CN108072482B - 压力控制器及其压力传感器、压力传感器的制作方法 - Google Patents

压力控制器及其压力传感器、压力传感器的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种压力传感器，包括基座部件，其特征在于，还包括内波纹管和外波纹管，所述内波纹管和所述外波纹管焊接在所述基座部件上，所述内波纹管与所述基座部件形成感压腔，所述内波纹管与所述外波纹管形成保护腔，所述基座部件上设置有与所述感压腔连通的流体进入通道和与所述保护腔连通的压力检测通道，所述压力检测通道由封堵件封堵,采用内波纹管与外波纹管配合，能够提供过压保护，压力检测通道的设置，能够对外波纹管进行气密性检测，有效防止压力传感器内的流体发生泄漏，焊接波纹管时，压力检测通道能够保持保护腔与外界的压力平衡，避免保护腔产生负压影响波纹管刚度，本发明还公开了一种制作压力传感器的方法及一种压力控制器。

Description

压力控制器及其压力传感器、压力传感器的制作方法
技术领域
本发明属于压力传感技术领域,具体涉及一种压力传感器及其制作方法，以及一种具有该压力传感器的压力控制器。
背景技术
压力控制器作为空调和制冷系统的安全保护及控制部件，可防止进气压力过低或排气压力过高，也可用于风冷冷凝器上来控制压缩机或风扇的启动停止，其工作原理是通过一个具有压力传感器的压力组件将制冷剂的压力信号转换成位移信号，再通过机械传动转换成内部开关的控制信号，实现自动控制保护。
现有压力控制器，一般采用波纹管作为压力传感器的传动部件，目前的压力传感器基本采用单层波纹管结构，由于压力传感器直接与系统管路相连，一旦压力异常过高(高压保护时)或波纹管自身疲劳影响而产生波纹管在控制器进行保护动作前破裂，将导致系统制冷剂泄漏，严重影响系统功能。此外，在其它传感装置中，虽有使用双波纹管结构，但其双波纹管结构复杂，每个波纹管的两端分别焊接在不同部件上，工艺复杂，且内泄漏情况不易检测。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种压力传感器，包括基座部件，还包括内波纹管和套设在所述内波纹管外部的外波纹管，所述内波纹管和所述外波纹管焊接在所述基座部件上，所述内波纹管与所述基座部件形成感压腔，所述内波纹管与所述外波纹管形成保护腔，所述基座部件上设置有与所述感压腔连通的流体进入通道和与所述保护腔连通的压力检测通道，所述压力检测通道由封堵件封堵。
本发明方案的压力传感器，采用内波纹管与外波纹管配合，当系统压力异常过高导致内波纹管1破裂时，由于外波纹管2的有效面积比内波纹管1的有效面积大，可以使原本设定的高压保护的压力值降低，起到高压保护的作用，，通过在基座部件上设置与保护腔连通的压力检测通道来检测外波纹管2的焊接气密性，保证焊接部位的密封可靠性，能够有效防止压力传感器内的流体经焊接部位发生泄漏，而且，焊接波纹管时，压力检测通道能够保持保护腔与外界的压力平衡，避免保护腔产生负压影响波纹管刚度。
进一步地，如上所述的压力传感器，所述内波纹管和所述外波纹管均为一体式的大致杯状结构，所述内波纹管和所述外波纹管的开口端焊接在所述基座部件上。
进一步地，如上所述的压力传感器，所述基座部件上设置有第一环形台阶部和直径大于所述第一环形台阶部的第二环形台阶部，所述内波纹管焊接在所述第一环形台阶部上，所述外波纹管焊接在所述第二环形台阶部上。
进一步地，如上所述的压力传感器，所述内波纹管和所述外波纹管通过炉焊一次性焊接在所述基座部件上。
进一步地，如上所述的压力传感器，所述基座部件包括基座本体和基座接头，所述基座接头与所述基座本体通过炉焊焊接固定。
进一步地，如上所述的压力传感器，所述基座部件包括基座本体和基座接头，所述基座接头、所述基座本体、所述内波纹管和所述外波纹管通过炉焊一次性焊接固定。
进一步地，如上所述的压力传感器，所述第一环形台阶部上设置有防止焊料溢流的第一溢流槽和/或，所述第二环形台阶部上设置有防止焊料溢流的第二溢流槽。
进一步地，如上所述的压力传感器，所述压力检测通道的一端设置于所述第一环形台阶部与所述第二环形台阶部之间的台阶面上。
进一步地，如上所述的压力传感器，在所述台阶面上，所述压力检测通道与所述内波纹管之间设置有防止焊料溢流的端面溢流槽。
进一步地，如上所述的压力传感器，所述封堵件为钢球，所述钢球过盈配合于所述压力检测通道中，或所述钢球焊接在所述压力检测通道中。
本发明还公开了一种压力控制器，包括开关组件和与所述开关组件传动连接的压力组件，所述压力组件包括压力传感器，所述压力传感器为本发明的任一压力传感器。
本发明的压力控制器，因采用本发明的压力传感器，因此，也具有本发明的压力传感器的有益效果，在此不再重复叙述。
本发明还公开了一种压力传感器的制作方法，包括如下步骤：
制作内波纹管和外波纹管；
制作带有流体进入通道和压力检测通道的基座部件；
将所述内波纹管和所述外波纹管焊接在所述基座部件上，并使所述内波纹管与所述基座部件形成感压腔，使所述内波纹管与所述外波纹管形成保护腔；
通过所述压力检测通道向所述保护腔内充压力检测用介质，检测所述外波纹管的焊接气密性；
用封堵件封堵所述压力检测通道。
本发明的压力传感器的制作方法，能够提供过压保护，且零部件少，制作工艺简单，密封可靠性高。
进一步地，如上所述的压力传感器的制作方法，所述内波纹管和所述外波纹管通过炉焊一次性焊接在所述基座部件上。
进一步地，如上所述的压力传感器的制作方法，所述基座部件包括基座本体和基座接头，所述基座本体和所述基座接头通过炉焊焊接固定。
进一步地，如上所述的压力传感器的制作方法，所述基座本体、所述基座接头、所述内波纹管和所述外波纹管通过炉焊一次性焊接固定。
进一步地，如上所述的压力传感器的制作方法，所述外波纹管的焊接气密性和所述内波纹管的焊接气密性一次性检测完成。
附图说明
图1为本发明压力传感器的实施例一的结构示意图；
图2为图1中I1处的局部放大图；
图3为对图1所示的压力传感器进行气密性检测的示意图；
图4为图1中I1处的局部放大图的一种变形例；
图5为本发明压力传感器的实施例二的结构示意图；
图6为图5中I2处的局部放大图；
图7为本发明压力控制器的一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明压力传感器的实施例一的结构示意图，图2为图1中I1处的局部放大图，图3为对图1所示的压力传感器进行气密性检测的示意图，图4为图1中I1处的局部放大图的一种变形例。
如图1和图2所示，本实施例中，压力传感器包括内波纹管1、外波纹管2、基座部件，外波纹管2套设在内波纹管1的外部。作为具体实施方式，本实施例中，基座部件由基座本体3和具有基座流路41的基座接头4通过焊接固定为一个整体，采用分体式焊接结构，加工方便，也节省材料，并且也方便流体进入通道的加工。内波纹管1和外波纹管2均为一体式结构，其形状大致为杯状。内波纹管1和外波纹管2的开口端通过焊接固定在基座本体3上。通过焊接的方式固定内波纹管1和外波纹管2，而不采用粘性材料胶接的方式，能够防止压力传感器长期使用下失效等风险。在内波纹管1与基座本体3之间形成有感压腔5，基座本体3上设置有与感压腔5连通的流体进入通道7。内波纹管1与外波纹管2形成保护腔6，内波纹管1所感知的流体压力经保护腔6能够传递给外波纹管2。当由流体进入通道7进入感压腔5内的压力异常过高或由于内波纹管1自身疲劳影响而导致内波纹管1破裂时，流体进入保护腔6中时，外波纹管2成为感压部分，感压面积增大，保护腔6内压力降低，外波纹管2能够起到保护控制系统压力过高的功能。并且，为了进一步保证内波纹管1破裂时，感压腔5内的流体不会从外波纹管2泄漏，在基座本体3上还设置有与保护腔6连通的压力检测通道8用来检测外波纹管2的焊接气密性。压力检测通道8的另一作用是，在对波纹管2进行焊接时，能够平衡保护腔6与外界的压力，避免保护腔6中产生负压影响波纹管刚度。
下面对本实施例的具体装配方式作出详细说明。
首先，基座本体3与基座接头4二者之间采用炉中钎焊方式焊接固定。之后，将内波纹管1和外波纹管2的开口端焊接固定在基座本体3上。为了方便内波纹管1和外波纹管2焊接在基座本体3上，提高焊接一致性，在基座本体3上设置有第一环形台阶部11和直径大于第一环形台阶部11的第二环形台阶部12。内波纹管1的开口端焊接在第一环形台阶部11上，外波纹管2焊接在第二环形台阶部12上。压力检测通道8的一端设置于第一环形台阶部11和第二环形台阶部12之间的台阶面上。作为一种焊接方式，本实施例中，内波纹管1和外波纹管2是通过炉焊一次性焊接在基座本体3的第一环形台阶部11和第二环形台阶部12上的。即，在第一环形台阶部11的与内波纹管1相配合的表面及第二环形台阶部12的与外波纹管2相配合的表面分别放置锡焊焊片，然后采用加热炉将内波纹管1和外波纹管2一次性焊接固定在基座本体3上。内波纹管1与外波纹管2一次性焊接在基座本体3上，能够有效地减少焊接步骤，提高焊接效率。为了防止焊接时，外波纹管2焊接处的焊料溢流进压力检测通道8中造成压力检测通道堵塞，在第一环形台阶部11与第二环形台阶部12之间的台阶面(也即基座本体3的与保护腔6相对的表面)上设置有环形的端面溢流槽13。当然，端面溢流槽13的形状不限于环形，只要能够实现防止焊流进入压力检测通道8中即可。此外，为了防止焊料溢流，提高焊料利用率，并保证焊接一致性，在第一环形台阶部11和第二环形台阶部12上分别设置有防止焊料溢流的第一溢流槽14和第二溢流槽15。当然，也可以仅设置第一溢流槽14或仅设置第二溢流槽15。第一溢流槽14和第二溢流槽15的形状为截面大致为矩形的凹槽，当然，也可以是其它形式的槽，只要能实现本发明目的即可。
内波纹管1和外波纹管2焊接之后，对内波纹管1和外波纹管2的焊接气密性进行检测。内波纹管1和外波纹管2的焊接气密性可以单独检测，当然，更为优选的方式是同时检测外波纹管2和内波纹管1的气密性。如图3所示，将压力传感器装的基座接头4伸入具有进气通路A和检测口B、检测口C的检测工装100中，用工装200对压力传感器的另一端进行定位。其中，进气通路A通过压力检测通道与压力传感器的保护腔6连通，检测口B通过流体进入通道7与压力传感器的感压腔5连通，检测口C用于检测外波纹管2的焊接气密性。通过进气通路A向保护腔6中通入气体(例如氦气)，在检测口B和检测口C处一次性对内波纹管1和外波纹管2的焊接气密性进行检测。可以理解的是，也可以分别单独对内波纹管1或外波纹管2进行气密性检测。可见，通过在基座部件上设置压力检测通道8，能够对外波纹管2的焊接气密性进行检测，进一步保障了外波纹管2的焊接气密性，当感压腔5内压力异常升高导致内波纹管1破裂时，可以使感压腔5内的流体不会经外波纹管2泄漏，同时，当对内波纹管1和外波纹管2焊接时，压力检测通道8还可用于保持保护腔6与外界的压力平衡，避免保护腔6内产生负压影响波纹管的刚度。
当检测完成后，用封堵件9将压力检测通道8封堵。具体地，本实施例中，采用钢球作为封堵件。钢球可以通过过盈配合方式封堵压力检测通道8。为了便于钢球的安装，压力检测通道8可以设计为台阶状，包括与保护腔6连通的小径段压力检测通道81和用于与钢球配合的大径段压力检测通道82。钢球挤压入大径段压力检测通道82中与大径段压力检测通道82的侧壁过盈配合。为了增加钢球的安装便利性，可以如图2所示，在大径段压力检测通道82的与基座本体3相对的开口端设置倒角部10，以便在安装钢球时对钢球进行导向。或者，为了增加钢球的安装可靠性，也可以如图4所示，在大径段压力检测通道82的与基座本体3相对的开口端设置一铆接部16，以进一步防止钢球脱离压力检测通道8。当然，可以理解的是，钢球也可以通过焊接方式封堵于压力检测通道8中。
图5为本发明压力传感器的实施例二的结构示意图；图6为图5中I2处的局部放大图。
本部分只对本实施例与实施例一的不同之处进行说明。
如图所示，本实施例与实施例一的不同之处主要在于第一溢流槽和第二溢流槽的形状与实施例一不同。本实施例中，第一溢流槽14’和第二溢流槽15’为分别开设在第一环形台阶部11和第二环形台阶部12上的螺纹槽。其作用与实施例一中的第一溢流槽和第二溢流槽的作用相同，在此不再重复叙述。
以上所述结构只是对本发明压力传感器优选的具体实施例的描述。本领域技术人员可以根据需要对内波纹管1、外波纹管2、基座本体3、基座接头4以及各溢流槽的具体形状作出改进。这些改进也应在本发明的保护范围内。
本发明的压力传感器，通过设置内波纹管1和外波纹管2，当由流体进入通道7进入感压腔5内的压力异常过高或由于内波纹管1自身疲劳影响而导致内波纹管1破裂时，流体进入保护腔6中，外波纹管2成为感压部分，感压面积增大，保护腔内压力降低，能够起到保护控制系统压力过高的功能。此外，外波纹管2能够提供一个泄漏保护，当内波纹管1破裂时，流体会进入保护腔6中，从而防止泄漏。并且，为了进一步保证外波纹管2的焊接气密性，在基座部件上还设置有与保护腔6连通的压力检测通道8用来检测外波纹管2的焊接气密性，进一步保证内波纹管1破裂时，感压腔5内的流体不会经外波纹管2泄漏。此外，在对波纹管2进行焊接时，压力检测通道8还能够平衡保护腔6与外界的压力，避免保护腔6中产生负压影响波纹管刚度。
本发明还公开了一种具有本发明任一压力传感器的压力控制器。以具有本发明实施例二的压力传感器的压力控制器进行举例说明。如图7所示，并参照图1－图6，本发明压力控制器包括开关组件20和压力组件30，压力组件30包括压力传感器31。压力传感器31依次通过基座流道41、流体进入流道7将控制系统中的流体引入到感压腔5中，流体压力的变化使内波纹管1发生弹性变形，由于内波纹管1的传动部分与外波纹管2的传动部分之间的间隙较小，内波纹管1的弹性变形传递至外波纹管2并进而通过开关组件20来传递位移的变化。由于本发明的压力传感器具有前述技术效果，因此，本发明的压力控制器也同样具有前述的过压保护等技术效果，如当内波纹管1破裂时，流体进入外波纹管2中，压力控制器能够提前动作，发挥安全保护的作用等，在此不再赘述。
本发明还公开了一种压力传感器的制作方法，包括如下步骤：首先制作内波纹管1和外波纹管2，制作带有流体进入通道7和压力检测通道8的基座部件；之后，将内波纹管1和外波纹管2焊接在基座部件上，此时，内波纹管1与基座部件形成感压腔5，内波纹管1与外波纹管2形成保护腔6；再后，通过压力检测通道8向保护腔6内充压力检测用介质(如氦气)检测外波纹管2的焊接气密性，外波纹管2的焊接气密性和内波纹管1的焊接气密性可以一次性检测完成，也可以分步检测完成；最后，用封堵件9封堵压力检测通道。
作为具体实施例，基座部件包括基座本体3和基座接头4，基座本体3和基座接头4可以先通过炉焊焊接固定，之后，内波纹管1和外波纹管2再可以通过炉焊一次性焊接在所述基座本体3上。当然，在各部件材料允许的情况下，基座本体3、基座接头4、内波纹管1和外波纹管2也可以通过炉焊一次性焊接固定。
本发明的压力传感器的制作方法，能够提供过压保护，且零部件少，制作工艺简单，密封可靠性高。
需要说明的是，本文中，只对压力传感器的制作方法进行了举例说明，本领域技术人员可以理解的是，基座部件也可以为一体式结构，内波纹管1和外波纹管2也可以分步焊接在基座部件上，内波纹管1与外波纹管2也可以通过高频焊的方式焊接在基座部件上，这些改进都应在本发明的保护范围内。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种压力传感器，包括基座部件，其特征在于，还包括内波纹管(1)和套设在所述内波纹管(1)外部的外波纹管(2)，所述内波纹管(1)和所述外波纹管(2)焊接在所述基座部件上，所述内波纹管(1)与所述基座部件形成感压腔(5)，所述内波纹管(1)与所述外波纹管(2)形成保护腔(6)，所述基座部件上设置有与所述感压腔(5)连通的流体进入通道(7)和与所述保护腔(6)连通的压力检测通道(8)，所述压力检测通道(8)由封堵件(9)封堵。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述内波纹管(1)和所述外波纹管(2)均为一体式的杯状结构，所述内波纹管(1)和所述外波纹管(2)的开口端焊接在所述基座部件上。
3.根据权利要求1或2任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述基座部件上设置有第一环形台阶部(11)和直径大于所述第一环形台阶部(11)的第二环形台阶部(12)，所述内波纹管(1)焊接在所述第一环形台阶部(11)上，所述外波纹管(2)焊接在所述第二环形台阶部(12)上。
4.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述内波纹管(1)和所述外波纹管(2)通过炉焊一次性焊接在所述基座部件上。
5.根据权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，所述基座部件包括基座本体(3)和基座接头(4)，所述基座接头(4)与所述基座本体(3)通过炉焊焊接固定。
6.根据权利要求4所述的压力传感器，其特征在于，所述基座部件包括基座本体(3)和基座接头(4)，所述基座接头(4)、所述基座本体(3)、所述内波纹管(1)和所述外波纹管(2)通过炉焊一次性焊接固定。
7.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述第一环形台阶部(11)上设置有防止焊料溢流的第一溢流槽和/或，所述第二环形台阶部(12)上设置有防止焊料溢流的第二溢流槽。
8.根据权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，所述压力检测通道(8)的一端设置于所述第一环形台阶部(11)与所述第二环形台阶部(12)之间的台阶面上。
9.根据权利要求8所述的压力传感器，其特征在于，在所述台阶面上，所述压力检测通道(8)与所述内波纹管(1)之间设置有防止焊料溢流的端面溢流槽(13)。
10.根据权利要求1或2任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述封堵件为钢球，所述钢球过盈配合于所述压力检测通道(8)中，或所述钢球焊接在所述压力检测通道(8)中。
11.一种压力控制器，包括开关组件(20)和与所述开关组件(20)传动连接的压力组件(30)，所述压力组件(30)包括压力传感器，其特征在于，所述压力传感器为权利要求1－10任一项所述的压力传感器。
12.一种制作压力传感器的方法，其特征在于，包括如下步骤：
制作内波纹管(1)和外波纹管(2)；
制作带有流体进入通道(7)和压力检测通道(8)的基座部件；
将所述内波纹管(1)和所述外波纹管(2)焊接在所述基座部件上，并使所述内波纹管(1)与所述基座部件形成感压腔(5)，使所述内波纹管(1)与所述外波纹管(2)形成保护腔(6)；
通过所述压力检测通道(8)向所述保护腔(6)内充压力检测用介质，检测所述外波纹管(2)的焊接气密性；
用封堵件(9)封堵所述压力检测通道(8)。
13.根据权利要求12所述的制作压力传感器的方法，其特征在于，所述内波纹管(1)和所述外波纹管(2)通过炉焊一次性焊接在所述基座部件上。
14.根据权利要求13所述的制作压力传感器的方法，其特征在于，所述基座部件包括基座本体(3)和基座接头(4)，所述基座本体(3)和所述基座接头(4)通过炉焊焊接固定。
15.根据权利要求14所述的制作压力传感器的方法，其特征在于，所述基座本体(3)、所述基座接头(4)、所述内波纹管(1)和所述外波纹管(2)通过炉焊一次性焊接固定。
16.根据权利要求12所述的制作压力传感器的方法，其特征在于，所述外波纹管(2)的焊接气密性和所述内波纹管(1)的焊接气密性一次性检测完成。
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