PL175037B1

PL175037B1 - Method of securing separating membrane to their metal housings

Info

Publication number: PL175037B1
Application number: PL94306114A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Bochenek; Jan Dziuban
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 1994-12-02
Filing date: 1994-12-02
Publication date: 1998-10-30
Also published as: PL306114A1

Abstract

Sposóo łącząnie membrany sepa rującej z metalową obudową, znamienny tym, że w gnieździe obudowy (1) wykonuje się co najmniej jeden pierścieniowy występ, a następnie do gniazda wprowadza się separującą membranę (2) wraz z pośrednim pierścieniem (3) i zaprasowuje się te elementy stemplem (4), którym także zagina się brzegi obudowy (1), wystające poza membranę (2). 2. Sposób łączenia membrany separującej z metalową obudową, znamienny tym, że do gniazda obudowy (1) z płaskim dnemwprowadza się wraz z membraną (2) pośredni pierścień (3) z co najmniej jednym pierścieniowymwystępem i następnie zaprasowuje się membranę (2) z pierścieniem (3) stemplem (4), którym także zagina się brzegi obudowy (1) wystające poza membranę (2).Way to connect sepa membranes rusty with a metal housing, characteristic that in the housing slot (1) it does at least one annular protrusion and then it is inserted into the nest separating diaphragm (2) with an intermediate ring (3) and these elements are pressed stamp (4), which is also bent the edges of the housing (1), protruding beyond the diaphragm (2). 2. Method of connecting the separating membrane with a metal housing, characteristic that into the housing slot (1) flat the bottom is led in with the membrane (2) an intermediate ring (3) with at least one annular protrusion and then the membrane (2) is pressed with the ring (3) with a stamp (4), which is also bent the edges of the housing (1) protrude beyond the diaphragm (2).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób łączenia membrany separującej z metalową obudową, przeznaczoną zwłaszcza do czujnika ciśnienia pracującego w nieobojętnych chemicznie substancjach.The subject of the invention is a method of connecting a separating membrane with a metal housing, intended in particular for a pressure sensor operating in chemically inert substances.

Znany ze stosowania sposób łączenia membran z obudowami wykonanymi najczęściej ze stali kwasoodpornej lub nierdzewnej polega na spawaniu wiązką elektronową lub promieniem laserowym. Stosuje się również zaprasowanie membran w obudowach, w których dla uzyskania szczelności połączenia pod membraną umieszcza się podkładkę z materiału uszczelniającego, takiego jak guma lub preszpan.The method of joining membranes with casings made of acid-resistant or stainless steel, known to be used, consists in welding with an electron beam or a laser beam. Membranes are also pressed into casings, in which a washer made of a sealing material, such as rubber or pressboard, is placed under the diaphragm to obtain a tight connection.

Wadą znanych sposobów łączenia membran w przypadku spawania elektronowego lub laserowego jest duży koszt wytworzenia połączenia, wynikający z dużej czasochłonności procesu spawania oraz konieczności stosowania bardzo drogiej, specjalistycznej aparatury spawalniczej. Ponadto spawanie elektronowe jest niewygodne, ponieważ proces odbywa się w aparaturze próżniowej w zamkniętej przestrzeni z ograniczoną możliwością manipulacji spawanymi przedmiotami oraz w^f^t^tępuje konieczność odpompowania aparatury po wymianie spawanych elementów. Spawanie laserowe stali kwasoodpornej i nierdzewnej jest kłopotliwe, ponieważ występuje duże i niepowtarzalne odbijanie energii świetlnej przez tworzącą się spoinę. Natomiast w przypadku zaprasowywania membran ze stosowaniem podkładek uszczelniających zmniejsza się odporność chemiczna czujników i skraca się ich żywotność, gdyż materiały uszczelniające są mniej odporne na działanie niektórych agresywnych substancji niż stale stopowe stosowane na membrany i obudówy czujników.The disadvantage of the known methods of connecting membranes in the case of electron or laser welding is the high cost of producing the joint, resulting from the high time-consuming nature of the welding process and the need to use very expensive, specialized welding equipment. Moreover, electron welding is inconvenient because the process takes place in a vacuum apparatus in a closed space with limited possibility of manipulation of the objects to be welded and the necessity to pump the apparatus after replacing the welded elements. Laser welding of acid-resistant and stainless steel is troublesome because there is a large and unique reflection of light energy by the weld being formed. On the other hand, in the case of pressing membranes with the use of sealing washers, the chemical resistance of the sensors is reduced and their service life is shortened, because the sealing materials are less resistant to some aggressive substances than the alloy steels used for membranes and sensor housings.

Istota sposobu łączenia według pierwszego wariantu wynalazku polega na tym, że w gnieździe obudowy wykonuje się co najmniej jeden pierścieniowy występ. Następnie do gniazda wprowadza się separującą membranę wraz z pośrednim pierścieniem i zaprasowuje się te elementy stemplem. Stemplem zagina się także brzegi obudowy wystające poza membranę.The essence of the connection method according to the first variant of the invention consists in that at least one annular projection is provided in the housing seat. Then the separating membrane with the intermediate ring is inserted into the seat and these elements are pressed with a punch. The edges of the casing protruding beyond the diaphragm are also bent with a stamp.

Istota sposobu łączenia według drugiego wariantu wynalazku polega na tym, że do gniazda obudowy z płaskim dnem wprowadza się wraz z membraną pośredni pierścień z co najmniej jednym pierścieniowym występem. Następnie zaprasowuje się membranę z pierścieniem stemplem, którym także zagina się brzegi obudowy, wystające poza membranę.The essence of the connection method according to the second variant of the invention is that an intermediate ring with at least one annular projection is inserted into the seat of the flat-bottomed housing together with the membrane. Then the diaphragm with the ring is pressed with a punch, which also bends the edges of the casing protruding beyond the diaphragm.

Zasadniczą korzyścią techniczno-użytkową, wynikającą ze stosowania sposobu według wynalazku jest zmniejszenie pracochłonności oraz obniżenie kosztów procesu łączenia w porównaniu ze znanymi sposobami spawania, co wynika z tego, że procesThe main technical and operational advantage resulting from the use of the method according to the invention is the reduction of labor consumption and the reduction of costs of the joining process as compared to known welding methods, which results from the fact that the process

175 037 zaprasowywania jest szybki. Ponadto nie wymagane jest stosowanie drogiej i specjalistycznej aparatury spawalniczej. Zapewniona jest wysoka szczelność połączenia oraz wysoka odporność chemiczna czujników określona wyłącznie odpornością materiału membrany i obudowy. Wydajność sposobem łączenia elementów jest tak duża, że nadaje się do stosowania w produkcji przemysłowej nawet wielkoseryjnej i masowej.175 037 pressing is fast. In addition, no expensive and specialized welding equipment is required. The high tightness of the connection and the high chemical resistance of the sensors are ensured only by the resistance of the membrane and housing material. The efficiency of joining elements is so great that it can be used in industrial production, even in large-scale and mass series.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładach realizacji na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pierwszy wariant elementów do zaprasowania w przekroju podłużnym, fig. 2 - drugi wariant elementów do zaprasowania w przekroju podłużnym, a fig. 3 przedstawia elementy po zaprasowaniu w przekroju podłużnym.The subject matter of the invention is explained in the drawing in which working examples are shown, in which Fig. 1 shows a first variant of press elements in longitudinal section, Fig. 2 shows a second variant of press elements in longitudinal section, and Fig. 3 shows the elements after pressing in longitudinal section.

Przykład 1. Sposób łączenia membran według pierwszego wariantu, który przedstawia fig. 1 polega na tym, że wykonuje się co najmniej jeden pierścieniowy występ pryzmatyczny o przekroju symetrycznym lub niesymetrycznym o wysokości H = 0,05 - 0,5 mm i kącie wierzchołkowym α = 60 - 175° oraz szerokości powierzchni czołowej s = 0 - 0,5 mm. Następnie do gniazda wprowadza się membranę separującą 2 wraz z pierścieniem pośrednim 3. Tak zestawione elementy zaprasowuje się stemplem 4, zaginając nim brzegi fragmentu obudowy, wystające poza membranę. Dociskany zagiętym fragmentem obudowy pierścień pośredni 3 i membrana 2 zgniata pryzmatyczny występ wywołując w nim trwałe odkształcenia, dzięki czemu uzyskuje się szczelne połączenie membrany z obudową przedstawione schematycznie na fig. 3.Example 1. The method of connecting membranes according to the first variant, which is shown in Fig. 1, consists in making at least one annular prismatic projection with a symmetrical or asymmetrical cross-section with a height H = 0.05 - 0.5 mm and an apex angle α = 60 - 175 ° and the width of the face s = 0 - 0.5 mm. Then, the separating membrane 2 with the intermediate ring 3 is inserted into the seat. The elements thus assembled are pressed with a punch 4, bending the edges of the housing part protruding beyond the membrane with it. The intermediate ring 3 and the diaphragm 2 pressed with the bent housing part crush the prismatic projection causing permanent deformation in it, thanks to which a tight connection between the diaphragm and the housing is obtained, schematically shown in Fig. 3.

Przykład 2. Sposób łączenia membran według drugiego wariantu, który przedstawia fig. 2 polega na tym, że do gniazda obudowy 1 czujnika wprowadza się separującą membranę 2 wraz z pośrednim pierścieniem 3. Na powierzchni czołowej tego pierścienia wytłoczone są dwa występy poprzez spiętrzenie materiału, jakie powstaje podczas wygniecenia rowka o kącie β = 30 -120° i głębokości W = 0,1 - 0,8 mm odpowiednim stemplem z ostrą krawędzią. Tak zestawione elementy zaprasowuje się stemplem 4 przez zagniecenie brzegów fragmentu obudowy 1, które wystają poza membranę 2. W dociskanym do membrany 2 i do gniazda obudowy pierścieniu 3 powstaje trwała deformacja występów, dzięki czemu na styku membrany 2 z obudową 1 w miejscu zdeformowanych występów powstaje szczelne połączenie.Example 2. The method of connecting membranes according to the second variant, which is shown in Fig. 2, consists in inserting a separating membrane 2 together with an intermediate ring 3 into the socket of the sensor housing 1. is formed when a groove is formed with the angle β = 30 -120 ° and the depth W = 0.1 - 0.8 mm with an appropriate punch with a sharp edge. The elements assembled in this way are pressed with a punch 4 by crushing the edges of the casing part 1 which protrude beyond the diaphragm 2. tight connection.

175 037175 037

Fig. 3Fig. 3

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 2.00

Claims

Patent claims

Method of connecting the separating membrane with a metal housing, characterized in that at least one annular projection is made in the housing seat (1), and then the separating diaphragm (2) is inserted into the seat together with an intermediate ring (3) and these are pressed elements with a punch (4), which also bends the edges of the housing (1) protruding beyond the diaphragm (2).

Method of connecting the separating membrane with a metal housing, characterized in that an intermediate ring (3) with at least one annular projection is inserted into the housing seat (1) with a flat bottom, and then the membrane (2) is pressed with the ring (3) punch (4), which also bends the edges of the housing (1) protruding beyond the diaphragm (2).