JP2898110B2 - 過圧逃がし安全プラグ - Google Patents
過圧逃がし安全プラグInfo
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- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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Description
グに関し、特に内部的な過圧に対しゲージの損傷を防ぎ
しかも過圧が解消された後に再使用しうるようになった
圧力ゲージ用安全プラグに関する。
は一般にアルミニウムあるいはその合金のごとき適当な
金属材料から形成されるハウジングを含み、このハウジ
ングは検出機構を囲んでおり、この検出機構がこのハウ
ジングの外側の空気または他のガス源の圧力をそれらの
間の適当な管接続により検出するようになっており、ハ
ウジングの面に測定されたゲージ圧力の適正なアナログ
表示が設けられており、またこのハウジングは一般に圧
力スケールを有するダイアルプレートを受け入れる開口
を有しており、このスケール上で測定機構により作動さ
れるポインタアームが測定圧力の可視的な読みを与える
べく動くようになっており、また、このスケールプレー
ト上でこのハウジングにシール関係をもって適当に固定
される透明なカバーが設けてある。経験によれば、圧力
がそのゲージの設計値より高い圧力となることがあり、
そしてそのような過圧の生じたとき意図しない吹き出し
を避けるように設計されていないときにはゲージの前面
からそのような吹き出しが生じてオペレータやゲージを
モニタする技術者に損傷を与えることがある。これは、
上記の形式のゲージにもまたフィリップス及びゾルドー
の米国特許第3645140号および同第401175
9号およびフィリップス及びトロイヤーの米国第403
0365号明細書に示される差動形式のゲージにも云え
ることである。
スツルメンツIncである出願人の譲受人の商品である
差圧形式の圧力ゲージはフレキシブルなダイアフラムを
含み、このダイアフラムに差圧力が加わり、ゲージハウ
ジングに装着された高感度の正確な伝達インジケータを
作動させる。上記米国特許の装置では動き伝達装置は回
動可能に装着されるらせん体の形をなしており、このら
せん体がレンジばね装着された磁石と関連動作してこの
磁石のダイアフラムへのこのばねのリンク接続による直
線動作によって差圧を表示しその変化を表示する。磁石
のこの直線動作は、ゲージセット装置によりポインタア
ームがセットされるゼロを含むスケール指標を有するゲ
ージダイアルに関連する上記らせん体により、そのらせ
ん体に支持されるこのポインタアームの回転動作へと変
換される。
および底部プレート部材とゲージの前面からの吹き出し
を抑えるように配置される透明材料からなるねじ込みカ
バーとを有するハウジング部材の形のゲージハウジング
を開示している。このゲージハウジング部材と背部プレ
ートは固定されてダイアフラムをその動作位置に固定し
ており、そしてダイアフラムのリム部分とハウジング部
材とそれに係合する背部プレートの対応する面が、過圧
の生じたときゲージの背部からの吹き出しにより過圧を
逃がすべく設けられている。
ムの吹出しを与える膜は過圧が解消した後には取換えね
ばならず、ゲージを再使用可能として同じ過圧保護機能
を得るためにはゲージを分解しなければならない。
を回避すると共に計器の分解を行うことなく直ちに過圧
保護と圧力測定を行いうるように回復しうるようになっ
た過圧保護機能を有する形式のゲージを提供することで
ある。
たときに吹き出しを行うようになっており、そしてゲー
ジに対する過圧保護機能の回復とこの計器の圧力測定に
ついての連続的な使用のために計器に固定される特殊な
ハウジングプラグの形のゲージ用過圧保護を与えること
である。
る過圧を受けることのあるゲージハウジングの内側チャ
ンバと連通するゲージハウジングアパーチャにシールの
ために圧入される吹き出しプラグの形の圧力ゲージ用の
有効な過圧逃がし保護を与えることであり、このプラグ
とアパーチャはハウジング内部チャンバ内のゲージ圧力
が特定の最大レベルより下の最小レベルとなるときにプ
ラグの吹き出しを行うようにされている。
品であってもすでに何回も過圧逃がし条件を経験したも
のであっても必要なときに容易に有効となりうるもので
あり、そして有効過圧保護を行うための大きな変更を全
く必要としない圧力ゲージの過圧逃がし保護を与えるこ
とである。
ージの過圧保護はハウジングの圧力チャンバの内部圧力
範囲が予定の最大値より高くはない予定の最小値となっ
たとき圧力の逃がしを確実に行うものであり、大気に対
し過圧の生じ易いハウジングの内部チャンバに連通する
そのアパーチャにシールのために圧入された吹き出しプ
ラグを含んでいる。
ュロメータのシリコンエラストマで形成されてハウジン
グアパーチャにシールのために圧入されるシャンク部を
限定するシール本体を有する。このシャンク部はその一
端にストップキャップを有し、これは下側が平面となっ
た球形であって、この平面がハウジングアパーチャのま
わりでハウジングに面接触する。このシャンク部の他端
はフィンガーまたはツール把持部分を有し、これがハウ
ジングの初期組立体においてそのハウジングへのプラグ
の適用を容易にしている。更にこのストップキャップと
一体になった装着ストラップがあり、これはその自由端
にハウジングへの固定用の円形部を有し、過圧発生時に
飛び出さないようになっている。
ングを構成する金属材料により限定されており、好適に
はプラグのシャンクと同様に横断面において丸いもので
あるとよい。
ーチャは、ハウジングと共にシールを形成するそのシー
ル面においてシャンクの直径の約11.5%(好適には
約11.4%)がアパーチャへのプラグシャンクの圧入
により縮小されるように寸法づけられている。
のプラグシャンクの固定によりシャンクのシール領域に
おいてハウジングの完全なシールが得られる。またこの
プラグはシャンクシール領域でそのような摩擦保持力を
与えるべく、使用前に特殊処理を行っている。
の差圧ゲージを一般的に示しており、このゲージ10は
側壁13と後壁15を限定するハウジング12を含み、
この側壁13が計器の圧力空胴を形成すべく透明なカバ
ー16により閉じられた、通常は開いた端部を限定す
る。この空胴は低圧チャンバ17と高圧チャンバ18に
フレキシブルなダイアフラム20により分けられてい
る。カバー16はアクリル樹脂またはポリカーボネート
樹脂のような透明で機械強度の高いプラスチック材料か
ら形成されたディスク形のものであるとよい。そしてこ
のカバーはハウジング12と同じ材料で形成してもよい
現形のキャップ22により所定位置に固定される。この
キャップ22はハウジング12にねじ止めされる。カバ
ー16の下には目盛26を有する適当なスケールダイア
ル24が設けてあり、これとポインタアーム28が関連
動作してゼロ値30に対する所定の圧力をアナログで与
える。
ラム20は計器10の外部の圧力源の圧力を測定するた
めの、ハウジング12内の検出機構の部分である。図示
の構成では計器10は圧力チャンバ18であり、これは
内部ねじ穴18Aにおいて一つの圧力源に適正に接続
し、低圧チャンバ17は同様の内部ねじ穴17Aにより
他の圧力源に接続する。通常その圧力は高圧チャンバの
接続する圧力源より低圧となっており、目盛26とポイ
ンタアーム28とにより両者の圧力の差がアナログで読
取られるように計器10を作動させる。穴17Aと18
Aは平行な中心軸を有し、ハウジング12と共に直角部
分21(図2)を計器10内に限定する。このような計
器10は内部ねじ穴17Bと18Bを有しており、これ
らは低圧および高圧チャンバに夫々接続して必要に応じ
てねじ穴17Aと18Aの代りに使用するためのもので
ある(図2)。穴17Aと18Aが使用されるか、穴1
7Bと18Bが使用されるかには無関係に一方の穴対が
使用されるときには他方の穴対が外部ねじプラグにより
閉じられることになる。
がハウジングの後壁15に形成されており、過圧プラグ
40の本体42を受けて固定するようになっており、こ
の本体42は装着ストラップ46と固定用現形部48を
有し、この現形部48はハウジング後壁15に形成され
たアパーチャ52に与えられるねじ装置50によりハウ
ジング12に固定される(図2、5、6参照)。
ラグ40とアパーチャ44を含む)の部分であり、これ
は以下に述べる特徴を有する。
体42はステム又はシャンク60を有し、その一端61
にストップキャップ62が設けられており、このキャッ
プは装着ストラップ46と一体になっている。ストラッ
プ46は更にシャンク48と一体になっている。シャン
ク60は側面63を限定する。
部分66が設けられる。
ジングの後壁15の外面70において、薄い縮径方向
(角度45°)の入口部分72を、次に一定径の部分7
4そして内面78に向って拡径(角度82°)する比較
的深い部分76を有する。このアパーチャ44の形状は
ハウジング12を形成する金属に直接形成される。
一定径部分74の寸法はゲージ10に対する完全な吹き
出し保護を与えるように選ばれるのであり、これによれ
ば、過圧構成56において、部分74の直径はシャンク
60と部分74の接触領域においてシャンクの直径より
約11.5%(好適には11.4%)小さくされる。こ
の領域は図6に拡大して示すようにシャンク60の側面
63においてプラグ本体42のまわりになるシール領域
80を形成する。これにより、後述(特定のプラグ40
により保護されるゲージの内部チャンバについて)のゲ
ージ圧力限界を越えたときプラグ40がアパーチャ44
から吹き飛ぶようになる。構成56のこの例ではプラグ
本体42のシャンク60における直径は0.253イン
チ(約6.40ミリ)から0.257インチ(約6.5
3ミリ)の範囲であり、一定径部74の直径は約0.2
25インチ(約5.71ミリ)から約0.227インチ
(約5.76ミリ)である。更に、穴部分74の長さは
シール領域80を限定する上で約0.05インチ(約
1.27ミリ)である。
に与えられると、過圧構成56はプラグ40とアパーチ
ャ44との間に圧入固定を与え、それらの寸法が直角と
なったシール領域80においてプラグのシャンク60の
まわりに均等に分布する正規の力を発生するものであ
り、約11.5%の圧縮を与えるものである。その結果
プラグ40は後述するようなプラグ40の処理により領
域80のまわりに生じる静止摩擦によってアパーチャ4
4内に固定(後述するゲージ圧力限界まで)される。
キャップ62は球形の外面82を限定し、この面82は
現形のリム84までとなっており、このリム84が通常
はシャンク60の中心軸87に直角に配置されてアパー
チャ44へのプラグ40の適用によりハウジング後壁の
外面70と共面になるプラグの現形の平らな下面86の
限界を示す。図6、7に示すようにリム84の直径はシ
ャンク60のそれが約2倍であるとよい。
82を指で押しそして、ゲーシハウジング12を組立て
ないままで指または適当な把持工具によりプラグのグリ
ップ部分66を引き上げることによりアパーチャ44に
圧入固定出来る。
ュロメータシリコンゴムでつくられるとよく、プラグ4
0の本体42は圧縮可能な材料により限定されるのであ
り、この材料は長期間の使用により脆弱化したりしない
ものであるとよく、また配置されたときシール領域80
に充分な摩擦保持力が得られるようにプラグ40を処理
可能にする、その表面の孔の特殊な作用をもつこともわ
かっており、そして圧縮時の歪みが最少であって使用お
よび再使用時に確実なプラグ保持力を保証するものであ
るとよい。
含むプラグ40が形成された後に、これらプラグはタル
カムパウダーでコーティングされて適当なオーブン等に
入れられて約30分間400°Fに加熱される。その
後、このように加熱されたプラグは室温まで冷却され、
その結果、タルカムパウダーの粒子がシリコンゴムの表
面の孔にとらえられる。そしてこれはプラグ40が図
5、6に示すように配置することによりアパーチャ部分
74がシャンク60を圧縮してシール領域80を形成す
るようにそのシール機能を行うとき特に有利である。そ
の結果、アパーチャ44の部分74を形成するハウジン
グ12の金属とプラグ本体80のシャンク60が約0.
28(±0.02)の摩擦係数を与える。
する際のプラグ40とアパーチャ44の間の圧縮係合は
シャンク60に直角に作用する力を与え、その結果、プ
ラグ40により保護されるゲージの内部チャンバのゲー
ジ圧が後述する限界を越えない限りプラグ40を保持す
る静止摩擦が生じる。プラグとアパーチャ44、特に穴
の部分74の間の圧縮係合はこのように、例えば高圧チ
ャンバ18のゲージ内圧がアパーチャ44にかかるとき
に、ハウジング12とシール関係にあるプラグ40を保
持する保持力を越え(ゲージ10が大気圧とする)、そ
れによりプラグ40をアパーチャ44から吹きとばすよ
うなものとなる。このため、プラグ40はそれをハウジ
ング12のねじ穴52に適当なねじ装置90をねじ込む
ことによりハウジングの外部に固定するためのストラッ
プ46と固定用円形部分48を含んでいる(必要であれ
ばワッシャ92が設けられそして勿論アパーチャ52を
ストラップ46のとどく範囲内であってハウジングの補
強壁94から適当なところにハウジング12の外のアパ
ーチャ44のまわりの適当な位置に形成してもよい)。
プラグのこの固定は吹きとばさられたプラグが飛び散ら
ないようにし、かくしてプラグ40がハウジング12の
そばに保持されて図5、6に示す位置にプラグを押しも
どすことにより再使用可能にする。
み、必要であればそれ自体タッピングを行うものでもよ
い(その場合には穴52のねじ切りは不要となる)。
15psig以下の内圧となる場合にはストップキャップ6
2の下面86は圧力限界内で漏れのないシールを与える
ようになる。これは、そのプラグ構成56によって点検
されるハウジングの内部のチャンバに真空圧が加えられ
るとき特に云える。
料は再使用時にも適正なプラグ保持力を与える最小の圧
縮を示し、前述の手順を用いてタルカムパウダーを与え
られたシャンク60のシリコンゴム面はシール領域80
において確実な摩擦保持力と摩擦係数を与える。
ウジング後壁15について、ハウジング12は縦形の補
強壁96と98および縦型の丸い側壁100を有し、壁
96,98,100は図2、3、5に示すようにハウジ
ングの後壁15から外に突出する。アパーチャ44と5
2はかくして後壁15に形成されるが、これらはアパー
チャ44により大気に接続するハウジングの内部チャン
バに対し同様な過圧保護を与えるようなハウジングの任
意の個所に形成することが出来る。その結果、この過圧
構成56は、アパーチャ44が過圧保護と逃がしを与え
るべく内部チャンバにつながる、ハウジングの所定の位
置に設けることが出来る。
よる効果を利用するハウジングの内部チャンバが約20
psigを越えるが約40psigの最大レベルより低い場合に
圧力の逃がしを行うことにより過圧による損傷を防ぐた
めの、特にインディアナ州ミシガンシティのドワイヤイ
ンストルーメンツ社の圧力ゲージに特に適した過圧逃が
し構成を与えるようになっている。経験によれば、本発
明により形成されそして差圧型ゲージ用となった過圧プ
ラグ構成56は、プラグ40が約30psigの内圧となっ
たときアパーチャ44からプラグ40をとび出させる。
す斜視図であってゲージをハウジングの後壁に隣接した
圧力入口ポートの1個のあるゲージハウジングの部分を
含めるようにその前面を角度をもって示す図。
配置されたいくつかの高圧および低圧ポート並びに本発
明の過圧プラグを適用するアパーチャを示す図。
3−3におけるハウジングの後壁の断面図であって、そ
の形状を示す図。
用される過圧プラグ構成の一実施例を示す図。
ングと過圧構成の断面図。
図。
ストラップの側面図。
ラップの断面図。
Claims (12)
- 【請求項1】ハウジングとそのハウジング内にあってハ
ウジング外部の圧力源の圧力を測定するための検出手段
とを含む圧力ゲージにおいて、ハウジング内部のゲージ
の圧力を逃がすための過圧逃がし安全プラグであって、
30デュロメータショアA硬度スケールのシリコンエラ
ストマからなる本体を含み、この本体はまわりに現形の
シール部分を有する一般に円筒状のシャンクと、このシ
ャンクの一端にあってこのシャンクに中心をもつ現形の
平らな下面とこのシャンクの半径の約2倍の半径をもつ
円形のリムを有する球形のプラグヘッド部分を限定する
ストップキャップと、を有し、上記シャンクの現形のシ
ール部分がタルカムパウダーを含ませた表面孔を含むご
とくなった過圧逃がし安全プラグ。 - 【請求項2】前記本体は前記シャンクの縮径された他端
に把持ステムと、前記キャップ端と一体となって現形の
アンカーリングまでとなった装着ストラップとを含む請
求項1のプラグ。 - 【請求項3】前記シャンクのシール部分はそのシャンク
について均一の摩擦係数を有する請求項1のプラグ。 - 【請求項4】前記キャップとシール部分は前記シャンク
と同軸である請求項1のプラグ。 - 【請求項5】ハウジング内に圧力チャンバを限定する圧
力壁と、このハウジング内にそのハウジングの外に配置
された加圧ガス源の圧力を測定するための検知測定手段
を有する金属の上記ハウジングを含む圧力ゲージ用過圧
逃がし構成であって、ハウジングの圧力壁を介してチャ
ンバを大気に接続するためにその壁に形成される丸い開
口と、この開口に圧入される過圧吹き出しプラグと、を
含み、このプラグはショアA硬度スケールのシリコンゴ
ムで形成され、そして一般に円筒形のシャンクを限定す
る本体を含み、このシャンクは上記ハウジングの金属に
より限定される断面を有する上記開口を形成する上記金
属で圧縮される現形のシール領域をまわりに含み、この
プラグシール領域は上記シール領域におけるシャンクを
上記シャンク直径の約11.5%だけ圧縮するような寸
法を有しており、上記プラグのシャンクシール領域はタ
ルカムパウダーを含んだシャンク孔を有する上記開口を
形成する金属と係合する面を含むごとくなった、過圧逃
がし構成。 - 【請求項6】前記シール領域と前記孔を形成する金属と
の間の摩擦係数は約0.28である請求項5の構成。 - 【請求項7】前記プラグは前記開口の外端でそこに中心
をもちそして前記シャンクに中心をもち且つ上記開口の
まわりで前記ハウジングに当る平らな下面を有する球形
のプラグヘッド部分を限定するストップキャップを含
み、このキャップが上記開口を限定する上記ハウシング
の前記金属により圧縮されないときの上記シャンクの半
径の約2倍の半径を有する円形リムを限定するごとくな
った請求項5の構成。 - 【請求項8】前記プラグは前記シャンクの他端の把持ス
テムと、前記キャップと一体であって固定リングまでと
なった装着ストラップとを含む請求項7の構成。 - 【請求項9】前記開口の直径は約0.225インチから
約0.227インチであり、前記シャンクを圧縮する開
口部分の長さは約0.05インチであり、前記プラグの
前記シャンクの直径は上記開口により圧縮されないとき
約0.253インチから約0.257インチである請求
項7の構成。 - 【請求項10】前記装着ストラップの固定リングを前記
ハウジングに固定する手段を含む請求項9の構成。 - 【請求項11】シャンクを含む圧力ゲージ用過圧プラグ
において、下記段階を含むシャンクを処理する方法:シ
ョアA硬度スケールシリコンゴムで上記シャンクを形成
する段階;上記シャンクの表面をタルカムパウダーでコ
ーティングする段階;このようにコーティングされたシ
ャンクを約30分間400°Fに加熱する段階;このシ
ャンクを室温まで冷却する段階。 - 【請求項12】前記プラグ全体に前記コーティングを与
え、加熱しそして冷却するごとくなった請求項11の方
法。
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