CN104795274A - 具有一体式电接触的气动检测器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种改进式气动检测器（APD）报警开关。所述APD可以包括被构造成与接触表面相接触的可变形隔膜。该接触表面可以与该APD内的绝缘材料的表面一体化。

Description

具有一体式电接触的气动检测器

技术领域

本公开涉及报警器、故障压力开关以及它们的部件，更具体地涉及具有一体式电接触(electrical contact)的气动检测器。

背景技术

用于过热和/或火情报警系统的气动压力检测器可以使用在被加热时膨胀的气体，该气体膨胀的结果就是驱动相关联的可变形隔膜以闭合指示报警状况的电气开关。典型地，这些系统使用多个可变形隔膜开关，和/或多个压力输入以该系统工作。

发明内容

本公开涉及一种改进式气动检测器开关。该改进式气动检测器开关可以包括气密密封空间。该气密密封空间可以被联结到用于可操作地连接到压力侧管道的入口。所述改进式气动检测器开关可以包括被联结在所述密封空间内的可变形隔膜，该可变形隔膜被构造成响应于穿过压力侧管道所连通的所述气密密封空间内的压力增加，而与电接触表面相接触。所述电接触表面可以是被联结到绝缘材料上的电接触表面。所述电接触表面可以包括电镀电接触表面。所述电接触表面可以通过联结气密密封空间和背压槽的间隙。所述电接触表面可以被构造成创建从可变形隔膜到接触侧管道的电路径。

附图说明

在说明书的结论部分会具体地指出并清楚地主张本公开的主题。然而，在结合附图来考虑时，通过参照详细的说明和权利要求书方能最佳地获得本公开更加完整的理解，其中，类似标号表示类似元件：

图1描述了处于其缺省条件下的传统气动检测器开关；

图2描述了根据各种实施例的改进式气动检测器开关；

图3描述了可变形隔膜处于其变形位置的图1的传统气动检测器开关；以及

图4描述了根据各种实施例的可变形隔膜处于其变形位置的图2的改进式气动检测器开关。

具体实施方式

本文中示例性实施例的详细说明会参照附图来进行，这些附图以图示方式示出了示例性实施例及其最佳模式。虽然这些示例性实施例充分详细地得以描述以使本领域技术人员能够实施本发明，但是应该理解成可以实现其它实施例以及可以做出合乎逻辑的改变而不脱离本公开的精神和范围。因此，本文中的详细说明只是出于举例的目的而并非限制的目的而呈现。例如，在任何方法或过程描述中所陈述的步骤均可以以任何次序来执行并且无需限制于所呈现的次序。此外，任何对单数的引用包括复数的实施例，并且任何对多于一个部件或者步骤的引用包括单数的实施例或者步骤。

本公开涉及具有一体式电接触的气动检测器的设计，该气动检测器被构造成与报警器和故障压力开关一起使用，诸如用于飞行器的火情报警系统。传统的系统使用两个分离的开关和两个分离的隔膜以指示报警和故障状况。该气动检测系统通常是密封式的并且包含最小常压，该最小常压等同于周围环境为-65F下的压力并能够随意地设定。当这个压力足以使故障开关内的可变形隔膜变形，它于是将响应于抵靠着隔膜的压力增加，而在可变形隔膜和触针之间产生电连续性。由此，响应于可变形隔膜与触针相接触，就可以形成电路并且触发报警。

改进式气动检测器（“APD”）可以为隔膜类型的、气动动力式闸门阀致动器，其被设计成操作“故障闭合式”或“故障打开式”安全阀。该APD可以被构造成用于热量检测。可以在井源安全阀应用、流送管线、总管阀(header valve)和集输管线中采用APD。可以在套管溢流阀和储存器阀应用中采用APD。APD重量较轻并且通常易于维护。

图1示出了处于正常压力条件下的通常改进式气动检测器报警开关（即，该电接触可以在缺省条件下断开）。触针1经由绝缘材料3而从固定器部分5绝缘。可变形隔膜2和固定器部分4、5电连接起来，于是当可变形隔膜2连结触针1时，如图3所示那样将会发生可变形隔膜2和触针1之间的电连续性，由此充当电开关。图1中所示的开关由在四个阶段中组装的八个部件构成。在本设计中，触针1通过端帽15和触针管道6之间的接合而定位。在该开关组装完毕后，真空穿过触针管道6而进入于是该管道不透气地得以密封。图3描述了可变形隔膜处于其变形位置下的图1的传统气动检测器。

图2示出了处于正常工作压力下的根据各种实施例的改进式气动检测器的报警开关（即，电接触可以在缺省条件下断开）。电力通过可变形隔膜9从压力侧管道14传到触针管道13的方式不同于诸如图1的设计的现有设计。在图2所描述的方案中，接触表面8与绝缘材料10的至少一个表面一体化。绝缘材料10可以是陶瓷绝缘材料。绝缘材料10可以被构造成对固定器12提供电绝缘。诸如接触表面8的电镀表面可以整合和/或结合到绝缘材料10的一个或多个表面上。接触表面8可以与接触侧管道13电连通并且产生到达接触侧管道13的电路径。在位置2.2处形成于绝缘材料10内的间隙可以将槽(well)2.3的一部分联结到空间(void)2.4。空间2.4可以是形成在可变形隔膜9和固定器12之间的气密封闭空间(enclosure)。空间2.1可以是形成在可变形隔膜9和固定器11之间的封闭空间。空间2.1可以与压力侧管道14流体连通。槽2.3的体积可以增加改进式气动检测器的热稳定性。例如，不会响应于正承受温度增加的改进式气动检测器而在可变形隔膜9上产生背压(back pressure)，其可以影响驱动压力足以使可变形隔膜9变形，从而与接触表面8发生接触。

继续参考图2，可变形隔膜9可以由任意合适材料制成。例如，可变形隔膜9可以由从金属合金片所冲压的大致扁平金属圆片制成。该圆片的直径可以适当地按一定尺寸制成以在固定器11和12之间形成气密密封件。改进式气动检测器报警开关可以包括压力侧管道14，该压力侧管道14带有与空间2.1流体连通的第一端。压力侧管道14可以包括与压力源（未示出）连通的第二端。接触侧管道13可以包括与空间2.4连通的第一端。接触侧管道13可以包括结合到压力抽取器(pressure draw)的第二端，该压力抽取器被构造成用于产生局部真空和/或不透气密封空间2.4。空间2.4内的压力是可升级的（scalable）。可以设定空间2.4内的压力等级，以响应于通过期望数量的压力侧管道14所检测到的热量增加和/或压力增加；可变形隔膜9可以变形和/或与接触表面8相接触。由此，改进式气动检测器可以作为开关工作，该开关响应于温度增加而工作。例如，响应于暴露于高温的压力侧管道14，空间2.1内部的压力将会升高。可变形隔膜9响应于空间2.1内压力上的升高而变形，针对预定的背景压力作出响应一般将会在朝向接触表面8的方向上进一步变形并产生闭合开关。响应于开关的闭合可能会触发报警。图4描述了根据各种实施例的可变形隔膜处于其变形位置下的图2的改进式气动检测器。

绝缘材料10可以被构造成使固定器11和12从接触侧管道13隔离开。固定器11和12的材料可以是任意合适的材料，诸如钼材料。绝缘材料10可以是任意合适的材料，诸如陶瓷材料（例如，氧化铝材料）。在APD中使用之前，开关的接触侧被抽真空而密封。开关通过接触侧管道13而被抽真空。

根据各种实施例并且参考图4，可变形隔膜9被描绘成与导电表面相接触，该表面被示出为接触表面8以响应于空间2.4内比正常更大的压力。空间2.1和2.4可以组合起来限定为固定器11、12之间的内部区域。可变形隔膜可以位于空间2.1、2.4内。接触表面8整合到绝缘材料10上。接触表面8可以成为任何形状；但是，在各种实施例中，接触表面8从与可变形隔膜9的接触点而延续到接触侧管道13。

该方案的一些好处是通过减少故障点的数量来简化制造过程并改善该开关的鲁棒性。例如，故障模式包括损失密封和因触针位置上的改变而造成的切换压力变化。通过使触针组件和陶瓷绝缘体一体化，因触针游走而导致切换压力上的变化就得以减少和/或消除。

根据各种实施例，改进式气动检测器报警开关可以包括单个可变形隔膜9，而不是两个分离的可变形隔膜，以指示报警或故障情况。该改进式气动检测器报警开关可以包括单个压力输入以感测报警或故障状况。

已经在本文中描述关于特定实施例的好处、其它优点以及针对问题的解决方案。此外，在本文所包含的不同附图中所示出的连接线旨在呈现各种要素之间的示例性功能关系和/或物理联接。应该注意的是许多替代或者附加的功能关系或物理连接可以存在于实际的系统中。然而，好处、优点、针对问题的解决方案以及可能致使任何好处、优点或者解决方案将会发生或者变得更加显著的任何要素不应被解释为本公开关键的、所要求的或者必需的特征或者要素。本发明的范围只由所附权利要求相应地进行限定，其中，除非明确地说明，否则以单数方式提及一个要素并非旨在意味“一个并且仅一个”，而是指“一个或者多个”。

本文中提供了系统、方法和设备。在本文的详细说明中，对“不同实施例”、“一个实施例”、“一种实施例”以及“一种示例性实施例”等等的引用表明所描述的实施例可以包括特定的特征、结构以及特点，但是每个实施例可能未必包括该特定的特征、结构以及特点。而且，这样的短语未必指的是相同的实施例。此外，当结合一种实施例来描述特定的特征、结构或者特点时，无论是否明确地得以描述都可认为是结合其它实施例而影响这种特征、结构或者特点均处于本领域技术人员的知识范围内。在阅读完说明之后，如何在替代实施例中实施本公开对于相关领域技术人员而言将是显而易见的。整个附图中使用不同的剖面线来表示不同的部件，但未必表示相同或不同的材料。

此外，不管要素、部件或者方法步骤是否在权利要求中清楚地得以陈述，本公开中的要素、部件或者方法步骤都不是旨在专门针对于公众。本文中的权利要求的要素都不应按照35 U.S.C 112(f)的规定来进行解释，除非该要素明确地使用短语“用于…..的装置”来陈述。如本文中所使用，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变化均旨在覆盖非排他性的包括，以使得包括序列要素的工艺、方法、制品或者设备不仅包括那些要素，而且可能包括未明确列出或该工艺、方法、制品或者设备所固有的其它要素。

Claims (15)

1. 一种改进式气动检测器开关，包括：

气密密封空间，所述气密密封空间包括用于可操作地连接到压力侧管道的入口；

处在所述密封空间内的可变形隔膜，所述可变形隔膜被构造成响应于所述气密密封空间内压力上的增加而与电接触表面相接触，其中，所述电接触表面被布设在绝缘材料上。

2. 根据权利要求1所述改进式气动检测器开关，其特征在于，还包括：至少由所述电接触表面局部地限定的背压槽。

3. 根据权利要求1所述改进式气动检测器开关，其特征在于，还包括：至少局部地围绕所述绝缘材料的外周所布设的背压槽。

4. 根据权利要求3所述改进式气动检测器开关，其特征在于，连续的电接触表面通过所述绝缘材料内的间隙，其中，所述间隙联结所述气密密封空间和所述槽。

5. 根据权利要求1所述改进式气动检测器开关，其特征在于，所述电接触表面与所述绝缘材料的表面一体化。

6. 根据权利要求1所述改进式气动检测器开关，其特征在于，所述电接触表面被构造成产生从所述可变形隔膜到接触侧管道的电路径。

7. 根据权利要求6所述改进式气动检测器开关，其特征在于，所述接触侧管道被构造成在可操作地联结到所述隔膜的表面的背压槽内产生局部真空。

8. 根据权利要求1所述改进式气动检测器开关，其特征在于，所述隔膜被构造成响应于压力上的增加而变形。

9. 根据权利要求1所述改进式气动检测器开关，其特征在于，所述电接触表面包括电镀电接触表面。

10. 一种电接触表面，包括：

被布设在绝缘材料上的电镀电接触表面，其中，所述电接触表面通过联结气密密封空间和背压槽的间隙，其中，所述电接触表面被构造成产生从可变形隔膜到接触侧管道的电路径。

11. 根据权利要求10所述电接触表面，其特征在于，所述接触侧管道被构造成在所述背压槽内产生局部真空。

12. 根据权利要求10所述电接触表面，其特征在于，所述背压槽被构造成提供热稳定性。

13. 根据权利要求10所述电接触表面，其特征在于，所述背压槽至少局部围绕所述绝缘材料的周围而布置。

14. 根据权利要求10所述电接触表面，其特征在于，所述电接触表面与所述绝缘材料的表面一体化。

15. 根据权利要求1所述改进式气动检测器开关，其特征在于，所述可变形隔膜被构造成响应于压力上的增加而变形。