RU2106611C1

RU2106611C1 - Pressure relay

Info

Publication number: RU2106611C1
Application number: RU96102255A
Authority: RU
Inventors: О.В. Слюсарев; А.И. Романов; М.А. Винокуров; В.А. Кумачева; В.И. Рытов; Т.И. Захарова
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики
Priority date: 1996-02-06
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 1998-03-10

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: pressure relay has body 7, sensing element made as piston 3 positioned with clearance in body hole, flexible membrane 2 which contacts piston and is coupled to body tightly over periphery. Relay is provided with rod 4 arranged coaxially relative to piston. It interacts with spring 5 and contact member, for example with microswitch 8. Flexible membrane 2 has concentric crimp 10. Chamfers are made on piston 3 and in body hole concentrically with respect to each other. Membrane crimp 10 is arranged between the above-indicated chamfers, and membrane 2 is positioned with clearance relative to body 7. EFFECT: higher measurement results. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения порогового значения давления. The invention relates to measuring equipment, namely to devices for measuring a threshold pressure value.

Известны устройства, в которых в качестве чувствительных элементов (ЧЭ) используются сильфоны, мембраны, трубки Бурдона и т.д.[1]. Known devices in which bellows, membranes, Bourdon tubes, etc. are used as sensitive elements (CE) [1].

Под действием давления такие чувствительные элементы перемещаются. Движение ЧЭ через шток, который перемещается в своих направляющих, передается на контактный элемент, например, микровыключатель. Величина давления, при котором срабатывает микровыключатель, регулируется пружиной. Under the influence of pressure, such sensitive elements move. The movement of the SE through the rod, which moves in its guides, is transmitted to the contact element, for example, a microswitch. The pressure value at which the microswitch operates is regulated by a spring.

Эти устройства обладают:
относительно большой величиной жесткости рабочей характеристики, что увеличивает разницу по давлению между величиной давления срабатывания и переходе реле в исходное состояние;
наличием трения в направляющих перемещения штока, что увеличивает погрешность срабатывания.These devices have:
a relatively large stiffness of the operating characteristic, which increases the pressure difference between the value of the response pressure and the transition of the relay to its initial state;
the presence of friction in the guides of the movement of the rod, which increases the error of operation.

Можно повысить чувствительность уменьшением жесткости ЧЭ, например, выполнив ЧЭ из эластичных материалов (резина, резино-тканевый материал, полиимид и т. д). Однако это приведет к уменьшению точности, так как, как правило, эти материалы не обладают достаточно точными и стабильными упругими характеристиками. You can increase the sensitivity by reducing the stiffness of the SE, for example, by performing the SE of elastic materials (rubber, rubber-fabric material, polyimide, etc.). However, this will lead to a decrease in accuracy, since, as a rule, these materials do not have sufficiently accurate and stable elastic characteristics.

Частично указанные недостатки устранены в конструкции реле давления [2]. Partially indicated disadvantages are eliminated in the design of the pressure switch [2].

Данное устройство выбрано в качестве прототипа. This device is selected as a prototype.

Реле давления содержит корпус, чувствительный элемент, выполненный в виде поршня, расположенного с зазором в отверстии корпуса. Эластичная мембрана герметизирует упомянутый зазор. Перемещение поршня под воздействием давления передается штоку, который, двигаясь в направляющих и преодолевая усилие пружины, вызывает срабатывание контактного элемента - микровыключателя. The pressure switch comprises a housing, a sensing element made in the form of a piston located with a gap in the opening of the housing. An elastic membrane seals said gap. The movement of the piston under the influence of pressure is transmitted to the rod, which, moving in the guides and overcoming the force of the spring, triggers the contact element - microswitch.

В прототипе принципиально решена задача повышения чувствительности за счет введения эластичной мембраны и повышения точности за счет применения поршня, площадь которого стабильна. The prototype fundamentally solved the problem of increasing sensitivity by introducing an elastic membrane and increasing accuracy by using a piston whose area is stable.

Однако в таком устройстве возможно возникновение заклинивания штока в направляющих, а величина усилия, развиваемого поршнем в начальной стадии подачи давления, недостаточна, чтобы преодолеть заклинивающие эффекты и обеспечить плавное перемещение штока. Режим перемещения штока будет прерывистым, что уменьшает точность при измерении. However, in such a device, rod jamming in the guides may occur, and the amount of force developed by the piston in the initial stage of pressure supply is insufficient to overcome jamming effects and ensure smooth movement of the rod. The rod movement mode will be intermittent, which reduces accuracy during measurement.

Предлагаемое изобретение направлено на решение указанной задачи. The present invention is directed to solving this problem.

Для чего в реле давления, содержащем корпус, чувствительный элемент, выполненный в виде поршня, расположенного с зазором в отверстии корпуса, эластичную мембрану, контактирующую с поршнем и герметично соединенную на периферии с корпусом, шток, расположенный соосно с поршнем и взаимодействующий с пружиной и электроконтактным элементом, эластичная мембрана выполнена с концентрическим гофром, а на поршне и в отверстии корпуса выполнены концентрично друг другу фаски, между которыми расположен гофр мембраны, причем мембрана установлен с зазором относительно корпуса. Why in the pressure switch containing the housing, a sensing element made in the form of a piston located with a gap in the bore of the housing, an elastic membrane in contact with the piston and hermetically connected at the periphery with the housing, a rod located coaxially with the piston and interacting with the spring and the contact element, the elastic membrane is made with concentric corrugation, and on the piston and in the bore of the housing are chamfered concentrically to each other, between which the corrugation of the membrane is located, and the membrane is installed with a gap orom relative to the body.

В связи с тем, что эластичная мембрана расположена с зазором от корпуса, в начальной стадии подачи давления на шток действует усилие, развиваемое мембраной (большей по площади, чем поршень). Благодаря большему усилию преодолеваются заклинивающие эффекты в направляющих штока. Шток выравнивается и происходит его плавное перемещение. Мембрана в это время ложится на корпус (выключается из работы) и шток продолжает двигаться под действием усилия, развиваемого поршнем, что определяет срабатывание электроконтактного элемента. Расположение гофра мембраны в фасках поршня и корпуса также способствует выравниванию и устойчивому перемещению поршня, что благоприятно сказывается на перемещении штока. Due to the fact that the elastic membrane is located with a gap from the housing, in the initial stage of applying pressure to the rod, the force exerted by the membrane (larger in area than the piston) acts. Thanks to the greater force, jamming effects in the rod guides are overcome. The rod is leveled and it moves smoothly. At this time, the membrane rests on the body (it turns off from work) and the rod continues to move under the action of the force developed by the piston, which determines the operation of the electrical contact element. The location of the corrugation of the membrane in the chamfers of the piston and the housing also contributes to the alignment and stable movement of the piston, which favorably affects the movement of the rod.

Изобретение поясняется чертежом, где представлено предложенное реле давления. The invention is illustrated in the drawing, which presents the proposed pressure switch.

Реле давления содержит штуцер 1, мембрану 2, поршень 3, шток 4, пружину 5, направляющий шток 6, корпус 7, электроконтактный элемент 8, рычаг 9, концентрический гофр 10. The pressure switch contains a fitting 1, a membrane 2, a piston 3, a rod 4, a spring 5, a guide rod 6, a housing 7, an electrical contact element 8, a lever 9, a concentric corrugation 10.

Поршень 3 расположен в отверстии корпуса 7 с зазором. Эластичная мембрана 2, контактирующая с поршнем 3, герметично соединена по периферии с корпусом 7. Шток 4 расположен соосно с поршнем 3 и контактирует с пружиной 5 и электроконтактным элементом 8 (микровыключателем) через рычаг 9. The piston 3 is located in the hole of the housing 7 with a gap. The elastic membrane 2 in contact with the piston 3 is hermetically connected at the periphery with the housing 7. The rod 4 is located coaxially with the piston 3 and is in contact with the spring 5 and the electrical contact element 8 (microswitch) through the lever 9.

Эластичная мембрана 2 имеет концентрический гофр 10. The elastic membrane 2 has a concentric corrugation 10.

Реле давления работает следующим образом. The pressure switch operates as follows.

При повышении давления P в полости штуцера 1 мембрана 2 развивает усилие, равное P•S_м, где S_м - площадь мембраны, и поршень 3 со штоком 4 начинает перемешаться, преодолевая усилие пружины 5. При этом поскольку величина P•S_м значительна (S_м > S_п, где S_м - площадь поршня), шток 4 преодолевает заклинивающие эффекты в направляющих 6 и выравнивается по оси.With increasing pressure P in the cavity of the nozzle 1, the membrane 2 develops a force equal to P • S _m , where S _m is the area of the membrane, and the piston 3 with the rod 4 begins to mix, overcoming the force of the spring 5. Moreover, since the value of P • S _{m is} significant ( S _m > S _p , where S _m is the piston area), the rod 4 overcomes jamming effects in the guides 6 and is aligned along the axis.

При дальнейшем повышении давления мембрана 2 после перемещения на зазор δ ложится на корпус 7 и выключается из работы. With a further increase in pressure, the membrane 2 after moving to the gap δ lies on the housing 7 and turns off.

Дальнейшее перемещение штока 4 происходит под действием усилия, равного P•S_п, развиваемого поршнем 3, где S_п - площадь поршня, и происходит срабатывание микровыключателя.Further movement of the rod 4 occurs under the action of a force equal to P • S _p developed by the piston 3, where S _p is the piston area, and the microswitch is triggered.

При этом поскольку шток 4 выравнен по оси, его движение происходит более плавно с меньшим трением, что обуславливает меньшую погрешность срабатывания, т.е. повышение точности измерения. Moreover, since the rod 4 is aligned along the axis, its movement occurs more smoothly with less friction, which leads to a lower error of operation, i.e. improving measurement accuracy.

Claims

A pressure switch comprising a housing, a sensing element made in the form of a piston located with a gap in the opening of the housing, an elastic membrane in contact with the piston and hermetically connected around the periphery of the housing, a rod located coaxially with the piston and interacting with the spring and the contact element, characterized the fact that in it the elastic membrane is made with concentric corrugation, and on the piston and in the bore of the housing are chamfered concentrically to each other, between which the corrugation of the membrane is located, moreover, the membrane installed with a clearance relative to the housing.