一种真空敏感元件及其刚性匹配方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201210577441.9	申请日：	2012.12.27
公开号：	CN103075451A	公开日：	2013.05.01
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):F16F 1/00申请日:20121227\|\|\|公开
IPC分类号：	F16F1/00	主分类号：	F16F1/00
申请人：	太原航空仪表有限公司
发明人：	张连梅; 胡勇杰; 王灵宝; 王大刚
地址：	030006 山西省太原市并州南路137号
优先权：
专利代理机构：	太原晋科知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 14110	代理人：	任林芳
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内容摘要

本发明属于机载装备技术的技术领域，具体涉及一种真空敏感元件及其刚性匹配方法，解决了现有真空敏感元件及其刚性匹配方法存在的问题。包括端杆、双数片膜片、中心杆、膜片与膜片同方向成对内圆相接为轮，连成的轮同方向外圆相连构成焊接波纹管，焊接波纹管一端与中心杆相连，焊接波纹管另一端与端杆相连成密闭结构为真空状态，焊接波纹管密闭结构的内腔放置一弹簧，弹簧与焊接波纹管为并联式连接，采取焊接波纹管刚性与弹簧刚性匹配递减法。本发明刚性匹配递减法的提出，产品特性合格率显著提高，降低了研制成本。

权利要求书

权利要求书一种真空敏感元件，包括端杆(1)、双数片膜片(2)、中心杆（4），其特征是：膜片与膜片同方向成对内圆相接为轮（5），连成的轮（5）同方向外圆相连为焊接波纹管（6），焊接波纹管（6）一端与中心杆（4）相连，焊接波纹管（6）另一端与端杆(1)相连，形成密闭结构为真空状态，焊接波纹管（6）密闭结构内腔（7）放置一弹簧（3），弹簧（3）与焊接波纹管（6）为并联式连接。
根据权利要求1所述的真空敏感元件，其特征是：所述膜片与膜片内圆的连接处为电子束焊接缝，连成的轮（5）同方向外圆连接处为电子束焊接缝，焊接波纹管（6）一端与端杆（1）外圆为真空电子束焊缝，焊接波纹管（6）一端与中心杆（4）外圆为真空电子束焊缝。
根据权利要求1或2所述的真空敏感元件，其特征是：弹簧最大外径（D大）小于膜片（2）的内径（D内），且弹簧最大外径（D大）和膜片内圆连接处的焊缝之间有大于2.5㎜的间隙，弹簧（3）套在中心杆（4）的一端，弹簧的最小内径（D小）大于中心杆直径（φ），弹簧的最小内径（D小）与中心杆直径（φ）之间间隙配合，端杆（1）一端在焊接波纹管内腔的直径（D1）小于弹簧内径（D小），焊接波纹管（6）的长度（L管）小于弹簧（3）的长度（L簧）。
根据权利要求3所述的真空敏感元件，其特征是：膜片（2）的厚度为0.2㎜，弹簧（3）线径d在φ0.5㎜～φ2之间。
根据权利要求4所述的真空敏感元件，其特征是：弹簧除氢处理。
一种如权利要求4所述的真空敏感元件的刚性匹配方法，其特征是：1～n个焊接波纹管（6）的刚性依次为K1、K2、K3、K4、K5、K6……Kn，且K1＞K2＞K3＞K4＞K5＞K6…＞Kn时，1～n个弹簧的刚性为k1、k2、k3、k4、k5、k6……kn,且k1＜k2＜k3＜k4＜k5＜k6……＜kn,当K1+k1匹配特性合格时，则刚性匹配递减法表达式为：K1+k1＞K2+k2＞K3+k3＞K4+k4＞K5+k5＞K6+k6……＞Kn+ kn,n为大于等于1的整数。
根据权利要求6所述的一种真空敏感元件的刚性匹配方法，其特征是：焊接波纹管（6）的刚性为6.4～7.1kgf/mm,弹簧（3）的刚性为0.3～1.0kgf/mm。

说明书

说明书一种真空敏感元件及其刚性匹配方法
技术领域
本发明属于机载装备技术的技术领域，具体涉及一种真空敏感元件及其刚性匹配方法。
背景技术
真空敏感元件是除零件外由上膜片与下膜片真空电子束焊组成或由多片膜片内圆与内圆、外圆与外圆电子束焊组成的焊接波纹管,实现规定的渐减或渐增或线性特性的输出。现有焊接波纹管中未设置弹簧，而真空焊接波纹管内腔增加了一刚性补偿弹簧，没有一个弹簧式刚性匹配方法，传统的匹配方法是总刚性为一定值，即：总刚性值（定值）＝焊接波纹管刚性+弹簧刚性，当焊接波纹管刚性大时，则弹簧刚性要小，当焊接波纹管刚性小时，则弹簧刚性要大。采用传统的定值匹配法，则实现规定的性能输出则有了一定的难度，产品特性合格率极低，仅有30%左右。
发明内容：
本发明的发明目的：解决现有真空敏感元件及其刚性匹配方法存在的上述问题。
本发明采用如下的技术方案实现：
真空敏感元件，包括端杆、双数片膜片、中心杆、膜片与膜片同方向成对内圆相接为轮，连成的轮同方向外圆相连构成焊接波纹管，焊接波纹管一端与中心杆相连，焊接波纹管另一端与端杆相连成密闭结构为真空状态，焊接波纹管密闭结构的内腔放置一弹簧，弹簧与焊接波纹管为并联式连接。
所述膜片与膜片内圆的连接处为电子束焊接缝，连成的轮同方向外圆的相连处为电子束焊接缝，焊接波纹管一端与端杆外圆为真空电子束焊缝，焊接波纹管一端与中心杆外圆为真空电子束焊缝。
弹簧最大外径小于膜片的内径，且弹簧最大外径和膜片与膜片内圆连接处的焊缝之间有大于等于2.5㎜的间隙，弹簧套在中心杆的一端，弹簧的最小内径大于中心杆的直径，弹簧的最小内径与中心杆的直径之间间隙配合。端杆一端在焊接波纹管内腔的直径小于弹簧内径D内。焊接波纹管的长度小于弹簧的长度。
膜片的厚度为0.2㎜，弹簧的线径在φ0.5㎜～φ2之间。弹簧除氢处理
真空敏感元件刚性匹配方法，1～n个焊接波纹管的刚性依次为K1、K2、K3、K4、K5、K6……Kn，且K1＞K2＞K3＞K4＞K5＞K6…＞Kn时，1～n个弹簧的刚性为k1、k2、k3、k4、k5、k6……kn,且k1＜k2＜k3＜k4＜k5＜k6……＜kn,当K1+k1匹配特性合格时，则刚性匹配递减法表达式为：K1+k1＞K2+k2＞K3+k3＞K4+k4＞K5+k5＞K6+k6……＞Kn+ kn,n为大于等于1的整数。
焊接波纹管的刚性为(6.4～7.1)kgf/mm,弹簧的刚性为（0.3～1.0）kgf/mm。
本发明弹簧对焊接波纹管的刚性进行一定量补偿，而补偿的数值即在已知符合要求的刚性基础上，采取焊接波纹管刚性与弹簧刚性匹配递减法，使弹簧补偿式的焊接波纹管的输出特性顺利满足了燃油调节器设计要求。本发明刚性匹配递减的提出，产品特性合格率显著提高，降低了研制成本。
本发明具有的有益效果：发明了弹簧式真空敏感元件刚性匹配方法后，即在已知符合要求的刚性基础上，采取焊接波纹管刚性与弹簧刚性匹配递减法，使弹簧补偿式的焊接波纹管的输出特性较好的满足了发动机燃油调节器的要求，且产品特性合格率显著提高，降低了研制成本，有效节省了物质资源及人力资源，取得了一定的经济效益和社会效益。刚性匹配递减法的提出，在敏感元件研制历史上属首例，填补了国内空白。
附图说明
图1  为本发明结构示意图；
图2  为本发明结构膜片内圆焊接轮示意图；
图3  为本发明焊接波纹管示意图；
图4  为本发明弹簧示意图；
图5  为本发明端盖示意图；
图6  为本发明中心杆示意图。
   图中，1‑端杆，2‑膜片，3‑弹簧，4‑中心杆，5‑轮，6‑焊接波纹管，7‑内腔。
具体实施方式
真空敏感元件包括端杆1、32片膜片2、弹簧3、中心杆4。膜片2与膜片2同方向成对内圆相接为轮5，连成的轮5同方向外圆相连为焊接波纹管6，焊接波纹管6一端与中心杆4相连，焊接波纹管6另一端与端杆1相连，焊接波纹管6内腔7放置一弹簧3。
所述真空敏感元件是膜片2与膜片2内圆、外圆、膜片2和端杆1的一端外圆、膜片2和中心杆4一端外圆相接均为电子束焊接。
所述真空敏感元件的焊接波纹管内腔7为抽真空状态。
所述真空敏感元件的弹簧最大外径D大小于膜片的内径D内，且弹簧最大外径D大和膜片内圆连接处的焊缝之间有大于2.5㎜的间隙，弹簧3套在中心杆4的一端，弹簧的最小内径D小大于中心杆直径φ，弹簧的最小内径D小与中心杆直径φ之间间隙配合，端杆一端在焊接波纹管内腔的直径D1小于弹簧内径D小，焊接波纹管的长度L管小于弹簧的长度L簧。
所述真空敏感元件的弹簧的长度为28㎜，弹簧刚性统称k,焊接波纹管的刚性统称K，焊接波纹管长度小于弹簧的长度。弹簧与焊接波纹管为并联方式。
所述真空敏感元件的膜片2的厚度为0.2㎜，弹簧3的线径d在φ0.5㎜～φ2之间。
所述弹簧需除氢处理。
所述真空敏感元件刚性匹配方法的焊接波纹管的刚性检测为K1、K2、K3、K4、K5、K6……，且K1＞K2＞K3＞K4＞K5＞K6…时，弹簧的刚性检测为k1、k2、k3、k4、k5、k6……,且k1＜k2＜k3＜k4＜k5＜k6……,当K1+k1匹配特性合格时，则刚性匹配递减法表达式为：K1+k1＞K2+k2＞K3+k3＞K4+k4＞K5+k5＞K6+k6……其中k值可根据K值进行调整。总刚性值精确到小数点后三位。
所述真空敏感元件的焊接波纹管6的刚性为(6.400～7.100)kgf/mm,弹簧3的刚性为（0.300～1.000）kgf/mm。
实施例：焊接波纹管由32片相同的膜片内圆φ21.4、外圆φ30.7经电子束焊组合而成，整体经过热处理强化，具有固定的刚性值，焊接波纹管长度约27㎜，焊接波纹管内腔并联一长约28㎜、波距为7㎜、外径为φ17㎜的初始线径φ2的弹簧。刚性匹配记录见表1、表2.
表1为传统刚性匹配特性记录。
表2为本专利特性记录。
表1   传统刚性匹配特性记录

表2   本专利特性记录

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 103075451 A(43)申请公布日 2013.05.01CN103075451A*CN103075451A*(21)申请号 201210577441.9(22)申请日 2012.12.27F16F 1/00(2006.01)(71)申请人太原航空仪表有限公司地址 030006 山西省太原市并州南路137号(72)发明人张连梅胡勇杰王灵宝王大刚(74)专利代理机构太原晋科知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 14110代理人任林芳(54) 发明名称一种真空敏感元件及其刚性匹配方法(57) 摘要本发明属于机载装备技术的技术领域，具体涉及一种真空敏感元件及其刚性匹。

2、配方法，解决了现有真空敏感元件及其刚性匹配方法存在的问题。包括端杆、双数片膜片、中心杆、膜片与膜片同方向成对内圆相接为轮，连成的轮同方向外圆相连构成焊接波纹管，焊接波纹管一端与中心杆相连，焊接波纹管另一端与端杆相连成密闭结构为真空状态，焊接波纹管密闭结构的内腔放置一弹簧，弹簧与焊接波纹管为并联式连接，采取焊接波纹管刚性与弹簧刚性匹配递减法。本发明刚性匹配递减法的提出，产品特性合格率显著提高，降低了研制成本。(51)Int.Cl.权利要求书1页说明书3页附图4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图4页(10)申请公布号 CN 1030754。

3、51 ACN 103075451 A1/1页21.一种真空敏感元件，包括端杆(1)、双数片膜片(2)、中心杆（4），其特征是：膜片与膜片同方向成对内圆相接为轮（5），连成的轮（5）同方向外圆相连为焊接波纹管（6），焊接波纹管（6）一端与中心杆（4）相连，焊接波纹管（6）另一端与端杆(1)相连，形成密闭结构为真空状态，焊接波纹管（6）密闭结构内腔（7）放置一弹簧（3），弹簧（3）与焊接波纹管（6）为并联式连接。2. 根据权利要求1所述的真空敏感元件，其特征是：所述膜片与膜片内圆的连接处为电子束焊接缝，连成的轮（5）同方向外圆连接处为电子束焊接缝，焊接波纹管（6）一端与端杆（1）外圆为真空电子束焊。

4、缝，焊接波纹管（6）一端与中心杆（4）外圆为真空电子束焊缝。3.根据权利要求1或2所述的真空敏感元件，其特征是：弹簧最大外径（D大）小于膜片（2）的内径（D内），且弹簧最大外径（D大）和膜片内圆连接处的焊缝之间有大于2.5的间隙，弹簧（3）套在中心杆（4）的一端，弹簧的最小内径（D小）大于中心杆直径（），弹簧的最小内径（D小）与中心杆直径（）之间间隙配合，端杆（1）一端在焊接波纹管内腔的直径（D1）小于弹簧内径（D小），焊接波纹管（6）的长度（L管）小于弹簧（3）的长度（L簧）。4.根据权利要求3所述的真空敏感元件，其特征是：膜片（2）的厚度为0.2，弹簧（3）线径d在0.52之间。5. 根据。

5、权利要求4所述的真空敏感元件，其特征是：弹簧除氢处理。6.一种如权利要求4所述的真空敏感元件的刚性匹配方法，其特征是：1n个焊接波纹管（6）的刚性依次为K1、K2、K3、K4、K5、K6Kn，且K1K2K3K4K5K6Kn时，1n个弹簧的刚性为k1、k2、k3、k4、k5、k6kn,且k1k2k3k4k5k6kn,当K1+k1匹配特性合格时，则刚性匹配递减法表达式为：K1+k1K2+k2K3+k3K4+k4K5+k5K6+k6Kn+ kn,n为大于等于1的整数。7.根据权利要求6所述的一种真空敏感元件的刚性匹配方法，其特征是：焊接波纹管（6）的刚性为6.47.1kgf/mm,弹簧（3）的刚性为。

6、0.31.0kgf/mm。权利要求书CN 103075451 A1/3页3一种真空敏感元件及其刚性匹配方法技术领域0001 本发明属于机载装备技术的技术领域，具体涉及一种真空敏感元件及其刚性匹配方法。背景技术0002 真空敏感元件是除零件外由上膜片与下膜片真空电子束焊组成或由多片膜片内圆与内圆、外圆与外圆电子束焊组成的焊接波纹管,实现规定的渐减或渐增或线性特性的输出。现有焊接波纹管中未设置弹簧，而真空焊接波纹管内腔增加了一刚性补偿弹簧，没有一个弹簧式刚性匹配方法，传统的匹配方法是总刚性为一定值，即：总刚性值（定值）焊接波纹管刚性+弹簧刚性，当焊接波纹管刚性大时，则弹簧刚性要小，当焊接。

7、波纹管刚性小时，则弹簧刚性要大。采用传统的定值匹配法，则实现规定的性能输出则有了一定的难度，产品特性合格率极低，仅有30%左右。0003 发明内容：本发明的发明目的：解决现有真空敏感元件及其刚性匹配方法存在的上述问题。0004 本发明采用如下的技术方案实现：真空敏感元件，包括端杆、双数片膜片、中心杆、膜片与膜片同方向成对内圆相接为轮，连成的轮同方向外圆相连构成焊接波纹管，焊接波纹管一端与中心杆相连，焊接波纹管另一端与端杆相连成密闭结构为真空状态，焊接波纹管密闭结构的内腔放置一弹簧，弹簧与焊接波纹管为并联式连接。0005 所述膜片与膜片内圆的连接处为电子束焊接缝，连成的轮同方向外圆的相连处为电子。

8、束焊接缝，焊接波纹管一端与端杆外圆为真空电子束焊缝，焊接波纹管一端与中心杆外圆为真空电子束焊缝。0006 弹簧最大外径小于膜片的内径，且弹簧最大外径和膜片与膜片内圆连接处的焊缝之间有大于等于2.5的间隙，弹簧套在中心杆的一端，弹簧的最小内径大于中心杆的直径，弹簧的最小内径与中心杆的直径之间间隙配合。端杆一端在焊接波纹管内腔的直径小于弹簧内径D内。焊接波纹管的长度小于弹簧的长度。0007 膜片的厚度为0.2，弹簧的线径在0.52之间。弹簧除氢处理真空敏感元件刚性匹配方法，1n个焊接波纹管的刚性依次为K1、K2、K3、K4、K5、K6Kn，且K1K2K3K4K5K6Kn时，1n个弹簧的刚性为k1、。

9、k2、k3、k4、k5、k6kn,且k1k2k3k4k5k6kn,当K1+k1匹配特性合格时，则刚性匹配递减法表达式为：K1+k1K2+k2K3+k3K4+k4K5+k5K6+k6Kn+ kn,n为大于等于1的整数。0008 焊接波纹管的刚性为(6.47.1)kgf/mm,弹簧的刚性为（0.31.0）kgf/mm。0009 本发明弹簧对焊接波纹管的刚性进行一定量补偿，而补偿的数值即在已知符合要求的刚性基础上，采取焊接波纹管刚性与弹簧刚性匹配递减法，使弹簧补偿式的焊接波纹管的输出特性顺利满足了燃油调节器设计要求。本发明刚性匹配递减的提出，产品特性合格率显著提高，降低了研制成本。说明书CN 1。

10、03075451 A2/3页40010 本发明具有的有益效果：发明了弹簧式真空敏感元件刚性匹配方法后，即在已知符合要求的刚性基础上，采取焊接波纹管刚性与弹簧刚性匹配递减法，使弹簧补偿式的焊接波纹管的输出特性较好的满足了发动机燃油调节器的要求，且产品特性合格率显著提高，降低了研制成本，有效节省了物质资源及人力资源，取得了一定的经济效益和社会效益。刚性匹配递减法的提出，在敏感元件研制历史上属首例，填补了国内空白。附图说明0011 图1为本发明结构示意图；图2为本发明结构膜片内圆焊接轮示意图；图3为本发明焊接波纹管示意图；图4为本发明弹簧示意图；图5为本发明端盖示意图；图6为本发明中心杆示意图。00。

11、12 图中，1-端杆，2-膜片，3-弹簧，4-中心杆，5-轮，6-焊接波纹管，7-内腔。具体实施方式0013 真空敏感元件包括端杆1、32片膜片2、弹簧3、中心杆4。膜片2与膜片2同方向成对内圆相接为轮5，连成的轮5同方向外圆相连为焊接波纹管6，焊接波纹管6一端与中心杆4相连，焊接波纹管6另一端与端杆1相连，焊接波纹管6内腔7放置一弹簧3。0014 所述真空敏感元件是膜片2与膜片2内圆、外圆、膜片2和端杆1的一端外圆、膜片2和中心杆4一端外圆相接均为电子束焊接。0015 所述真空敏感元件的焊接波纹管内腔7为抽真空状态。0016 所述真空敏感元件的弹簧最大外径D大小于膜片的内径D内，且弹簧最大外。

12、径D大和膜片内圆连接处的焊缝之间有大于2.5的间隙，弹簧3套在中心杆4的一端，弹簧的最小内径D小大于中心杆直径，弹簧的最小内径D小与中心杆直径之间间隙配合，端杆一端在焊接波纹管内腔的直径D1小于弹簧内径D小，焊接波纹管的长度L管小于弹簧的长度L簧。0017 所述真空敏感元件的弹簧的长度为28，弹簧刚性统称k,焊接波纹管的刚性统称K，焊接波纹管长度小于弹簧的长度。弹簧与焊接波纹管为并联方式。0018 所述真空敏感元件的膜片2的厚度为0.2，弹簧3的线径d在0.52之间。0019 所述弹簧需除氢处理。0020 所述真空敏感元件刚性匹配方法的焊接波纹管的刚性检测为K1、K2、K3、K4、K5、K6，。

13、且K1K2K3K4K5K6时，弹簧的刚性检测为k1、k2、k3、k4、k5、k6,且k1k2k3k4k5k6,当K1+k1匹配特性合格时，则刚性匹配递减法表达式为：K1+k1K2+k2K3+k3K4+k4K5+k5K6+k6其中k值可根据K值进行调整。总刚性值精确到小数点后三位。0021 所述真空敏感元件的焊接波纹管6的刚性为(6.4007.100)kgf/mm,弹簧3的刚性为（0.3001.000）kgf/mm。0022 实施例：焊接波纹管由32片相同的膜片内圆21.4、外圆30.7经电子束焊组说明书CN 103075451 A3/3页5合而成，整体经过热处理强化，具有固定的刚性值，焊接波纹管长度约27，焊接波纹管内腔并联一长约28、波距为7、外径为17的初始线径2的弹簧。刚性匹配记录见表1、表2.表1为传统刚性匹配特性记录。0023 表2为本专利特性记录。0024 表1 传统刚性匹配特性记录表2 本专利特性记录说明书CN 103075451 A1/4页6图1说明书附图CN 103075451 A2/4页7图2图3说明书附图CN 103075451 A3/4页8图4图5说明书附图CN 103075451 A4/4页9图6说明书附图CN 103075451 A。

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