TWI435356B - Pressure switch for high pressure fluid - Google Patents

Description

適用於高壓流體的壓力開關

本發明為一種壓力開關，尤指一種可適用於高壓流體的壓力開關。

壓力開關可透過流體壓力的變化形成通路或斷路，提供以流體壓力控制一與壓力開關電連接的電子裝置啟動或關閉，可應用於抽水泵浦、蒸氣鍋爐、氣壓裝置或油壓裝置等。

請配合參閱圖6所示，為現有技術中的一種壓力開關，其具有一殼體60，殼體60內部設有一壓力連通部61、一膜片62、一壓力感測部件以及兩端子69。

該壓力連通部61係穿設於殼體60底部之一穿孔，其底部具有一開口610與外部空間相互連通，可供流體由此開口610進入該壓力連通部61；該膜片62設置於殼體60內且位於該壓力連通部61上方，該膜片62受到流體的壓力推擠可產生形變。

該壓力感測部件包含有一安裝座63、一活塞桿64、一支撐座65、一浮動片66、一彈性件67以及一抵頂件68，該安裝座63設置於該膜片62上方，該安裝座63中心具有一安裝孔以提供活塞桿64可滑移的穿設，該活塞桿64的底部具有具有一抵頂部640，該抵頂部640與該膜片62相對應；該支撐座65套設於該活塞桿64之頂端，於支撐座65之自由端裝設該浮動片66，該浮動片66兩側設有兩浮動接點660，該抵頂件68設置於該殼體60頂端處且可由使用者調整位置，該彈性件67兩端分別推頂該抵頂件68及該支撐座65。

該兩端子69間隔穿設該殼體60頂端處，該端子69一端位於殼體60外部，另一端位於殼體60內部並形成有一固定接點690，該固定接點690與該浮動片66的浮動接點660相互對應。

當流體進入該壓力連通部61，流體推擠膜片62的壓力達到該彈性件67所設定之感測壓力時，膜片62會產生形變推擠上方的活塞桿64位移，活塞桿64帶動支撐座65與浮動片66一同向上方移動壓縮該彈性件67，使得浮動片66之浮動接點660與該端子69之固定接點690產生接觸，使兩端子69間呈連接導通，即開關呈導通狀態；反之，當壓力卸除後，膜片62恢復原狀，活塞桿64亦朝向下方位移復位，且帶動該支撐座65與浮動片66朝向下方位移，使得該浮動接點660與固定接點690無實質接觸形成開路，進而關閉開關。

而現行之壓力開關如運用在具有高壓力流體的環境下，由於流體係直接以高壓力推擠膜片62使開關作用，因此在長時間且高強度的使用下容易損壞，無法提供應有的使用壽命，因此現有技術的壓力開關結構實有待業界重新檢視並加以改良，以提升其於高壓流體下的使用壽命。

有鑒於現有技術之壓力開關受限於結構強度，如運用在高壓力的環境下，其容易損壞而無法提供應有的使用壽命的缺點，本發明藉由所設計的壓力開關以解決前述問題，達到可適用於高壓流體的發明目的。

為達到上述的發明目的，本發明所運用的技術手段其包括有一殼體、一孔口擴散件、一壓力傳導組件、一調整裝置及兩端子；該殼體之內部具有一中空容室，其兩端分別形成一第一端及一第二端，該第一端設有一連通至容室的輸入孔，該輸入孔的底部形成有一安裝部，該第二端處設有一連通至容室的調整孔，該調整孔為一螺孔；該孔口擴散件設置於該殼體之輸入孔的安裝部中，該孔口擴散件上分別設有一壓力傳導通道及一巴斯卡連通口，該壓力傳導通道為孔口擴散件頂面凹設的一凹槽，該巴斯卡連通口為一細長孔且兩端分別貫通該壓力傳導通道的內側槽面及該孔口擴散件的底面中央處，該壓力傳導通道的內徑大於巴斯卡連通口的孔徑，該壓力傳導通道相對於該殼體之內部容室；該壓力傳導組件具有一活塞桿及一傳導桿，該活塞桿可滑動的位於容室中且頂端連接有一浮動片，該浮動片上設有兩浮動端點，傳導桿可移動的位於該殼體的輸入孔中，且頂端相對於該活塞桿的底端；該調整裝置包括有一抵頂件及一彈性件，該抵頂件外側壁面形成有外螺紋並結合固定於殼體的調整孔中，該彈性件為一彈簧，其兩端分別推頂該抵頂件及該浮動片；該兩端子分別穿設於該殼體上且底端分別形成有一固定接點，該兩固定接點位於容室中且分別相對於兩浮動接點。

所述之適用於高壓流體的壓力開關，其中該輸入孔頂部設有一呈階級狀的容置槽，於該容置槽中設有一密封環、一彈性環及一壓片，該傳導桿係可滑動穿設於該彈性環及該壓片中。

所述之適用於高壓流體的壓力開關，其中該活塞桿底面上設有一錐型推頂槽；該傳導桿的頂端形成尖錐狀且對應位於活塞桿底端的錐型推頂槽內。

所述之適用於高壓流體的壓力開關，其中該壓力傳導通道為一倒錐狀凹槽。

所述之適用於高壓流體的壓力開關，其中該孔口擴散件的底部外側壁面突出形成一緊迫部，該緊迫部緊迫抵頂於安裝部的內側壁面。

所述之適用於高壓流體的壓力開關，其中該壓力傳導組件包括有一安裝座及一支撐座；該安裝座設置於該殼體的容室內部，其中央處穿設有一貫孔且貫孔底端形成有一滑動室；該活塞桿可滑動的穿設於安裝座，且桿體底端凸出形成有一限位部，該限位部位於該滑動室中；該支撐座設置於該活塞桿的頂端，其頂面突出形成有一尖錐形的定位凸塊；該浮動片中央處穿設有一結合孔並套設於該支撐座頂端之定位凸塊。

所述之適用於高壓流體的壓力開關，其中該兩端子之固定接點分別位於兩浮動接點的上方且具有一間距。

所述之適用於高壓流體的壓力開關，其中該兩端子之固定接點分別位於兩浮動接點的下方且與該兩浮動接點相互接觸貼靠。

藉由上述技術手段的運用，由於孔口擴散件之巴斯卡連通口及壓力傳導通道具有相異內徑的設計，當有流體由流入並產生壓力推動傳導桿時，該流體可依據壓力傳導通道相對於巴斯卡連通口的內徑比而變化壓力傳導範圍，並同時降低其流體壓力，流體經由降壓後再行推頂該傳導桿以帶動壓力開關形成開路或閉路，藉由孔口擴散件將高壓流體之壓力降低，提供壓力開關之內部結構不需直接承受流體之高壓，而可延長其使用壽命。

該輸入孔頂部容置槽中所設之密封環、彈性環及壓片，其提供傳導桿可滑動的穿設，以具有止漏及密封效果，防止流體於傳導桿移動時流入開關內部。

該活塞桿之錐型推頂槽以及該傳導桿的頂端之尖錐狀係相互對應設置，使壓力開關於組裝時，其同心度誤差降低，同時使該傳導桿及活塞桿相互推頂位移的精度提升。

該孔口擴散件之外側壁突出形成的緊迫部，提供該壓力開關於組裝時，可直接結合至安裝部中，具有組裝上的便利性。

本發明為一種適用於高壓流體的壓力開關，請參閱圖1所示，其包括有一殼體10、一孔口擴散件20、一壓力傳導組件、一調整裝置及兩端子50。

該殼體10係由一上殼體11、一中殼體12及一下殼體13所組成，且該上殼體11及下殼體13之間設有一密封環14。該殼體10之內部具有一中空容室100，其兩端分別形成一第一端101及一第二端102，位於該第一端101之下殼體13的中央處穿設有一連通至容室100的輸入孔130，該輸入孔130頂部設有一呈階級狀的容置槽132，於該容置槽132中設有一密封環133、一彈性環134及一壓片135，該彈性環134及壓片135為低摩擦係數的材質構成，該輸入孔130的底部形成有一呈凹狀的安裝部131，位於該第二端102之上殼體11的中央處穿設有一連通至容室100內部的調整孔110，該調整孔110為一螺孔。

請配合參閱圖2所示，該孔口擴散件20為一塊體，塊體上分別設有一壓力傳導通道21及一巴斯卡連通口22，該壓力傳導通道21為孔口擴散件20頂面凹設的一倒錐狀凹槽，該巴斯卡連通口22為一細長孔且兩端分別貫通該壓力傳導通道21的內側槽面及該孔口擴散件20的底面中央處，該壓力傳導通道21的內徑大於巴斯卡連通口22的孔徑。該孔口擴散件20係設置於該殼體10之輸入孔130的安裝部131中，並以壓力傳導通道21相對於該殼體10之內部容室100。於本發明的較佳實施例中，該孔口擴散件20為膠體製成，且該孔口擴散件20的底部外側壁面突出形成一緊迫部23，該緊迫部23緊迫抵頂於安裝部131的內側壁面。

該壓力傳導組件包括有一安裝座30、一活塞桿31、一支撐座32、一浮動片33及一傳導桿34。該安裝座30設置於該殼體10的容室100底部，其中央處穿設有一貫孔300且貫孔300底端呈凹狀以形成有一滑動室301。該活塞桿31之桿體底端凸出形成有一限位部310，活塞桿31底面上設有一錐型推頂槽311，該活塞桿31可滑動的穿設於該安裝座30的貫孔300中且該限位部310位於該滑動室301中。該支撐座32設置於該活塞桿31的頂端，其頂面突出形成有一尖錐形的定位凸塊320。該浮動片33為一片體，片體頂面的兩側設有一浮動接點330，片體中央處穿設有一結合孔331，該浮動片33以該結合孔331套設於該支撐座32頂端之定位凸塊320處。該傳導桿34可滑動的設置於該殼體10之輸入孔130中，且位於該活塞桿31之限位部310及孔口擴散件20之間，該傳導桿34的頂端形成尖錐狀且對應位於活塞桿31底端的錐型推頂槽311內，該傳導桿34可滑動的貫穿該該彈性環134及該壓片135。

該調整裝置包括有一抵頂件41及一彈性件40，該抵頂件41外側壁面形成有外螺紋並結合固定於殼體10的調整孔110中，該彈性件40為一彈簧，其兩端分別推頂該抵頂件41及該浮動片33。調整抵頂件41的位置可調整該彈性件40之壓縮程度，即用以調整為不同的感測壓力。

該端子50係一長形導體，且底端形成有一固定接點51，該兩端子50的頂端分別穿設於該殼體10的第二端102上，其固定接點51分別相對位於兩浮動接點330的上方且具有一間距。

本實施例所述為一常開型壓力開關，請參閱圖1所示，該常開型壓力開關係處於未作動前，意指無流體由孔口擴散件20之巴斯卡連通口22及壓力傳導通道21流入並推動傳導桿34移動，或該傳導桿34所承受的流體壓力尚未達到該調整裝置所設定之感測壓力，該兩端子50之固定接點51與兩浮動接點330具有一間距，此時該浮動片33之浮動接點330與該端子50之固定接點51並無實質接觸，形成為開路狀態。

請配合參閱圖3所示，當有流體由孔口擴散件20之巴斯卡連通口22及壓力傳導通道21流入並產生壓力推動傳導桿34，依據Pascal壓力平衡原理，該流體依據壓力傳導通道21相對於巴斯卡連通口22的內徑比而變化壓力傳導範圍，並同時作壓力的轉換，例如原先輸入之流體壓力為300Bar，當巴斯卡連通口22及壓力傳導通道21的內徑比為1:10時，通過孔口擴散件20的流體壓力即以30Bar的壓力推頂傳導桿34，當流體推頂傳導桿34的壓力達到該彈性件40所設定之感測壓力時，該傳導桿34即透過推頂活塞桿31及支撐座32以壓縮該彈性件40，並使浮動片33朝向上方位移，該浮動片33之兩浮動接點330分別移動接觸到該兩端子50之固定接點51，使兩端子50間呈連接導通，即開關呈導通狀態。

本發明的另一實施例為運用於常閉型壓力開關上，請配合參閱圖4所示，其端子50A一端所設之固定接點51A係位於該浮動片33A之浮動接點330A的下方處，當該常閉型壓力開關處於未作動前，該端子50A之固定接點51A與該浮動片33A之浮動接點330A相互接觸貼靠並形成閉路的導通狀態。

請配合參閱圖5所示，當有高壓流體由孔口擴散件20A之巴斯卡連通口22A及壓力傳導通道21A流入並推動傳導桿34A，該流體依據壓力傳導通道21A相對於巴斯卡連通口22A的內徑比而變化壓力傳導範圍，並同時作壓力的轉換，當流體推頂傳導桿34A的壓力達到該彈性件40A所設定之感測壓力時，該傳導桿34A即透過推頂活塞桿31A及支撐座32A以壓縮該彈性件40A，並使浮動片33A朝向上方位移，該浮動片33A之浮動接點330A移動與該端子50A之固定接點51A形成一間距，使開關呈開路狀態。

10．．．殼體

100．．．容室

101．．．第一端

102．．．第二端

11．．．上殼體

110．．．調整孔

12．．．中殼體

13．．．下殼體

130．．．輸入孔

131．．．安裝部

132．．．容置槽

133．．．密封環

134．．．彈性環

135．．．壓片

14．．．密封環

20、20A．．．孔口擴散件

21、21A．．．壓力傳導通道

22、22A．．．巴斯卡連通口

23．．．緊迫部

30．．．安裝座

300．．．貫孔

301．．．滑動室

31、31A．．．活塞桿

310．．．限位部

311．．．推頂槽

32、32A．．．支撐座

320．．．定位凸塊

33、33A．．．浮動片

330、330A．．．浮動接點

331．．．結合孔

34、34A．．．傳導桿

40、40A．．．彈性件

41．．．抵頂件

50、50A．．．端子

51、51A．．．固定接點

60．．．殼體

61．．．壓力連通部

610．．．開口

62．．．膜片

63．．．安裝座

64．．．活塞桿

640．．．抵頂部

65．．．支撐座

66．．．浮動片

660．．．浮動接點

67．．．彈性件

68．．．抵頂件

69．．．端子

690．．．固定接點

圖1為本發明的剖面示意圖。

圖2為本發明之孔口擴散件的剖面示意圖。

圖3為本發明之動作示意圖。

圖4為本發明另一實施例的剖面示意圖。

圖5為本發明另一實施例之動作示意圖。

圖6為現有技術的剖面示意圖。

10．．．殼體

100．．．容室

101．．．第一端

102．．．第二端

11．．．上殼體

110．．．調整孔

12．．．中殼體

13．．．下殼體

130．．．輸入孔

131．．．安裝部

132．．．容置槽

133．．．密封環

134．．．彈性環

135．．．壓片

14．．．密封環

20．．．孔口擴散件

21．．．壓力傳導通道

22．．．巴斯卡連通口

23．．．緊迫部

30．．．安裝座

300．．．貫孔

301．．．滑動室

31．．．活塞桿

310．．．限位部

311．．．推頂槽

32．．．支撐座

320．．．定位凸塊

33．．．浮動片

330．．．浮動接點

331．．．結合孔

34．．．傳導桿

40．．．彈性件

41．．．抵頂件

50．．．端子

51．．．固定接點

Claims (8)

1. 一種適用於高壓流體的壓力開關，其包括有一殼體、一孔口擴散件、一壓力傳導組件、一調整裝置及兩端子；該殼體之內部具有一中空容室，其兩端分別形成一第一端及一第二端，該第一端設有一連通至容室的輸入孔，該輸入孔的底部形成有一安裝部，該第二端處設有一連通至容室的調整孔，該調整孔為一螺孔；該孔口擴散件設置於該殼體之輸入孔的安裝部中，該孔口擴散件上分別設有一壓力傳導通道及一巴斯卡連通口，該壓力傳導通道為孔口擴散件頂面凹設的一凹槽，該巴斯卡連通口為一細長孔且兩端分別貫通該壓力傳導通道的內側槽面及該孔口擴散件的底面中央處，該壓力傳導通道的內徑大於巴斯卡連通口的孔徑，該壓力傳導通道相對於該殼體之內部容室；該壓力傳導組件具有一活塞桿及一傳導桿，該活塞桿可滑動的位於容室中且頂端連接有一浮動片，該浮動片上設有兩浮動端點，傳導桿可移動的位於該殼體的輸入孔中，且頂端相對於該活塞桿的底端；該調整裝置包括有一抵頂件及一彈性件，該抵頂件外側壁面形成有外螺紋並結合固定於殼體的調整孔中，該彈性件為一彈簧，其兩端分別推頂該抵頂件及該浮動片；該兩端子分別穿設於該殼體上且底端分別形成有一固定接點，該兩固定接點位於容室中且分別相對於兩浮動接點。
2. 如請求項1所述之適用於高壓流體的壓力開關，其中該輸入孔頂部設有一呈階級狀的容置槽，於該容置槽中設有一密封環、一彈性環及一壓片，該傳導桿係可滑動穿設於該彈性環及該壓片中。
3. 如請求項2所述之適用於高壓流體的壓力開關，其中該活塞桿底面上設有一錐型推頂槽；該傳導桿的頂端形成尖錐狀且對應位於活塞桿底端的錐型推頂槽內。
4. 如請求項1至3中之任一項所述之適用於高壓流體的壓力開關，其中該壓力傳導通道為一倒錐狀凹槽。
5. 如請求項4所述之適用於高壓流體的壓力開關，其中該孔口擴散件的底部外側壁面突出形成一緊迫部，該緊迫部緊迫抵頂於安裝部的內側壁面。
6. 如請求項5項所述之適用於高壓流體的壓力開關，其中該壓力傳導組件包括有一安裝座及一支撐座；該安裝座設置於該殼體的容室內部，其中央處穿設有一貫孔且貫孔底端形成有一滑動室；該活塞桿可滑動的穿設於安裝座，且桿體底端凸出形成有一限位部，該限位部位於該滑動室中；該支撐座設置於該活塞桿的頂端，其頂面突出形成有一尖錐形的定位凸塊；該浮動片中央處穿設有一結合孔並套設於該支撐座頂端之定位凸塊。
7. 如請求項6所述之適用於高壓流體的壓力開關，其中該兩端子之固定接點分別位於兩浮動接點的上方且具有一間距。
8. 如請求項6所述之適用於高壓流體的壓力開關，其中該兩端子之固定接點分別位於兩浮動接點的下方且與該兩浮動接點相互接觸貼靠。