Витая трубчатая манометрическая пружина Советский патент 1980 года по МПК G01L7/04 

I

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при изготовлении упругих чувствитальйых элементов.

Известна манометрическая пружина, по основному авт. св. № 224861, нечетного числа витых трубок с одинаковым шагом навивки, расположенных концентрично с зазором друг относительно друга. Каждая из трубок в своем .подвижном конце снабжена заглушкой с перепускным каналом, являющейся основанием для следующей трубки большего диаметра. Витые трубки заключены в корпус, закрепленный на приемном штуцере и служащий опорой для оси вращения заглушек.

Недостатком этойпружины является ее тепловая инерционность.

Цель изобретения - понижение тепловой инерционности.

Цель достигается тем, что рабочая и вспомогательная полости предлагаемой пружины герметизированы и заполнены

дод вакуумом жидким металломили сплавом, причем штуцер герметизирован при помощи с епьфона, а выводной валик герметизирован при помощи витой трубки, рабочий ход которой превышает величину разворота выводного валика. В качестве металла применена ртуть.

На чертеже показана предлагаемая пружина, общий вид.

В центральное отверстие щтуцера 1

10 вставлен и приварен кронштейн 2, as ко-, торому, в свою очередь, приварена витая трубка 3. Передний конец этой трубки приварен к заглушке 4, имеющей отверстия 5 и лежащей своей цилиндрической

15 опорной частью в центральном отверстии заглушки 6. К заглушке 4 приварен также передний конец витой трубки 7. Задний конец витой трубки 7 приварен к опоре 8, имеющей отверстия 9 и посаженной

20 неподвижно на кронштейне 2. К опоре 8 приварен также задний конец витой трубки 10, передний конец этой трубки приварен к заглушке 6, имеющей отвер- 37 сггия 11 и лежащей своей цилиндрической опорной частью а центральном отвер тии заглушки 12. К заглушке 6 приварен TaiDKe лередш1й конец витой трубки 13. Задний конец трубки 13 приварен к опоре 14, отверстия 15 и посаженной подвижно на кронштейне 2. К опоре 14 приварен задний конец вито трубки 16. Передний конец этой трубки приварен к заглушке 12, лежащей своей цилиндрической частью 17 (выводным валиком) в центральном отверстии корпуса 18, герметично навернутого на штуцер 1. Отверстия 19 служат для соединения внутренней полости корпуса 18 с внутренней полостью разделителя 20, один конец которого соединен герметично с корпусом 18, а второй с выводным валиком 17, На приемном штуцере 1 герметично ашфеплен разделитель 21. Давление поступает по каналу 22. Полости разделителейу корпуса и трубчатых пруж заполнены под вакуумом жидкометаллическим заполнителем. Для этого рабочая полость, в которую подается давление, и вспомогательная полость, ограниченная снаружи толс тостенным корпусом, герметизиру отся и заполня отся под вакуумом металлом или жидкометаллическим сплавом, сохраняющим жидкое состояние в рабочем интервале температур, например, ртутью или эвтектикой К - Ма. При заполнении пружины ртутью ее инерционность уменьшается а зависимос ти от испол1штельных размеров, в 1,52 раза. При заполнении эвтектическим сплавом К-Ыа в 80-100 раз, Для герметизации приемочного штуцера применяется разделитель, имеюший линейное рабочее перемещение, например сильфрн. Кроме герметизации рабочей полости пружины и передачи ей наружно го давления, разделитель играет роль компенсатора, позволяющего согласовать меняющийся преимущественно от температуры объем заполиителя с меняющимс преимущественно от давления объемом рабочей полости пружины во всем диапа зоне ргабочих давлений и температур, дл чего подбирается определенный объем разделителя. Герметизация выводного валика пруж ны осуществляется при помощи разделителя с угловым рабочим перемещением, например, витой трубки, герметично соединенной протиБополоматыми котлами с 54 корпусом и валиком, направление рабочего хода которого совпадает с рабочим перемеш;е шем валика, а величииа рабочего хода превышает ве.личину разворота валика. Одним из глав1Ш1х требований к разделителю является непоследовательность передачи вращательного движения через герметичную перегородку, без преобразовашш двткешгя, без вспомогательных муфт или передач, которые могут исказить сигнал. Для согласования объемов вспомога-; тельной полости пружины с объемом заполнителя в диапазонах рабочих перемещений пружины и рабочих температур с целью предотвращения воздействия давления заполрштеля на разделитель, заполнение вспомогательной полости пружины производится при поданном в рабочую полость мшссимальном давлении (объем вспомогательной полости минимален) и при прогретой до максимальной температуры пружине (объем заполнителя во вспомогательной полости максимален). Вслед ствие этого, при сбросе давления и охла вдения пружины разделитель будет находиться только под воздействием атмосферного давления. К обоим разделителям предъявляется требова1ше минимального влияния на упругую характеристику пружины, для чего они выполдшются вялыми или незначительно упругими, величиной упругости их можно пренебречь или ее можно учесть при градуировке. Полости, находящиеся под давлением, отмечены на чертеже точками. Пружина работает следующим образом. Под действием внутреннего давления передгшй конец витой трубки 3 поворачивается против часовой стрелки, а под действием наружного давления задний конец витой трубки 7 также поворачивается на некоторый угол против часовой стрелки. В результате суммарный угол поворота будет равен сумме углов поворота переднего конца одной и заднего конца другой трубки. Далее аналогичным образом против часовой стрелки поворачивается передний конец трубки 10, и задний конец трубки 13, а также передний конец трубки 16 Таким образом угол поворота выводного валика, с которого снимается движение на передаточный механизм прибора, равен сумме углов поворота всех трубок. Таким образом угол раскруювяпил пружины приблизительно равен yrviy рас кручивания одинарной витой трубчатой монометрической пружины, у которой длина приблизительно больше одинарной витой трубки во столько раз, сколько витых трубок входит в данную пружину. Полости между трубкам1Г 3 и 7 и тр ками 1О и JL3, связаны отверстиями 9 и 15 в опорах 8 н 14 с полостями -. ограниченными корпусом 18 и разделителем 2О, и об1 азуют вспомогательную полость пружины. Количество витых трубок всегда нечетно. Зазоры между трубками выбраны так, что при повороте они не задевают друг друга. Температурный диапазон при заполнении ртутью составляет о -38,9 до +356° С; при заполнении эвтек тическим сплавом К {75%)-/Va (25%)от -12 до +75О°С, при условии при75., менения для пружин жаростойких сплавов. Формула изобретения 1.Витая трубчатая манометрическая пружина по авт. св. № 224861, о т .личающаяся тем, что, с цепью понижения тепловой инерционности, ее рабочая и вспомогательные полости герметиаированы и заполнены под вакуумом жидким металлом или сплавом, причемприемочный штуцер згерметизирован при помощи сильфона, а выводной валик герметизирован при помощи витой трубки, рабочий ход которой превьпиает величину разворота выводного валика, 2.Пружина ПОП.1, отличающаяся тем, что в качестве металла применена ртуть.