CN110006583B - 一种差压变送器过载保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传感器技术领域，且公开了一种差压变送器过载保护装置，包括基座和正压隔离膜片，正压隔离膜片与基座围成的内腔通往基座的内部设有扁平油路槽，基座的开设有横移槽和纵移槽，横移槽和纵移槽相互垂直布置，横移槽和纵移槽的内部分别活动套接有驱动板和封堵板，驱动板和封堵板的外部均通过密封圈包裹形成滑动密封。本发明通过将驱动板与复位拉簧垂直布置且楔形卡口连接，可在有过载压力时，由正压隔离膜片推动驱动板横移，带动复位拉簧纵向下移，将硅油进入弧形电极板的油路封堵，利用硅油本身较强的抗压缩性将正压隔离膜片一侧受封堵的硅油形成近实体，以抵抗过载冲击，避免测量膜片受冲击损毁，即保护相关差动电容元件安全。

Description

一种差压变送器过载保护装置

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体为一种差压变送器过载保护装置。

背景技术

传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称，通常由敏感元件和转换元件组成。当传感器的输出为规定的标准信号时，则称为变送器。变送器多用于工业领域的过程控制，将信号参数传输给控制器。

现有一种电容式差压变送器，其利用测量膜两侧的电极板与测量膜形成的电容感测，当高压腔室压力高于低压腔室压力，测量膜会向一侧位移，使得电极板间距变化，从而带来电容变化，此压力与电容变化成正比，则能够检测压力值，再通过将差动电容变化的电信号经过放大至标准电信号后输出。

但由于工业制造环境中，差压传感器测量的介质压力不稳定，有时会产生过载压力，也有因为压力尖峰或者连续的脉冲导致的尖峰压力远超变送器设定的最大额定压力，造成测量膜及相关传感元件的损坏，为此，针对差压变送器，提出一种过载保护装置，旨在防止过载压力或尖峰压力对设备元件的危害。

发明内容

针对背景技术中提出的现有差压变送器在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种差压变送器过载保护装置，具备压力过载保护及缓冲的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种差压变送器过载保护装置，包括基座和正压隔离膜片，所述正压隔离膜片与基座围成的内腔通往基座的内部设有扁平油路槽，所述基座的开设有横移槽和纵移槽，所述横移槽和纵移槽相互垂直布置，所述横移槽和纵移槽的内部分别活动套接有驱动板和封堵板，所述驱动板和封堵板的外部均通过密封圈包裹形成滑动密封，所述驱动板的外部且位于封堵板的交接处开设有楔形槽，所述封堵板的顶端与驱动板通过楔形槽卡口连接，所述驱动板的一端设有可使驱动板复位移动的复位弹簧，所述封堵板的一侧设有可使封堵板复位移动的复位拉簧，所述驱动板伸出横移槽的一端设有弧形凸板，所述驱动板左移带动封堵板下移可封堵扁平油路槽。

优选的，所述纵移槽的内壁下部设有两个阶梯状的平台安装台和限位台，所述封堵板一侧的底部设有与安装台和限位台相适配的平台，所述安装台用于固定安装复位拉簧，所述限位台用于限位封堵板的上移。

优选的，所述楔形槽的楔形斜面的垂直高度投影大于所述扁平油路槽的高度，所述楔形槽的楔形斜面与水平面的夹角不超过45度。

优选的，所述横移槽内腔的高度大于纵移槽内腔的宽度。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过将驱动板与复位拉簧垂直布置且楔形卡口连接，可在有过载压力时，由正压隔离膜片推动驱动板横移，带动复位拉簧纵向下移，将硅油进入弧形电极板的油路封堵，利用硅油本身较强的抗压缩性将正压隔离膜片一侧受封堵的硅油形成近实体，以抵抗过载冲击，避免测量膜片受冲击损毁，即保护相关差动电容元件安全。

2、本发明通过在驱动板和封堵板上均设密封圈，且将横移槽的宽度设定高于纵移槽的内宽，由此，可在将驱动板左推移时，横移槽内容纳硅油的容腔增大，封堵板下移时，纵移槽内容纳硅油的容腔减小，增大与减小量的差值即为封堵板封堵油路后的额外系统缓冲位移量，故而，以提供正压隔离膜片缓冲位移量，在保障测量膜片的尖峰压力安全情况下，进一步缓解正压隔离膜片的受压冲击。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1的A处局部放大示意图；

图3为本发明封堵板下移封堵油路槽状态示意图；

图4为本发明图3的B处局部放大示意图。

图中：1、基座；2、测量膜片；3、负压隔离膜片；4、正压隔离膜片；5、硅油；6、弧形电极板；7、横移槽；8、纵移槽；9、驱动板；9a、弧形凸板；10、封堵板；11、楔形槽；12、复位弹簧；13、复位拉簧；14、安装台；15、限位台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种差压变送器过载保护装置，包括基座1，基座1的左右两侧分别设有负压隔离膜片3和正压隔离膜片4，负压隔离膜片3和正压隔离膜片4通过外壳螺栓拧固挤压并配合O型密封圈密封，形成可以盛装硅油5的容腔，在两个基座1之间设有测量膜片2，基座1的内部且位于测量膜片2的左右两侧均设有弧形电极板6，弧形电极板6与基座1形成左右两个差动电容，负压隔离膜片3和正压隔离膜片4的一侧分别与弧形电极板6的内部通过扁平油路孔连通，现在该差压变速器的基座1的高压腔室侧开设有横移槽7和纵移槽8，横移槽7与纵移槽8相互垂直布置，且横移槽7位于纵移槽8的上侧，横移槽7和纵移槽8的内部分别滑动连接有驱动板9和封堵板10，且驱动板9和封堵板10的外部均通过密封圈包裹形成滑动密封，驱动板9与封堵板10的交接处设有楔形槽11，通过楔形槽11，驱动板9与封堵板10形成卡口连接，驱动板9的一侧设有可使驱动板9复位移动的复位弹簧12，封堵板10的一侧设有可使封堵板10复位移动的复位拉簧13，其中，驱动板9伸出横移槽7的一端设有一弧形凸板9a，用以与正压隔离膜片4形成受压接触面，其中，将弧形凸板9a安装在基座1侧的波浪形面的波峰处，使得正压隔离膜片4受过载压力冲击后能够优先作用在弧形凸板9a上。

从而，当正压隔离膜片4受过载冲击作用时，正压隔离膜片4与弧形凸板9a接触，并推动驱动板9左移，压缩复位弹簧12，驱动板9与封堵板10的楔形卡口连接即使得驱动板9左移时推动封堵板10下移，封堵板10的端面下移而封住油路孔，阻止因正压隔离膜片4受压移动而使得硅油5进入弧形电极板6内继续作用测量膜片2，在上述动作过程中，驱动板9左移，使得横移槽7位于驱动板9上密封圈一侧的内腔变大，可容纳更多的硅油5，封堵板10下移，使得纵移槽8位于封堵板10上密封圈下方的内腔变小，可容纳较少的硅油5，在横移槽7与纵移槽8可容纳硅油5的容量差即提供正压隔离膜片4受压推动驱动板9移动时的缓冲空间。

其中，纵移槽8的内壁一侧下部设有两个阶梯状的平台安装台14和限位台15，且封堵板10一侧的底部设有与安装台14和限位台15相适配的平台，如图3和4所示，安装台14处用于固定安装复位拉簧13，限位台15用于卡接封堵板10，从而对封堵板10受复位拉簧13上拉位移进行限位，防止封堵板10与驱动板9卡接时因顶紧而造成驱动板9初始摩擦阻力大，此可降低正压隔离膜片4受压推动驱动板9的初始临界力，保证保护装置的灵敏性。

其中，楔形槽11的楔形斜面的垂直高度投影需大于扁平油路的高度，防止封堵板10封堵油路时封堵板10的顶端完全脱离楔形槽11而造成驱动板9复位困难的情况，同时，为了便于保障驱动板9左移的位移量大于联动封堵板10的位移量，将楔形槽11的楔形斜面与水平面的夹角设为不超过45度。由上述限定，可即保障驱动板9左移带动封堵板10下移能够完全封堵油路孔，也能保障驱动板9左移获得的储油腔增大量高于封堵板10下移获得的储油腔减小量，使得总体储油量增大，获得冲击缓冲距离。

进一步的，将横移槽7的内腔高度设定为大于纵移槽8的内腔宽度，此处的内腔高度是指横移槽7水平放置时的垂直高度，以及纵移槽8的内腔宽度指纵移槽8垂直放置时的水平宽度，且纵移槽8的内腔宽度指位于安装台14上方的内腔宽度。如图1所示，在设备安全完成后，正压隔离膜片4至弧形电极板6的内腔以及负压隔离膜片3至弧形电极板6的内腔均填充满了硅油5，而横移槽7的内腔位于驱动板9外部的密封圈的左侧以及纵移槽8的内腔位于封堵板10外部的密封圈的上方均不填充硅油5。上述设置，即可使得过载压力冲击正压隔离膜片4带动驱动板9左移时，可容纳硅油5的容腔变大而使设备获得缓冲效果。

为完善封堵板10下移封堵油路效果，可在封堵板10的下方设密封胶垫，驱动板9左移时，压动封堵板10下移，在封堵板10的顶端还未脱离楔形槽11时，就已经将封堵板10底部的密封胶垫紧压在油路内底面上，从而达到更好的封堵效果。

为保障加设的过载保护装置不影响仪器在非过载环境下正常检测工作，在设备安装时，驱动板9与封堵板10卡口连接完成后，复位弹簧12应处于受压回弹状态，且该回弹力设定为设备工作时的额定压力值，即设备在额定压力值范围内工作时，正压隔离膜片4受压移动，通过硅油5无法压动驱动板9左移，同时封堵板10受复位拉簧13回拉作用，固定在限位台15限位上移，即正压隔离膜片4产生的位移能够完全由硅油5传递至测量膜片2处，完成精密的检测，当设备存有过载压力运行时，方可压动复位弹簧12。

考虑设备的生产及安装，将基座1的正方体或长方体形状分为上下左右四份，四份拼合形成的容腔通过上下面的四角长螺栓贯穿拧固，且左右面的四角也通过长螺栓贯穿拧固，各部接触面均通过O型密封圈挤压密封。

本发明的使用方法如下：

当正压隔离膜片4受到过载冲击作用时，正压隔离膜片4已与弧形凸板9a接触，并推动驱动板9左移，压缩复位弹簧12，同时，左移的驱动板9在楔形槽11的接触作用下带动封堵板10下移，将复位拉簧13拉伸，当封堵板10的底部下移至扁平油路内底封堵油路时，封堵板10的顶端恰好还未离开楔形槽11，由此即将正压隔离膜片4一侧的硅油5进入测量膜片2与弧形电极板6内的油路封堵，保护测量膜片2免受冲击影响，同时封堵后的硅油5因自身较强的抗压缩性而形成一个近似实体，正压隔离膜片4与该近似的实体完全接触而得以受到保护；在上述驱动板9和封堵板10的动作过程中，驱动板9和封堵板10外部的密封圈在横移槽7和纵移槽8内滑动类似于一个活塞杆抽拉动作，使得横移槽7内可容纳更多的硅油5，纵移槽8内可容纳更少的硅油5，由于横移槽7内容纳硅油5的增加量高于纵移槽8内容纳硅油5的减少量，综合或者容纳硅油5的增加量，从而使得正压隔离膜片4有了位移缓冲空间；当过载压力结束后，驱动板9在复位弹簧12的弹力作用下复位，封堵板10在复位拉簧13的拉力作用下复位。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种差压变送器过载保护装置，包括基座（1）和正压隔离膜片（4），所述正压隔离膜片（4）与基座（1）围成的内腔通往基座（1）的内部设有扁平油路槽，其特征在于：所述基座（1）的开设有横移槽（7）和纵移槽（8），所述横移槽（7）和纵移槽（8）相互垂直布置，所述横移槽（7）和纵移槽（8）的内部分别活动套接有驱动板（9）和封堵板（10），所述驱动板（9）和封堵板（10）的外部均通过密封圈包裹形成滑动密封，所述驱动板（9）的外部且位于封堵板（10）的交接处开设有楔形槽（11），所述封堵板（10）的顶端与驱动板（9）通过楔形槽（11）卡口连接，所述驱动板（9）的一端设有可使驱动板（9）复位移动的复位弹簧（12），所述封堵板（10）的一侧设有可使封堵板（10）复位移动的复位拉簧（13），所述驱动板（9）伸出横移槽（7）的一端设有弧形凸板（9a），所述驱动板（9）左移带动封堵板（10）下移可封堵扁平油路槽；驱动板（9）左移，使得横移槽（7）位于驱动板（9）上密封圈一侧的内腔变大，可容纳更多的硅油（5），封堵板（10）下移，使得纵移槽（8）位于封堵板（10）上密封圈下方的内腔变小，可容纳较少的硅油（5），在横移槽（7）与纵移槽（8）可容纳硅油（5）的容量差即提供正压隔离膜片（4）受压推动驱动板（9）移动时的缓冲空间；将横移槽（7）的内腔高度设定为大于纵移槽（8）的内腔宽度，横移槽（7）的内腔位于驱动板（9）外部的密封圈的左侧以及纵移槽（8）的内腔位于封堵板（10）外部的密封圈的上方均不填充硅油（5）。

2.根据权利要求1所述的一种差压变送器过载保护装置，其特征在于：所述纵移槽（8）的内壁下部设有两个阶梯状的平台安装台（14）和限位台（15），所述封堵板（10）一侧的底部设有与安装台（14）和限位台（15）相适配的平台，所述安装台（14）用于固定安装复位拉簧（13），所述限位台（15）用于限位封堵板（10）的上移。

3.根据权利要求1所述的一种差压变送器过载保护装置，其特征在于：所述楔形槽（11）的楔形斜面的垂直高度投影大于所述扁平油路槽的高度，所述楔形槽（11）的楔形斜面与水平面的夹角不超过45度。

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