CN102192809B - 用于减少压力传感器中的压力脉冲的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于衰减压力脉冲、特别是压力传感器(10)上的压力脉冲的装置。压力传感器(10)包括壳体(14)。衰减插件(34)位于壳体(14)的压力通道(20)中，衰减通道(54)在该衰减插件的壳面(52)上延伸。

Description

用于减少压力传感器中的压力脉冲的装置

技术领域

本发明涉及一种用于减少压力传感器中的压力脉冲的装置。

背景技术

DE 33 06 711 C1涉及一种用于衰减气态介质中短时间的压力波动的装置。其提出，在向着差动压力测量装置的输送管路中，第一补偿腔在其端部上设有节流部位，其中，该端部伸入到具有显著更大容积的第二补偿腔中。

DE 689 15 801 T2涉及一种压力换能器。该压力换能器包括具有压力进入开口的连接件。此外，该压力换能器包含压力检测部件和输出装置，该压力检测部件被安置在压力进入开口的一个端部上，该输出装置与压力检测部件电连接。输出装置具有电路载体衬底，其与压力检测部件隔开地设置。基本元件围绕压力检测部件设置并且固定在连接件上。在基本元件上设有接头，其中，该接头在第一端部与第二端部之间的部分上具有一个可弹性变形的区域。

DE 90 17 855 U1涉及一种用于压力传感器的过载保护装置。该装置用于保护沉浸在液体中的压力传感器、特别是压阻的压力传感器免受短时间的过压载荷的影响，该装置包括压力传感器的测量压力入口，在压力传感器的自由端部上连接有敞开的毛细管。毛细管由形状稳定的材料例如金属、有机玻璃、聚酰胺等制成并且被填充气体或空气。毛细管由弹性的材料组成，其中，毛细管的外壁相对于外界压力被屏蔽。毛细管被卷绕成螺线或者以螺旋线形状卷绕。螺线或螺旋线可以分成多个例如三部分式螺线或三部分式螺旋线，其以它们的角度轴线相互成角度地、优选相对彼此成直角地设置。

在目前使用的压力传感器中，由于液压振荡而在传感器上出现压力峰值，该压力峰值在极端情况下甚至可能破坏传感器。阻止这种事情的一种可能性在于：安装衰减结构或节流结构以减小横截面。横截面与相应的要求相适配。然而，这部分地受到技术边界条件限制，此外横截面的减小可能通过连接工艺影响接口几何形状。

发明内容

根据本发明提出，在通道、例如压力传感器的压力通道中集成衰减插件。由此简化了制造以及实现了对出现的压力脉冲的改进衰减或者说压力峰值的下降。通过使用具有至少一个衰减通道的衰减插件，可以减少可制造性受限的技术问题以及减少对接口几何形状或者连接工艺的影响。

通过衰减插件的几何形状设计显著地延长了压力脉冲的行进路径。例如衰减插件上的衰减通道在衰减插件的圆周面上螺纹线状地延伸，由此能够—在这种情况下在圆周方向上延伸地—显著地延长衰减通道的长度。具有至少一个设置在圆周面上的衰减通道的衰减插件被这样地安装在压力传感器的壳体中，使得在衰减插件的圆周面上例如螺旋形地延伸的一个或多个衰减通道通过压力传感器壳体的壳体壁覆盖，即封闭。由于流过所述至少一个衰减通道的压力脉冲受到的壁摩擦增大以及出现干扰，最终碰到传感器元件上的压力峰值不会再损坏该压力传感器，因为压力能量在经过所述至少一个衰减通道期间沿着衰减插件的圆周面被显著地减少。所述至少一个衰减通道的几何形状可以对于衰减插件的制造而言以优化的方式设计。

根据本发明提出的衰减插件可以安装在压力传感器的压力接头中，特别是在压力传感器的压力通道中。此外也存在以下可能性，即将衰减插件安装在传感器壳体中的平行于压力通道的通道中。压力传感器可以具有螺纹或者被固定在法兰接头上。根据本发明提出的衰减插件在压力传感器的压力通道中的固定可以通过机械途径(例如通过敛缝)或者通过热途径(例如借助材料锁合的接合工艺如焊接)实现。

根据本发明提出的、例如集成在压力传感器壳体的压力通道中的衰减插件的衰减能力特别是通过衰减插件的壳面上的所述至少一个衰减通道的长度确定。该衰减通道在圆周方向上延伸的长度越长，则能够实现对经过所述至少一个衰减通道的压力脉冲的衰减就越高。有利地，根据本发明提出的衰减插件的衰减能力通过多个在圆周上分布地构成的开口有利地被影响，因此由气态介质中含有的微粒引起的堵塞危险相对小。通过根据本发明提出的衰减插件此外能够实现：允许实现压力脉冲的行进路径的交叉以使衰减通道内部中的压力脉冲相互抵消，以及由于衰减插件的壳面上的所述至少一个衰减通道在圆周方向上的长度可实现压力脉冲的显著延迟。

附图说明

下面借助附图深入地说明本发明。附图示出：

图1 传感器、特别是具有法兰接头的压力传感器，

图2 传感器、特别是具有螺纹接头的压力传感器的示意图，

图3 具有法兰接头的压力传感器的透视图，

图4 具有螺纹接头的压力传感器的透视图，

图5 在安装于压力通道中的状态下的衰减插件，

图6 衰减插件的第一实施变型，和

图7 衰减插件的另一个实施变型。

具体实施方式

由根据图1的视图看到一个传感器、特别是压力传感器10，该压力传感器的壳体14固定在法兰12上。特别是被构造为压力传感器10的传感器在法兰12的平面侧沿着竖直方向向下延伸。压力传感器10包括壳体14，压力通道20延伸通过该壳体。由根据图1的视图此外得到，压力传感器10的壳体14借助密封元件22相对于法兰12密封。壳体14包括在图1中未示出的螺纹，压力传感器10的壳体14通过该螺纹固定在法兰12上。在压力传感器10的壳体14的固定过程中，构造在壳体14上的凸缘18的上环形面贴靠在法兰12的下平面侧上并且压缩被置入压力传感器10的壳体14的相应空槽中的密封元件22。如图1此外示出，压力通道20延伸穿过压力传感器10的壳体14，在该压力通道中构造有节流插件24。节流插件24包括节流部位28和向着压力通道20设置的横截面加宽部26。在节流插件24的位于节流部位28前面的迎流侧，在节流插件24中开设一个拱曲部30；该节流部位28直接连接到该拱曲部上。

压力传感器10的壳体14此外包括肋条结构16，其中，该肋条结构16具有多个在此在圆周方向上相互间以90°定向的单个肋条。通过肋条结构16加固压力传感器10的基本上在竖直方向上向下延伸的延长部，压力通道20-在图1中未示出—穿过该延长部一直延伸到圆整的尖端。

图2示出一个传感器，特别是具有螺纹接头的压力传感器。

由根据图2的剖视图看出，压力传感器10的壳体14在其外侧上具有多螺纹线的螺纹32。在壳体14的底面上存在一个圆锥42，在将壳体14旋入到在图2中未示出的锥座中时该圆锥用于密封该锥座。壳体14包括压力通道20并且相对于轴线38对称地构造。压力通道20的开口40在圆锥42的区域中。由根据图2的视图得出，节流插件24被安装在压力传感器20的开口40的区域中。节流插件24具有基本上罐形的外观，其中，在罐形构成的节流插件24的底部中构造有一个开口36。

根据图1和2的变型之间的区别在于，在根据图2的实施变型中压力通道20在压力传感器10的壳体14中心延伸，而在根据图1的实施变型中压力通道20在壳体14中偏心地构成。

由图3看到具有法兰视图的压力传感器的透视图。

由根据图3的视图得出，压力传感器10基本上从法兰12的下平面侧沿着竖直方向向下突出。固定开口46存在于法兰12中；此外，用于在法兰12的底面上电触点接通压力传感器10的插座开口在法兰12上方延伸。在此在根据图3的视图中以虚线示出的压力通道20在该延长部中延伸，该延长部在其壳面上通过肋条结构16加固，该压力通道在开口40处汇入到压力传感器10的延长部的尖端中。肋条结构16结束于凸缘18下方，压力传感器10的壳体14通过该凸缘被旋入到法兰12中。在凸缘18上方在圆周面14上的相应凹部中容纳密封元件22。

由根据图4的视图得出根据图2的具有螺纹接头的压力传感器的透视图。

压力传感器10的壳体14在工具配合部48下方延伸，该壳体在该实施变型中设有一个设在壳面上的、具有多个螺纹线的螺纹32。在螺纹32的螺纹尾部下方，可以在壳体14上如在图4中所示地构造一圆形的座面，或者如在根据图2的视图中所示构造一圆锥42，该座面或圆锥被插入到以互补几何形状构造的锥座几何结构中。如由图4得出，压力通道20延伸通过壳体14中心，该压力通道在壳体14的尖端处结束于开口40中。凸缘50基本上在用于产生旋入转矩的工具配合部48上方延伸，在该凸缘上方又设有插座接头，用于压力传感器10的电触点接通。

由根据图5的视图看到在安装到压力通道中的状态下的根据本发明提出的衰减插件，其中，压力通道20在壳体14中偏心地延伸。

根据图5的视图是根据图3的透视图的放大的部分。

通过压力传感器10的延长部尖端上的开口40流入压力通道20中的压力脉冲在其根据图5中的视图出现于被置入压力通道20中的衰减插件34的第一平面侧56上之前流过该压力通道20。优选地，衰减插件34在压力通道20中被机械地固定、例如热敛缝或者在压力通道20内部借助材料锁合的接合方法(例如焊接)固定。如由根据图5的视图得出，衰减插件34包括壳面52。在壳面52中开设圆周开口60。这些圆周开口60在根据图5的实施变型中以90°定向设置。替代在图5中所示的相互以90°偏移设置的四个圆周开口60，也可以设置仅两个或三个圆周开口60。衰减插件34参照其轴向长度看在大致中心具有环绕的衰减通道54。该衰减通道54被衰减插件34的一个区段限界，在该区段的壳面52中同样构造有一定数量的圆周开口60。圆周开口60相对于最初提到的圆周开口60以偏移62构造。在根据图5的实施变型中，衰减插件34具有一个唯一的制成为圆周槽的衰减通道54，压力脉冲的行进路径通过该衰减通道延长。在流出侧，即在基本上圆柱形构成的衰减插件34的第二平面侧58的区域中，气态介质流入到压力通道20中并且以减小的脉冲流向设置在压力通道20端部上的传感器元件。

在根据图5的视图中在衰减插件34的壳面52中心开设的衰减通道54一方面通过衰减插件34的壳面52限界，另一方面通过压力通道20的壁限界。在气态介质流过构造在衰减插件34的壳面52中的至少一个衰减通道54期间，通过衰减插件34导致气态介质的增大的壁摩擦。压力脉冲的行进路径可通过衰减通道54延长得越大，则允许实现压力脉冲的冲击的更大下降，以至于最终碰到设置在压力通道20端部中的传感器元件上的压力峰值急剧减小并且传感器元件不再被损坏。代替在图5中所示的构造为圆周槽的一个衰减通道54，也可设想螺纹线状构型的衰减通道，其中与根据图5的视图相比衰减通道54可以具有多个形式为例如螺旋线圈68的线圈，见根据图7的视图。气态介质、即气态介质的压力脉冲流过衰减通道54或者衰减通道54的线圈66越频繁，则通过根据本发明提出的方案能实现的壁摩擦越大以及脉冲下降越大。有利地，通过根据本发明提出的方案此外能够实现：当压力脉冲流过交叉的压力行进路径，即交叉的或者相交的衰减通道54或者衰减通道的各个线圈66时，衰减脉冲相互抵消。通过在根据本发明提出的衰减插件34的壳面52上的圆周开口60的数量有利地避免了由气体介质含有的且积聚在圆周开口60上的微粒引起的堵塞危险。视压力脉冲通过所述至少一个衰减通道54或者通过该压力通道的线圈66的行进路径以及设在衰减插件34下游、即在衰减插件的第二平面侧58上的行进路径的设计而定，以有利的方式允许通过根据本发明提出的将衰减插件34置入到压力通道20中的方案优化所产生的衰减效果。

为了全面起见应指出，在图5中以虚线示出的压力通道20-如结合图3已经提到—通过压力传感器10的延长部尖端上的开口40穿过压力通道20流动。视衰减插件34在压力通道20的轴向长度内部的位置而定可以将衰减插件34的第二平面侧58下游的缓冲容积用于进一步衰减压力脉冲。

在根据图6的视图中单独示出衰减插件的第一实施变型。

如之前已经结合图5所阐述的那样，衰减插件34通过第一平面侧56以及第二平面侧58限界。在图6中所示的、与根据图5的在安装状态中的实施变型相对应的实施变型中，在基本圆柱形构造的衰减元件34的壳面52中开设一个单独的衰减通道54。通过该衰减通道延长通过第一平面侧56上的壳面52中的圆周开口60进入的压力脉冲的行进路径66。通过衰减通道54实现行进路径66在圆周方向上的延长，由此达到壁摩擦的显著增加，使得在经过作为环绕的槽开设在衰减插件34的壳面52中的衰减通道54时实现压力峰值。在流出侧，即衰减插件34的向着第二平面侧58延伸的部分，壳面52中的圆周开口60相对于与衰减插件34的第一平面侧56汇接的圆周开口60偏移约90°地设置。

如在图6中所示，通过圆周开口60的偏移62可以有利于行进路径66的交叉并且由此有利于圆周通道64中的压力脉冲的相互抵消。在根据图7的视图中示出根据本发明提出的衰减插件，一构造为螺旋线圈68的衰减通道54在该衰减插件的壳面52上延伸。与根据图6的衰减插件的实施变型不同，在根据图7的实施例中，螺旋线圈68的各个线圈这样地在衰减插件34的壳面52上定向，使得螺旋线圈68中一个线圈64通向衰减插件的第二平面侧58延伸以及螺旋线圈68中的一个线圈64向着衰减插件34的第二平面侧56延伸并且在那里汇合。通过根据图7的实施变型，可以用螺旋线圈68实现通过设置在衰减插件34的壳面52中的衰减通道或者衰减通道系统34对压力脉冲的行进路径66的显著延长。与根据图6的实施变型不同，在图7中示出的根据本发明提出的衰减插件34的实施变型不包括圆周开口60，而是螺旋线圈58的各个线圈64以平缓的过渡部在基本上圆柱形构成的衰减插件34的第一平面侧56或者第二平面侧58中结束。

参照根据本发明提出的、基本上圆柱形构成的衰减插件34的安装位置，该衰减插件的第一平面侧56是用于气态介质的迎流侧，而衰减插件的第二平面侧58是流出侧，气态介质在通过流过所述至少一个衰减通道54减少压力脉冲之后从该流出侧流入到用作缓冲的压力通道20中。

Claims (9)

1.用于衰减压力脉冲的装置，其特征在于，衰减插件(34)被容纳在压力通道(20)中，至少一个衰减通道(54)在该衰减插件的壳面(52)上延伸，所述至少一个衰减通道被构造为在迎流侧(56)与流出侧(58)之间的环形环绕的圆周槽，其中，在所述壳面(52)中在迎流侧(56)和流出侧(58)上设有一些圆周开口(60)，其中，在迎流侧(56)上的所述圆周开口(60)相对于在流出侧(58)上的所述圆周开口(60)在圆周方向上偏移地设置。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述衰减插件(34)的衰减通道(54)被所述压力通道(20)的壁覆盖。

3.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述衰减通道(54)在所述衰减插件(34)的壳面(52)中具有至少一个线圈(64)。

4.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述至少一个衰减通道(54)具有长方形的或正方形的流动横截面。

5.根据权利要求1的装置，其特征在于，迎流侧(56)和流出侧(58)上的圆周开口(60)相互以角度偏移(62)分布地设置。

6.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述衰减通道(54)具有圆化的流动横截面。

7.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述衰减插件(34)被机械地固定在所述压力通道(20)中，或者被材料锁合地接合在所述压力通道(20)中。

8.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述压力脉冲是具有壳体(14)的压力传感器(10)中的压力脉冲。

9.根据权利要求8的装置，其特征在于，所述衰减插件(34)被热敛缝在所述压力通道(20)中，或者被焊接在所述压力通道中。