RU2279042C1 - Manometric spring with increasing characteristics - Google Patents
Manometric spring with increasing characteristics Download PDFInfo
- Publication number
- RU2279042C1 RU2279042C1 RU2004132530/28A RU2004132530A RU2279042C1 RU 2279042 C1 RU2279042 C1 RU 2279042C1 RU 2004132530/28 A RU2004132530/28 A RU 2004132530/28A RU 2004132530 A RU2004132530 A RU 2004132530A RU 2279042 C1 RU2279042 C1 RU 2279042C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spring
- cross
- section
- corrugations
- gauge
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к упругим чувствительным элементам, используемым в манометрических приборах, например в манометрах, термометрах, вакуумметрах, уровнемерах, расходомерах.The invention relates to elastic sensors used in gauge devices, for example in gauges, thermometers, vacuum gauges, level gauges, flow meters.
В настоящее время известны различные конструкции манометрических пружин. Известны манометрические пружины, поперечное сечение которых может иметь плоскоовальную, эллиптическую или восьмеркообразную форму /1/. Известны конструкции манометрических пружин с асимметричным поперечным сечением, на внешнем и внутреннем контурах которого располагаются один или несколько продольных гребней /2/. Известна манометрическая пружина, у которой на внешнем и внутреннем контурах поперечного сечения расположены один или несколько продольных гофров, форма и размеры которых изменяются от закрепленного конца пружины к свободному /3/.Currently, various designs of gauge springs are known. Known gauge springs, the cross section of which may have a plane oval, elliptical or figure-eight shape / 1 /. Known design manometric springs with asymmetric cross-section, on the outer and inner contours of which are one or more longitudinal ridges / 2 /. Known gauge spring, in which on the external and internal contours of the cross section are one or more longitudinal corrugations, the shape and dimensions of which vary from the fixed end of the spring to the free / 3 /.
Общим недостатком известных конструкций манометрических пружин является нелинейность их упругой характеристики, что снижает точность всех манометрических приборов, использующих манометрическую пружину в качестве чувствительного элемента. Также недостатком известных конструкций манометрических пружин является невозможность подбора требуемой нелинейной упругой характеристики манометрической пружины, что часто является необходимым для измерения физических величин, нелинейно связанных с давлением. Величины, нелинейно связанные с давлением, могут быть измерены с помощью приборов, использующих в качестве упругого чувствительного элемента мембрану или сильфон, однако недостатком таких приборов является достаточно сложная и громоздкая конструкция. Также приборы, использующие в качестве упругого чувствительного элемента мембрану или сильфон, развивают достаточно высокие тяговые усилия, что в ряде случаев, например при измерении по схеме силовой компенсации, является нежелательным.A common drawback of the known designs of gauge springs is the non-linearity of their elastic characteristics, which reduces the accuracy of all gauge instruments using a gauge spring as a sensing element. Another disadvantage of the known designs of gauge springs is the impossibility of selecting the required nonlinear elastic characteristics of the gauge springs, which is often necessary for measuring physical quantities non-linearly related to pressure. Values nonlinearly related to pressure can be measured using instruments that use a membrane or bellows as an elastic sensing element, but the drawback of such instruments is a rather complex and cumbersome design. Also, devices that use a membrane or a bellows as an elastic sensitive element develop sufficiently high traction forces, which in some cases, for example, when measured by a force compensation scheme, is undesirable.
Задачей изобретения является получение манометрической пружины с заданной возрастающей или линейной упругой характеристикой.The objective of the invention is to obtain a gauge spring with a given increasing or linear elastic characteristic.
Технический результат изобретения заключается в уменьшении жесткости манометрической пружины с ростом давления.The technical result of the invention is to reduce the stiffness of the gauge spring with increasing pressure.
Поставленный технический результат изобретения достигается тем, что манометрическая пружина образуется герметичным соединением двух полосообразных деталей малой толщины, образующих внешний и внутренний контуры поперечного сечения, при этом для поперечного сечения выполнено условие А/В>1, где А - большая ось поперечного сечения пружины, В - малая ось поперечного сечения пружины. Полосообразные детали малой толщины имеют продольные гофры, при этом для каждого гофра выполнено условие 2H/d>1, где d, H - соответственно ширина и высота рассматриваемого гофра. Технический результат изобретения может быть достигнут также в том случае, когда гофры, выполненные на полосообразных деталях, имеют переменные шаг и(или) высоту, вдоль средней линии гофров.The technical result of the invention is achieved in that the gauge spring is formed by a hermetic connection of two strip-shaped parts of small thickness, forming the external and internal contours of the cross section, while for the cross section the condition A / B> 1 is fulfilled, where A is the major axis of the cross section of the spring, B - small axis of the cross section of the spring. Striped parts of small thickness have longitudinal corrugations, while for each corrugation the condition 2H / d> 1 is fulfilled, where d, H are the width and height of the corrugation under consideration, respectively. The technical result of the invention can also be achieved in the case when the corrugations made on strip-like parts have variable pitch and (or) height along the midline of the corrugations.
Предлагаемая конструкция манометрической пружины является достаточно технологичной, так как изготовление манометрической пружины может быть осуществлено за три этапа:The proposed design of the gauge spring is quite technologically advanced, since the manufacture of the gauge spring can be carried out in three stages:
- получение тонколистовых полосообразных гофрированных деталей нужной формы и с необходимой формой гофр (например, штамповкой);- obtaining thin-sheet strip-shaped corrugated parts of the desired shape and with the necessary shape of the corrugations (for example, stamping);
- изгиб полученных полосообразных деталей на прокатных роликах с соответствующим гофрам профилем по дуге заданного радиуса;- bending the obtained strip-like parts on the rolling rollers with the corresponding corrugation profile along an arc of a given radius;
- сварка или пайка полученных гофрированных полосообразных деталей в единую, герметичную конструкцию.- welding or soldering the obtained corrugated strip-like parts into a single, airtight design.
Между поставленным техническим результатом изобретения и его существенными признаками существует следующая причинно-следственная связь.Between the technical result of the invention and its essential features, there is the following causal relationship.
Упругая характеристика манометрической пружины - это зависимость перемещения конца манометрической пружины при изменении давления. Если с ростом давления конец пружины получает все большие перемещения, упругая характеристика является возрастающей, иначе манометрическая пружина имеет затухающую характеристику. Перемещения конца манометрической пружины зависят от деформации внешнего и внутреннего контуров поперечного сечения, а именно от величины перемещения каждой точки профиля поперечного сечения от большой оси поперечного сечения.The elastic characteristic of a gauge spring is the dependence of the movement of the end of the gauge spring upon a change in pressure. If with increasing pressure the end of the spring receives more and more displacements, the elastic characteristic is increasing, otherwise the manometric spring has a damping characteristic. The displacements of the end of the gauge spring depend on the deformation of the external and internal contours of the cross section, namely, the displacement of each point of the cross section profile from the major axis of the cross section.
Для заявляемой конструкции манометрической пружины с ростом давления во внутренней полости пружины ее поперечное сечение получает следующие деформации. Наличие гофров на внешнем и внутреннем контуре поперечного сечения пружины и выполнение условия 2H/d>1, где d, H - соответственно ширина и высота гофров, приводят к тому, что, прежде всего, значительно увеличивается большая ось поперечного сечения пружины - в поперечном сечении манометрическая пружина работает как сильфон - гофры растягиваются. Наряду с этой деформацией изменяется расстояние от центральной оси манометрической пружины до всех точек внешнего и внутреннего контуров поперечного сечения, за счет чего свободный конец пружины получает перемещение. В результате увеличения большой оси поперечного сечения (растяжения гофров) жесткость манометрической пружины с ростом давления уменьшается, а точки внешнего и внутреннего контуров поперечного сечения получают все большие перемещения, что приводит к увеличению приращений перемещения свободного конца манометрической пружины с ростом давления. В результате такой деформации упругая характеристика манометрической пружины является возрастающей. Учитывая, что упругая характеристика известных конструкций манометрических пружин является затухающей /4/, изменяя геометрические параметры поперечного сечения манометрической пружины, высоту, ширину и шаг гофров можно добиться линейной, упругой характеристики.For the claimed design of the gauge spring with increasing pressure in the inner cavity of the spring, its cross section receives the following deformations. The presence of corrugations on the external and internal contours of the spring’s cross section and the fulfillment of the condition 2H / d> 1, where d, H are the width and height of the corrugations, respectively, lead to the fact that, first of all, the large axis of the spring’s cross section increases significantly - in the cross section the manometer spring works like a bellows - the corrugations are stretched. Along with this deformation, the distance from the central axis of the gauge spring to all points of the external and internal contours of the cross section changes, due to which the free end of the spring gets displaced. As a result of the increase in the major axis of the cross section (stretching of the corrugations), the stiffness of the gauge spring decreases with increasing pressure, and the points of the external and internal contours of the cross section receive ever greater displacements, which leads to an increase in the increments of displacement of the free end of the gauge spring with increasing pressure. As a result of such a deformation, the elastic characteristic of the gauge spring is increasing. Given that the elastic characteristic of known designs of gauge springs is damped / 4 /, changing the geometric parameters of the cross section of the gauge spring, the height, width and pitch of the corrugations can achieve a linear, elastic characteristic.
Расширения диапазона нелинейности возрастающей упругой характеристики или получение требуемого угла наклона линейной упругой характеристики можно добиться выполняя гофрировку, с переменными шагом и(или) высотой гофров, вдоль средней линии гофров.Extending the range of non-linearity of increasing elastic characteristics or obtaining the desired angle of inclination of the linear elastic characteristics can be achieved by corrugating, with variable pitch and / or height of the corrugations, along the midline of the corrugations.
На фиг.1 представлен общий вид манометрической пружины.Figure 1 presents a General view of a gauge spring.
На фиг.2 показано поперечное сечение манометрической пружины.Figure 2 shows a cross section of a gauge spring.
На фиг.3 показаны геометрические параметры продольных гофров, выполненных на внешнем и внутреннем контурах поперечного сечения пружины.Figure 3 shows the geometric parameters of the longitudinal corrugations made on the external and internal contours of the cross section of the spring.
Манометрическая пружина 1 имеет свободный конец 2, конец 3, закрепленный в держателе 4, продольную ось 5, центральную ось 6 и внутреннюю полость 7.The gauge spring 1 has a free end 2, an end 3 fixed in the holder 4, a
Продольная ось 5 расположена на расстоянии R от центральной оси 6 и лежит в плоскости, перпендикулярной центральной оси 6.The
Манометрическая пружина 1 образуется герметичным соединением двух полосообразных деталей 8 и 9, соответственно образующих внешний 10 и внутренний 11 контуры поперечного сечения пружины.Gauge spring 1 is formed by a hermetic connection of two strip-
Размеры поперечного сечения определяются величиной малой оси сечения В и большой оси сечения А, при этом для поперечного сечения пружины выполнено условие - А/В>1.The dimensions of the cross section are determined by the value of the small axis of section B and the large axis of section A, while the condition - A / B> 1 is fulfilled for the cross section of the spring.
Полосообразные детали 8 и 9 имеют продольные гофры 12 (вдоль продольной оси 5).The strip-
На внешнем 10 и внутреннем 11 контурах поперечного сечения пружины можно выделить среднюю линию гофров 13 - линию в поперечном сечении, равноотстоящую от вершин и впадин гофров 12. Геометрическими параметрами гофров 12 являются ширина гофра d, высота гофра Н и шаг гофров 1, при этом для каждого гофра выполнено условие 2H/d>1, где d, H - соответственно ширина и высота рассматриваемого гофра. Гофры 12 могут быть выполнены с переменными шагом и(или) высотой вдоль средней линии гофров 13.On the outer 10 and inner 11 contours of the cross section of the spring, one can distinguish the middle line of the
Манометрическая пружина 1 работает следующим образом. При создании во внутренней полости 7 избыточного давления гофры 12, расположенные на внешнем 10 и внутреннем 11 контурах поперечного сечения, растягиваются - большая ось А поперечного сечения увеличивается, а жесткость манометрической пружины уменьшается. Одновременно с этим расстояние от центральной оси 6 до точек внешнего 10 контура поперечного сечения увеличивается, а расстояние от центральной оси 6 до точек внутреннего контура 11 поперечного сечения уменьшается. С ростом давления жесткость пружины становится все меньше, а точки внешнего 10 и внутреннего 11 контуров поперечного сечения пружины получают все большие перемещения, что приводит к увеличению приращений перемещения свободного конца 2 пружины 1 и обуславливает возрастание упругой характеристики манометрической пружины 1. Изменяя геометрические параметры гофров, можно получить не только возрастающую упругую характеристику, но и строго линейную.Gauge spring 1 operates as follows. When overpressure is created in the
Источники информацииInformation sources
1. Андреева Л.Е. Упругие элементы приборов. - 2 изд., перераб. и доп. - М., Машиностроение, 1981, 392 с.1. Andreeva L.E. Elastic elements of devices. - 2nd ed., Revised. and add. - M., Mechanical Engineering, 1981, 392 p.
2. А.С. 403977 СССР, кл. G 01 L 7/04, опубл. 26.10.73, бюллетень №43.2. A.S. 403977 USSR, class G 01
3. RU 2216001, кл. G 01 L 7/04, опубл. 10.11.2003, бюллетень №31.3. RU 2216001, cl. G 01
4. Тыжнов Г.И. Деформации и напряжения в трубчатых манометрических пружинах. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск, 1964, 185 с.4. Tyzhnov G.I. Deformations and stresses in tubular manometric springs. The dissertation for the degree of candidate of technical sciences. Tomsk, 1964, 185 p.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004132530/28A RU2279042C1 (en) | 2004-11-05 | 2004-11-05 | Manometric spring with increasing characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004132530/28A RU2279042C1 (en) | 2004-11-05 | 2004-11-05 | Manometric spring with increasing characteristics |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004132530A RU2004132530A (en) | 2006-04-20 |
RU2279042C1 true RU2279042C1 (en) | 2006-06-27 |
Family
ID=36607669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004132530/28A RU2279042C1 (en) | 2004-11-05 | 2004-11-05 | Manometric spring with increasing characteristics |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2279042C1 (en) |
-
2004
- 2004-11-05 RU RU2004132530/28A patent/RU2279042C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Андреева Л.Е. Упругие элементы приборов. - 2 изд. перераб и доп. - М.: Машиностроение, 1981, 392 с. Тыжнов Г.И. Деформация и напряжения в трубчатых манометрических пружинах. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Томск, 1964, 185 с. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004132530A (en) | 2006-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107449537B (en) | Method for manufacturing pressure sensor | |
RU2464467C1 (en) | Pressure transmitter and manometer | |
US3046788A (en) | Fluid pressure electrical transducer | |
JP2014102252A (en) | Measurement device for measuring physical quantity | |
Li et al. | High performance piezoresistive low pressure sensors | |
US4237775A (en) | Diaphragm for pressure sensors | |
US20180010976A1 (en) | Pressure sensor | |
US4207551A (en) | Pressure transducer | |
RU2279042C1 (en) | Manometric spring with increasing characteristics | |
US20060162460A1 (en) | Differential pressure measuring apparatus | |
RU2279041C1 (en) | Manometric spring with dropping characteristic | |
US3187641A (en) | Diaphragm | |
TWI792379B (en) | Pressure sensing metal diaphragm and pressure sensing diaphragm assembly and pressure gauge | |
CN112798169A (en) | High-voltage sensor with high overload resistance | |
US3603153A (en) | Direct-acting pressure and vacuum sensor | |
CN117007215B (en) | Pressure sensor simulation system with variable dielectric constant and design method thereof | |
KR100997488B1 (en) | Pressure sensor for commercial vehicle | |
RU2469436C1 (en) | Integrated pressure transducer with three solid centres | |
DK181276B1 (en) | Tryksensor | |
JP5487353B1 (en) | Level | |
KR100778386B1 (en) | Load sensor with multiple measuring ranges | |
RU2241966C2 (en) | Manometer spring (variants) | |
RU79177U1 (en) | PRESSURE SENSOR RESISTANT TO OVERLOADS | |
JPH06102128A (en) | Semiconductor composite function sensor | |
JP2024031316A (en) | pressure sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071106 |