Результат интеллектуальной деятельности: РЕЛЕ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к приборостроению, в частности к устройствам, преобразующим перемещение чувствительных элементов под воздействием газа или жидкости в электрические сигналы, и может быть использовано в сигнализаторах для систем контроля давления и тяги при автоматизации технологических процессов.

Известен сигнализатор перепада давлений (а.с. СССР N 532025, кл. G 01 L 19/12 от 15.10.76 г.), содержащий корпус со штуцерами подвода импульсов давления, чувствительный элемент - мембрану из магнитной резины с дисками жесткости, узел установки задания, магнитоуправляемые контакты - герконы, расположенные параллельно плоскости мембраны и магнитопроницаемым дискам.

Недостатком данного устройства является неточность срабатывания геркона по истечении некоторого времени вследствие растяжения мембраны из магнитной резины и усталостной усадки пружины, подвергающейся сжатию из-за влияния постоянно изменяющегося контролируемого давления. Также устройство, с исполнением чувствительного элемента из магнитной резины не позволяет контролировать давление агрессивных сред.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является датчик давления, описанный в а.с. СССР N 1657990 A1 "Сигнализатор давления" по кл. G 01 L 19/12, з. 11.04.89, оп. 23.06.91, и выбранный в качестве прототипа.

Известный датчик содержит корпус с подводящим штуцером, в котором установлен чувствительный элемент в виде сильфона, на дне которого размещен с внешней стороны узел настройки герконов в виде втулки-экрана, на боковой поверхности которой по периметру выполнены на разной высоте идентичные окна, а с внешней стороны втулки-экрана размещены магниточувствительные контакты - герконы на втулках настройки - держателях герконов, установленные каждый на корпусе по линии перемещения одного из окон, а внутри втулки-экрана на одном уровне с герконами установлен постоянный кольцевой магнит, ось намагничивания которого параллельна продольной оси герконов.

Недостатком известного устройства являются его ограниченные эксплуатационные возможности, обусловленные тем, что втулка-экран является элементом программирования работы герконов, так как в ней по периметру выполнены идентичные окна на разной высоте, соответствующей определенному числу уровней регестрируемых давлений среды, и такой сигнализатор невозможно перенастроить на другие давления, не изготовив другую втулку-экран.

Целью заявляемого технического решения является расширение эксплуатационных возможностей устройств контроля давления и тяги автоматизированных технологических процессов.

Поставленная цель достигается тем, что в реле давления, содержащем корпус с подводящим штуцером, в котором установлен чувствительный элемент с жестким центром, выполненный в виде гофрированной металлической мембраны, цилиндрический постоянный магнит, узел настройки герконов с возможностью вертикального регулирования, герконы, контактные пластины которых расположены в плоскости, перпендикулярной оси намагничивания постоянного магнита, согласно изобретению, узел настройки герконов установлен с возможностью горизонтального перемещения, а герконы расположены на узле настройки под углом 0 < α < 90^o с возможностью жесткой фиксации их положения относительно направления движения постоянного магнита, закрепленного на штоке.

Установка узла настройки геркона с возможностью помимо вертикального еще и горизонтального перемещения в совокупности с изменением угла наклона расположения геркона относительно направления движения постоянного магнита позволяет влиять на диапазон ходов между моментами срабатывания (замыкания) и отпускания (размыкания) контактов герконов и удаления или приближения герконов к магнитным полюсам постоянного магнита и дает тем самым возможность увеличить число уровней регистрируемых давлений среды, расширяя эксплуатационные возможности устройства.

Заявляемое реле обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него наличием таких существенных признаков, как выполнение узла настройки герконов с возможностью горизонтального перемещения и расположение герконов под углом 0 < α < 90^o относительно направления движения постоянного магнита, закрепленного на штоке.

Заявителю неизвестны технические решения, содержащие указанный отличительный признак в той же функции, с обеспечением указанного результата, что и в заявленном объекте, а следовательно, предложение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Заявляемое реле может найти широкое применение в метрологии при измерении давлений как сигнализатор перепада давлений и поэтому соответствует критерию "промышленная применимость".

Изобретение иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг. 1 - вид реле в разрезе;
- фиг. 2 - схема размещения геркона.

Реле давления состоит из корпуса 1 с подводящим штуцером 2 и защитным кожухом 3. По периметру корпуса 1 жестко закреплен чувствительный элемент 4 в форме гофрированной металлической мембраны с жестким центром 5. В верхней части корпуса 1 выполнено сквозное отверстие, через которое жесткий центр 5 чувствительного элемента 4 соединен с постоянным магнитом 6 цилиндрической формы посредством штока 7. Верхняя и нижняя части корпуса 1 ограничивают перемещение мембраны 4 в заданных пределах в зависимости от воздействия перегрузочных избыточного и вакуумметрического давления. Реле также содержит узел настройки герконов на срабатывание, состоящий из каретки 9, регулировочной гайки 10, резьбовой стойки 11, контргайки 12 и основания 13, имеющего продольные пазы 14 с крепежными винтами 15.

Перед работой производится настройка реле на определенную уставку.

Предварительно, приближая или удаляя герконы 8 от полюсов постоянного магнита 6 в горизонтальной плоскости посредством основания 13 в пазах 14 и располагая геркон на угол 0 < α < 90^o относительно направления движения постоянного магнита, устанавливают требуемый диапазон ходов между срабатыванием и отпусканием контактов герконов 8, определяемый монотонным изменением напряженности магнитного поля в рабочем зазоре контакт-деталей. При удалении геркона 8 от полюсов постоянного магнита и увеличением их угла наклона, увеличивается протяженность воздушных путей замыкания магнитного потока и, соответственно, увеличивается диапазон хода между моментами срабатывания и отпускания контактов геркона 8. И наоборот, с приближением герконов 8 к полюсам магнита и уменьшением их угла наклона, этот диапазон хода уменьшается. Положение герконов относительно магнитов в горизонтальной плоскости фиксируют крепежными винтами 15, расположенных в пазах 14 основания 13 узла настройки. Затем в подводящий штуцер 2 подается установочное давление по контрольному манометру. Мембрана перемещается, шток выводит магнит из равновесного состояния до определенного положения. Вращением регулировочной гайки 10 узла настройки каретку 9 вместе с герконами 8 перемещают вертикально вдоль резьбовой стойки 11. После определения уставки, положение геркона 8 с кареткой 9 фиксируют контргайкой 12.

Реле давления работает следующим образом.

При наличии перепада давлений на мембране 4 возникает усилие, под действием которого мембрана 4 с жестким центром 5 и неподвижно закрепленным магнитом 6 на штоке 7 перемещается. По мере перемещения постоянного магнита 6 вдоль баллона герконов 8 изменяется напряженность поля, характеризующаяся наличием двух составляющих магнитного потока, направленных встречно. При данном способе управления герконом 8, плоскости контакт-деталей перпендикулярны плоскости полюса постоянного магнита 6, и при совпадении оси намагничивания магнита 6 и оси симметрии рабочего зазора, через зазор будут протекать равные магнитные потоки. В этом случае контакты будут разомкнуты. Смещение магнита 6 относительно оси симметрии зазора между контактами приведет к нарушению равновесия магнитных потоков и контакты замкнутся. Таким образом работа реле может быть настроена как на размыкание, так и на замыкание коммутирующей электрической цепи, на последовательное или параллельное срабатывание герконов. Дальнейшее повышение или понижение давления произведет эффект "запирания" мембраны 4 в верхнюю или нижнюю часть корпуса.

В сравнении с прототипом заявляемое реле обеспечивает более широкие эксплуатационные возможности.