專(zhuān)利名稱(chēng)：流量指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主題與傳感裝置有關(guān)，更具體地說(shuō)，與用來(lái)指示流量超過(guò)預(yù)定最小值的裝置有關(guān)。
本發(fā)明尤其適用于可產(chǎn)生電信號(hào)的氣流開(kāi)關(guān)，表示流過(guò)此裝置的氣流已達(dá)到一予定的數(shù)值，并作為本發(fā)明加予介紹。很明顯，本發(fā)明還可用于其他裝置，諸如可提供機(jī)械或氣動(dòng)輸出信號(hào)的裝置。
一般形式的氣流指示器都已知于先有技術(shù)中，例如在美國(guó)專(zhuān)利2963563、4181835和4313111都有說(shuō)明和介紹，上述每個(gè)美國(guó)專(zhuān)利所示的氣流指示器都使用一裝在圓柱形氣流通道可滑動(dòng)的圓柱形磁性活塞來(lái)觸動(dòng)一磁性開(kāi)關(guān)?？偟恼f(shuō)來(lái)，活塞的直徑比通道的直徑略微小些，以在活塞和通道之間提供一很窄的環(huán)形流動(dòng)空間。當(dāng)流過(guò)裝置的氣流達(dá)到一予定值，活塞上游端建立的壓力足以抵抗彈簧力或重力，使活塞向下游端移動(dòng)。而磁性活塞的移動(dòng)就促動(dòng)一相關(guān)的舌簧接點(diǎn)或類(lèi)似裝置，以提供一指示予定流量值的輸出信號(hào)。
在這些現(xiàn)有裝置中也存在某些問(wèn)題，例如在裝置中時(shí)常有不協(xié)調(diào)現(xiàn)象存在，尤其當(dāng)用一磁鐵來(lái)觸動(dòng)、一舌簧接點(diǎn)，磁鐵磁力的微小變化或舌簧方向略微的差異都會(huì)在上述的觸動(dòng)的位置產(chǎn)生較大的差異。
在某些現(xiàn)有裝置中，上述問(wèn)題更進(jìn)一步復(fù)雜化，因?yàn)樗鼈兊脑O(shè)計(jì)是使活塞在沿觸動(dòng)方向的移動(dòng)減小了節(jié)流的長(zhǎng)度，這樣，當(dāng)活塞開(kāi)始移向驅(qū)動(dòng)點(diǎn)時(shí)，要保持活塞移動(dòng)所需的流量愈來(lái)愈大，這往往結(jié)果形成活塞移動(dòng)的“衰減”并在開(kāi)關(guān)被觸動(dòng)的位置導(dǎo)至更進(jìn)一步的不協(xié)調(diào)。
除了上述的缺陷，現(xiàn)有的裝置在流動(dòng)管路上固有地起到限止流量的節(jié)流作用，從而防止流量值顯著超過(guò)產(chǎn)生最小流量指示位置時(shí)的流量值。這是在某些流量系統(tǒng)中不希望出現(xiàn)的特征。例如在一些制造和加工的流量系統(tǒng)中，對(duì)系統(tǒng)操作的一個(gè)階段或?qū)ο到y(tǒng)吹洗就需要較大流量，為了獲得此大的流量差而使用現(xiàn)有的閥時(shí)，常常需要裝設(shè)旁通管路系統(tǒng)，多閥支管等。
本發(fā)明對(duì)上述普通型的氣流指示器進(jìn)行了重大的改進(jìn)，按照本發(fā)明，氣體指示器操作中非常穩(wěn)定，而且在超過(guò)最小流量指示值時(shí)能很好操縱流量。
一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的氣體流量指示器包括一具有內(nèi)壁的殼體，該內(nèi)壁限定了具有氣體入口和氣體出口端的圓柱形流通通路。一具有軸向間隔的分別面向入口端與出口端的第一端面和第二端面的圓柱形活塞可滑動(dòng)地裝在通道內(nèi)，從靠近入口端的第一位置到靠近出口端的第二位置之間軸向移動(dòng)，以響應(yīng)超過(guò)予定最小值的流量通過(guò)通道。一周向連續(xù)的測(cè)量環(huán)從內(nèi)壁徑向向內(nèi)延伸來(lái)限定在第一和第二端中間的通路內(nèi)一軸向變窄的直徑減小部分，當(dāng)活塞件在第一位置時(shí)，該環(huán)的軸向位置位于環(huán)繞活塞件的周邊，并在該處限定了一環(huán)形流通通路;當(dāng)活塞件在第二位置時(shí)，該環(huán)位于通道的進(jìn)口端和活塞件的第一端面之間。
通過(guò)利用上述位置的測(cè)量環(huán)，在活塞從第一位置向第二位置移動(dòng)，流量和流體繞著活塞流過(guò)而產(chǎn)生的壓降并沒(méi)有重大的變化，也就是當(dāng)活塞開(kāi)始移向第二或指示位置時(shí)，如同在某些現(xiàn)有裝置中所出現(xiàn)的那樣，流量沒(méi)有逐漸的增加。隨后，在本發(fā)明裝置的活塞移動(dòng)未受阻尼之后，發(fā)生了突然的作用。當(dāng)活塞在第二位置，活塞不再在測(cè)量環(huán)之內(nèi)，流體就能流過(guò)測(cè)量環(huán)全部?jī)?nèi)口。這樣，大大超過(guò)觸動(dòng)指示器所要求予定最小值流量的流量，能直接通過(guò)指示器。
根據(jù)本發(fā)明另一內(nèi)容，活塞件包括一從端面的入口孔到一出口孔延伸通過(guò)的流量通路，該出口孔位于圓柱形通道的氣體出口端和測(cè)量環(huán)之間，最好有一測(cè)量孔在通道內(nèi)形成。
通過(guò)利用活塞通路和它的測(cè)量孔，氣體指示器發(fā)生動(dòng)作的流量值并不單存取決于活塞和測(cè)量環(huán)之間的環(huán)形流通通路的大小，這樣，具有普通尺寸的殼體、活塞和測(cè)量環(huán)的氣體指示器，只要通過(guò)改變活塞通道中測(cè)量孔就能有各種不同觸動(dòng)位置，這當(dāng)然簡(jiǎn)化了制造和存貯的要求。
因此，本發(fā)明的根本目的是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的流量指示器裝置，該流量指示器能在很寬流量范圍制造和調(diào)節(jié)來(lái)指示流量。
本發(fā)明還有一目的是上述的流量指示器能在某預(yù)定最小流量值提供一突然觸動(dòng)指示，而隨后能允許大得多的流量。
當(dāng)閱讀下列說(shuō)明書(shū)并結(jié)合附圖，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例中流量指示裝置的縱向剖視圖;
圖2是與圖1相似的視圖，但表明流量指示器已移到最小流量指示位置;
圖3是圖1沿剖面線(xiàn)3-3所取的剖視圖;
圖4是圖1沿剖面線(xiàn)4-4所取的剖視圖;
圖5是相似于圖2的縱向剖視圖，但表明本發(fā)明的第二實(shí)施例。
更具體地談到附圖，此處附圖只是為了說(shuō)明本發(fā)明的一最佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限止。圖1表明按照本發(fā)明最佳實(shí)施例所組成的液流指示裝置的整個(gè)布置，總的來(lái)說(shuō)，圖1的裝置包含有由諸如不銹鋼等任何合適材料制成的一柱形主體10，主體10包括一軸向同心的圓柱形通道12，該通道從下端面14延伸到上端面16。雖然不是發(fā)明的組成部分，主體10分別備有進(jìn)管接頭18和出口管接頭20，在本實(shí)施例中進(jìn)口管接頭18是一焊接接頭，此種焊接頭適配安放和諸如通過(guò)焊接連到一在下端面14上形成凹孔22，出口管接頭如圖所示為一有螺紋的接頭，該螺紋接頭焊接或以其它方法可靠連到圍繞流通通道12的上端從端面16向外延伸的凸臺(tái)24上。
在所考慮的實(shí)施例中，流通通道12有一圓柱形狀和與入口管接頭18相連的第一通道部分26。一第二圓柱部分28與第一通道部分26是軸向同心并連到出口管接頭20，一比較窄且縮小直徑的測(cè)量環(huán)部分30位于圓柱部分28和通道部分26之間。
測(cè)量環(huán)部分30的用途和功能后面會(huì)變得更明顯，然而，目前應(yīng)該指出測(cè)量部分30能當(dāng)流通通道12形成時(shí)與主體10整體形成，或把它作為單獨(dú)另件裝入。
一活塞件36在通道12內(nèi)配備，在實(shí)施例中所示的活塞件36有一直徑略小于測(cè)量環(huán)部分30內(nèi)徑的圓柱形外壁38，活塞件36的下端是開(kāi)口的并限定一向內(nèi)延伸的杯形腔40，腔40的上端或內(nèi)端由橫向壁42所限定?；钊?6的上端限定了一第二腔44，腔44包含有一磁鐵件46，腔44的上端由一焊接或以其它方式可靠地連到側(cè)壁38的橫向端壁48所封閉。
一導(dǎo)向件50裝在流量通道12的上端。在圖3清楚地顯示了導(dǎo)向件50，它包含有一方體52，該方體有一從下端向內(nèi)軸向延伸的一圓柱形開(kāi)孔54，開(kāi)孔54比活塞件36的側(cè)壁38的直徑只略微大些。如圖3所示，方體52是壓配合或其方式在所示位置可靠定位于流通通道部分28，此殼體的方形沿著它的外部提供了4個(gè)流通通道56。
圖1表示裝置在低流量或無(wú)流量下的情況，也就是，活塞件36是在其?？吭谶M(jìn)口管接頭18的最下位置，進(jìn)到入口的流動(dòng)被腔40接收。從腔40出來(lái)的流動(dòng)由穿過(guò)側(cè)壁38所形成流量控制孔60進(jìn)行控制。流過(guò)孔60的流量是這樣確定，即在腔40內(nèi)的壓力形成不足以向上推動(dòng)活塞件，一直到此流量超過(guò)予定的最小值時(shí)活塞才能移動(dòng)，流過(guò)控制孔60的流量繞著活塞件36的外部并流過(guò)前面提到的通道56到通道12的出口端。當(dāng)流量超過(guò)予定最小值時(shí)，活塞件36開(kāi)始向上移動(dòng)，而且小部分進(jìn)入的流量能繞著活塞38的外部通過(guò)活塞外部和測(cè)量環(huán)部分30之間的環(huán)形空間。因?yàn)榄h(huán)形空間沿徑向很窄，在整個(gè)活塞36的向上移動(dòng)中，流過(guò)此環(huán)形面的流量實(shí)際上仍然保持不變。也就是，測(cè)量環(huán)結(jié)合活塞的外部所提供的流量節(jié)流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于測(cè)量環(huán)下的環(huán)形空間所遇到的流量節(jié)流。因而，當(dāng)流量超過(guò)預(yù)定最小值時(shí)，在活塞件36之下的流體壓力就會(huì)有比較快速的增強(qiáng)而引起活塞迅速移動(dòng)，即快速行動(dòng)到其上端位置如圖2所示。測(cè)量孔60的位置與測(cè)量環(huán)部分有關(guān)，這樣測(cè)量環(huán)總是在孔60的上游，如圖1所示。
當(dāng)活塞件36移到全開(kāi)位置，活塞的下端是在測(cè)量環(huán)部分30之上。因而，此時(shí)流量能繞著活塞的下緣直接通過(guò)活塞的外部直到通道56的出口。因此，一旦超過(guò)最小流量值，此裝置就能處理大得多的流量值，因?yàn)槟菚r(shí)既沒(méi)有測(cè)量環(huán)部分又沒(méi)有流量孔60來(lái)限止液體的流量。
為了提供一有效的輸出表明最小流量值已經(jīng)超過(guò)，本發(fā)明采用了合適地裝在孔72內(nèi)的一磁性操作的舌簧開(kāi)關(guān)70，而此孔72一般地縱向延伸到主體10內(nèi)如圖所示。舌簧70的位置是使活塞從圖1無(wú)流量的位置移到圖2所示全流量的位置，該特殊型的舌簧開(kāi)關(guān)，允許磁鐵46觸動(dòng)舌簧開(kāi)關(guān)的打開(kāi)和關(guān)閉。應(yīng)該重視其它形式的觸動(dòng)指示裝置，諸如接近開(kāi)關(guān)等類(lèi)似元件能同樣得到很好使用。本發(fā)明的重要方面是，裝置內(nèi)一簡(jiǎn)單的流體驅(qū)動(dòng)活塞件快速動(dòng)作移到全開(kāi)位置，在那全開(kāi)位置，通過(guò)裝置的流量超過(guò)使裝置發(fā)生觸動(dòng)時(shí)的流量的許多倍。
圖5說(shuō)明了本發(fā)明的第二實(shí)施例，圖5實(shí)施例一般來(lái)說(shuō)與圖1到圖4的許多方面是相同的，因而，對(duì)于相應(yīng)的部件的相同部分就用相同的標(biāo)號(hào)只是角上加上，以示區(qū)別，如果沒(méi)有指明，各元件的說(shuō)明也同樣適用于另一實(shí)施例的對(duì)應(yīng)元件。
在圖5的實(shí)施例，導(dǎo)引件50包含有一用多孔的粉末冶金燒結(jié)制成的杯形體51，杯形體51有一中心孔74，其大小剛好但可自由地容納活塞36，如圖所示，而環(huán)形體51的外表面尺寸可以容納在通道12′內(nèi)，可以理解，杯形體固定在所示位置上通過(guò)壓配合或粘結(jié)在該位置上。
通過(guò)適當(dāng)選擇杯形件51所制的材料，流體流量指示器除了它的導(dǎo)向作用還起到一過(guò)濾作用。
本發(fā)明根據(jù)最佳實(shí)施例和替補(bǔ)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，顯然，在閱讀和理解了發(fā)明書(shū)后可對(duì)其進(jìn)行修改，這些改型應(yīng)該在附錄的權(quán)利要求或相同要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.氣體流量指示器包含有一殼體限定了一圓柱形流通通道，該通道具有軸向間隔的第一端和第二端；供氣裝置，用來(lái)供應(yīng)氣體到上述圓柱形通道的第一端；排氣裝置，用來(lái)從上述圓柱形通道的第二端排出氣體；一圓柱形活塞件，有第一終端和第二終端，以及實(shí)際上小于通道直徑的外直徑，上述活塞件軸向定位在上述圓柱形通道內(nèi)，以其第一終端面向通道的第一端，并可滑動(dòng)地裝在通道內(nèi)，當(dāng)流過(guò)通道的氣流超過(guò)予定值時(shí)，從靠近通道第一端的第一位置移動(dòng)到靠近通道第二端的第二位置，一流通通道從靠近第一終端的入口通過(guò)上述活塞件延伸到與第一終端軸向有一定間隔的出口，上述流通通道包括一流量控制孔在其中；一在上述圓柱形流通通道圓周方向上形成的測(cè)量環(huán)，此測(cè)量環(huán)徑向向內(nèi)延伸與活塞件的外部保持很小間隔關(guān)系，當(dāng)活塞件在第一位置時(shí)，上述測(cè)量環(huán)的位置位于活塞件的第一終端與流通通道的出口之間，當(dāng)活塞件在第二位置時(shí)，測(cè)量環(huán)的位置位于上述圓柱形通道的第一端與活塞件的第一終端之間；響應(yīng)活塞件從第一位置移動(dòng)到第二位置的裝置，用于向殼體之外提供一信號(hào)指示活塞件的移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的氣體流量指示器，其特征是它包括活塞導(dǎo)向裝置，裝在圓柱形流通通路的第二端，用于當(dāng)活塞件從第一位置移到第二位置時(shí)保持活塞與上述測(cè)量環(huán)軸線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的氣體流量指示器，其特征是上述活塞件有一杯狀的外形，其開(kāi)口端面向圓柱形通路通道第一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體流量指示器，其特征是上述測(cè)量環(huán)是周向連續(xù)的并有一窄的頂點(diǎn)部分，它離活塞外面有很小間隔而限定了一環(huán)形流通通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣體流量指示器，其特征是流量通道從活塞件橫向地開(kāi)口。
6.氣體流量指示器，包括一有內(nèi)壁的殼體，其內(nèi)壁限定了一具有氣體入口端和出口端的圓柱形流通通道，一圓柱形活塞具有軸向間隔的分別面向入口端和出口端的第一端面和第二端面，活塞滑動(dòng)地裝在通道內(nèi)，從靠近入口端的第一位置軸向移到靠近出口端的第二位置來(lái)響應(yīng)超過(guò)予定最小值流過(guò)通道的流量，其改進(jìn)包含有一周向連續(xù)的測(cè)量環(huán)從內(nèi)壁徑向地向內(nèi)延伸，限定在第一端和第二端之間的中間通路中一軸向窄的縮小直徑部分，當(dāng)活塞件是在第一位置時(shí)，測(cè)量環(huán)軸向位置是周向地面對(duì)上述活塞件，限定了一環(huán)形流通通道，當(dāng)活塞件在第二位置，測(cè)量環(huán)位于通道的入口端和活塞件的第一端面之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的氣體流量指示器，其特征是上述活塞件包括從第一端面的入口孔延伸通到在測(cè)量環(huán)和圓柱通道氣體出口端之間的出口孔的流通通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的氣體流量指示器，其特征是包括活塞導(dǎo)向件用來(lái)當(dāng)活塞在第二位置時(shí)，保持活塞件與測(cè)量件的軸線(xiàn)對(duì)準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的氣體流量指示器，其特征是包括在流量通道的一流量控制孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的氣體流量指示器，其特征是上述流量控制孔由通道的出口孔所限定。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的氣體流量指示器，其特征是上述活塞導(dǎo)向裝置包含有位于通道出口端的多孔體。
全文摘要
一種氣體流量指示器，包含有一內(nèi)部圓柱形流通通道，有軸向間隔的第一端和第二端，一圓拄形活塞件具有第一終端和第二終端以及實(shí)際上比通道直徑小的外徑，圓柱形活塞位于軸向通道內(nèi)，而它的第一終端面向通道的第一端?；钊陌惭b，當(dāng)流過(guò)通道的氣流超過(guò)預(yù)定值時(shí)，從靠近通道第一端的第一位置滑移到靠近通道第二端的第二位置，一流通通道從靠近第一終端的入口通過(guò)活塞件延伸到與第一終端軸向間隔開(kāi)的流量控制出口孔。
文檔編號(hào)H01H36/00GK1031759SQ8810427
公開(kāi)日1989年3月15日 申請(qǐng)日期1988年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月9日
發(fā)明者保羅·G·艾茲莫 申請(qǐng)人:保羅·G·艾茲莫