CN101382234B - 压力容器指示器 - Google Patents

Abstract

一种压力容器指示器包括：壳体，其可安装在压力容器的气体填充通道内；阀元件，其被朝向壳体的可连接到压力容器的一侧推压，阀元件可在壳体中移动到与压力容器中的气体压力平衡的位置；用作密封构件的O型环，用于确保阀元件与壳体之间的气密性；和指示构件，可相对于壳体在突出到壳体外部的位置与不突出的位置之间滑动。O型环布置在阀元件上，使得在压力容器内的气体压力为例如7MPa或更高期间阀元件处于第一平衡位置时，O型环与壳体接触以确保气密性，且在所述气体压力小于例如7MPa期间阀元件处于第二平衡位置时，O型环脱离与壳体的接触以不确保气密性。

Description

压力容器指示器

技术领域

本发明涉及一种压力容器指示器，其连接到用于通过将工件压靠在固定模具上而将该工件保持在冲压加工机内的氮气瓶上，并且布置成当工件保持氮气瓶内的气体压力降低至低于预定值时给出警告。

背景技术

在冲压加工机中，当进行冲压加工时，要加工的工件通过氮气瓶固定，以便通过可移动模具的向下运动保持该工件。更具体地，气瓶内充入约10MPa的高压氮气，并且该高压气体通过活塞在杆上施加恒定的力。例如，如果气瓶的直径为120mm，则10MPa的压力可施加约4.4吨的力。该氮气瓶置于可移动模具的工件接触部分中，并且被构成为当该模具向下移动时带动杆与工件保持器接触。因此，工件保持器可以预定力保持工件，以固定该工件的位置。因此在使用冲压进行剪切加工期间无需移动工件就能够提高冲压精度。

当可移动模具保持与工件保持器直接接触时，可移动模具的冲压力直接作用在工件上，这可能引起工件的变形。为避免这种缺点，其间插入工件保持器和氮气瓶。

使用中，氮气瓶充满约10MPa的高压氮气。但是在重复使用后，填充的氮气的压力会降低。例如，当氮气压力低于7MPa时，工件保持器的压力降低，这是有问题的。

为了解决上述问题，氮气瓶通常设有压力容器指示器，以便在气瓶内的氮气压力降低至预定值或更低时给出警告。

当压力容器指示器达到警告状态时，操作员不得不中断冲压加工操作，并给氮气瓶重新填充高压氮气。

图19中示出压力容器指示器的例子。中空壳体111具有在左端开口的腔室111a，其内可滑动地安装有活塞杆112。活塞杆112的外围上安装有用作密封构件的O形环113。活塞杆112被弹簧114向左推压。活塞杆112在其左端面处还接收氮气瓶的内压力。活塞杆112的右端形成可突到壳体111外部的指示部分112a。

当氮气瓶内的气体压力为预定值或更高时，活塞杆112克服弹簧114向右移动，使指示部分112a突到壳体111的外部。另一方面，当氮气瓶内的气体压力变得低于所述压力值时，弹簧114的力超过气体压力。因此，活塞杆112向右移动，将指示部分112a缩回壳体111中。

指示部分112a的缩回使操作冲压加工机的操作员认识到氮气瓶内的气体压力是异常的。

但是，传统的异常指示器具有下列缺点。活塞杆112与氮气瓶内的气体压力成比例地移动。当气体压力在预定值附近时，指示部分112a的位置不明确，这使得难以确定气体压力是否正常或异常。另外，在异常状况下，指示部分112a缩回。这难以在视觉上看出。

已经提出了用于解决上述问题的技术。例如，图20示出了日本专利No.2843491中公开的压力容器指示器。与压力容器的气体连通的风箱104的端面上设有突起105。在正常状况下，突起105与转杆106接合，该转杆106与止动器103接合。止动器103用于在正常状况下阻止壳体内的指示杆101。指示杆101被弹簧102在从壳体突出的方向上推压。

当气体降低到预定值或更低时，含有气体的风箱104的位置向左移动，引起风箱104的突起105的位置变化。从而转杆106转动，将止动器103从指示杆101分离。这样，允许指示杆101由于弹簧102的推压力突到壳体的外部。

具体地，公开了具有可被弹簧102分离和突出的指示杆101的指示器。

这里，即使在不使用任何专门密封机构的情况下，在内部含有气体时改变其位置的风箱也不太可能引起气体泄漏，因此是方便的。

发明内容

但是，图20中公开的发明具有下列缺点。

即，含有气体的风箱的必需性引起额外空间的问题。除了用于填充/排出气体的通道之外，压力容器还必须设有用于允许气体压力作用在风箱上的额外通道。

冲压加工机的工件保持氮气瓶需要连接到冲压模具的可移动模具上。但是，使用风箱的压力容器指示器无法充分地提供这种空间。

已经考虑到上述情况作出了本发明，且本发明的目的是提供一种压力容器指示器，其布置在小空间内以可靠指示压力容器中气体压力的降低。

为实现本发明的目的，根据本发明的压力容器指示器包括：(a)壳体，所述壳体能够安装在压力容器的气体填充通道内；(b)阀元件，所述阀元件被朝向所述壳体的可连接到所述压力容器的一侧推压，所述阀元件能够在所述壳体中移动到与所述压力容器中的气体压力平衡的位置；(c)密封构件，所述密封构件用于确保所述阀元件与所述壳体之间的气密性；以及(d)指示构件，所述指示构件能够相对于所述壳体在突出到所述壳体外部的位置与不突出的位置之间滑动；其中(e)所述密封构件布置在所述阀元件上，使得在所述压力容器内的气体压力为预定值或更高期间所述阀元件处于第一平衡位置时，所述密封构件与所述壳体接触以确保气密性，且在所述气体压力小于所述预定值期间所述阀元件处于第二平衡位置时，所述密封构件脱离与所述壳体的接触以不确保气密性。因此，当气体压力降低至低于所述预定值时，不能维持所述阀元件与所述壳体之间的气密性。结果，引入所述壳体的气体压力作用在所述指示构件上，该指示构件突出到所述壳体的外部以给出警告。所述指示构件被气体压力立刻移至最大突出位置。这样，即使中断该气体压力，所述指示构件也不受到复位力，因而保持在所述最大突出位置。因此操作员能够容易地发现警告。

另外，所述指示构件不被朝向所述壳体的连接到所述压力容器的一侧推压，从而一度突出的所述指示构件不自动返回，除非操作员将指示构件返回。

附图说明

图1为示出本发明第一实施例的压力容器指示器的结构的截面图；

图2为高压气体填充期间处于使用状态的压力容器指示器的截面图；

图3为处于7MPa或更高的使用状态的压力容器指示器的截面图；

图4为处于低于7MPa的第一使用状态的压力容器指示器的截面图；

图5为处于低于7MPa的第二使用状态的压力容器指示器的截面图；

图6为处于低于7MPa的第三使用状态的压力容器指示器的截面图；

图7为示出本发明第二实施例的压力容器指示器的结构的截面图；

图8为高压气体填充期间处于使用状态的第二实施例的压力容器指示器的截面图；

图9为处于7MPa或更高的使用状态的第二实施例的压力容器指示器的截面图；

图10为第二实施例的压力容器指示器处于低于7MPa的第一使用状态的截面图；

图11为处于低于7MPa的第二使用状态的第二实施例的压力容器指示器的截面图；

图12为处于低于7MPa的第三使用状态的第二实施例的压力容器指示器的截面图；

图13为示出本发明第三实施例的压力容器指示器的结构的截面图；

图14为示出本发明第四实施例的压力容器指示器的结构的截面图；

图15为示出本发明第五实施例的压力容器指示器的结构的截面图；

图16为示出止回阀的结构的截面图；

图17为示出当氮气瓶安装在冲压加工机上的工件保持器上时压力容器指示器的使用状态的视图；

图18为示出当氮气瓶安装在冲压加工机上的工件保持器上时压力容器指示器的另一使用状态的视图；

图19为示出现有技术中压力容器指示器的结构的截面图；以及

图20为示出现有技术中另一压力容器指示器的结构的截面图。

具体实施方式

现在参考附图，详细描述本发明的压力容器指示器的优选实施例。

图1为示出压力容器指示器10的结构的截面图。具有两个开口端的中空圆柱形壳体11包括具有小外径的小直径部分11b和具有大外径的大直径部分11c。作为内径，小直径部分11b与大直径部分11c的外径之间的过渡部分内形成具有最小内径的密封部分11d。小直径内部部分11a形成在小直径部分11b内。大直径内部部分11e和11f形成在大直径部分11c内。大直径内部部分11e的直径稍小于大直径内部部分11f的直径。在大直径内部部分11e内，可沿其轴向方向滑动地保持有阀元件13。

具体地，阀元件13为绕着中心形成有可滑动地保持在大直径内部部分11e内的大直径部分13c的圆柱形形状。还形成有通过阀元件13中心的气体通道13d。气体通道13d中设有止回阀。该止回阀由固定通道元件24、可滑动阀元件23和推压弹簧25构成。气体通道13d在右端处形成有内螺纹部分13b。固定通道元件24内部形成有从其通过的气体通道(未示出)，并且在左端设有阀座。在该气体通道内，阀元件23被可滑动地保持，使得阀元件23的右端部分23a突出到固定通道元件24的外部。另外，可滑动阀元件23被推压弹簧25推压成与固定通道元件24的阀座相接触。

在阀元件13外围上靠近左端形成的槽中，安装有橡胶O形环12。穿过大直径部分13c的一部分形成有通道13a。由12个盘簧堆叠构成的盘簧14布置成与大直径部分13c的右端面接触。壳体11具有形成在右端开口的内周上的内螺纹部分，并且盖子19螺接在其中。盖子19的左端接收盘簧14的另一端。

盖子19在靠近左端的外围上形成有槽，其中安装有橡胶O形环16。在盖子19的内部，绕着左端形成有小内径部分19b，并形成朝向右端开口的大内径部分19a。在小内径部分19b中靠近开口处，安装有橡胶O形环15。大内径部分19a内可滑动地设有指示构件18。更具体地，指示构件18的外围与大内径部分19a之间插有O形环17。指示部件18可通过O形环17在大内径部分19a内滑动。C形止动环21固定在大内径部分19a右端附近。

下面，将描述压力容器指示器10的运行。压力容器指示器10的壳体11的小直径部分11b连接到用于将工件压在冲压加工机上的氮气瓶30上，如图17中所示。小直径内部部分11a与氮气瓶30的高压气体存储部分连通。

在如图2中所示的压力容器指示器10连接到氮气瓶30之后，连接气体填充装置。

内螺纹部分13b内螺接有接头构件26，该接头构件26在外围处形成有外螺纹部分26c。从接头构件26的左端突出地形成有销26a。另外，形成有通过接头构件26的中心的气体通道26。

图2示出了接头构件26的外螺纹部分26c与阀元件13的内螺纹部分13b螺接的情形。在该情形下，接头构件26的销26a紧靠着可滑动阀元件23的右端部分23a，由此克服推压弹簧24的力将阀元件23保持在左侧。

高压气体源连接到接头构件26的气体通道26b，并且高压气体供给到那里以将10MPa的高压氮气填充进氮气瓶30。

在氮气瓶30充满10MPa的高压氮气后，卸下气体填充装置，例如接头构件26。图3中示出了该情形。在图3所示的气体填充状态中，盘簧14的弹簧力与填充的高压氮气(10MPa或更高的压力)挤压阀元件13的压力基本上平衡，使得阀元件13的O形环12保持在与密封部分11d相接触的位置中以用作密封件。

图4示出了氮气瓶30中的氮气压力降低至低于7MPa的情形。一旦填充了氮气，就连续使用氮气瓶30。因此，在特定时间的使用后出现压力降低。当与氮气瓶30连通的小直径内部部分11a内的压力降低至低于7MPa时，连接到阀元件13的O形环12从密封部分11d分离。因此，允许7MPa的高压气体通过阀元件13的通道13a，以作用在指示构件18上。使得该指示构件18从盖子19的右端面突出，如图5中所示。此时，指示构件18与C形止动环21接触，从而无法进一步向外移动。通过从盖子19右端面突出的指示构件18，操作员能够发现氮气瓶30内的氮气压力已经降低至低于7Mpa并且需要重新填充氮气。

接着，如图6中所示，高压氮气将O形环15压入小内径部分19b中。被推入小内径部分19b的O形环15执行防止高压氮气进一步流到外部的密封功能。突出指示构件18和将O形环15推入小内径部分19b连续地进行。因此，实际上流到外部的氮气量很小，以致使得在氮气瓶30内的气体压力几乎没有变化。

如上面详细描述的，本实施例的压力容器指示器10包括：壳体11，其安装在压力容器的气体填充通道内；阀元件13，其被朝向壳体11可连接到压力容器的一侧推压，且能够在壳体内移动到与压力容器的气体压力平衡的位置；O形环12，其为用于确保阀元件13与壳体11之间气密性的密封构件；以及指示构件18，其可相对于壳体11在壳体外部的突出位置与非突出位置之间滑动。O形环12布置在阀元件13上，使得在压力容器内的气体压力为7MPa或更高期间阀元件13处于第一平衡位置时，O形环12与壳体11接触以确保气密性，并且在气体压力低于7Mpa期间阀元件13处于第二平衡位置时，O形环12脱离与壳体11的接触以不提供气密性。因此，当气体压力降低至低于7MPa时，不保证气密性，允许进入壳体11的气体压力作用在指示构件18上。这样，指示构件18从壳体11突出以给出警告。由于气体压力，指示构件18立刻移至最大突出位置。即使中断该气体压力，不接收复位力的指示构件18也保持在最大突出位置。因此操作员可容易地发现警告。

另外，指示构件18并不被朝向壳体11连接到压力容器的一侧推压，从而在指示构件18一旦突出之后，除非操作员将其复位，否则无法自动返回。

本实施例的压力容器指示器10能可靠地防止气体从压力容器指示器10的流出。具体地，当气体流动引起指示构件18突出时，用作第二密封构件的O形环15被气流推入通向指示构件18的狭窄通道。因此，O形环15阻塞了该狭窄通道以防止气体进一步流出。

在本实施例的压力容器指示器10中，阀元件13内部形成有提供指示器与压力容器之间的连通的通道13d，并且在通道13d内设有止回阀23、24、25，以允许气体流向压力容器。这样，通过使用压力容器指示器10可提供气体填充通道，从而可使其整体上更加紧凑。更具体地，用于将高压气体填充进氮气瓶30的通道设在压力容器指示器10中，使得氮气瓶30无需用于高压气体填充的另外的通道，导致整体紧凑的结构。

图7至12中示出了第二实施例。第二实施例的结构类似于第一实施例的结构。因此，相似的组件采用相同的附图标记，并不再重复其详细描述。下面描述不同点。

不同之处在于阀元件13的气体通道13d的形状和止回阀的结构。图16示出了第二实施例的止回阀20的结构。杆销23可滑动地容纳在具有中空圆柱形状的止回阀壳体25内。杆销23具有弹簧座23b，压缩弹簧22的一端支撑在该弹簧座23b上。杆销23被压缩弹簧22向图中的右侧推压。杆销23在左端处形成有大直径部分23a。在大直径部分23a的背面(右侧)，连接有橡胶O形环24。壳体25压配合在阀元件13的气体通道13d内。大直径部分23a的外径小于壳体25的外径，在气体通道13d与大直径部分23a之间形成流动通道。

当如图中箭头所示从右流向左的气体压力大于弹簧22的力时，杆销23向左移动以将O形环22从止回阀壳体25分离。因此，在止回阀20中，允许气体如图中箭头所示从右流向左。另一方面，当气体压力作用在大直径部分23a的左端面上时，O形环总是与壳体25接触，持续地中断图中从左向右的流动。在第二实施例中，盘簧14由四个盘簧构成。

下面描述第二实施例的操作，其在气体填充方式上与第一实施例不同。图8对应于图2；图9对应于图3；图10对应于图4；图11对应于图5；且图12对应于图6。

接头夹31具有向左突出的中空螺钉33。中空螺钉33末端的外围上形成的外螺纹部分螺接阀元件13的内螺纹部分13b，如图8中所示。手动旋扭32形成有内螺纹，并与中空螺钉33装配在一起。当顺时针转动旋扭32时，使得螺钉33与阀元件13一起向右移动。阀元件13克服盘簧14的力移至图8中所示的位置。阀元件13的O形环12移入密封部分11d并与它的壁形成接触以执行密封功能。

然后，连接到手动旋扭32的气体接头13与高压气体供给源连通。允许高压氮气流入。止回阀20布置成当从右侧作用大的气体压力时允许气体流入，如参考图16所述。因此，允许气体通过阀元件13的气体通道13d进入氮气瓶。如上，10MPa的气体压力被填充进氮气瓶30。

图9至12中所示的操作与第一实施例中的的操作相同，且省略其描述。

下面描述本发明的第三实施例。第三实施例与第一实施例基本相同，且将集中于其区别进行描述。省略相同部分的描述。

图13为示出第三实施例的压力容器指示器31的结构的截面图。阀元件13左端部分的形状和O形环的安装结构与第一实施例中的不同。更具体地，阀元件13在左端处形成有大直径部分13e。该大直径部分13e通过螺钉部分固定到阀元件。O形环25保持在大直径部分13e的右端面与壳体11的肩部11e之间。当氮气瓶30内的气体压力为7MPa或更高时，O形环25压靠在壳体11的肩部11e上执行密封功能。

当氮气瓶30内的气体压力降低至低于7MPa时，将O形环25压靠在肩部11e的力降低，削弱了密封力以允许气体通过。随后的操作与第一实施例中的操作相同且省略。

下面描述本发明的第四实施例。第四实施例与第一实施例基本相同，且将集中于其区别进行描述。省略相同部分的描述。

图14为示出第四实施例的压力容器指示器32的结构的截面图。

使用聚氨酯弹簧27替代盘簧14。阀元件13的通道13a形成在聚氨酯弹簧27的内侧。

根据使用聚氨酯弹簧27的第四实施例，可同等化产品之间的按压力，以减小产品与产品之间的差异。

下面描述本发明的第五实施例。第五实施例与第一实施例基本相同，且将集中于其区别进行描述。省略相同部分的描述。

图15为示出第五实施例的压力容器指示器33的结构的截面图。

替代盘簧14，弹簧元件26整体地设有阀元件13。弹簧元件26执行与盘簧14相同的功能。

根据没有盘簧14的第五实施例，可提高装配效率。

下面描述在冲压模具上应用第五实施例的情形。

在图17中，氮气瓶30A、30B和30C中的每个安装在用于压工件固定器36的位置内。压力容器指示器10A、10B和10C分别直接连接到氮气瓶30A、30B和30C上。这种连接方式需要单独检查压力容器指示器10A、10B和10C。这会引起一个问题，即，即使指示构件18指示压力小于7MPa，也无法立刻发现这种指示。

为解决该问题，图18中所示的指示方式使用导管35A和35B，且压力容器指示器10A和10B置于远离氮气瓶30A和30B且容易看见的位置。因此，操作员可立即发现指示压力小于7MPa的各指示构件18。

除了上面实施例中描述的那些，本发明的压力容器指示器还可表现为其它具体形式。

例如，在上面的实施例中，基准压力描述为7MPa。但是，通过改变弹簧构件的规格，可将其变为需要的任意压力值。

虽然在上面的实施例中使用具有例如圆形截面的O形环作为密封构件，但是也可使用椭圆截面或矩形截面的橡胶环。

Claims (4)

1.一种压力容器指示器，包括：

壳体，所述壳体能够安装在压力容器的气体填充通道内；

阀元件，所述阀元件被朝向所述壳体的可连接到所述压力容器的一侧推压，所述阀元件能够在所述壳体中移动到与所述压力容器中的气体压力平衡的位置；

密封构件，所述密封构件用于确保所述阀元件与所述壳体之间的气密性；以及

指示构件，所述指示构件能够相对于所述壳体在突出到所述壳体外部的位置与不突出的位置之间滑动；

其中所述密封构件布置在所述阀元件上，使得在所述压力容器内的气体压力为预定值或更高期间所述阀元件处于第一平衡位置时，所述密封构件与所述壳体接触以确保气密性，且在所述气体压力小于所述预定值期间所述阀元件处于第二平衡位置时，所述密封构件脱离与所述壳体的接触以不确保气密性。

2.如权利要求1所述的压力容器指示器，还包括第二密封构件，所述第二密封构件布置成能够被引入到所述壳体中的气流移动，以中断朝向所述指示构件的气流。

3.如权利要求1所述的压力容器指示器，其中

所述阀元件在内部形成有气体通道，所述指示器能够通过所述气体通道与所述压力容器连通；并且

在所述气体通道内设有止回阀，所述止回阀被构成为只允许朝向所述压力容器的气流。

4.如权利要求2所述的压力容器指示器，其中

所述阀元件在内部形成有气体通道，所述指示器能够通过所述气体通道与所述压力容器连通；并且

在所述气体通道内设有止回阀，所述止回阀被构成为只允许朝向所述压力容器的气流。

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