309261

09261 ОПИСАН И ИЗОБРЕТЕН И Саюз Саеетскиз Социалистических РеспубликПК С 01/ 7/08 явлено 31.М 1.1967 ( 1176845/18-1присоединением заявки М Приоритет Комитет по дел забретеииЯ и открытпри Сааете МииистрсСССР 531,787.21(088.8 публиковано 09 Х 11,1971. Бюллетень22ата опубликования описания 11 Л.1971 Авторизобретения. Сычев Заявитель ЕМБРАН поверхности по определеНа фиг, 1 мембран ра имеют значения, изменяющиесной закономерности.показаны графики зависимостиличного типа (А - Б);)на фиг. моран различного тпп- мембрана с обозначениями раементов;- графики наиболее общей завконцентричесых мембран; меров ее эл на фиг. 3 имостиофрирован на фиг. 4ента С омембран;) иг,ГО У ( для меморан типа Ж, 3, И,т.у а фиг. б - графики зависимости т а К,Л,Л;укции мемб для мембраны ти - вариант конс на фпгы. ависимое от авт. свидетельст Изобретение относится к области приборостроения, а именно к мембранным упругим чувствительным элементам.Известны мембраны, выполненные в виде круглой концентрически гофрированной пла стины с переменным профилем.Недостатки этих мембран состоят в том, что их чувствительность к изменению действующего давления, предельное перемещение, циклическая прочность и стабильность работы недо статочно высоки из-за случайности выбора формы гофр, расположения гофр на упругой поверхности, субъективного назначения геометрических размеров и соотношения размеров элементов конструкции. 15Цель изобретения - обеспечение оптимальных значений чувствительности, предельного перемещения, циклической прочности и ста. бильности работы мембран.Эта цель достигается тем, что на другой по верхности мембраны в пределах не менее 0,7 - 0,8 рабочего диаметра,О располагается гофр плавно изменяющейся формы, а на остальной части упругой поверхности располагаются гофры с глубиной и шагом, последова тельно уменьшающимися к центру мембраны таким образом, что отношения жесткости Лу рабочего участка, лежащего в пределах не менее 0,7 - 0,8 рабочего диаметра .О, к жесткости Лт,у Рабочих Участков на этой части УпРУгой 30 рафик зависимости коэффицинцентрически гофрированныхВ тексте и на чертежах приняты следующиеобозначения:0 - рабочий диаметр мембраны;О - глубина гофр;Оо - общая глубина мембран;10 - шаг гофр;Й - толщина материала;Л 5 - ширина площадки при вершине трапецеидального гофра;ЛС - ширина радиальной площадки, соединяющей трапецеидальные гофры;д - диаметр плоского центра;Р - давление, действующее на мембрану;Хц - перемещение центра мембраны;ЛХц - приращение перемещения на центремембраны;М,.у - приращение перемещения на текущемрабочем участке;.О,у - диаметр расположения текущего раоочего участка на мембране;Еу - жесткость рабочего участка в пределах0,7 - 0,8 0 мембраны с гофрами, одинаковымипо глубине и шагу и равномерной толщинестенки;2, у - жесткость текущего рабочего участка,В известных конструкциях концентрическигофрированных мембран с переменным профилем не учтена доля участия отдельных участков мембран в работе всей мембраны, т. е, неучтены величины отношений приращений перемещения Лл, на тех или иных рабочих участках к обЩемУ пеРемеЩению мембРаны Лц,измеряемому в центре. А именно от характераработы отдельных участков мембраны, от размещения на упругой поверхности концентраторов напряжений, которые неизбежны в гофрированных мембранах, зависят упругие свойства всей мембраны.Закономерность распределения приращенияна рабочих участках заключается в том, чтопри введении концентрических гофр на упругой поверхности круглых мембран, преобразующих давление в перемещение, максимальныевеличины приращений перемещений на их рабочих участках смещаются от центра к периферии в область, лежащую на участке, равном0,7 - 0,8 рабочего диаметра. Причем функциональная зависимость между отношениями приращений перемещений рабочих участков наупругой поверхности к общему перемещениюцентра от давления, действующего на мембрану, и отношениями диаметров расположенияэтих участков к рабочему диаметру ддембрадд,остается общей и постоянной по своему характеру для всех мембран, имеющих одинаковыепо высоте и шагу гофры и равномерную толщину стенки,Установленная закономерность действительна для всех концентрически гофрированныхмембран, отличающихся рабочим диаметром,формой и количеством гофр, различной глубиной гофр, толщиной материала различных марок, положением упругой поверхности по отношению борта и других параметров, а такжене зависит от величины давления, действую от 55 60 65 10 15 го г 5 Зо 35 40 45 50 щего на мембрану, и ее перемещения, если последпес не превышает предела упругости материала.На фиг. 1 приведены графики зависимости- , построенные по средлпним значениям, полученным при испытаниях мембраны того или иного типа. Профили мембран показаны на той же фиг., а основные данные исследованных мембран обобщены в таблице 1, Фиг. 2 приводится для пояснения принятых обозначейий размеров мембран, Нат фиг. 3 приведен график средних значенийлц для исследованных конструкций мембран (сплошная линия) и величины максимальных отклонений от этих значений (пунктирные ли. нии), а также после разброса значений (зат.у штрихованное поле) в зависимости отОтНа фиг. 3 видно, что отношения У у мемлцбран, имеющих одинаковые по глубине и шагу гофры и равномерную толщину стенки, гозрастают от центра к периферии, достигая своОт.у его максимального значения при величинео т в пределах 0,7 - 0,8 Р, а затем отношениялц резко уменьшаются при приближении к заделке мембраны. Следовательно, участок, лежащий на расстоянии 0,7 - 0,8 Р, работает значительно более эффективно, чем остальные участки упругой поверхности мембраны, обеспечивая в среднем 37/О общего перемещения 2,ц на центре мембраны.Учитывая изложенное можно утверждать: а) наиболее высокой чувствительностью, высоким пределом упругости по перемещению обладают мембраны, у которых жесткость рабочих участков на упругой поверхности уменьшается относительно рабочего участка, лежащего на расстоянии 0,7 - 0,8 В, к центру и периферии по закономерности, приведенной на фиг. 3.При этом может быть использована форму- ла где С - коэффициент по графику на фиг. 4 по таблице 2,б) наиболее высокой стабильностью и надежностью работы при прочих равных условиях обладает мембрана, у которой упругая поверхность на участке не менее 0,7 - 0,8 В имеет форму плоскости, сферы или иной плавно огибающей кривой, без резких изгибов, утончений и других местных концентраторов напряжений.в) наименьшей жесткостьдо и повышенной нелш;ейностью упругой характеристики обла. дают мембраны, имеющие на участке не менее 0,7 - 08 0 радиально направленную площадку.,45 - 0,63 0,68 - О,г) жесткость мембраны более Высокая, а нелинейность упругой характеристики меньшая, если на участке, н: ме ее 0,7 - 0,8 Й мембраны, располсжс; достаточно глубокий гофр соответствующей формы.Отличительная Особенность конструкции концентрически гофрированноЙ ембра 1 ы состоит в том, что она выполнена с учетом закономерности размещения величин приращений перемещений на рабочих участках, расположенных на у;ругой поверхности в радиальноъ 1 12 правлен.1, От дейстВуОщего па хе- брану давления, т, е, на рабочем участке пе менее 0,7 - 0,8 0 располагается площадка, сферический (дугово) гофр или гофр иной плавно изменяющейся формы без местных концентраторов напряжений, а остальная часть упругой поверхности мембраны имеет гофры с уменьшающейся к ее центру глубиной, шагом или толщинОЙ стенки, Обеспечивающим изменение жесткости рабочих участков по закономерности уменьшения приращений перемещений на этих рабочих участках. Предмет изобретения 1 еъбрана, Вьполпенп 2 я В Вде круглоЙ кон.1 Сптрическп гофрированной пластины с переПРСфИЛЕ 1, ОГЧП(О 11 йЯСЛ ТЕМ, ЧТО, Сцел 1 ю г:овышенпя предельного переме 1 цения,чувствптсльнос 1 п, и:клической прочности истабильности рабогы, на упругой поверхностимембраны В пределах не менее 0,7 - 0,8 рабо 10 чего диаметра 0 расположен гофр плавно изменяющейся формы, а гофры на остальнойЧасти УПРУГОЙ ПОВЕРХНОСТИ ИМЕЮТ РВЗЛИЧНУЮглубину, шаг или толщину материала, последовательно умею.шающпеся к центру мембраны так, чго отношение жесткости Я,рабочего участка, лежащего в пределах неменее 0,7 - 0,8 рабочего диаметра Р, к жесткости Ут, участков на этой части упругой поверхности имеют следующие значения в зависимости от изх 1 енения отношений диаметров.О расположения рабочих участков на упругой поверхности мембраны к рабочему диаметру .0 последней,309261 фо Составитель Г, Н. Невска Редактор Л. А. Утехина Техред Л. Л, Евдонов Корректор Е. Н, Миронова ография, пр. Сапунов Заказ 2766/11 Изд. М 1169ЦНИИПИ Комитета по делам изобретенийМосква, Ж, Рауш фФфг тг Тираж 473 Подписное открытий при Совете Министров СССР ая наб., д, 45