Манометрическая пружина

 

МАНОМЕТРИЧЕСКАЯ ПРУЖИНА, выполненная в виде трубки с ребром жесткости, расположенным по образующей , отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности характеристики в условиях вибрации, в ней ребро жесткости выполнено в виде тавра, присоединенного к трубке торцом своей стенки, с размерами , сечения пружины, выбранными из условия D

СОЮЗ COBETCHNX

ХЯ Л

РЕСПУБЛИК (19) 1!И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиа1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3497487/18-10 (22) 16. 06.82 . (46) 23. 11.83. Бюл. Р 43 (72) Ю.М, Биянов, Ю.A. Волков, А.В. Кибальник, Э.Н. Кузьмин, A.Ë. Кулакова, A.Á. Лесин и Й.М.Панкратова (53) 531,787 (088. 8) (56) 1. Приборостроение и средства автоматики. Т. 2, кн. 1, М., Ма.— шиностроение, 1964, с. 203.

2. Авторское свидетельство СССР

9 210430, кл. G 01 L 7/04, 1967 (прототип). (54)(57) ИАНОМЕ1РИЧЕСКАЯ ПРУЖИНА, выполненная в виде трубки с ребром жесткости, расположенным по образующей, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности характеристики в условиях вибрации, в ней ребро жесткости выполнено в виде тавра, присоединенного к трубке торцом своей стенки, с размерами, сечения пружины, выбранными иэ условия

О = (1,3+2,0) а Ь = с = 0,2П, Ь = В и

4 = (1,0- 2,0) D, где 0 - наружный диаметр трубки;

d — внутренний диаметр трубки;

Ь -. толщина полки тавра; с - толщина стенки таврами

h — высота стенки тавра;

9 - длина полки. тавра.

1055978 .

Изобретение относится к технике измерения давлений и касается конструкции упругих чувствительных элементов в виде чанометрических трубчатых пружин прямой или изогнутой формы, предназначенных в основном 5 для работы н области высоких давлений.

Известны трубчатые манометрические пружины, применяемые в манометрах высоких давлений, у которых внут- 10 ренний канал смещен относительно центра тяжести его поперечного сечения.Такие пружины обладают достаточно высокой чувствительностью и могут быть использованы как B сигнализаторах с контактным выходом, так и н датчиках давления (1 ).

Известна также манометрическая трубчатая пружина с ребром жесткости, расположенным по образующей Г23.

Однако известные пружины не сохраняют стабильности характеристик в условиях вибрационных нагрузок, например, при установке манометричес ких приборов на подвижных объектах.

В этих условиях требуется сочетать нысокую чунствительность и высокую собственную частоту колебаний для исключения резонансных явлений в рабочем диапазоне, поскольку применение демпфирующих средств для повьааения З0 виброустойчивости ухудшает метрологические характеристики.

Целью изобретения является повышение стабильности характеристик пружины н условиях вибрации;

Указанная цель достигается тем, что н манометрической пружине, выполненной в виде трубки с ребром жесткости по образующей, последнее выполнено н виде тавра, присоединен- 40 ного к трубке торцом своей стенки, с размерами сечения,. удовлетворяющими условиям р = (1 3- .2,0) dz b = с -- 0,2Dq h

К = (1,0-:2,0) Dp . 45 где D — - .. наружный диаметр трубки;

d — внутренний диаметр трубки;

b - толщина полки тавра; с — толщина стенки танра;

h - -высота стенки тавра; — длина полки тавра.

На фиг.1 изображена предложенная трубчатая пружина; на фиг.2 — сечение A-A на фиг.1.

Манометрическая пружина состоит из изогнутой или прямой, круглой или профилированной трубки 1, с которой соединено ребро 2 жесткости, выполненное в виде тавра. Ребро 2 присоединено к трубке 1 торцом своей стенки. Соединение ребра с трубкой может быть осуществлено известными спосо» бами, либо пружина выполнена цельной.

Такое выполнение трубчатой пружины.обеспечивает существенное смещение центра тяжести поперечного сечения относительно центра приложения сил давления. В результате обеспечивается оптимальное сочетание высокой чувствительности с повышенной собственной частотой при сохранении напряжений в пределах упругости.

Расчетные и экспериментальные исследования характеристик пружины показывают, что ребро жесткости в виде тавра обеспечивает наилучшее сочетание значений прогиба и собственной частоты по сравнению с ребром жесткости другой формы, например прямоугольной, при сохранении напряжений в пределах упругости материала.

В результате расчетно-экспериментальных исследований получены соотношения размеров пружины с ребром в виде тавра, которые превосходят по величине прогиба в 1,3-1,4 раза и по собственной частоте колебаний в

1,1-1,3 раза аналогичные характеристики пружины с прямоугольным ребром жесткости, т.е. ребро жесткости в виде тавра и соотношение между его геометрическими характеристиками позволяет обеспечить повышение ниброустойчивости при сохранении высокой чувствительности.

Например, для пружины длиной

40 мм из сплава БрБНТ 1,9 с ребром жесткости в виде тавра при значениях

D = 4,16 мм, d = 3,2 мм, b = c

= 0,83 мм, h = 4,16 мм, = 4,16 мм при давлении 1000 кг/см2 получены максимальный прогиб 0,174 мм, собст венная частота 3000 Гц и значения напряжений в материале, не превосходящее 0,64 от допустимого значения, в то время как в манометрической трубке с ребром прямоугольного сечения соответственно - 0,137 мм, 2700 Гц и 0,55.

Таким образом, предлагаемая конструкция манометрической трубчатой пружины позволяет создать манометричегкие приборы для работы в условиях вибрации и ударных нагрузок с бслее высокими метрологическими характеристиками.

1055978

Я-А

Составитель И. Невский

Редактор П. KocceN Техред И.Метелева Корректор Ю. Макаренко

Заказ 9288/32 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, .Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4