Датчик разности давлений

 

ДАТЧИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ, содержащий корпус, преобразователь деформации и манометрический .чувствительный элемент, связанный тягой с выводным штоком, скрепленным с разделительной мембраной гермсвывода , установленной на ножевой опоре , причем шток пропущен через разделительную мембрану, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в нем выводной шток выполнен полым, часть его, размещенная в корпусе, имеет форму прямой трубки, открытый конец которой соединен с Тягой, а часть што .ка, находящаяся за пределами корпуса , представляет собой S-образную трубку с заглушенным концом, связанным с преобразователем деформации . (Л 00 О) со 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае (и) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

R0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (и

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3387021/18-10 (22) 21.01.82 (46) 15.09.84 Бюл. ¹ 34 (72) Ю.И. Олюшин (53) 531. 787 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 316953, кл.. G 01 L 13/02, 1958.

2. Авторское свидетельство СССР

¹- 547662, кл. G 01 L 13/02, 1975 (прототип) . (54)(57) ДАТЧИК РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ, содержащий корпус, преобразователь деформации и манометрический .чувствительный элемент связанный

У тягой с выводным штоком, скрепленным дамбу G 01 L 19/00; G 01 L 13/02 с разделительной мембраной гермовывода, установленной на ножевой опоре, причем шток пропущен через раз.делительную мембрану, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точ нос ти, в н ем выводной шток выполнен полым, часть его, размещенная в корпус е, имеет форму прямой трубки, открытый конец которой соединен с тягой, а часть што. ка, находящаяся за пределами корпуса, представляет собой S --образную трубку с заглушенным концом, связанным с преобразователем деформации °

1113693

Изобретение относится к приборостроению, а именно к датчикам разности давлений.

К приборам, используемым на летательных аппаратах, предъявляются требования высокой точности и надежности работы. Датчики разности давлений агрессивных сред, а также сред с криогенными температурами должны содержать механизмы передачи перемещения чувствительного элемента изолированному от измеряемой среды электромеханическому преобразователю. В них и особенно в датчиках малой менее 1 кгс/см разности дав„Р

\ лений этот механизм не должен влиять на характеристики чувствительного элемента.

Известен дифференциальный датчик давления, содержащий мембрану, раз- 20 деляющую корпус на две полости, на жестком центре которой с двух ее сторон расположены сильфоны. Вторые концы сильфонов через переходные втулки связаны с корпусом. Передача перемещения центра мембраны осуществляется через шток, установленный в одном из сильфонов и закрепленный на жестком центре мембраны С13.

Однако получение требуемой точ- 3п ности выходной характеристики в та"" ком датчике связано с подбором мембраны и сильфонов по жесткости и необходимо соосно устанавливать сильфоны и мембрану,; Кроме того, сжатие одного и растяжение другого сильфонов, при изменении разности давлений, вызывает дополнительную погрешность от изменения эффективных площадей сильфонов. Такие чувст- 4р вительные элементы не пригодны для работы с преобразователями, требующими больших (в нескопько миллиметров) перемещений, например с по»тенпиометрическими преобразователями.45

НаибоЛее близким к изобретению является датчик дифференциального давления, содержащий измерительную мембрану и шарнирно соединенную с ней разделительную мембрану с межгофровыми кольцами, опирающимися на винты, расположенные по оси поворота мембраны tc|..

Такая конструкция датчика может 55 быть использована лишь до ограниченных значений рабочих давлений, действующих на разделительную мембрану.

Изменение этих давлений в широком диапазоне приводит к дополнительной погрешности, обусловленной увеличением жесткости разделительной мембраны, уменьшению ее чувствительнос" ти.

Целью изобретения является повышение точности измерения давления.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике разности давлений, содержащем корпус, преобразователь деформаций и манометрический чувствительный элемент, связанный тягой с выводным штоком, скрепленным с разделительной мембраной гермовывода, установленной на ножевой. опоре, причем шток пропущен через с разделительную мембрану, выводной шток выполнен полым, часть его, раз-. мещенная в корпусе, имеет форму прямой трубки, открытый конец которой соединен с тягой, а часть штока, находящаяся за пределами корпуса, представляет собой 5 -образную трубку с заглушенным концом, связанным с преобразователем деформации .

На фиг. 1 приведена принципиальная схема датчика разности давлений, на фиг. 2 и 3 — его конструкция, вид сбоку и вид сверху соответственно, на фиг. 4 — конструкция разделительной мембраны.

Сильфон 1 (фиг. 1, 2 и 3) одним концом сварен со штуцером 2 и корпусом 3 и образует приемную полость

1, в которую подводится давление P .

Второй конец сильфона закрыт крышкой 4, с которой жестко соединена плоская пружина 5, имеющая форму сектора. Основание пружины сварено с корпусом. Центр крышки 4 через упругую тягу 6 соединен с концом штока 7. Шток 7 представляет собой полую, открытую с одного конца, жесткую трубку. В средней части штока 7 выполнен бурт, к которому приварена разделительная мембрана 8. На мембране 8 выполнены дугообразные гофры 9 (фиг. 4), обеспечивающие минимальную жесткость относительно оси 0-0, и площадки 10 межцу гофрами. Мембрана со штоком приварена к втулке 11 и установлена площадками 10 на ножевые опоры 12, ограничивающие линейное перемещение мембраны со штоком 7. Разделительная мембрана 8 с крышкой !3, кожухом

14 образует полости 15 и 16, в одну

3 1113 из которых подводится давление Р, а в другой расположен электромеханический (потенциометрический)преобразователь (преобразователь деформаций) .

Вторая половина штока 7 представляет собой закрытую жесткую трубку знакопеременной кривизны, на конце которой установлена скоба 17 с за— крепленной на ней гибкой тягой 18.

Тяга устанавливается перпендикулярно оси прямолинейной части штока 7.

Второй конец тяги 18 закреплен на оси 19, с которой жестко связан щеткодержатель 20 со щетками, скользящими по потенциометру 21, укрепленному на кронштейне 22. Подвод электрического питания к потенциометру и съем сигнала осуществляется через штепсельный разъем 23 и пружи- 20 ну 24. На оси 19 установлена пружина 25, второй конец которой закреплен на кронштейне 22.

Работа датчика заключается в сле- р дующем.

Измеряемые давления Р„ и Р поступают в полости 15 и 16 и воздейст— вуют на сильфон 1 изнутри и снаружи.

При возникновении разности давлений сильфон деформируется и эта деформация через упругую тягу 6, шток 7, гибкую тягу 18 и ось 19 со щеткодержателем 20 преобразуется в пере— мещение щеток по потенциометру 21.

При уменьшении разности давлений пружина 25 возвращает щеткодержатель в исходное положение. Давление Р, воздействуя на разделительную мембра693 4 ну 8, изменяет ее жесткость, а это приводит к снижению чувствительности

I прибора при одном и том же значении разности давлений и различных значениях давления P . Для исключения этого

2 явления в предлагаемой конструкции датчика давление Р одновремс нно воздействует через открытый конец штока на вторую его половину и вызывает удлинение ее на величину at (фиг.1), что обеспечивает компенсацию изменения жесткости.

Наличие дугообразных гофров на разделительной мембране 8 обеспечивает ей минимальную жесткость при передаче перемещения сильфона и максимальную жесткость при воздействии давления Р .

Для обеспечения виброустойчивости прибора параметры штока выбирак тся такими, чтобы обе его половины относительно мембраны быпи сбалансированы, а разделительная мембрана устанавливается на ножевые опоры 12 с определенным начальным натягом.

Виброустойчивость подвижной системы в направлениях, перпендикулярных оси сильфона, обеспечивается жестким креплением подвижного конца сильфона с консольной плоской пружиной.

Температурная компенсация (смещение нуля) обеспечивается остаточным давлением под кожухом прибора.

Предлагаемая конструкция может быть использована для измерения разности давлений рабочих сред с низкими криогенными температурами (контакт которых с электромеханическим преобразователем не допустим).

1113693

В В

Фиг.0

Составитель Л, Балянина

Редактор А.Гулько Техред М.Надь Корректор Е. Сирохман

Заказ 6609/35 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 ° Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4