CN101393062A - 用于封闭测压单元外壳的密封装置、测压单元装置及压力测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于封闭测压单元外壳的密封装置、测压单元装置及压力测量设备。其中，该密封装置(8)具有一个压力平衡孔(23、23′)，用于在测压单元外壳(3)内安装的测压单元(4)的一根压力平衡管(21、21′；21″；20)，其中，密封装置(8)由一个形状稳定的硬的部分(18；18^*；18′)连同至少一个在压力平衡孔(23、23′)区域内装在硬的部分(18；18^*；18′)上的弹性的软的部分(19；19°；19^*；19′)构成。

Description

用于封闭测压单元外壳的密封装置、测压单元装置及压力测量设备

技术领域

本发明涉及一种用于封闭测压单元外壳的密封装置、一种具有这种密封装置的测压单元装置及一种具有这种测压单元装置的压力测量设备。

背景技术

由DE10064811A1已知一种具有一个外壳的压力测量设备，在外壳的前侧段内装入一个测压单元。在这里，测压单元借助专用夹紧件在前侧装入外壳内。此外，测压单元朝后侧方向与印刷电路板电连接，其中，印刷电路板通常有一个电子计算装置并装在外壳内部。此外，在用基准压力工作的测压单元的情况下，一根压力平衡管从测压单元的后侧出发朝后侧方向穿过外壳。

尤其是在电子电路如此装入后用于静液料位测量的测量装置的情况下，外壳在测压单元后侧用填料充填，例如一种可以硬化的硅酮填料。它一方面用于保护电子部件，另一方面减小外壳内部的空气容积。

还已知，在其中安装有印刷电路板的金属外壳内密封地钎焊测压单元电子部件，其中，压力平衡可以借助一根穿过外壳的软管实现。这种测量设备往往安装有电容式计算的测压单元。

这种结构尤其在使用一种直接进入测压单元电子部件区域内的填料时是有缺点的，因为填料在电容式测量系统内会对温度特性产生负面影响。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于封闭测压单元外壳的密封装置，它在结构简单的同时能可靠地密封测压单元的有一个或多个电子部件的自由腔。

此目的通过具有按权利要求1所述特征的用于封闭测压单元外壳的密封装置、通过具有按权利要求10所述特征的测压单元装置及通过具有按权利要求14所述特征的压力测量设备得以实现。有利的设计是各从属权利要求的技术主题。

本发明特别是涉及一种用于封闭测压单元外壳的密封装置，其中，密封装置有一个压力平衡孔，用于在测压单元外壳内安装的测压单元的一根压力平衡管，以及，密封装置由一个形状稳定的硬的部分连同至少一个在压力平衡孔区域内设置在、尤其是固定在硬的部分上的弹性的软的部分构成。密封装置的所述设计，通过形状稳定的硬的部分提供了测压单元外壳的一个牢固的封盖，并通过所述至少一个弹性的软的部分同时保证了对管线元件的密封。

优选地，硬的部分用热塑性塑料制成以及软的部分用热塑性弹性体制成。优选地，所述硬的部分和所述至少一个软的部分是借助双组份压注法制成的。

优选地，在压力平衡孔区域内，在至少一侧上在硬的部分内设计一个凹槽，用于插入或嵌入压力平衡管和/或软的部分或优选地用于定心地装入软的部分。

优选地，在压力平衡孔区域内设计一个隆凸，尤其硬的部分的一个管状突起段。这种隆凸将所装上的软的部分支靠在测压单元上从而改善密封，或通过相应的设计可以插入管或类似物或覆盖优选略有弹性的软管状构件。

优选地，软的部分设计为通过贯穿硬的部分的压力平衡孔延伸。由此，例如在非直线导引时可以穿过密封装置实现弹性支承，尽管如此仍能非常紧密地密封。

优选地，软的部分围绕压力平衡孔设置在硬的部分与测压单元内的孔或压力平衡管之间。在这方面有利的是，软的部分设计为从硬的部分朝测压单元的方向一直延伸到测压单元。

此外，独立优选一种测压单元装置包括一个这种密封装置和一个测压单元，其中，在密封装置与测压单元之间设计一个具有至少一个电子部件的自由腔。

优选地，软的部分密封地紧密围绕测压单元的一个开口，直接贴靠在测压单元上。

优选地，软的部分设计为密封地尤其是紧密围绕测压单元的压力平衡管。

优选地，软的部分设计为密封地紧密围绕压力平衡管，以及，压力平衡管在密封装置背对测压单元的那一侧通过一个压力测量设备的外壳导引。

此外，独立优选一种压力测量设备，包括一个在外壳前侧的这种测压单元装置，其中，一根压力平衡管与压力平衡孔对齐地通过外壳导引，以及，压力平衡管借助所述至少一个软的部分相对于外壳的外壳内腔密封，并且外壳内腔用填料浇注。

按方法优选的是，密封装置由硬的部分和所述至少一个软的部分借助双组份压注法进行制造。

因此核心部分是在测量设备内的密封装置，测量设备包括按一种特别优选的实施形式的测压单元电子装置和电子计算装置。有利地，测压单元电子装置或相应的电子部件在加工期间可以借助密封装置防止侵入保护性填料或空气，但尽管如此仍能穿过密封装置实现压力平衡，在这里密封装置同时设计为固定件。这样，密封装置可以由两部分组成，亦即一个起保护作用的硬的部分和一个设计成密封件的软的部分。

因此，尤其是在电容式测量系统中，可以仅仅将电子组件或相应电子部件的电容测量部分留在有空气的自由腔内，密封地封闭此自由腔，并用填料充填设计在后侧的测量设备或其外壳的其余部分。与此同时，按优选的设计，在前侧的测压单元与在后侧的连接段之间的压力平衡可以不受填料影响地向外延伸。

因此，密封装置可以将具有一个装在前侧的测压单元(该测压单元设计为相对测压单元(Relativ-Druckmesszelle))的测压单元外壳在后侧区域内用该密封装置密封地关闭，其中，在密封装置与测压单元之间留下一个自由腔用于安装至少一个电子部件。借助一根或多根穿过设计在密封装置内的压力平衡孔的压力平衡管，可以实现相对测压单元的压力平衡。在此，这些压力平衡管的密封可以借助密封装置的软的部分实现。所述至少一个软的部分密封地贴靠在独立的压力平衡管上或本身一直延伸到测压单元内相应的开口并因而本身构成一根这种压力平衡管。可选择的是，一个这种软的部分也可以在外侧环形地设计在硬的部分上，或在硬的部分上一直延伸到其外圆周，以便同时构成一个尤其是环形的用于过渡段相对于测压单元外壳的密封。或者，也可以在圆周区内按已知的方式装上尤其环形的密封圈。

优选地，在硬的部分的两个对置侧上的两个尤其是弹性的加装软管，在压力平衡孔区域内设计为软的部分，以便不仅沿测压单元的方向，而且沿压力测量设备外壳连接在测压单元外壳后侧的内腔的方向，可以安装独立的压力平衡管，或在前侧必要时还直接安装测压单元。可选择的是，这些独立的压力测量管，例如设计为毛细管类型的压力测量管，也可以穿过软件部分和必要时还穿过硬的部分内的压力平衡孔。

原则上存在这样的可能性，即，硬的部分和所述一个软的部分或优选多个软的部分在一些单独的加工步骤中制造，最后彼此配置，尤其是借助例如粘结相互固定。然而特别优选地，借助双组份压注法由构成硬的部分的第一组份和由构成软的部分的一种或多种第二组份制成这种密封装置。在这里，硬的部分可以例如用一种热塑性塑料制成注塑件。软的部分可以优选地设计为TPE压注件(TPE：热塑性弹性体)。按这种设计，密封装置硬的部分保证在测压单元外壳后侧段内部的固定功能和形状稳定性，而软的部分则作为弹性区承担着密封功能。

由此，可以使测压单元装置或有一个这种测压单元装置的压力测量设备具有少量零件并因而只有少量手工工序的简单模块化构造，这最终还导致一种简化和廉价的产品。可以用自动化装配代替密封装置的手工装配。采用自动化装配还可以提高制造可靠性，因为密封件和软管或压力平衡管的装配可以在唯一的一个生产过程中自动完成。由此避免原发的质量缺陷。

附图说明

下面借助附图详细说明一个实施例。其中，在表示不同实施形式时，对于各自相同或作用相同的部件或功能特征采用相同的附图标记，与此有关地，各种设计也可以考虑其他实施形式。其中：

图1  具有一个在前侧的测压单元装置的压力测量设备的剖视图，测压单元装置有一个密封装置，用于在后侧密封测压单元外壳；

图2  局部放大图，更清楚地表示图1中有测压单元外壳的区域；

图3  密封装置经修改的另一种实施形式；

图4  密封装置经修改的再一种实施形式；以及

图5  密封装置经修改的又一种实施形式。

具体实施方式

图1和2举例表示一个压力测量设备1，它有一个外壳2，在外壳前侧固定一个含有一个装在其中的测压单元4的测压单元外壳3。优选地，测压单元外壳3在这里再可拆地固定在，例如旋入外壳2内或通过焊接。按已知的方式在前侧将真正的测压单元4装入测压单元外壳3内。如图所示，测压单元4可借助一个端侧开口并在端侧围绕测压单元边缘的帽罩5，朝测压单元外壳3内侧伸出的突起的方向压紧。在这种结构中，通常在帽罩5与测压单元外壳3之间和/或在测压单元与测压单元外壳之间装入一个密封圈6，以密封处于测压单元4后侧的自由腔7。或者，也可以将测压单元4例如通过粘结或钎焊直接固定在测压单元外壳3内或上。

测压单元外壳3朝后侧方向以密封装置8为界，所以自由腔7沿径向以测压单元外壳3内侧壁为界，朝前侧方向以测压单元4为界以及朝后侧方向以密封装置8为界。优选地，密封装置8以这样的方式设置、尤其是牢固地固定在测压单元外壳3上，即，将自由腔7相对于周围密封地关闭。优选地，自由腔7足够密封地关闭，防止液体和/或空气入侵。

优选地，在自由腔7的内部设至少一个电子部件9，它通过连接件10按已知的方式与测压单元4连接。电子部件9可尤其设计为印刷电路板的形式，它有电子构件和/或焊接区。为了触点接通，将电导体11朝后侧方向导引，它们尤其可以设计为插塞连接的类型，从电子部件9朝后侧方向通过密封装置8进入后侧外壳2的内腔或浇注腔12内。在这里电导体11可以朝后侧方向完全穿过外壳2到达在后侧的连接装置13，使压力测量设备1能与外部设备连接。而优选在外壳2内安装一个电子计算装置14，它例如设计为包括一些电子部件的电路板。在这种情况下，电导体11与电子计算装置14相应的对向触点连接。

此外，在压力测量设备设计为具有一个相对测压单元作为测压单元4的情况下，压力平衡管按已知的方式从测压单元4穿过自由腔7、密封装置8和外壳2内部的腔室延伸到在后侧的压力平衡接头，例如压力平衡过滤件16。优选地，在制造这种压力测量设备1时，外壳2的内腔或浇注腔12最终在装入电子计算装置14和压力平衡管17后按已知的方式充填填料15。在这里，密封装置8设计为，使填料15不会进入自由腔7内。过渡段或电导体11及用于压力平衡的构件穿过它们延伸的通孔是与此有关的关键区。

因此密封装置8是重要构件，它在后侧固定在测压单元外壳3内或上。在图示的实施形式中，通过首先将密封装置8从前侧装入直到挡靠在外壳2内，以及接着将带有测压单元4的测压单元外壳3固定在外壳2上实现固定。然后借助螺旋连接或按另一种方案通过焊接固定帽罩5和事先装上的密封装置6。或者，也可以使密封装置8独立固定在测压单元外壳3上，例如粘结和/或旋在其壁上。尤其在第一个装配步骤中，将优选地装在自由腔7内的电子部件9固定在，例如插接在测压单元4上，和/或再可拆地加装锁定件或者钎焊。

密封装置8作为重要构件由至少两个独立的部分组成，亦即一个硬的部分18和至少一个软的部分19。硬的部分18优选地沿测压单元外壳3整个后侧开口面延伸，并形状稳定地设计为测压单元外壳3后侧开口的支持和封闭件。反之，这个软的部分19或这些软的部分19用有足够弹性的弹性体组成，可以相对于相邻构件液体密封和/或气体或空气密封。在这里相邻的构件尤其可以是测压单元4的壁、电导体11和/或压力平衡管20、21。在外侧硬的部分18与测压单元外壳3在端侧或侧面的壁段之间的过渡区，也可以由该软的部分19或另一个这种软和部分构成，以取代装入一个密封圈22。

制造密封装置8可简单地通过生产各种不同的零件完成，亦即加工至少一个硬的部分18和至少一个软的部分19，以及接着将这些零件相互连接。尤为有利的是，这些零件互相固定连接，例如借助卡锁或啮合连接或通过相互粘结。但特别优选地密封装置8借助双组份压注法制造。尤其在后面那种情况下硬的部分18例如用热塑性塑料制成注塑件，而所述至少一个软的部分19尤其用TPE压注料制造。由此，横向地通过或经由测压单元外壳3的开口延伸的硬的部分18作为形状稳定的构件提供牢固的盖，而这个或这些软的部分19起到密封件的作用。

在使用相对测压单元作为测压单元4时，压力平衡孔23穿过密封装置8朝自由腔7后侧方向进入外壳2后侧浇注腔12内。硬的部分18和/或所述至少一个软的部分19在这里设计为，使得可以与压力平衡管20和/或测压单元4本身的壁密封地连接。

按照图1和2所示的实施形式，压力平衡孔23倾斜延伸，也就是说不是平行于轴线地穿过硬的部分，在这里，压力平衡孔23有台阶状或锥形直径，以便能在密封装置8的两侧与出口在不同距离处的压力平衡管20、21相匹配。然而压力平衡孔23的这种特殊设计仅仅是涉及一种作为范例的实施形式，尤其是并不排除沿直线平行于轴线的圆柱形状的可能性。

为了造成更高的稳定性，硬的部分18在压力平衡孔23所在的区域内的轴向厚度优选地设计为比硬的部分18在与之相邻的区域内所需要的厚。

在这个作为范例的实施形式中，在密封装置8上设计两个软的部分19。其中一个软的部分19朝后侧方向围绕压力平衡孔23设置，以便能够装上或插入或覆盖一根软管或管子作为其中一个压力平衡管21。为了沿径向或侧向提供稳定的安装座和稳定的支座，硬的部分18在此区段内围绕压力平衡孔23优选地制成缩进，在这种情况下，软的部分19至少部分插入硬的部分18的侧向凹入压力平衡孔23内的环形区域中。

在密封装置8的对置的前侧，那里的软的部分19优选在密封装置8的几乎全宽或全表面上延伸，以便也可以用作电导体11的弹性安装座。尤其是前侧软的部分19设计为围绕压力平衡孔23，以便能够在其中密封地容纳从测压单元4朝后侧方向延伸的压力平衡管20。

因此，在按图1和2用毛细管作为压力平衡管20的测压单元中，密封装置8设计为，使得由软的部分构成的装上的软管沿径向围绕毛细管密封地设置。优选地，软的部分19的这些其中引入毛细管或压力平衡管20、21的区段具有导入斜面，使装配更加容易进行。

图3表示密封装置8的一种经修改的设计，在此图中为了简化没有画上电子部件9。按此实施形式使用了一种结构简单的测压单元4，它朝后侧方向没有毛细管或独立的其他设计的压力平衡管。换句话说，此测压单元4朝后侧方向仅有一个孔作为压力平衡孔。为了能够与在密封装置8硬的部分18内的压力平衡孔23连接，在此实施形式中前侧软的部分19°在压力平衡孔23的区域内设计为，使它类似于装上的软管一直朝测压单元4方向延伸，并直接面状紧密地支靠在测压单元上。在这里，一个穿过软的部分19°的孔设计为不仅与在测压单元4内的孔对齐，而且在其对置侧与压力平衡孔23前侧的开口对齐。

按照另一种借助图4概略表示的实施形式，为了加强密封效果，硬的部分的区段设计为朝前侧的方向，亦即朝测压单元4的方向加长并几乎伸到测压单元4。在此实施形式中，软的区域19、19^＊朝前侧方向由多个零件构成，在这种情况下，对于压力平衡孔的密封效果而言有重要意义的尤其是，覆盖和/或部分围绕硬的部分18^＊前侧加长段的区段。因此在此实施形式中朝测压单元方向将部分硬的部分18^＊设计为管状的管道。当然，相应地也可以在密封装置8的后侧设计硬的部分的这种凸起段，以便套上或插入一根尤其软管状略有弹性的管子，从而，朝后侧方向必要时甚至可以完全取消使用软的部分。

图5表示再另一种实施形式，其中硬的部分18′设计为基本上扁平的构件。在此设计中压力平衡孔23′的尺寸确定为大于穿过它的压力平衡管或穿过软的部分19′延伸的压力平衡孔。为了能紧密地密封，软的部分19′围绕相应的压力平衡管21′、21″并与它一起穿过压力平衡孔23′。在这里朝测压单元4方向的压力平衡管21″作为范例仍仅由软件部分19′内相应尺寸的通孔构成。有利地，软件部分19′在两侧与压力平衡孔23′相邻的区域内至少部分围绕硬的部分18′的前侧及后侧壁，从而使硬的部分18′和软的部分19′互相牢固连接。

这些结构设计的另一个优点在于，电子计算装置14在后侧腔内可以选择借助卡钩或插塞连接同样固定地在密封装置8上。

另一个优点在于，在电子计算装置14与传感器电子装置或至少一个电子部件9之间的借助电导体11的电连接，穿过密封装置8的形式上为软的部分19的密封件，因此，在浇注填料15时不会有填料流入到含有电子部件9的自由腔内，或者将插塞连接构造为气密的。

Claims (15)

1.用于封闭测压单元外壳(3)的密封装置(8)，其中，所述密封装置(8)具有一个压力平衡孔(23、23′)，用于在测压单元外壳(3)内安装的测压单元(4)的一根压力平衡管(21、21′；21″；20)，其特征为：所述密封装置(8)由一个形状稳定的硬的部分(18；18^＊；18′)连同至少一个在压力平衡孔(23、23′)区域内设置在、尤其是固定在硬的部分(18；18^＊；18′)上的弹性的软的部分(6；19；19°；19^＊；19′)构成。

2.按照权利要求1所述的密封装置，其特征为：所述硬的部分(18；18^＊；18′)用热塑性塑料制成。

3.按照权利要求1或2所述的密封装置，其特征为：所述软的部分(6；19；19°；19^＊；19′)用热塑性弹性体制成。

4.按照前列诸权利要求之一所述的密封装置，其特征为：所述硬的部分(18；18^＊；18′)和所述至少一个软的部分(6；19；19°；19^＊；19′)是借助双组份压注法制成的。

5.按照前列诸权利要求之一所述的密封装置，其特征为：在压力平衡孔(23)区域内，在至少一侧上在硬的部分(18；18^＊)内设计一个凹槽，用于插入或嵌入压力平衡管(21)和/或软的部分(19)。

6.按照前列诸权利要求之一所述的密封装置，其特征为：在压力平衡孔(23)区域内设计一个隆凸，尤其是所述硬的部分(18；18^＊)的一个管状突起段。

7.按照前列诸权利要求之一所述的密封装置，其特征为：所述软的部分(19′)设计为通过贯穿硬的部分(18′)的平衡孔(23′)延伸。

8.按照前列诸权利要求之一所述的密封装置，其特征为：所述软的部分(19°)围绕压力平衡孔(23)设置在所述硬的部分(18)与测压单元(4)内的孔或压力平衡管(20)之间。

9.按照权利要求8所述的密封装置，其特征为：所述软的部分(19°)设计为从硬的部分(18)朝测压单元(4)的方向一直延伸到测压单元(4)。

10.测压单元装置，包括一个按照前列诸权利要求之一所述的密封装置(8)和一个测压单元(4)，其中，在密封装置(8)与测压单元(4)之间设计一个具有至少一个电子部件(9)的自由腔(7)。

11.按照权利要求10所述的测压单元装置，其特征为：密封装置(8)软的部分(19°)密封地紧密围绕测压单元(4)的一个开口，直接贴靠在测压单元(4)上。

12.按照权利要求10所述的测压单元装置，其特征为：所述软的部分(19)设计为密封地尤其紧密围绕测压单元(4)的压力平衡管(20)。

13.按照权利要求10至12之一所述的测压单元装置，其特征为：所述软的部分(19；19′)设计为密封地紧密围绕压力平衡管(21；21′)，其中，该压力平衡管(21；21′)在密封装置(8)背对测压单元(4)的那一侧通过一个压力测量设备的外壳(2)导引。

14.压力测量设备(1)，包括一个在外壳(2)前侧的按照权利要求10至13之一所述的测压单元装置，其中，一根压力平衡管(21；21′)与压力平衡孔(23；23′)对齐地通过外壳(2)导引，以及，该压力平衡管(21；21′)借助软的部分(19；19′)相对于外壳(2)的外壳内腔密封，并且外壳内腔用一种填料(15)浇注。

15.用于制造按照权利要求1至9之一所述的密封装置的方法，其中，硬的部分(18；18^＊；18′)和软的部分(19；19°；19^＊；19′)借助双组份压注法进行制造。

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