CN207832370U - 一种双平衡臂式气动压力变送器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双平衡臂式气动压力变送器，包括平衡杠杆，所述平衡杠杆是由主平衡梁(1)和副补偿梁(2)组成；压力检测单元(3)将介质压力直接传送给主平衡梁(1)的左侧；所述主平衡梁(1)的右侧设有喷嘴(9)和挡板(8)、预紧弹簧(16)；在主平衡梁(1)的右侧喷嘴(9)和挡板(8)、预紧弹簧(16)以及副补偿梁(2)与主平衡梁(1)相连接；在主平衡梁(1)的右侧的力是喷嘴(9)在挡板(8)的背压作用在挡板(8)的力，副补偿梁(2)通过量程调整螺钉(5)作用在主梁上的力，预紧弹簧(16)作用在主梁上的力的合力。将被测的介质压力转换变送为0.2‑1bar的标准气信号，也可以用来检测开口液体容器内的液位高度值。

Description

一种双平衡臂式气动压力变送器

技术领域

本实用新型涉及压力变送器领域，特别是一种双平衡臂式气动压力变送器。

背景技术

压力变送器是工业自动化控制系统中的变送单元，是将被测介质的压力转换变送为标准信号输出给控制器或其它装置。只要有压力控制系统，就必然有压力变送器，其广泛应用于盾构制造、医疗、冶金、化工、制药、食品饮料等行业。

目前最常见的压力变送器是由电源驱动的电动压力变送器，但在某些易燃易爆、潮湿、高温等工作环境，电动压力变送器有故障率高、可靠性低、输出信号抗干扰性较差、使用寿命短等弊端，所以，在这些较特殊的工况环境中，气动压力变送器提供了较佳的解决方案。但现有市场上的气动压力变送器大都采用单平衡臂或杠杆结构，压力测量的灵敏度、稳定性和抗压力波动干扰又不太理想，尤其是对小压力(0.5bar以下)的测量精度更差。

为了解决这种问题，特此提出本实用新型。

发明内容

本实用新型的目的，在于提供一种双平衡臂式气动压力变送器，很好地解决了上述现场使用中的问题。

为了实现这些目的，采用如下技术方案：

一种双平衡臂式气动压力变送器，包括平衡杠杆，所述平衡杠杆是由主平衡梁和副补偿梁组成；所述平衡杠杆设有一平衡固定点O1；平衡固定点O1将主平衡梁分为左侧和右侧；

所述平衡固定点O1的左侧设有压力检测单元和压力传感器；压力检测单元位于压力传感器的上方；

所述压力检测单元的上端与主平衡梁相连接；压力检测单元将介质压力直接传送给主平衡梁的左侧；

所述主平衡梁的右侧设有喷嘴和挡板、预紧弹簧；在主平衡梁的右侧喷嘴和挡板、预紧弹簧以及副补偿梁与主平衡梁相连接；

所述喷嘴和挡板的下方设有增压器；所述增压器的输出口与反馈波纹管相连通；

所述节流阀总成的上方、挡板的下方设有喷嘴；

优选的，所述副补偿梁还连接有调零弹簧和量程调整螺钉；

在主平衡梁的右侧的力是喷嘴在挡板的背压作用在挡板的力，副补偿梁通过量程调整螺钉作用在主梁上的力，预紧弹簧作用在主梁上的力，这三个力的合力。

进一步的，所述压力传感器为金属膜片式压力传感器。

优选的，所述压力检测单元为波纹管组件，所述波纹管组件是由圆筒和波纹管组成的。

进一步的，所述金属膜片式压力传感器包括取压法兰和金属膜片，金属膜片将导压油密封于取压法兰内，取压法兰另一端连接有油管，油管上端的圆筒内壁与波纹管外壁组成充满导压油的密封腔体；所述压力检测单元还包括导压杆；

所述导压杆的下端与波纹管的底部刚性连接；导压杆的上端与主平衡梁刚性连接。

优选的，所述导压杆是上端有螺孔的实心杆，其下端与波纹管底面刚性焊接，其上端与主平衡梁通过螺栓、螺孔刚性连接。

进一步的，压力传感器位于压力检测单元的下方，所述压力传感器的取压法兰上设有固定底托。

具体的，所述双平衡臂式气动压力变送器包括基座；所述固定底托用于固定和定位装有核心部件的基座。

进一步的，所述主平衡梁的一端还设有主轴六角螺丝。

所述增压器的侧面设有气容。

有益技术效果：

本实用新型是一种双平衡杠杆式气动压力变送器，它是将被测的介质压力转换变送为0.2-1bar的标准气信号，所述被测的介质比如液体、气体或蒸汽；也可以用来检测开口液体容器内的液位高度值。

本实用新型特别适用于以下工况：

易燃易爆、潮湿、高温等工作环境；易结晶、泥浆等含有悬浮物颗粒、高粘度的介质；腐蚀性介质；盾构保压系统、医疗氧仓压力控制系统；制药、食品、饮料等卫生级轻工行业。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述气动压力变送器原理图。

图2是本实用新型所述气动压力变送器局部原理图。

图3是本实用新型所述气动压力变送器局部结构图。

图4是本实用新型所述气动压力变送器实施例2图。

图5是本实用新型所述气动压力变送器基座结构示意图。

图6是图1中关于增压器的局部结构示意图。

图7是本发明实施例2中所述气动压力变送器整体示意图。

图8是本发明实施例2中所述气动压力变送器另一角度整体示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本实用新型可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

以下将通过实施例对本实用新型进行详细描述。

实施例1

参照图1-2，一种双平衡臂式气动压力变送器，包括平衡杠杆，所述平衡杠杆是由主平衡梁1和副补偿梁2组成。所述平衡杠杆设有一平衡固定点O1。

平衡固定点O1将主平衡梁1分为左侧和右侧。

所述平衡固定点O1的左侧设有压力检测单元3和压力传感器18。所述压力检测单元3与压力传感器18相连接，压力检测单元3位于压力传感器18的上方。

所述压力检测单元3的上端与主平衡梁1相连接，压力传感器18直接与被测介质相接触。被测介质的压力传导给压力传感器18，压力传感器18 将压力传导给压力检测单元3，压力检测单元3将介质压力直接传送给主平衡梁1的左侧。

所述主平衡梁1的右侧还设有喷嘴9和挡板8、预紧弹簧16。在主平衡梁1的右侧喷嘴9和挡板8、预紧弹簧16以及副补偿梁2与主平衡梁1 相连接。

所述挡板8的下方设有增压器10。所述增压器10的输出口与反馈波纹管4相连通。

所述节流阀总成11的上方、挡板8的下方设有喷嘴9。

所述增压器10的输出口与反馈波纹管4是联通的，压力都为PA。

输出气信号PA是由喷嘴9、挡板8、增压器10和杠杆平衡的结果。喷嘴9以及挡板8及增压器10的原理属于现有成熟的技术，在此不进行赘述。

介质的压力P0由金属膜片式压力传感器18和测量元件3产生的力作用于主梁杠杆1的左侧上。

在主平衡梁1的右侧的力是喷嘴9在挡板8的背压作用在挡板8的力，副补偿梁2通过量程调整螺钉5作用在主梁上的力，预紧弹簧16作用在主梁上的力，这三个力的合力。

所述平衡固定点O1为固定的支点。

所述主平衡梁1在支点左侧的介质的压力与右侧的复合力在主平衡梁 1上实现力的平衡，从而达到高精度、较高灵敏度、稳定的压力测量值。

所述副补偿梁2设有平衡固定点O2，所述平衡固定点O2为固定的支点。

所述副补偿梁2连接有调零弹簧7和反馈波纹管4。所述调零弹簧7 通过零点调整螺钉6固定。

副补偿梁2的平衡是由调零弹簧7的作用力、量程调整螺钉5的作用力、输出压力PA通过反馈波纹管4的作用力，共同作用达到的。

参照图6，所述增压器10外部设有第一输入口101、第二输入口104、输出口103以及排气口105。所述增压器10的内部设有上方膜片107，上方膜片107下方连接有膜片组合件，膜片组合件的下方设有阀芯106；所述阀芯106设有阀芯底座，阀芯底座连接有阀芯底座通路。

所述增压器10内部设有内部气路口102。

所述输出口103是增压器的输出口，输出P_A。

第二输入口104是增压器10的输入口，其与气源P_Z相通，是气源P_Z输入口；气源P_Z连接有三通阀。第一输入口101也是增压器10的输入口，其是喷嘴9和挡板8作用的背压P_B输入口。

工作时，气源压力P_Z通过三通输入给节流阀11和增压器10，背压P_B通过输入口101输入给增压器10，增压器10上方膜片107由于受到压力 P_B，使膜片组合件向下移动，推动阀芯106向下移动。这时输入压力P_Z通过阀芯底座通路流入到输出口103，输出压力P_A给反馈波纹管4和下游设备。当压力P_A增加到和输入压力P_B相同时，阀芯106重新上升，最终输入压力P_B和输出压力P_A保持相等。否则，若输出压力P_A大于输入压力 P_B则膜片组合件向上移动，输出压力会通过阀芯上方空隙从排气口105排气。从而实现P_A与P_B的压力值相等，同时P_A的气流量值又远大于P_B，其与气源P_Z的气流量相当。

优选地，气源压力P_Z为1.4bar。

通过节流阀11和喷嘴9提供给增压器10和挡板8。当被测介质压力 P₀增大时，主平衡梁1的位置就会发生变化，使得挡板8靠近喷嘴9，结果是，提供给增压器10的背压增加，从而提供给反馈波纹管4的输出压力 P_A增加。

优选地，P_A与背压P_B的压力值相等，是1∶1的关系。通过增压器10，输出的P_A有较大的气流量，能有效地驱动下游设备。否则，可能会由于供气流量不能满足下游设备的耗气量，而不能有效驱动下游设备。

所述反馈波纹管4的顶部与副补偿梁2是刚性连接，反馈波纹管4与增压器的输出口103相通，即反馈波纹管4的腔体内压力值亦为P_A，反馈波纹管4受到压力P_A的作用转换为对副补偿梁2的作用力，此作用力的大小与P_A的大小成正比例关系(F＝PA*S，公式中，F为反馈波纹管4对副补偿梁2的作用力，P_A为增压器10的输出压力，S为反馈波纹管4的有效底面积。)

随着P_A增加，引起反馈波纹管4对副补偿梁2的作用力增大，这样通过量程螺丝5对主梁1的作用力增大，直到主平衡梁1建立新的平衡为止。当压力P₀下降时，挡板8就会远离喷嘴9，背压P_B和输出压力P_A都下降，直到系统再平衡。输出气信号P_A与输入压力P₀成比例关系。

本实用新型实现将被测的介质压力转换变送为0.2-1bar的标准气信号。

由于增压器10的位置安排，挡板8和喷嘴9之间力平衡系统的距离是非常小的，几乎为零。因此，压力检测单元3的滞后，反馈波纹管4，主梁1的交叉弹簧支点和副梁2以及零点和预紧弹簧16对变送器的测量特性几乎没有影响。

实施例2

参照图2-图8，具体的，所述压力传感器18为金属膜片式压力传感器。

所述压力检测单元3为波纹管组件，所述波纹管组件是由圆筒31和波纹管32组成的。

所述金属膜片式压力传感器包括取压法兰181和金属膜片182，金属膜片182将导压油密封于取压法兰181内，取压法兰181另一端连接有油管19，油管19上端的圆筒31内壁与波纹管32外壁组成充满导压油的密封腔体33。

所述压力检测单元3还包括导压杆34。

所述导压杆34的下端与波纹管32的底部刚性连接。导压杆34的上端与主平衡梁1刚性连接。

具体的，所述导压杆34是上端有螺孔的实心杆，其下端与波纹管32 底面刚性焊接，其上端与主平衡梁1通过螺栓、螺孔刚性连接。

工作时，金属膜片182在被测外界压力的作用下，具有一定的移动空间，金属膜片182通过导压油将外部被测压力传导给波纹管32，波纹管32 底部受油压会产生向上的位移和推力，由与波纹管32底部刚性连接的导压杆34，将此推力传导给主平衡梁1的左侧。

压力传感器18位于压力检测单元3的下方，所述压力传感器18的取压法兰181上设有固定底托183。

所述双平衡臂式气动压力变送器包括基座12。所述固定底托183用于固定和定位装有核心部件的基座12。

所述基座12一侧的下方固定安装有增压器10。所述增压器10的侧面设有气容17。

所述气容17的功能是阻尼元件，其储存一定容积的压缩空气，可以减小由于外部气源的波动而对增压器10内部气压和气流量变动的影响，起到阻尼的目的。

所述基座12的上方固定安装有反馈波纹管4和副补偿梁2。所述反馈波纹管4位于增压器10的上方。

所述基座12设有第一固定组件121、第二固定组件122。

通过第一固定组件121、第二固定组件122将主平衡梁1固定，所述固定点即为平衡固定点O₁。

所述基座12的一侧固定安装有零点调零弹簧7和预紧弹簧16。

在所述反馈波纹管4的上方设有副补偿梁2，在所述副补偿梁2的上方设有主平衡梁1。

所述主平衡梁1上设有测量范围指示标尺15，在主平衡梁1上同测量范围指示标尺15相对应的设有量程调整螺钉5和锁紧螺钉14。所述量程调整螺钉5与锁紧螺钉14配合使用，用于调整量程调整螺钉5在测量范围指示标尺15上的位置，使用锁紧螺钉14固定。

所述主平衡梁1的一端还设有主轴六角螺丝13。

松开量程调整螺钉5后，可以通过转动主轴螺母13来移动量程调节螺钉14，并且可以连续调节测量单元(3、18)和反馈波纹管4之间的变送比，即可调测量范围。零点调节螺钉6的设定，可以不必拆下盖子，通过零点调节螺钉6调节零点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种双平衡臂式气动压力变送器，其特征在于，包括平衡杠杆，所述平衡杠杆是由主平衡梁(1)和副补偿梁(2)组成；所述平衡杠杆设有一平衡固定点O1；平衡固定点O1将主平衡梁(1)分为左侧和右侧；

所述平衡固定点O1的左侧设有压力检测单元(3)和压力传感器(18)；压力检测单元(3)位于压力传感器(18)的上方；

所述压力检测单元(3)的上端与主平衡梁(1)相连接；压力检测单元(3)将介质压力直接传送给主平衡梁(1)的左侧；

所述主平衡梁(1)的右侧设有喷嘴(9)和挡板(8)、预紧弹簧(16)；在主平衡梁(1)的右侧喷嘴(9)和挡板(8)、预紧弹簧(16)以及副补偿梁(2)与主平衡梁(1)相连接；

所述挡板(8)的下方设有增压器(10)；所述增压器(10)的压力输出口与反馈波纹管(4)相连通；

节流阀总成(11)的上方、挡板(8)的下方设有喷嘴(9)；

所述副补偿梁(2)还连接有调零弹簧(7)和量程调整螺钉(5)；

在主平衡梁(1)的右侧的力是喷嘴(9)在挡板(8)的背压作用在挡板(8)的力，副补偿梁(2)通过量程调整螺钉(5)作用在主梁上的力，预紧弹簧(16)作用在主梁上的力，这三个力的合力。

2.根据权利要求1所述的双平衡臂式气动压力变送器，其特征在于，所述压力传感器(18)为金属膜片式压力传感器。

3.根据权利要求2所述的双平衡臂式气动压力变送器，其特征在于，所述压力检测单元(3)为波纹管组件，所述波纹管组件是由圆筒(31)和波纹管(32)组成的。

4.根据权利要求3所述的双平衡臂式气动压力变送器，其特征在于，所述金属膜片式压力传感器包括取压法兰(181)和金属膜片(182)，金属膜片(182)将导压油密封于取压法兰(181)内，取压法兰(181)另一端连接有油管(19)，油管(19)上端的圆筒(31)内壁与波纹管(32)外壁组成充满导压油的密封腔体(33)；所述压力检测单元(3)还包括导压杆(34)；

所述导压杆(34)的下端与波纹管(32)的底部刚性连接；导压杆(34)的上端与主平衡梁(1)刚性连接。

5.根据权利要求4所述的双平衡臂式气动压力变送器，其特征在于，所述导压杆(34)是上端有螺孔的实心杆，其下端与波纹管(32)底面刚性焊接，其上端与主平衡梁(1)通过螺栓、螺孔刚性连接。

6.根据权利要求2所述的双平衡臂式气动压力变送器，其特征在于，压力传感器(18)位于压力检测单元(3)的下方，所述压力传感器(18)的取压法兰(181)上设有固定底托(183)。

7.根据权利要求6所述的双平衡臂式气动压力变送器，其特征在于，所述双平衡臂式气动压力变送器包括基座(12)；所述固定底托(183)用于固定和定位装有核心部件的基座(12)。

8.根据权利要求1所述的双平衡臂式气动压力变送器，其特征在于，所述主平衡梁(1)的一端还设有主轴六角螺丝(13)。

9.根据权利要求1所述的双平衡臂式气动压力变送器，其特征在于，所述增压器(10)的侧面设有气容(17)。