Мембранный чувствительный элемент
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У
Союз Соввтсинх
Соцнвлнстнчесннх
Республик (iu93231О (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 31. 12. 80 (21) 3227093/18-10 (51) М. К . с присоединением заявки J4
G 01 L 7/08
Веударетеенный квинтет
CCCP по делен неебретеннй н открытей (23) П риорнтет
Опубликовано 30.05.82. Бюллетень Мв 20
Дата опубликования описания 30. 05.82 (53) УД К 531. . 787 (088. 8) (72) Авторы изобретения. Е. П. Емцев и В. П. Кубри
I (71) Заявитель (54) МЕМБРАННЫЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
Изобретение относится к приборостроению, а именно к упругим чувствительным элементам приборов давления.
Известны многослойные мембранные чувствительные элементы применяемые для измерения высоких давлений, ког.да в сплошной мембране большой толщины при нарастании давпения возникают пластические деформации даже
- 1О в области малых перемещений. Чтобы исключить это явление и применяют многослойную мембрану. В тонких мембранах напряжения по всему сечеwe одинаковы и они могут получать
15 большие прогибы при упругих деформа. циях материала 13.
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 (21.
Благодаря тому, что толщина многослойной мембраны в радиальном направлении от периферии к центру уменьшается, напряжения во всех ее концентрйческих сечениях близки по величине. Следовательно, каждый участок в равной мере обеспечивает необходимый прогиб центра и чувствительность упругого элемента, но при изменении давлени1 между слоями возникает трение, это явление объясняет следующие недостатки приведенной конструкции: большой гистерезис, нестабильность показаний во времени при циклических
3 9323 нагружениях, из-за изменяющейся величины силы трения, температурную погрешность, из-за изменяющегося зазора между мембранами при перепадах температур. S
Цель изобретения — повышение устойчивости к действию перегрузочных давлений.
Поставленная цель достигается тем, что в мембранном чувствитель- 1р ном 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 мембра- . на образует упор для вершины гофра . предыдущей.
На фиг. 1 приведена конструкция двухслойной одногофровой мембраны; на фиг. 2 - конструкция двухслойной двухгофровой мембраны, на фиг. 3 трехслойная мембрана, разрез; на фиг. 4 — то же, вариант. 25
Мембранный чувствительный элемент содержит мембрану 1, мембрану 2, шток 3 и кольцевой упор. 4.
Чувствительный элемент работает следующим образом.
При воздействии давления на мембрану 1 развивается перестановочнал сила, которая действует на мембрану
2 и перемещает шток 3, передающий
35 перемещение на кинематическую систему прибора.
Мембраны включаются с различным профилем (фиг. 2). Мембрана 1, воспринимающая давление, выполнена арочного профиля, а последующей за ней мембране 2 придают профиль такой, что его плоские участки при номинальном давлении контактируют с основаниями гофров, а при перегрузоч45 ном давлении служат- упорами для оснований арок первой. Плоский борт .мембраны 2 прилегает к плоскому борту арочной мембраны 1. Мембрана
2 не воспринимает давления, она работает 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 чувствительного элемента с кинематической системой прибора. Периферийные
Е0 4 участки мембран, последующих за первой, для защиты от действия перегрузочных давлений имеют кольцевой упор 4.
Для увеличения жесткости конструк-. ции мембранный чувствительный элемент изготавливают трехслойным (фиг. 3)
1 при этом профиль мембран может быть различным (фиг. 4) .
Между ос нова ниями гофров а рок 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 4.
Преимущества предлагаемой конструкции перед известными в том, что она имеет повышенную чувствительном и в 1,5-2, раз большую устойчивость перегрузочным давлениям, хорошо защищенный от перегрузочных давлений центр, кроме того циклическую прочность в 1,g-2,5 раза большую, так как циклические нагрузки воспринимает тонкая мембрана, более устойчивая к ним, а также исключено
Ю трение между слоями мембраны, что положительно решает вопросы о снижении, гистерезиса чувствительного элемента в 3- раз, а температурной погрешности в 2-5 раз, что в итоге повышает точность прибора.
Эффект от внедрения предлагае.— 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— л.и ч а ю шийся 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 гофрирован так, 3
ФигЛ фиг. 2
Фиг. 4
Составитель О. Сафонов
Редактор Ю. Середа Техред М. Надь Корректор В. Синицкая
Заказ 37 4/ 0 Тираж 3 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, 5 932310 что каждая последующая мембрана образует упор для вершины гофра предыдущей.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
N 214163, кл. G 01 L 7/08, 1966.
2. Авторское свидетельство СССР
tt 502256, кл. G 01 L 7/08, 1976 (прототип).
