RU2042122C1

RU2042122C1 - Pressure indicator for fire extinguisher

Info

Publication number: RU2042122C1
Authority: RU
Inventors: Валерий Михайлович Воропаев; Александр Николаевич Жилин; Сергей Викторович Плаксов; Владимир Васильевич Плотников
Original assignee: Малое предприятие "Фактор"
Priority date: 1992-07-24
Filing date: 1992-07-24
Publication date: 1995-08-20

Abstract

FIELD: measuring equipment. SUBSTANCE: pressure indicator has housing with passageway for supplying fluid to be measured, and transparent cover. The side of the cover abuts against the side of the housing and bears on its collar. The side of the transparent cover, which abuts upon the housing, is provided with a groove overlapped with the collar. The diaphragm is welded or soldered to both parts of the housing over its outer surface. The ring baffle, which arrests movement of the diaphragm when pressure exceeds a permissible value, is mounted inside the housing parallel to the diaphragm. The diaphragm is coupled with the pointing member through converting mechanism and reduction gear mounted in series. The converting mechanism is set in two bearings fixed inside the housing and made up as a rod with screw groove, the rod being set in supports for permitting rotation and axial displacement, spring which presses the rod to the diaphragm, and projection provided on one of the supports and contacting with the screw groove of the rod. EFFECT: enhanced reliability. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для индикации или измерения давления газообразных и жидких сред. Область применения включает приборостроение, в частности приборы для постоянного контроля давления в огнетушителях. The invention relates to devices for indicating or measuring the pressure of gaseous and liquid media. The scope includes instrumentation, in particular devices for continuous monitoring of pressure in fire extinguishers.

К устройствам, контролирующим давление рабочей среды в огнетушителях, предъявляются повышенные требования. Это вызвано тем, что огнетушители подвергаются воздействию агрессивной рабочей среды, длительному хранению, а также случайному воздействию высоких температур. Такие индикаторы испытываются на прочность и должны выдерживать давление среды, многократно превышающее рабочее. For devices that control the pressure of the working environment in fire extinguishers, increased demands are made. This is due to the fact that fire extinguishers are exposed to an aggressive working environment, prolonged storage, as well as accidental exposure to high temperatures. Such indicators are tested for strength and must withstand the pressure of the environment, many times higher than the working one.

Важной характеристикой таких устройств является вид функциональной зависимости между величиной контролируемого давления и отклонением стрелки индикатора. Наиболее предпочтительной является линейная характеристика. An important characteristic of such devices is the type of functional dependence between the value of the controlled pressure and the deviation of the indicator arrow. Most preferred is a linear characteristic.

Известен индикатор давления [1] обеспечивающий линейную зависимость отклонения стрелки от измеряемого давления. Чувствительным элементом этого индикатора является полая изогнутая трубка, во внутреннюю полость которой подводится измеряемое давление, а последовательно соединенные преобразующий и редукторный механизмы связывают чувствительный элемент со стрелкой индикатора. Применение такого устройства для индикации давления вызывает определенные трудности. Это обусловлено тем, что измерение давления осуществляется в основном в агрессивных средах, при этом среда подается непосредственно в трубку, которая при длительном контакте со средой подвергается коррозии. Помимо того, изогнутая трубка выходит из строя из-за возникновения остаточных деформаций при испытаниях высоким давлением. The known pressure indicator [1] provides a linear dependence of the deviation of the arrow from the measured pressure. The sensitive element of this indicator is a hollow bent tube, into the internal cavity of which the measured pressure is supplied, and the conversion and gear mechanisms connected in series connect the sensitive element to the arrow of the indicator. The use of such a device for indicating pressure causes certain difficulties. This is due to the fact that pressure measurement is carried out mainly in aggressive environments, while the medium is supplied directly to the tube, which undergoes corrosion during prolonged contact with the medium. In addition, the bent tube fails due to the occurrence of permanent deformations during high pressure tests.

Для индикации давления в огнетушителях используются также устройства, чувствительным элементом которых является упругая, стойкая к коррозии металлическая мембрана, защищающая преобразующий механизм от загрязнения и выдерживающая высокое испытательное давление. To indicate the pressure in fire extinguishers, devices are also used, the sensitive element of which is an elastic, corrosion-resistant metal membrane that protects the conversion mechanism from contamination and withstands high test pressure.

Известно техническое решение [1] в котором устройство для индикации давления содержит упругую металлическую мембрану, закрепленную между двумя частями корпуса винтами, преобразующий механизм в виде шарнира с поводком, взаимодействующий с мембраной и связанный через редуктор с указательным элементом. A technical solution is known [1] in which the device for indicating pressure contains an elastic metal membrane fixed between two parts of the housing by screws, converting a mechanism in the form of a hinge with a leash, interacting with the membrane and connected through a gearbox with a pointing element.

Недостатком этого технического решения является то, что при таком креплении мембраны возможны утечки рабочей среды, особенно при длительном хранении огнетушителя. Кроме того, при монтаже мембраны возникают значительные напряжения в корпусе, которые приводят к перекосам мембраны и искажению линейной зависимости ее деформации от величины измеряемого давления. Линейность характеристики индикатора нарушается также при работе преобразующего механизма. Эта погрешность вызвана появлением дополнительной составляющей перемещения при передаче давления через шарнир с поводком, в котором происходит проскальзывание, не передаваемое указательному элементу. The disadvantage of this technical solution is that with such a fastening of the membrane leakage of the working medium is possible, especially during prolonged storage of the fire extinguisher. In addition, when installing the membrane, significant stresses arise in the housing, which lead to distortions of the membrane and distortion of the linear dependence of its deformation on the magnitude of the measured pressure. The linearity of the indicator characteristics is also violated during the operation of the transforming mechanism. This error is caused by the appearance of an additional component of the displacement during pressure transmission through a hinge with a leash in which slippage occurs, which is not transmitted to the index element.

Известен также индикатор давления [2] содержащий корпус с каналом подвода измеряемой среды, прозрачную крышку, боковой поверхностью плотно прилегающую к боковой поверхности корпуса и опирающуюся на его буртик, мембрану, припаянную к внутренней стороне корпуса и связанную с указательным элементом посредством преобразующего механизма, выполненного в виде рычага, установленного в двух неподвижных опорах, и редуктора. Also known is a pressure indicator [2] comprising a housing with a channel for supplying a measured medium, a transparent cover, a lateral surface tightly adjacent to the side surface of the housing and resting on its shoulder, a membrane soldered to the inside of the housing and connected to the index element by means of a conversion mechanism made in in the form of a lever mounted in two fixed supports, and a gearbox.

В такой конструкции индикатора исключаются утечки рабочей среды благодаря креплению мембраны с помощью пайки, однако в процессе пайки в мембране возникают неравномерные температурные напряжения из-за сильного прогрева, искажающие ее характеристику. Преобразующий механизм также вносит нелинейность в характеристику индикатора, так как при передаче движения от мембраны к рычагу и от рычага к редуктору возникают дополнительные составляющие движения, которые не передаются указательному элементу. In this design of the indicator, leakages of the working medium are eliminated due to the fastening of the membrane by soldering, however, during the soldering process, uneven temperature stresses occur in the membrane due to strong heating, distorting its characteristic. The transforming mechanism also introduces nonlinearity in the characteristic of the indicator, since when transmitting movement from the membrane to the lever and from the lever to the gearbox, additional components of the movement appear that are not transmitted to the index element.

На линейность характеристики индикатора влияет и повышение температуры окружающей среды. Причина состоит в том, что толщина стенок индикатора меньше толщины стенок резервуара с рабочей средой и, следовательно, нагрев индикатора происходит интенсивнее; это приводит к повышению давления в замкнутой полости индикатора, образованной стенками корпуса, прозрачной крышкой и мембраной, на величину большую, чем в резервуаре с рабочей средой. Эта разность давлений и определяет величину искажения линейности характеристики индикатора. Кроме того, конструкция индикатора не позволяет подвергать его испытаниям при давлениях, многократно превышающих рабочее. Это обусловлено тем, что в мембране из-за большого прогиба будут возникать остаточные деформации, искажающие ее характеристики, либо нарушающие ее работоспособность. The linearity of the indicator characteristics is also affected by the increase in ambient temperature. The reason is that the wall thickness of the indicator is less than the wall thickness of the tank with the working medium and, therefore, the heating of the indicator is more intense; this leads to an increase in pressure in the closed cavity of the indicator formed by the walls of the housing, a transparent cover and a membrane, by an amount greater than in a reservoir with a working medium. This pressure difference determines the amount of distortion of the linearity of the indicator characteristics. In addition, the design of the indicator does not allow it to be tested at pressures many times higher than the working one. This is due to the fact that in the membrane due to the large deflection, residual deformations will occur that distort its characteristics or disrupt its performance.

Цель изобретения создание индикатора давления для огнетушителя, выдерживающего давление, многократно превышающее рабочее, и обеспечивающего линейную зависимость величины отклонения стрелки индикатора от измеряемого давления. The purpose of the invention is the creation of a pressure indicator for a fire extinguisher that can withstand pressure many times greater than the working one and that provides a linear dependence of the deviation of the indicator arrow from the measured pressure.

Цель достигается тем, что в индикаторе давления для огнетушителя, содержащем корпус с каналом подвода измеряемой среды, прозрачную крышку, боковой поверхностью прилегающую к боковой поверхности корпуса и опирающуюся на его буртик, мембрану, неподвижно закрепленную в корпусе по периметру и связанную с указательным элементом посредством последовательно соединенных преобразующего механизма, установленного в двух неподвижно закрепленных в корпусе опорах, и редуктора, корпус выполнен из двух частей, соединенных между собой и с мембраной, установленной между ними, сваркой или пайкой по наружной поверхности корпуса, параллельно мембране в корпусе выполнена кольцевая перегородка, ограничивающая ее перемещение при превышении величины допустимого давления, преобразующий механизм выполнен в виде штока с винтовым пазом, установленного в опорах с возможностью вращения и осевого перемещения, пружины, прижимающей шток к мембране, и выступа, выполненного на одной из опор и контактирующего с винтовым пазом, а на прилегающей к корпусу боковой поверхности прозрачной крышки выполнен паз, перекрываемый буртиком корпуса. The goal is achieved by the fact that in the pressure indicator for the fire extinguisher, comprising a housing with a channel for supplying the medium to be measured, a transparent cover adjacent to the side surface of the housing and resting on its shoulder, a membrane fixedly mounted in the housing along the perimeter and connected to the index element by means of sequentially connected by a transforming mechanism installed in two supports fixed in the housing, and a gear, the housing is made of two parts connected to each other and to the membrane, made between them, welding or soldering on the outer surface of the housing, an annular partition is made parallel to the membrane in the housing, restricting its movement when the permissible pressure is exceeded, the transforming mechanism is made in the form of a rod with a helical groove installed in supports with the possibility of rotation and axial movement, springs pressing the rod to the membrane and the protrusion made on one of the supports and in contact with the screw groove, and on the side surface of the transparent cover adjacent to the housing is made groove overlapped by the shoulder of the housing.

Выполнение корпуса из двух частей, соединенных между собой и с мембраной сваркой или пайкой с наружной стороны корпуса, обеспечивает прочное крепление мембраны и герметичность соединения, уменьшает возможность возникновения температурных напряжений на мембране при пайке или сварке за счет отвода тепла на корпус и тем самым обеспечивает линейную зависимость деформации мембраны от действующего на нее давления. Кроме того, такая конструкция корпуса делает технологичным выполнение кольцевой перегородки, ограничивающей перемещение мембраны при превышении величины допустимого давления. The execution of the housing from two parts, connected to each other and with a membrane by welding or soldering on the outside of the housing, provides a strong fastening of the membrane and tightness of the connection, reduces the possibility of temperature stresses on the membrane during soldering or welding due to heat removal to the housing and thereby provides a linear dependence of the membrane deformation on the pressure acting on it. In addition, such a housing design makes it technologically feasible to perform an annular partition that limits the movement of the membrane when the allowable pressure is exceeded.

Расстояние между кольцевой перегородкой корпуса и мембраной не должно превышать ход мембраны в пределах ее упругой деформации и должно быть не меньше рабочего хода мембраны. Соблюдение этого условия исключает нарушение линейности характеристики мембраны в процессе эксплуатации индикатора. The distance between the annular partition of the housing and the membrane should not exceed the course of the membrane within its elastic deformation and should not be less than the working stroke of the membrane. Compliance with this condition eliminates the violation of the linear characteristics of the membrane during operation of the indicator.

Выполнение преобразующего механизма в виде штока c винтовым пазом, поджатого пружиной к мембране и установленного в опорах с возможностью вращения и осевого перемещения, наличие выступа на одной из опор, контактирующего с винтовым пазом штока, обеспечивает линейную передаточную характеристику преобразующего механизма. The implementation of the transforming mechanism in the form of a rod with a helical groove pressed by a spring to the membrane and mounted in supports with the possibility of rotation and axial movement, the presence of a protrusion on one of the supports in contact with the screw groove of the rod, provides a linear transfer characteristic of the transforming mechanism.

Расположение паза на боковой поверхности прозрачной крышки, прилегающей к корпусу, перекрытого буртиком этого корпуса, обеспечивает сброс избыточного давления из полости, заключенной между прозрачной крышкой и мембраной. Это исключает возможность действия противодавления на мембрану при повышении температуры окружающей среды и, следовательно, исключает возможность искажения линейности характеристики индикатора. The location of the groove on the side surface of the transparent cover adjacent to the housing, covered by a shoulder of this housing, provides relief of excess pressure from the cavity enclosed between the transparent cover and the membrane. This eliminates the possibility of back pressure on the membrane with increasing ambient temperature and, therefore, eliminates the possibility of distortion of the linearity of the indicator characteristics.

На фиг. 1 показан индикатор давления для огнетушителя; на фиг. 2 индикатор давления, вид сверху; на фиг. 3 шток с винтовым пазом. In FIG. 1 shows a pressure indicator for a fire extinguisher; in FIG. 2 pressure indicator, top view; in FIG. 3 stem with screw groove.

Индикатор давления для огнетушителя содержит корпус, состоящий из двух частей 1 и 2 с каналом 3 подвода контролируемой среды со встроенным фильтром 4 и прозрачную крышку 5, в которой выполнен паз 6. Прозрачная крышка 5 опирается на буртик 7 корпуса. Между частями корпуса 1 и 2 установлена мембрана 8, соединенная с корпусом сваркой или пайкой по его наружной поверхности. В корпусе выполнена кольцевая перегородка 9, ограничивающая перемещение мембраны 8 при превышении величины допустимого давления. Внутри корпуса установлены две опоры 10 и 11, неподвижно соединенные стойками. Опоры 10 и 11 вместе со шкалой 12 закреплены в корпусе кольцевой пружиной 13. В опорах 10 и 11 с возможностью вращения и осевого перемещения установлен шток 14 с винтовым пазом, взаимодействующим с выступом опоры 10. На штоке 14 закреплено зубчатое колесо 15, входящее в зацепление с трибом 16, на оси которого зафиксирована стрелка 17. Выбор зазоров в механизме осуществляется пружиной 18. Контакт штока 14 с мембраной 8 обеспечивается пружиной 19. The pressure indicator for the fire extinguisher contains a housing consisting of two parts 1 and 2 with a channel 3 for supplying a controlled medium with an integrated filter 4 and a transparent cover 5, in which a groove 6 is made. The transparent cover 5 rests on the shoulder 7 of the housing. Between the parts of the housing 1 and 2, a membrane 8 is installed, connected to the housing by welding or soldering along its outer surface. An annular partition 9 is made in the housing, restricting the movement of the membrane 8 when the permissible pressure is exceeded. Inside the housing are two supports 10 and 11, motionlessly connected by uprights. The bearings 10 and 11 together with the scale 12 are fixed in the housing by an annular spring 13. In the bearings 10 and 11 with the possibility of rotation and axial movement, a rod 14 is installed with a helical groove interacting with the protrusion of the support 10. A gear 15 is fixed to the rod 14, which engages with a tribe 16, on the axis of which the arrow 17 is fixed. The selection of gaps in the mechanism is carried out by the spring 18. The contact of the rod 14 with the membrane 8 is provided by the spring 19.

Индикатор давления работает следующим образом. При возрастании давления в канале 3 подвода контролируемой среды происходит деформация мембраны 8 и перемещение штока 14. Благодаря скольжению винтового паза на штоке 14 по выступу опоры 10 шток 14 поворачивается и через зубчатую пару колесо 15 и триб 16 поворачивает стрелку 17 пропорционально величине деформации мембраны 8. The pressure indicator works as follows. With increasing pressure in the supply channel 3 of the controlled medium, the membrane 8 deforms and the rod 14 moves. Due to the sliding of the screw groove on the rod 14 along the protrusion of the support 10, the rod 14 rotates and, through the gear pair, the wheel 15 and tribes 16 turn the arrow 17 in proportion to the value of the membrane 8 deformation.

При превышении величины допустимого давления, например при испытаниях индикатора, мембрана 8 прогибается таким образом, что опирается на кольцевую перегородку 9 корпуса. При этом активная сила, действующая на мембрану 8, уменьшается и исключается возможность возникновения в ней остаточных деформаций. После прекращения действия давления мембрана 8 возвратится в исходное положение. If the permissible pressure is exceeded, for example, when testing the indicator, the membrane 8 bends in such a way that it rests on the annular partition 9 of the housing. In this case, the active force acting on the membrane 8 is reduced and the possibility of the occurrence of permanent deformations in it is excluded. After the termination of the pressure of the membrane 8 will return to its original position.

В случае повышения температуры окружающей среды в замкнутой полости, образованной корпусом, прозрачной крышкой 5 и мембраной 8, повысится давление. При этом прозрачная крышка 5 выдвигается из корпуса, сообщая посредством паза 6 на ее боковой поверхности внутреннюю полость индикатора с атмосферой. Это приводит к сбросу действующего на мембрану 8 избыточного давления. If the ambient temperature rises in a closed cavity formed by the housing, a transparent cover 5 and a membrane 8, the pressure will increase. In this case, the transparent cover 5 is pulled out of the housing, communicating through the groove 6 on its side surface the internal cavity of the indicator with the atmosphere. This leads to the discharge acting on the membrane 8 overpressure.

Claims

PRESSURE INDICATOR FOR A FIRE EXTINGUISHER, comprising a housing with a channel for supplying a medium to be measured, a transparent cover adjacent to the side surface of the housing and resting on its shoulder, a membrane fixedly mounted in the housing along the perimeter and connected to the index element by means of series-connected transducer installed in two bearings fixed in the housing, and gearboxes, characterized in that the housing is made of two parts connected to each other and to the membrane, installed between them, welding or soldering on the outer surface of the housing, parallel to the membrane, an annular partition is made in the housing, restricting its movement when the permissible pressure is exceeded, the transforming mechanism is made in the form of a rod with a helical groove installed in supports with the possibility of rotation and axial movement, springs pressing the rod against the membrane and the protrusion made on one of the supports and in contact with the screw groove, and on the side of the transparent cover adjacent to the housing the groove is made, erekryvaemy collar housing.