Мембранный нуль-индикатор Советский патент 1980 года по МПК G01L11/00 G01L1/08 

(54) МЕМБРАННЫЙ НУЛЬ-ИНДИКАТОР

1

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к устройствам для измерения давления паров в замкнутых системах.

Известны нуль-индикаторы, выполненные в виде сосуда, в котором рас-, положена плоская мембрана. Мембрана разделяет внутреннюю полость сосуда на два объема. При разности давлений по обе стороны мембраны пос- . ледняя прогибается. Величина прогиба фиксируется датчиком сдвига (зеркалом. )

Описанная мембрана реагирует на изменение давления на 0,1 0,2 мм рт. ст., но не выцёрживает перепсща давлений более 100150 мм рт. ст. Основным ее недостат ком является сложность изготовления и отсутствие жесткого контакта между мембраной и датчиком сдвига. Это ограничивает диапазон температур его применения l.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому устройству является нуль-индикатор с плоской мембраной и механической системой увеличения сдвига. Он представляет собой емкость, разделенную мембраной на два

объема: мембранную камеру и компенсационный объем. Для наблюдения за положением мембраны служит система, состоящая из штока, прикрепленного к поверхности мембраны, и растяжки, один конец которой прикреплен к корпусу. Концы штока мембрачд1ой камеры и растяжки сп-аяны вместе и растянуты в тонкую иглу. При движении

to мембраны относительно положения равновесия подвижный шток движется вдоль своей оси. Шток приводит к смещению иглы перпендикулярно к направлению штока. Равновесное положение иглы

15 отмечается по отношению к неподвиж-. ному указателю,При наличии разности давлений по обе стороны мембраны взаимное расположение иглы и неподвиж-. ного указателя изменяется. Создавая

2U противодавление в компенсационном объеме, равное давлению вмембранной камере, приводят иглу в исходное положение , после чего с помощью У-обраЗного жидкостного монометра и катетометра измеряют величину противодавления, которое соответствует давлению в мембранной i камере 23.

Недостатком описанного нуль-ин30 дикатора является невозможность поысить его чувствительность без меньшения толщины мембраны или увеичения ее площади, что понижает преельный перепад давлейиЛ, выдержиаемый мембраной. Кроме того, некоорые трудности возникают при установе неподвижного указателя в опредеенном положении по отношению к игле при изготовлении монометра. Это ограничивает возможность повышения чув ствитедьности манометра .

Цель изобретения - повышение чувствительности мембранного нуль-индикатора.

Поставленная цель достигается тем, что в мембранный нуль-индикатор с плоской мембраной и механической системой увеличения сдвига, состоящей из штока, который жестко прикреплен к поверхности мембраны и выполнен с возможнйстью пер ём ёщёния, и рЬстяжки, неподвижно прикрепленной к корпусу мембранной камерй и свободному концу штока, снабжен дополнительными штоком и растяжкой, идентичными первым, расположенными с ними в одной плоскости, причем штоки имеют общее основание.

.;.,..;...,/,- ...-, л ,....-.-:,

На чертеже поясняется конструкция предполагаемого мембранного нуль-индикатора.

В компенсационном объеме 1 расположена мембранная камера 2 с мембраной 3. К мембране 3 приварено основание 4 штоков 5, которые другими концами сварены с растяжками 6. Места сварки штоков 5 и растяжек б втянутыв иглы 7. Штоки 5, растяжки 6 и иглы 7 находятся в одной плос кости и представляют собой как бы две;МёхйнйЧёские системы сдвйга. Компенсационный объем снабжен штуцером 8, а мембранная камера 2 патрубкбм 9.

Устройство работает следующим оо разом.

Мембранный нуль-индикатор посредством штуцера 8 соединяется с вакуумной системой, предназначенной для создания в компенсационном объеме необходимого давления и содержащей V-образный жидко.стный Манометр (на чертеже не показан) для измерения давления в компенсационном объеме. Исследуемое вещество помещают в мембранную камеру 2, которую одновременно с компенсационным объемом 1 вакуумируют, после чего перепаивают патрубок 9, посредством которого мембранная камера соединена с вакуумным насосом. При отсутствии разности давлений по обе стороны мембраны с помощью микроскопа или проектирующей оптической системы отМечайт исходное положение концов

игл 7. Манометр помещают в печь таким образом, чтобы манометрическая камера находиласть в зоне с постоянной температурой, а концы игл были доступны для наблюдения.

При возникновении давления паров в мембранной камере 2, мембрана 3 выгибается, основание 4 штоков смещается в направлении штоков 5, а расстояние между концами игл 7 увеличивается за счет усилий, приложенных кконцам штоков 5 в местах сварки с растяжками 6 и направленных в разные стороны..

Создавая с помощью вакуумной системы давление в компенсационном объеме 1, приводят положение концов- игл 7 в исходное положение. При этом давления в мембранной камере 2 и компенсационном объеме 1 равны. Измеряя с помощью V-образного манометра давлени в компенсационном объеме при исходном положении концов игл определяют давление в мембранной камере. При пониженном давлении в мембранной камере по сравнению с давлением в компенсационном объеме мембрана прогибается в сторону мембранной камеры, перемещая основание штоков. При этом расстояние между концами игл 7 уменьшается Путем уменьшения давления в компенсационном объеме.возвращают мембрану и концы игл в исходное положение, после чего измеряют давление в компенсационной камере. За счет того, что при индикации возникшей разности давлений по обе стороны мембраны участвуют две системы механического сдвига, чувствительность возрастает в два раза.

Формула изобретения

Мембранный нуль-индикатор с плоской мембраной и механической системой увеличения сдвига, состоящей из штока, который жестко прикреплен к поверхности мембраны и выполнен с возможностью перемещения, и растяжки, неподвижно прикрепленной к корпусу мембранной камеры и свободному концу Ытока, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, он снабжен дополнительными штоКом и растяжкой, идентичными первым расположенными с ними в одной плоскости, причем штоки имеют общее основание. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Веселовский С. Ф. Стеклодувное дело. Изд. АН СССР, 1952, с.тр.. 152.

2.Суворов А. В. Термодинамическая химия парообразного состояния, изд. Химия, 1970, стр. 48 (прототип