CS209782B1

CS209782B1 - Diaphragm clamping device, especially for pressure transducers

Info

Publication number: CS209782B1
Application number: CS690679A
Authority: CS
Inventors: Alojz Trutz; Marian Pulmann
Original assignee: Alojz Trutz; Marian Pulmann
Priority date: 1979-10-11
Filing date: 1979-10-11
Publication date: 1981-12-31

Abstract

Ocelom vynálezu je zabezpecenie rovinnosti-a nedeformovanosti membrány zovretej medzi přírubami pre zaistenie přesného merania malých a striedavých tlakov. Uvedený účel sa dosiahne tým, že aspoň jedna z prírub je opatřená na straně smerom k membráně vonkajším rozperným kuželom tesne zasunutým z jednej strany rozpernej objímky do jej kuželovej diery, pričom druhá strana rozpernej objímky je v tesnom styku s upínacou plochou membrány. Stíahnutím prírub k sebe je rozperná objímka přitlačená na membránu a rozperným kuželom vtlačeným do kuželovej diery rozpernej objímky je membrána upnutá a natiahnutá. Zariadenie podlá vynálezu sa dá použit nielen v tlakových prevodníkoch, ale aj iných zariadeniach s membránou, u ktorých sa požaduje přesné dodrzanie závislosti priehybu membrány od posobiac.eho média, pri přesných laboratórnych meraniach, v regulačnej technike apod.The aim of the invention is to ensure the flatness and non-deformation of the membrane clamped between the flanges to ensure accurate measurement of small and alternating pressures. The stated purpose is achieved by at least one of the flanges being provided on the side facing the membrane with an external expansion cone tightly inserted from one side of the expansion sleeve into its conical hole, while the other side of the expansion sleeve is in close contact with the clamping surface of the membrane. By pulling the flanges together, the expansion sleeve is pressed against the membrane and the expansion cone pressed into the conical hole of the expansion sleeve is the membrane clamped and stretched. The device according to the invention can be used not only in pressure transducers, but also in other devices with a membrane, in which precise compliance with the dependence of the membrane deflection on the operating medium is required, in precise laboratory measurements, in control technology, etc.

Description

Vynález sa týká zariadenia na upnutie a napnutie membrány, najmá pre tlakové převodníky, u ktorého je membrána upnutá medzi dvomi přírubami. . >The invention relates to a device for clamping and tensioning a diaphragm, in particular for pressure transducers, in which the diaphragm is clamped between two flanges. . >

Doteraz používané zariadenia i'iešia upnutie membrán zovretím medzi upínacíe plochy rovných prírub. V dosledku prítlačnej sily dochádza pri takomto upnutí, najma u tenkých membrán, k ich deformácii a zvlneniu. Membrána vykazuje pri zatažení značnú hysteréziu.. Jej priehyb nezodpovedá tlaku na ňu pósobiacemu, čo spósobuje nepřesnost merania.The devices used hitherto solve the clamping of the membranes by clamping between the clamping surfaces of the straight flanges. As a result of the clamping force, such clamping, in particular in the case of thin membranes, results in their deformation and corrugation. The diaphragm exhibits considerable hysteresis when retracted. Its deflection does not correspond to the pressure exerted on it, which results in an inaccurate measurement.

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje zariadenie na upnutie a napnutie membrány podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že aspoň jedna z prírub je opatřená na straně smerom k membráně vonkajším rozperným kuželom, ktorý je tesne zasunutý z jednej strany rozpernej objímky do jej kuželovej diery a druhá strana rozpernej objímky je v tesnom styku s upínacou plochou membrány. Rozperná objímka je přitlačená na membránu a roztiahnutá rozperným kuželom, ktorý je do kuželovej diery vtlačený, čím je membrána upnutá a natiahnutá.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the device for clamping and tensioning the membrane according to the invention, characterized in that at least one of the flanges is provided on the side towards the membrane with an external spacer cone, which is tightly inserted from one side of the spacer sleeve into its cone hole. the side of the spacer sleeve is in close contact with the clamping surface of the diaphragm. The spacer sleeve is pressed against the diaphragm and expanded by a spacer cone which is pushed into the cone bore to clamp and stretch the diaphragm.

Zariadením podlá vynálezu sa dosahuje to, že membrána upnutá a natiahnutá je v kludovom stave rovná a nedeformovaná. Umožní sa tak presnejš^e meranie aj relativné malých pretlakov a podtlakov, přesné meranie diferenciálnych a pulzujúcich tlakov a membrána nevykazuje hysterézne vlastnosti.The device according to the invention achieves that the diaphragm clamped and stretched is straight and undeformed in the rest state. This allows more accurate measurement of relatively low pressures and vacuums, accurate measurement of differential and pulsating pressures, and the membrane does not exhibit hysteresis properties.

Na pripojenom výkrese je schematicky znázorněný příklad zariadenia podlá vynálezu, kde obraz znázorňuje priecny rez kapacitného tlakového prevodníka s dvomi rozpernými krúžkami opatřenými kuželovými dierami a obomi přírubami opatřenými rozperným kuželom, ktoré sú symetricky usporiadané po oboch stranách membrány.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS An example of a device according to the invention is shown schematically in the accompanying drawing, in which the image shows a cross-section of a capacitive pressure transducer with two spacer rings provided with conical holes and both flanges provided with a cone, symmetrically arranged on both sides of the membrane.

Příkladné zariadenie pozostáva z elektricky vodívej membrány £, ktorá je prostredníctvom svojich upínacích ploch v tesnom styku s jednou stranou symetricky usporiadaných rozperných objíraok £, £, pričom do kuželových dier 33, 43 z druhej strany rozperných objímok £, £ sú tesne zasunuté vonkajšie rozperné kužele 1 1 , £1 symetricky usporiadaných prírub £, £. Príruby £, £ sú opatřené otvormi 1 2, 22 pre přívod raeraného média alebo médií do komorok £, £, ktoré sú vytvořené symetricky, po oboch stranách membrány 5. Komorky £, 7 sú ohraničené plochou zrezaných vonkajsích rozperných kuželov 1 1 , 21 prírub £, £, dalej navazujúcou častou stien kuželových dier £3, 43 rozperných objímok £, £ po membránu 5 a samotnými stěnami membrány £ v časti ohraničenej upínacími plochami membrány £. Membrána £ je medzi rozpernými krúžkami £, £ so zasunutými vonkajšími rozpernými kuželmi 1 1 , 21 prírub £, 2 upnutá a natiahnutá u příkladného zariadenia skrutkami £, £ prechádzajúcimi cez válcové diery 1 3, 14 príruby £ a zaskrutkovanými v závitových dierach 24, 25 príruby £. Príruby £, 2 alebo aspoň jedna z nich sú vyhotovené z elektricky nevodivého materiálu a opatřené elektrodou £0, uraiestnenou v priečnej centrále osi membrány £.The exemplary device consists of an electrically conductive diaphragm 6 which, through its clamping surfaces, is in close contact with one side of the symmetrically arranged spacing sleeves 4, 6, with outer spacing cones tightly inserted into the conical holes 33, 43 from the other side of the spacing sleeves. 11, £ 1 symmetrically arranged flanges £, £. The flanges 8, 8 are provided with openings 12, 22 for feeding the media or media to the chambers 8, 6, which are formed symmetrically on both sides of the membrane 5. The chambers 8, 7 are delimited by the surface of the truncated outer spacer cones 11, 21 of the flanges. 6, 6, further by a conjugate portion of the walls of the tapered holes 8, 43 of the spacers 8, 8 to the membrane 5 and the walls of the membrane itself in the part delimited by the clamping surfaces of the membrane. The diaphragm 6 is clamped and stretched in an exemplary device by screws 8, 8 extending through cylindrical bore holes 13, 14 and screwed into threaded holes 24, 25 between the spacers 4, 4 with the outer spacing cones 11, 21 of the flanges 4, 2 inserted. flanges £. The flanges 8, 2 or at least one of them are made of an electrically non-conductive material and provided with an electrode 60 disposed in the transverse center of the axis of the membrane.

Funkcia zariadenia je nasledovná:The function of the device is as follows:

Na rozperný kužel 21 príruby £ v horizontálněj polohe sa kuželovou dierou 43 nasunie rozperná objímka £. Na ňu sa položí centricky membrána 5, rozperná objímka 3 a do jej kuželovej diery £3 sa nasunie príruba £ rozperným kuželom 1 1 ♦ Príruby přitom musia byt natočené tak, aby osi válcových dier ££, 1 4, príp. aj dalších boli totožné s osamí protilahlýc.h závitových dier 24, 25 a dalších a do nich sa postupné rovnoměrně zaskrutkujú a dotahujú skrutky £, 9 a dalšie. V prvej fáze dotahovania sa přitom upíná membrána £ medzi rozperné objímky £, 4, v dalšej fáze sa rozperné kužele 1 1 , 21 prírub £, £ postupné vtláčajú do kuželových dier £3, 43 rozperných objímok £, £, roztahujú ich a přitom napínaju aj medzi nimi upnutú membránu £. Do otvorov 1 2, 22 takto zmontovaného tlakového prevodníka, alebo aspoň do jedného z nich, sa pri meraní napojí médium, ktorého tlak sa má merat. Pri posobení tlaku sa membrána £ deformuje, priČOm sa mění velkost kapacity medzi ňou a elektrodou 10, ktorá je úměrná posobiacemu tlaku. Změna velkosti tlaku sa tak prevádza na změnu elektrickej veličiny, snímatelnú meračora kapacity, ktorý sa napojí na elektrodu £0 a membránu £, príp. na inú část tlakového prevodníka, vodivo spojenú s membránou 5.The spacer sleeve 4 is pushed onto the spacer cone 21 of the flange 4 in a horizontal position with a conical bore 43. A diaphragm 5 is placed on it centrally, the spacer sleeve 3 and a flange 4 is pushed into its conical bore 3 by a cone 11 1. The flanges must be rotated so that the axes of the cylindrical bores 14, 14 or 14 are rotated. and others were identical to the axially opposed threaded holes 24, 25 and others, and the bolts 8, 9 and the like are gradually screwed in and successively. In the first phase of tightening, the diaphragm 4 is clamped between the spacer sleeves 4, 4, in the next stage the spacer cones 11, 21 of the flanges 8, 8 are successively pushed into the conical holes 8, 43 of the spacer sleeves 4, 4 and the membrane 6 between them. The orifices 12, 22 of the pressure transducer thus assembled, or at least one of them, are to be connected to the medium whose pressure is to be measured. When the pressure is absorbed, the diaphragm 6 deforms as the size of the capacitance between it and the electrode 10 changes, which is proportional to the pressure. The change in the magnitude of the pressure is thus converted into a change in the electrical quantity, a removable capacitance meter which is connected to the electrode 60 and the membrane 60, respectively. to another part of the pressure transducer, conductively connected to the membrane 5.

Pre zabezpečenie dokonalého upnutía membrány móžu jedna alebo obe rozperné objímky s kuželovou dierou tvořit s membránou nerozoberateIný celok, t. j. móžu byt napr. spojené lepením alebo móžu tvořit celok vyrobený z jedného kusá materiálu a pod.To ensure complete clamping of the diaphragm, one or both of the tapered spacer sleeves may form a non-disassembling unit with the diaphragm, i. j. may be e.g. bonded or combined to form a unit made of one piece of material and the like.

Dokonalé upnutie a napnutíe membrány sa dá zabezpečit tak, že rozperné objímky sa na vonkajšom obvode opatria jedna lavým a druhá pravým závitom a membrána sa najprv medzi ne upne ic.h zaskrutkovaním do ďalšej objímky, opatrenej z vnútornej strany lavýra a pravým závítom. Postačí přitom, ak je kuželovou dierou opatřená len jedna z objímok a zároveň rozperným kuželom jedna z prírub.Perfect clamping and tensioning of the diaphragm can be ensured by providing the spacers on the outer circumference with one left and the other with a right-hand thread, and the diaphragm is first clamped between them by screwing into another sleeve provided on the inside of the lava and with a right-hand thread. It is sufficient if only one of the sleeves is provided with a tapered bore and one of the flanges is also provided with a cone.

Zariadenie podía vynálezu sa dá s výhodou použit nielen v tlakových prevodníkoch, ale aj iných zariadeniach s membránou, u ktorých sa požaduje přesné dodržanie závislosti priehybu membrány od pósobiaceho média, pri přesných laboratórnych meraniach, v regulačnej technike a pod .The device according to the invention can be advantageously used not only in pressure transducers, but also in other devices with a diaphragm, which require precise observation of the dependence of the diaphragm deflection on the acting medium, in precise laboratory measurements, in control technology and the like.

Claims

209782

2 To ensure perfect clamping of the diaphragm, one or both conical sleeves with a conical hole can form a non-detachable whole with the diaphragm, i.e. can be, for example, bonded or formed to form a single piece of material and the like. Perfect clamping and tensioning of the diaphragm can be achieved by providing the spacer sleeves with one melt and the other with a right-hand thread on the outer periphery and screwing the diaphragm into the other sleeve provided on the inner side of the lacquer and the right thread. It is sufficient if only one of the sleeves is provided with the tapered bore and one of the flanges is spaced apart with the spreader. The device according to the invention can be advantageously used not only in pressure transducers, but also in other membrane devices, in which precise deflection of the diaphragm from the acting medium is required, in precise laboratory measurements, in a control technician. OBJECT OF THE INVENTION A device for clamping and tensioning a diaphragm, in particular for pressure transducers, with a diaphragm between two flanges, which are open for supplying and supplying a medium acting on the diaphragm, characterized in that at least one of the flanges (1, 2) is provided on the side of the diaphragm (5) with an outer spacer cone (11, 21) which is tightly inserted from one side of the spacer sleeve (3, 4) into its conical hole (33, 43) and the other side of the sleeve (3, 4) is in close contact with the diaphragm clamping surface (5), wherein the spacer sleeve (3, 4) is pressed against the diaphragm (5) and expanded by the spacer cone (11, 21) which is rounded off (33, 43), whereby the diaphragm / 5 / clamped and stretched. 1 sheet of Srvrrop-afia drawings. n. p. rivod 7. Bridge