流量指示器的製作方法
2023-06-08 21:36:11 1
專利名稱：流量指示器的製作方法
技術領域：
本發明主題與傳感裝置有關，更具體地說，與用來指示流量超過預定最小值的裝置有關。
本發明尤其適用於可產生電信號的氣流開關，表示流過此裝置的氣流已達到一予定的數值，並作為本發明加予介紹。很明顯，本發明還可用於其他裝置，諸如可提供機械或氣動輸出信號的裝置。
一般形式的氣流指示器都已知於先有技術中，例如在美國專利2963563、4181835和4313111都有說明和介紹，上述每個美國專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的圓柱形磁性活塞來觸動一磁性開關。總的說來，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形流動空間。當流過裝置的氣流達到一予定值，活塞上遊端建立的壓力足以抵抗彈簧力或重力，使活塞向下遊端移動。而磁性活塞的移動就促動一相關的舌簧接點或類似裝置，以提供一指示予定流量值的輸出信號。
在這些現有裝置中也存在某些問題，例如在裝置中時常有不協調現象存在，尤其當用一磁鐵來觸動、一舌簧接點，磁鐵磁力的微小變化或舌簧方向略微的差異都會在上述的觸動的位置產生較大的差異。
在某些現有裝置中，上述問題更進一步複雜化，因為它們的設計是使活塞在沿觸動方向的移動減小了節流的長度，這樣，當活塞開始移向驅動點時，要保持活塞移動所需的流量愈來愈大，這往往結果形成活塞移動的「衰減」並在開關被觸動的位置導至更進一步的不協調。
除了上述的缺陷，現有的裝置在流動管路上固有地起到限止流量的節流作用，從而防止流量值顯著超過產生最小流量指示位置時的流量值。這是在某些流量系統中不希望出現的特徵。例如在一些製造和加工的流量系統中，對系統操作的一個階段或對系統吹洗就需要較大流量，為了獲得此大的流量差而使用現有的閥時，常常需要裝設旁通管路系統，多閥支管等。
本發明對上述普通型的氣流指示器進行了重大的改進，按照本發明，氣體指示器操作中非常穩定，而且在超過最小流量指示值時能很好操縱流量。
一般來說，本發明的氣體流量指示器包括一具有內壁的殼體，該內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地裝在通道內，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，以響應超過予定最小值的流量通過通道。一周向連續的測量環從內壁徑向向內延伸來限定在第一和第二端中間的通路內一軸向變窄的直徑減小部分，當活塞件在第一位置時，該環的軸向位置位於環繞活塞件的周邊，並在該處限定了一環形流通通路;當活塞件在第二位置時，該環位於通道的進口端和活塞件的第一端面之間。
通過利用上述位置的測量環，在活塞從第一位置向第二位置移動，流量和流體繞著活塞流過而產生的壓降並沒有重大的變化，也就是當活塞開始移向第二或指示位置時，如同在某些現有裝置中所出現的那樣，流量沒有逐漸的增加。隨後，在本發明裝置的活塞移動未受阻尼之後，發生了突然的作用。當活塞在第二位置，活塞不再在測量環之內，流體就能流過測量環全部內口。這樣，大大超過觸動指示器所要求予定最小值流量的流量，能直接通過指示器。
根據本發明另一內容，活塞件包括一從端面的入口孔到一出口孔延伸通過的流量通路，該出口孔位於圓柱形通道的氣體出口端和測量環之間，最好有一測量孔在通道內形成。
通過利用活塞通路和它的測量孔，氣體指示器發生動作的流量值並不單存取決於活塞和測量環之間的環形流通通路的大小，這樣，具有普通尺寸的殼體、活塞和測量環的氣體指示器，只要通過改變活塞通道中測量孔就能有各種不同觸動位置，這當然簡化了製造和存貯的要求。
因此，本發明的根本目的是結構比較簡單的流量指示器裝置，該流量指示器能在很寬流量範圍製造和調節來指示流量。
本發明還有一目的是上述的流量指示器能在某預定最小流量值提供一突然觸動指示，而隨後能允許大得多的流量。
當閱讀下列說明書並結合附圖，本發明的上述目的和優點將變得更加明顯。
圖1是根據本發明的一個最佳實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3-3所取的剖視圖;
圖4是圖1沿剖面線4-4所取的剖視圖;
圖5是相似於圖2的縱向剖視圖，但表明本發明的第二實施例。
更具體地談到附圖，此處附圖只是為了說明本發明的一最佳實施例，並不是對本發明進行限止。圖1表明按照本發明最佳實施例所組成的液流指示裝置的整個布置，總的來說，圖1的裝置包含有由諸如不鏽鋼等任何合適材料製成的一柱形主體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。雖然不是發明的組成部分，主體10分別備有進管接頭18和出口管接頭20，在本實施例中進口管接頭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24上。
在所考慮的實施例中，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是軸向同心並連到出口管接頭20，一比較窄且縮小直徑的測量環部分30位於圓柱部分28和通道部分26之間。
測量環部分30的用途和功能後面會變得更明顯，然而，目前應該指出測量部分30能當流通通道12形成時與主體10整體形成，或把它作為單獨另件裝入。
一活塞件36在通道12內配備，在實施例中所示的活塞件36有一直徑略小於測量環部分30內徑的圓柱形外壁38，活塞件36的下端是開口的並限定一向內延伸的杯形腔40，腔40的上端或內端由橫向壁42所限定。活塞件36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壁38的橫向端壁48所封閉。
一導向件50裝在流量通道12的上端。在圖3清楚地顯示了導向件50，它包含有一方體52，該方體有一從下端向內軸向延伸的一圓柱形開孔54，開孔54比活塞件36的側壁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於流通通道部分28，此殼體的方形沿著它的外部提供了4個流通通道56。
圖1表示裝置在低流量或無流量下的情況，也就是，活塞件36是在其停靠在進口管接頭18的最下位置，進到入口的流動被腔40接收。從腔40出來的流動由穿過側壁38所形成流量控制孔60進行控制。流過孔60的流量是這樣確定，即在腔40內的壓力形成不足以向上推動活塞件，一直到此流量超過予定的最小值時活塞才能移動，流過控制孔60的流量繞著活塞件36的外部並流過前面提到的通道56到通道12的出口端。當流量超過予定最小值時，活塞件36開始向上移動，而且小部分進入的流量能繞著活塞38的外部通過活塞外部和測量環部分30之間的環形空間。因為環形空間沿徑向很窄，在整個活塞36的向上移動中，流過此環形面的流量實際上仍然保持不變。也就是，測量環結合活塞的外部所提供的流量節流遠遠大於測量環下的環形空間所遇到的流量節流。因而，當流量超過預定最小值時，在活塞件36之下的流體壓力就會有比較快速的增強而引起活塞迅速移動，即快速行動到其上端位置如圖2所示。測量孔60的位置與測量環部分有關，這樣測量環總是在孔60的上遊，如圖1所示。
當活塞件36移到全開位置，活塞的下端是在測量環部分30之上。因而，此時流量能繞著活塞的下緣直接通過活塞的外部直到通道56的出口。因此，一旦超過最小流量值，此裝置就能處理大得多的流量值，因為那時既沒有測量環部分又沒有流量孔60來限止液體的流量。
為了提供一有效的輸出表明最小流量值已經超過，本發明採用了合適地裝在孔72內的一磁性操作的舌簧開關70，而此孔72一般地縱向延伸到主體10內如圖所示。舌簧70的位置是使活塞從圖1無流量的位置移到圖2所示全流量的位置，該特殊型的舌簧開關，允許磁鐵46觸動舌簧開關的打開和關閉。應該重視其它形式的觸動指示裝置，諸如接近開關等類似元件能同樣得到很好使用。本發明的重要方面是，裝置內一簡單的流體驅動活塞件快速動作移到全開位置，在那全開位置，通過裝置的流量超過使裝置發生觸動時的流量的許多倍。
圖5說明了本發明的第二實施例，圖5實施例一般來說與圖1到圖4的許多方面是相同的，因而，對於相應的部件的相同部分就用相同的標號只是角上加上，以示區別，如果沒有指明，各元件的說明也同樣適用於另一實施例的對應元件。
在圖5的實施例，導引件50包含有一用多孔的粉末冶金燒結製成的杯形體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，而環形體51的外表面尺寸可以容納在通道12′內，可以理解，杯形體固定在所示位置上通過壓配合或粘結在該位置上。
通過適當選擇杯形件51所制的材料，流體流量指示器除了它的導向作用還起到一過濾作用。
本發明根據最佳實施例和替補實施例進行說明，顯然，在閱讀和理解了發明書後可對其進行修改，這些改型應該在附錄的權利要求或相同要求的保護範圍之內。
權利要求
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，用來供應氣體到上述圓柱形通道的第一端；排氣裝置，用來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，以及實際上小於通道直徑的外直徑，上述活塞件軸向定位在上述圓柱形通道內，以其第一終端面向通道的第一端，並可滑動地裝在通道內，當流過通道的氣流超過予定值時，從靠近通道第一端的第一位置移動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量環，此測量環徑向向內延伸與活塞件的外部保持很小間隔關係，當活塞件在第一位置時，上述測量環的位置位於活塞件的第一終端與流通通道的出口之間，當活塞件在第二位置時，測量環的位置位於上述圓柱形通道的第一端與活塞件的第一終端之間；響應活塞件從第一位置移動到第二位置的裝置，用於向殼體之外提供一信號指示活塞件的移動。
2.根據權利要求1的氣體流量指示器，其特徵是它包括活塞導向裝置，裝在圓柱形流通通路的第二端，用於當活塞件從第一位置移到第二位置時保持活塞與上述測量環軸線對準。
3.根據權利要求1的氣體流量指示器，其特徵是上述活塞件有一杯狀的外形，其開口端面向圓柱形通路通道第一端。
4.根據權利要求1所述的氣體流量指示器，其特徵是上述測量環是周向連續的並有一窄的頂點部分，它離活塞外面有很小間隔而限定了一環形流通通道。
5.根據權利要求4所述的氣體流量指示器，其特徵是流量通道從活塞件橫向地開口。
6.氣體流量指示器，包括一有內壁的殼體，其內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，活塞滑動地裝在通道內，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響應超過予定最小值流過通道的流量，其改進包含有一周向連續的測量環從內壁徑向地向內延伸，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，當活塞件是在第一位置時，測量環軸向位置是周向地面對上述活塞件，限定了一環形流通通道，當活塞件在第二位置，測量環位於通道的入口端和活塞件的第一端面之間。
7.根據權利要求6的氣體流量指示器，其特徵是上述活塞件包括從第一端面的入口孔延伸通到在測量環和圓柱通道氣體出口端之間的出口孔的流通通道。
8.根據權利要求7的氣體流量指示器，其特徵是包括活塞導向件用來當活塞在第二位置時，保持活塞件與測量件的軸線對準。
9.根據權利要求7的氣體流量指示器，其特徵是包括在流量通道的一流量控制孔。
10.根據權利要求9的氣體流量指示器，其特徵是上述流量控制孔由通道的出口孔所限定。
11.根據權利要求8的氣體流量指示器，其特徵是上述活塞導向裝置包含有位於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際上比通道直徑小的外徑，圓柱形活塞位於軸向通道內，而它的第一終端面向通道的第一端。活塞的安裝，當流過通道的氣流超過預定值時，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活塞件延伸到與第一終端軸向間隔開的流量控制出口孔。
文檔編號H01H36/00GK1031759SQ8810427
公開日1989年3月15日 申請日期1988年7月7日 優先權日1987年7月9日
發明者保羅·G·艾茲莫 申請人:保羅·G·艾茲莫