство 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 плоскосты и соединен c,герметизированной упругой оболочкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1..Патент США Р 3.939.457, кл. 340-239.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 691704, кл. G 01 0 19/12, 05 ° 01.78 (прототип ).

991959

E-f

VuafZ

Составитель Л.Балянина

Техред К.Мьщьо Корректор М.Демчик

Редактор С.Патрушева

Заказ 179/78 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4