Упругий чувствительный элемент Советский патент 1980 года по МПК G01L7/04 

1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и .может найти применение в лр-иборах для измерения давления.

Известны манометрические витые т.рубчатые пружины, имеющие линейную характеристику зависимости угла раскручивания от давления 1.

Наиболее близким к изобретению является упругий чувствительный элемент, содержащий витую трубчатую пружину со штуцером на одном конце и заглущкой на другом 2.

Известные устройства ;не позволяют получ1ить ступенчатую характеристику завпсвмости угла раск|ручивания от давления.

Цель (Изобретения состоит в получении ступенчатой характеристики.

Цель достигается тем, что упругий чувствительный элемент снабжен огравичи.вающими стержнями, жестко соединенными с рабочей частью пружины и упорами, прикрепленными к щтуцеру.

При этом в пер,вом варианте упоры установлены относительно стержней с зазором, во втором - трубчатая пружина предварительно закручена так, что стерл ни опираются на упоры, в третьем - упоры имеют по два выступа, а пружина предва рительно закручена так, что стержень опирается на один выступ и расположен с зазором относительно другого выступа.

На фиг. 1, 3, 5 показаны три варианта конструкции; на фиг. 2, 4 и 6 - соответствующие зависимости угла раскручивания от измеряемого давления; на фиг. 7 и 9, 11 и В, 10 и 1.2 показаны те же варианты конструкции и соответствующие характеристики, при удвоенном количестве упоров; на 10 фиг. 1а, За, 5а - сечения Л-А, Б-Б, В-В 1на фиг. 1, 3, 5.

Упругий чувствительный Эле(мент содержит витую трубчатую пружину / с огра1Ничивающи, стержнями 2, 3 и 15 упоры 4.

Прибор работает следующим образом.

В neipBOM варианте (фиг. 1 и 2) при подаче давления пружина раскручивается вначале на полной длине, а затем после

20 того, как стержяи соприкасаются с упорами, раскручивается лишь верхняя свободная часть длины пружины. Таким образом характеристика угла раскручивания имеет перелом, как это показано на фиг. 2, при25чем углы наклона характеристики связаны с длиной пружины соотношением

А. I

(1)

30

где / « /1 - соответственйо полная и свободная (|верх|няя часть) йружины, а yi и 72 - соответственно углы на;клона характеристики aaBHCHMocTiH угла раскручивания дружины от давления до и носле соприкосновения старлсней с улора.ми.

Во вторОМ варианте (фиг. 3 и 4) пружина предварителыно зак|ручена (заневолена) (на угол фа, что создает соответствующий дреднатяг. Вначале пружина раскручивается с характе;ристи1кой, .имеющей угол на1клона уз, соответствующей свободной части пружины с длиной /j, до тех пор, пока давление не достигает значения PZ, что соответствует углу .преднатяга фа. Далее пружина будет раск1ручиваться с хара,ктернстикой, имеющей угол наклона у4, что соответствует ее полной длине /.

Величина угла предварительного натяга определяется соот1нощением

-D .

-I -Лп -,

(2)

где /2 - длина ограниченной части лружины от штуцера до места уста1новки опорных стержней, а у4 соответствует углу наклона характе1р1истики раскручивания при полной длине вружииы /.

В третьем BapnaiHTe (фиг. 5 и 6) вначале работает .как во второ-.м варианте, а затем как в первом. В исходнОМ положении дружина закручена и при низких давлениях |ра ботает по характеристике с углом наклона ys, соответствующем длине /1. Затем, при П|0.вышанИ|И давления старжн.и отходят от напрягающих выступов упоров и IB раскручивании принимает участие вся длина пружины / /i + Iz, что соответствует характеристике с углом наклона уб. Далее стержни соприкасаются с ограничивающими выступа1ми упоров и в раск/ручивании принимает участие оставщаяся свободная часть пружины /ь что

соответствует углу наклона характеристики 77- Соотноще.н1ия (2) и (1) соответственно сохра.няют силу на первом и третьем участке характеристики.

При необходимости устройство в каждом варианте ;может иметь по две пары упоров, что показано на фиг. 7, 9, 11, а соответствующие ступенчатые харажте ристики на фиг. 8, 10 и 1.

Используя данный -метод, .можно получить характеристики с заданным количеством ступеней и углами наклона характеристик.

Ф о ip .м у л а и 310 б р е т е н и я

1. Упругий чувствительный элемент, содержащий витую трубчатую пружину со штуцерам, отличающийся тем, что,

с целью получения ступенчатой характеристики, он Снабжен ограничиваю.щими стерл нями, жестко соеди1нен1ными с рабочей частью пружины, и упорами, прикрепленными к щтуцеру.

2. Элемент по п. 1, отличающийс я тем, что упоры установлены относительно ограничивающих стержней с зазорами.

3.Элемент по iH. 1, отличающийс я тем, что трубчатая пружина предварительно за.кручена так, что ограничивающие стержни опираются .на упоры.

4.Элемент по п. 1, отличающийс я тем, что упор имеет два выступа, а трубчатая пружина иредварителыно зак ручена так, что стержень опирается на один выступ, и расположен с зазором относительно другого выступа уд.ора.

Источники информацией, принятые во в.ниман1ие при экспе|ртизе:

1.Анд реева Л. .Е. Уцругие элементы приборов. М., Машгиз, 19.62, с. 353.

2.Авторское свидетельство СССР Л 63250, кл. COIL 7/04, 1944.

,

г I

И

t 1

-;Л-т

i

Ш

Фиг, а

.

х:

ZZ: - |J ---;-(риг-3

(.