KR100225660B1 - 압력 게이지 장치 - Google Patents

Abstract

이중 기능의 압력 게이지를 갖는 압력 게이지 장치, 한편으로는 종래의 압력디스플레이로서 작동하고 다른 한편으로는 디스플레이된 압력 변수를 설정 가능하도록 한다.

Description

압력 게이지 장치 {a pressure gage device}

본 발명은 하우징을 구비하고 굽은 튜브 스프링이 그 일단에서 하우징에 고정되며, 상기 스프링의 내부 공간은 압력 게이지 입구를 통하여 가압 매체를 수용하기 위해 배치되며, 스프링 튜브는 그 내부 공간에서 얻어지는 순간 작동 압력에 좌우되는 곡률을 가지면서 작동 압력의 변화에 응답하여 팽창 또는 수축의 형식으로 변형하도록 구성된 스프링 튜브형의 압력 게이지와, 튜브 스프링과 결합하여 상기 튜브 스프링의 순간 변형도에 따라 판독이 좌우되는 디스플레이 수단을 포함하는 압력 게이지 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 압력 게이지 장치는 공압 분야에서 가압된 공기관에서의 압력을 판독하기 위하여 광범위하게 사용된다. 압력 게이지는 단면 양쪽이 평평한 원형으로 굽은 금속 튜브로 구성된 가요성 스프링 형태의, 통상, 부르돈 스프링이라고도 칭해지는 튜브 스프링을 포함한다. 튜브 스프링 내의 작용 압력 정도의 변화에 따라, 튜브 스프링은 더 크거나 작은 곡률을 취하게 되며, 변형이 아치형 곡률의 확장이나 수축의 일부로서 발생하며, 이에 따라, 적당한 스케일로 압력에 대한 판독 가능치가 디스플레이된다. 따라서, 압력을 판독하기 위해, 튜브 스프링 내부의 작용 압력에 따른 변형이 튜브 스프링의 내부 공간 내의 작용 압력에 비례하도록 채택되어 있으며, 적당한 기계적 또는 전기적 수단이 작동중에 발생하는 변형이 작을 때 증폭된 디스플레이 효과를 나타내도록 한다.

따라서, 이러한 공지의 압력 게이지 장치는 가압된 공기관 또는 다른 공압 장치에서 순간 압력을 알 수 있도록 한다. 이러한 압력은 압력 감소 밸브로 자주 칭해지는 소위, 압력 조정 밸브 등을 사용하여 소정치로 설정될 수 있다. 이러한 압력 감소 밸브는 예를 들면, 저자가 W.Deppert 및 K.Stoll인 Vogel-Verlag사의 Pneumatische Steuerungen 제 4 권(1977년) 22 내지 23페이지에 공개되어 있다.

소정의 압력으로 재설정하기 위한 수단은 복잡한 설계의 구성요소의 사용을 필요로 한다.

본 발명의 목적은 압력 게이지에서 판독되는 압력을 설정하기 위하여 필요한 기계적 설계와 취급에 관련된 특징을 단순화시키는 것이다.

이러한 목적 및/또는 본 압력 게이지 발명의 명세서 및 도면에서 나타나는 다른 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에서 먼저 언급하는 종류의 압력 게이지는 튜브 스프링의 내부 공간과 연결된 배출구를 조절하기 위하여 배출 밸브가 튜브 스프링에 제공되며, 조정 장치가 튜브 스프링의 변형도에 좌우되는 방식으로 배출 밸브의 조건을 전환하기 위한 프리세트 값을 재설정하기 위하여 존재한다.

이러한 방식으로 압력 게이지 장치가 만들어지며, 이는 순수하고 단순한 표시 기능뿐만 아니라, 소정 압력으로 재설정하기 위한 수단으로도 동시에 채용될 수 있다. 튜브 스프링은 전환 조건에 따라 튜브 스프링의 내부 공간을 주위와 연결하고, 바람직하게는 정교한 노즐의 형태로 설계된 배출구를 개폐하는 배출 밸브를 갖는다. 이 경우, 배출 밸브를 전환하는 각 조건은 디스플레이 수단의 판독과 마찬가지로 튜브 스프링의 변형도에 좌우된다. 조정 장치는 전환 조건의 프리세트를 튜브 스프링의 변형도에 좌우되는 방식으로 조정 가능하게 하여, 튜브 스프링이 설정 수단과의 상호작동에 의해 발생되는 특정한 정도의 확장 후에 열린 위치를 거의 채용하기 위한 곡률을 가진다면 배출 밸브는 초기에 닫힐 수 있다. 배출구가 열려 있을 때, 가압된 매체가 튜브 스프링의 내부 공간으로 유동하는 것이 가능하여, 작동 압력은 소멸되고 튜브 스프링은 수축 변형될 것이다. 이는 배출구가 다시 닫힌다는 것을 의미한다. 배출구를 통하여 떠나는 가압 매체와 조정 수단에 의해 결정되는 재설정에 대응하는 결과 작동 압력과의 사이에 거의 평형이 달성될 때까지 이 작업은 여러 번 반복될 수 있다. 설정 장치의 조정에 의하여, 작동 압력이 변화되고 어떠한 소정 값으로 설정되는 것이 가능하다. 그에 따라, 디스플레이 장치를 사용하여 순간 압력치를 판독하는 것이 가능하다.

압력 게이지의 튜브 스프링은 그 결과 바람직하게는 전체적인 크기가 작은 자동 조정 배출 밸브와 결합되며, 조정 수단을 사용하여 대단히 단순하게 소정 압력으로 설정할 수도 있다 . 따라서, 압력을 판독하기 위해서 통상 채용되는 압력 게이지 장치는, 작동 압력이 조절 압력으로 채택될 수 있는 압력 조정 장치와 관련하여 특히 생기는 소정의 압력을 동시에 정확히 설정하기 위한 수단으로 사용될 수 있다.

게다가, 본 발명의 이로운 발달은 청구범위에 정의되어 있다.

배출구를 닫는 닫힌 설정으로 탄력적으로 바이어스시키는 배출 밸브가 배출구와 관련하여 움직이는 폐쇄 부재를 갖고, 작동부가 튜브 스프링의 변형 동안의 변위 경로를 따라서 변위되는 폐쇄 부재 상에 제공되며, 열린 위치로 밸브 부재를 열린 위치로 작동하는 동안 밸브 부재는 튜브 스프링에 대해 열린 위치로 움직여, 튜브 스프링 내의 내부 공간에서 가압 매체가 빠져 나올 수 있게 하고, 조정 수단은 조정 접촉부를 하우징 상에 가지며, 작동부의 변위 경로 내에 배치되어 확장을 나타내는 튜브 스프링의 변형 동안, 이것이 조정 접촉부와 충돌할 수 있으며 이것에 의해 입구 방향으로 강제될 수 있으며, 조정 접촉부는 작동부의 경로를 따라 다른 프리세트 위치로 배치될 수 있는 압력 게이지 설계가 특히 유리한 것으로 밝혀졌다.

소정 압력으로의 조절을 용이하게 하기 위해, 조정 수단은 바람직하게 하우징 상에 조정 가능하게 배치될 수 있고 바람직하게는 외부에서 수동으로 설정할 수 있는 설정 부재를 가지며, 이 설정 부재는 배출 밸브와 상호작동한다. 회전 가능한 방식으로 압력 게이지의 하우징 상에 장착되면, 이 설정 부재는 조작이 아주 용이하다. 이와 관련하여, 특히 단순한 기계적인 설계를 갖기 위해서, 설정링은 디스플레이 장치를 최소한 부분적으로 투명하게 덮고 설정 접촉부가 그 위에 장착될 수 있는 커버캡의 측벽으로 구성될 수 있다. 따라서, 별도의 설정 수단이 필요 없다.

압력 조정 유닛은 작동 압력이 조정 유닛 내에서 조절 압력으로 작용하도록 압력 게이지와 관련될 수 있다. 이러한 방식으로, 발명은 압력 게이지와 압력 조정 수단이 결합되고, 압력 조정 유닛의 출구에 존재하는 2 차 의 압력을 상쇄시키는 조절 압력이 압력 게이지를 사용하여 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 소형 압력 게이지 장치를 제공한다. 조절 압력이 압력 게이지 쪽에서 설정될 수 있기 때문에, 2 차 압력의 부정확한 조정만을 자주 허용했던, 통상적으로 제공되는 기계적인 스프링 수단을 상쇄시키는 2 차 압력이 없어도 된다. 스프링의 바이어스의 변화와 비교하여, 조정 수단의 사용은 더욱 용이하고 정확한 조정을 가능하게 하며, 이는 설정링이 제공된 설정 부재의 경우, 강한 스프링력을 넘을 필요 없이, 카메라 렌즈의 조정과 같은 단순한 회전에 의해 수행될 수 있다.

압력 조정 수단과 압력 게이지가 결합된 경우, 압력을 설정하기 위해서 사용되는 압력 게이지는 증폭기로서 작용하는 압력 조정장치용 파이롯 조절 수단으로서 작용한다.

적당히 설계되면, 압력 게이지와 압력 조정 유닛 사이에 추가적 기능의 모듈을 배치하는 것이 가능하다. 이러한 기능 모듈은 예를 들면, 압력 게이지 장치가 원격 조절되거나 직접 수동 조작되어, 꺼지거나 켜질 수 있는 스위치 요소를 포함할 수 있다. 또한, 그 내부에 예를 들면, 안전 밸브의 기능이 통합되거나 또는 진단 및/또는 조절 장치의 연결이 존재할 수도 있다.

도 1 은 압력 게이지와 압력 조정 유닛으로 구성된 본 발명에 따른 압력 게이지 장치의 제 1 구조 형상의 사시도,

도 2 는 도 1 의 선 II-II 를 따라 취한 압력 게이지 장치의 종단면도,

도 3 은 배출 밸브가 폐쇄 상태인, 도 2 의 선 III-III 를 따라 취한 압력 게이지 장치의 평면 선도,

도 4 는 배출 밸브가 열린 상태인, 도 3 의 배출 밸브를 지지하는 튜브 스프링부의 부분도,

도 5 는 압력 조정 유닛, 튜브 스프링과 격막이 도시되지 않은, 특히 유익한 조절 메커니즘을 갖는 조정 장치를 갖는 압력 게이지 장치의 가능한 다른 설계의 종단면도,

도 6 은 하우징이 생략된, 도 5 의 선 VI-VI 를 따라 취한 압력 게이지 장치의 부분도,

도 7 은 압력 게이지와 압력 조절유닛이 서로 분리되어 도시되어 있고, 선택적인 중간 기능 유닛이 예시된 도 1 의 압력 게이지 장치의 분해도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 압력 게이지 장치 3 : 압력 조정 장치

4 : 압력 게이지 하우징 5 : 압력 조정 장치 하우징

6 : 1 차 압력 입구 7 : 2 차 압력 입구

8 : 주유동 덕트 9 : 가압 매체

12 : 중간 조절 밸브 13 : 이동 밸브 부재

16 : 입구부 17 : 출구부

18 : 작동 부재 22 : 제 1 작동면

24 : 조절실 26,27 : 하우징부

32 : 스프링 33 : 방출 덕트

38 : 압력 게이지 입구 42 : 연결 파이프

43 : 연결 포트 52 : 배출구

54 : 폐쇄 부재 58 : 시트 부재

59 : 밸브 시트 63 : 초크

65 : 변위 경로 67 : 조정 접촉부

이하는 첨부도면을 참고로 하여 설명될 것이다.

도 1 내지 도 6 에 나타난 압력 게이지 장치(1)는 압력 게이지(2)와 압력 조정 장치(3)의 형태로 있는 이중 기능 유닛을 갖는다. 압력 게이지는 이중(twin) 기능, 즉, 압력을 지시하고, 아울러 압력을 설정하기 위해서 사용되는 기능을 갖으며, 이 압력 게이지는 압력 조정 유닛을 위한 압력 설정 장치의 일부로서의 파이롯 조절 유닛으로 역할을 한다.

바람직한 압력 게이지(2)의 설계에서는 원통 형상을 가지며, 그 하우징(4)이 바람직하게는 하우징(4)을 통하여 큐빅(cubic) 압력 조정장치 하우징(5)의 측면 중의 하나에 고정된다.

압력 조정 유닛(3)은 주유동 덕트(8)를 통해 서로 연결되어 있는 1 차 압력 입구(6)와 2 차 압력 출구(7)를 갖는다. 주압력 입구(6)와 함께, 가압 매체의 공급원(9)이 연결될 수 있다. 2 차 압력 출구(7)는 자세히 도시되지는 않았지만, 하나 이상의 부하와 연결하는 역할을 한다. 이는 가압 매체의 공급원(9)에 의해 제공되는 1 차 압력보다 작은 압력으로 작동한다.

압력 조정 유닛(3)의 주덕트(8)내에는 중간 조절 밸브(12)가 있다. 이는 또한, 시트 밸브 부재의 형태로 설계되고 도시된 위치에서 주덕트(8)를 둘러싸는 밸브 시트(14)와 결합하여 1 차 압력 입구(6)와 2 차 압력 출구(7)의 사이의 연결을 단절하는 이동 밸브 부재(13)를 갖는다.

조절 밸브(12)의 존재는 주덕트(8)가 입구부(16)와 출구부(17)로 분리된다는 것을 의미한다.

밸브 시트(14)는 출구부(17)로 바람직하게 유연한 격막의 형태로 있는 작동 부재(18)까지 연장되는 작동 플런저(15)와 상호작동한다. 작동 부재(18)는 출구부(17)의 이동 벽을 구성하며, 출구부(17)를 향하는 그의 면은 출구부(17)에서 얻어진 2 차 압력에 의해 지속적으로 작용하는 제 1 작동면(22)을 형성한다.

작동 부재(18)는 출구부(17)를 조절실(24)로부터 분리한다. 제 1 작동면 반대편의 작동 부재(18)의 면은 제 2 작동면(23)을 구성하며, 이는 조절실(24)을 향한다.

비록, 그 원주 테두리(30)가 직사각형 하우징(5)과 접촉 밀봉되지만, 작동 부재(18)는 조정장치 하우징(5)에 대해 밸브 부재(13)의 전환을 나타내는 쌍방향 화살표(29)로 지시되는 방향으로 움직일 수 있다. 도시된 바람직한 격막의 설계 경우에, 작동 부재(18)는 그 원주 테두리(30)를 조정장치 하우징(5)으로 상호 결합되어 있는 두 하우징부(26 및 27)를 사이에 두고 밀봉을 유지한다.

그 작동면(22 및 23)의 균형 작용 때문에, 도 2 에 나타나 있는 비작동 위치를 취할 때, 밸브 하우징(13)과 연결된 작동 플런저(15)는 연결 단부(28)를 작동 부재(18)의 제 1 작동면(22)과 접촉한다. 그런 뒤, 밸브 부재(13)는 닫힌 위치에 있다. 이 닫힌 위치는 밸브 부재(13) 상에 작용하는 차동 1 차 및 2 차 압력에 의해 안정화되며, 스프링(32)은 조정장치 하우징(5)과 밸브 부재(13)에 대해 지지되고 조정장치 하우징(5)과 밸브 부재(13) 사이에 있으며, 밸브 부재(13)를 그 닫힌 위치로 강제할 수 있다. 이 스프링은 밸브 부재(13)가 자주 응답할 때, 밸브 부재(13)의 떨림을 방지하는 역할도 한다.

2 차 압력 출구(7)에 존재하는 출구측 압력(2 차 압력) 레벨은 조절실(24)내에 존재하는 조절 압력에 좌우된다. 조절 압력이 2 차 압력보다 크면, 작동 부재(18)는 출구부(17)를 향하여 하향 변위될 것이다. 출구부(17)는 작동 플런저(15)의 수단에 의해 들어올려지며, 더 높은 1 차 압력 하의 매체가 입구부(16)에서 출구부(17)로 흘러갈 수 있도록 밸브 부재(13)에서는 밸브 시트(14)가 떨어진다. 그 후, 2 차 압력이 조절실(24)내의 조절 압력 레벨에 달하면, 작동 부재(18)는 비작동 위치로 돌아가며, 스프링(32) 때문에 밸브 부재(13)도 닫힌 위치로 돌아간다.

조절실(24)내에서 얻어지는 조절 압력이 2 차 압력 밑으로 내려가면, 작동 부재(18)는 조절실(24)쪽으로 편위되어 작동 플런저(15)로부터 떨어지게 된다. 그 후, 작동 부재(18)는 작동 플런저(15)로 연장되는 방출 덕트(33)가 열리도록 하며, 이 방출 덕트(33)는 한편으로는 작동 부재(18)를 향하는 단부면에서, 다른 한편으로는 대기로 연결된 작동 플런저의 반대 단부(34)에서 열린다. 이제 가압 매체가 방출 덕트(33)를 통하여 출구부(17)로 나가는 것이 가능하며, 그 뒤 2 차 압력은 작동 부재(18)가 그것에 작용하는 압력 관련 힘의 균형으로 그 비작동 위치로 돌아올 때까지 하강한다.

바람직하게, 이 경우 조절 밸브(12)는 방출 밸브가 그 내부에 통합되어 있어, 별도의 밸브가 포함될 필요 없이 간단하고 자동적으로 2 차 압력의 감소가 가능하게 한다.

현재의 공압 응용에서는 압축 공기인, 조절 압력(24)내의 조절 압력과 관련 있는 가압 매체는 예를 들면 주덕트(8)의 입구부(16)에서 온다. 이러한 덕트는 조절실(24)과 조절 덕트(25)를 통하여 연결된다.

압력 조정 유닛(3)상에 배치된 압력 게이지(2)는 부르돈 게이지이고 원형으로 구부려지고 아치형 탄력과 신축성이 있는, 스프링 튜브(36)로 칭해지는, 특히 금속인 튜브 요소를 갖는다. 도 1 의 튜브 단면(35)은 직사각형에 가까우며, 곡률 중심에 대해 반경 방향으로 향하는 튜브 스프링의 벽부는 평평하다. 이러한 튜브 스프링은 부르돈 스프링으로 알려져 있다.

튜브 스프링(36)은 그 일단(37)이 압력 게이지 하우징(4)에 고정되어 있다. 이 고정된 단부(37)는 압력 게이지 입구(38)와 관련되어 있으며, 이를 통해 튜브 스프링(36)의 내부 공동 공간이, 이 경우에는 압축 공기인 가압 매체를 수용할 수 있다. 상기 가압 매체의 공급은 조절실(24)내에서 일어나며, 이는 압력 게이지 입구(38)와 연결되어 있다. 본 실시예에서, 압력 게이지 입구(38)가 연결 파이프(42)의 일단이 압력 게이지 하우징(4)에 고정되어 제공되어 있다. 이 파이프는 조정장치 하우징(5)내의 연결 포트(43)로 나사 연결되어 있으며, 이러한 포트(43)는 조절실(24)내로 나사의 나선줄과 구멍을 갖고 있다.

압력 게이지에 의한 압력 레벨의 디스플레이는 그 내부에 얻어지는 압력에 의존하는 방식으로 튜브 스프링(36)의 탄성 변형에 바탕을 두고 있으며, 이러한 압력은 작동 압력으로 칭해진다. 작은 작동 압력의 경우에, 튜브 스프링(36)은 더 큰 곡률을 갖는 형상을 취한다. 즉, 도 3의 실선으로 표시되듯이 더욱 굽어져 있다. 작동 압력의 증가로, 튜브 스프링(36)은 확장하여서 그 곡률의 감소를 나타낸다. 도 4의 41 에서 일점쇄선으로 나타나듯이, 대응하는 더 작은 스프링 곡률의 변형도를 갖는다.

튜브 스프링(36)과 결합된 디스플레이 수단(44)을 사용하여 압력이 디스플레이된다. 예를 들면, 아날로그 디스플레이 장치가 제공될 수 있으며, 튜브 스프링(36)의 곡률 중심에 대해 회전하도록 특히 장착된 지시기(45)를 갖는 디스플레이 수단(44)이 제공될 수 있다. 이러한 지시기는 스케일과 함께 하며, 자세히 도시되지는 않았다. 더욱, 디스플레이 수단(44)은 송신 수단(46)을 가지며, 이는 지시기(45)를 갖는 튜브 스프링(36)의 자유단(47)에 인접하여 결합되어 있어 튜브 스프링(36)의 변형은 지시기에 대해 편향을 일으키며, 튜브 스프링의 변형도에 대한 순간적인 지시가 있다.

종래의 압력 게이지의 경우에, 압력 게이지 입구(38)와 떨어진 튜브 스프링(36)은 유체가 새지 않도록 밀봉되어 있다. 이와 다른 압력 게이지(2)의 튜브 스프링(36)은 본 발명에 따라 배출구(52)가 제공되며, 이를 통하여 튜브 스프링(36)의 내부 공간(48)이 주위, 즉 대기로 연결될 수 있다. 배출구(52)는 튜브 스프링(36)상에 배치된 배출 밸브(53)에 의해 조절된다. 이러한 밸브(53)는 배출구(52)와 관련하여 이동 폐쇄 부재(54)를 갖는다. 배출구(52)는 바람직하게 아주 작은 유체틈 또는 단면의 노즐 또는 제트 구멍의 형상으로 되어 있다.

폐쇄 부재(54)는 도 3 에 나타나 있는 닫힌 위치와 도 4 에 나타나 있는 열린 위치 사이에서 움직일 수 있다. 닫힌 위치에서, 배출구는 폐쇄 부재(54)에 의해 닫히며 튜브 스프링(36) 내부 공간(48)의 가압 매체가 방출되는 것이 방지된다. 바람직하게, 폐쇄 부재(54)는 스프링력에 의해 닫힌 위치로 바이어스된다. 튜브 스프링(36)에 대해 지지되는 스프링(55)은 폐쇄 부재(54)를 상기 방향으로 강제한다. 본 실시예에서, 스프링(55)은 동시에 폐쇄 부재(54)를 지지하고, 바람직하게는 스트립 스프링 형태로 설계되어 있다. 이러한 경우, 스프링(55)은 그 한 단부(56)가 튜브 스프링(36)과 연결되어 있는 반면, 그 자유로운 탄성 변위부(57)는 폐쇄 부재(54)에 지지된다.

도시된 바람직한 실시예에서, 배출구(52)는 튜브 스프링(36)의 자유단면에서 열린다. 여기서, 튜브 스프링(36)이 시트 부재(58)에 지지되는 것이 가능하며, 여기에 배출구(52)를 둘러싸는 밸브 시트(59)가 형성된다. 폐쇄 부재(54)는 커버 요소의 형태로 설계되어 있으며, 이는 닫힌 위치에서 밸브 시트(59)에 대해 시트 밸브의 기능과 비교되는 방식으로 밀봉한다. 도 4 에 나타난 열린 위치에서, 튜브 스프링(36)내에 위치한 가압 매체는 가용 출구 단면부를 가지며, 이는 폐쇄 부재(54)를 밸브 시트(59)에서 들어올림으로써 행해진다. 이때, 작용 스프링력의 힘을 넘게 된다.

스프링(55)의 폐쇄력은 바람직하게 내부 공간(48)내의 압력 게이지 장치의 작동 중에 발생하는 최대 작동 압력이 그 자체로서 배출 밸브(53)를 열린 위치로 전환시키기에 충분하지 않은 크기를 갖는 것이 바람직하다. 폐쇄 부재(54)가 열린 위치로 변위하는 것은 폐쇄 부재(54)에 단단히 연결되어 있는 작동부(62)가 기계적으로 열리는 방향으로 추가적으로 작용하기 때문에만 가능한 것이다.

따라서, 튜브 스프링(36)내에 포함되어 있는 작동 압력은 각각 폐쇄 부재(54)의 선택된 설정에 의해 영향을 받는다. 배출 밸브(53)가 열리면, 작동 압력은 감소되는 반면, 배출 밸브(53)가 닫히면 작동 압력은 증가할 수 있다.

튜브 스프링(36)으로의 가압 매체 유동을 제한하기 위해서, 초크(63)가 조절 덕트(25)에 1 차 압력 입구(6)와 연관되어 조절 덕트(25)내에 제공된다. 이는 용적유동을 감소시킨다. 필터(64)가 초크(63)를 선행하여 크기가 아주 작은 오염 물질이 초크(63)나 배출구(52)를 막는 것을 간편히 방지한다. 배출구(52)는 바람직하게 정교한 단면의 제트 또는 노즐로 설계되며, 이는 초크(63)에 대해 바람직하게 적용된다.

바람직하게, 초크(63)는 조절 덕트(25)내에 삽입되는 링부로 구성되며, 정교한 링 입구가 초크(63)를 구성한다. 링부와 필터(64)는 본 실시예에서 나사(60)에 의해서 위치에 유지된다.

작동 압력의 변화에 의한 튜브 스프링(36)의 변형이 있는 경우, 튜브 스프링(36)에 대한 접합 또는 공통 움직임을 위해 정렬된 배출 밸브(36)의 작동부(62)가 편위되어, 도 3 및 도 4에서 일점쇄선으로 지시된 변위 경로를 따라 움직인다. 작동부(62)는 예를 들면 스프링(55)의 자유단에 의해 구성된다.

하우징 상에 고정된 방식으로 배치되고 작동부(62)와 상호작동하는 조정 수단은 튜브 스프링(36)의 변형도에 좌우되는 방식으로 배출 밸브(53)의 전환 조건을 위한 프리세트를 변화 가능하게 한다. 따라서, 배출 밸브가 소정 변환 위치로 튜브 스프링(36)의 변형도에 따르는 방식으로 프리세트될 수 있게 한다. 본 발명의 실시예에서, 이러한 조정 수단(66)은 하우징에 대해 지지되는 조정 접촉부(67)를 가지며, 이는 작동부(62)의 변위 경로(65)내로 연장되며 변위 경로(65)를 따라 쌍방향 화살표(70)를 따르는 배치 수단을 사용하여 다른 재설정을 취하도록 무단으로 배치될 수 있다. 조정 접촉부(67)는 확장 동안에 발생되는 튜브 스프링(36)의 변위시 작동부(62)가 조정 접촉부(67)에 대해 인접할 수 있고, 더욱 팽창하면 튜브 스프링(36)과 관련하여 고정적인 조정 접촉부(67)에 화살표(68)에 의해 표시되는 개방 방향으로 작용할 수 있다.

본 실시예에서, 작동부(62)는 굽은 튜브 스프링(36)을 지나 반경 방향으로 연장한다. 조정 접촉부(67)는 측면 상에 위치하여, 작동부(62)의 튜브 스프링(36)의 자유단(47)을 향한다. 튜브 스프링(36)의 굴곡률의 감소에 기인하여, 작동부(62)는 조정 접촉부(67)와 만나며, 폐쇄 부재(54)는 튜브 스프링(36)의 계속적인 팽창 때문에 밸브 시트(59)로부터 떨어지도록 움직여질 것이다. 이를 위한 폐쇄 부재(54)와 밸브 시트(59) 사이의 상대적인 움직임은 유연한 스프링(55)에 의해 보장된다.

조정 접촉부(67)에 대한 소정의 프리세트는 압력 게이지 하우징(4)상에 쌍방향 화살표(70)로 나타나는 방향으로 조절하기 위해 설정 부재(69)의 도움에 의해 수동으로 간단히 재설정될 수 있다. 예를 들면, 원통형 설정링(73)으로 구성되며, 이는 압력 게이지 하우징(4) 상에 동축으로, 예를 들면 멈춤쇠 작용의 수단에 의해 회전 가능하게 장착된다. 멈춤쇠는 74로 나타내었다.

바람직하게, 설정링(73)은 커버캡(75)의 연장하는 측면 벽에 의해 구성되며, 이는 압력 게이지 하우징(4)상에 장착되며, 그 장착된 상태에서 지시기(45)의 저면에 위치하여 압력 게이지의 판독을 가능하게 한다. 따라서, 커버캡(75)의 단순한 회전에 의해, 조정 접촉부(67)를 소정의 방식으로 배치하는 것이 가능하다.

실시예에 나타난 압력 게이지 하우징(4)은 원주 방향으로 연장하는 원통 측벽(76)을 갖는 벨 형상체를 구비한다. 이 측벽(76)은 그 위에 역시 벨 형상인 커버캡(75)을 중심 맞추고 회전 가능하도록 한다.

조정 접촉부(67)는 돌출부에 의해 구성되며, 도 2 및 도 3 의 실시예에서 이는 설정링(73)의 내부측 상에 배치되며, 압력 게이지 하우징(4)의 측벽(76)내에서 슬롯(71)을 통하여 주변 방향으로 연장하며 상기 변위의 경로(65)로 돌출한다.

명확하게 도시되지 않은 고정 수단으로 선택된 프리세트가 풀릴 수 있는 방식으로 고정되는 것이 바람직하다. 이러한 고정 수단은 하우징 상 또는 그들 사이에 존재하는 마찰 때문에 설정링(73)의 우발적인 회전이 방지되는 설정 부재 상에 나사 요소에 의해 구성될 수 있다. 예를 들면, 설정 부재(69)상에 클램핑 요소를 배치하는 것도 가능하다. 이러한 요소는 압력 게이지 하우징(4)에 대해 클램핑할 수 있다.

도 5 와 도 6 은 그의 조정 수단(66)이 특별히 유리한 조정 메커니즘을 포함하는 압력 게이지(2)를 나타낸다. 이는 카메라 렌즈의 조정과 비슷한 방식으로 조정 접속부(67)의 설정을 가능하게 한다. 특히 유리한 것은, 무단 조절과 선택된 프리세트의 자동 고정이 모두 가능하다는 것이다. 그러면서도, 전체 배열은 공간 필요성에서 매우 경제적이다. 전체적인 크기는 종래 설계의 압력 게이지보다 거의 크지 않다.

도 2 및 도 3 의 설계와 함께, 조정 접촉부(67)는 설정링(73)상에 직접 설정되어 있다. 도 5 및 도 6 의 경우와는, 그것이 하우징에 대해 다시 지지된다는 점까지 비슷하지만, 이는 연결 부재(79)의 수단에 의해 전체적인 전체적인 움직임을 위하여 그것이 연결되는 설정링(73)과 별도로 설계되어 있다.

조정 접속부(67)는 베어링부(80)상에 고정되어 있으며, 실시예에서 이는 슬리브 형상으로 설계되어 있으며 압력 게이지 하우징(4)의 환형으로 연장하는 측벽(76)내에 동축으로 배치되어 있다. 베어링부(80)는 그 위에는 압력 게이지 하우징(4)에 대해 파선으로 표시된 회전축이 바람직하게는 굽은 튜브 스프링(36) 및 지시기(45)의 회전축과 중심이 일치하고 조정링(67)과 회전 가능하게 결합될 수 있다.

환형 베어링부(80)에서 시작하여, 조정 접촉부(67)는 작동부(62)의 변위 경로 내 반경 방향으로 연장한다.

그 원주의 한 점에서, 측벽(76)은 긴 구멍(82)을 가지며, 이는 기울어진 각도로 설정되고, 그 방향(84)이 측벽(76)과 동시에 축방향(81)의 주변 방향(94)인 요소를 갖는다. 이 구멍(82)은 다른 구멍(83) 반경 반대쪽으로 있으며, 역시 긴 형상으로 베어링부(80)내에 있다. 이러한 구멍(83)의 방향(85)은 방향(84)으로부터 분기한다. 실시예에서 제 2 구멍(83)의 방향은 축방향이다.

두 개의 구멍(82 및 83)은 상기 언급한 연결 부재(79)를 위하여 제 1 및 제 2 가이드(86 및 87)를 구성한다. 이는 또한 동시에 양 가이드(86 및 87)로 연장되며, 따라서 쌍방향 화살표(84')에 나타난 방향과 같이, 압력 게이지 하우징(4)과의 관계에서, 상기 언급된 제 1 방향(84)으로, 그리고 베어링부(80)에 대해 쌍방향 화살표(85)로 지시되는 제 2 방향으로 미끄럼 움직임을 위해 유도된다.

본 실시예에서, 연결 부재(79)는 제 1 가이드(86)내로 향하는 헤드(88), 상기 헤드(88)에서 시작하여 반경 내측 방향으로 연장하는 연결 돌출부(89), 상기 돌출부(89)내에서 제 2 가이드(87)를 갖는다.

연결 부재(79)를 축방향(81)으로 작동시키면, 연결 부재(79)는 제 1 가이드(86)에 축방향으로 비스듬하면서 동시에 측벽(76)의 원주 방향(94)으로 변위될 것이다. 이러한 경우, 연결 돌출부(89)가 축방향으로 제 2 가이드(87)를 따라서 축방향으로 방해 없이 움직일 수 있다는 것을 보면, 축 요소의 움직임은 베어링부(80)에 아무런 영향도 주지 않는다. 이에 반하여, 원주 방향으로 요소의 측벽(76)이 움직이면(화살표 94 참조), 연결 돌출부(89)와 제 2 가이드(87)의 체결 연결 덕분에 베어링부(80)는 축(81)에 대하여 회전 움직임을 수행하게 되고 배치 방향(70)으로 조정 접촉부(67)의 변위가 일어나도록 한다.

상기 연결 부재(79)상에 이를 위해 필요한 동작은 설정링(73)을 통하여 수행된다. 그 내부 원주에 이것은 원주 방향으로 연장하는 나선(92)을 가지며, 이것은 본 실시예에서 설정링(73)상에 고정된 나선링의 내부 주면 상에 배치된다. 설정링(73)을 향하는 그 측면 상에, 연결 부재(79)에는 그 헤드(88)상에 나선의 회전에 평행하게 연장하는 물림부(93)가 제공되며, 이러한 물림부는 나선(92)과 나사 결합에 의해 결합된다. 멈춤쇠 수단(74)에 축방향으로 고정되는 설정링(73)이 회전되면, 연결 부재(79)가 제 2 가이드(87)를 따라서 회전 방향에 좌우되어 내부로 또는 외부로 편위된다.

따라서, 설정링(73)의 설정 방향(70')으로의 회전은 동일한 방향인 설정 방향(70)으로 소정의 낮추는 효과를 가지고 조정링(67)의 변위를 초래한다. 낮추는 효과는 아주 정교한 조정을 가능하게 한다. 동시에, 기술된 메커니즘은 작동부(62)와 조정 접촉부(67)가 접촉하는 경우에 발생되는 힘이 설정된 프리세트에 어떠한 우발적인 변화도 일으키지 못한다는 것을 보장한다. 따라서, 모든 프리세트는 우발적인 방해에 대해 자동적으로 보호된다.

두 개의 가이드(86 및 87)가 여기서 기술되는 실시예의 방향과 반대로 정렬되어 제 1 가이드(86)가 축방향으로 연장하고 제 2 가이드가 비스듬히 연장될 수 있다. 더욱, 양 가이드(86 및 87)가 비스듬한 정렬을 갖는 것도 가능하다. 두개의 가이드(86 및 87)의 선택된 경사와 경사도에 따라, 프리세트의 조정을 위한 구동률이 필요한대로 선택될 수 있다.

게이지 압력 수단의 작동 동안에 조절 덕트(25)를 통과하여 제 1 입구로의 1 차 압력의 적용과 함께 조절실(24)및 그에 연결된 압력 게이지로 들어가는 압축 공기의 초크된 유동이 있을 것이다. 그 뒤, 증가하는 작동 압력 때문에, 튜브 스프링(36)은 확장하고 지시기(45)는 스케일 상의 각 압력치를 지시할 것이다.

확장 움직임의 일부로서, 초기에 조정 접촉부(67)와 상당히 멀리 떨어진 작동부(62)는 조정 접촉부(67)로 접근할 것이다. 조정 접촉부(67)에 도달하기 전에 움직이는 거리는 설정된 프리세트에 좌우될 것이다. 작동부(62)가 조정 접촉부(67)에 도달하면, 스프링 하중이 가해진 폐쇄 부재(54)는 배출구(52)로부터 떨어지도록 움직일 것이다. 이 배출구는 예시된 실시예에서 약 0.3mm 내지 0.5mm 의 직경을 갖는 노즐 구멍을 갖는다. 초크(63)의 구멍이 이러한 범위의 치수를 갖는 것도 편리하다

초크된 조절 덕트(35)를 통하여 유입하고 배출구(52)를 통하여 유출하는 가압 매체 사이에는 평형이 달성될 것이며, 프리세트에 대응하는 작동 압력이 튜브 스프링(36)내에서 발생할 것이다. 동시에 이는 압력 조정 유닛(3)용의 조절 압력으로서 역할을 하여, 대응하는 2 차 압력에 의해 설정된다.

조정 접촉부(67)가 튜브 스프링(36)의 부착단(37)을 향하여 반시계 방향으로 편위되면, 배출 밸브(53)는 폐쇄될 것이다. 그 결과, 작동 압력은 감소될 것이다. 따라서, 작동부(62)가 가압 매체의 유입과 유출 유동의 동일한 비율에 따른, 다시 조정 접촉부(67)와 함께 작동 압력보다 높게 만들어지는 평형 상태가 될 때까지 튜브 스프링(36)이 확장된다.

조정 접촉부(67)의 시계 방향으로, 즉 폐쇄 부재(54)가 열리는 방향(68)으로 위치가 편위되는 것은 현재의 작동 압력을 유지하기 위해 필요한 양보다 많은 방출 유동을 배출구(52) 단면에서 초래할 것이다. 이는 튜브 스프링(36)내에서 압력의 감소를 초래하여, 튜브 스프링은 즉시 수축하고 평형이 복원될 때까지, 조정 접촉부(67)를 다소간 따른다.

디스플레이 수단(44)은 작동 압력을 각각 지시하며, 이는 바람직하게는 결과적으로 2 차 압력의 동일하다. 이러한 방식으로 압력 게이지(2)가 동시에 압력의 재설정과 압력의 판독을 위하여 채용된다.

설정 압력이 편형 상태에 달하면, 폐쇄 부재(54)는 열린 위치를 취할 것이며, 시간당 가압 매체의 방출률은 튜브 스프링(26)내의 조절 덕트(25)를 통하여 도달하는 가압 매체의 비율과 동일할 것이다. 극히 작은 조절 덕트(25)와 배출구(52)내의 유동 단면적 때문에, 공기 손실은 무시할 수 있다.

도 7에서 알 수 있듯이, 압력 조정 유닛(3)과 압력 게이지(2) 사이에는 하나 이상의 중간 기능 유닛(77)이 필요하다면 배치될 수 있고, 이에 따라 압력 게이지 장치(1)의 작동 상태에 좌우되는 방식으로 수정될 수 있다. 그 작동에 의해 압력 게이지 장치(1)의 작동 상태가 프로그램되거나 선택되는 기능 유닛(77)을 시작/정지 유닛으로 설계하는 것도 가능하다. 또한, 압력 스위치를 갖는 일체된 안전 밸브를 갖는 기능 유닛을 제공하는 것도 가능하다. 더욱, 압력 신호를 전기 신호로 변환하기 위해서 변환 유닛을 제공하는 것이 가능하다. 아울러, 진단 유닛 또는 조절 유닛을 제공하는 것도 가능하다.

본 발명의 압력 게이지는 튜브 스프링의 내부 공간과 연결된 배출구를 조절하기 위하여 배출 밸브가 튜브 스프링에 제공되며, 조정 장치가 튜브 스프링의 변형도에 좌우되는 방식으로 배출 밸브의 조건을 전환하기 위한 프리세트 값을 재설정하기 위하여 존재하여 판독되는 압력의 설정을 위하여 필요한 기계적 설계를 단순화시켰다.

Claims (14)

1. 하우징을 구비하고 굽은 튜브 스프링이 그 일단에서 하우징에 고정되며, 상기 스프링의 내부 공간은 압력 게이지 입구를 통하여 가압 매체를 수용하기 위해 배치되며, 스프링 튜브는 그 내부 공간에서 얻어지는 순간 작동 압력에 좌우되는 곡률을 가지면서 작동 압력의 변화에 응답하여 팽창 또는 수축의 형식으로 변형하도록 구성된 스프링 튜브형의 압력 게이지와, 튜브 스프링과 결합하여 상기 튜브 스프링의 순간 변형도에 따라 판독이 좌우되는 디스플레이 수단을 포함하는 압력 게이지 장치에 있어서, 상기 튜브 스프링은 튜브 스프링의 내부 공간과 연통되어 배출구를 조절하도록 구성된 배출 밸브와 연결되고, 조정장치는 튜브 스프링의 변형도에 의존하는 방식으로 배출 밸브의 전환 상태에 대한 프리세트를 재설정하기 위하여 존재하는 것을 특징으로 하는 압력 게이지 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 배출 밸브가 배출구와 상호작동하는 이동 가능한 폐쇄 부재를 구비하고, 상기 폐쇄 부재는 스프링력에 의해 배출구가 닫히는 폐쇄 위치로 가해지며, 폐쇄 부재는 튜브 스프링의 변형시 변위 경로를 따라서 움직이도록 구성된 작동부와 연결되며, 개방 방향으로 작동부 작동은 튜브 스프링에 대해 개방위치로의 폐쇄 부재의 움직임을 수반하여, 튜브 스프링의 내부 공간으로부터 가압 매체의 방출을 가능하게 하고, 조정 수단은 하우징에 대해 지지되는 조정 접촉부를 포함하고, 조정 접촉부는 작동부의 변위 경로 내에 위치하여 확장형태로 튜브 스프링 내에 변형이 있을 때, 작동부는 조정 접촉부와 접촉하여 이 접촉부에 의해 개방 방향으로 작용할 수 있고, 조정 접촉부는 작동부의 상기 변위 경로를 따라서 프리세트의 서로 다른 위치로 설정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 압력 게이지 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 조정 수단은 압력 게이지 하우징 상에 조정 가능하게 지지되고 외부에서 작동될 수 있는 설정 부재를 포함하며, 상기 설정 부재는 조정 접촉부를 배치시키는 작용하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 게이지 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 설정 부재는 상기 압력 게이지 하우징 상에 회전 가능하게 장착된 설정링을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 게이지 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 설정링은 최소한 부분적으로 투명하고 디스플레이 수단을 덮는 커버캡의 측벽으로 구성되며, 압력 게이지 하우징에 대해 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 압력 게이지 장치.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 조정 접촉부는 설정 부재에 고정 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 게이지 장치.
7. 제 3 항에 있어서, 프리세트를 선택하기 위해, 조정 접촉부는 압력 게이지 하우징에 대해 설정 부재의 조절 방향과 일치하는 배치 방향으로 움직일 수 있으며, 상기 압력 게이지 장치는 압력 게이지 하우징에 연결된 제 1 가이드와 조절 접촉부에 연결된 제 2 가이드 및 양쪽 가이드 상에 동시에 이어져서 상기 설정부재에 의해 작동하는 연결 부재를 포함하며, 상기 연결 부재는 설정 부재의 조정 방향에 비스듬하게 제 1 가이드와 상호작동으로 인하여 설정 부재의 재설정시 편위되어 있어서, 그 뒤 제 2 가이드와의 상호작동 때문에 조정 접촉부의 변위를 일으키는 것을 특징으로 하는 압력 게이지 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 두 개의 가이드는 설정 부재의 조정 방향에 비스듬하게 연장되며 서로 다르게 정렬된 것을 특징으로 하는 압력 게이지 장치.
9. 제 7 항에 있어서, 연결 부재와 설정 부재는 서로 나사 결합된 것을 특징으로 하는 압력 게이지 장치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 게이지는 작동 압력이 제어 압력으로 작용하는 압력 조정 유닛과 연계되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 게이지 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 1 차 압력 입구, 2 차 압력 출구 및 1 차 압력 입구와 2 차 압력 출구 사이에 배치된 제어 밸브를 갖는 조정장치 하우징을 구비하는 압력 조정 유닛을 포함하고, 상기 제어 밸브의 밸브 부재는 바람직하게는 격막 형태인 작동 부재와 구동 관계로 연결되고, 상기 작동 부재는 밸브 부재를 향하는 그 측면 상에서 2 차 압력을 받고 그 반대측이 제어실의 경계를 정하고, 한편으로는 압력 게이지 입구와, 다른 한편으로는 초크를 갖는 제어 덕트를 통하여 1 차 압력 입구와 연통되는 것을 특징으로 하는 압력 게이지 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 제어 밸브의 밸브 부재는 작동 부재와 상호작동하기 위한 작동 플런저를 구비하고, 상기 플런저는 2 차 압력을 해제하기 위한 방출 밸브의 요소인 것을 특징으로 하는 압력 게이지 장치.
13. 제 11 항에 있어서, 상기 압력 게이지 하우징은 압력 게이지 입구에 인접한 연결 파이프를 구비하며, 이러한 연결 파이프는 제어실과 연통하는 조정장치 하우징의 연결구 내에서 나사 결합하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 압력 게이지 하우징.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 배출구는 튜브 스프링의 자유단에, 바람직하게는 튜브 스프링의 자유단면상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 압력 게이지 장치.

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