CN102171781A - 具有费力杠杆放大系统的机电压力开关 - Google Patents
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Abstract
描述了一种机电压力开关，其包括：由基部(1)和盖帽(9)形成的空心本体，可弹性变形的膜片(5)夹持于基部(1)和盖帽(9)之间并封闭与加压流体的入口孔(3)相通的压力感测腔室(4)；以及用于将膜片(5)由加压流体引起的变形传递至可切换微型开关(23)的致动按钮(22)的杠杆装置(15)。杠杆装置(15)由单件式第三类杠杆(15)构成，其包括连同所述膜片(5)一起夹持于所述基部(1)和所述盖帽(9)之间的第一端部弯头(16)以及在自由端处支承突起肋(21)的平状部分(18)，所述突起肋(21)用于控制微型开关(23)的所述致动按钮(22)。杠杆(15)的平状部分(18)可调节地固定至调节螺钉(13)，所述调节螺钉(13)具有与压力开关的轴线重合的轴线，并且具有与膜片(5)的中心点(11)相接触的球形尖端(12)。
Description
本发明涉及一种可用来检查装置内压力的机电压力开关。
机电压力开关是已知的，其中，感测的压力转换为敏感弹性膜片元件的运动，该敏感弹性膜片元件致动构造并直接容纳于压力开关本体内的电气开关系统，通过一杠杆系统来放大并传输源自这种运动的电信号。
与这些已知的压力开关相比，根据本发明的压力开关的特征在于，其包括外部微型开关，以及其包含“费力的”第三类杠杆，这种杠杆允许根据具体比率放大敏感膜片元件的甚至有限的运动，所述具体比率可根据压力开关的最终应用需要而变化。
除了设计和开发为具有相对较高厚度以承受反复的机械应力和较高的过压而不会经受永久变形之外，根据本发明的压力开关，允许使用由任何材料制成的膜片，比如不锈钢、铜、铍、碳钢等，因为即使是其最小的运动也由“费力的”杠杆系统放大。
而且，构造简化使得该设备特别成本有效，组装和生产简单，因为用于其实施的材料不是高科技材料，并且机械公差相对较高。
根据本发明的压力开关的一个实际实施例以非限制性示例的方式在附图中示出，其中：
图1示出根据本发明的压力开关的实施例沿着图2中的I-I线截取的垂直截面；
图2示出相同压力开关沿着图1中线II-II的水平截面；
图3示出图1中的压力开关从底部看且部分截取的视图；
图4示出图1中的压力开关的变型；
图5示出图1中的压力开关的另一变型；
图6示出根据本发明的压力开关的又一变型；
图7示出安装于图6中的压力开关中的第三类杠杆。
图1、2和3中所示的压力开关包括下部基部1，其设置有由轴向孔3纵向地贯通的螺纹接头2，轴向孔3将受控装置置于与由弹性膜片5封闭的压力感测腔室4相通。
两个适当地定尺寸的环形密封6和7确保螺纹接头2和基部1之间以及弹性膜片5和基部1之间的密封性。弹性环8放置于接头2在腔室4内侧的端部处，以允许压力开关的上部旋转，并且不使用工具将其手动地定位于最适合于应用的位置。膜片5通过机械地接合卡圈10保持于基部1和上部盖帽9之间的紧固位置。下部基部1和上部盖帽9形成空心本体，空心本体形成压力开关的外壳。
弹性膜片5可由任何材料制成，比如不锈钢、铜、铍、碳钢等，并且设计和开发为具有相对较高的厚度，以承受反复的机械应力和较高的过压而不会永久变形。
弹性膜片5的中心点11与压力开关的中心垂直轴线A相重合，并且与调节螺钉13的球形尖端12相接触，调节螺钉13由螺纹14机械地连接至第三类杠杆15(称为“费力杠杆”)的相应中心部分，互补螺纹部分在第三类杠杆15上直接获得，没有其他焊接或铆接部件等的介入。
如图1所示，杠杆15由第一端部弯头16、第二弯头17、以及第一平状部分18形成为单件。第一弯头16在膜片5的侧缘部分处夹持于下部基部1和上部盖帽9之间。第二弯头17置于盖帽9的固定壁19之下，根据杠杆的形状，或者与之相接触(图1-3和4)，或者与之间隔开，这将在下面解释。最后，螺钉13螺旋于平状部分18上，该平状部分18具有底层增强肋20，并且在其自由端处支承垂直地突起的尖端21，该尖端21将用来致动可转换微型开关23的按钮22，该按钮22通过螺钉24牢固地固定于盖帽9外侧，并且因而固定于压力开关本体的外侧。
压缩弹簧25定位于调节螺钉13的头部和杠杆15的平状部分18之间，以避免振动或非轴向作用改变螺钉13的位置，从而损及压力开关的调节。
杠杆15由弹性材料比如适当处理的碳钢或不锈钢制成，以便开发其形成材料的弹性的机械性能，并保持调节螺钉13的尖端与膜片5恒定地接触。
所述压力开关的操作原理如下。
加压流体通过螺纹接头2的入口孔3进入感测腔室4，并且引起膜片5在根据流体入口方向的方向上的变形。
膜片5将其运动传递至螺钉13的球形尖端12，并且因而传递至杠杆15的中心区域，并且膜片5在一端处由借助于夹持于基部1和盖帽9之间的弯头16而保持就位。
根据图1-3所示的实施例，杠杆15具有在盖帽自身的固定壁19处靠在盖帽9上的弯头17。杠杆15的弯头17和盖帽9的壁19之间的这个接触确定了杠杆15的支点，杠杆15绕着该支点旋转，以传递和放大由膜片4的运动所产生的垂直运动。由于杠杆15的动力臂比杠杆自身的阻力臂要短，就获得了流体压力的较高感测敏感度。
而且，如上所述，杠杆15由弹性材料比如适当处理的碳钢或不锈钢制成，以开发材料的弹性的机械性能，以保持调节螺钉13的尖端恒定地与膜片5相接触。这个想出的办法允许立即传递出现在感测腔室4内的每个最小的压力变化。
由膜片5的变形产生的杠杆15的运动确定了微型开关23的致动按钮22的致动，该致动由置于杠杆15的自由端处且垂直于微型开关23的按钮22定位的突起尖端21确定，以限制这两个部分之间的接触表面至最小，并且因而减少摩擦，且确保更好的电干涉重复性。
沿着杠杆15的平状部分18的整个长度纵向地放置的肋20给杠杆15的中心部分带来高度的刚性，以便于完整地传递膜片5的运动，使该传递不被杠杆臂的弹性变形所妨碍。
杠杆15在腔室4中的流体压力相等之下的整个运动可由调节螺钉13调节，调节螺钉13能通过盖帽9顶部处的孔26从压力开关的上部触及。杠杆15相对于膜片5表面的定位角度通过相对于膜片5螺旋调节螺钉13而增大，因为杠杆15铰接到靠在固定壁19上的弯头17上。这个运动确定压力开关的调节值的下降，因为置于杠杆15的端部处的致动尖端21接近微型开关23的按钮22，因而需要膜片5的较小运动并且因此需要用于致动按钮的较低的流体压力。相反，通过松开调节螺钉13，会获得相反的效果，即，杠杆15的尖端21移动远离微型开关23的按钮22，因而需要膜片5的较大运动和致动按钮的较高的流体压力。
在杠杆15的弯头17处，通过盖帽9的壁19上的导向部27，在进行调节的步骤期间，杠杆15保持于位置不变(图3)，并且，由直接在盖帽9上获得的两个导向部28而靠近尖端21(图1)。这些导向部避免了调节螺钉13的偏移，并且避免了杠杆15在弯头17和壁19之间的接触点处扭曲，因而获得了调节步骤期间的更多稳定性和准确度。
插槽29存在于盖帽9的上端的孔26内，适合于在其中接收盘或插塞30，盘或插塞30由可弹性变形的塑料制成，在调节过程之后由制造商施加，作为防止终端用户的可能篡改的保证。如果移除、篡改、或穿孔，这个插塞30将确定制造商对压力开关调节责任的终止。
由微型开关23的切换按钮确定的电路开闭压力之间的差别可进一步改变，因此，需要改变杠杆15的动力臂和阻力臂相对于杠杆自身支点的长度比。
例如，这通过将图1中的杠杆15由如图4所示的具有缩短延伸弯头17的另一杠杆15进行替换来获得。从而，杠杆15的支点被移动得远离压力开关的中心轴线A，并且因而远离从膜片5施加至杠杆15的施力点，从而这两个杠杆臂之比被降低，并且因此膜片5的运动被放大至较小程度。微型开关23内的机电回路的状态改变之间的压力差因而较高。
通过将从图4中的杠杆17改回至图1中的杠杆15，会获得相反的效果，其结果是，杠杆支点靠近压力开关的中心轴线A，从而杠杆臂之比增大，并且膜片5的运动更加放大。微型开关23内的机电回路的状态改变之间的压力差相应地降低。
最小比值状况可通过将杠杆15的弯头17移动远离盖帽9的壁19(图5)，以便取消弯头17和壁19之间的接触点，从而移动杠杆15的支点至端部弯头16处。
作为又一可选方案，第二弯头17可以缺失，并且由连接用作支点的第一弯头16和平状部分18的倾斜平面31替代。倾斜平面31优选地包括至少一个窗口或凹陷32，其能有利于杠杆15在所述窗口或凹陷处的弯曲，如图7中更详细地示出。
Claims (10)
1.一种机电压力开关，其包括：由基部(1)和盖帽(9)形成的空心本体，可弹性变形的膜片(5)夹持于基部(1)和盖帽(9)之间，并且，可弹性变形的膜片(5)在基部(1)和盖帽(9)之间封闭与加压流体的入口孔(3)相通的压力感测腔室(4)；以及用于将膜片(5)由加压流体引起的变形传递至可切换微型开关(23)的致动按钮(22)的杠杆装置(15)，其特征在于，所述杠杆装置(15)由单件式第三类杠杆(15)构成，该单件式第三类杠杆(15)至少包括连同所述膜片(5)一起夹持于所述基部(1)和所述盖帽(9)之间的第一端部弯头(16)以及在自由端处支承突起肋(21)的平状部分(18)，所述突起肋(21)用于控制微型开关(23)的所述致动按钮(22)，所述平状部分(18)可调节地固定至调节螺钉(13)，所述调节螺钉(13)具有与压力开关的轴线重合的轴线，以及与膜片(5)的中心点(11)相接触的球形尖端(12)。
2.根据权利要求1的压力开关，其特征在于，所述杠杆(15)在所述第一弯头(16)和所述平状部分(18)之间包括能置于与所述盖帽(9)的固定壁(19)相接触或与之间隔开的第二弯头(17)。
3.根据权利要求2的压力开关，其特征在于，杠杆(15)的所述第二弯头(17)与盖帽(9)的所述固定壁(19)相接触，以形成所述杠杆的支点，并且具有如此的长度以使得杠杆(15)的动力臂短于所述杠杆(15)的阻力臂。
4.根据权利要求2的压力开关，其特征在于，杠杆(15)的所述第二弯头(17)与盖帽(9)的所述固定壁(19)相接触，以形成所述杠杆的支点，并且具有如此的长度以使得杠杆(15)的动力臂长于所述杠杆(15)的阻力臂。
5.根据权利要求2的压力开关，其特征在于，杠杆(15)的所述第二弯头(17)与盖帽(9)的所述固定壁(19)间隔开，以使得杠杆的支点与所述杠杆的第一弯头重合。
6.根据权利要求1的压力开关，其特征在于，所述杠杆(15)包括连接所述第一弯头(16)和所述平状部分(18)的倾斜平面(31)。
7.根据权利要求6的压力开关，其特征在于，所述倾斜平面(31)设置有至少一个窗口或凹陷(32)。
8.根据权利要求1的压力开关，其特征在于，杠杆(15)的所述突起肋(21)与微型开关(23)的按钮(22)垂直地延伸。
9.根据权利要求1的压力开关，其特征在于，杠杆(15)的所述平状部分(18)设置有增强肋(20)。
10.根据权利要求1的压力开关，其特征在于，包括在所述调节螺钉(13)的端头和所述杠杆(15)的平状部分(18)之间缠绕于所述调节螺钉(13)周围的压缩弹簧(25)。
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Legal Events
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Granted publication date: 20140611 Termination date: 20181214 |