3. Приборы с трубчатыми пружинами
Одним из наиболее распространенных видов деформационных приборов для измерения давления являются манометры с трубчатой пружиной 1 (с трубкой Бурдона.) рис. 2.
1
1
Рис.2 Манометр с трубчатой пружиной
На рисунке 3 представлена принципиальная схема манометра с одновитковой трубчатой пружиной. Упругим элементом является полая трубка 1 овального или эллиптического сечения, согнутая по дуге окружности 180-2700. Трубки манометров, рассчитанных на давление до 500 кПа (50 кгс/см2), изготовляют из меди, а трубки манометров, рассчитанных на большее давление, - из стали. Свойство изогнутой трубки некруглого сечения - изменять величину изгиба при изменении давления - обусловлено изменением формы сечения. Под действием избыточного давления трубка деформируется таким образом, что малая ось её поперечного сечения (а) стремится к увеличению, а большая (в) к уменьшению (т.е. эллипсоидное поперечное сечение трубки стремится к круглой форме сечения), в результате чего одновитковая трубчатая пружина раскручивается, а её свободный конец перемещается, а величина центрального угла уменьшается. Это перемещение в определенных пределах пропорционально измеряемому.давлению. Поэтому максимальное рабочее давление манометра ниже предела пропорциональности с некоторым запасом прочности.
Рис. 3. Принципиальная схема манометра с одновитковой трубчатой пружиной
Один конец полой трубки 1 закреплён в корпусе 8. Держатель корпуса снабжён ниппелем 7 с резьбой для присоединения манометра к объекту с измеряемым давлением и отверстием для соединения внутренней полости трубки с ниппелем. Другой свободный конец трубки закрыт пробкой 2.
Перемещение свободного конца трубки незначительно и составляет для различных конструкций 3-7 мм. Для увеличения разрешающей способности манометров применяют передаточный механизм, который увеличивает масштаб перемещения конца трубки.
Секторно-зубчатый передаточный механизм состоит из тяги 4, соединённой с концом трубки посредством шарнира 3, сектора 10 с осью вращения 9. Тяга 4 с осью вращения 5 соединена с сектором 10 шарнирно винтом 6. Зубчатый сектор находится в зацеплении с шестернёй 14. На оси шестерни жестко укреплена стрелка 12. С осью шестерни соединена пружина 13. Другой конец пружины крепится на основание корпуса 8. Пружина предназначена для уменьшения вариации в передаточном механизме. Изменением расстояния от оси 9 до винта 6 зубчатого сектора подгоняют показания прибора в конечной точке шкалы 11.
Манометры с многовитковой (геликоидальной) трубчатой пружиной отличаются от одновитковых манометров формой рабочего органа, имеющего вид цилиндрической (винтовой) спирали с 6-9 витками, свёрнутой из полосковой трубки. Геликоидальную трубку можно рассматривать как ряд одновитковых трубок, соединённых последовательно. Вследствие этого перемещения свободного конца трубки значительно больше, чем у манометра с одновитковой пружиной. Манометры с геликоидальной трубчатой пружиной применяются главным образом как самопишущие.