JPS587928B2 - サアツオウドウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、それぞれ異なった圧力が作用する２つの受圧
弾性素子によって密閉され、液体が封入された筐体と、
測定弾性素子を有し、前記筐体内に配置された測定機構
と、弁体に結合された弁用弾性素子を有し、前記筐体内
に配置された過圧保護機構とを備え、前記測定弾性素子
と弁用弾性素子とを独立的に配置し、前記受圧弾性素子
に作用する圧力の間に規定値以上の差圧が発生した際、
前記弁体が閉合されて前記測定機構を保護するように構
成された差圧応動装置に関する。

この種の差圧応動装置は測定機構が配置され非圧縮性の
液体が封入された内部空間を有する筐体から構成され、
この筐体に互いに対向して形成された開孔は一般に測定
媒体に対して受圧弾性素子（ダイヤフラム或いはべロー
）により隔離され、その前面に圧力Ｐ１ないしＰ２が作
用する。

封入液体の微小な容積変化でまたそれ故に測定による微
小な動きで作動し、しかも測定機構が圧力室に配置され
るような差圧応動装置の場合、測定機構は例えばストレ
ンゲージが設げられた測定レバーに結合されるような平
坦なダイヤフラムないしはベローから通常の方法で構成
される。

圧力Ｐ１とＰ２とが高い静圧であるときは、一方の側面
に突然圧力低下が生じた際、例えば導管が破壊した際に
測定機構の損傷を防ぐために、差圧応動装置には過圧保
護機構が設けられる。

測定による大きな動きを有する差圧応動装置の場合、過
圧が生じた際に封入液体の移動をしゃ断する弁機構が測
定機構に連結されることは公知である。

他の公知の測定装置の場合、測定系と弁機構とは流体的
には直列接続されている。

このような過圧保持装置の機能は、必要な弁揚程を得る
ためにかなり大きな容積移動（封入液体の移動）が可能
である場合にのみ確実に達成される。

またこの種の差圧応動装置においては、測定弾性素子に
より変位される測定機構の変位を微小（例えば１００〜
２００μ）にしたい場合がある。

かかる場合においても過圧が生じた際には、弁を閉じて
封入液体の移動を制限する過圧保護機構の必要性は変わ
らないのであるが、公知の装置にあっては、測定機構の
動きと弁体の揚程とが一体的となっているので、加工技
術から両者間相互の寸法が正確にです、実施するに極め
て大きな困難を伴なっている。

そこで、測定機構の揚程と弁機構の揚程とを任意に設定
できるために、すなわち、測定機構の動きとは関係なく
弁体の動きを大きくすることができるために、測定弾性
素子を有する測定機構と、弁体に結合された弁用弾性素
子を有する弁機構とを備え、その測定弾性素子とその弁
用弾性素子とを独立的に配置し（すなわち、流体的に並
列接続し）た差圧応動装置が提案されている。

第１図はこの種の従来の差圧応動装置の概略構成図であ
る。

この第１図において、圧力測定機構１を含む特に筒形の
筐体２は、その左右の側面に受圧弾性素子例えば受圧ベ
ローズ５および６によって閉鎖される２つの開孔３およ
び４が形成されている。

ベローズ５および６０面上に作用する圧？Ｐ１およびＰ
２の差圧（Ｐ−Ｐ２）は測定機構１によって電気信号に
変換される。

筐体２は隔壁９によって互いに分離され、できるだけ非
圧縮性の液体例えばシリコンオイルによって満たされた
２つの圧力室７および８を有している。

測定機構１は、測定弾性素子としその測定ベローズ１０
から構成され、このベローズ１０は、隔壁９の圧力室８
に向けられた側面に固定されかつ隔壁９の孔１１を介し
て圧力室７に連通している。

ベローズ１０の前面板１２には、一方の側に液体によっ
て伝達された圧力Ｐ１が、また他方の側に同じく液体に
よって伝達された圧力Ｐ２が作用する。

ベローズ１０の前面板１２ぱ、ストレンゲージ１４が貼
着された測定レバー１３に連結棒１５を介して機械的に
結合されている。

この差圧応動装置におけろ過圧保護機構は、圧力室７に
配置されかつ両方の軸運動方向に閉じることのできるよ
うに形成された弁体１７を有する弁機構１６から構成さ
れている。

弁体１７は筐体２内に設けられた弁座と協働する。

弁体１７は弁用ベローズ１８によって動かされる。

弁用ベローズ１８は隔壁９の圧力室７に向けられた側面
に測定ベローズ１０に対して同軸的に設置され、かつ通
路１９を介して圧力室８に連通している。

測定機構１は測定レバー１３の硬さのために負荷が加わ
った場合にも極く僅か変位するだけで、それ故本質的な
容量変化も行なわないのに対し、弁用べローズ１８の有
効面積およびばね定数は過圧が発生した場合に測定ベロ
ーズ１０の動きによって一方或いは他方において弁を閉
塞するのに十分であるような動きが生せしめられるよう
に選ばれる。

それによって測定系に損害を与える程の大きな液体の容
積移動は阻止される。

ところで、圧力室７，８に封入される液体は一般的には
シリコンオイルが使用されるが、このシリコンオイルは
温度係数を有し、たとえば温度が上昇した際にはその体
積が膨脹するという性質を持っている。

そして、圧力Ｐ１，Ｐ２が測定範囲内の差圧（規定値以
下の差圧）の際には、弁機構１６の弁体１７が弁座に閉
合されていないので、周囲温度が上昇し、その封入液体
が体積膨脹を生じた場合には、その体積膨脹分により受
圧ベローズ５，６が伸長され、その体積膨脹分の温度補
償が行なわれる。

このようにして、測定レバー１３にその体積膨脹に基づ
く過大歪が作用するのが防止される。

しかしながら、この公知の差圧応動装置においては、封
入液体のこのような温度補償は弁機構１６の弁体１７が
閉合されていない際にのみ行なわれ得るのであり、測定
範囲以上の差圧（規定値以上の差圧）が生じ、弁体１７
が弁座に閉合された後に生じる封入液体の体積膨脹に対
しては何ら考慮されていない。

すなわち、第１図において、圧力Ｐ１，Ｐ２が高い静圧
であるとき、たとえば導管の破裂により圧力Ｐ２が圧力
零まで降下し、測定範囲以上の差圧が生じた際には、圧
力Ｐ１の高圧力により、受圧ベローズ５内の封入液体の
容積が移動し、弁体１７が左側から弁座に閉合され、そ
の後は受圧ベローズ５内の封入液体の容積移動は阻止さ
れる。

このように、弁体１７が左側から弁座に閉合された状態
において、温度上昇が生じた場合には、圧力室７内の封
入液体の体積膨脹が生じ、その体積膨脹分の封入液体が
測定ベローズ１０の内室に流れ込み、その結果、測定レ
バー１３が右側に変位させられ、測定レバー１３に過大
な歪が加わる虞れがある。

すなわち、測定レバー１３には温度上昇に基づく封入液
体の体積膨脹に応じて許容値以上の歪が与えられる。

本発明は、このような点に鑑みてなされ、上述の種類の
差圧応動装置において、過圧から測定機構を保護するた
めに設けられた過圧保護機構の弁体がその過圧により弁
座に閉合された後に、温度上昇により封入液体が体積膨
脹を生じた際でも、その体積膨脹により測定機構の測定
レバーに過犬な歪が与えられないように構成された差圧
応動装置を提供することを目的とする。

この目的は、本発明によれば、上述の種類の差圧応動装
置において、過圧保護機構の弁体が弁座に閉合された後
に生じる封入液体の温度上昇に基づく体積膨脹から測定
機構を保護する温度補償機構を設けることにより達成さ
れる。

この温度補償機構は、本発明の特に優れた実施例によれ
ば、可動ピストン、保護ベローズおよびセットスプリン
グから構成され、弁機構の弁体が閉合された後に生する
封入液体の温度上昇に基づく体積膨脹分によってその可
動ピストンが移動され、その体積膨脹分を補償する如く
作用するように構成される。

次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第２図は本発明の一実施例の概略構成図である。

第２図において、第１図に示した装置と同一機能を有す
る部分については同一符号が付されている。

本発明においては、温度補償機構２７は、主として、鍔
部を有する可動ピストン２０、保護ベローズ２１および
ばね２２によって構成されている。

可動ピストン２０は、円柱部２８、この円柱部２８に設
げられた鍔部３０およびこの円柱部２８０頭部に設けら
れた突出部２９から構成され、この突出部２９が隔壁９
に設げられた円柱形膨出部２３に形成された穴部２４内
に挿置されるように配置される。

可動ピストン２０にはさらに測定ベローズ１０が取付け
られ、この測定ベローズ１０の内室とその円柱形膨出部
２３の穴部２４内とを連通させるように貫通孔２５が形
成されている。

また、可動ピストン２０の鍔部３０には保護ベローズ２
１およびばね２２が作用している。

この保護ベローズ２１はピストン２００円柱部２８を覆
うように配置され、その一端が隔壁９に固定され、その
他端がピストン２０の鍔部３０に固定されている。

保護ベローズ２１の内室は隔壁９の通路１１を介して圧
力室７に連通している。

可動ピストン２０には保護ベローズ２１の内室と測定ベ
ローズ１０の内室とを連通ずるために貫通孔２６が貫通
孔２５と交差する如く明けられている。

また、ばね２２は一端が可動ピストン２０の鍔部３０に
支持され、他端が筐体２の圧力室８の内壁に設けられた
突起２３に支持されている。

しかして、可動ピストン２０は通常の状態においては保
護ベローズ２１およびばね２２の作用により隔壁９の膨
出部２３に着座させられている。

本発明においては、保護ベローズ２１を有する温度補償
機構２７の容量エラスタンス〔（圧力）／（容量変化）
で表わされる〕は、測定ベローズ１０を有する測定機構
１の容量エラスタンスに比較して極めて小さく設定され
ている。

すなわち、温度補償機構２７と測定機構１とに同一圧力
を作用させた際、保護ベローズ２１の容積変化は測定ベ
ロース１０の容積変化に対して極めて大きくなるように
設定される。

なお、その際に、本発明においては、温度補償機構２７
は、ばね２２の作用によって、弁機構１６の弁体１７が
過圧により弁座に閉合された後に、温度上昇により圧力
室７および保護ベローズ２１内等の封入液体が体積膨脹
を生じた際にはじめて容積変化を生じるようにセットさ
れる。

すなわち、ばね２２のばね定数は、過圧により弁体１７
が弁座に閉合され、その後圧力室７および保護ベローズ
２１内等の封入液体が温度上昇により膨脹されるまでは
、ピストン２０が動かないような大きさに設定されてい
る。

次に上記構成の動作について説明する。

圧力Ｐ１，Ｐ２が測定範囲内の差圧（規定値以下の差圧
）である際には、測定機構１の測定ベローズ１０および
弁用ベローズ１８は同時に伸縮するが、弁機構１６が閉
合されるに至らず、従ってその差圧（Ｐ１−Ｐ２）は測
定レバー１３すなわちストレンゲージ１４によって電気
的に検出される。

圧力Ｐ１，Ｐ２が高い静圧であるとき、たとえば導管の
破裂により圧力Ｐ２が急激に圧力零にまで降下し、測定
範囲以上の差圧（規定値以上の差圧）が生じた際には、
圧力Ｐ１の高圧力により受圧ベローズ５内の封入液体の
容積が移動されて弁体１７が左側から弁座に閉合され、
その後受圧ベローズ５内の封入液体の容積移動が阻止さ
れる。

それにより、測定機構１の測定ベローズ１０内の封入液
体の容積移動が阻止され、測定レバー１３が過大歪から
保護される。

しかしながら、弁機構１６が閉合された後に、周囲の温
度上昇が生じた際には、圧力室７および保護ベローズ２
１内の封入液体の体積膨脹が生じる。

その際、本発明においては、温度補償機構２７の容積変
化が測定機構１の容積変化よりも大きくなるように設計
してあるので、圧力室１および保護ベローズ２１内の封
入液体の体積膨脹分に応じて、保護ベローズ２１が伸長
して容積変化を生じ、測定レバー１３に過犬な歪が加わ
るのを阻止する。

すなわち、弁機構１６が閉合された後に生じる圧力室７
内の封入液体の体積膨脹分は保護ベローズ２１内に流れ
込み、このようにしてその体積膨脹から測定機構１が保
護される。

なお、測定ベローズ１０内の封入液体の体積膨脹分も貫
通孔２５ ，２６を介して保護ベローズ２１内に流れ込
む。

以上に説明するように、本発明によれば、過圧に対して
は、測定機構１と独立的に設けられた弁機構１６により
この測定機構１を保護し、またその過圧により弁機構１
６が閉合された後に生ずる温度上昇に基づく封入液体の
体積膨脹に対しては温度補償機構２７によって測定機構
１を保護するように構成したので、測定レバーに過犬な
歪がかかるのが回避される。

なお、測定機構に対する上述の過圧の範囲は任意に設定
し得る。

また、弾性素子としては、ダイヤフラムまたはベローズ
もしくはベロフラム等を使用し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の差圧応動装置の概略断面囚、第２図は本
発明の一実施例の概略断面図である。 １……測定機構、２……筐体、５，６……受圧ベローズ
、７，８……圧力室、１０……測定ベロース、１３……
測定レハー、１４……ストレンゲージ、１６……弁機構
、１７……弁体、１８……弁用ベローズ、２０……可動
ピストン、２１……保護ベローズ、２２……ばね、２１
……温度補償機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ それぞれ異なった圧力が作用する受圧弾性素子５，
   ６によって密閉され液体が封入された筐体２と、この筐
   体内に設けられた弁座と協働する弁体１７およびこの弁
   体に結合された弁用弾性素子１８から成り、前記筐体内
   に配置されて、前記受圧弾性素子に作用する圧力の間に
   規定値以上の差圧が生じた際に前記弁体が前記弁座に閉
   合されて前記液体の容積移動を阻止する弁機構と、前記
   それぞれ異なった圧力が作用するように前記筐体内に配
   置された可動体２０、一端がその可動体に固定され他端
   が前記筐体に固定された保護弾性素子２１および一端が
   前記可動体に固定され他端が前記筐体に固定されたばね
   ２２から成る温度補償機構２７と、一端が前記可動体に
   固定された測定弾性素子６およびこの測定弾性素子の他
   端に結合された測定レバーから成り、この測定レバーの
   変位を電気信号に変換する測定機構１とを備え、前記可
   動体には前記測定弾性素子の一方の面に前記異なった圧
   力の一方を作用させるための貫通孔を明け、前記ばねの
   ばね定数を、前記弁体が前記弁座に閉合された後に前記
   液体の温度上昇による体積膨脹が生じるまでは前記可動
   体が動かないような大きさに設定したことを特徴とする
   差圧応動装置。