Манометрический датчик-реле
Иллюстрации
Реферат
Союз Соеетсккн
Соцмакксткческкн
Ресттубтткк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5! )М. Кл.
& 01 К 5/46
C 01 L 19/12 (22) Заявлено 18.07.77 (21) 2507889/18-10 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет
Гвеударетеенный некнтет
СССР
w делам изобретений и етнрктнй
Опубликовано 05, 10.79. Бюллетень М 37
Дата опубликования описания 07.10.79 (53) УДК 531.787 (088. 8) (72) Автор изобретеьия
B. 3. Котляров
1 .. );-:, 1 к
Ф В . ;1
Специальное конструкторское бюро по приборостроению (71) Заявитель (54) МАНОМЕТРИ ЕСКИНА ДАТЧИК-РЕЛЕ
Изобретение относится к области приборостроения, а именно к датчикам - реле температуры и давления манометрического типа.
Манометрические датчики-реле температуры и датчики-реле давления пред5 ставляют собой наиболее распространенную в технике регулирования группу приборов и широко применяются для регулирования температуры и давления в систе.t6 мях отопления и кондиционирования воздуха, холодильной технике, на электротепловом оборудовании, в дизельной автоматике, пйевмооборудовании и в ppyrax отраслях промышленности. Они выпускают*. 5 ся в массовом количестве по ГОСТ-1400 274 датчики-реле температуры и разности температур манометрические ГСП и по
ГОСТ 140 10-63 — датчики-реле давления и разности давлений ГСП.
Конструкция всех манометрических датчиков-реле содержит упругий. чувствительный элемент в виде сильфона или мембранной коробки, который воспринимает давление средне в датчиках-реле давления или давление термочувствительного няполнителя в датчиках-реле температуры. Перестяновочное усилие упругогс элементе передается на рычажные механизмы, которые замыкают и размыкают контакты датчика-реле. Кроме упругого элемента ня рычажные механизмы воздействуют возвратная пружина, которая настраивает параметры срябятьгвания датчика-реле и изменяет устявки сраба»- тывания в пределах диапазона регулирования, определяемого шкалой датчика-ре» ле. Изменение устявок, как правило, производится поворотом ручки, связанной с кулачковым механизмом задятчика B виде дисковых или торцовых кулачков, или в виде винтовых соединений.,датчики-ре»ле температуры, кроме этого, содержат соединенные с упругим элементом термобаллоны с жидкостными, газовыми, пяро» жидкостными или другими типами няполнителей, которые изменяют свой объем н давление в зависимости от томпоряту90З2 пирования. Часто в словпях производст>r BB для повъгшения точности работы датчика-реле прибегRIQT K DF::зораковке зле— ментов по группам и c å.:.-ë åKòèârrîi"r сборке приборов. к индивидуальной подгонке Но
KBRpHrrr датчик-реле оппедаленных узлов и элементов H наконец, к изготовлешпо
ВсВх элементОB с ПОвьгшеггной точнОстью, Все зто повьпцает трудоемкость изготоr0 влення и стоим ть датчиков-реле. Лля
3 ры. Принцип действия датчиков-реле давления и температуры одинаков. Извест1ьг
i датчики-реле температуры, в которых температура изменяет давление наполнители в термосистеме, и оно через упругий элемент воздейсгвует на рычажну1о систему и переключатель, преодолевая усилие возвратной пружины задатчика.
Известны также датчики-реле, у которых нет возвратной гружины, а термосистема заполнена жидкостью, изменяю1цей свой объем при изменении темг1ературы, что обеспечивает пропорциональньгй ход упругого элемента.
В данных датчиках уставки срабатыва- 1-" ния измevsrroxcH кулачковым механизмом, перемещающим упругий элемент и изменяющим расстояние между упругим элементом и переключателем (1$.
Настройку известных датчиков-репе производят, как правило, на одной точке шкалы уставок винтом, обеспечивающим необходимое натяжение пружины или leобходимое взаимное расположение yraðóгого элемента и переключателя в датчиках реле с жидкостным наполнителем.
Все другие точки уставок Обеспечивакл ся профилем кулачка, и срабатывание на этих точ .ах не регулируется. Известньге датчики-реле не обеспечивают точнссть
30 срабатывания на всем диапазоче шкалы уставок, так как точную настройку срабатывания производят на Одной (обычно на начальной) точке шкалы. Фактическая же величина диапазона срабатываний отличается от шкалы потому, что эта величина зависит от многих параметров и точности изготовления всех элементов датчика-реле. Так, например, величина ди40 апазона и точность срабатывания датчика-реле на всех уставках зависит от жесткости упругого элемента и возвратной пружины, от допусков на изготовление профильного подъема кулачка, допусков
45 на размеры рьгчагов, от допусков на размеры термобаллона, а также от разброса эффективной плошади упругого элемента.
Все эти отклонения элементов от номинала приводят к тому, что при точной настрой50 ке начальной точки шкалы уставок rra кс нечной точке шкалы получается разброс срабатывания, практически составляющий
20% и более от величины шкалы уставок.
Такая точность часто не удовлетворяет
55 требованиям регулирования и приходится вместо простых н дешевых датчиков-реле применять громоздкую и дорогостоящую электронную или другую аппаратуру регуискл10чепия перечисленных педостатк в и обеспечения необходимой точности сраб9.."ЫВаНИЯ,ЦатЧИКОЬ-РЕг1Е На ВСЕХ УСтаВКаХ циапаз011а реГ" 7HpOBrlrrriH . Ip!r болзшокл разбросе допусков На все элементы датчикарепе достаточно весил настройку че на
Одвсй.ТОчке шкалы, а на всех тО .как, или пО крайней мере на дв х крайних точках шкалы так, чтобы можно было регулировать вели 1ину диапазона факти1еских срабатыв ан и и д ат чик а -О ел е;.л н ас тп аи в а т)- p r" 0 точно на -.о значение, которое задано на
11калe уст ЯвОк. )Днакс у известных Дат чиков-реле это невозможно, так как хула IK0Hsre механизмы имеют жесткую конструкцию H наперед заданную велич. ;ну подъема кулачка, не позволяюшую изменять этот годьем в необходимых пределах для того, ч; об:=r комг1енсировать погрешности всех остапьн.-.-х элементов дат глка.
Известен также,ланометрический джчик-реле, содержащий двуплечий рычаг, на одно пл"-чс которого воздействует упоугий чувствительный элемепт, а HB другое — возвратная пружина. Плечо, 11а Ki торое воздействует возвратная пружина, выполнено -,RçäâHæHHiì, то есть состоит из двух частей, застопоренных винтом.
На подь lx;rrcri части плеча установлен винт регулировки натяжения пружины, с которым сеед1лнена возвратная пружина.
Аналоги 1нгле датч1лки настраивают иa точное срабатывание путем многократной подрегулировки. Лля этогo датчик настраивают точно на начальной точке шкалы, затем переводят шкалу на конечную уставку и контролируют параметры срабатьгвания прибора на конечной точке шкалы.
Если эти пар аметрь. отличачотся от зна.чений шкалы,,то отворачивают стопоряший винт и перемещают подвижну10 часть рычага, увеличивая или уменьшая активное плечо. После этого завинчивают стопоряший рычаги винт и вновь настраивают датчик на начальной точке шкалы, так как при изменении плеч первоначальная настройка из;ленилась. Затем в11овь контролируют параметры срабатывания на
690325
K0Hå÷Hîé точке шкалы, и, если они не входят в допустимые пределы, то вновь изменяют активную длину плеча. Так пс>следовательно и неоднократно методом проб настраивания датчика на начальной точке шкалы, контролируя его срабатывание на конечной точке шкалы и изменяя активную длину плеча, добиваются необходимой точности срабатывания прибора на начальной и конечной уставках шка- 10 лы 1 2).
Однако однозначно невозможно определить, на какую величину необходимо изменять активную длину плеча в рычажной счстеме, чтобы получить заданную величину диапазона, поэтому приходится неоднократно изменять длину плеча, стопорить и освобождать рычаги, контролировать параметры на начальной и конечной точках. Для этого используют термошкафьт или жидкостные ванны с плавно изменяющейся температурой, что требует длительного времени и значительно повышает трудоемкость настройки. Зго недо25 пусткмо в условиях массового поточного производства с малым тактом потока.
Кроме того, органы настройки расположены на подвижной системе рычагов, которая весьма чувствительна к незначительным воздействиям. При настройке из-за воздействия на винты и на раздвигающийся рычаг обязательно возникают ложные срабатывания, что повышает трудоемкость настройки и вызывае необходимость неоднократно проверять параметры сраба35 тывания датчика на начальной и конечной уставках шкалы после каждой очередной поднастройки, т.е. после вращения винта натяжения пружины и после изменения
40 длины рычага и затягивания стопоряшего его винта. Все это снижает точность настройки срабатывания данного датчика-реле.
Целью изобретения является повышение
45 точности настройки срабатывания манометрического датчика-реле и упрощение процесса настройки.
Эта цель достигается тем, что в манометрическом датчике-реле, содержащем корпус, упругий чувствительный элемент, связанный с переключателем контактов через рычаг, подпружиненный пружиной с регулировочным винтом, механизм настройки выполнен в виде шарнирно соеди55 ненных между собой в форме клина двух планок, одна из которых установлена параллельно стенке корпуса с возможностью продольного смещения и снабжена ручкой управления и регулировочньтм винтом, контактирующим со второй планкой, опираюшейся на выступ дополнительного рычага, на свободном конце которого установлен регулировочный виттт пружины.
После точной настройки одной началь-; ной точки шкалы уставок производят за счет изменения крутизны клина точную настройку конечной и, как следствие, всех промежуточных точек без изменения наст ройки первой точки. Это упротцает процесс настройки и повышает точность срабатывания датчика-реле на всех уставках без усложнения конструкции.
На чертеже схематически изображен манометрическкй датчик-реле для контроля и регулирования температуры.
Манометрический датчик-реле содержит упругий чувствительный элемент 1 с термобаллоном 2, воздействующий через рычаг 3 на переключатель 4 контактов. На рычаг 3 с другой стороны воздействует возвратная пружина 5, опирающая другим концом через регулировочный винт
6 на дополнительный рьгчаг 7 настройки.
Рьгчаг упирается выступом 8 в наклонную гланку 9 механизма настройки, выполненного в виде клина, образованного из шарнирно соединенных планок 9 и 10 с регулировочным винтом 11 между ними.
Планка 9 имеет регулируемый наклон, а планка 10 параллельна крышке корпуса
12 и опирается подвижно на выступы
13 и 14. Планка 10 связана с ручкой
15 изменения уставок и может перемешаться возвратно-поступательно. Такач механизм может выполняться с ручкой, имеющей вращательное перемещение и связанной с кулачковым механизмом, преобразующим вращательное движение в поступательное. Начало шкалы уставок соответствует положению ручки 15, при котором выступ 8 упирается в планку 9в точке 16, расположенной в месте сопряжения планок
9 и 10, и эта точка имеет неизменное по. высоте положенио. Конец шкалы уставок соответствует положению ручки 15, при котором выступ 8 опирается на планку 9 в точке 17. Настройку датчика-реле, например, на температуры срабатьтваHHH в соответствии с уставками на шкале производят следующим образом.
Берут два термостата с фиксированной температурой среды. Причем температура среды в первом термостате точно соответствует значению начальной точки шкалы датчика-реле„ а температура во втором
6!) 0325 термостате — конечной точке шкалы. Термобаллон 2 погружают в первый термостат, а ручку 15 датчика-реле переводят на начальную уставку шкалы (положение, при котором выступ 8 опирается на планку 9 в точке 16). Далее винтом 6 изменяют усилие пружины 5 до момента срабатывания датчика-реле. Этим обеспечивают точную настройку срабатывания на начальной уставке. Затем переводят ручку 15 на конечную уставку шкалы (положение, при котором выступ 8 опирается на планку 9 в точке 17), а термобаллон 2 помещают во второй термостат и винтом 11 изменяют величину подьема планки 9 до момента срабатьгвания датчика-реле. Этим обеспечивают точную настройку на конечной уставке шкалы, а также на всех промежуточных уставках, так как они расположены между двумя крайРо ними точками 16 и 17 наклонной планки
9 на прямой линии с равномерным подъемом. При этом не изменяется настройка и на первой точке 16, так как ее псло:25 жение не меняется при изменении наклс = на планки 9. Таким образом, без изме=пения температуры в термостатах и проверки фактических температур срабатыва= ния датчика-реле можно быстро и точно
3О произвести его настройку в соответствии со шкалой уставок. При этом винты 6 и
11 находятся на жестких элементах и при их вращении не воздействуют„на ры=чаг 3, связанный с гереключателем 4, поэтому ложных срабатываний дат пп,а-ре35 ле не происходит.
В лабораторных условиях экспериментальный датчик-реле температуры со шкао. лой уставок от 100 до 350 С был настроен по двум точкам в течете 3 мин с использованием двух термостатов, име= о юших температуру 100 и 350 С. После настройки разброс срабатываний его на всех промежуточных уставках шкалы не о превышает +2 С. Аналогичные по шкаль ности приборы Т32 для злектротеплового оборудования настраивают на термостатах с изменяемой температурой,. При этом настройка одного датчика длится от 50 до HO мин ввиду затраты длительного времени ца изменение температуры и контроль фактических срабатываний прибора.
После этого разброс срабатываний на различных т очках шкалы, исключая точки о настройки, составляет +25 С, что официально допустимо и зарегистрировано в технических условиях. Длительность настройки датчиков-реле определяется лишь тем временем, которое необходимо для прогревания термобаллонов в термостатах с фиксированными температурами, а точность определяется точностью поддержания фиксированных температур в термостатах и аккуратностью оператора. Погрешности и разброс параметров элементов не уменьшают точности настройки.
Формул а изобретения
Мапометрический датчик-реле, содержащий корпус, упругий чувствительный элемепт, связанный с переключателем контактов через рычаг, подпружиненный пружиной с регулировочным винтом, и механизм настройки, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью повышения точности настройки срабатыва ия и упрощения процесса пастройки, в нем механизм настройки выполнен в виде шарнирно соединенных между собой в форме клина двух планок, одна из которых установлена параллельно стенке корпуса с возмо>.":— ностыо продольного смешения и снабжена ручкой управления и регулировочным вин= том, контактирующим со второй планкой. опирающейся на выступ доносительного рычага, на свободном конце которого устa= новлен регулировочный винт пружины.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
|. Агейкин Д.. И. и др. 11атчики контроля и регулирования. М., 1965, с. 820-825.
2. Патент ФРГ % 1285043, кл. 21 с 40/05, 1969.
690325
Составитель О. Полев
Техред С. Мигай
Корректор В. Сииипкаи
Редактор О. Филиппова
Подписное
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 5951/38 Тираж 766
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5