CN1167912A

CN1167912A - 压力表

Info

Publication number: CN1167912A
Application number: CN 96107663
Authority: CN
Inventors: 黄添财
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-06-10
Filing date: 1996-06-10
Publication date: 1997-12-17

Abstract

本发明的压力表包括压力指示装置，压力设定调整机构，低压力点设定机构，高压力点设定机构及控制信号部件。当使用者欲设定欲控制装置的流体压力于一压力范围内时，使用者藉助压力设定调整机构调整低、高压力点设定点，由低、高压力点设定机构的检测元件监视压力指示元件后，通过控制信号部件的处理达到控制流体压力可保持在一定的范围内。

Description

压力表

本发明涉及一种可输出控制信号的压力表，特别是为在某一压力区间设定流体压力的压力表。

在一般工厂生产制造中，常需注意压力的控制，比如压力过高时，将产生危险的状况，压力过低时则无法达到制造上的要求。通常在某些使用的场合中，如压力槽的压力又必须固定在某一压力区间内，如在275.7904×10³Pa(40磅/平方英寸)至344.738×10³Pa(50磅/平方英寸)之间，当气体或液体压力低于275.7904×10³Pa(40磅/平方英寸)时，则应以泵打入气体或液体到压力槽中，当气体或液体压力达到344.738×10³Pa(50磅/平方英寸)时，则应停止泵入。

本发明则是可输出控制信号的压力表，该输出控制可有两种信号，即第一输出信号及第二输出信号，比如第一输出信号通过继电器或其他开关元件控制启动泵，第二输出信号通过继电器或其他开关元件停止泵的运作；或者第一输出信号可再接上蜂鸣器通知操作者启动泵，第二输出信号可再接上另一发出不同声响的蜂鸣器通知操作者停止泵的运作。

参照图1所示，图1是达到上述目的的公知压力控制计10压力表，主要具有一流体输入端12，压力转换机构(未示出，是将流体压力转换成机械式的位移，使得压力可藉助该位移而得知流体压力)，指示面板13，压力指示针14，低压设定指示针16，高压设定指示针18，电压输入线19，低压信号输出线166及高压信号输出线186。流体输入端12接上如压力槽的装置，压力指示针14可显示压力槽内的流体压力数值。

低压设定指示针16及高压设定指示针18在其上方分别具有一低压拨杆164及高压拨杆184，使操作者得以设定欲控制的流体压力区间范围。同时低压设定指示针16及高压设定指示针18在其下方分别具有一低压设定探针162及高压设定探针182以便压力指示针14可接触到上述的探针。

电压输入线19与压力指示针14之间为可导电，低压信号输出线166与低压设定指示针16之间为可导电且高压信号输出线186与高压设定指示针18为可导电。

电压输入线19是提供压力指示针14一电压，比如+5V，当压力指示针14在所设定的低压设定指示针16及高压设定指示针18之间时，因为当压力指示针14并未接触到低压设定探针162及高压设定探针182，此时低压信号输出线166及高压信号输出线186保持零伏特状态，当压力指示针14到达设定的高压位置时，因为压力指示针14接触到高压设定探针182，使得高压信号输出线186亦成为+5V；当压力下降时，因压力指示针14脱离高压设定探针182，所以高压信号输出线186回到零伏特状态。若当压力下降至低压力占设定的位置时，则压力指示针14接触到低压设定探针162，使得低压信号输出线166成为+5V。

利用上述的运作与原理，藉助低压信号输出线166及高压信号输出线186，加上简易的控制电路即可控制流体泵的运转。

但上述公知压力控制计10压力表有一严重的缺点，即公知压力控制计10虽然提供设定流体压力在一定的范围，但只能适用于待控制装置(如压力槽)的流体压力本来就在欲设定压力的范围内，无法控制一原本零压力或压力低于低压力设定点的压力槽。主要原因是当压力指示针14在零压力或压力低于低压力设定点时，在启动流体泵运转后，压力槽的流体压力随之增加，但压力指示针14到达低压力设定点时，压力指示针14将碰触到低压设定指示针16的低压设定探针162，无法越过低压设定指示针16来达到控制的目的，故在使用上十分不便。

本发明的压力表主要包括压力指示装置，压力设定调整机构，低压力点设定机构，高压力点设定机构及控制信号部件。

压力指示装置至少包括一压力指示面板，可与流体相通的流体输入端，一可因流体压力不同而改变的压力转换机构，以及与压力转换机构结合而可通过压力转换机构及压力指示面板显示压力的压力指示元件。

当使用者欲设定控制的装置的流体压力在一压力范围时，使用者藉助压力设定调整机构调整低、高压力点设定点，当压力指示元件到达低压力点设定点时，会由低压力点检测元件所检测到，而后由低压力点信号输出元件输出信号至控制信号部件，而当压力指示元件到达高压力点设定点时，会由高压力点检测元件所检测到，而后由高压力点信号输出元件输出信号至控制信号部件；

由低、高压力点设定机构的检测元件监视压力指示元件后，通过控制信号部件的处理达到控制流体压力可保持在一定的范围。

本发明的压力表的主要目的是提供当使用者或操作者欲设定受控制的装置的流体压力在某一压力范围内，并且经配合控制电路，开关及流体泵的结合，不需使用者监控，可达到完全控制受控制的装置的流体压力在某一压力范围内。

本发明的压力表的另一主要目的是改进了公知的压力控制计虽能提供设定流体压力在一定的范围，但只能适用于受控制装置的流体压力原本即在欲设定压力的范围内，无法控制一原本零压力或压力低于低压力设定点的受控制装置。而本发明的压力表则可自动控制原本零压力或压力低于低压力设定点的受控制装置，使受控制装置的流体压力经流体泵从零压力(或压力低于低压力设定点)上升至高压力设定点，从而控制装置的流体压力可一直保持在低压力设定点及高压力设定点之间。

图1是公知的压力控制计立体示意图。

图2是公知典型的压力表主要结构立体示意图。

图3是本发明的压力表的立体分解图。

图4是本发明的压力表的立体示意图。

图5是本发明的压力表的正视图。

图6是本发明的压力表的控制信号部件的电路图。

图7是本发明的压力表的控制信号部件逻辑方块图。

图2是公知典型“旋转式压力指示针的压力表”的主要结构的立体示意图，其中压力表藉助流体输入端34与待测流体接合，而压力转换机构36可将流体压力转换成机械式的位移，使得压力可藉助该位移而得知流体压力；流体经由流体输入端34后进入弹性压力弯管361，当压力越大时，弹性压力弯管361越向外动作，经枢转臂362等元件带动旋转轴365，使得压力指示针随之旋转因而可得知目前的流体压力(可参照图5本发明压力表正视图的第一压力指示针381)，由于本发明并非在于改良压力转换机构36，而是在压力指示装置30中增加了低压力点设定机构50，高压力点设定机构60及控制信号部件70以增加压力控制的功能，故在此不详述压力指示装置30以及其压力转换机构36的详细构造。

以下参照图3，图4。

本发明的压力表的实施例的下方为压力转换机构36，且压力转换机构36的旋转轴365需较长，使得能够容纳第一压力指针381，第二压力指示针382，低压设定转盘513及高压设定转盘613等元件。

在本实施例中压力指示元件38包括第一压力指示针381及第二压力指示针382；第一压力指示针381位于旋转轴365的最顶端，其作用即是指示流体压力的数值(可参照图5的第一压力指示针381)，当旋转轴365因压力变化而旋转时，第一压力指示针381随之旋转，故第一压力指示针381必须紧固于旋转轴365之上，另外为便于使用者可读出压力数值，故在第一压力指示针381下方设一压力指示面板32，该压力指示面板32可如传统般固定于压力指示装置30或压力表外壳上。在本实施例中为方便使用者可读出低压力设定显示记号58及高压力设定显示记号68，故可在压力指示面板32适当位置设有槽孔321(参照图5)。

第二压力指示针382也紧固于旋转轴365之上，故与第一压力指示针381同步动作，在本实施例中第二压力指示针382作为当压力指示元件38到达低、高压力点设定点时，会由低、高压力点检测元件所检测到(后述)。

低压力点设定机构50主要包括低压力点调整部件51，低压力点检测元件52及低压力点信号输出元件54；同样的高压力点设定机构60主要包括高压力点调整部件61，高压力点检测元件62及高压力点信号输出元件64。

低压力点调整部件51在本实施例为一低压设定转盘513(为配合典型“旋转式压力指示针的压力表”而设计成转盘)，设于第二压力指示针382下方，与旋转轴365以枢接方式结合，即低压设定转盘513不会随着旋转轴365动作，而必须经过低压力点调整机构42才能动作。

高压力点调整部61，即本实施例的高压设定转盘613(为配合典型的“旋转式压力指示针的压力表”而设计成转盘)设于低压设定转盘513下方，与旋转轴365以枢接方式结合，即高压设定转盘613不会随着旋转轴365而动作，而必须通过高压力点调整机构44才能动作。

在本实施例中压力设定调整机构40包括低压力点调整机构42及高压力点调整机构44；低压力点调整机构42是由低压调整杆421及其尾端设的一齿轮422所构成，而低压设定转盘513的外围部分为齿状边512以配合齿轮422，故当转动低压调整杆421后，可带动低压设定转盘513转动，以达到设定或改变低压力设定点56。同样地，高压力点调整机构44以及高压设定转盘613亦可如同低压力点调整机构42及低压设定转盘513的设计，以达到设定或改变高压力设定点66。

以下说明如何产生低、高压力点信号输出：

电压输入线80主要是提供一电压给压力指示元件38，由于在本实施例中当压力指示元件38由第一压力指示针381及第二压力指示针382所构成，至少需提供一电压给第二压力指示针382，为配合现代逻辑控制电路，该电压最好使用+5V，电压输入线80的电源可由外部或内部电池提供，为避免漏电或形成短路以及达到控制信号的目的，本发明的压力表部分元件需绝缘。比如在本实施例中该电压输入线80连结至支持片363(可参照图2)，+5V电压通过旋转轴365(导电材料)而到达第二压力指示针382；该支持片363需通过一绝缘片364与流体输入端34结合，且枢转臂362采用绝缘材料，使得流体输入端34及弹性压力弯管361并不带电；而低压设定转盘513及高压设定转盘613最好以非导体材料作成，故电流不会由旋转轴365传至低压设定转盘513及高压设定转盘613。如果低压设定转盘513(或高压设定转盘613)为导电材料，则其与旋转轴365枢接时，应通过绝缘材料与旋转轴365枢接。

低压设定转盘513的外周围可涂上一层导电材料，从而形成导体区511，低压力点检测元件52可采用一感应线圈522，该感应线圈522应设于导体区511上，一低压力点信号输出元件54的一端以接触方式置于导体区511上；第二压力指示针382是用导电材料所制成，并在其下端配合感应线圈522的适当部位设一导磁凸块524(或者第二压力指示针382完全由导电及导磁材料所作成)，故当第二压力指示针382到达低压设定转盘513的感应线圈522位置时，由于电磁感应作用，可输出电压至低压力点信号输出元件54。另外为使用者观察低压力设定点56，可在低压设定转盘513上设有低压力设定显示记号58(参照图5)。

高压设定转盘613的外周围亦可涂上一层导电材料，从而形成导体区611，一高压力点检测元件62可采用由导电材料作成的探针622设于导体区611上，故当第二压力指示针382接触到探针622后，可输出电压至高压力点信号输出元件64。另外，为使用者观察高压力设定点66，可在高压设定转盘613上设有高压力设定显示记号68(参照图5)。

以下说明本发明的压力表的控制信号部件如何动作的实施例：

图7是本发明压力表的控制信号部件逻辑方块图。在本实施例中控制信号部件70最主要的控制及处理信号元件可以触发器74来完成；在起始时，受测物体或装置(如压力槽)的流体压力为零，使用者希望受测物体的流体压力例如在275.7904×10³Pa至344.738×10³Pa之间，则藉助压力设定调整机构40设定低压力设定点56为275.7904×10³Pa，而高压力设定点66为344.738×10³Pa，再按下启动按钮78，输出一+5V电压至触发器74的重置端(即第一控制输入端71)，使得触发器74的控制输出端73(采用Q bar端)为+5V电压送至继电器76，从而启动受控制装置77，该受控制装置77通常为一流体泵，使得流体泵可将流体泵入受测物体或装置。在此需注意的是，当启动按钮78受启动后，启动按钮78应弹回，而不会持续输出一+5V电压至触发器74，以免造成后续控制的问题。

当流体压力达到低压力设定点56时(比如275.7904×10³Pa)，即第二压力指示针382到达低压设定转盘513的感应线圈522位置时，由于电磁感应的作用，低压力点信号输出元件54输出一+5V电压至触发器74的重置端(reset)，使得触发器74的控制输出端73(采用Q bar端)仍保持+5V电压，故继电器76仍为启动的状态，使得流体泵继续将流体泵入受测物体或装置。

当流体压力到达高压力设定点66时(比如344.738×10³Pa)，即第二压力指示针382接触到探针622后，高压力点信号输出元件64输出一+5V电压至触发器74的设定端(set)，使得触发器74的控制输出端73(采用Q bar端)变为0V电压，使继电器76呈关闭状态，使得流体泵停止将流体泵入受测物体或装置，故流体压力不会高于高压力设定点66(比如344.738×10³Pa)。

当流体泵停止将流体泵入受测物体或装置一段时间后，受测物体或装置的流体压力因素会渐渐降低压力，当再度达到低压力设定点56时(比如275.7904×10³Pa)，如上述所述，控制输出端73变成+5V电压，而重新启动继电器76。

故利用上述的触发器74的控制输出端73(采用Q bar端)可输出+5V电压，及0V电压两种不同的输出信号(为后述方便说明起见，分别为第一输出信号，及第二输出信号)，而达到控制的目的。

上述的控制电路具体实施例，参照图6，由于该电路图的设计以及元件皆为一般公知简单的应用，故不再赘述。

另外为防止使用者疏忽将低压力设定点56设定高于高压力设定点66，可在低压设定转盘513适当处设一非导电材料的安全凸块514(参见图3)，使得调整低压力设定点56时，当到达或接近高压力设定点66，因为安全凸块514碰触到探针622，而无法将低压力设定点56设定高于高压力设定点66。

由上述的说明，本发明可提供一个具有控制性能的压力表，而使用者或操作者可先设定流体压力欲保持的范围；以控制一压力槽为例，可使一原本零压力或低压力的压力槽，经启动后，流体泵开始将流体打入压力槽中，直到压力槽的流体压力到达高压力设定点才停止，等到流体压力因降低至低压力设定点后，才再重新启动流体泵，再将流体泵入压力槽中。

本发明除了简化公知的压力表的复杂结构外，更重要的是公知的压力表虽有提供设定流体压力于一定的范围，但只能适用于一压力槽的流体压力原本即在欲设定压力的范围内，无法控制一原本零压力或压力低于低压力设定点的压力槽，故使用时并不方便。

由于本发明并非对压力转换机构进行改良，而是在压力指示装置中增加了低压力点设定机构，高压力点设定机构及控制信号部件，故压力指示装置的形式并非仅限于实施例所述的公知压力指示装置。

另外，低压力点检测元件52及高压力点检测元件62亦可采取其他的方式，比如亦可以光耦合器(Photo Coupler)达到检测的目的。

为使使用者知道本压力表正在设定状态或功能正常时(如电压输入线80输入的电力足够)，可加设一灯泡表示。

在本实施例中的控制信号部件的处理输入信号部分并不复杂，属一般熟悉电路控制者皆可以简单设计出的，且此部分本身并非本发明的重点，故亦不限定以一触发器处理信号，亦可使用较复杂的微处理器或等效电路等达到相同的目的。

故本发明的保护范围应以权利要求为准，凡应用本发明控制的机构于其他种压力指示装置上，仍属本发明的保护范围。

Claims

1、一种压力表，包括压力指示装置，压力设定调整机构，低压力点设定机构，高压力点设定机构，控制信号部件，其中：

压力指示装置至少包括一压力指示面板，可与流体相通的流体输入部，一可因流体压力不同而进行改变的压力转换机构，以及与压力转换机构结合且可通过压力转换机构及压力指示面板显示压力的压力指示元件；

低压力点设定机构至少包括一低压力点检测元件，一低压力点调整部件及低压力点信号输出元件，其中低压力点检测元件的位置可决定低压力点设定点，而低压力点设定点可藉助压力设定调整机构设定；

高压力点设定机构至少包括一高压力点检测元件，一高压力点调整部件及高压力点信号输出元件，其中高压力点检测元件的位置可决定高压力点设定点，而高压力点设定点可藉助压力设定调整机构设定；

压力设定调整机构用于调整低压力点设定点及高压力点设定点；

当压力指示元件到达低压力点设定点时，会由低压力点检测元件所检测到，而后由低压力点信号输出元件输出信号至控制信号部件；

当压力指示元件到达高压力点设定点时，会由高压力点检测元件所检测到，而后由高压力点信号输出元件输出信号至控制信号部件；

控制信号部件至少包含可接收来自低压力点信号输出元件所发出信号的第一控制输入端及接收来自高压力点信号输出元件所发出信号的第二控制输入端以及至少可发出一控制输出信号的控制输出端，且该控制输出端可发出两种不同的输出信号，分别为第一输出信号及第二输出信号；

当流体压力处于增加状态，且流体压力小于高压力点设定点时，控制输出信号为第一输出信号，而压力指示元件的位置到达高压力点检测元件的位置时，则控制输出信号变为为第二输出信号；

当流体压力处于减少状态，且流体压力大于低压力点设定点时，控制输出信号为第二输出信号，而压力指示元件的位置到达低压力点检测元件的位置时，则控制输出信号变为第一输出信号。

2、根据权利要求1所述的压力表，其中压力指示元件由第一压力指示针及第二压力指示针所构成，并且第一压力指示针在压力指示面板的上方，第二压力指示针在压力指示面板的下方与第一压力指示针同步动作。

3、根据权利要求1所述的压力表，其中压力转换机构可使压力指示元件以旋转轴为中心以圆幅方式转动来表示压力的数值；低、高压力点调整部件主要分别由低、高压设定转盘所构成，该低、高压设定转盘的中心皆以枢接方式与旋转轴结合。

4、根据权利要求1所述的压力表，其中低压力点检测元件主要包括一感应线圈，而压力指示元件为导磁材料或设有导磁凸块所构成。

5、根据权利要求1所述的压力表，其中高压力点检测元件主要由导电体材料的探针所构成。

6、根据权利要求1所述的压力表，其中控制信号部件的处理输入输出信号的元件主要由触发器构成，而触发器的第一控制输入端为重置端(reset)，第二控制输入端为设置端(set)。