Чувствительный элемент мембранного типа

ЙО П И"С"А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскмкСоцналнстическниРесттублнк 1 1 734517 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт, саид-ву2) Заявлено 30.03.78 (21) 2605725/18-1присоединением заявки РЙ23) ПриоритетОпубликовано 15,05.80, Бюллетень РЙ 18Дата опубликования описания 17.05,80 51)М л, Ь 7/08 оаударственнмй комитет СССР в делам изобретений н открытий3) УДК 531. .787(088.8 72) Авторы изобретения фельд ма Л. Н. Роман К. Головицын, Н. В. Донс Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно(7) Заявитель исследовательский институт синтеза минерального сырья) ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ МЕМБРАННОГО ТИПА чего забиваю еняется подтся ее проч -элеменнедостат боль -лое его являют абариты и м относитель носительно ши Изобретение относится к устройствамдля измерения давления газообразныхи жидких веществ, в частности к элементам мембранных устройств для измерениявысоких давлений в сосудах гидрсметраль 5ного синтеза минералов.Известны чувствительные элементыустройств для измерения высоких давлений жидкостей и газов в виде мембран,трубчатых пружин, сильфонов и баллонов.10При гидротермальном синтезе для изме.рения давлений в сосуде чаше всего используют устройства с разделительнойсистемой, где в качестве чувствительныхэлементов используются мембраны, трубчатые пружины и сильфоны Ц,Однако такие устройства отличаютсямалой надежностью тонких (равновесных)ме":ран, которые выходят из строя приотносительно малых перепадах давления.Чувствительные элементы в видесильфонов и трубчатых пружин, помещенные в полость сосуда гидротермального синтеза, подвержены осаждению на своей поверхности продуктов синтеза из раствора, в результатеся (залипают") горы, изм вижность оболочки, снижаеность и точность измерений.Все перечисленные элементы имеют большие габариты, занимают достаточно большие объемы, что ведет к усложнению и удорожанию средств герметизации сосуда и снижению надежности процесса в целом. Например, расчеты показывают, что для давления 2000 кгс/с и при перемещении центра мембраны ка 1 мм, радиус стальной мембраны должен быть более 200 мм.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является мембранный чувствительный элемент, который состоит из ряда гофрированных мембран с резиновыми прослойками 2.Однако при применении того та в сосудах высокого давления3 734517 перемещение центра мембраны, обусловленное конструкцией и наличием резинового заполнителя гофр.Кроме гого, усложнение конфигурации приводит к повышенной залипаемости, удорожанию средств герметизадии и снижению надежности работы устройства в целом. 1где б.; - толщина-ой мембраны, см;Р 3 - допускаемое напряжены в материале мембраны, кгсуУсм .2 Расчет первой мембраны производится по общеизвестным формулам.В тех случаях, когда требуется получить чувствительный элемент с наименьшим числом мембран в пакете, между мембранами могут быть проложены тонкие прокладки из пластичного малосжимаемого материала с коэффициентом температурного расширения близким к материалу мембран. Расчет показывает, что для давления Р=2000 кг/см и перемещенииа-=1 мм, пакет стальных мембран может быть выполнен с радиусом Й20 мм.Таким образом, изобретение позволяетзначительно уменьшить габариты устройств, содержащих мембраны, уменьшить площадь их герметичного сопряжения и, следовательно, повысить их надежность.Формула изобретения1. Чувствительный элемент мембранного типа, выполненный в виде пакета мембран, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения его габаритов, радиус каждой последующей мембраны выполнен большим радиуса предыдущей и его определяют из следующего соотношения: ЗО Я. 94-,й ) Я. Ч.Р . - В 4+О,75---си1 йЕ о; Я Д(, В 4 ХНОМерпакете ераны смеиала а толщи следу ющ Белью изобретения является умень 1 О шение габаритов .чувствительного элемента датчика при заданных перемещениях его центра, и, как следствие, удешевление средств герметизации сосуда.Это достигается тем, что чувствитель иый элемент мембранного типа в датчике выполнен в виде пакета прилегаю 1 цих друг к другу жестко закрепленных по контуру, например, сваркой, разновеликих мембрану причем радиус каждоч пос ледующей мембраны больше радиуса предыдущей и определяется по формулам, приведенным в описании. Между мембранами проложены прокладки из пластичногои25 материала с коэффициентом линеиного расширения, близким к материалу мембран. На фиг. 1 приведена схема чувствитель- НОГО элемента на фиГ 2 - расчетная схема, поясняющая элементы расчетной формулы.Чувствительный элемент состоит из. пакета 1 разновеликих мембран, причем общее количество их равно й, Каждая мембрана жестко закреплена по контуру к корпусу 2 (напримеру с помощью сварки),При воздействии давления Р фиг. 2) на поверхность первой мембраны, появля ется прогиб всех мембран на одну и ту40 же виличину 1, причем каждая предыдущая мембрана опирается па последующу ЮеНаибольшая площадь контакта между мембранами обеспечивается при расчете ио формулам Ще 1 -,2 З,.О - порядковыймембраныВ - рвдиуе-ай иембрвды,й е рвдиус дредьвуущей иеммодуль упругости матемембраны, кгс/см;4,Ф - коэффжиеит Пуассона; 4О;, - толщина (-1)-ой мембраны,см;Р - давление в сосуде, кгсуусм;2.- 2,3, 1 у - порядковый номермембраны;- радиус 1 -ой мембраны, см;- радиус предыдущей мембраны,см;- модуль упругости материаламембраны, кгс(см ,2,коэффициент Пуассонай- толщина1 -1)-ой мембраны,см;- давление в сосудекгс/см у2на б мембраны удовлетворяетему соотношению734517 Составитель И. ПетрашеньРедактор И. Шубина Техред .Н, Бабурка Корректор А. о Подписноеого комитета СССРи открытий, Раушская наб., д. 4 Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5где Я - допускаемое напряжение вматериале мембраны, кгс/см . 2. Элементпоп, 1, отлич авш и й с я тем, что между мембранама проложены прокладки из пластичного материала с коэффициентом линейного расширенйя, . близким к матерйалу мембран. 2155/47 Тираж 1019ЦНИИПИ Государственнпо делам изобретени113035, Москва, Ж6Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Циклис Д. С. Техника физихохимических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях, М., 1976 с. 128.2. Авторское свидетельство СССР % 360570, кл. ( 01 Ь 7/08, 1971 ( прототип) е