Сильфонный манометр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 584208

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.03.76 (21) 2330821/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.12.77. Бюллетень № 46 (45) Дата опубликования описания 09Я2.78

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.787(088.8) (72) Авторы изобретения и (71) заявители

А. П. Гершаник, М. С. Гликман и А. П. Парамонов (54) СИЛЬФОННЫЙ МАНОМЕТР

Изобретение относится к технике измерения давлений, а более конкретно — к технике измерения давления газов сильфонными манометрами, предназначенными для точных работ в лабораторных условиях.

Известны сильфонные манометры с чувствительным элементом — сильфоном в вакуумном кожухе, содержащие электрический конденсатор для измерения перемещений сильфона (1).

В таких манометрах мерой давления служит деформация сильфопа, измеряемая по значению емкости конденсатора. Вакуумный кожух служит здесь как для устранения влияния колебаний атмосферного давления, так и для предохранения сильфонов от недопустимо большой деформации гофр атмосферным давлением. Точность измерений такого манометра недостаточна, так как при больших удлинениях велики нелинейность характеристики сильфона и его остаточная деформация. Погрешность измерений велика также из-за трудностей точного измерения перемещений по электрическому конденсатору.

Эти недостатки устранены в сильфонном манометре с пружинным компенсирующим устройством, содержащим расположенные в вакуумном кожухе сильфон — чувствительный элемент и вспомогательный сильфон, соединенные между собой тягой, электрический конденсатор для определения положения сильфонов, а также пружинное компенсирующее устройство (2). Вакуумный кожух необходим для защиты манометра от влияния атмосферного давления и его изменений. Вспомогательный сил ьфон служит для придания устойчивости схеме и для компенсации теплового расширения сильфонов. Электрический конденсатор выполнен из нескольких секторов, что позволяет контролировать изменение наклона подвижных днищ сильфонов при градуировке прибора и при монтаже. Это необходимо для правильного уравновешивания сил давления пружинным компенсирующим уст15 ройством. Пружинное компенсиру ющее устройство содержит сборку из бронзовых пружин различной жесткости, одним концом связанную с сильфонами, а другим — с подвижным штоком, выходящим из вакуумного кожу20 ха через сильфонное вакуумное уплотнение.

Шток приводится в движение рукояткой с подшипником. Перемещение штока измеряется микрометрической головкой и вспомогательным электрическим конденсатором. Пружины, сжа25 тые штоком, создают силу, противодействующую силе измеряемого давления. В момент равновесия сил сильфоны возвращаются в исходное положение. Мерой давления в манометре служит положение наружного конца

30 штока.

584208

Точность измерений этим манометром ограничена из-за нелинейности характеристик пружин, неточности измерения перемещений наружного конца штока и- остаточной деформации пружин.

Для повышения точности измерений в предлагаемом сильфонном манометре компенсирующее устройство выполнено в виде управляемых через сальниковые вводы программных кулачковых механизмов с набором гирь для уравновешивания измеряемого давления и этажерки с вырезами для гирь, подвешенной к сильфонам с помощью механизма перемещения точки подвеса.

Применение такого компенсирующего устройства позволяет уравновешивать измеряемое давление гирями с точностью, на 2 — 3 порядка превышающей точность известных сильфонных манометров.

На приведенном чертеже изображен общий вид предложенного сильфонного манометра.

Сильфонный манометр включает в себя сильфон — чувствительный элемент 1, вспомогательный сильфон 2 и конденсатор 3, связанные тягой 4 и укрепленные в корпусе 5. Подвижная обкладка 6 конденсатора 3 — стеклянный диск, три сектора которого покрыты слоем серебра. Сектора электрически изолированы друг от друга и имеют самостоятельные электровводы. С тягой 4 рычагами 7 связан механизм 8 для перемещения точки подвеса этажерки 9. Этажерка 9 изготовлена в виде тонкого стержня с поперечными (перпендикулярно плоскости чертежа) планками 10 с вырезами. Над планками 10 на программных кулачковых механизмах 11 подвешены гири 12.

Программные механизмы 11 включают в себя управляющие валики 13, выведенные из вакуумного кожуха 14 через сальниковые уплотнения 15. Измеряемое давление подают по трубке 16.

Попадание гирь 12 в вырезы планок 10 обеспечивается при монтаже перемещением втулок 17 и рычагов 18 кулачковых механизмов 11, При работе прибора полость кожуха 14 и связанную с ней полость сильфона 2 откачивают. Измеряемое давление растягивает сильфон 1. При этом изменяется емкость конденсатора 3, измеряемая вторичным прибором.

Для возвращения сильфонов 1 и 2 в исходное положение поворачивают вокруг оси валики 13. При этом кулачковые механизмы 11 укладывают гири в вырезы планок 10, нагружая тем самым этажерку 9 и уравновешивая силу измеряемого давления. В момент равновесия сил емкость конденсатора 3 возвращается к своему исходному значению. Вес гирь

12, требующихся для уравновешивания, служит мерой давления.

1п Отсутствие нежелательных изгибающих моментов при уравновешивании сил проверяют по значениям емкостей секторов конденсатора

3, которые также должны оставаться равными исходным. Этого равенства добиваются при

15 настройке манометра, перемещая точку подвеса этажерки 9 механизмом 8. Механизм 8 позволяет перемещать точку подвеса в двух взаимно перпендикулярных направлениях в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа.

Уравновешивание сил давления гирями в совокупности с правильным выбором точки подвеса этажерки 9 обеспечивает точность измерений в пределах стабильности нулевого положения сильфонов. Погрешность прибора составляет +-0,03 /О на уровне давлений 100—

1000 Па, что на 1 — 2 порядка выше точности образцовых и эталонных приборов на тот же диапазон давлений.

Формула изобретения

Сильфонный манометр, содержащий расположенные в вакуумном кожухе измерительный и вспомогательный сильфоны, соединенные между собой тягой, электрический конденса35 тор для определения положения сильфонов и компенсирующее устройство, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений, компенсирующее устройство выполнено в виде управляемых через сальниковые

4р вводы кулачковых механизмов с набором гирь для уравновешивания измеряемого давления и этажерки с вырезами для гирь, подвешенной к сильфонам с помощью механизма перемещения точки подвеса.

45 Источники информации, принятые во,внимание при экспертизе

1. Востров и др. Вакуумметры, Машиностроение, Л., 1959, с. 50.

2. Гершаник А, П. и др. Сильфонный вакуумметр повышенной точности, ж. «Физическая химия», М 1, 1975, с. 256.

584208

Подписное

Заказ 3183/1 Изд, Ка 157 Тираж 1109

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель И. Петрашень

Редактор И. Шубина Техред В. Рыбкина Корректоры: А. Степанова и Л. Орлова