Предохранительное устройство к манометру

СОЮЗ СОВЕТСКИХевицвктюнвсникРЕСПУБЛИК 09) (1) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ ЕТЕЛЬСТВУ И АВТОРСИО ндреевна Трудодарствентия восей тво СССР 24.03.78о СССР 10.07.67 ОЕ УСТРОЙСТее корпус,ой мембранойкоторых,заполненавходной ЮГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(46) 23.08.83. Бюл. Р 31 . (72) И,С.Игнашкин,и Л.В, А (71) Днепропетровский орде вого Красного Знамени госу ный университет им. 300-ле соединения Украины с Росси (53) 531.787(088.8)56 1, Авторское свидетел В 679838, кл. 601 Ь 19/062. Авторское свидетельс М 226207, кл. С 01 (. 19/06 прототип). (54) (57) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬН В 0 К )4 АН 0 МЕТРУ, содержащ разделенный раэделительн на две полости, одна из примыкающая к манометру, разделительной жидкостью и выходной патрубки, о т л и ч а . -ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено двумя электродами, размещенными в полости надмембраной,подпружиненным йоршнем со штоком из диэлектрического материала, на конце которого закреплено контактное кольцо, двумя электрическими контактами, закрепленными на корпусе, и блоком питания, одна клемма которого подключена к первому электроду неп:средственно, а другая - к второму электроду через электрические контакты, между которыми пропущен шток с контактным йольцом, причем поршень размещен в полости корпуса под мембраной ниже входного патрубка, а в качестве разделительной жидкости использова,на электрореологическая суспензия.510 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к приборам для измерения давления, и предназначено для защитыманометра от перегрузок при установке их в пневматических или гидраЮлических магистралях.Известно предохранительное устройство, в котором чувствительныйэлемент выполнен в виде двух жестко связанных между собой мембран,а также установлены упор, жесткосвязанный с запорым клапаном, иэлектрические контакты, встроен-.ные в корпус и взаимодействующиес упором, При повышении давлениябольше допустимого упор замыкаетконтакты и подается звуковой илисветовой сигнал 1 .Недостатком этого устройства является то, что мембраны имеют большую жесткость, в результате чегобольшим перепадам давления соответствует малый ход штока, что приводит к недостаточной чувствительности предохранительного устройства. Это может привести к несвоевре-менному перекрытию запорного клапа-.на, т.е. к выходу манометра изстроя,Известно устройство, котороесодержит блок защиты с разделительными элементами в виде двух защищенных мембран, первая,из которых размещена в камере опорного давления,а вторая - в подмембранной камере,которая соединена с измеряемым дав.;лением. Первая и вторая мембраны об"разуют мембранную камеру, соединенную с трубкой Бурдона.Когда создается давление, превышающее допустимое, вторая мембрана перемещается до тех пор, покане опустится на поверхность разделительной диафрагмы. Дальнейшее повышение давления уже не будет передаваться на манометр 2Однако это устройство имеетнизкую надежность защиты. Это обусловлено тем, что в предохранительномустройстве используются стальныегорФрированные мембраны, ресурсработы которых мал и ограничиваеттем самым срок службы устройства.Кроме того, устройство отличаетсясложностью герметизации стыковмембран с корпусом предохранитель-.ного устройства, при малейшем нарушении герметичности устройство невыполняет своих Функций.Для реализации защиты необходимо иметь опорное давление, а это влечет за сббой использование дополнительных элементов пневмогидросис"темы редуктора давления, вентилейподачи и сброса давления, предохранительного клапана и двух приборов,измеряющих давление на входе и вы 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ходе из редуктора, а также системутрубопроводов). Таким образомнадежность всего устройства защитыбудет обусловлена надежностью всейсовокупностью перечисленных элементов,Целью изобретения является повышение надежности защиты манометра,Поставленная цель достигаетсятем, что в предохранительное устройство к манометру, содержащее корпус, разделенный разделительной мембраной на две полости, одна из которых, примыкающая к манометру, заполнена разделительной жидкостью, входной и выходной патрубки, введены два электрода, размещенные в полости над мембраной.,подпружиненный .поршень со штоком из диэлектрического материала, на конце которого закреплено контактное кольцо, два электрических контакта, закрепленные на корпусе, и блок питания, одна клемма которого подключена к первому электроду непосредственно, а другая - к второму электроду через электрические контакты, между которыми пропущен шток с контактным кольцом, причем поршень размещен в полости корпуса под мембраной ниже входного патрубка, а в качестве разделительной жидкости использована электрореологическая жидкость.Введение в предохранительное устройство сигнализатора с подвижным подпружиненным чувствительным элементом, воспринимающим давление в подмембранной камере, т.е. измеряемое манометром давления, позволяет повысить чувствительность предохранительного устройства. В известных устройствах сама мембрана играет роль исполнительного органа, запирающего тракт измеряемого давления при его недопустимом повышении, и, таким образом, жесткость мембраны определяет чувствительность всего предохранительного устройства. В некоторых случаях мембрана должна обладать значительной жесткостью, например, при измерении больших перепадов давления. Таким образом, возникает техническое противоречие: с одной стороны мембрана должна обладать значительной жесткостью, рассчитанной ",а определенные пределы измерения, и с другой стороны ее жесткость должна быть минимальной для обеспечения чувствительности предохранительного устройства. Это противоречие находит разрешение в предлагаемом устройстве, где Функции измерения и защиты разделены, Причем последнюю Функцию берет на себя сигнализатор чувствительность которого может регулироваться изменением жесткости пружины чувствительного элеме";1 снизу прикреплен корпус 8 сигналита.При выборе жесткости пружины чувствительного элемента меньше жесткости мембраны, чувствительный элемент будет быстрее мембраны реагировать на недопустимое повышение давления, предотвращая разрушение мембраны, Таким образом надежность защиты повышается.Наличие контакта, прикрепленного к поршню сигнализатора, электродов, установленных в мембранной камере, заполненной электрореологической суспензией, и электрической цепи питания электродов, завыкаемой контактом сигнализатора, позволяет повысить быстродействие предохранитель ного устройства. В известном устройстве запирание. тракта измеряемого давления осуществляется с помощью механического чувствительного элемента - мембраны, обладакщей определенной инерциойностью, зависящей от ее жесткости. В предлагаемом же устройстве механический элемент сигнализатора - поршень - обладает значительно меньшей инерционностью, так как его пружина может быть выбрана со значительно меньшей по сравнению с мембраной жесткостью. Что же касается электрической части сигнализатора, включающей контакты и электроды, введенные в мембранную камеру с электрореологической суспензией, то ее инерционность по сравнению с поршнем прене. брежимо мала. В данном устройстве использован электрореологический эффект, состоящий в том, что при подаче напряжения; в .на электроды мелкие частички суспензии выстраиваются между электродами в цепочки, образуя неподвижную преграду ее течению, причем с увеличением напряжения вязкость суспензии увеличивается, изменяя напряжение вязкость суспензии можно менять в десятки тысяч раз, вплоть до полного "замерзания" суспензии. Таким образом, быстродействие предохранительного устройства и, следовательно, надежность защиты по сравнению с известным устройством повышается.На чертеже изображено предлагаемое устройство, разрез.Предохранительное устройство содержит металлический корпус 1 с установленным внутри него демпфером 2, выполненным из изоляционного материала и имеющим внутреннюю полость, являющуюся мембранной камерой 3, Корпус 1 в верхней части . соединен с трубкой Бурдона 4, Мембранная камера 3 соединена с трубкой Бурдона 4 через каналы 5, выполненные в; верхней части демйфера 2, и образует замкнутый объем, ограниченный резиновой мембраной 6, прикрепленной к нижней части корпуса затора, внутри которого расположен направляющий цилиндр 9 р в котором установлены с возможностью перемещения поршень 10 и нагрузочная шайба 11, между которыми размещена ЧГри снижении давления до допустимого уровня поршень 10 сигнализатораперемещается вверх, выводя замыкаю 65 предв;целительно сжатая цилиндрическая пружина 12, На наружную резьбукорпуса 8, выполненную в его нижнейчасти, навинчена нагрузочная гай- - 5 ка 13, поджимающая снизу нагрузочнуюшайбу 11 через пружину 12 и поршню10 сигнализатора.Пространство между верхним торцом поршня 10 и мембраной 6 образует подмембранную камеру 14, вкоторую введен подводящий патрубок15, На нижнем торце поршня 10 сигнализатора укреплен штырь 16 с замыкакщими шайбами 17, а на верхнейчасти нагрузочной гайки установленылепестковые клемм 18, включенныепоследовательно в электрическуюцепь электродов 7, питающуюся от. источника .19.Устройство работает следующим ЗО образом.Предварительно устанавливаютпорог срабатывания устройства, длячего вращением нагрузочной гайки13 добиваются определенного перво начального сжатия пружины 12. Приподключенном к измеряемому давлению подводящем патрубке 15 процессизмерения и защиты происходит следующим образом. Измеряемое давление 4 О поступает в подмембранную камеру 14,воздействуя одновременно на мембрЪну 6 и поршень 10 сигнааизатора.Мембрана 6 прогибается вверх,вытесняя суспензию из мембранной камеры 3 через каналы 5 демпфера 2 втрубку Бурдона 4, Поршень 10 перемещается по направляющему цилиндру 9 вниз, сжймаяг, пружину 12. При давлении, превышающем допустимое значение, зажпсающая шайба 17 штыря 16поршня 10 замыкает лепестковые клем-,мы 18, при этом напряжение источника19, питанияподводится к электродам7,"введенйым в мембранную камеру3 с электрореологической суспензией,в которой возникает электрическийток. Под действием электрическоготока вязкость электрореологическойсуспензии возрастает до полного "замерзания", при этом дальнейшая де формация мембраны 6 прекращается,что предотвращает выход ее,и, следовательно,трубки Бурдона 4 из строя.1037091 3щее кольцо штыря 16 йз замыкающих клемм 18. Электрическая цепь электро. дов.7 разрывается,и вязкость электрореологической суспенэии при исчезновении электрического тока мгновенно уменьшается до первоначального значения и манометр возвращается в рабочее состояниеОсновным достоинством предлагаемого устройства по сравнению с известным является повышение-надежности защитычто достигается за счет повышения чувствительности устройства к повышению давления сверх допустимого уровня и повышения быстродействия,ЙройГтого, предлагаемое уст-" ройство отличается простотой конструкции, Изготовление элементов,входящих в устройство, не требуетсложного оборудования, так как устройство не содержит сложных элементовтипа гофрированных мембранНе требуется дополнительных элементовпневмогидросистеж для обеспеченияпредоЗ 1 эанения манометра. Устройство характеризуется также простотойсборки устройства, заполнения его 1 О электрореологической суспензией,простотой ремонта, более длительным,ресурсом эксплуатации, так как несодержит металлических мембран, характеризующихся непродолжительным 15 сроком службы и ненадежностью герметизации стыков с корпусом.Заказ 5992/42 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4