Дифференциальный манометр с применением упругого элемента (например, сильфона), заключенного в герметическую камеру Советский патент 1939 года по МПК G01L13/02 G01L19/06 

При конструировании различного рода диференциальных манометров труднее всего разработать вывод наружу из герметической камеры конца упругого элемента с тем, чтобы последний при перемещении не нарушал ненронипаемости.

В настоящем изобретении эта задача разрешается путем применения системы телескопических входящих друг в друга и последовательно скрепленных друг с другом торцами трубок. Трубки эти связаны с рычагом и с упругим элементом (сильфоном).

На чертеже фиг. 1 изображает герметическую камеру с выводным механизмом манометра, фиг. 2 - диаграмму, фиг. 3, 4 - трубки с частичным разрезом.

Как видно на фиг. 1, сильфон / под действием разности давления Н PI - Ра перемещается, поворачивая рычаг а вокруг оси Ь. Сама ось b с одной стороны вращается в подшипнике, а с другой стороны впаяна в торец упругой трубки с. Трубка с закреплена с одного конца в стенке камеры диференциального манометра, а другой ее конец, который соединен с осью

Ь, управляемой рычагом, герметически закрыт. Таким образом, усилие вращения оси b будет передаваться на трубку с. В зависимости от геометрических параметров и материала трубки угол ее закрутки будет разным. Как известно, угол закручивания закрепленного с одного конца и подвергающегося скручиванию с другого конца вала выражается так:

)

Mg - крутящий юмeнт, приложенный к концу вала (кг/см)

L - длина вала от места приложения крутящего момента до места заделки (см)

G - модуль упругости второго рода (кг/см-)

IP - полярный момент инерции сечения (СЛ1).

Из фиг. 1 имеем, что значение момента, поворачивающего ось b и скручивающего трубку с

М, Р-К(2)

где Р - аксиальное усилие сильфона кг, R - радиус плеча в сл{. Таким образом, подставляя значение ,М (2) в формулу (1), получим: Р- R- L Учитывая значение полярного момента инерции для полного сечения (трубы), окончательно будем иметь: P./.L.32 СО .-J I.-L t - d4r. Рассматривая выражение (4) с точки зрения самой конструкции, можно заметить, что чувствительность настоящего выводного механизма при всех прочих постоянных параметрах будет прямо пропорциональна длине трубки. Иначе говоря, угол закручивания трубки с (фиг. 1) будет тем больше, чем больше ее рабочая длина L. Принимая для данной конструкции в выражении (4): . Р- R-32 const с G Л - d т. можно заметить, что выражение (4) примет вид уравнения прямой с угловым коэфициентом С. CL(6) Графическая ;интерпретация уравнения (6) при разных значениях коэфидиента С (а это значит, что толщина трубки, ее материал, радиус плеча рычага а, усилие, развиваемое манометрическим элементом и т. д., будут для каждой конструкции отличными) дает пучок прямых выходящих из начала координат, но имеющих различные углы наклона к оси абсцисс (фиг. 2). С другой стороны совершенно омевидно, что увеличение длины трубки L при данном коэфициенте С дает увеличение угла закрутки 9- Однако увеличение длины трубки увеличивает габариты приборов и, следовательно, имеет определенные границы. Учитывая все вышеперечисленные обстоятельства, влияющие на увеличение угла закрутки -;, приходим к конструкции типа телескопических трубок (фиг. 3). Как видно из фиг. 3, путем введения одной трубки d в другую и жесткого соединения их попарно между собой спайкой или приваркой достигается искусственное увеличение действующей длины трубки, причем угол закручивания f увеличивается, а ее габаритная длина уменьшается в значительной мере. Принцип действия указанной конст рукции т|р(убок может быть пояснен фиг. 4. Из этой фигуры ясно видно, что общая длина трубки L фактически увеличивается за счет увеличения числа К соединенных трубок, каждая длиною L. При этом можно длину отдельных трубок уменьшить, вследствие чего длина LO (фиг. 3) может быть значительно меньше длины Lo (фиг. 1) LO С о, так как Lg К L Из той же фиг. 4 очевидно, что применение трубочек с возрастающим диаметром (c/,d., ,.г) будет несколько изменять, причем в сторону уменьшения, угол закрутки 9В выражение (6) для угла Ф по этому поводу будет введен поправочный коэфициент У , учитывающий влияние изменения диаметра 9 C.Z.(7) Коэфициент |;. может быть определен эмпирическим путем. Величина удолжна быть немного меньше единицы. Таки.ч образом, можно считать, что предлагаемый выводной механизм обладает следующими особенностями по сравнению с известными: . Незначительные габариты. 2.Значительный угол закрутки. 3.Относительная простота конструкции. 4.Почти полное отсутствие искажепий (они очень незначительны) при передаче крутящего момента. 5.Возможность регулирования жесткости передачи (за счет увеличения либо уменьшения количества сочлененных трубочек). 6.Надежность в работе. Перечисленные качества настоящего выводного механизма, выполненного, как указывалось, в виде телескопических трубок, обеспечивают возможность использования его в диференциальных манометрах и других конструкциях, связанных с выводом вращагощего момента из герметического пространства в атмосферу.

Предмет изобретения.

Диференциальный манометр с применением упругого элемента(например сильфона), заключенного в герметическую камеру, отличающийся тем, что, с целью передачи перемещений конца упругого элемента наружу герметической камеры без нарушения непроницаемости последней, применена система телескопических входящих друг в друга, последовательно попарно скрепленных друг с другом торцами трубок d, из которых торец внешней жестко укреплен в стенке камеры, а запаянный конец последней из внутренних жестко скреплен с осью Ь. управляемой рычагом а под влиянием перемещения конца упругого элемента.