CN1503885A - 用于阀的线性指示器 - Google Patents

Abstract

用于阀杆(10)的阀位置指示器，该阀杆具有适配器(50)，该适配器在一侧上带有阀关闭凸轮系统(100)并且在另一侧上带有阀打开凸轮系统(100)。每一系统(100、200)具有可在顶点(72)和最低点(74)之间移动的保持器(102、202)。每一保持器在其上端具有指状物(104、204)，以便接触相应的脊(62、64)。偏压弹簧(106、206)位于每一保持器(102、202)的相对端。根据该阀位置，指示器(60)的部分不在目视阈限(70)之上、或指示器的一部分(A)、或指示器的两个部分(A、B)位于目视阈限(70)之上。每一保持器(102、202)具有可调节的元件(108、208)，以便与开关(120、220)配合使用，以显示出关闭和打开位置。

Description

用于阀的线性指示器

供参考的相关申请

本申请要求于2001年4月19日提出的、申请号为No.60/284,839的美国临时申请的优选权。

本发明的技术领域

本发明涉及阀指示器，特别涉及一种用于在视觉上和/或以电子方式来指示阀轴位置的阀指示器。

本发明的技术背景

各种电气和机械位置指示器用于指示气动或者液压提升阀。开关在阀行程的各个端部位置中被启动，以产生用于阀的打开和关闭的位置的电信号。接着，该信号可被传送到一个控制单元。类似地，也可提供可视指示以显示阀的打开和关闭的位置。

图1A-图1C示出了一些用于为阀提供线性位置指示的电气和/或可视的解决方案。图1A示出了在本领域中所用的一种为阀杆位置提供电气指示的原理。阀杆10具有相连的适配器12。当阀杆10处于使阀关闭的位置处时，适配器12启动第一开关20。第一开关20沿着固定轴22是可调节的。这样，沿着轴22移动开关20以改变用于指示关闭阀的位置。阴影区域24表示关闭阀的位置可被调节的区域。

当阀杆10处于打开的位置时，适配器12启动第二开关30。第二开关30也是可沿着固定轴32调节的。这样，沿着轴32移动开关30改变用于指示打开阀的位置。阴影区域34表示打开阀的位置可被调节并且开关30被触发的区域。但是对于目前的布置，为具有各种行程长度的阀位置提供可视指示不是显而易见的。

图1B示出了在本领域中所用的另一种为阀位置提供指示的原理。参见图1B的示意图，用于监测阀升程的设备具有调节器14和16，调节器14和16分别启动两个限位开关20、30。开关20、30用作驱动轴12的上下位置的位置传感器。该布置允许调节器14和16以这种方式移动，即，使它们在打开和关闭的位置对于给定的阀行程启动该限位开关20、30。

驱动轴12具有与阀杆10相同的行程长度。因此，该布置不易解决在具有不同行程长度的阀之间提供目视指示器的问题。目视指示器40可具有与阀杆10的行程长度18相同的显示长度42。因此，目视指示器40将为具有不同行程长度的阀显示不同的可视面积量。

图1C示出了在本领域中所用的另一种为阀位置提供指示的原理。阀杆10具有附属的适配器12。当阀杆10位于关闭阀的位置处时调节器14启动第一开关20。调节器14沿适配器12是可调节的。阴影区域24表示关闭阀的位置可被调节以及开关20可被触发的区域。

当阀杆10位于打开阀的位置处时另一个调节器16启动第二开关30。调节器16沿适配器12是可调节的。因此，沿适配器12移动调节器16改变了用于指示打开阀的位置。阴影区域34表示打开阀的位置可被调节以及开关30可被触发的区域。

在该布置下，用于指示阀位置的目视指示器40可具有等于行程长度18减去两个调节器14、16之间间隔H的指示长度42。因此，单个目视指示器如何适用于用在具有不同行程长度的阀上的该布置中是不清楚的。

本发明旨在提供一种用于具有各种阀行程长度的阀的视觉和电气指示器。

发明概述

由于前述和其它的因素，本发明涉及一种用于在视觉上和/或以电子方式指示阀轴位置的设备。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于指示阀的状态的设备。该阀具有在阀关闭和阀打开位置之间沿关闭和打开的方向可移动的阀杆。所述设备包括：沿打开的方向被偏压的第一凸轮系统，当该阀杆邻近于该阀关闭位置时，所述第一凸轮系统能够以可调节的方式与该阀杆相接合并且一旦接合该阀杆可使得该第一凸轮系统沿关闭的方向移动。该设备还包括第二凸轮系统，所述第二凸轮系统与该第一凸轮系统整体形成或与该第一凸轮系统相隔开，并且所述第二凸轮系统沿关闭的方向被偏压，当该阀杆邻近于该阀打开位置时，该第二凸轮系统能够以可调节的方式与该阀杆相接合并且一旦接合该阀杆可使得该第二凸轮系统沿打开的方向移动。该设备还包括可由所述第一和第二凸轮系统移动的指示器，所述指示器至少能够指示该阀的打开、中间和关闭位置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于在视觉上并以电子方式指示阀的状态的设备。该阀具有在阀关闭和阀打开的位置之间沿关闭和打开的方向可移动的阀杆。该设备包括：第一凸轮系统、第一开关、第二凸轮系统、第二开关、和指示器。所述第一凸轮系统包括当该阀杆邻近于该阀关闭位置时与该阀杆相接合的第一可调节元件。一旦接合该阀杆可使得该第一凸轮系统沿关闭的方向移动。第一凸轮系统还包括沿打开方向向该第一凸轮系统施加力的第一偏压元件。当阀杆处于阀关闭位置处时所述第一开关能够由该第一凸轮系统启动。第二凸轮系统与该第一凸轮系统整体形成或与第一凸轮系统相隔开。第二凸轮系统包括：当阀杆邻近于该阀打开位置时与该阀杆相接合的第二可调节元件。一旦接合该阀杆可使得第二凸轮系统沿打开的方向移动。第二凸轮系统还包括沿关闭方向向该第二凸轮系统施加力的第二偏压元件。当阀杆处于阀打开位置处时，第二开关能够由第二凸轮系统启动。指示器可由所述第一和第二凸轮系统移动并且该指示器至少能够指示该阀的打开、中间和关闭状态。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于指示具有阀杆的阀的状态的方法。所述阀杆可在阀关闭和阀打开位置之间沿关闭和打开的方向移动。所述方法包括以下步骤：调节第一凸轮系统以与邻近于阀关闭位置的阀杆相接合，并调节第二凸轮系统以与邻近于阀打开位置的阀杆相接合。该方法还包括通过该阀杆使得第一凸轮系统沿关闭方向位移到阀关闭位置从而指示阀关闭的状态，并通过该阀杆使得第二凸轮系统沿打开方向位移到阀打开位置从而指示阀打开的状态。该方法还包括在该阀杆没有与第一和第二凸轮系统相接合的情况下通过沿打开方向偏压第一凸轮系统以及沿关闭方向偏压第二凸轮系统从而指示阀的中间状态。

上述内容并不是总结每个可能的实施例或是文中披露的本发明的每个方面，而仅仅是总结所附的权利要求。

附图的简要说明

在结合附图阅读以下对于本发明具体实施例的详细描述时，可更好地理解本发明的一个优选实施例和其它方面，其中：

图1A-1C示出了阀位置指示器的现有技术解决方案。

图2A-2D示出了本发明所涉及的电子和可视的指示器的一个实施例；

图3A示出了安置于阀和导管上的指示器盒；

图3B-3E示出了本发明所涉及的指示器的零件；

图4A-4B示出了关闭阀组件中的指示器的一个实施例；

图4C-4D示出了中间的阀组件中的指示器的一个实施例；

图4E-4F示出了打开阀组件中的指示器的一个实施例；

图5A示出了适配器的一个示例性实施例；

图5B示出了有螺纹的开口环的一个示例性实施例；

图5C示出了螺杆的一个示例性实施例；

图5D示出了凸轮架的一个示例性实施例；

图5E示出了调整钮的一个示例性实施例；

图5F示出了目视指示器的一个示例性实施例；

图6A-AE示出了用于具有各种行程长度的阀的指示器的实施例的调整；

图7示出了本发明所涉及的线性指示器的另一个实施例；

图8示出了本发明的另一个实施例；以及

图9示出了本发明的一个另外实施例。

虽然本发明容许各种修正和替换形式，但是通过附图中的示例的形式示出了具体实施例，并且在文中将对其进行描述。然而，应该理解的是，本发明不限于所披露的具体形式。相反地，本发明旨在覆盖所有的修正，等同和替换都包含在所附权利要求所限定的本发明的保护范围内。

本发明的详细描述

图2A-2C示意性地示出了本发明所涉及的可视和电气的指示器的一个实施例。在图2A中，阀杆10具有附于其上的适配器50。在适配器50的一侧，装有可调节的触发系统或关闭阀凸轮系统，通常表示为100。在适配器50的另一侧上，有另一个可调节的触发系统或打开阀凸轮系统，通常表示为200。应该注意的是，在本发明的前述和以下描述中，建立了特定的垂直取向。为此，通篇使用诸如顶点、最低点、顶部、底部、右侧、左侧、下面、在下面、在上面等词语。应该理解的是，出于清楚和易于描述的目的设置了垂直取向。取决于其应用本发明可具有任何取向。为此，严格地用于定向本发明描述的措词是指相对的词语。

参见关闭阀凸轮系统100，保持器102可在顶点72和最低点74之间纵向地移动。保持器在其上端具有指状物104。偏压元件或弹簧106位于保持器102的下端在保持器102的轴向孔之内。前述和以下描述中的偏压元件106在保持器102上提供了诸如由弹簧或其它弹性元件所产生的压力。

保持器102具有附属的可调节元件或调节器108。调节器108被设置于适配器50的下面并且当将装置校准到完全关闭阀的位置时调节器108可沿保持器102移动。如图2A中显示的那样，在初始校准后调节器108被固定在保持器102上的期望的位置上。另外，开关启动器110被布置于保持器102上。当启动器110与关闭阀开关120相接合时，形成了关闭阀的电气指示。

参见开关阀凸轮系统200，保持器202也可在顶点72和最低点74之间纵向地移动。保持器202在其上端具有指状物204。偏压元件或弹簧206也是位于保持器202的上端在保持器202的轴向孔之内。保持器202具有附属的可调节元件或调节器208。调节器208被设置于适配器50的上面并且当将装置校准到打开阀的位置时调节器208可沿保持器202移动。如图2A中显示的那样，在初始校准后调节器208处于保持器上的固定位置上。另外，开关启动器210被固定于保持器202上的期望位置。当启动器210与关闭阀开关220相接合时，形成了打开阀的电气指示。

具有两个目视指示部分或区域A和B的目视指示器60在保持器102和202上。指示区域A和B可使用在视觉上传达信息的颜色和/或题字。应该理解的是，在本领域中存在多种用以在视觉上将第一和第二指示区域相互区分开的方法。例如，指示区域A可为黄色并且是没有题字的，而指示区域B可为红色并具有题字或字符(诸如“OPEN”)的。  指示区域A和B的目视区分可包含使用光线、反射器、颜色、题字、字符或本领域普通技术人员可使用的其它目视区分方法。

目视指示器60通过在阀完全关闭时的向下、最小位置和阀完全打开时的向上、最大位置之间往复从而传达阀杆10的位置。目视指示器60具有用于与关闭阀的指状物104相接触的第一接触脊62，并且目视指示器60具有用于与打开阀的指状物204相接触的较长的第二接触脊64。在图2A中，第二接触脊64与打开阀的指状物204相接触。

图中示出了与调节器108相接触的适配器50。特别地，适配器50使得保持器102在其纵向最低点74处被保持。因此，弹簧106被压缩。在该关闭阀的位置中，开关启动器110与关闭阀开关120相接合并以电子方式地显示阀已被关闭。

在该位置中适配器50与打开阀凸轮200的调节器208没有接触。因此，弹簧206迫使保持器202到其纵向最低点74处。从而使得指状物204与第二接触脊64相接触的目视指示器60被弹簧力或重力控制在目视阈限70之下。目视阈限70之上的指示器60的任何部分对于观察者来说都是可视的，而目视阈限70之下的指示器60的任何部分都不能被看到。这样，本实施例显示出没有指示器60的部分位于目视阈限70之上，指示出阀被完全关闭。

参照图2B，示出了本实施例处于中间位置或部分打开位置。当阀打开时阀杆10向上移动适配器50。在不受反力阻碍的情况下，弹簧106迫使保持器102向上到顶点72，并且开关启动器110失去与关闭阀开关120的接触。由此终止了关闭阀的电气指示。

被迫使到其纵向顶点72的保持器102使得指状物104接触目视指示器60的第一接触脊62。弹簧106的力使得指示器60被提高。指示器60展现目视阈限70之上的第一指示区域A。指示区域A指示出阀处于中间位置或部分打开位置。如图2B中所示的，打开阀凸轮系统200的状态不能由阀杆10和处于中间位置中的适配器50的位置来改变。弹簧206依然将保持器210保持在其纵向最低点74处。

如上所述，在阀杆10与凸轮系统100、200之间存在无效运动。具体地说，阀杆10和适配器50移动，而凸轮系统100、200保持固定。由于该无效运动，无论不同阀之间阀杆10的行程方面如何变化，保持器102、202的纵向移动可保持为固定范围。而且，目视指示器60的移动也被保持为固定的范围。因此，具有视觉和电气的位置指示的相同组件可被用在具有不同行程长度阀杆的阀上。

参照图2C，示出了本实施例处于完全打开阀的位置。当阀打开时，阀杆10进一步使得适配器50向上移动。当延伸的适配器50与调节器208相接合并迫使保持器202向上到顶点72时，弹簧206被压缩。随着保持器202的移动，开关启动器210接触打开阀开关220，并形成完全打开阀的电气指示。

被迫使到其纵向顶点72的保持器202使得指状物204接触目视指示器60的第二接触脊64。阀杆10和适配器50的力使得指示器60被提起。由此，指示器60展现目视阈限70之上的指示区域B。指示区域B可具有题字或字符以提供阀已完全打开的视觉信息，或者指示区域A和B可包含表示完全打开阀的对比色。

并且如图2C中所示的，关闭阀凸轮系统100的状态基本不能由阀杆10和处于关闭位置中的适配器50的位置来改变。弹簧106依然将保持器102保持在其纵向顶点72处。本实施例为阀提供了视觉和电气的显示。而且，由于可沿保持器102和202改变调节器108和208的位置，因此本实施例可为具有不同行程长度阀杆的阀提供视觉和电气的显示。

图2D帮助示出本发明的原理，其中具有特定显示长度的目视指示器60可与用于具有不同行程长度的阀的电气指示器结合使用。

阀杆10具有附属的适配器50。阀杆10具有由52所示的可行进的行程长度。用于监控阀升程的设备具有两个凸轮系统100和200。凸轮系统100和200都具有调节器108和208，所述调节器108和208与阀杆10上的适配器50相接合。每个凸轮系统100和200都具有一个启动器110和210，所述启动器110和210分别启动两个限位开关120和220。开关120和220用作阀杆10上下位置的电气位置传感器。

该布置允许调节器108沿凸轮系统100移动以便于接合用于关闭阀组件的适配器50。线114表示调节器108的调节范围。同样地，调节器208可沿凸轮系统200移动以便于接合用于开关阀组件的适配器50。线214表示调节器208的调节范围。阴影区112显示关闭阀的触发区，而阴影区212显示打开阀的触发区。

在将阀杆10的行程长度给定在长度52之内的情况下，目视指示器60在阀杆定位期间被局限于只显示指示器60的特定部分或区域。可通过使得凸轮系统100在顶点72和最低点74之间移动偏移量116从而实现这一点。该偏移量基本等于启动器110和开关120之间的偏移量118。调节器108被校准，以便与适配器50接合并使凸轮系统100至少移动偏移量116以指示一关闭的阀的状态。

凸轮系统200以相似的方式在顶点72和最低点74之间可移动偏移量216。该偏移量216基本等于启动器210和开关220之间的偏移量218。调节器208被校准以与适配器50接合并使凸轮系统200至少移动偏移量216以指示一关闭的阀的状态。当然，偏移量116和216可为相同的，但是如果两个凸轮系统100、200的顶点72和最低点74处于不同水平面的话，偏移量116和216无需相同。

指示器60具有两个显示长度A和B。显示长度A相当于当凸轮系统100接触其接触脊时指示器的位移量。显示长度B相当于当凸轮系统200接触其接触脊时指示的位移量。为了适当地起作用，如果凸轮系统100、200是相同的尺寸并且在相同的顶点72和最低点74之内移动时，偏移量116必须大于或等于长度A，并且偏移量216必须至少为长度A加上长度B。

除文中所存在的那些以外各种几何形状都是可行的。例如，凸轮系统100、200可为具有不同偏移量116、216的不同尺寸的，从而产生不同的显示长度A和B。几何形状和长度的该描述旨在示出无效运动的原理，所述无效运动为本发明所涉及的指示器提供了特定的显示长度。

参照图3A，其中示出了本发明所涉及的安装于阀上的线性位置指示器的等距视图。该指示器包括盒体80。在盒体80的顶部是盖罩82，图中示出盖罩82已被移除。在盖罩82的顶部是透明窗84，通过所述透明窗84可看到目视指示器86。目视指示器86如同活塞那样在盖罩82和透明窗84之内往复移动，并且在阀的特定状态期间可通过透明窗84看到目视指示器86。

当目视指示器86处于其最高位置处，通过透明窗84的顶部和侧部可看到两个指示区域(诸如红色和黄色带或题字)。当指示器86略微向下移动时，第一指示区域可移出视线并且只有第二指示区域可保留在视线中。当指示器86仍然进一步向下移动时，指示区域都不能看到了。

还应该理解的是，无光泽面或透镜可施加于窗84上的透明区域以便于提高读出或区分出指示器86上的指示区域的能力。另外，不透明带可被施加于邻近于顶部的圆柱形外壳的圆周周围，从而当阀完全打开时，指示器86的黄色部分可从侧面被遮蔽。

盒体80还包括基底83，所述基底83具有一个或多个用作电线等等(未示出)进出盒体80的通道的开口85。电线用于电气部件，诸如打开和关闭阀开关(未示出)。基底83与阀90相连接。阀90可以是用于控制通过管92的流动的气压型或液压型的阀。

接线板250被布置于指示器83之内并且附属于其上。接线板250提供了一组用于电气部件(诸如开关)的端子251。如上所述的，接线板250支撑打开和关闭阀凸轮系统的机械设备。在该图中一个凸轮系统的一部分是可视的。

在该图中，可移动保持器(未示出)支撑螺纹杆252。螺纹杆252穿过适配器肩部253。在螺纹杆252上和与适配器肩部253接合处是带螺纹的开口环254。在接线板250的顶部可以看到用于打开和关闭阀的凸轮系统的调整钮255和257。接线板250顶部中的孔259允许目视指示器86接触保持器(未示出)的分叉的指状物。

参照图3B，其中示出了指示器盒体80的侧视图。指示器盒体80包括盖罩82和基底83。在盖罩82的顶部是透明窗84，通过所述透明窗84可看到目视指示器86。目视指示器86如同活塞那样在盖罩82和透明窗84之内往复移动，并且目前显示两个指示区域A和B。

一些示范性尺寸将有助于说明视觉显示的特征。所提供的尺寸只是出于解释的目的而不是想以任何方式限制本发明。出于示范性的目的，阀在任何地方都具有从0.16到2.5”(6.3mm到65mm)的阀行程长度，指示器盒体的高度H可近似为4.0”(120mm)。盒体的总宽度W可近似为4.15”(90mm)。包含指示区域A和B的指示器86的显示高度V可近似为0.26”(6.5mm)。在当前的尺寸下，视角θ可接近于30°。

这样，从基本上位于指示器86水平下面的水平处可容易地看到阀位置的视觉指示。应该理解的是，对于具有更大或更小行程长度的阀来说，当前尺寸可能是不适用的。还应该理解的是，对于给定阀来说，与实际行程长度H无关，指示器86的显示高度V可具有更大或更小的数值。

参照图3C，示出了位置指示器的顶视图，其中移除了窗和目视指示器。具有端子251的接线板250被布置于基底83中。三个联接螺栓87、88和89将接线板250连接于基底83。在接线板250的顶部上，调整钮255和257被布置于指示器孔259的两侧上。通过指示器孔259可看到阀适配器。打开阀和关闭阀开关266和268也被布置于接线板250的两侧上。

参照图3D，其中示出了位置指示器的横截面侧视图。盖罩82被旋拧在基底83上，并且窗84被旋拧在盖罩82上。其中示出了用联接螺栓87和89将接线板250附于基底83上并且接线板250被布置于指示器盒体中。接线板250具有一系列用于控制装置和开关的必需电子连接的端子251。指示器86被布置于接线板250的上方以便于可通过窗84露出指示器86。适配器253被布置于接线板250中以便于可在其中移动。在适配器253后面示出的是具有与适配器相接触的开口环254的螺纹杆252。其中示出了一个限位开关266接附于接线板250的侧部。

参照图3E，其中示出了图3C的侧视图偏移90度的本实施例的横截面图。如前面一样，盖罩82被旋拧在基底83上，并且窗84被旋拧在盖罩82上。接线板250被布置于基底83中。指示器86被布置于接线板250的上方以便于可通过窗84露出指示器86。适配器253被布置于接线板250中以便于可在其中移动。其中示出了凸轮系统100位于适配器253的一侧上，并且凸轮系统200位于适配器253的另一侧上。

参照图4A，其中示出了本发明另一个实施例的关闭阀的位置的横截面图。其中提供了指示器盒体270。在盒体270之内布置有两个凸轮系统，关闭阀系统100和打开阀系统200。阀杆54被布置成可在指示器盒体270中在关闭和打开阀的位置之间沿关闭和打开方向纵向移动。阀杆54具有附属的适配器56。作为适配器的示例性实施例参照下面的图5A。

参见所述关闭凸轮系统100，保持器130可在指示器盒体270中纵向移动并沿上部突起272和下部突起274移动。保持器130具有上部孔140和下部孔142，突起272配合在上部孔中，下部突起274配合在下部孔中。作为保持器的示例性实施例参照下面的图5D。

螺纹杆132邻近于保持器130并接附于保持器130的上部平衡器134。螺纹杆132具有弹簧144位于其中的下部孔。可沿杆132移动的第一螺纹开口环138被旋拧于杆132上。第一螺纹开口环138被布置于适配器56的下面。作为螺纹杆和开口环的示例性实施例参照下面的图5B和5C。

另外，保持器130具有位于保持器130侧部上固定位置中的开关启动器136。启动器136与指示阀已关闭的关闭阀开关150电接合。关闭阀开关150被接附于指示器盒体270或接线体上。

参见所述打开凸轮系统200，保持器230可在指示器盒体270中纵向移动并沿指示器中的上部突起272’和下部突起274’移动。保持器230具有带有弹簧240的上部孔。

螺纹杆232邻近于保持器230并接附于保持器的上部平衡器234。螺纹杆232具有下部孔244。可沿杆移动的第二螺纹开口环238被旋拧于杆232上。环238被布置于适配器56的上面。与该关闭凸轮系统100一样，该打开凸轮系统200的保持器230具有位于保持器230侧部上固定位置中的开关启动器236。开关启动器236被布置成与打开阀开关230接合以便于以电气方式来指示何时阀被打开。

调整钮160和260分别位于保持器130和230的上方。调整钮160、260安装于突出到保持器130和230上方的螺纹杆132和232的端部上。为了使得其各自的螺纹杆132和232旋转，可转动调整钮160和260。杆的旋转使得螺纹开口环138、238沿着杆上下移动。每个调整钮160和260都装有锁定装置162和262。作为调整钮的示例性实施例参照下面的图5E。在下面的图6A-E中提供了调整钮性质和功能的详细内容。

在保持器130和230的上方还具有圆盘形的目视指示器300，该指示器300具有有两个指示区306和308的指示区域302。指示区306和308可包括对比色的色带，诸如黄色和红色。此外，一个或多个指示区域可包括题字或字符，诸如用于指示阀位置的单词“OPEN”或“CLOSED”。

在目视指示器300中具有两个用于容纳调整钮160和260的开口320和320’。在指示器300的中央是沿关闭方向延伸到圆盘下面的突起。该突起具有用于与关闭凸轮平衡器134相接触的第一接触脊312和用于与打开凸轮平衡器234相接触的第二接触脊310。作为指示器的示例性实施例参照下面的图5F。

在图4A中，第二接触脊310与打开凸轮平衡器234相接触。所述突起还具有中央孔并且所述突起沿透明窗276上的轴278移动。还可在轴278周围并在突起内布置偏压元件或弹簧280。在没有任何来自于指示器机构的反力的情况下，弹簧280可沿关闭方向迫使指示器300处于窗276的目视阈限之下。

图中示出了适配器56与螺纹开口环138相接触。特别地，适配器使得保持器130沿关闭方向移动并被保持在其纵向最低点。因此，弹簧144被压缩。在该关闭阀状态，开关启动器136与关闭阀开关150相接合并以电方式发出阀关闭状态的信号。在该位置中适配器56没有与打开凸轮200的调节器238相接触。因此，弹簧240迫使保持器230沿打开方向到其纵向最低点。另外，弹簧280的压力使得目视指示器300保持在窗276的目视阈限之下。

参照图4A的细节图4B，其示出了从外部附上窗276的盖罩270的合成图。17A处的观察者不能观察到窗276的目视阈限之上的目视指示器300，17B处的观察者也不能观察到指示器的顶部。

参照图4C，其中示出了本实施例处于阀的中间或部分打开位置。阀杆54已使得适配器56向上位移。失去了与关闭阀调节器138之间的接触。弹簧144迫使保持器130沿打开方向向上到其顶点位置。随着保持器130的移动，开关启动器136失去了与关闭阀开关150的接触，并且结束阀关闭状态的电气指示。

被迫使到其顶点位置的保持器130使得指状物134与目视指示器300的第一接触脊312相接触。弹簧144迫使指示器300沿打开方向被提起。指示器300在盖罩270目视阈限的上方露出指示器300上的第一指示区域306。如图4C中所示的，阀杆54的位置和中间位置中的适配器56未改变打开凸轮系统200的状态。弹簧240依旧将保持器230保持在其纵向最低点。

当打开和关闭凸轮系统100和200向上和向下移动时，目视指示器300随着它们在外壳270中移动。指示器300的圆盘状头具有可为单色(诸如红色)的顶面304。指示区域306可为另一种颜色(诸如黄色)的同心窄带，并且可环绕指示器300的圆周周围的指示区域302的边缘。在指示区域306的下面是另一个指示区域308。指示区域308可为与指示器顶面颜色相同(即，红色)的另一个带和或可包括题字或字符。

在图4D中描绘了顶面304和侧部指示区域306、308的可视性。17A处的观察者从侧面可看到限定出指示器300周围的指示区域302的边缘的指示区域306。由于窗276顶部的无光泽或阻碍指示器300顶部可视性的其它装置，当顶面304远离窗276的表面时，17B处的观察者无法清楚地看到顶面304。

参照图4E，示出了本实施例处于完全打开阀的位置。阀杆54使得适配器56进一步沿打开方向向上延伸。由于延伸的适配器56与调节器238相接合并迫使保持器230向上沿打开方向到其顶点，因此弹簧240被压缩。随着保持器230的移动，开关启动器236与打开阀开关250相接触，并形成阀打开状态的电气指示。

被迫使到其顶点位置的保持器230使得指状物234与目视指示器300的第二接触脊310相接触。阀杆54和适配器56的力使得指示器300被进一步提起。指示器300通过窗276露出指示器300上的指示区域308。如图4E中所示的，阀杆54的位置和关闭阀位置中的适配器56基本未改变关闭凸轮系统100的状态。弹簧144依旧将保持器130保持在其纵向顶点。

两个露出的指示区域306和308指示阀打开。在图4F中描绘了顶部304和侧部指示区域306和308的可视性。如图指示区域308一样，通过窗276露出限定出指示器300周围的指示区域302的边缘的指示区域306。现在由于邻近于窗276的无光泽顶部，因此指示器300的顶面304通过窗276是可视的。这样，对于指示器300侧部17A和顶部17B处的观察者来说阀打开状态的目视指示器300是可视的。

参照图5A，其中示出了本发明所涉及的适配器330的一个示例性实施例。适配器330具有接附于阀杆(未示出)的轴部分332。两个肩部334和336垂直于轴部分332布置。肩部334具有用于使得螺纹杆(未示出)插入其中的孔335。肩部336具有用于使得另一个螺纹杆(未示出)插入其中的孔337。适配器330还具有用于使得螺栓插入其中以将适配器330接附于阀杆的中心孔338。尽管肩部端部上的叉端或单缘足以用于与螺纹杆上的环相接合，但是肩部334和336无需包括诸如335和337的开孔。

参照图5B，其中示出了本发明所涉及的螺纹开口环的一个示例性实施例。环340具有贯穿其圆周的缝口。所述缝口沿该环的中心螺纹孔342延伸。开口环340旋拧于图5C的示例性实施例中所示出的螺纹杆上。

图5C中的螺纹杆350具有轴352，其中如图5B中所示的开口环旋拧于所述轴352上。轴352具有带有键槽355和中心孔356的上部头354。键槽355和中心孔356用于与下面详细描述的调节器钮和锁定装置结合使用。轴352还包括下部头358。具有螺纹开口环(未示出)的轴352位于图5A中的适配器的一个肩部孔中。

图5D中描绘了保持器360的一个示例性实施例。保持器360包括轴部分361，其中螺纹杆(未示出)与之平行地布置。保持器360的轴部分361具有用以在其上纵向移动的上部孔和下部孔362和262’。保持器360还包括具有用于与螺纹杆上部头相连接的卡合口363的上部平衡器366。同样地，保持器360包括具有用于与螺纹杆下部头相连接的卡合口363’的下部平衡器366’。

沿着轴部分361的内表面具有纵向轨道364。当螺纹杆与保持器360相连接时，纵向轨道364插入到图5B中所示的螺纹环中的缝口中。这样，当螺纹杆转动时螺纹开口环在所述杆上沿纵向轨道364上下移动。另外，开关启动器365从保持器360的轴部分361处突出。

图5E中示出了调整钮380的示例性实施例。所述调整钮附属于延伸到保持器(未示出)上方的螺纹杆(未示出)的上端。所述调整钮具有便于钮转动的头382和用于适配于螺纹杆键槽中的键386。因此，转动调整钮380可使得螺纹杆在保持器中旋转并使得螺纹环(未示出)沿保持器的纵向轨道上下移动。用这种方法，可沿螺纹杆改变用于适配器肩部(未示出)与开口环之间接触的位置。

调整钮380还包括与螺纹杆上的中心孔相对齐的中心孔386。通过这些孔，可安置锁定装置(未示出)以防止螺纹杆的旋转并且保持螺纹环在杆上的特定位置。

参照图5F，其中示出了本发明所涉及的目视指示器390的示例性实施例。该指示器为圆盘形的并且包括具有指示区域的边缘392。指示区域可包括使用颜色、题字或字符以提供阀位置的必要的视觉指示。在本实施例中，边缘392上的指示区域包括用于指示打开阀位置的指示“OPEN”。圆盘部分具有用于容纳上述图5G(似乎没有图5G，是否为图5E)中所示的调整钮(未示出)的左右孔393和393’。圆盘部分的顶部具有顶部指示区域C(在该图中不可视)。顶部指示区域C描画出圆盘顶部圆周的轮廓。当指示器往复移动充分地接近于窗表面时，指示区域C通过指示器盒体(未示出)的窗是可视的。指示区域C可与指示区域B具有相同的颜色，和/或可具有题字，诸如“OPEN”。

通常位于圆盘上的突起394延伸到圆盘部分平面的下面。该突起具有指示器390可随之在轴(未示出)上竖直地移动的中心孔395。在突起的两侧上具有接触脊396和397。第一接触脊396和396’延伸到的整个深度并与上面所述的平衡器的分叉的指状物相接触。

第二接触脊397和397’沿突起394延伸到较小深度并且与第一接触脊396和396’相比位于突起的更远半径处。第二接触脊397和397’与上面所述的平衡器的分叉的指状物相接触。

系列图6A-6E用于解释本发明所涉及的阀位置指示器的调整。在图6A中，具有凸轮100和200的指示器盒体270已被适当地安装于阀上，并且适配器54已被附属于阀杆50上。在阀处于完全关闭位置并且阀杆处于其最低点的情况下，关闭阀调整钮160被开启。调整钮160被转动(箭头A)以使得螺纹轴132旋转。螺纹开口环138沿纵向轨道移动并上到旋转杆(箭头B)。环138与适配器52的肩部相接合。

在图6B中，虽然环138与适配器52相接合，但是继续调整钮的旋转(箭头A)。关闭阀凸轮系统100向下移动(箭头C)并压缩弹簧144。转动调整钮160直到启动器136接合并启动关闭阀开关150。关闭阀开关150的接合还对应于目视指示器300位于窗276的可视水平之下的点，所述点指示关闭阀。

在图6C中，关闭阀调整钮160被锁定以防止螺纹杆132旋转并且保持螺纹开口环138在杆上的位置。然后引导阀，并且阀杆50向上移动(箭头D)。当弹簧144展开(箭头E)时关闭阀凸轮系统100向上移动。接线板400的上部部分止住凸轮系统100的向上移动。朝向其顶点，关闭阀凸轮系统100与目视指示器300的第一接触脊312相接合并迫使指示器向上(箭头F)。因此，目视指示器300上的指示区域306通过窗276露出。

如图6D中所描绘的，在阀已被引导到其完全打开位置并且阀杆50已到达其顶点后，打开阀系统的调整钮260被开启。转动调整钮260(箭头G)，使得螺纹开口环238向下移动螺纹杆232。然后螺纹杆238与适配器52相接合。

在继续旋转调整钮260的情况下，如图6E中所示的，打开阀凸轮系统200被迫向上(箭头H)。弹簧220被压缩，并且平衡器234上的分叉的指状物与目视指示器300的第二接触脊312相接合。旋转调整钮260并使得凸轮系统200移动直到启动器236接合并启动打开阀开关250。

在该点目视指示器300通过窗276完全露出指示区域308。另外，通过窗276的顶部露出指示器300的顶面304。然后锁定调整钮260以防止安置的改变。这样，位置指示器300就为给定的阀设定了特定行程长度。

参照图7，其中示出了本发明的另一个实施例。适配器420附于阀杆410上。其中在图7中示出了阀杆410和适配器420处于阀的中间或部分打开位置。与其中第一和第二凸轮系统彼此隔开的先前实施例相反，本实施例中的设备包括彼此结合的第一和第二凸轮系统。首先，为了指示关闭阀位置，当阀关闭时适配器412与调节器422相接触。当校准装置以指示关闭阀位置时调节器422可沿保持器420移动。如图7中所示的，在最初的校准之后，调节器422处于保持器420上的固定位置中。在适配器412与调节器422相接合的情况下，保持器420被迫使到其最低点454。弹簧424被压缩，并且固定的启动器426与开关428相接触从而以电方式地指示完全关闭阀。

在图7中所示的中间位置中，适配器412失去了与调节器422的接触。弹簧424展开并迫使保持器420向上。到达平衡位置的弹簧424或上部弹簧432的反力限制保持器420沿打开方向的纵向移动。因此，保持器420只形成向上的台阶。对于保持器420的该向上的台阶，启动器426失去了与开关428之间的接合。另外作为保持器420向上移动的结果，与指示器440的接触脊446相接触的指状物438迫使指示器向上。指示器440上的第一指示区域422在目视阈限450的上方露出。第一指示区域422指示完全打开和完全关闭位置之间的阀的中间或部分打开位置。

随着阀的进一步打开，适配器412与调节器430相接合。当校准装置以指示完全打开阀位置时调节器430可沿保持器420移动。如图7中所示的，在最初的校准之后，调节器430处于保持器420上的固定位置中。然后阀杆410和适配器412迫使保持器420沿打开方向向上到其顶点452，在其顶点452处停止了向上移动。随保持器420的向上进动，启动器434接合并启动打开阀开关436以电子方式指示打开阀。弹簧432被压缩，而弹簧424被展开。指状物438还随着保持器420向上移动并同时向上推动指示器440。然后指示器440露出第二指示区域444以指示完全打开阀。

对本实施例来说，调节器422、430的初始校准可能需要除图6A-6E中实施例的那些明确描述的步骤之外的步骤。由于调节器422、430处于同一个保持器420上，因此如前面所述的调节器422、430的螺纹环的使用将需要步骤的一些改进以调整用于具有不同行程长度的阀的装置。例如，操作者可沿杆人工地调节螺纹环以便于校准特定阀的指示器。

图8-9示出了根据图7的实施例中的原理的调节器和保持器的示例性实施例。

参照图8，具有相邻螺纹杆464的保持器462与下部和上部平衡器474和476相连接。保持器462具有两个用于接合限位开关(未示出)以分别以电方式指示关闭和打开阀位置的启动器470和471。保持器462还具有上部和下部弹簧472和473。

螺纹杆464具有旋拧于适配器460下面的下部调节器466。锁定螺母467被旋拧于下部调节器466的下面。调节器466和锁定螺母467被紧固在一起，从而防止它们沿螺纹杆464移动。螺纹杆还具有旋拧于适配器460上部的上部调节器468。图中示出了未固定于调节器468的锁定螺母469。

在本实施例中，可由操作者人工地执行调节器466和468的校准。可用手直接地将调节器466和468转动到与阀杆(未示出)和适配器460的往复移动的上部和下部极值点相对应的合适位置。例如，在将阀引导到完全打开位置之后，上部调节器468可被向下旋拧到杆464直到与适配器460相接触。接着，锁定螺母469可被固定到调节器468上以防止沿杆464的移动。

参照图9，具有两个、相邻螺纹杆482和484的保持器480与下部和上部平衡器496和496’相连接。保持器480具有两个用于接合限位开关(未示出)以分别以电方式指示关闭和打开阀位置的启动器498和500。保持器480还具有上部和下部弹簧502和504。

第一螺纹杆482邻近于第二螺纹杆184。在适配器478下面，通过螺纹孔488将下部调节器486旋拧于第一螺纹杆482上。第二螺纹杆484穿过下部调节器486中的平滑孔490。在该布置中，调整钮506使得第一螺纹杆482旋转。然后当螺纹孔488沿第一杆482的螺纹移动时，下部调节器486可向上或向下纵向地移动。平滑孔490沿第二杆484自由地移动。

同样地，在适配器478上方，通过螺纹孔495将上部调节器492旋拧于第二螺纹杆484上，并且第一杆482穿过平滑孔494。可转动调整钮508以旋转第二螺纹杆484。然后可使得上部调节器492移动到用于指示完全打开阀的合适位置。

为了防止在校准期间平滑孔490、494沿螺纹上下移动损坏螺纹杆482、484，杆482、484可装配上部和下部部分。取决于它们必须穿过的孔的布置，一个部分可为具有螺纹的，而另一个部分可为光滑的。另外，平滑孔490、494可容易地装配尼龙制成的圆筒轴承或装配一些防止平滑孔490、494的材料与杆482、484的螺纹直接接触的其它装置。

本发明允许一个可调节的可视和电传感器与具有不同行程长度的阀结合使用。对于各种阀来说，阀之间的阀元件往复移动的距离都可改变。可调节本发明以使得其移动保持在固定的限制之内。因此，本发明控制一个目视指示器和用于确定具有不同行程长度的阀的位置的电开关。

虽然已结合优选实施例描述了本发明，但是显然本领域普通技术人员可进行修正和替换。因此，本发明包含随后的权利要求和其等效形式的保护范围内的全部的修正和替换。

Claims (26)

1.一种用于指示阀的状态的设备，所述阀具有在阀关闭和阀打开位置之间沿关闭和打开的方向可移动的阀杆，所述设备包括：

沿打开的方向被偏压的第一凸轮系统，当该阀杆邻近于该阀关闭位置时，所述第一凸轮系统能够以可调节的方式与该阀杆相接合并且一旦接合该阀杆可使得该第一凸轮系统沿关闭的方向移动，以及

第二凸轮系统，所述第二凸轮系统与该第一凸轮系统整体形成或与该第一凸轮系统相隔开，并且所述第二凸轮系统沿关闭的方向被偏压，当该阀杆邻近于该阀打开位置时，该第二凸轮系统能够以可调节的方式与该阀杆相接合并且一旦接合该阀杆可使得该第二凸轮系统沿打开的方向移动，以及

可由所述第一和第二凸轮系统移动的指示器，所述指示器至少能够指示该阀的打开、中间和关闭位置。

2.如权利要求1中所述的设备，其特征在于，每个凸轮系统包括：被弹簧偏压的保持器，并且所述保持器能够移动该指示器、保持器上的杆、以及在该杆上可调节的元件。

3.如权利要求2中所述的设备，其特征在于，所述可调节的元件是被旋拧于该杆上并且限定出缝口的环，所述缝口与该保持器上的轨道配合。

4.如权利要求2中所述的设备，其特征在于，所述阀杆具有适配器，以用于与该可调节元件接合。

5.如权利要求1中所述的设备，其特征在于，所述指示器沿关闭方向被偏压。

6.如权利要求1中所述的设备，其特征在于，在该阀杆与第一和第二凸轮系统没有接合的情况下，所述指示器指示中间状态。

7.如权利要求1中所述的设备，其特征在于，所述指示器包括第一和第二目视部分，该指示器对于阀关闭位置，不指示出这两个部分；对于阀中间位置，只指示的一部分；并且对于阀打开位置，指示出这两个部分。

8.如权利要求1中所述的设备，其特征在于，所述指示器包括：第一元件，当该第一元件由第一偏压元件沿打开方向移动时所述第一元件能够与第一凸轮系统接合，以及第二元件，所述第二元件沿关闭方向设置成比第一元件更远，并且当该第二元件由该阀杆沿打开方向移动时所述第二元件能够与第二凸轮系统接合。

9.如权利要求1中所述的设备，其特征在于，其还包括：第一开关，当阀杆处于阀关闭位置时所述第一开关可由第一凸轮系统启动；以及第二开关，当阀杆处于打开位置时所述第二开关可由第二凸轮系统启动。

10.如权利要求9中所述的设备，其特征在于，所述第一和第二开关以电气方式指示阀的打开、中间和关闭状态。

11.一种用于在视觉上并以电子方式指示阀的状态的设备，所述阀具有在阀关闭和阀打开的位置之间沿关闭和打开的方向可移动的阀杆，所述设备包括：

第一凸轮系统，所述第一凸轮系统包括当该阀杆邻近于该阀关闭位置时与该阀杆相接合的第一可调节元件，一旦接合该阀杆可使得该第一凸轮系统沿关闭的方向移动，第一凸轮系统还包括沿打开方向向该第一凸轮系统施加力的第一偏压元件；

第一开关，当阀杆处于阀关闭位置处时所述第一开关能够由该第一凸轮系统启动；

第二凸轮系统，所述第二凸轮系统与该第一凸轮系统整体形成或与第一凸轮系统相隔开，第二凸轮系统包括：当阀杆邻近于该阀打开位置时与该阀杆相接合的第二可调节元件，一旦接合该阀杆可使得第二凸轮系统沿打开的方向移动，第二凸轮系统还包括沿关闭方向向该第二凸轮系统施加力的第二偏压元件；

第二开关，当阀杆处于阀打开位置处时，所述第二开关能够由第二凸轮系统启动；以及

指示器，该指示器可由所述第一和第二凸轮系统移动并且该指示器至少能够指示该阀的打开、中间和关闭状态。

12.如权利要求11中所述的设备，其特征在于，所述阀杆具有适配器，以用于与该第一和第二可调节元件相接合。

13.如权利要求11中所述的设备，其特征在于，每个凸轮系统包括：由弹簧偏压并且可使得该指示器移动的保持器、保持器上的螺纹杆、以及可调节地旋拧于该杆上的环。

14.如权利要求13中所述的设备，其特征在于，所述环限定出与该保持器上的轨道配合的缝口，所述环可由该杆的旋转来调节。

15.如权利要求11中所述的设备，其特征在于，所述指示器沿关闭方向被偏压。

16.如权利要求11中所述的设备，其特征在于，在阀杆与第一和第二凸轮系统没有接合的情况下，所述指示器指示中间位置。

17.如权利要求11中所述的设备，其特征在于，所述指示器包括第一和第二目视部分，该指示器对于阀关闭位置，不指示出这两个部分；对于阀中间位置，只指示的一部分；并且对于阀打开位置，指示出这两个部分。

18.如权利要求11中所述的设备，其特征在于，所述指示器包括：第一元件，当该第一元件由第一偏压元件沿打开方向移动时所述第一元件能够与第一凸轮系统接合，以及第二元件，所述第二元件沿关闭方向设置成比第一元件更远，并且当该第二元件由该阀杆沿打开方向移动时所述第二元件能够与第二凸轮系统接合。

19.一种用于指示具有阀杆的阀的状态的方法，所述阀杆可在阀关闭和阀打开位置之间沿关闭和打开的方向移动，所述方法包括以下步骤：

a)调节第一凸轮系统以与邻近于阀关闭位置的阀杆相接合；

b)调节第二凸轮系统以与邻近于阀打开位置的阀杆相接合；

c)通过该阀杆使得第一凸轮系统沿关闭方向位移到阀关闭位置从而指示阀关闭的状态；

d)通过该阀杆使得第二凸轮系统沿打开方向位移到阀打开位置从而指示阀打开的状态；

e)在该阀杆没有与第一和第二凸轮系统相接合的情况下通过沿打开方向偏压第一凸轮系统以及沿关闭方向偏压第二凸轮系统从而指示阀的中间状态。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，步骤(a)包括调节第一凸轮系统的杆上的元件，所述元件能够与所述阀杆接合。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，调节杆上的元件包括旋转该杆以移动旋拧于杆上的环，所述环限定出与第一凸轮系统上的轨道配合的缝口。

22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，步骤(c)包括通过沿关闭方向偏压该目视指示器并去除目视指示器上的反力从而沿关闭方向使得目视指示器位移到最低水平。

23.如权利要求19所述的方法，其特征在于，步骤(c)还包括启动阀打开指示开关。

24.如权利要求19所述的方法，其特征在于，步骤(d)包括通过使得第二凸轮系统与目视指示器接合从而沿打开方向使目视指示器位移到最高水平。

25.如权利要求19所述的方法，其特征在于，步骤(d)还包括启动阀关闭指示开关。

26.如权利要求19所述的方法，其特征在于，步骤(e)包括通过使得第一凸轮系统与目视指示器接合从而沿打开方向使目视指示器位移到中间水平。

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