CN102844602A - 可转轴位置指示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种供带可转轴的装置使用的转轴位置指示和显示器(10)，该转轴位置指示和显示器包括以下一或多个特征：(a)外壳，其具有带盖(20)的底座(18)且盖固定在底座上並限定空心密封腔(22)；(b)驱动轴(24)，其为在所述底座中旋转由轴颈支承并通过所述底座伸入所述密封腔内；(c)至少一机电型驱动件(32)，其安装在所述驱动轴上；(d)截头圆锥形件(41)，其具有可从视窗区看到代表所述驱动轴位置的图形信息；(e)所述盖(20)’，其具有截头圆锥形的底部(102)；(f)内螺纹(108)，其位于截头圆锥形底部(102)内部上；以及(g)在底外壳(18)上的外螺纹(106)，以接纳位于截头圆锥形底部内部上的内螺纹。
Description
技术领域
本发明一般涉及可转轴位置指示器。具体地说，本发明涉及提供转轴旋转位置的信号指示的装置，诸如流控制阀上的轴。更为具体地说，本发明涉及一种防爆增强设计，其具有增大的接地容量以防装置失灵。
背景技术
转轴位置指示开关组件可安装在阀上或者液压或气动的阀驱动器上，驱动器转轴从中伸出，其位置将在远距离的位置上遥测。转轴位置开关可用于遥测可转轴的定位，例如在流控制阀上在远距离的位置上指示该阀打开或关闭状态。这些转轴位置指示器常常需要用于易爆气体环境内。
易爆气体可以是一种与空气混合的危险物质，在大气条件下，以气体、水蒸气、雾状、或粉尘形式存在，在发生引燃后，燃烧会传播到整个未燃的混合物中。大气条件一般与周围温度和压力相关，即-20C°至40C°的温度和0.8至1.1巴的压力。
许多工作场所包含或具有产生爆炸或潜在爆燃环境的活动范围。例如包括产生或释放易燃气体或蒸气的工作活动场所，诸如车辆喷漆，或者处理如谷物粉或木屑的有机粉尘的工作场所。
这些易爆气体区域必须避开火源。雇主应该经常要采取能够确保其雇员安全的措施，例如要求雇员穿着不会产生静电放电而点燃易爆气体的适当衣装，举例来说，防静电工作靴。可依据风险评估所制定的风险级别来提供衣装。
同时，雇主必须确保在易爆气体环境内的设备与某些必需品的接触，例如ATEX(Potentially Explosive Atmospheres)指令94/9/EC，该指令提供潜在爆炸危险场所使用设备的技术要求。爆炸可能会导致生命危险和严重伤害以及大量损伤。防止可产生易爆气体的危险物质的释放以及防止火源是减低风险的两大普遍的惯用方式。危险物质及易爆气体管理规则2002(DSEAR)(The Dangerous Substancesand Explosive Atmospheres Regulation)明确规定了雇主的职责应该消除或控制工作场所中易爆气体的风险。
这样希望具有一种能够用于易爆环境或易挥发气体环境内的可转轴位置指示器。作为这种要求的一部分，更希望具有一种完全能够接地以消除电势的可转轴位置指示器。而且，还希望具有一种能够在延长的一段时间内使用不会失灵和不需维修或替换的可转轴位置指示器。
发明内容
在一些实施例中，供带可转轴的装置使用的转轴位置指示和显示器可包括以下一或多个特征：(a)外壳，其具有带盖的底座且盖固定在所述底座上並限定空心密封腔；(b)驱动轴，其为在所述底座中旋转由轴颈支承并通过所述底座伸入所述密封腔内；(c)至少一机电型驱动件，其安装在所述驱动轴上；(d)截头圆锥形件，其具有可从视窗区看到代表所述驱动轴位置的图形信息；(e)所述盖，其具有截头圆锥形的底部；(f)内螺纹，其位于截头圆锥形底部的内部；(g)在底外壳上的外螺纹，以接纳位于截头圆锥形底部内部上的内螺纹；(h)插孔，其位于外壳底部上，以在电气上使转轴位置指示和显示器接地；以及(i)接近轴的轴套。
在另一些实施例中，转轴位置指示开关组件可包括以下一或多个特征：(a)外壳，其具有带有外螺纹的底座，该底座可移动地与具有内螺纹的盖接合，当底座和盖接合时限定空心密封腔；(b)驱动轴，其为在所述底座中旋转由轴颈支承并通过底座伸入密封腔内；(c)至少一机电型驱动件，其安装在所述驱动轴上；(d)端子板，其位于腔内，与至少一机电型驱动件电耦合；(e)截头圆锥形件，其具有可从视窗区看到的信息图形；(f)插孔，其位于底座内用作接地；以及(g)接近轴的轴套。
在又一些实施例中，转轴位置指示开关组件可包括以下一或多个特征：(a)外壳，其具有带盖的底座且盖固定在所述底座上並限定空心密封腔；(b)驱动轴，其为在所述底座中旋转由轴颈支承并通过所述底座伸入所述密封腔内；(c)轴筒，其在底座中形成以装入驱动轴；(d)至少一机电型驱动件，其安装在所述驱动轴上；(e)至少一轴套，其靠近轴筒和驱动轴，以帮助与驱动轴对准；(f)截头圆锥形件，其固定在底座上并具有可从视窗区看到的图形信息；(g)具有截头圆锥形的底部的盖；(h)在底外壳上的外螺纹，以接纳位于截头圆锥形底部内部上的内螺纹；以及(i)插孔，其位于外壳底部上，以在电气上使转轴位置指示组件接地。
附图说明
图1所示为本发明的实施例中可转轴位置指示器和显示装置的部分侧视图；
图2所示为本发明的实施例中转轴指示器和显示器的侧视截面图；
图3所示为本发明的实施例中底座构件的侧视截面图；；
图4所示为本发明的实施例中可转轴位置指示器和显示装置的分解图；以及
图5所示为本发明的实施例中可转轴位置指示器和显示器的俯视图。
具体实施方式
通过以下的讨论，本领域的技术人员可实施并运用所述的发明。举例说明的实施例的各种变型对本领域的技术人员来说是显而易见的，并且在不背离本发明的构思之下，本文所述的基本原理也可用于其它实施例和应用。因此，本发明的构思並不企图对所述的实施例作限制，而给与最宽的范围，这与本文中所揭示的原理及特征相一致。以下，将参照附图作详细的说明，其中不同附图中同样部件具有相同标号。不必按比例的附图所示为所选的实施例，并不用来限制本发明的范围。技术人员将认识到本文提供的实施例还具有许多有用的替代方式并都将落入本发明的保护范围内。
参照图1、2和3，所示为本发明实施例中可转轴位置指示器和显示装置的多方视图。转轴位置指示开关组件10可安装在阀上或者液压或气动阀驱动器(图中未示)上，驱动器转轴(图中未示)从中伸出，其位置将在远距离的位置上遥测。形状一般为圆柱形或不规则形的阀驱动器典型地设有平面型安装表面。
转轴位置指示和开关组件10可包括外壳，其包括由适当的金属或塑胶材料模制而成的底座构件18并且带有与底座固定的盖20。底座18和盖20限定空心密封腔22(图2)。底座18包括带螺纹的开口23，以接纳电气导管端部上的接头件(图中未示)，其中开关组件10的配线从所述电气导管中穿过。底座18还包括开口23前面的斜面25，当把端部推进穿过开口23时，该斜面用作将配线向上送向端子板29。
再如图2所示，驱动轴构件24为在底座构件18中形成的轴筒26中旋转由轴颈支承。驱动轴24通过板形件27的底部向上伸出进入腔22以及O形圈28和30的内部，以提供轴密封以防止粉尘或湿气进入腔22。轴的O形圈28和30有助于密封驱动轴套100免受外界腐蚀和那些进入衬套内的内部污染。此外，O形圈28和30还有助于驱动轴套100在衬套内保持润滑，以确保滑行操作。驱动轴套100将在以下再做详细的讨论。
一或多个机电型驱动件为沿驱动轴24的长度与其固定的驱动轴，其中所述驱动件设计成与配套装置合作以产生电子信号。例如，驱动件可以是凸轮32，其适合于接合对应接近的驱动器臂(图中未示)以及叠装在密封腔22内的底板27上的速动开关(图中未示)。凸轮32的定位可致使驱动轴24旋转，在轴24旋转移动的不同点上驱动不同的开关，本文涉及的相关于转轴位置指示器的类型都是业界公知的。凸轮32可设置触摸和转向开关，以使使用者不用工具而迅速地进行调整。
在本发明的实施例中，环形槽36在底座构件18的下表面中形成，槽36与驱动轴24同轴。环形槽36接纳与外鼓状件或外罩40一起成形的环形圆柱状突起件38。鼓状件40呈向外展开的截头圆锥形，以便相对于底座构件18向外并向下伸出。鼓状件40可由适合的塑胶制成，并且一般是不透明的，而只在其上设有一或多个透明视窗区42。视窗区42可供在易接近或不增加空间要求的情况下观察。O形圈固定于在圆柱状突起件38形成的槽中，以提供截头圆锥形件40和底座18之间的密封。此外，先松开定位螺钉46，顺时针或逆时针旋转鼓状件40，再重新紧固定位螺钉46，藉此相对于底座18可设定鼓状件40的视窗区42的角位。
内鼓状件41可直接设置在外截头圆锥形鼓状件40的下方，所述内鼓状件41也呈截头圆锥形，并具有一体成形的向外展开的侧边43和通常为平面的顶面45。图2更为清楚地示出，在内鼓状件41展开部分的外表面上设有字体或其它图形48。当这些图形列于外鼓状件40的视窗区42时，可使检查员看到。因此，在阀的情况下，可显示单字“开”和“关”，以提供个别阀在任何规定时间上的状态指示。在不背离本发明的精神下，图形48还可以是连续的百分比或三路指示。
向内穿过内鼓状件41的顶面45形成一系列圆周形间隔排列的凸块65。这些凸块65旨在与间隔件54中的多个半圆位67相匹配。间隔件54最好由烧结的不锈钢模制并预先设定料厚尺度。间隔件54还包括多个形成在其下表面的孔径69，这样通过将其中一凸块与其它的孔径对准，可继续叠装相同的间隔件。
内鼓状件41可与那慕尔(Namur)贴装型阀的可转轴连接。Namur贴装型阀是一种迅速加贴及替换的半板式安装方式。在不背离本发明的精神下，完全能够预料到可使用其它的加贴方式。固定片47可固定在转轴上的狭槽内，藉此使可转轴与开关组件10连接。
由图5的俯视图中可以看到，模制或机制的外罩40包括一对穿过其料厚尺度的通孔64。在阀或阀驱动器上安装转轴位置指示和开关组件10的过程中，用螺杆首先将托架紧固到阀的安装平面，使螺旋式紧固件70穿过形成在安装托架上适当的间隔孔伸出。为了调节各种偏移以及安装平面和本领域常用的轴之间的不同高度，可在底座18的胶制方形密封环62的下表面和安装托架之间进一步叠装多个间隔件。接下来，转动螺杆70穿过胶制方形密封环62使转轴位置指示开关组件10固定，以便将组件固定在安装托架的适当位置中(图中未示)。
参照图2，其示出本发明实施例中转轴位置指示器和显示装置的侧视截面图。盖20可由应用于防暴的铝制造，或用勒克森(Lexan)聚碳酸酯纤维制造，这种非常耐用的热塑型聚碳酸酯树脂塑胶可替代玻璃应用于抵御撞击阻力。然而，在不背离本发明的精神下，完全能够预料到盖20可以用任何大多数材料制造。防暴型盖20具有向上伸出远离轴件24的截头圆锥形盖座102。盖座102的厚度从0.188英寸延伸至0.020英寸，因此增加了盖座102的用料。盖座102最厚处的厚度可在0.376-0.094英寸的范围内，而其最薄处的厚度在0.040-0.010英寸的范围内，然而，也可以是不背离本发明的精神下的任何大多数尺寸。材料厚度、重量及强度的增加有助于保持盖20与底座18之间的安全连接，并且还有助于密封腔22与易爆气体环境隔离。此外，有助于密封盖20与底座18之间密封的O形圈104也可帮助密封腔22与易爆气体隔离。
所示的底座18带有外螺纹106，通过在底座18上顺时针拧动盖20，以使盖20固定在底座18上，藉此使外螺纹106拧入位于盖座102内部的内螺纹108中。底座18可具有八条外螺纹以便提供盖20的安全连接并可防止易爆气体渗入密封腔22。然而，在不背离本发明的精神下，完全可预料到外螺纹106条数也可超过八条。事实上，发明人发现在本发明的实施例中用四条外螺纹106也可正常操作，或者可以将盖20后退一半(举例来说，只用四条外螺纹就可把盖固定到底座18上)，而且任然能够正常操作。这与标准的显示组件截然不同。
外螺纹106和内螺纹108是以国际标准ISO 68-1限定的通用公制螺纹(“M”系的螺纹)。每一螺纹的特征在于其大直径和斜度。ISO公制螺纹由均匀的V形螺纹构成。在螺纹轴线平面中，V形螺纹的凸缘具有互为60°的角。从外形上，V形螺纹最外端高度的1/8和最内端高度的1/4被切除。在外(公)螺纹(例如，在螺杆上)中，大直径和小直径限定螺纹的最大尺寸。这意味着外螺纹必须在大直径上平展中止，但可在小直径下方结束。相反地，在内(母)螺纹(例如，在螺母内)中，大直径和小直径为最小尺寸；因此，螺纹的外形必须在小直径上平展中止，但可超出大直径而结束。公制螺纹106和108有助于盖20与底座18之间的安全连接，并确保密封腔22可以冷却和/或在发生爆炸时排放出腔内的气体，藉此阻隔腔外气体的燃点。
插孔110为开关组件10提供良好接地。在易爆气氛中不希望出现电火花或电势。因此，理想的是使开关组件10完全接地。任何大多数电气装置都会产生电势，并当装置具有如轴24这样的转动件时，可增加电势形成的机会。因此，更加要求开关组件10高效接地。插孔110有助于电势的有效接地。插孔110有效地使开关组件10上的任何电势从开关组件10穿过而去到所连接的阀，然后再接地。因此，插孔110有助于防止任何电火花或来自引起易爆空气中爆炸的电势。插孔110可由不锈钢制成，然而，在不背离本发明的精神下，任何大多数导电材料都可接受。
封闭型驱动轴套100有助于防止轴24失灵(尤其是在高速旋转的环境下)，并且还可以帮助阻止因轴24旋转而产生的电火花或“热点”。封闭型驱动轴套100可充满诸如SAE30W型的油并且包围轴筒26内的轴24。轴套100有助于防止任何未对准或由于开关组件10和所连接的阀之间的任何未对准而造成的磨损。轴套100内浸渍油可起到绝缘的作用，以帮助散去因轴24旋转所产生的热量。此外，轴套100同样也可帮助驱散由轴24旋转产生的热度。按压轴套100以适于进入轴筒26。轴套100可由铜或黄铜制成，然而，在不背离本发明的精神下，完全能够预料到轴套100可由任何大多数材料制成。
因此，本发明公开了可转轴位置指示器的实施例。本领域的技术人员可以理解到，本发明的内容除所揭示的实施例外还可以以其它的实施方式来实现。所揭示的实施例的目的在于说明而并非限定，而且本发明的构思仅在以下的权利要求中作限定。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种供带可转轴的装置使用的转轴位置指示和显示器，所述的转轴位置指示和显示器包括：
(a)外壳，其具有带盖的底座且盖固定在底座上並限定空心密封腔；
(b)驱动轴，其为在所述底座中旋转由轴颈支承并通过所述底座伸入所述密封腔内；
(c)至少一机电型驱动件，其安装在所述驱动轴上；
(d)截头圆锥形件，其具有可从视窗区看到代表所述驱动轴位置的图形信息；以及
(e)所述盖具有截头圆锥形底部，其中所述底部的厚度大于盖其它部分的厚度，以确保底座和盖之间的安全连接。
2.如权利要求1所述的转轴位置指示和显示器，其特征在于，所述的转轴位置指示和显示器还包括位于截头圆锥形底部内部上的内螺纹。
3.如权利要求1所述的转轴位置指示和显示器，其特征在于，所述的转轴位置指示和显示器还包括在底外壳上的外螺纹，以接纳位于截头圆锥形底部内部上的内螺纹。
4.如权利要求1所述的转轴位置指示和显示器，其特征在于，所述的转轴位置指示和显示器还包括插孔，其位于外壳底部上，以在电气上使所述转轴位置指示和显示器接地。
5.如权利要求1所述的转轴位置指示和显示器，其特征在于，所述的转轴位置指示和显示器还包括接近轴的轴套。
6.如权利要求1所述的转轴位置指示和显示器，其特征在于，所述空心密封腔可封住空心密封腔内的爆炸。
7.如权利要求5所述的转轴位置指示和显示器，其特征在于，所述轴筒内的轴套充满油。
8.一种转轴位置指示开关组件，所述的转轴位置指示开关组件包括：
(a)外壳，其具有带外螺纹的底座，该底座可移动地与具有内螺纹的盖接合，当底座和盖接合时限定空心密封腔，所述盖具有截头圆锥形的底部，其中所述底部的厚度大于盖其它部分的厚度，以确保底座和盖之间的安全连接；
(b)驱动轴，其为在所述底座中旋转由轴颈支承并通过所述底座伸入密封腔内；
(c)至少一机电型驱动件，其安装在所述驱动轴上；
(d)端子板，其位于所述腔内，与至少一机电型驱动件电耦合；
(e)截头圆锥形件，其具有可从视窗区看到的图形信息；以及
(f)插孔，其位于底座内以使转轴位置指示器接地。
11.如权利要求8所述转的轴位置指示开关组件，其特征在于，所述外螺纹和内螺纹为公制螺纹。
12.如权利要求8所述的转轴位置指示开关组件，其特征在于，所述的转轴位置指示开关组件还包括接近轴的轴套。
13.如权利要求8所述的转轴位置指示开关组件，其特征在于，所述空心密封腔可封住空心密封腔内的爆炸。
14.如权利要求12所述的转轴位置指示开关组件，其特征在于，所述轴套充满油。
15.一种转轴位置指示组件，所述的转轴位置指示组件包括：
(a)外壳，其具有带盖的底座且盖固定在底座上並限定空心密封腔；
(b)驱动轴，其为在所述底座中旋转由轴颈支承并通过所述底座伸入所述密封腔内；
(c)轴筒，其在底座中形成以装入驱动轴；
(d)至少一机电型驱动件，其安装在所述驱动轴上；
(e)至少一充满油的轴套，其靠近轴筒和驱动轴，以帮助与驱动轴对准；以及
(f)截头圆锥形件，其固定在底座上并具有可从视窗区看到的图形信息。
16.如权利要求15所述的转轴位置指示组件，其特征在于，所述盖具有截头圆锥形的底部。
17.如权利要求15所述的转轴位置指示组件，其特征在于，所述的转轴位置指示组件还包括在底外壳上的外螺纹，以接纳位于截头圆锥形底座内部上的内螺纹。
18.如权利要求15所述的转轴位置指示组件，其特征在于，所述的转轴位置指示组件还包括插孔，其位于外壳底部上，以在电气上使转轴位置指示开关组件接地。
19.如权利要求15所述的转轴位置指示组件，其特征在于，所述空心密封腔可封住空心密封腔内的爆炸。
Claims (20)
1.一种供带可转轴的装置使用的转轴位置指示和显示器，所述的转轴位置指示和显示器包括：
(a)外壳，其具有带盖的底座且盖固定在底座上並限定空心密封腔；
(b)驱动轴，其为在所述底座中旋转由轴颈支承并通过所述底座伸入所述密封腔内；
(c)至少一机电型驱动件，其安装在所述驱动轴上；
(d)截头圆锥形件，其具有可从视窗区看到代表所述驱动轴位置的图形信息；以及
(e)所述盖，其具有截头圆锥形的底部。
2.如权利要求1所述的转轴位置指示和显示器，其特征在于，所述的转轴位置指示和显示器还包括位于截头圆锥形底部内部上的内螺纹。
3.如权利要求1所述的转轴位置指示和显示器，其特征在于，所述的转轴位置指示和显示器还包括在第外壳上的外螺纹，以接纳位于截头圆锥形底部内部上的内螺纹。
4.如权利要求1所述的转轴位置指示和显示器，其特征在于，所述的转轴位置指示和显示器还包括插孔，其位于外壳底部上，以在电气上使所述的转轴位置指示和显示器接地。
5.如权利要求1所述的转轴位置指示和显示器，其特征在于，所述的转轴位置指示和显示器还包括接近轴的轴套。
6.如权利要求1所述的转轴位置指示和显示器，其特征在于，所述空心密封腔可封住空心密封腔内的爆炸。
7.如权利要求5所述的转轴位置指示和显示器，其特征在于，所述轴筒内的轴套充满油。
8.一种转轴位置指示开关组件，所述的转轴位置指示开关组件包括：
(a)外壳，其具有带有外螺纹的底座，该底座可移动地与具有内螺纹的盖接合，当底座和盖接合时限定空心密封腔；
(b)驱动轴，其为在所述底座中旋转由轴颈支承并通过所述底座伸入密封腔内；
(c)至少一机电型驱动件，其安装在所述驱动轴上；
(d)端子板，其位于所述腔内，与至少一机电型驱动件电耦合；
(e)截头圆锥形件，其具有可从视窗区看到的图形信息；以及
(f)插孔，其位于底座内用作接地。
9.如权利要求8所述的转轴位置指示开关组件，其特征在于，所述盖的底部呈截头圆锥形。
10.如权利要求8所述的转轴位置指示开关组件，其特征在于，所述盖底部的厚度大于盖其它部分的厚度。
11.如权利要求8所述转的轴位置指示开关组件，其特征在于，所述外螺纹和内螺纹为公制螺纹。
12.如权利要求8所述的转轴位置指示开关组件，其特征在于，所述的转轴位置指示开关组件还包括接近轴的轴套。
13.如权利要求8所述的转轴位置指示开关组件，其特征在于，所述空心密封腔可封住空心密封腔内的爆炸。
14.如权利要求12所述的转轴位置指示开关组件，其特征在于，所述轴套充满油。
15.一种转轴位置指示组件，所述的转轴位置指示组件包括：
(a)外壳，其具有带盖的底座且盖固定在底座上並限定空心密封腔；
(b)驱动轴，其为在所述底座中旋转由轴颈支承并通过所述底座伸入所述密封腔内；
(c)轴筒，其在底座中形成以装入驱动轴；
(d)至少一机电型驱动件，其安装在所述驱动轴上；
(e)至少一轴套，其靠近轴筒和驱动轴，以帮助与驱动轴对准；以及
(f)截头圆锥形件，其固定在底座上并具有可从视窗区看到的图形信息。
16.如权利要求15所述的转轴位置指示组件，其特征在于，所述盖具有截头圆锥形的底部。
17.如权利要求15所述的转轴位置指示组件，其特征在于，所述的转轴位置指示组件还包括在底外壳上的外螺纹，以接纳位于截头圆锥形底部内部上的内螺纹。
18.如权利要求15所述的转轴位置指示组件，其特征在于，所述的转轴位置指示组件还包括插孔，其位于外壳底部上，以在电气上使所述转轴位置指示开关组件接地。
19.如权利要求15所述的转轴位置指示组件，其特征在于，所述空心密封腔可封住空心密封腔内的爆炸。
20.如权利要求15所述的转轴位置指示组件，其特征在于，所述轴筒内具有充满油的轴套。
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