JPS6236114Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は急激な過圧によつて圧力センサが損傷
するのを防止する差圧計の過負荷防止装置に関す
るものである。

例えば管内流体の流量を測定しようとする場
合、管内にオリフイス板を設けて流体抵抗とし、
その上流側と下流側との圧力差を測定して所定の
演算式に基づき流量を算定することが行なわれて
いる。この種の圧力差測定に用いられる差圧計
は、高圧側と低圧側との両側面を受圧ダイヤフラ
ムで閉塞されたボデイを備えており、その内室に
封入された内封液を受圧ダイヤフラムの受圧によ
つて移動させ、この移動による感圧ダイヤフラム
の変形歪を電気的出力として取出して演算機構へ
送信することによつて差圧を算定するものであ
る。

ところで、この種の差圧計においては、プロセ
スの測定仕様に応じた適切な寸法、強度、材料な
どを備えた受圧ダイヤフラムが選定されて用いら
れたとしても、時には過度の負荷を受けることが
あつて、この過圧が圧力センサである感圧ダイヤ
フラムに及びこれを損傷させて爾後の測定を不可
能にすることがある。

そこで従来、この過負荷を防止する対策とし
て、第１図に示すようにボデイ内室内の隔壁１に
受圧ダイヤフラムの受圧とともに軸方向へ移動す
る移動子２を挿通し、受圧ダイヤフラムの過負荷
時には移動子２に設けたＯリング３，４を隔壁１
に接座させることにより、隔壁１の透孔５からの
内封液の移動を阻止して感圧ダイヤフラムに過負
荷が及ばないようにした過負荷防止装置が提案さ
れた。

しかしながら、このような従来の過負荷防止装
置においては、移動子２を隔壁１側に固定した板
ばね６に固定状態で支持させたので、板ばね６の
ばね定数を高圧Ｐ_H側基準で設定した場合、低圧
Ｐ_L側の過圧でＯリング４を隔壁１に接座させる
ためには、低圧側のＯリング４と隔壁１との間隔
t₁を高圧側の間隔t₂よりも可成り小さくしなけれ
ばならない。したがつて、Ｏリング３，４間の寸
法やＯリング接座面の仕上げ精度を要求され、こ
のために加工や調節作業が困難となるばかりでな
く、過負荷時に誤動作するという不具合があつ
た。

本考案は以上のような点に鑑みなされたもの
で、ボデー内室の隔壁に挿通され隔壁両側に弾性
シール環を備えた移動子の低圧側端部とボデイ側
とをばね手段で連結し、このばね手段と圧力応動
素子との協働により移動子を常時中立位置に保持
させるとともに、このばね手段の移動子保持部と
移動子の低圧側先端鍔部との間に別のばね手段を
介装し、移動子が高圧側へ移動するときに蓄積さ
れる弾発力で他方のばね手段を押圧させるように
構成することにより、低圧側の圧力変化による移
動子の高圧側への移動に抗するばね力を弱め、低
圧側弾性シール環のストロークを長くとることを
可能にして弾性シール環の調整およびその接座面
の加工を容易ならしめた差圧計の過負荷防止装置
を提供するものである。

以下、本考案の一実施例を図面に基いて詳細に
説明する。

第２図および第３図は本考案に係る過負荷防止
装置の一実施例を示し、第２図はこれを実施した
差圧計の断面図、第３図は板ばねの斜視図であ
る。図において、差圧計１１はシリコン油等の内
封液１２を内封したボデイ１３を備えており、そ
の左右両側面すなわち受圧面には、受圧ダイヤフ
ラム１４，１５が、これを覆うカバー１６，１７
で周縁部を固定されて配設されている。差圧計１
１は、図の右側が高圧側であつて、管路の高圧部
からの圧力Ｐ_Hがカバー１６の孔１８を通つて導
かれ、受圧ダイヤフラム１４に印加されている。
また、図の左側が低圧側であつて、管路の低圧部
からの圧力Ｐ_Lがカバー１７の孔１９を通つて導
かれ、受圧ダイヤフラム１５に印加されている。
ボデイ１３の内室は、隔壁２０で左右幅方向に２
分されており、この隔壁２０に設けた透孔には、
全体を符号２１で示す移動子の軸部が挿通されて
いる。移動子２１は、隔壁２０の高圧側内室内に
配設されたベローズ支持部材２２と、低圧側内室
から隔壁２０に軸部を挿通されてねじ部をベロー
ズ支持部材２２に進退調節自在に螺入された移動
子本体２３とで形成されており、隔壁２０の透孔
を移動子２１の軸部よりも大径に形成することに
より、内封液１２は透孔を通つて隔壁２０の両側
内室間を自由に移動するように構成されている。
２４は、隔壁２０の高圧側内室内に配設された圧
力応動素子としてのベローズであつて、受圧ダイ
ヤフラム１４に近接して設けられた開口壁２５の
開口周縁部に固定端を固定されており、また、前
記移動子２１のベローズ支持部材２２に可動端を
固定されている。こうすることにより高圧側内室
には、隔壁２０の透孔で低圧側と連通するベロー
ズ２４外部の低圧部と、ベローズ２４内部の高圧
部とが隔成されている。そして、この低圧部から
は、導通孔２６が上方へ延びて上部室２７内の圧
力センサ２８へ導かれており、また、低圧部と連
通する受圧ダイヤフラム１４の上端部近傍からも
別の導通孔２９が圧力センサ２８へ導かれてい
る。圧力センサ２８は、半導体ダイヤフラムとス
トレンゲージなどを備えた従来公知のものであつ
て、導通孔２９からの高圧Ｐ_Hと導通孔２６から
の低圧Ｐ_Lとの差圧Ｐ_H−Ｐ_Lによつて半導体ダイ
ヤフラムが変形し、この変形をストレンゲージが
電気的に取り出して発信するように構成されてい
る。

一方、前記移動子２１は、一端をベローズ２４
に固定されているとともに、他端である移動子本
体２３の段部を、第１のばね部材としての板ばね
３０に支持されている。板ばね３０は、第３図に
示すように中央円板部とこれから放射状に突出す
る複数個の脚部とで形成されており、円板部の円
孔で移動子本体２３を摺動自在に支持していると
ともに、脚部をボデイ１３の内室周縁部に上ねじ
で固定されている。３１は第２のばね部材として
の皿ばねであつて、移動子本体２３に嵌装されて
その先端鍔部と板ばね３０との間に介装されてい
る。この皿ばね３１は、板ばね３０に対して移動
子２１を低圧側へ移動させる方向の弾発力を有し
ており、換言すれば移動子２１が高圧側へ移動す
るときに蓄積される弾発力で板ばね３０を押圧す
るように構成されている。さらに、隔壁２０の両
面に対向する移動子本体２３の段部端縁とベロー
ズ支持部材の端縁部とには、それぞれ弾性シール
環としてのＯリング３２および３３が嵌装されて
おり、移動子２１が移動してＯリング３２，３３
のいずれかゞ隔壁２０に接座することによりその
透孔が閉塞されて内封液１２の移動が遮断される
ように構成されている。

以上のように構成された差圧計１１ならびに過
負荷防止装置の動作を説明する。管路内高圧部の
圧力Ｐ_Hが受圧ダイヤフラム１４に印加され低圧
部の圧力Ｐ_Lが受圧ダイヤフラム１５に印加され
ると、高圧Ｐ_Hは導通孔２９を通つて圧力センサ
２８へ導かれ、また低圧Ｐ_Lは隔壁２０の透孔と
導通孔２６を通つて圧力センサ２８へ導かれると
ともに、圧力センサ２８が高圧Ｐ_Hと低圧Ｐ_Lとの
差圧Ｐ_H−Ｐ_Lを検出し電気信号に変換して発信す
る。また、これと同時に高圧Ｐ_Hがベローズ２４
の内部へ作用し、低圧Ｐ_Lがベローズ２４の外部
へ作用するので、ベローズ２４が差圧Ｐ_H−Ｐ_Lに
比例した量だけ伸びて移動子２１を低圧側へ移動
させるが、移動子２１の低圧側先端段部が板ばね
３０と係合しているので、ベローズ２４と板ばね
３０とが協働して移動子２１を中立状態で停止さ
せる。

そしていま、高圧側に所定圧以上の過圧が生じ
ると、ベローズ２４がさらに伸びて移動子２１で
板ばね３０を弾性変形させ、高圧側のＯリング３
３が隔壁２０に接座する。したがつて、低圧側か
らの内封液１２の移動が遮断され、この遮断時の
圧力以上の圧力が高圧側に作用しても、この圧力
が両方の導通孔２６，２９を通り圧力センサ２８
の両側へ同時に作用して消去されるので、圧力セ
ンサ２８の過負荷による損傷を防止することがで
きる。

また、低圧側に所定圧以上の過圧が生じると、
この圧力がベローズ２４の外部に作用してこれを
圧縮させ、移動子２１が高圧側へ移動して先ず皿
ばね３１を圧縮させる。この圧縮により皿ばね３
１に蓄積される弾発力で板ばね３０が押圧され、
皿ばね３１の弾発力が板ばね３０のばね定数を越
えると、板ばね３０が変形し、Ｏリング３２が隔
壁２０に接座することにより移動子２１の移動が
停止する。Ｏリング３２の接座による高圧側への
内封液１２の移動が遮断され、この遮断時の圧力
以上の圧力が低圧側に作用しても、この圧力が圧
力センサ２８に及ぶことがなく、その損傷を防止
することができる。

以上説明したように、過圧が高圧側と低圧側と
のいずれに作用してもＯリング３３または３２が
接座し、過圧が圧力センサ２８に及ぶことがない
が、この過負荷防止装置においては、移動子２１
を板ばね３０によつて摺動自在に支持させるとと
もに、皿ばね３１を設けたことにより、第１図に
示す従来のものと比較して次のような差異と効果
を有する。

すなわち、第４図は横軸に差圧、縦軸に移動子
２１の変位量をとつた関係線図であつて、この図
と第２図とに基いて説明する。第４図の縦軸位置
は無負荷の状態を示し、この位置から差圧Ｐ_H−
Ｐ_Lが生じると移動子２１が低圧方向へ移動し、
第４図ではこれを縦軸と横軸との交点から斜め上
方へ延びる実線で示している。そして、この差圧
が制限圧力を越えると、前述したようにＯリング
３３が接座し、第４図ではこの点を横座標Ｐ_OHと
縦座標Ｘ_OHとの交点Ａで示している。その上の水
平線ＢはＯリング３３がつぶれて移動子２１が完
全に停止した状態を示している。そして、この移
動子２１の低圧側への移動動作においては、移動
子本体２３の段部が板ばね３０に当接することに
より、皿ばね３１が全く変形せず、第１図に示す
ように移動子２を板ばね６に固定したものと同様
に動作し、したがつて第４図の高圧側の線は従来
のものも第２図に示すものも同じである。

次に、低圧側に高圧側よりも高い圧力が生じる
と、移動子２１が高圧側へ移動し、これが制限圧
力を越えると、前述したようにＯリング３２が接
座する。この場合、第４図において、従来のもの
は差圧と移動子変位との関係線図が破線Ｃで示す
ように高圧側の実線と同じ勾配となり、Ｏリング
３２の接座点は横軸座標Ｘ_OL′と縦軸座標Ｐ_OLの
交点Ｄとなる。これに対して第２図に示す装置に
おいては、皿ばね３１を設けたことにより、板ば
ねのみのものと比較した場合、低圧側からの差圧
変化による移動子２１の高圧側への移動に抗する
ばね力が弱くなり、換言すれば同じ差圧に対して
移動子２１の移動量が大きくなる。これを第４図
で示すと、実線Ｅとなり、Ｏリング３２の接座点
の縦座標は同じ差圧Ｐ_OLに対して従来のＸ_OL′か
らＸ_OLとなる。破線Ｃと実線Ｅとの絶対長を比較
すれば明らかなように、第２図に示す装置は従来
の装置よりも中立位置から接座位置までのＯリン
グ３２のストロークすなわちＯリング３２と隔壁
２０との間隔を大きくとることができ、したがつ
て接座面の加工やＯリング３２，３３の間隔調整
に従来のような高精度を要求されることがない。
なお第４図における低圧側の水平線も、高圧側の
水平線Ｂと同様でＯリング３２がつぶれて移動子
２１が完全に停止した状態を示している。

第５図は本考案の他の実施例を示す要部の断面
図であつて本実施例においては、前記実施の皿ば
ね３１の代りに圧縮コイルばね３４を用いたもの
であつてその作用効果は前記実施例と全く同じで
ある。

以上の説明により明らかなように、本考案によ
れば、差圧計においてボデイ内室の隔壁に挿通さ
れ隔壁両側に弾性シール環を備えた移動子の低圧
側端部とボデイ側とをばね手段で連結し、このば
ね手段と圧力応動素子との協働により移動子を常
時中立位置に保持させるとともに、このばね手段
の移動子保持部と移動子の低圧側先端鍔部との間
に別のばね手段を介装し、移動子が高圧側へ移動
するときに蓄積される弾力で他方のばね手段を押
圧させるように構成することにより、高圧側と低
圧側とのいずれに過圧が生じても弾性シール環が
隔壁に接座して過圧が圧力センサへ向うのを遮断
するので、圧力センサの損傷を防止することがで
きることはもとより、低圧側の過負荷時における
移動子の移動に抗するばね力を弱くすることがで
き、低圧側の弾性シール環と隔壁との間隔を大き
くとることができるので、弾性シール環の位置調
整やその接座面の加工に高精度を要求されること
がなく、従来と比較して調整作業や加工が著しく
容易になるとともに過負荷時の誤動作を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来における差圧計の過負荷防止装置
要部の断面図、第２図ないし第５図は本考案に係
る差圧計の過負荷防止装置の実施例を示し、第２
図はこれを実施した差圧計の断面図、第３図は板
ばねの斜視図、第４図は差圧と移動子変位量との
関係線図、第５図は本考案の他の実施例を示す要
部の断面図である。 １１……差圧計、１２……内封液、１３……ボ
デイ、１４，１５……受圧ダイヤフラム、２０…
…隔壁、２１……移動子、２４……ベローズ、３
０……板ばね、３１……皿ばね、３２，３３……
Ｏリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 両側の受圧側面に受圧ダイヤフラムが配設され
   た液封入型の内室およびこれを２分する隔壁を備
   えたボデイと、前記隔壁の透孔に挿通された移動
   子と、前記隔壁の両側において前記移動子上に嵌
   装された一対の弾性シール環と、前記移動子の高
   圧側端部に可動端を固定され前記高圧側内室の開
   口端部に固定端を固定された圧力応動素子と、前
   記ボデイ側と前記移動子の低圧側端部とを連結し
   前記圧力応動素子と協働して前記移動子を常時中
   立位置に保持する第１のばね手段と、このばね手
   段の前記移動子に対する連結部と移動子の低圧側
   先端鍔部との間に介装され移動子が高圧側へ移動
   するときに蓄積される弾発力で前記第１のばね手
   段を押圧する第２のばね手段とを設けたことを特
   徴とする差圧計の過負荷防止装置。