RU2391639C1 - Precision manometre - Google Patents

Precision manometre Download PDF

Info

Publication number
RU2391639C1
RU2391639C1 RU2008138523/28A RU2008138523A RU2391639C1 RU 2391639 C1 RU2391639 C1 RU 2391639C1 RU 2008138523/28 A RU2008138523/28 A RU 2008138523/28A RU 2008138523 A RU2008138523 A RU 2008138523A RU 2391639 C1 RU2391639 C1 RU 2391639C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composite
tube
bourdon tube
bourdon
blocked
Prior art date
Application number
RU2008138523/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008138523A (en
Inventor
Александр Юрьевич Гетц (RU)
Александр Юрьевич Гетц
Александр Андреевич Щукин (RU)
Александр Андреевич Щукин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Манотомь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Манотомь" filed Critical Открытое акционерное общество "Манотомь"
Priority to RU2008138523/28A priority Critical patent/RU2391639C1/en
Publication of RU2008138523A publication Critical patent/RU2008138523A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2391639C1 publication Critical patent/RU2391639C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

FIELD: instrument making.
SUBSTANCE: manometre comprises cylindrical body, in which unit of holder is installed with Bourdon tube inside body and nozzle for connection to measured pressure from outer side of body. Bourdon tube with its free end is joined by means of traction to transfer pinion-sector mechanism, which transforms motion of tube free end into circular motion of pointer installed on pinion axis and arranged over dial plate. Bourdon tube is made as composite of two and more thin-walled tubes placed one onto another by means of tight fit Δ, which increases its mechanical strength. Composite Bourdon tube preserves its tightness even in case cracks appear, which are then blocked. If cracks appear on inner thin-walled composite Bourdon tube, then they are blocked by outer one, and vice versa, if they appear on outer one, they are blocked with inner one. Dimensions of composite tubes may be invariant depending on specified working pressure.
EFFECT: simplified design and improved reliability of manometre operation.
3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к приборостроению, в частности к манометрам, устанавливаемым на котлах высокого давления, подверженных большим пиковым нагрузкам, выводящим из строя манометрические трубчатые пружины.The invention relates to instrumentation, in particular to pressure gauges installed on high-pressure boilers, subject to high peak loads, disabling gauge tubular springs.

Трубчатые пружины используют в основном для преобразования измеряемого давления, поданного во внутреннее пространство пружины, в пропорциональное перемещение ее свободного конца. Наиболее распространенной манометрической трубкой является одновитковая трубчатая пружина, представляющая собой изогнутую по дуге окружности трубку с обычно вытянутым овальным поперечным сечением, в котором а и б - большая и малая полуоси (рис.2-16, а), с.52 в [1].Tubular springs are mainly used to convert the measured pressure supplied to the interior of the spring into a proportional movement of its free end. The most common gauge tube is a single-coil tubular spring, which is a tube bent along an arc of a circle with an usually elongated oval cross-section, in which a and b are the major and minor axes (Fig. 2-16, a), p.52 in [1] .

Известны манометры, в которых применяются аналогичные манометрические одновитковые пружины, в [2, 3] и других. В аналоговом манометре, например МПТИ [2], работа которого основана на уравновешивании измеряемого давления силами упругой деформации манометрической пружины, однако недостатком является то, что трубчатая пружина не предохраняется от возможных максимальных нагрузок, превышающих допустимые для трубчатой пружины. Кроме того, манометрические пружины во время своей работы многократно подвергаются действию периодически меняющихся во времени нагрузок (напряжений). Характерно то, что при действии повторно-переменных нагрузок происходит постепенное разрушение манометрической трубки вследствие усталости материала трубки и в результате постепенного развития трещин. Существенное значение для возникновения трещин и развития трещин усталости имеют не только дефекты внутреннего строения материала (внутренние трещины, шлаковые включения и т.п.), но также и дефекты обработки поверхности детали (царапины, следы от резца или шлифовального камня).Manometers are known in which similar manometric single-coil springs are used, in [2, 3] and others. In an analog manometer, for example, MPTI [2], whose operation is based on balancing the measured pressure by the forces of elastic deformation of the gauge spring, however, the disadvantage is that the tubular spring is not protected from possible maximum loads exceeding the allowable for the tubular spring. In addition, gauge springs during their operation are repeatedly exposed to periodically varying loads (stresses) over time. Characteristically, under the action of alternating loads, the gauge tube is gradually destroyed due to fatigue of the tube material and as a result of the gradual development of cracks. Not only defects in the internal structure of the material (internal cracks, slag inclusions, etc.), but also defects in the surface treatment of the part (scratches, marks from a cutter or grinding stone) are essential for the occurrence of cracks and the development of fatigue cracks.

Исследования показывают, что поломки в подавляющем большинстве случаев происходят из-за трещин усталости [4, с.354-358].Studies show that failures in the vast majority of cases occur due to fatigue cracks [4, p. 354-358].

Известна манометрическая трубчатая пружина [5, фиг.219-20 "а"], представляющая собой полую трубку преимущественно овального или эллиптического сечения, изогнутую по дуге окружности, один конец которой подвижен, а другой - неподвижен. При повышении давления во внутренней полости за счет поступающей в нее среды пружина разгибается так, что ее свободный конец перемещается несколько вверх пропорционально создаваемому давлению.Known tubular spring [5, Fig.219-20 "a"], which is a hollow tube of predominantly oval or elliptical cross section, curved along an arc of a circle, one end of which is movable, and the other is stationary. With increasing pressure in the internal cavity due to the medium entering it, the spring unbends so that its free end moves slightly upward in proportion to the pressure created.

К недостатку трубчатой пружины следует отнести то, что в случае превышения наружного радиуса пружины более R1 возникают остаточные деформации, которые могут привести к неизбежной ее поломке.A disadvantage of the tubular spring is that if the external radius of the spring exceeds R 1 , residual deformations occur that can lead to its inevitable breakdown.

Известен манометр [6] - с профильной скобой, упирающийся в трубку Бурдона на корпусе, - состоящий из корпуса, шкалы, указательной стрелки и механизма ее перемещения с помощью трубчатой пружины, установленной на ниппельной опоре корпуса. При деформации трубчатой пружины сверх допустимой конец ее начнет упираться в неподвижный упор в виде скобы, в связи с чем перемещения конца трубчатой пружины прекратятся.A known pressure gauge [6] - with a profile bracket resting against the Bourdon tube on the housing - consisting of a housing, a scale, an index arrow and a mechanism for moving it using a tubular spring mounted on a nipple support of the housing. If the tubular spring deforms beyond the permissible limit, its end will abut against the fixed stop in the form of a bracket, and therefore the displacements of the end of the tubular spring will stop.

Недостатком данного манометра является то, что если даже прекратится перемещение пружины, то раздувание ее поперечного сечения и выпучивания будут продолжаться, что неизбежно выведет ее из строя.The disadvantage of this pressure gauge is that even if the movement of the spring stops, the inflation of its cross section and buckling will continue, which will inevitably incapacitate it.

Известен манометр [7], выбранный в качестве прототипа, состоящий из корпуса, трубчатой пружины с подвижным и неподвижным концами, шкалы с указательной стрелкой, механизма ее перемещения, вокруг и внутри трубчатой пружины устанавливаются первый, второй и третий подвижные и неподвижные дугообразные упоры радиусами R1 и R2, при этом первый и второй подвижные упоры, а также третий подвижные и неподвижные упоры шарнирно соединены между собой шарнирной тягой, свободный конец второго подвижного упора выполнен с шарниром, который жестко закреплен с корпусом, причем первый и третий подвижные упоры размещены в корпусе с возможностью контактирования с трубчатой пружиной при повышении давления внутри нее, а третий подвижный и неподвижный дугообразные упоры размещены с возможностью контактирования с внутренней поверхностью корпуса. В дугообразные упоры упирается трубчатая пружина при максимально возможном ее нагружении при деформации ее радиусов R1 и R2, а давлением, могущим деформировать трубчатую пружину больше предела текучести, пробка-кран ломается, соединяя при этом внутреннюю полость трубчатой пружины с внешней полостью, таким образом, не допускается в материале трубчатой пружины возникновения опасных напряжений.Known pressure gauge [7], selected as a prototype, consisting of a housing, a tubular spring with a movable and fixed ends, a scale with a pointer arrow, a mechanism for its movement, around, and inside the tubular spring are installed the first, second and third movable and fixed arcuate stops of radius R 1 and R 2 , the first and second movable stops, as well as the third movable and fixed stops, are pivotally connected to each other by a hinge rod, the free end of the second movable stop is made with a hinge that is rigidly fixed with the housing, the first and third movable stops are placed in the housing with the possibility of contact with a tubular spring with increasing pressure inside it, and the third movable and fixed arcuate stops are placed with the possibility of contact with the inner surface of the housing. A tubular spring abuts against the arcuate stops at its maximum possible load when its radii R 1 and R 2 are deformed, and with a pressure that can deform the tubular spring more than the yield strength, the valve plug breaks, connecting the inner cavity of the tubular spring with the outer cavity, thus is not allowed in the tubular spring material to cause dangerous stresses.

Особенностью конструкции выбранного прототипа является то, чтобы при пульсации или резком увеличении давления в трубчатой пружине 9 по другим причинам пружина не вышла из строя, предусмотрены ограничения поворота последней упорами 11 и 12 радиусом R2 и упорами 13 и 19 - R1, определяемыми по расчетным формулам [4]. Таким образом, трубчатая пружина оказывается зажатой между подвижными и неподвижными упорами 11, 12, 13, 19 с расчетным зазором между ними, а последние непосредственно или через тягу 16 упираются в корпус 1 манометра, не давая трубчатой пружине 9 далее деформироваться.The design feature of the selected prototype is that when pulsating or a sharp increase in pressure in the tubular spring 9 for other reasons, the spring does not fail, there are restrictions on the rotation of the latter with stops 11 and 12 of radius R 2 and stops 13 and 19 - R 1 , determined by design formulas [4]. Thus, the tubular spring is sandwiched between the movable and fixed stops 11, 12, 13, 19 with a design gap between them, and the latter directly or through the rod 16 abut against the housing 1 of the pressure gauge, preventing the tubular spring 9 from further deforming.

При возникновении очень больших давлений внутри полости трубчатой пружины 9 открывается пробка-клапан 21, выпуская часть жидкости из трубчатой пружины 9. Механические ограничения деформаций до допустимых для трубчатой пружины 9 позволяют предотвратить ее поломку и повысить надежность показаний давления с использованием всего диапазона шкалы манометра.When very high pressures occur inside the cavity of the tubular spring 9, the plug-valve 21 opens, releasing part of the liquid from the tubular spring 9. Mechanical limitations of deformations to allowable for the tubular spring 9 can prevent its breakdown and increase the reliability of pressure readings using the entire range of the pressure gauge.

Однако у прототипа имеется ряд существенных недостатков, а именно:However, the prototype has a number of significant disadvantages, namely:

- повышение надежности манометра достигается путем усложнения конструкции прибора за счет применения дополнительных конструктивных деталей, таких как первый, второй и третий подвижные и неподвижные дугообразные упоры радиусами R1 и R2, при этом первый и второй подвижные упоры, а также третий подвижные и неподвижные упоры шарнирно соединены между собой, первый и третий подвижные упоры соединены между собой шарнирной тягой, свободный конец второго подвижного упора выполнен с шарниром, который жестко закреплен с корпусом. Шарнирные соединения при повторно-переменных нагрузках быстро изнашиваются, что отрицательно отражается на надежной работе манометра, что может приводить к полной его непригодности;- improving the reliability of the pressure gauge is achieved by complicating the design of the device through the use of additional structural parts, such as the first, second and third movable and fixed arcuate stops of radii R 1 and R 2 , while the first and second movable stops, as well as the third movable and fixed stops pivotally connected to each other, the first and third movable stops are interconnected by a hinge rod, the free end of the second movable stop is made with a hinge, which is rigidly fixed to the housing. Swivel joints under repeated variable loads quickly wear out, which negatively affects the reliable operation of the pressure gauge, which can lead to its complete unsuitability;

- первый и третий подвижные упоры размещены в корпусе с возможностью контактирования с трубчатой пружиной при повышении давления внутри нее, а третий подвижный и неподвижный дугообразные упоры размещены с возможностью контактирования с внутренней поверхностью корпуса. Размещение внутри корпуса такого количества деталей увеличивает размеры и массу манометра и, как следствие, повышает его удорожание, что экономически нецелесообразно;- the first and third movable stops are placed in the housing with the possibility of contacting with a tubular spring with increasing pressure inside it, and the third movable and fixed arcuate stops are placed with the possibility of contact with the inner surface of the housing. Placing so many parts inside the housing increases the size and weight of the pressure gauge and, as a result, increases its cost, which is not economically feasible;

- в тексте описания прототипа допущена неточность толкования работы пробки-крана 21: "При возникновении очень больших давлений внутри полости трубчатой пружины 9 ломается пробка-кран 21, выпуская часть жидкости из трубчатой пружины 21"? Причем предохранительный пробка-кран 21 установлен на подвижном конце трубчатой пружины 9, но на фигурах позиция 21 нигде не обозначена. Кроме того, такое толкование в тексте описания прототипа носит противоречивый характер, а именно:- in the text of the description of the prototype there was an inaccuracy in the interpretation of the operation of the stopcock-valve 21: "When very high pressures occur inside the cavity of the tubular spring 9, the stopcock-21 breaks, releasing part of the liquid from the tubular spring 21"? Moreover, the safety plug-valve 21 is installed on the movable end of the tubular spring 9, but in the figures the position 21 is not indicated anywhere. In addition, this interpretation in the text of the description of the prototype is controversial, namely:

- при возникновении очень больших давлений внутри полости трубчатой пружины пробка-кран 21 ломается, выпуская часть жидкости из трубчатой пружины 9, следовательно, манометр не пригоден к работе, и его необходимо ремонтировать;- when very high pressures occur inside the cavity of the tubular spring, the plug-valve 21 breaks, releasing part of the liquid from the tubular spring 9, therefore, the pressure gauge is not suitable for work, and it must be repaired;

- другой недостаток: часть жидкости попадает под давлением внутрь корпуса манометра, заполняя весь его объем, и, как следствие, жидкость под высоким давлением разрушает защитное стекло, что неизбежно выводит прибор из строя.- Another drawback: part of the liquid gets under pressure inside the pressure gauge body, filling its entire volume, and, as a result, the liquid under high pressure destroys the protective glass, which inevitably destroys the device.

Целью предлагаемого технического решения является упрощение конструкции и повышение надежности работы манометров.The purpose of the proposed technical solution is to simplify the design and increase the reliability of the pressure gauges.

Технический результат достигается тем, что манометр содержит цилиндрический корпус, в котором установлен держатель с трубкой Бурдона внутри корпуса и штуцером для подключения к измеряемому давлению с внешней стороны корпуса, трубка Бурдона свободным концом связана с помощью тяги с передаточным трибко-секторным механизмом, преобразующим перемещение свободного конца трубки в круговое движение стрелки, установленной на оси трубки и располагающейся над циферблатом, причем манометрическая трубка Бурдона выполнена составной из двух и более тонкостенных труб, надетых друг на друга. Способ уменьшения напряжений на растяжение (бо, кг/см2) и, следовательно, повышение прочности толстостенного цилиндра путем замены сплошного цилиндра составным предложен академиком А.В.Гадолиным [8, стр.600]. Например, трубка Бурдона состоит из двух тонкостенных цилиндров, выполненных посадкой с натягом [8, стр.600], и, если теперь такой составной цилиндр нагрузить внутренним давлением, то обе его части будут работать как одно целое, и в составном цилиндре возникнут напряжения. Эти напряжения должны быть алгебраически просуммированы с предварительным напряжением натяга [9, стр.288]. Во внутренних, наиболее напряженных точках рабочие напряжения и напряжения натяга имеют разные знаки. Поэтому суммарное напряжение здесь снижается, и составной цилиндр способен выдерживать большее давление, нежели обычный. Однако вследствие натяга увеличиваются напряжения в зоне контакта у внешнего цилиндра. Поэтому натяг Δ должен подбираться для заданного давления Р так, чтобы была обеспечена прочность не только внутреннего, но и внешнего цилиндра.The technical result is achieved by the fact that the pressure gauge comprises a cylindrical body in which a holder with a Bourdon tube inside the body and a fitting for connecting to the measured pressure from the outside of the body is installed, the Bourdon tube with its free end connected by a rod with a transmission tribo-sector mechanism that converts the movement of a free the end of the tube in a circular motion of an arrow mounted on the axis of the tube and located above the dial, and the Bourdon gauge tube is made up of two its thin-walled pipes worn on top of each other. A method of reducing tensile stresses (b about , kg / cm 2 ) and, therefore, increasing the strength of a thick-walled cylinder by replacing a solid cylinder with a composite cylinder was proposed by academician A.V. Gadolin [8, p. 600]. For example, a Bourdon tube consists of two thin-walled cylinders fitted with an interference fit [8, p. 600], and if now we load such a composite cylinder with internal pressure, then both its parts will work as a whole, and stresses will arise in the composite cylinder. These stresses must be algebraically summed with the preload tension [9, p. 288]. In the internal, most stressed points, the working and preload stresses have different signs. Therefore, the total voltage is reduced here, and the composite cylinder is able to withstand more pressure than normal. However, due to the interference, the stresses in the contact zone of the outer cylinder increase. Therefore, the preload Δ must be selected for a given pressure P so that the strength of not only the inner, but also the outer cylinder is ensured.

Равнопрочность цилиндров подчиняется условию (рис.315) [9]:The equal strength of the cylinders obeys the condition (Fig. 315) [9]:

бэкв A=бэкв B.b eq A = b eq B.

По условию Гадолина [9, стр.289]:By the condition of Gadolin [9, p. 289]:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

видно, что посадка составных труб приводит к заметному снижению эквивалентного напряжения по сравнению [9, стр.286] с толстостенной трубкой:it can be seen that the landing of composite pipes leads to a noticeable decrease in the equivalent voltage compared to [9, p. 286] with a thick-walled tube:

Figure 00000002
Figure 00000002

где α - внутренний радиус цилиндра, b - внешний.where α is the inner radius of the cylinder, b is the outer.

Таким образом, выполнение манометрической трубки Бурдона составной из двух или нескольких тонкостенных цилиндров по сравнению с другими увеличивает ее механическую прочность, способную выдерживать максимальные нагрузки, кроме того, составная манометрическая трубка способна устойчиво выдерживать периодически меняющиеся во времени нагрузки (напряжения) вследствие пластичности ее составных тонкостенных трубок, например, из стали и меди по сравнению с другими, обладающими меньшей прочностью [4, стр.264, стр.354-368].Thus, the implementation of the Bourdon pressure gauge tube of a composite of two or more thin-walled cylinders as compared to others increases its mechanical strength capable of withstanding maximum loads, in addition, the composite pressure gauge tube is capable of stably withstanding periodically varying loads (stresses) due to the plasticity of its composite thin-walled tubes, for example, of steel and copper compared to others having lower strength [4, p. 264, p. 354-368].

Преимуществом составной трубки Бурдона является еще и то, что при действии повторно-переменных нагрузках, вследствие усталости материала трубки, могут возникнуть трещины, или таковые уже есть в материале составных трубок [9, стр.273-277], которые блокируются, если образовались на внутренней тонкостенной составной трубки Бурдона, то они блокируются наружной, и наоборот, если образуются на наружной, то они блокируются внутренней, и тем самым сохраняют герметичность составной трубки Бурдона. Таким образом, механические ограничения деформаций составной манометрической трубки Бурдона позволяют предотвратить ее поломку, что увеличивает надежность прибора и срок его службы.The advantage of the Bourdon composite tube is also that under the action of alternating loads, due to fatigue of the tube material, cracks may occur, or there are already those in the material of the composite tubes [9, p. 273-277], which are blocked if formed on Thoroughbred Bourdon composite tube, they are blocked by the outside, and vice versa, if formed on the outside, they are blocked by the inner, and thereby maintain the integrity of the Bourdon compound tube. Thus, the mechanical limitations of the deformation of the composite Bourdon manometer tube prevent its breakage, which increases the reliability of the device and its service life.

Кроме того, в новой конструкции составной манометрической трубки Бурдона заложен резерв прочности при возникновения ее вспучивания, особенно в местах образования трещин, например при гидравлическом ударе. Технический результат достигается тем, что манометрическая составная трубка снабжена ребрами жесткости определенных размеров, причем ребра выполнены в виде пластин, в которых имеется отверстие, равное поперечному сечению составной трубки, причем пластины крепятся путем натяга к внешней образующей поверхности трубки Бурдона на определенном расстоянии друг от друга по всей ее длине.In addition, the new design of the Bourdon compound pressure gauge tube has a safety margin in case of its expansion, especially in places of cracking, for example, during a hydraulic shock. The technical result is achieved by the fact that the manometric composite tube is equipped with stiffeners of certain sizes, and the ribs are made in the form of plates in which there is a hole equal to the cross section of the composite tube, and the plates are attached by interference to the outer generatrix of the Bourdon tube at a certain distance from each other along its entire length.

Применение ребер жесткости, выполненных в виде пластин, увеличивает механическую прочность трубок и предотвращает их от вспучивания.The use of stiffeners made in the form of plates increases the mechanical strength of the tubes and prevents them from swelling.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить его критерию “новизна”. При изучении других известных технических решений в данной области техники, отличающих заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают техническому решению соответствие критерию “существенные отличия”.Comparison of the claimed technical solution with the prototype made it possible to establish its criterion of "novelty." In the study of other well-known technical solutions in this technical field that distinguish the claimed invention from the prototype, were not identified, and therefore they provide a technical solution that meets the criterion of "significant differences".

Чертеж поясняющий суть изобретения, приведен на фиг.1, на котором изображен манометр с лицевой стороны, где 1 - цилиндрический корпус прибора, в котором неподвижно установлен держатель 2 с трубкой Бурдона 3 внутри корпуса 1 и штуцером 4 для подключения к измеряемому давлению с внешней стороны корпуса 1, трубка Бурдона 3 свободным концом связана с помощью тяги 5 с передаточным трибко-секторным механизмом 6, преобразующим перемещение свободного конца трубки 3 в круговое движение стрелки 7, установленной на оси трибки 8 и располагающейся над циферблатом 9; 10 - защитное стекло; на фиг.2 отдельно показан узел держателя 2 с трубкой Бурдона 3 и штуцером 4, а трибко-секторный механизм 6 с тягой 5 условно не показаны; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2 трубки Бурдона 3, состоящей, например, из трех тонкостенных трубок 11, надетых друг на друга, причем количество трубок 11 и их размеры могут быть инвариантными в зависимости от заданного рабочего давления P; 12 - ребро жесткости; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2 трубки Бурдона с ребрами жесткости 12, закрепленными путем натяга Δ к внешней образующей поверхности наружной составной трубки 11 и расположенными на одинаковом расстоянии L друг от друга, причем количество ребер жесткости 12 и их размеры могут быть инвариантными в зависимости от заданного рабочего давления Р; на фиг.5 показан отдельно фрагмент ребра жесткости 12; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.5.A drawing explaining the essence of the invention is shown in figure 1, which shows the pressure gauge on the front side, where 1 is a cylindrical housing of the device, in which the holder 2 is fixedly mounted with a Bourdon tube 3 inside the housing 1 and a fitting 4 for connecting to the measured pressure from the outside of housing 1, the Bourdon tube 3 with its free end connected via a rod 5 to a gear sector-sector gear 6 that converts the movement of the free end of the tube 3 into the circular motion of the arrow 7 mounted on the axis of the tube 8 and located above the dial 9 atom; 10 - protective glass; figure 2 separately shows the node of the holder 2 with a Bourdon tube 3 and fitting 4, and the tribo-sector mechanism 6 with a thrust 5 are not conventionally shown; figure 3 is a section aa in figure 2 of the Bourdon tube 3, consisting, for example, of three thin-walled tubes 11, worn on top of each other, and the number of tubes 11 and their sizes can be invariant depending on a given operating pressure P; 12 - stiffener; figure 4 is a section bB in figure 2 of the Bourdon tube with stiffeners 12, fixed by interference Δ to the outer forming surface of the outer composite tube 11 and located at the same distance L from each other, and the number of stiffeners 12 and their sizes can be invariant depending on a given working pressure P; figure 5 shows separately a fragment of the stiffener 12; figure 6 - section bb in figure 5.

Устройство манометра функционирует следующим образом.The pressure gauge device operates as follows.

Работа устройства основана на уравновешивании измеряемого давления силами упругой деформации манометрической пружины 3 (фиг.1 и фиг.2).The operation of the device is based on balancing the measured pressure by the forces of elastic deformation of the gauge spring 3 (figure 1 and figure 2).

Измеряемое давление подается через штуцер 4 во внутреннюю полость трубки Бурдона 3 (фиг.1), один конец которой жестко закреплен в держателе 2, другой - свободен.The measured pressure is supplied through the fitting 4 into the internal cavity of the Bourdon tube 3 (Fig. 1), one end of which is rigidly fixed in the holder 2, the other is free.

При подаче давления перемещение свободного конца трубки Бурдона 3 при помощи тяги 5 трибко-секторного механизма 6 преобразуется во вращательное движение показывающей стрелки 7. Отсчет показаний производится по шкале циферблата 9.When applying pressure, the movement of the free end of the Bourdon tube 3 using rod 5 of the tribo-sector mechanism 6 is converted into the rotational movement of the indicating arrow 7. The readout of the readings is made on the dial 9.

Выполнение манометрической трубки Бурдона 3 составной из двух и более тонкостенных 11 трубок увеличивает ее механическую прочность, способной выдерживать периодически меняющиеся во времени нагрузки вследствие пластичности материала ее составных тонкостенных трубок 11 (фиг.3, фиг.4).The implementation of the gauge tube Bourdon 3 composite of two or more thin-walled 11 tubes increases its mechanical strength, capable of withstanding periodically varying loads due to the plasticity of the material of its composite thin-walled tubes 11 (figure 3, figure 4).

При действии повторно-переменных нагрузок вследствие усталости материала составных трубок 11, могут возникнуть трещины, или таковые уже есть, которые блокируются, если образовались на внутренней тонкостенной составной трубке 11, то они блокируется наружной, и наоборот, если образуются на наружной, то они блокируются внутренней, и тем самым увеличивают надежность прибора и увеличивают срок его службы.Under the action of alternating loads due to fatigue of the material of the composite tubes 11, cracks may occur, or there are already ones that block if they formed on the inner thin-walled composite tube 11, then they are blocked outside, and vice versa, if they form on the outside, they are blocked internal, and thereby increase the reliability of the device and increase its service life.

При возникновении очень больших давлений в полости трубки Бурдона 3, например при гидравлическом ударе могут возникнуть ее вспучивания, особенно в местах образования трещин. Для устранения этого отрицательного эффекта в новой конструкции составной манометрической трубки 3 заложен резерв прочности путем применения ребер жесткости 12, которые крепятся путем натяга Δ к внешней образующей поверхности трубки Бурдона 3 на определенном расстоянии L друг от друга по всей ее длине. Применение ребер жесткости 12 увеличивает механическую прочность трубок 11 и предотвращает их от вспучивания.If very high pressures arise in the cavity of the Bourdon 3 tube, for example, during a hydraulic shock, its swelling may occur, especially in places where cracks form. To eliminate this negative effect, the new design of the composite gauge tube 3 has a safety margin by using stiffeners 12, which are fastened by interference Δ to the outer generatrix of the Bourdon tube 3 at a certain distance L from each other along its entire length. The use of stiffeners 12 increases the mechanical strength of the tubes 11 and prevents them from swelling.

Таким образом, механические ограничения деформаций составной трубки Бурдона 3 позволяют предотвратить ее поломку, повысить надежность и увеличить срок службы.Thus, the mechanical limitations of the deformation of the composite tube of Bourdon 3 can prevent its breakdown, increase reliability and increase service life.

Источники информацииInformation sources

1. И.А.Ибрагимов и др. “Элементы и системы пневмоавтоматики”. Учебное пособие для втузов. М.: Высш. Школа, 1975 г., 360 с.1. I.A. Ibragimov et al. “Elements and systems of pneumatic automation”. Textbook for technical colleges. M .: Higher. School, 1975, 360 pp.

2. Манометры, вакуумметры и мановакуумметры, показывающие для точных измерений (МПТИ). Руководство по эксплуатации 5Ш2.830.865 РЭ, Томск, 2006, 12 с., номенклатурный каталог продукции ОАО Манотомь, www manotom-tmz.ru.2. Pressure gauges, vacuum gauges and mano-vacuum gauges showing for accurate measurements (MPTI). Operation manual 5Sh2.830.865 RE, Tomsk, 2006, 12 pp., Product catalog of OJSC Manotom, www manotom-tmz.ru.

3. Ю.В.Мулёв. “Манометры”. Производственно-техническое пособие, 280 с., М.: МЭИ, 2003 г.3. Yu.V. Mulev. “Pressure gauges”. Production and technical manual, 280 pp., Moscow: MPEI, 2003

4. П.А.Степин. Сопротивление материалов, 424 с., М., 1968 г.4. P.A. Stepin. Resistance of materials, 424 p., M., 1968

5. Миловидов С.С. Детали машин и приборов. М.: Высшая школа, 1971 г.5. Milovidov S. S. Details of machines and devices. M .: Higher school, 1971

6. И.Г.Барамняк, П.И.Юров. Справочник ремонта и проверки первичных контрольно-измерительных приборов. М., 1988 г.6. I.G. Baramnyak, P.I. Yurov. Handbook of repair and inspection of primary instrumentation. M., 1988

7. Патент России №2024827, кл. 5 G01L 7/04. Манометр. Опубл. 2000.09.27. Бюл. №27 - прототип.7. Patent of Russia No. 2024827, cl. 5 G01L 7/04. Pressure gauge. Publ. 09/09/27. Bull. No. 27 is a prototype.

8. А.В.Дарков, Г.С.Шпиро. Сопротивление материалов, 654 с., М., 1975 г.8. A.V. Darkov, G.S. Spyro. Resistance of materials, 654 p., M., 1975

9. В.И.Феодосьев. Сопротивление материалов, 560 с., М., 1979 г.9. V.I. Feodosiev. Resistance of materials, 560 p., M., 1979

Claims (3)

1. Манометр, содержащий цилиндрический корпус, в котором установлен узел держателя с трубкой Бурдона внутри корпуса и штуцером для подключения к измеряемому давлению с внешней стороны корпуса, трубка Бурдона свободным концом связана с помощью тяги с передаточным трибко-секторным механизмом, преобразующим перемещение свободного конца трубки в круговое движение стрелки, установленной на оси трибки и располагающейся над циферблатом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы манометра при действии повторно-переменных нагрузок, а также вследствие усталости материала трубки Бурдона, могут возникнуть трещины, или таковые уже есть в материале, трубка Бурдона выполнена составной из двух и более тонкостенных трубок, надетых друг на друга путем посадки с натягом Δ, что увеличивает ее механическую прочность, кроме того, составная трубка Бурдона сохраняет свою герметичность даже в случае возникновения трещин, которые блокируются, если образовались на внутренней тонкостенной составной трубке Бурдона, то они блокируются наружной и наоборот, если образуются на наружной, то они блокируются внутренней.1. A manometer containing a cylindrical body in which a holder assembly with a Bourdon tube inside the body and a fitting for connecting to the measured pressure from the outside of the body is installed, the Bourdon tube with its free end connected by a rod with a transfer tribo-sector mechanism that converts the movement of the free end of the tube in a circular motion of an arrow mounted on the axis of the tribe and located above the dial, characterized in that, in order to increase the reliability of the manometer under the action of repeatedly variable loads it is narrow, and also due to the fatigue of the Bourdon tube material, cracks may occur, or there are already ones in the material, the Bourdon tube is made up of two or more thin-walled tubes, put on each other by interference fit Δ, which increases its mechanical strength, in addition , the Bourdon composite tube retains its tightness even in the event of cracks that are blocked if formed on the internal thin-walled Bourdon composite tube, then they are blocked by the outer and vice versa if they form on the bunk mist, then they are blocked by the inside. 2. Манометр по п.1, отличающийся тем, что составная трубка Бурдона предохраняется от вспучивания, особенно в местах образования трещин, при возникновении больших давлений от заданного рабочего давления, путем применения ребер жесткости, выполненных в виде пластин, в которых выполнено отверстие, равное поперечному сечению составной трубки Бурдона, причем пластины крепятся путем посадки с натягом Δ к внешней образующей поверхности трубки Бурдона на определенном расстоянии L друг от друга по всей ее длине.2. The pressure gauge according to claim 1, characterized in that the composite Bourdon tube is protected from swelling, especially in places of cracking, when high pressures occur from a given working pressure, by using stiffeners made in the form of plates in which an opening equal to the cross section of the composite Bourdon tube, the plates being fixed by interference fit Δ to the outer generatrix of the surface of the Bourdon tube at a certain distance L from each other along its entire length. 3. Манометр по п.1 или 2, отличающийся тем, что размеры составных трубок и ребер жесткости, выполненных в виде пластин, могут быть инвариантными в зависимости от заданного рабочего давления. 3. The pressure gauge according to claim 1 or 2, characterized in that the dimensions of the composite tubes and stiffeners, made in the form of plates, can be invariant depending on a given working pressure.
RU2008138523/28A 2008-09-26 2008-09-26 Precision manometre RU2391639C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008138523/28A RU2391639C1 (en) 2008-09-26 2008-09-26 Precision manometre

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008138523/28A RU2391639C1 (en) 2008-09-26 2008-09-26 Precision manometre

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008138523A RU2008138523A (en) 2010-04-10
RU2391639C1 true RU2391639C1 (en) 2010-06-10

Family

ID=42670783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008138523/28A RU2391639C1 (en) 2008-09-26 2008-09-26 Precision manometre

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2391639C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2750053C1 (en) * 2020-04-10 2021-06-21 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное общество «ЮМАС» Electric contact manometer in an explosion-proof casing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2750053C1 (en) * 2020-04-10 2021-06-21 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное общество «ЮМАС» Electric contact manometer in an explosion-proof casing

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008138523A (en) 2010-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105241612B (en) A kind of oil connection thread seal performance dynamic checkout unit and method
Ibrahim et al. Stress analysis of thin-walled pressure vessels
CN102426142A (en) Mechanics experiment system apparatus and experimental method for external pressure deformation of tubing
CN201488919U (en) Direct tensile test device with hydraulic support
CN105092375A (en) Internal-pressure-cylinder pressure testing method and system
RU2391639C1 (en) Precision manometre
US3969936A (en) Inflation valve gauge
Tashnizi et al. Optimal winding angle in laminated CFRP composite pipes subjected to patch loading: Analytical study and experimental validation
US1772188A (en) Pressure-indicating device
Pagar et al. Investigations on Structural Integrity of Piping Compensators Under Angular Rotational Deformation
Miller et al. Pressure testing of large-scale torispherical heads subject to knuckle buckling
CN110095236B (en) Packer packing element sealing performance testing arrangement
CN116577013A (en) Testing device for tightening torque and axial force of threaded structure
EP3599451A1 (en) A pressure sensor for a pipe
CN212340524U (en) High-precision capsule pressure gauge
CN201680939U (en) Double-pin double-tube pressure gauge
Lepikhin et al. Experimental study of the strength and durability of metal-composite high-pressure tanks
Manning Bursting pressure as the basis for cylinder design
CN110319989B (en) Nondestructive testing method for spring stiffness in-service spring support and hanger
Jones Assessing instability of thin-walled tubes under biaxial stresses in the plastic range: Paper discusses some of the problems associated with subjecting thin-walled tubes to various combinations of internal pressure and independent axial load
CN102121884B (en) Tensile test device convenient for hydraulic support body
KR101056210B1 (en) Strain measurement device and measuring method for hydraulic bulge molding
Sugita Nonlinear load-deflection relation of toroidal shells subjected to axisymmetric compression between rigid plates
CN110793698A (en) Dynamic flexible composite pipeline online tension monitoring device and monitoring method
CN220794501U (en) Diaphragm capsule manometer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110927