CN101373157B

CN101373157B - 压力转化指示装置

Info

Publication number: CN101373157B
Application number: CN2008102167189A
Authority: CN
Inventors: 童承勋
Original assignee: Yutao Yongchuang Solenoid Valve Co ltd
Current assignee: YuYao YongChuang Solenoid Valves Co., Ltd.
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2028-10-15
Also published as: CN101373157A

Abstract

本发明公开了一种压力转化指示装置，包括压力取值机构，压力转化机构，其特征在于，所述压力取值机构包括一筒状结构、一与所述筒状结构内壁密封滑动连接的活塞体、以及一端与所述活塞体连接的第一弹性构件，所述筒状结构的开口端与压力发生装置连接；所述压力转化机构位于所述筒状结构内与所述筒状结构开口端相对的一侧，并与所述第一弹性构件的另一端相连；所述压力转化机构包括一可在所述活塞体作用下自由伸缩的压力转换器。与现有技术相比较，上述压力转化指示装置不仅能够实现对压力发生装置内部压力的精确测定，而且压力转化指示装置可采用各种耐热材料制成，其受环境温度的影响很小。

Description

压力转化指示装置

技术领域

本发明涉及压力转化指示装置技术领域，更具体地说，是涉及一种能适应不同温度条件的压力转化指示装置。

背景技术

在现有技术中，压力转化指示装置主要包括以下两种方式：

一、机械指针式压力表。其主要是利用弹性金属在不同压力下具有不同弹性形变的原理，而使弹性金属在压力作用下推动机械式指针来标示压力值。

二、数显式压力表。其主要是利用各种压力传感器来识别压力的变化，并对压力传感器所识别的压力信号进行一定的模数处理而输出压力值。

上述机械指针式压力表具有结构简单、使用方便、价格低廉的优点。但是其难以进一步整合控制系统以实现控制系统对其所测定的压力发生装置进行控制。而数显式压力表其精度较高，易于进一步整合控制系统以实现控制系统对其所测定的压力发生装置进行控制。但是其制作成本较高，只能适用于一些精度较高的系统，而对于一些低端系统(如小型蒸汽发生器等)则不适用。同时，数显式压力表和机械指针式压力表均对温度变化的适应能力较差，而待测定的压力发生装置通常包括温度条件通常较为恶劣的液体和气体介质。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种精度高、制造成本低并能适应不同温度条件的压力转化指示装置。

本发明的技术方案是：提供一种压力转化指示装置，包括压力取值机构，压力转化机构，所述压力取值机构包括一筒状结构、一与所述筒状结构内壁密封滑动连接的活塞体、以及一端与所述活塞体连接的第一弹性构件，所述筒状结构的开口端与压力发生装置连接；所述压力转化机构位于所述筒状结构内与所述筒状结构开口端相对的一侧，并与所述第一弹性构件的另一端相连；所述压力转化机构包括一可在所述活塞体作用下自由伸缩的压力转换器，所述压力转化机构还包括一功能垫片，所述压力转换器的内端通过所述功能垫片定位，所述压力转换器的外端设有一控制臂，所述控制臂突伸出所述功能垫片并可在所述活塞体作用下自由伸缩。

与现有技术相比较，上述压力转化指示装置不仅能够实现对压力发生装置内部压力的精确测定，而且压力转化指示装置可采用各种耐热材料制成，其受环境温度的影响很小。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的立体分解示意图；

图2是图1所示实施例中压力转化机构的立体分解示意图；

图3是图1所示实施例中各元件处于初始位置时的剖视结构示意图；

图4是图1所示实施例所受压力小于最大预设测量值时的剖视结构示意图；

图5是图1所示实施例所受压力等于最大预设测量值时的剖视结构示意图；

图6是图1所示实施例所受压力大于最大预设测量值时的剖视结构示意图；

图7是本发明另一实施例中活塞体与皮碗的剖视结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1至图3，为本发明的一较佳实施例，该压力转化指示装置包括压力取值机构1以及压力转化机构2，所述压力取值机构包括一筒状结构11、一与所述筒状结构11内壁密封滑动连接的活塞体12、以及一端与所述活塞体12连接的第一弹性构件13，所述筒状结构11的开口端与压力发生装置(图中未示出)连接，所述压力转化机构2位于所述筒状结构11内与所述筒状结构开口端111相对的一侧，并与所述第一弹性构件13的另一端相连；所述压力转化机构2包括一可在所述作用活塞体12作用下自由伸缩的压力转换器22。这样，当待测压力发生装置所发出的压力经由开口端111而作用在所述压力取值机构1上时，第一弹性构件13被压缩，压力取值机构1即压缩压力转换器22。然后，通过转换压力转换器22的位移等信号即可实现对压力发生装置内部压力的精确测定。而且这种结构的压力转化指示装置可采用各种耐热材料制成，其受环境温度的影响很小。以下分别对上述各组成部分分别作详细介绍。

压力取值机构1包括筒状结构11、活塞体12、第一弹性构件13。其中，所述筒状结构11内壁与所述活塞体12密封滑动连接，本实施例中，在所述筒状结构11以及活塞体12之间设有皮碗14，皮碗14与活塞体12之间的连接方式还可以采用图7所示的方式，在图7中，活塞体12为上部、下部121、122复合而成，皮碗14位于两者之间。当然活塞体12与皮碗14还可以采取其他连接方式。开口端111的外表面还设有螺纹112，用以实现与具有气体或液体介质的压力发生装置的密封连接。本实施例中，第一弹性构件13为一固定压缩距离的螺旋弹簧，其被压设在所述压力转化机构2与所述活塞体12之间，通过测算第一弹性构件1的收缩量可以实现对压力发生装置内部压力的精确测定。为实现对压力转化机构2的限位和对第一弹性构件13的限距，在所述筒状结构11内壁上设有一台阶结构113。

所述压力转化机构2包括一功能垫片21以及一压力转换器22，所述压力转换器22的内端通过所述功能垫片21定位，其外端设有一突伸出所述功能垫片21并可在压力作用下自由伸缩的控制臂221。所述压力转换器22可以为滑式可调电阻、位移传感器、轻触按钮开关或者逻辑开关(其压力转换原理请见后述)。所述功能垫片21包括互相扣合的一垫片上盖211、一垫片下盖212、以及与所述压力转换器22电连接的导线213，所述垫片上盖211设有导线槽214，所述垫片下盖212上设有与所述压力转换器22适配的安装孔215。这样，当压力取值机构1在所述压力发生装置作用下挤压所述压力转换器22的控制臂221时，压力转换器22即可将压力信号通过导线213传送至控制系统。

本实施例中，当压力转换器22为滑式可调电阻时，其通过导线213输出的是与其所测的压力对应的电阻值；所述滑式可调电阻可为线性可变电阻或非线性可变电阻等。所述控制臂221突伸出所述功能垫片21的部分，即相当于一滑动变阻器的推杆，在有外力作用时能被压缩，在没有外力时能复位。因此，作用在压力取值机构上的一定大小的待测压力值F即对应一定量的活塞体12的位移值S，而此一定量的位移值S即对应转换器22控制臂的压缩量S-a(a为活塞体接触转换器控制臂221前的运动距离，为常量)，而控制臂221(亦即变阻器推杆)的压缩量S-a必对应一定大小的电阻值R。由于筒状结构11对活塞体12的阻力恒定，当压力转换器采用可调电阻并忽略筒状结构11内壁对活塞体12的阻力时，在待测压力F、活塞体12的位移值S、以及电阻值R之间必然存在着如下关系：F＝K₁S；S-a＝K₂R(K₁、K₂均为常量)。从而可得出F＝K₁K₂R+K₁a，因此，对待测压力F的求值被转化成为对电阻值R的求值，而电阻值R是极易通过简单的电路测算出来的，这样就完成了对待测压力的转化工作。

当压力转换器22为位移传感器时，其通过导线213所输出的是与其所测的压力对应的位移值。因此，一定大小的待测压力值F即对应一定量的活塞体12的位移值S，亦即对应转换器22的控制臂的压缩量S-a(a为活塞体接触转换器控制臂221前的运动距离，为常量)，即F＝K(S-a)(K为一常量)。这样，测得了活塞体12的位移值S也就求得了压力值。同时，也可以通过器件来测试第一弹性构件13的收缩量来求得待测压力值F，其原理与上述采用滑式可调电阻的实施例基本相同。

当压力转换器22为轻触按钮开关时，其通过导线213输出的是与其所测的压力对应的开关信号；压力转换器22的控制臂221突伸出所述功能垫片21的部分即相当于开关的轻触按钮，导线213即相当于开关通断的接线。当一定大小的待测压力使活塞体12发生一定的位移时，可通过设计使一定大小的压力推动活塞体12按压压力转换器22的外端控制臂221，即按压开关的按钮而实现按钮开关的断开或导通。即当待测压力小于设定压力值时，待测压力不足以推动活塞去按压外端控制臂221构成的按钮开关，按钮开关为断开状态；当待测压力大于设定压力值但不大于设计最大压力时，控制臂221被按压，按钮开关被按下，开关为导通状态。而大于设计范围的压力会被泄压(详见后述)。因此，我们可通过本实施例，将一个压力的范围指示出来。而此时，所述按钮开关的通断相当于一个逻辑的+和-。当我们设置多对不同的开关时，还可以构成更多不同的逻辑功能状态。

为实现对压力的控制，特别是对非正常超高压的控制，本实施例还包括一过压保护控制机构3，所述过压保护控制机构3包括一锁扣31、一调压杆32、一泄压杆33。所述锁扣31固定在所述筒状结构11与所述筒状结构11的开口端111相对的一端，并与所述筒状结构11通过螺纹连接。所述调压杆32贯穿所述锁扣31和所述压力转化机构2的中心，其上部通过螺纹与所述锁扣31连接，其下部与所述压力转化机构2滑动连接。所述泄压杆33大致呈T形，穿过活塞体12的中心并与其滑动连接，其小端与所述调压杆32的下端相对，其大端朝向筒状结构11底部。本实施例中，筒状结构11的底部在活塞体12下部空间内有一环状平台115，环状平台115的侧壁有多对对衬分布的小孔116，以利于压力向活塞体12均匀传递。为实现密封，在所述泄压杆33的大端与所述活塞体12之间设有密封垫圈34。在所述活塞体12和所述压力转化机构2之间、所述筒状结构11的侧壁上设有至少一个通孔114。在所述压力转化机构2与所述锁扣31之间压设有一第二弹性构件35。本实施例中，第二弹性构件35也为一螺旋弹簧。所述压力转化机构2的下侧抵持在所述筒状结构11内壁上的台阶结构113上，所述压力转化机构2的上侧与所述弹性构件35下端接触。在所述泄压杆33的小端外缘固定有一卡垫36，在所述卡垫36与所述活塞体12之间压设有一第三弹性构件37。本实施例中，所述第三弹性构件37为一塔簧，塔簧的小端抵持在卡垫36下缘，塔簧的大端与所述活塞体12上表面接触。这样，当压力发生装置的压力增大时，压力取值机构1在压力作用下向上运动(请参照图4)；当压力趋于本实施例压力转化指示装置的最大预设测量值时，此时压力取值机构1和压力转化机构2已完全接触，调压杆32下端与压泄压杆33上端刚好紧密接触(请参照图5)，此时活塞受力等于第一弹性构件13和第二弹性构件35以及第三弹性构件37之和。当压力进一步增大而超过最大预设测量值时，压力取值机构1会进一步向上运动而压缩第二弹性构件35和第三弹性构件37。压力转化机构2因为第二弹性构件35的收缩而脱离台阶结构113；泄压杆33因第三弹性构件37的收缩而与活塞体12之间产生排气间隙(请参照图6)，从而达到泄压保护的作用。当压力发生装置的压力降低后，活塞体12受的力也相应减少，活塞体12在第一弹性构件13的压缩回复力和第二弹性构件35的压缩回复力以及第三弹性件37的压缩回复力作用下向下运动，压力转化机构2回到台阶113上，泄压杆33在第三弹性构件37的压缩回复力作用下刚好扣紧密封垫圈34(请参照图5)。当待测压力进一步减小时，压力转化机构2因受第二弹性件35的压缩回复力而被固定于台阶113上，泄压杆33脱离调压杆32，活塞体12在第一弹性构件13的压缩回复力作用下向筒状结构11底部运动，压力转换器22的控制臂221也伸出功能垫片21。当需要调节本实施例压力转化指示装置的最大测量值时，可以旋动锁扣31或者调压杆32，调节泄压杆33与调压杆32之间的距离，即可设定使压力转化指示装置泄压的最小压力，从而实现对压力测量范围的设定。本实施例中，在常态下，所述活塞体12与所述压力转化机构2之间的距离等于所述调压杆32与所述泄压杆33之间的距离。

请参照图3至图6，本实施例的工作原理是这样的：将待测压力发生装置与筒状体开口端111连接。当压力小于测量压力量程范围时，第一、第二、第三弹性构件13、35、37处于初始位置(请参照图3)，泄压杆33在被压缩的第三弹性构件37的反向回复力作用下扣紧密封垫圈34，在泄压杆33与活塞体12之间实现密封。压力转化机构2在被压缩的第二弹性构件35的反向回复力的作用下位于台阶结构113上。同时第一弹性构件13也使活塞体12位于所述筒状结构11的最下端。当测量压力处于测试量量程范围内时，活塞体12便在待测压力的作用下压缩第一弹性构件13而向上运动，使活塞体12与控制臂221接触，当压力继续增大时，活塞体12便压缩控制臂221，压力转换器22的控制臂221被压缩时，转换过后的压力信号经导线213传送至控制系统(请参照图4)。当压力进一步增大并达到压力测量范围的最大值时，压力转化机构2与活塞体12紧密接触，控制臂221被完成压缩，同时泄压杆33和调压杆32也紧密接触(请参照图5)。此时，活塞体12所受的待测压力与第一弹性件13、第二弹性件35、以及第三弹性件37的压缩回复力之和相等，压力转化机构2所受的向上的推力与第二弹性件35的压缩回复力相等。当待测压力大于所述测量最大值时，此时活塞体12受的压力大于第二、第三弹性构件35、37的压缩回复力之和。此时，第二、第三弹性构件35、37同时被压缩，如是因第二弹性件35的压缩而使压力转化机构2脱离台阶113。而第三弹性构件37因被压缩而使泄压杆33相对活塞体12向下运动，活塞体12和泄压杆33的密封便被打开，所述压力发生装置的过压介质便通过通孔114排泄，实现高压力的保护功能(请参照图6)。当压力在外界调节下减小下降至压力测量范围的最大值时，活塞体12在第一、第二、第三弹性件13、35、37的压缩回复力作用下向下运动，压力转化机构2回复至台阶113上，泄压杆33在第三弹性构件37的压缩回复力作用下刚好扣紧密封垫圈34(请参照图5)；当待测压力进一步减小时，压力转化机构2因受第二弹性件35的压缩回复力被固定于台阶113，泄压杆33脱离调压杆32，活塞体12在第一弹性构件13的压缩回复力作用下向筒状结构11底部运动，压力转换器22的控制臂221也伸出转换器22。当待测压力减小到测量压力量程范围外时，活塞体12在第一弹性构件13的作用下向下运动而脱离压力转换器22的控制臂221回复到其最初位置(请参照图3)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种压力转化指示装置，包括压力取值机构，压力转化机构，其特征在于，所述压力取值机构包括一筒状结构、一与所述筒状结构内壁密封滑动连接的活塞体、以及一端与所述活塞体连接的第一弹性构件，所述筒状结构的开口端与压力发生装置连接；所述压力转化机构位于所述筒状结构内与所述筒状结构开口端相对的一侧，并与所述第一弹性构件的另一端相连；所述压力转化机构包括一可在所述活塞体作用下自由伸缩的压力转换器，所述压力转化机构还包括一功能垫片，所述压力转换器的内端通过所述功能垫片定位，所述压力转换器的外端设有一控制臂，所述控制臂突伸出所述功能垫片并可在所述活塞体作用下自由伸缩。

2.如权利要求1所述的压力转化指示装置，其特征在于，所述压力转换器为滑式可调电阻、位移传感器、或者轻触按钮开关，相应地，所述控制臂为所述滑式可调电阻的调节杆、所述位移传感器的位移测试对象、或者所述轻触按钮开关的按钮。

3.如权利要求2所述的压力转化指示装置，其特征在于，所述功能垫片包括互相扣合的一垫片上盖、一垫片下盖、以及与所述压力转换器电连接的导线，所述垫片上盖设有导线槽，所述垫片下盖上设有与所述压力转换器适配的安装孔。

4.如权利要求1所述的压力转化指示装置，其特征在于，还包括一过压保护控制机构，所述过压保护控制机构包括一锁扣、一调压杆、一泄压杆，所述锁扣固定在所述筒状结构与所述筒状结构的开口端相对的一端；所述调压杆贯穿所述锁扣和所述压力转化机构的中心，其上部通过螺纹与所述锁扣连接，其下部与所述压力转化机构滑动连接；所述泄压杆呈T形并与所述活塞体的中心滑动连接，其小端与所述调压杆的下端相对，其大端朝向筒状结构底部，在所述调压杆的大端与所述活塞体之间设有密封垫圈。

5.如权利要求4所述的压力转化指示装置，其特征在于，所述筒状结构的底部设有一环状平台，于所述环状平台侧壁设有多个通气孔。

6.如权利要求4所述的压力转化指示装置，其特征在于，所述锁扣与所述筒状结构通过螺纹连接。

7.如权利要求4所述的压力转化指示装置，其特征在于，在所述筒状结构内壁上设有一台阶结构，在所述压力转化机构与所述锁扣之间压设有一第二弹性构件，所述压力转化机构的下侧抵持在所述台阶结构上，所述压力转化机构的上侧与所述弹性构件下端接触。

8.如权利要求4所述的压力转化指示装置，其特征在于，在所述活塞体和所述压力转化机构之间、所述筒状结构的侧壁上设有至少一个通孔。

9.如权利要求4所述的压力转化指示装置，其特征在于，在所述泄压杆的小端外缘设有一卡垫，在所述卡垫与所述活塞体之间压设有一第三弹性构件。

10.如权利要求4所述的压力转化指示装置，其特征在于，常态下，所述活塞体与所述压力转化机构之间的距离等于所述调压杆与所述泄压杆之间的距离。