Манометрический прибор

Предлагаемый манометрический прибор относится к приборам для измерения, давления. У предлагаемого прибора увеличен срок службы. В манометрический прибор, содержащий трубку Бурдона, открытый конец которой жестко соединен с корпусом и имеет резьбовой штуцер для сообщения с измеряемой средой, закрытый свободный конец через поводок шарнирно связан с хвостовиком зубчатого сектора, сцепленного с трибкой, имеющей ось со стрелкой, и спиральную пружину, один конец которой закреплен на оси, другой - на корпусе, между закрытым концом трубки Бурдона и хвостовиком зубчатого сектора введена пружина сжатия.

Предлагаемый манометрический прибор относится к приборостроению и может быть использован для измерения давления или разности давлений жидких и газообразных сред.

Известен манометрический прибор /далее манометр/ по патенту РФ №2006010 кл. G 01 L 7/04 /БИ №1 от 15.01.94 г./, содержащий чувствительный элемент, передаточный механизм в виде тяг и зубчатого сектора, кинематически связанных со стрелкой, расположенной на оси ее вращения, пластинчатую пружину, установленную в рассечку зубчатого сектора, а на стрелке закреплен инерционный диск, центр вращения которого расположен на оси стрелки.

Известен также манометр по книге Мурина Г.А. "Теплотехнические измерения" - М,: Энергия, 1979 г., c.216, состоящий из трубчатой пружины /трубка Бурдона/, тяги, зубчатого сектора, зубчатого колеса и стрелки. При подаче давления в манометрическую трубку она деформируется и ее свободный конец перемещается и тянет за собой тягу, которая в свою очередь поворачивает вокруг неподвижной оси зубчатый сектор, вращающий зубчатое колесо и связанную с колесом стрелку.

Однако существенным недостатком указанных технических решений является малый срок службы из-за возникающих в шарнирах ударов в динамике в силу инерционности деталей передаточного механизма.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому и принятым за прототип является манометр по кн. Мурина Г.А. "Теплотехнические измерения".

В известном техническом решении из-за пульсаций измеряемого давления /например, на выходе насоса/ в моменты изменения знака скорости движения деталей механизма /моменты наибольших ускорений/ вследствие действия инерционных сил "разбиваются" шарнирные соединения и ускоренно изнашиваются оси вращения. Это приводит к дальнейшему увеличению люфтов, возрастанию ударных нагрузок и в итоге - к большим погрешностям и поломке прибора.

Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемый манометр отличается от известного тем, что между трубкой Бурдона и зубчатым сектором введен упругий элемент, шарнирно установленный на штифты, один из которых закреплен на закрытом конце трубки Бурдона, другой - на конце хвостовика зубчатого сектора, в качестве упругого элемента использована пружина, установленная с предварительным натягом, имеющая защитное покрытие от агрессивных сред из кадмия, хрома, полихлорвинила или их комбинаций.

Введение между трубкой Бурдона и зубчатым сектором упругого элемента, шарнирная установка его на штифты, один из которых закреплен на закрытом конце трубки Бурдона, другой - на конце хвостовика зубчатого сектора, и выполнение предварительного натяга упругого элемента от 0,01 кГ до 0,025 кГ позволило выбрать люфты в шарнирах передаточного механизма. Это позволило исключить интенсивный износ шарнирных узлов и осей вращения при воздействии максимальных динамических нагрузок из-за пульсаций давления.

Выполнение упругого элемента с защитным покрытием из кадмия, хрома, полихлорвинила или их комбинаций позволило повысить устойчивость упругого элемента к агрессивным средам /стабильность упругих свойств с сохранением первоначальных характеристик/.

Выше сказанное позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "изобретательский уровень".

Конструкция предложенного манометра представлена на чертеже.

Трубка Бурдона 1 отрытым концом жестко соединена с держателем 2, укрепленный в корпусе 3.Держатель имеет штуцер 4 с резьбой, служащий для сообщения прибора с измеряемой средой. Свободный конец трубки Бурдона закрыт пробкой 5 с шарнирной осью и запаян. Посредством поводка 6 он связан с хвостовиком зубчатого сектора 7, сцепленном с трибкой /шестеренкой/ 8,сидящей неподвижно на оси вместе с указательной стрелкой 9. Рядом с трибкой расположена плоская спиральная пружина 10, один конец которой соединен с осью, а другой неподвижно закреплен на корпусе.Пружина 10 постоянно прижимает трибку к одной стороне зубцов сектора, благодаря чему при обратном изменении давления устраняется мертвый ход в зубчатом зацеплении. Стрелка перемещается относительно шкалы 11. Пружина 12 стягивает свободный конец трубки Бурдона 1 и хвостовик зубчатого сектора 7 через штифты 13.

Под действием измеряемого давления трубка Бурдона 1 раскручивается и тянет поводок 6, приводящий в движение зубчатый сектор 7, трибку 8 и стрелку 9, перемещающуюся вдоль шкалы 11. Пружина 10 постоянно прижимает трибку 8 к одной стороне зубьев сектора 7, благодаря чему при обратном изменении давления устраняется люфт в зубчатом зацеплении. При переременном давлении из-за инерции подвижных частей механизма в шарнирах поводка 6 возникают знакопеременные силы, которые приводят к усиленному износу шарниров и даже к поломке прибора.

Пружина 12, установленная с предварительным натягом, выбирает люфт в шарнирах поводка 6. Предварительный натяг пружины исключает люфт в шарнирах поводка и устраняет разбивание шарниров.

Введение пружины с жесткостью 5,8 г/мм и предварительным натягом 4 мм в механизмы манометров МТП-100, ОБМ1-100 и МП4-УУ2 подтвердило эффективность предложенного технического решения.

Ежегодная поверка партии манометров с установленной пружиной

показала соответствие приборов нормативной документации в течение четырех лет, в то время как серийные приборы из-за увеличенных люфтов в шарнирах требовали ремонта и настройки как минимум раз в год в зависимости от условий эксплуатации.

1. Манометрический прибор, содержащий трубку Бурдона, открытый конец которой жестко закреплен на корпусе, а закрытый свободный конец через поводок шарнирно связан с хвостовиком зубчатого сектора, сцепленного с трибкой, имеющей ось со стрелкой, отличающийся тем, что между упомянутой трубкой Бурдона и зубчатым сектором введен упругий элемент.

2. Прибор по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент шарнирно установлен на штифты, один из которых закреплен на закрытом конце трубки Бурдона, другой - на конце хвостовика зубчатого сектора.

3. Прибор по п.1, отличающийся тем, что в качестве упругого элемента использована пружина.

4. Прибор по п.1 или 3, отличающийся тем, что пружина установлена с предварительным натягом.

5. Прибор по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент имеет защитное покрытие от агрессивных сред.

6. Прибор по п.1 или 5, отличающийся тем, что в качестве материала защитного покрытия использованы кадмий, хром, полихлорвинил или их комбинации.