Устройство для регистрации давления Советский патент 1981 года по МПК G01L19/08 G01L19/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГЙСТРАШИ ДАВЛетИЯ - диапазон рабочих темпераt - величина модуля нормальной упругости материала пружины соответствующая нижней температуре рабочего диапазона;Л Н - изменение модуля нормальной упругости материала пружины в пределах диапазон рабочих температур; Оиб - наружный и внутренний диаметры биметаллического диска; h - толщина биметаллической .пластины; В - коэффициент температурной чувствительности выбранного биметалла. На фиг. I изображено предлагаемое устройство, обший вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I; на фиг. 3 - условно показано перемещение торца компенсатора на величину L по шлицеобразным направляющим под действием темпера турного расш1фения биметаллических элементов; на фиг. 4 - один из варианто конкретного выполнения элемента терме- комплексатора - бик етаплитеский диск; на фиг. 5 - витая трубчатая пружина; на фиг. 6 - геликоидальная трубчатая пружина; на фиг. 7 - разрез R-Б на иг. 6. Устройство состоит из трубчатой пру жины 1, передаточного валика 2, на коTopcevi установлена втулка 3 с компенсаторсФл 4, Компенсатор 4 при помощи шлииевой муфты 5 соединен со шлицеобразными направляющими 6, расположенными и закрепленными на выступающих элементах поверхности трубчатой пружины I. Механизм 7 регистрации расположен иа валике 2. Вьшолнение компенсатора 4 может представлять собой пакет биметаллических дисков (фиг. I и 4), число которых определяется по формуле 4n-S- uE -h E-.)ut Характерной особенностью шлииеобразных направляющих является их упругое выполнение, например, в виде цилин рических пружин миниатюрного диаметра навивки, и установка с небольшим натягом, с закреплением при помощи контак ной сварки, пайки или другого известног пособа крепления. Такое выполнение направл;пощих позволяет геликоидальной пружине разворачиваться, практически, ез противодействия со стороны направяющих, а направляющим - изгибаться о винтовой линии с минималь.1ьгми искажениями формы, без провисания, несмотя на жесткость закрепления. Кроме того, величина изгиба направляющих незначительна, так как угол подъема винтовой инии, образованной направляющими, не превышает в нащем случае 3°, Устройство работает следующим образом. Под воздействием давления происходит абочий разворот геликоидальной трубчатой пружины I совместно с закрепленными на пружине направляющими 6, . причем угол разворота каждой точки направляющих соответствует углу разворота противолежащей пружины и, следовательно, количеству рабочих витков пружины, отделяемых этой точкой от ее закрепленного конца. Поэтому при перемещении щлицевой муфты вдоль направляющих б угол разворота муфты также меняется, несмотря на постоянство ве личины действующего давления,пропорционально отсекаемому муфтой количеству рабочих витков пружины. Аналогично изменяются и углы разворота валика 2 и механизма 7 регистрации. Так как при нагреве пружины в рабочем интервале температур происходит дополнительное увеличение угла разворота пружины, пропорциональное температурному уменьщению модуля нормальной упругости материала, для компенсации этого разворота производится уменьшение задействовавтого в данный момент количества рабочих витков пружины,, также пропорционпльное изменению модуля нормальной упругости материала. Эта компенсация достигается продольным перемещением шлицевой муфты 5, вдоль направляющих 6 при помощи компенсатора 4, количество, форма и размеры термочувствительных элементов которого подобраны из условия получения требуемой величины перемещения I в рабочем интервале температур (фиг.З). На фиг. 5-6 показаны примеры выполнения соответственно витой и геликоидальной трубчатых пружин, оборудованных компесатором со сварным биметаллическим чувствительным элементом и наружным расположением шлииеобразных направляющих. Сварной компенсатор проще по конструкции, но отличается худшей линейностью характеристики. В качестве компенсатора могут быть применены также и другие датчики температуры, обладающие требуемой зависимостью преобразования, например при линейном законе изменения - манометрические, с газовым или жидкостным заполнением. Использование предлагаемого устройства позволит упростить технологию измерений за счет отказа от температурной градущювки и исключения сопутч сгвуюших операций - замера температуры в точке измерений и определения температурной поправки, а также повысить про изводительность труда при измерениях путем сокращения времени термос татирования. Формула изобретения I. Устройство для регистрашга да1вления, содержащее чувствительный элемент в виде трубчатой пружины, соединенной с механизмом регистрации при помощи втул ки, установленной на размещенном соосно трубчатой пружине передаточном валике, отличающееся тем, что, с целью повышения точности .измерения, на втулке закреплен одним из торцовь термокомпенсатор, выполненный в ввде пакета биметаллических элементов, а другим торцом соединен с трубчатой пружиньй посредством упругих шлицеобразных направляющих, выполненных в виде цилиндрических пружин, расположенных и закрепленных на выступающих элементах поверхности трубчатой пружины, параллельно ее оси с осевым натягом. стройство по п. I, о т л и ч а юя тем, что биметаллические ы вьшолнены в виде дисков, а их тво выбрано из соотношения n-S-uE-h Е-еЛо -а) -требуемое количество элементов;-рабочее число витков трубчатой пружины; 5 - шаг навивки трубчатой пружины;t - диапазон рабочих температур;Е - величина модуля нормальной упругости материала пружины, соответствующая нижней температуре рабочего диапазона;Е - изменение модуля нормальной упругости материала пружины в предв11ах диапазона рабочих температур; (3 - наружный и внутренний диаметры биметаллического . диска ; h - толщина биметаллической пластины; Q - коэффициент температурной чувствительности выбранного биметалла. Источники информации, е во внимание при экспертизе торское свидетельство СССР 1, кл.С Ог Ь 19/О8 12.04,37. торское свидетельство СССР 32, Kn.Q Utb 19/08, 11.11.66

Фиг.1

&Y const

Ф«г.5

6-6

ФигЛ