Чувствительный элемент мембранного типа Советский патент 1980 года по МПК G01L7/08 

I

Изобретение относится к устройствам для измерения давления газообразных и жидких веществ, в частности к элементам мембранных устройств для измерения высоких давлений в сосудах гидрометрального синтеза минералов.

Известны чувствительные элементы устройств для измерения высоких давлений жидкостей и газов в виде мембран, трубчатых пружин, сильфонов и баллонов. При гидротермальном синтезе для измерения давлений в сосуде чаше всего используют устройства с разделительной системой, где в качестве чувствительных элементов используются мембраны, трубчатые пружины и сильфоны i.

Однако такие устройства отличаются малой надежностью тонких (равновесных) ме :бран, которые выходят из строя при О1носительно малых перепадах давления.

Чувствительные элементы в виде сильфонов и трубчатых пружин, помещенные в Ъолость сосуда гидротермального синтеза, подвержены осаждению на

своей поверхности продуктов синтеза из раствора, в результате чего забиваются { залипают) горы, изменяется подвижность оболочки, снижается ее прочность и точность измерений.

Все перечисленные элементы имеют большие габариты, занимают достаточно большие объемы, что ведет к усложнению и удорожанию средств герметиJQ сосуда и снижению надежности процесса в целом. Например, расчеты показывают, что для давления 200Окгс/см и при перемещении центра мембраны на 1 мм, радиус стальной мембраны должен быть более 2ОО мм.

15

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является мембранный чувствительный элемент, который состоит из ряда гофрированных мембран

20 с резиновыми прослойками Г2.

Однако при применении элемента в сосудах высокого давления недостатками его являются относительно большие габариты и относительно малое перемещение центра мембранЫ; обусловленное конструх цией и наличием резинового ашголнителя гофр, Кроме того, усложнение конфигурашш приводит к повышенной зсшшгае- мости, удорожанию средств i- рметизади и снилсению надежности работы устройства в целом, Целью изобретегшя является уменьшение габаритов/чувствительного элемента датчика при заданных перемещени ях его центра, и, как следствие, удешевление средств герметизации сосуда. Это достигается тем, что чувствнтел ный элемент мембра1П1ОГо тила в датчшс выполнен в виде пакета прилегающих друг к другу жесако закрепленных но контуру, например,сваркой, раановеликнх мембран, причем радиус каждой пос ледующей мембраны больще радиуса пре дьщущей н определяется по формулам, пр веденным в описании. Между мембра нами проложены прокладки на пластичноз материала с коЭ(})фищ1ентом линейного расширения, близким к материалу мембр На фиг. 1 приведена схема чувствите/ш ного элемента; на фиг. 2 - расчетная схема, поясняющая элементы расчетной формулы. Чувствительный элемент состоит из.. пакета 1 разновеликих мембран, причем общее количество их равно v . мембрана жестко закреплена по контуру к корпусу 2 (например, с помощью сварки,). При воздействии давления Р (фиг. 2) на поаерхносгь первой мембраны, появля ЭТОЙ прогиб всех мембран lia одну и ту же видичину i , причем кажд,ая гфедыдугцая мембрана опирается на доапедую™ щую. Наибольщая нлощадь контакта между мембранами обеспечивается при расчете по формулам

()

А.0.75-Ше - .2 3,,,.Г - порядковый номер

м&мбраньз в пакете| Rs- радиус . мембраны, см; 1, . v радиус предыдущей мембраны, см| модульупру 1Ч)сти материала

мембраны, кгс/см ; Ji коэффшшелт Пуассона

Е

модуль упругости материала мембраны, кгс/см ;

/д коэффициент Пуассона;

( -1)-ой мембраны,

Cf. ,- толщина (

см;

о9

- давление в сосуде кгс/см ,

толнщна сГ/ мембраны удовлетворяет едующему соотношению

r,.,,lcHl Cfj. толщина ( ( -1)-ой мембраны,см; давле1ше в сосуде, кгс/см -.дСГ. sO,26Q где cf; толщина -ой мембраны, см; б - допускаемое напряжение в материале мембраны, кгс/см . Расчет первой мембраны производится по общеизвестным формулам, В тех случаях, когда требуется получить чувствительный элемент с наименьцгам числом мембран в пакете, между мембранами могут быть проложены тон1ше прокладки из пластичного малосжимаемого материала с коэффициентом температурного расщирения близким к материалу мембран. Расчет показывает, что для давления кг/см и перемещении : f 1 мм,. пакет стальных мембран может быть выполнен с радиусом ft $ 2О мм. Таким образом, изобретение позволяет значительно уменьшить габариты устройств, содержащих мембраны, уменьшить площадь их герметичного сопряжения и, следовательно, повысить их надежность. Формула изобретения 1. Чувствительный элемент мембранного типа, вьшолненный в виде пакета мембран, отличающийся тем, что, с целью уменьшения его габаритов, радиус кагвдой последующей мембраны выполнен большим радиуса предьщущей и его определягот из следующего соотношения: R,.,P(-J)/R..Al 1си), .. R, .Щ015 где V 2,3,.«, ti - порядковый номер мембраны; R; - радиус -ой мембраны, см; R-. радиус предьщущей мембраны.

где 6 - допускаемое напряжение в материале мембраны, кгс/см.

2. Элемент поп,1, отличающийся тем, что между мембранадл проложены прокладки из пластичного материала с коэффициентом данейного. расширения, близким к матерна; мембран.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Циклис Д. С. Техника фвавкохимических исследований при выссжвх и сверхвысоких давлениях, М,, 1976 с, 128.

2.Авторское свидетельство CXICP № 360570, кл. Q Oil. 7/08, 1971 (прототип).

/

иг.г