CN102148110A - 手动复位压力开关 - Google Patents
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Abstract
一种开关设备，包括多个电气开关和启动杆，启动杆适于响应于单个物理输入实质上同时的将开关从第一状态改变到第二状态。
Description
相关申请
本申请要求2010年1月21号提交的申请号为61/297,012的美国临时申请的权益。
背景技术
本公开涉及包括一个或多个电气开关的开关机构，该一个或多个电气开关响应于物理输入从第一状态适应性的改变到第二状态，并且尤其涉及包括多个电气开关的开关机构，所述多个电气开关响应于单个物理输入基本上同时地从第一状态适应性的改变到第二状态。
附图说明
图1是包括本公开的开关机构的压力开关的透视图；
图2是移去外壳的盖后的压力开关透视图；
图3是移去外壳的压力开关的透视图；
图4是移去外壳的压力开关的顶视图
图5是图4的沿线5-5的断面图；
图6是移除外壳并且启动杆(activation lever)示出在正常位置的压力开关的部分侧视图；
图7是图6的沿线7-7的断面图；
图8是移除外壳并且启动杆示出在启动(actuated)位置的压力开关的部分侧视图；
图9是移除外壳并且启动杆示出在启动位置的压力开关的断面图；
图10是图8的沿线10-10的断面图；
图11是图8的沿线11-11的断面图；
图12是图6的沿线12-12的断面图；
图13是开关机构的装配底部的顶视图，所示开关机构连接到压力开关的隔膜壳的顶端；
图14是从隔膜壳内部示出的用于开关机构的装配底部的底视图；
图15是开关机构的联动杆的顶面图；
图16是联动杆的侧视图；
图17是用于启动杆的扭力弹簧的侧视图；
图18是启动杆的右侧图；
图19是启动杆的前视图；
图20是启动杆的左侧图；
图21是启动杆的后视图；
图22是图21的沿线22-22的断面图；
图23是图18的沿线23-23的断面图；
图24是启动杆的底视图；以及
图25是图4的沿线25-25的断面图。
具体实施方式
本公开涉及包括感应机构和开关机构的开关设备，其中感应机构提供物理输入，例如力，来致动开关机构。开关设备的实施例在附图中示出为压力开关10，其包括压力感应机构12，压力感应机构12适应性的提供物理输入，例如力到，开关机构14。开关设备作为替换地可以包括，例如：旋转位置开关设备，其中感应机构包括旋转位置感应器；线性水平开关设备，其中感应机构包括线性水平感应器；或流体流动开关设备，其中感应机构包括流体流动感应器。
压力感应机构12包括外壳20。外壳20包括具有基本圆形外围凸缘24的顶部外壳部分22和具有基本圆形外围凸缘28的底部外壳部分26。具有基本圆形外围凸缘32的弹性隔膜30位于并且用位于顶部外壳部分22的凸缘24和底部外壳部分26的凸缘28之间的隔膜30的边32封装在顶部外壳部分22和底部外壳部分26之间。压力感应机构12包括形成在隔膜30和顶部外壳部分22之间的第一流体腔34，和形成在隔膜30和底部外壳部分26之间的第二流体腔36。如图6所示，顶部外壳部分22包括与第一流体腔34流体连通的第一端口38和与第二流体腔36流体连通的第二端口40。
压力感应机构12包括连接到底部外壳部分26的柄44。柄44沿压力感应机构12的基本线性中心轴46延伸。顶部和底部外壳部分22和26的凸缘24和28基本以轴46为中心延伸。隔膜30基本以轴46为中心并且基本垂直于轴46延伸。柄44外部带螺纹以接合到装配构件。柄44包括沿轴46延伸的内部孔45。
压力感应机构12包括刻度机构47，其最佳在图25所示，刻度机构47包括位于柄44的孔45中的调整构件48。调整构件48选择性的可绕轴46以顺时针或逆时针方向旋转。调整构件48通过例如扣环或e型环的保持构件49可旋转的保持在孔45中。调整构件48包括位于柄44外部的头部51和位于孔45中的基本圆形凸缘52。凸缘52包括基本圆形的边。弹性密封构件53，例如O环，位于凸缘52的周围以及凸缘52和柄44的孔45的基本圆形的侧壁部分之间来在凸缘52和柄44的孔45之间产生流体密封，并同时允许调整构件48相对于柄44绕轴46旋转。调整构件48包括外部带螺纹的杆54，其沿轴46从凸缘52向隔膜30延伸。杆54包内部带螺纹的孔55，其沿轴46从杆54的远端向内延伸。阻止机构56，例如螺钉或螺栓，可螺纹连接到杆54的孔55以和杆54共同绕轴46旋转。阻止构件56包括在杆54远端上的头部57，其径向的向外延伸超出轴54的外周。
刻度机构47包括引导构件58，其可螺纹的连接到调整构件48的杆54。引导构件58包括向外延伸的凸缘59，凸缘59具有基本多边形的外围边缘，例如六边形外围边缘，其适应性的和孔45的例如六边形侧壁部的基本多边形壁部匹配，孔从调整构件48的相邻凸缘52延伸到孔45的远端。孔45的六边形侧壁部防止引导构件58在调整构件48相对于柄44绕轴46旋转时相对于柄44旋转。调整构件48相对于引导构件58可绕轴46以顺时针或逆时针方向旋转。调整构件48可选择的绕轴46旋转来使引导机构58朝隔膜30和顶部外壳部分22沿轴46向前，或使引导机构58从隔膜30和顶部外壳部分22沿轴46缩回。当引导构件58前进到杆54的远端时，阻止构件56的头部57适应性的和引导构件58接合来防止引导构件58前进超过杆54的远端。
弹性偏置构件50，例如螺旋线圈弹簧，沿轴46延伸并且至少部分的位于引导构件58和隔膜30之间的孔45中。偏置构件50包括适应性的和隔膜30接合的远端和适应性的和引导构件58接合的近端。偏置构件50适于用弹性偏置力沿轴46向第一流体腔34和顶部外壳部分22弹性偏置隔膜30。偏置构件50通过偏置力和隔膜30接合，通过沿轴46手动使引导构件58前进来增加偏置力，或通过沿轴46手动使引导构件58缩回来减少偏置力，从而可选择性的对偏置构件50提供的偏置力进行调节。
第一端口38可以接合到第一流体供应线来在第一压力下提供第一流体到第一流体腔34，第二端口可以接合到第二流体供应线来在第二压力下提供第二流体到第二流体腔36。典型的，在第一流体腔34中流体的压力高于第二流体腔36中流体的压力。当第一流体腔34中第一流体的压力高于第二流体腔36中第二流体的压力时，第一流体将施加净流体力到隔膜30上并将在压缩偏置构件50的同时沿轴46向第二流体腔36和底部外壳部分26移动隔膜30直到偏置构件50被完全压缩到施加偏置力到隔膜30上，其等于通过第一流体腔34中的第一流体施加到隔膜30的净流体力并与其反向。第一流体腔34中的第一流体与第二流体腔36中的第二流体之间的压力差越大，隔膜30在压缩偏置构件50时沿轴46向底部外壳部分26移动的越远。从而，当在第一流体腔34中的第一流体和在第二流体腔36中的第二流体之间具有一定的压力差时，隔膜30将位于沿轴46的选择位置上，和底部外壳部分26和顶部外壳部分22之间的选择位置上。
开关机构14包括接合到外壳20的顶部外壳部分22的装配底部60。如图13所示的装配底部60基本是细长的长方形并且包括基本为平面的顶壁62、第一侧壁64、第二侧壁66和一对隔开的端壁68。第一侧部64和第二侧壁66是分隔开的，并且基本相互平行，并且基本垂直于顶壁62。装配底部60形成第一和第二侧壁64和66、端壁68和顶壁62之间的腔70。腔70和第一流体腔34流体连通。
开关机构14包括联动杆76，其枢轴地接合到装配底部60的第一侧壁64和第二侧壁66来相对于装配底部60和外壳20绕枢轴78枢转运动。如图15和16所示，联动杆76包括具有远端82的腿80。端82适应性的接合到隔膜30，例如通过接合端82和隔膜30来使其接合。如图15所示，腿80可以包括基本线性的第一构件84和基本线性的第二构件86，其远端在端82处接合到一起并且形成基本V型样式。基本圆柱形第一枢轴构件88从第一构件84的近端并基本垂直于第一构件84向外延伸。基本圆柱形第二枢轴构件90从第二构件86的近端向外延伸并基本垂直于第二构件86的近端。第一枢轴构件88适于穿过位于装配底部60的第一侧壁64中的孔，第二枢轴构件90适于延伸到在装配底部60的第二侧壁66中形成的流体密封闭合孔中，这样第一枢轴构件88和第二枢轴构件90基本同轴的沿枢轴78延伸。联动杆76包括爪91，其具有从第一枢轴构件88向外并且基本垂直于第一枢轴构件88延伸的臂92。如图16所示，臂92相对于腿80的第一和第二构件84和86以一定角度向下延伸。爪91包括指状物94，其从臂92的远端向内并基本垂直的向腿80延伸。臂92和指状物94位于装配底部60的外部。腿80，其包括第一和第二构件84和86，位于装配底部60的腔70中。联动杆76可以由连续的基本圆柱形金属线来形成，这样联动杆76是弹性的。
如图14所示，当联动杆76枢轴安装到装配底部60时，第一和第二构件84和86的近端彼此相对向内挤压到一起，这样第一和第二构件84和86基本相互平行。轴套96绕第一枢轴构件88延伸，轴套96绕第二枢轴构件90延伸。第一构件84和第二构件86的近端分别向装配底部60的第一和第二侧壁64和66偏置轴套96。弹性密封构件97，例如O环，绕第一枢轴构件88延伸，并且挤压到和第一侧壁64接合，从而形成第一枢轴构件88和第一侧壁64之间的流体密封，同时允许联动杆76绕枢轴78枢转运动。垫圈可以绕第一枢轴构件88设置并位于轴套96和密封构件97之间。爪91可以包括滚筒98，其可旋转的连接到指状物94来相对于指状物94旋转运动。
如图11所示，例如扭力弹簧102的弹性偏置构件相对于枢轴78弹性偏置联动杆76，来弹性挤压联动杆76的端82以使其接合到隔膜30，这样当隔膜30沿轴46移动时，端82响应于第一流体腔34和第二流体腔36中流体之间的压力差的变化而保持和隔膜30的接合。因而联动杆76的端82和隔膜30一起移动。扭力弹簧102包括螺旋线圈104，其绕联动杆76的第一枢轴构件88、与装配底部60偏置接合的第一腿106和与联动杆76的臂92偏置接合的第二腿108延伸。
开关机构14包括用支架112接合到装配底部60的电路板110。一个或多个电气开关114相互成一直线的电接合到电路板110。每个开关114包括启动构件，例如按钮或柱塞116。一个或多个电线端块118电接合到电路板110。每个端块118电接合到每个电气开关114。每个端块118可电连接到设备的一个或多个可操作装置或部件，例如泵、吹风机、阀等等，其通过压力开关10控制。每个开关114的柱塞116适应性的将开关114从没有施加启动杆力到柱塞116时的正常状态改变到施加启动杆力到柱塞116时启动状态。当启动力从它的柱塞116移除时，每个开关114从启动状态改变到正常状态。开关机构14可以包括多个电接合到设备的一个或多个可操作装置或部件，例如泵、吹风机、阀等等，的多个开关114，来控制设备的一个或多个可操作装置或部件的操作。多个开关114可以相互成一直线，这样所有的柱塞116沿公共轴相互线性对齐。隔离罩120可以位于电路板110的部分之上，并且可以连接到电路板110来防止用户身体接触到电路板110的包覆(covered)部分。罩120可以形成为薄弹性塑料片或由其它需要的材料形成。
开关机构14包括为了绕枢轴132枢转运动而枢轴接合到支架112的启动杆130。启动杆130通过包括中心枢轴132的杆131接合到支架112。启动杆130的枢轴132基本平行于联动杆76的枢轴78。启动杆130选择性的在图5和6所示的正常位置和图8和9所示的启动位置之间绕枢轴132枢转运动。例如扭力弹簧134的弹性偏置构件将启动杆130绕枢轴132从正常位置向启动位置弹性偏置。扭力弹簧134包括绕轴131延伸的基本螺旋线圈136，与启动杆130偏置接合的第一腿138和与支架112偏置接合的第二腿140。
启动杆130包括第一端146、第二端148和位于第一端146和第二端148之间的横向孔150。孔150适于接收杆131。启动杆130的第一端146包括适于手动接合的翼片152。启动杆130的后侧包括适于接收扭力弹簧134的第一腿138的开口通道154。启动杆130的第二端148包括沿启动杆130的纵轴向外突出的止动构件160。止动构件160包括端162、凹口164和保持表面166。当启动杆130在正常位置时，凹口164适应性的接收联动杆76的爪91的滚筒98，这样止动构件160和爪91防止扭力弹簧134将启动杆130从正常位置向启动位置枢转运动。
启动杆130的第二端148包括接合构件170，其以基本直角向外突出到启动杆130的纵轴。接合构件170包括当启动杆130在启动位置时适应性的基本同时接合开关114的所有柱塞116的长形的基本线性端172。端172基本线性的沿轴延伸，其中轴基本平行于包括开关114的柱塞116的远端的线性轴，并且其基本平行于枢轴132。接合构件170在第一端174和第二端176之间延伸，这样接合构件170从第一开关114的柱塞116延伸到最后的开关114的柱塞116。从而，当启动杆130枢转运动到启动位置时，单个启动杆130可以同时将所有的电气开关114从正常状态改变到启动状态。当启动杆130从启动位置向正常位置枢转运动来基本同时将所有开关114从启动状态改变到正常状态时，启动杆130同样几乎同时脱离所述开关114的所述柱塞116。作为替换地，接合构件170可以分隔成多个相邻的指状物178，每个指状物178之间具有凹口180，这样每个指状物178适应性的接合一个或多个柱塞116。
如图1和2所示，开关机构14包括外壳184。外壳184包括底部构件186，其具有接合到压力感应机构12的相对的向上延伸的端壁，和可移除的接合到底部构件186的基本U型的盖188。盖188包括孔190，启动杆130的翼片152穿过其中，这样可以手动地使翼片152在正常位置和启动位置之间接合和移动。
当第一流体腔34中的流体的压力以小于预先选择的压力差高于第二流体腔36中流体的压力，隔膜30位于沿轴46的一定位置，这样联动杆76的爪91的指状物94和滚筒98会保持在启动杆130的止动构件160的凹口164中，这样启动杆130保持在正常位置并且防止枢轴移动到启动位置。从而开关114在它们的正常状态。
当第一流体腔34中流体的压力以大于选择的压力差高于第二流体腔36中流体的压力，隔膜30会沿轴46向第二流体腔36和底部外壳部分26移动。当联动杆76以如图5中所示的基本逆时针方向枢轴移动时，联动杆76的端82会保持和隔膜30接合，由此联动杆76的指状物94和滚筒98枢轴移动远离启动杆130的止动构件160的凹口164，直到指状物94和滚筒98完全从凹口164中移除来允许扭力弹簧134使启动杆130从它的正常位置向它的启动位置枢轴移动。当启动杆130从它的正常位置向它的启动位置枢轴移动时，接合构件170将实质上同时的接合所有的电气开关114的柱塞116，从而实质上同时的将所有的开关114从它们正常状态改变到它们的启动状态。扭力弹簧134将使启动杆130保持在启动位置并从而将开关114保持在其启动状态直到手动将启动杆130从启动位置枢轴移动到正常位置来实质上同时复位开关114到它们的正常位置。
当第一流体腔34和第二流体腔36中的压力差回到小于启动压力差的压力差时，并且当启动杆130在启动位置，由于隔膜30沿轴46向第一流体腔34移动，爪91的指状物94和滚筒98将被压到和启动杆130的保持表面166接合，这样启动杆130保持在启动位置，直到手动将启动杆130枢轴移动到正常位置来将开关114复位到它们的正常状态。
已经结合本发明的所示实施例对本发明的各种特征进行了详细的示出和描述，然而必须理解这些特定的配置仅仅是描述性的，并且本发明根据附加权利要求给出了它的最全面的解释。
Claims (20)
1.一种用于控制一个或多个可操作设备的开关设备，所述开关设备包括：
多个开关，每个开关包括适于使该开关从第一状态改变到第二状态的启动构件，该开关适于接合到一个或多个可操作设备；
启动杆，其具有第一端和第二端，启动杆的第二端包括接合构件，启动杆可在第一位置和第二位置之间绕第一枢轴枢转运动，当启动杆位于第二位置时，接合构件适于和开关的启动构件接合；
由此，当启动杆位于第一位置时，接合构件从开关的启动构件分离，这样每个开关处于第一状态，以及当启动杆从第一位置向第二位置枢转运动时，接合构件基本上同时和开关的启动构件接合以便基本上同时地将每个开关从第一状态改变到第二状态。
2.权利要求1的开关设备，其特征在于，开关的启动构件基本沿共同的线性轴相互对齐。
3.权利要求1的开关设备，其特征在于，启动杆的接合构件包括多个指状物，当启动杆位于第二位置时，每个指状物适于和开关的一个或多个启动构件接合。
4.权利要求1的开关设备，其特征在于，包括偏置构件，其适于将启动杆从第一位置向第二位置偏置。
5.权利要求1的开关设备，其特征在于，启动杆的第二端包括形成凹口的止动构件，开关设备包括联动杆，联动杆在联动杆的第一位置和联动杆的第二位置之间绕第二枢轴枢转运动，其中，在联动杆的第一位置，联动杆位于凹口中，并且和启动杆的止动构件接合来防止启动杆从启动杆的第一位置向启动杆的第二位置枢转运动，在联动杆的第二位置，联动杆从凹口中移出，这样启动杆可以从启动杆的第一位置向启动杆的第二位置枢转运动。
6.权利要求5的开关设备，其特征在于，第一枢轴位于启动杆的第一端和第二端之间，启动杆的第一端包括翼片，其适于被手动接合来在启动杆的第一位置和启动杆的第二位置之间手动移动启动杆，启动杆的止动构件包括接合表面，其适于在联动杆位于联动杆的第二位置时通过联动杆进行接合，从而联动杆可释放的将启动杆保持在启动杆的第二位置。
7.权利要求1的开关设备，其特征在于，包括联动杆，其可在联动杆的第一位置和联动杆的第二位置之间绕第二枢轴枢转运动，联动杆适于和启动杆接合，并在联动杆位于联动杆的第一位置时防止启动杆从启动杆的第一位置向启动杆的第二位置枢转运动，当联动杆位于联动杆的第二位置时联动杆适于允许启动杆从启动杆的第一位置向启动杆的第二位置枢转运动。
8.权利要求7的开关设备，其特征在于，包括偏置构件，其适于将联动杆从联动杆的第二位置偏置向联动杆的第一位置。
9.权利要求7的开关设备，其特征在于，包括感应机构，其响应于感应机构感应的状况适应性地提供物理输入到联动杆，由此，联动杆响应于来自感应机构的物理输入从联动杆的第一位置向联动杆的第二位置枢转运动。
10.权利要求7的开关设备，其特征在于，联动杆包括具有近端和远端的腿，近端包括具有第三枢轴的枢轴构件，和接合到枢轴构件的爪，腿的远端和爪适于共同绕枢轴构件的第三枢轴枢转运动，腿的远端适于接收输入力来使联动杆绕第三枢轴枢转运动，爪适于和启动杆接合并且当联动杆位于联动杆的第一位置时可释放的将启动杆保持在启动杆的第一位置。
11.权利要求7的开关设备，其特征在于，包括压力感应机构，其具有外壳和位于外壳中的隔膜，外壳包括第一流体腔和第二流体腔，隔膜将第一流体腔和第二流体腔分隔开，隔膜可响应于第一流体腔中第一流体的压力和第二流体腔中第二流体的压力之间的压力差的改变相对于外壳移动，联动杆接合到隔膜，从而联动杆响应于隔膜的运动绕第二枢轴枢转运动，由此当隔膜响应于第一流体腔中第一流体的压力和第二流体腔中第二流体的压力之间所选的感应压力差移动足够距离时，联动杆从联动杆的第一位置向联动杆的第二位置枢转运动，于是，启动杆从启动杆的第一位置向启动杆的第二位置枢转运动，由此和开关的启动构件接合。
12.权利要求11的开关设备，其特征在于，压力感应开关机构的外壳包括具有第一侧壁和第二侧壁的装配底部，和联动杆包括腿和爪，腿具有长形的第一构件和长形的第二构件，第一构件具有近端和远端和第二构件具有近端和远端，第一构件和第二构件的近端彼此接合，第一枢轴构件接合到腿的第一构件的近端，第二枢轴构件接合到腿的第二构件的近端，以及爪接合到第一枢轴构件的远端，第一枢轴构件枢转运动接合到并且延伸穿过装配底部的第一侧壁，第二枢轴构件枢转运动接合到装配底部的第二侧壁，爪从装配底部的第一侧壁向外设置，并且适于当启动杆位于启动杆的第一位置时和启动杆接合。
13.权利要求12的开关设备，其特征在于，包括位于腿的第一构件的近端和外壳的第一侧壁之间的密封构件，腿的第一构件适于按压密封构件以使其和第一侧壁接合来形成在联动杆和外壳的第一侧壁之间的流体密封。
14.权利要求12的开关设备，其特征在于，启动杆包括具有凹口的止动构件，和爪包括可转动的滚筒，滚筒适于可移除的接收在启动杆的止动构件的凹口中。
15.权利要求11的开关设备，其特征在于，压力感应机构包括刻度机构，刻度机构包括可转动的接合到外壳的调整机构，调整机构具有杆，可螺纹接合到调整机构的杆的引导机构，和在引导机构和隔膜之间延伸的弹性偏置构件，从而偏置构件适于用选择的偏置力将隔膜偏置向第一流体腔，由此调整机构适于被转动以选择性地沿调整构件的杆移动引导构件来调整偏置构件提供到隔膜的偏置力。
16.权利要求15的开关设备，其特征在于，调整机构位于外壳的孔中，调整机构包括基本圆形的凸缘和在凸缘和外壳之间的密封机构，密封机构适于在凸缘和外壳之间产生流体密封，引导构件包括外边，其适于和外壳接合来防止引导构件相对于外壳和调整机构一起转动，同时允许引导构件相对于外壳沿调整构件的杆线性移动。
17.权利要求16的开关设备，其特征在于，外壳的孔具有多边形结构，引导构件的外边具有多边形结构，多边形结构适于和孔的多边形结构相匹配。
18.一种用于控制一个或多个可操作设备的开关设备，该开关设备包括：
多个开关，每个开关包括适于使开关从第一状态改变到第二状态的启动构件，该开关适于接合到该一个或多个可操作设备；
启动杆，其具有第一端和第二端，启动杆的第二端包括接合构件，启动杆可在第一位置和第二位置之间绕第一枢轴枢转运动，当启动杆从第一位置枢转运动到第二位置时，接合构件适于基本上同时和开关的启动构件接合；
联动杆，其在联动杆的第一位置和联动杆的第二位置之间绕第二枢轴枢转运动，联动杆适于和启动杆接合，并在联动杆位于联动杆的第一位置时防止启动杆从启动杆的第一位置向启动杆的第二位置枢转运动，当联动杆位于联动杆的第二位置时联动杆适于允许启动杆从启动杆的第一位置向启动杆的第二位置枢转运动；
压力感应机构，其具有外壳和位于外壳中的隔膜，外壳包括第一流体腔和第二流体腔，隔膜将第一流体腔和第二流体腔分隔开，隔膜可响应于第一流体腔中第一流体的压力和第二流体腔中第二流体的压力之间的压力差的改变相对于外壳移动，联动杆接合到隔膜，从而联动杆响应于隔膜的运动绕第二枢轴枢转运动，由此当隔膜响应于第一流体腔中流体的压力和第二流体腔中流体的压力之间所选的感应压力差移动足够距离时，联动杆从联动杆的第一位置向联动杆的第二位置枢转运动，于是，启动杆从启动杆的第一位置向启动杆的第二位置枢转运动并且基本上同时和开关的启动构件接合来基本上同时将每个开关从第一状态改变到第二状态。
19.权利要求18的开关设备，其特征在于，启动杆的接合构件包括多个指状物，当启动杆位于第二位置时每个指状物适于和开关的一个或个启动构件接合。
20.权利要求18的开关设备，其特征在于，第一枢轴位于启动杆的第一端和第二端之间，启动杆的第一端包括翼片，其适于被手动接合来在启动杆的第一位置和启动杆的第二位置之间手动移动启动杆，联动杆包括爪，启动杆包括止动构件，止动构件具有接合表面，当联动杆在联动杆的第二位置时，其适应性的被爪接合，从而联动杆可释放的将启动杆保持在启动杆的第二位置。
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