Дифференциальный манометр с применением упругого элемента (например, сильфона), заключенного в герметическую камеру

 

СССР

Класс 42k, 12„

М 5608О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ро последуон; ей регистр анни

СНК СССР

Д. Я. Цикерман.

Диференциальный манометр с применением упругого элемента (например, сильфона), заключенного в герметическую камеру. заявлено 19 марта 1939 года в НКОМаш аа М а2579.

Опуубликовано 30 ноября 1939 года.

К управляемой рычагом, герметически закрыт. Таким образом, усилие вращения оси b будет передаваться на трубку с. В зависимости от геометрических параметров и материала трубки угол ее закрутки будет разным. Как известно, угол закручивания закрепленного с одного конца и подвергающегося скручиванию с другого конца вала выражается так:

При конструировании различного рода диференциальных манометров труднее всего разработать вывод наружу из герметической камеры конца упругого элемента с тем, чтобы последний при перемещении не нарушал непроницаемости.

В настоящем изобретении эта задача разрешается путем применения системы телескопических входящих друг в друга и последовательно скрепленных друг с другом торцами трубок.

Трубки эти связаны с рычагом и с упругим элементом (сильфоном). . Ha чертеже фиг. 1 изображает герметическую камеру с выводным механизмом манометра, фиг. 2 — диаграмму, фиг. 3, 4 — трубки с частичным разоезом.

Как видно на фиг. 1, сильфон 1 под действием разности давления

О = Р1 — Ря перемещается, поворачивая рычаг а вокруг оси b. Сама ось b с одной стороны вращается в подшипнике, а с другой стороны впаяна в торец упругой трубки с. Трубка с закреплена с одного конца в стенке камеры диференциального манометра, а другой ее конец, который соединен с осью где

М,. — крутящий момент, приложенный к концу вала (кг/слг)

1. — длина вала от места приложения крутящего момента до места заделки (сл)

G — модуль упругости второго рода (кг/слг -)

I„H0. H11HbH1 MOMOHT HHO HHH COчейия (см").

Из фиг. 1 имеем, что значение момента, поворачивающего ось b и скручивающего трубку с

М,.=P Я (2) где P — аксиальное усилие сильфона кг, R — радиус плеча в слг.

Таким образом, подставляя значение

М (2) в формулу (1), получим:

Р ° P ° 1

6 I

Учитывая значение полярного момента инерции для полного сечения (трубы), окончательно будем иметь: (3) P P P

Иначе говоря, угол закручивания трубки с (фиг. 1) будет тем больше, чем больше ее рабочая длина L. Принимая для данной конструкции в выражении (4):

P ° P, ° 32 — — — =со est=(: (5) б (D — d ) -. можно заметить, что выражение (4) примет вид уравнения прямой с угловым коэфициентом С.. о=СL (6) Графическая ;интерпретация уравнения (6) при разных значениях коэфициента С (а это значит, что толщина ч рубки, ее материал, радиус плеча рычага а, усилие, развиваемое манометрическим элементом и т. д., будут для каждой конструкции отличными) дает пучок прямых выходящих из начала координат, но имеющих различные углы наклона к оси абсцисс (фиг. 2).

С другой стороны совершенно очевидно, что увеличение длины трубки L при данном коэфициенте С дает увеличение угла закрутки р. Однако увеличение длины трубки увеличивает габариты приборов и, следовательно, имеет определенные границы.

Учитывая все вышеперечисленные обстоятельства, влияющие на увеличение угла закрутки, приходим к конструкции типа телескопических трубок (фиг. 3).

Как видно из фиг. 3, путем введения одной трубки d в другую и жесткого соединения их попарно между

Р P, ° L ° 32

G (D — d" )".

Рассматривая выражение (4) с точки

:зрения самой конструкции, можно заметить, что чувствительность настоящего выводного механизма при всех прочих постоянных параметрах будет и ямо п опо циональна длине трубки. собой спайкой или приваркой достигается искусственное увеличение действующей длины трубки, причем угол закручивания увеличивается, а ее габаритная длина уменьшается в значительной мере.

Принцип действия указанной кон ст рукции трубок может быть пояснен фиг. 4. Из этой фигуры ясно видно, что общая длина трубки L, фактически увеличивается за счет увеличения числа К соединенных трубок, каждая длиною L. При этом можно длину отдельных трубок уменьшить, вследствие чего длина Lp (фиг. 3) может быть значительно меньше длины L p (фиг. 1)

L (1 О, так как Lo = К 1Из той же фиг. 4 очевидно, что применение трубочек с возрастающим диаметром (а, (d.,(Р..... (cl.,) будет несколько изменять, причем в сторону уменьшения, угол закрутки .

В выражение (6) для уч ла р по этому поводу будет введен поправочный коэфициент v., учитывающий влияние изменения диаметра о == Ср ° l

Коэфициент р может быть определен эмпирическим путем. Величина v должна быть немного меньше единицы.

Таким образом, можно считать, что предлагаемый выводной механизм обладает следующими особенностями по сравнению с известными:

1. Незначительные габариты.

2. Значительный угол закрутки

3. Относительная простота конструкции.

4. Почти полное отсутствие искажений (они очень незначительны) при передаче крутящего момента.

5. Возможность регулирования жесткости передачи (за счет увеличения либо уменьшения количества сочлененных трубочек).

6. Надежность в работе.

Перечисленные качества настоящего выводного механизма, выполненного, как указывалось, в виде телескопических трубок, обеспечивают возможность использования его в диференциальных манометрах и других конструкциях, связанных с выводом вращающего момента из герметического . пространства в атмосферу.

Предмет изобретения.

Диференциальный манометр с при- менением упругого элемента (например, сильф она), заключенного в герметическую камеру, отличающийся тем, . что, с целью передачи перемещений конца упругого элемента наружу гер-,, 1 метической камеры без нарушения непроницаемости последней, применена система телескопических входящих друг в друга, последовательно попарно скрепленных друг с другом торцами трубок d, из которых торец внешней жестко укреплен в стенке камеры, а запаянный конец последней из внутренних жестко скреплен с осью b, управляемой рычагом а под влиянием перемещения конца упругого элемента.

1 здииа гпр обем

Госпланиздат

Леноблгорлит № 1652

Б авторскому свидетельству

Л. Я. Циеермана Х 56080

Отв. редактор П. В. Никитин Техред А. И. Хрош

Тип. <; Печатный Двор», зак, № 67/24 — 5:,0