Трубчатая (бурдоновская) пружина для манометров высокого давления Советский патент 1945 года по МПК G01L19/00 G01L7/04 

Обычно для МЗнометров применяются трубчатые (бурдоновские) -Пружины, показанные на фиг. 1, с формой сечеиия, представляющей собой эллипс или овал, причём толщина стенок по всему сечени ю - одинакова. Технология изготовления трубчатых пружин такова, что обусловливает повышение прочности материала по плоским сторонам сечения (по концам малой оси а) вследствие их нагартовки, и одновременно ослабление ,ребер, закруглённых сторон сечения (по концам -большой оси Ь) по причине деформации материала при обжатии выше предела текучести, причём это ослабление не может быть скомпенсировано даже термообработкой. В то же время известно, что раскручивание пружины под действием давления связано с возникновением напряжений по сечению пружины: напряжения находятся в зоне сечения по концам большой оси, что подтверждается теорией и опытом (при перегрузке пру|жины лопаются именно по рёбрам). Ослабление сечения пружины, вследствие особенностей применяемой технологий, по рёбрам, где как раз сосредоточиваются наиболее опарные максимальные напряжения, может быть

скомпенсировано соответственным утолшением стенок её, расположенных по концам большой оси эллипса, как это показано на фиг. 2.

Трубчатая пружина с сечением, представленным на фиг. 2, и является предметом настоящего изобретения.

По данным, приведённым в специальной литературе, а также из практики хорошо известно, что характер распределения напряжениГ по сечению в сильной степени зависит от формы сечения пружины: от толщины стенок, от кривизн ; стенок, радиуса закругления ребер, отношения осей сечения и т. д. Например, по данным, приведённь ; Феодосьевым в его работе «Расчёт тонкостенных трубок Бурдона эллиптического сечения энергетическим методом (Оборонгиз, 1940 г.), у тонкостенных пружин меридиональные напряжения сосредоточиваются в зонах по большой оси и в некоторой степени - по малой оси (иллюстрация такого частного случая дана на фиг. 35, стр. 25 указанной работы), у толстостенных жг пружин максимальные меридиональные напряжения находятся в зоне по концам большой оси и совмещаются с максимумом кольцевых напряжений. Но при всём многообразии форм сечения пружин, из которых многие формы создают специфический, отличительный эффект, максимальные напряжения, наиболее опасные и разрывающие пружину при перегрузке, сосредоточиваются именно по ко-нцам большой оси сечения. Эти же напряжения обусловливают и наступление предела пропорциональности пружины при повышенном давлении.

Следовательно, чем толш,е будут стенки пружи1ны в- зоне действия максимальных напряжений, тем большим напряжениям может сопротивляться материал, тем выше будет предел пропорциональности пружины, тем на большее давление может быть применена пружина.

Однако с повышением толш,ины стенок равномерно по всему сечеь вию резко падает чувствительность пружины (см., например, «Измерение давления Жоховского и РазуМИхина, ст. 63); именно из-за этого - вследся-вие падения чувстви тельности и увеличения гистерезиса

с повышением толщины стенок - не удаётся до сих пор создать трубчатую пружину на давление свыше 5000 кг/см («Физика высоких давлений, Бриджмен, стр. 71). Отсюда следует, чФО для достижения требуемого технического эффекта-повышения предела пропорциональности при сохранении чувствительности - увеличивать толщину-стенок следует только по рёбрам, а не по всему сечению, чтобы не понизить чувствительности пружины, величины удельного перемещения конца.

Предмет изобретени:я

Трубча)тая (бурдоновская) пружи на для манометров высокого давления, имеющая эллипсоидальное сечение, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения повышен И Я предела пропорциональности и запаса прочности с сохранением чувствительности пружины, стенки её, расположенные по концам большой оси эллипса, т. е. в зоне действия наибольших разрывных напряжений, выполнены утолщёнными.