Мембранный чувствительный элемент Советский патент 1982 года по МПК G01L7/08 

(5+) МЕМБРАННЫЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

1

. Изобретение относится к прибороетроению, а именно к упругим чувствительным элементам приборов давления.

Известны многослойные мембранные чувствительные элементы применяемые для измерения высоких давлений, когда в сплошной мембране большой толщины при нарастании давления возникают пластические дефс-рмации даже в области малых перемещений. Чтобы исключить это явление и применяют многослойную мембрану. В тонких мембранах напряжения по всему сечению одинаковы и они могут получать большие прогибы при упругих деформациях материала ГЦ.

Известные мембраны не Обеспечивают высокой точности измерения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому чувствительному элементу, является мембранный чувствительный элемент, состоящий из нескольких

профилированных пластин. В известном чувствительном элементе с целью повышения чувствительности, из всех профилированных или плоских плотно прилегающих друг к другу мембран, сплошной выполнена только первая, которая-воспринимает давление, остальные выполнены с центральными отверстиями, диаметр которых растет по мере удаления от центра 2.

10

Благодаря тому, что толщина многослойной мембраны в радиальном направлении от периферии к центру уменьшается, напряжения во всех ее концентрических сечениях близки по величи15не. Следовательно, каждый участок в равной мере обеспечивает необходимый прогиб центра и чувствительность упругого элемента, но при изменении давлений между слоями возникает тре70ние, это явление объясняет следующие Недостатки приведенной конструкции: большой гистерезис, нестабильность показаний во времени при циклических 3 нагружениях, из-за изменяющейся вел чины силы трения, температурную погрешность, из-за изменяющегося зазо ра между мембранами при перепадах температур. Цель изобретения - повышение устойчивости к действию перегрузочных давлений. Поставленная цель достигается тем, что в мембранном чувствительном элементе, содержащем по меньшей мере две профилированные мембраны, последние герметично-соединены с жестким центром так, что между поверхностями мембран образован зазор причем профиль мембран гофрирован так, что каждая последующая мембрана образует упор для вершины гофра предыдущей. На фиг. приведена конструкция двухслойной одногофровой мембраны; на фиг. 2 - конструкция двухслойной двухгофровой мембраны; на фиг. 3 трехслойная мембрана, разрез; на фиг. 4 - то же, вариант. Мембранный чувствительный элемен содержит; мембрану 1, мембрану 2, шток 3 и кольцевой упор Ц. Чувствительный элемент работает следующим образом. При воздействии давления на мемб рану 1 развивается перестановочная сила, которая действует на мембрану 2 и Г1ерёме1цает шток 3, передающий перемещение на кинематическую систе му прибора. Мембраны вк/яочаются с различным профилем (фиг. 2). Мембрана 1, воспринимающая давление, выполнена аро ного профиля, а последующей за ней мембране 2 придают профиль такой, что его плоские участки при номинальном давлении контактируют с основаниями гофров, а при перегрузочном давлении служат упорами для оснований арок первой. Плоский борт мембраны 2 прилегает к плоскому боргу арочной мембраны 1. Мембрана 2 не воспринимает давления, она раб тает от воздействия сосредоточенной силовой нагрузки. Эта мембрана увеличивает жесткость конструкции чувствительного элемента. Все мембраны, входящие в сборку, сваркой или пайкой крепят к жесткому центру 3, который осуществляет связь чув- , ствительного элемента с кинематичес кой системой прибора. Периферийные 04 участки мембран, последующих за первой, для защиты от действия перегрузочных давлений имеют кольцевой упор Ц, Для увеличения жесткости конструк-, ции мембранный чувствительный элемент изготавливают трехслойным (фиг. 3), при этом профиль мембран может быть различным (фиг. 4). Между основаниями гофров арок мембраны 1 и плоскими участками мембраны 2 при сборке устанавливают зазор, равный перемещению мембраны на этом участке при изменении давления от нулевого до номинального значения. При увеличении давления до значения перегрузочного, основания гофров арочной мембраны 1 после незначительной, дотяжки устанавливаются на плоские участки мембраны 2 как на упор. В свою очередь плоские участки мембраны 2 устанавливаются на упор . Преимущества предлагаемой конструкции перед известными в том, что она имеет повышенную чувствительном и в 1,, раз большую устойчивость перегрузочным давлениям, хорошо защищенный от перегрузочных давлений центр, кроме того циклическую прочность в Г,,5 раза большую, так как циклические нагрузки воспринимает тонкая мембрана, более устойчивая к ним, а также исключено трение между слоями мембраны, что положительно решает вопросы о снижении, гистерезиса чувствительного элемента в 3-5 раз, а температурной погрешности в 2-5 раз, что в итоге повышает точность прибора. Эффект от внедрения предлагаег мой конструкции многослойной мембраны в том, что позволяет изготовить измерители давления обладающие повышенной точностью и надежностью по сравнению с известными образцами. Формула изобретения Мембранный чувствительный элемент, содержащий по меньшей мере две профилированные мембраны, о т Личающийся тем, что,, с целью повышения устойчивости к действию перегрузочных давлений, в нем мембраны герметично соединены с жестким центром так, что между поверхностями мембран образован зазор, причем профиль мембран го.фрирован так.

59323 Т О6

что каждая последующая мембрана об- i. Авторское свидетельство СССР разует упор для вершины гофра преды- ff , кл. G 01 L 7/08, 1966. АУНбй.2. Авторское свидетельство СССР

Источники информации,tr 502256, кл. G 01 L 7/08, 1976

принятые во внимание при экспертизе s (прототип).