Устройство для передачи движения в герметизированную камеру Советский патент 1979 года по МПК G01N3/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДВИЖЕНИЯ В ГЕРМЕТИЗИРОВАННУЮ КА14ЕРУ

Изобретение относится к высокотемпературныг- исследованиям физико-механических СВОЙСТВ материалов и касается конструкции узла ввода поступательного движения в рабочий объем герметизированной , в частности вакуумной.

Известны конструкции устройств сильфонного типа для передачи движения В вакуумный объем .

3tH устройства удовлетворительно работают в установках для исследования физических свойств материалов, но лишь В тех случаях, когда передача поступательного движения не связана с необходимостью передачи на испытуемый объект строго определенного и постоянного усилия. Дело В том, что В процессе испытаний шток сильфонного уплотнения нагружается дополнительной силой, обуловленной разностью давлений внутри и вне камеры и упругой деформацией сильфонов. Эта сила изменяется как по величине, так и по направлению, В зависимости от того, где больше .давление (внутри или вне камеры), и от вида деформации сильфона (растяжение, сжатие). Если учесть, что усилие, обусловленное упругой деформацией сильфона, изменяется пропорционально величине его деформации, То а. линейно, а усилие, обусловленное разностью давлений, часто Оываег нестабильным вследдтвие тепловых HJiH функциональных изменений давления В камере, то ясно, что перо,цаваемо.э ззсдныгл штоком -усг лие нопостоянно по ве.пичине, причем изь1ененпя уси0лия могут быть со.чзмери. с рабочими нагрузк.ами на- образец.

Частично этот 1едостаток с :льфоккых НБОдоБ ликзиднрован установкой мехсл-шзма уразнова1Лквания, ком5пенсирующего разность давлений внутри и вне .

Так, например, известно устройство для передачи движения в герметизированную камеру, содержащее вывод0ной шток с фланце-.;, раслоложенныя внутри герметично соедингнного с крышкой камеры си.пьфона, и уравновеш1.)вающий атмосферное давление механизм, состоящий из дополнительно5го сильфона и регулируемого по высоте равноплечего коромыс.па, соединяющего упомянутые сильфоны 4.

Однако В этом устройстве также происходят потери при передаче уси0лия В камеру, поскольку в данном

случае шток нагружается удвоенной силой упругой деформации сильфонов (один сильфон необходимо сжимать, а другой - на такую же величину растягивать), которая пропорциональна перемещению штока.

Цель изобретения состоит в уменьшении потерь при Передаче штоком в камеру усилия за счет компенсации сил упругой деформации сильфонов.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено жестко закрепленной относительно крышки камеры траверсой и П-образной скобой, соединенной своими концами с фланцем штока, дополнительный сильфон установлен соосно с основным между торцом фланца штока и опорной поверхностью траверсы и герметично с ними соединен, а на коромысле перпендикулярно его плечам жестко закреплен направленный вертикально вверх рычаг, причем одно плечо коромысла соединено гибкой связью с поперечиной П-образной скобы, а на другом его плече и рычаге установлены соответственно противовес и груз, создающий момент переменной величины по мере отклонения рычага от исходного положения.

На фиг. 1 представлено предложенное устройство; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Устройство содержит выводной шток 1 с фланцем, сильфоны 2 и 3, траверсу 4, жестко закрепленную относительно крышки 5 камеры 6 на стойках 7, П-образную скобу 8, соединенную своими концами с фланцем штока 1 (фиг. 2), и коромысло 9, одно плечо которого соединено гибкой связью 10 с поперечиной П-образной скобы 8, а на другом установлен противовес И. На jcopoMHcne перпендикулярно его плечам жестко закреплен направленныйвверх рычаг 12, на конце которого закреплен гру 13.

Сильфоны 2 и 3 герметично соединены с торцами фланца штока Г и сооветственно с крышкой 5 камеры и с опорной поверхностью траверсы 4. Во фланце штока и в крышке камеры выполнены каналы 14, с помощью которы внутренние полости сильфонов сообщаются с рабочим объемом камеры. Устройство работает следующим образом. В случае наличия перепада давлений внутри и вне камеры усилие деформации обоих сильфонов через траверсу 4, стойки 7 и крышку 5 воспринимается корпусом камеры б. Таки образом, шток 1 оказывается разгруженным от этого усилия.

Набором противовесов 11, установленных на горизонтальном плече коромысла 9, компенсируется собственный

вес штока 1 и вес связанной с его фланцем П-образной скобы 8.

Уравновешивание силы упругой деформации обоих сильфонов осуществляв ется с помощью рычага 12 и груза 13.

По мере смещения штока 1 от нейтрального (исхс)дного) положения на него начинает действовать направо ленная против смещения и прямо пропорциональная ему суммарная сила

упругой деформации обоих сильфонов. Одновременно с этим перемещение штока 1 через скобу 8 вызывает отклонение рычага 12 с грузом 13 от вертикали, что обусловливает возникновение момента, пропорционального синуса угла отклонения рычага.

Как известно, в пределах малых углов ( 6) синус угла пропорционален самому углу, следовательно, в

пределах этих углов возникающий от груза 13 момент будет пропорционален углу отклонения рычага 12, т.е. величине смещения штока 1. Причем этот момент будет всегда противоположен по знаку моменту сил упругой деформации обоих сильфонов. Равенство же этих моментов, т.е. их взаимная компенсация, обеспечивается подбором величины груза 13 и радиуса его установки на рычаге 12

в зависимости от характеристик сильфонов 2 .и 3.

Применение предложенного устройства целесообразно в испытательных установках, ход штока которых находится в пределах упругой деформации сильфонов, например, в установках для испытания на ползучесть, в высокотемпературных установках для определения предела прочности .при

растяжении и т. д. Оно может быть использовано как в вакуумных камерах, так и в камерах, заполненных инертной, агрессивной и т. п. газовой средой.

Формула изобретения

Устройство для передачи движения в герметизированную камеру, содержащее выводной шток с фланцем, расположенный внутри герметично соединенного с крышкой камеры сильфона, и механизм уравновешивания, выполненный в виде дополнительного сильфона и коромысла, при этом внутренние полости сильфонов и камеры сообщены между собой, отличающеес я тем, что, с целью уменьшения потерь при передаче усилия в рабочий объем камеры путем компенсации сил упругой деформации сильфонов, оно снабжено жестко закрепленной относительно крышки камеры траверсой и П-образной скобой, соединенной своими концами с фланцем штока. дополнитель 1ый сильфом установлен соосно с основным между торцем флан ца штока и опорной поверхностью траверсы и герметично с ними соединен, а на коромысле пер ендикулярно его плечам жесткозакреплен рычат, причем одно плечо коромысла :оединено гибкой связью с поперечи«ой П-образной скобы, а на другом лго плече и рЕлчаге установлены соответственно противовес и груз, создающий момент переменной величины по мере отклонения рычага от исходного положения.

fl Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 308978, кл. G 01 N 3/18, 1965. № 2.Авторское свидетельстьо СССР 251854, кл. G 01 N 3/18, 1968. 3.Авторское свидетельство СССР 164694, кл. G 01 N 3/18, 1962. 4.Цветаев А. А.| Балаховский О. А, Чужко Р. К. Приспособление к твердомеру для измерения горячей твердости металлов. Машины и приборы для испытания материалов. М., Me-. таллургия,1968,с.109-111 (прототип