Манометрическая пружина Советский патент 1983 года по МПК G01L7/04 

Изобретение относится к технике измерения давлений и касается конструкции упругих чувствительных эле ментов в виде манометрических трубчатых пружин прямой или изогнутой формы, предназначенных в оснрвном для работы в области высоких давлений. Известны трубчатые манометрические пружины, применяемые в манометрах высоких давлений, у которых вну ренний канал смещен относительно центра тяжести его поперечного сечения. Такие пружины обладают достаточно высокой чувствительностью и могут быть использованы как в сигна лизаторах с контактным выходом, так и в датчиках давления iL Известна также манометрическая трубчатая пружина с ребром жесткост расположенным по образующей Г23. Однако известные пружины не сох раняют стабильности характеристик в условиях вибрационных нагрузокj например, при установке манометрических приборов на подвижных объектах. В этих условиях требуется сочетать высокую чувствительность и высокую собственную частоту колебаний для исключения резонансных явлений в ра бочем диапазоне, поскольку применен демпфирующих средств для повьаяения виброустойчивости ухудшает метрологи ческие характеристики. Целью изобретения является повышение стабильности характеристик пружины в условиях вибрации. Указанная цель достигается тем, что в манометрической пружине, выполненной в виде трубки с ребром жесткости по образующей, последнее выполнено в виде тавра, присоединен ного к трубке торцом своей стенки, с размерами сечения,, удовлетворяющими условиям i D (1,3т2,(3)а, b с - 0,20, h D е (1,04-2,0)0,. где О - .наружный диаметр трубки; d - внутренний диаметр трубки; b - толщина полки тавра; с - толщина стенки .тавра; h - высота стенки тавра; С - длина полки тавра. На фиг.1 изображена предложенная трубчатая пружина; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. Манометрическая пружина состоит из изогнутой или прямой, круглой или профилированной трубки 1, с которой ,соединено ребро 2 жесткости, выполненное в виде тавра. Ребро 2 присоединено к трубке 1 торцом своей стенки. Соединение ребра с трубкой может быть осуществлено известными спосо-, бами, либо пружина выполнена цельной. Такое выполнение трубчатой пружины обеспечивает существенное смещение центра тяжести поперечного сечения относительно центра приложения сил давления. В результате обеспечивается оптимальное сочетание высокой чувствительности с повышенной собственной частотой при сохранении напряжений в пределах упругости. Расчетные и экспериментальные исследования характеристик пружины показывают, что ребро жесткости в виде тавра обеспечивает наилучшее сочетание значений прогиба и собственной частоты по сравнению с ребром жесткости другой формы, например прямоугольной, при сохранении напряжений в пределах упругости материала. В результате расчетно-экспериментальных исследований получены соотнсяаения размеров пружины с ребром в виде тавра, которые превосходят по величине прогиба в 1,3-1,4 раза и по собственной частоте колебаний в 1,1-1,3 раза аналогичные характеристики пружины с прямоугольным ребром жесткости, т.е. ребро жесткости в виде тавра и соотношение между его геометрическими характеристиками позволяет обеспечить повышение виброустойчивости при сохранении высокой чувствительност}. Например, для пружины длиной 40 VSM из сплава БрБНТ 1,9 с ребром жесткости в виде тавра при значениях D 4,16 мм, d 3,2 мм, b с 0,83 мм, h 4,16 t 4,16 мм при давлении 1000 кг/см получены максимальный прогиб 0,174 мм, собст венная частота 3000 Гц и значения напряжений в материале, не превосходящее 0,64 от допустимого значения, в то время как в манометрической трубке с ребром прямоугольного сечения соответственно - 0,137 мм, 2700 Гц и 0,55. Таким образом, предлагаемая конструкция манометрической трубчатой пружины позволяет создать манометрические приборы для работы в условиях вибрации и ударных нагрузок с белее высокими метрологическими хаpaктepиcтикa в.

МАНОМЕТРИЧЕСКАЯ ПРУЖИНА, выполненная в виде трубки с ребром жесткости, расположенным по образующей, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности характеристики в условиях вибрации, в ней ребро жесткости выполнено в виде тавра, присоединенного к трубке торцом своей стенки, с размерами , сечения пружины, выбранными из условия D