用於壓差傳感器的具有安全閥的閥門組件的製作方法

2023-05-31 15:48:31

專利名稱：用於壓差傳感器的具有安全閥的閥門組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於壓差傳感器的閥門組件，該壓差傳感器用於測量例如加熱或冷卻系統的流體系統中的壓力，該組件通過位於測量接頭上的測量軟管安裝到例如直接位於容器或管道上的閥門或測量接頭，該組件保護壓差傳感器免受未允許的壓差水平。
背景技術：
在測量流體系統中的壓力時，壓差傳感器通常與某種主要旨在保護壓差傳感器免 受高持續壓力或壓力衝擊的閥門組件結合使用，該高持續壓力或壓力衝擊高於傳感器能夠處理的壓力。這些組件通常還具有徹底衝洗(fushing through)組件以除去空腔中的封閉空氣的功能，以及具有校準壓差傳感器的功能，即所謂的零點校準，校準過程意在使壓力傳感器的兩個測量側在測量開始之前具有相同的壓力。存在幾種解決該問題以保護壓差傳感器免受未允許的壓差水平的構造。這樣方案的例子從DE19503488和GB2091883A中是明顯的，DE19503488描述了一種具有兩個安全閥(4，5)的裝置，保護壓差傳感器免受未允許的壓差水平，GB2091883A也描述了一種具有安全閥(46，48)的裝置，保護免受未允許的壓差水平。此外，GB2410332A中存在一種方案，其包括零點校準和徹底衝洗閥門組件的功能，其中，同一方案還包括兩個安全閥(36，38)，以保護壓差傳感器(26)免受未允許的壓差水平。該裝置的安全閥(36，38)有兩個，並設計成止逆閥，用於保護位於壓差傳感器上的每個連接部。相應於哪個連接部連接到最高壓，各安全閥各保護一側/方向。

發明內容
技術問題例如GB2410332A所述的方案等早期方案的問題是，需要至少兩個安全閥，為它們布置管道以使整個閥門組件免受高壓差，因此，這使得該裝置的製造更昂貴、更困難。技術方案本發明之目的是通過僅一個零件來解決保護壓差傳感器的問題，由此，簡化整個閥門組件的製造，因而獲得製造的較低成本。在已知方案中，閥門組件受兩個安全閥保護而免受未允許的壓差水平。為何使用兩個安全閥的原因是，在將閥門組件連接到流體系統的測量接頭時，人們無法提前知道測量側的哪一個會接收最高壓。因此，兩個安全閥保護壓差傳感器免受高壓，而不管該高壓來自哪個方向。在本發明中，通過一個零件，即稱為安全閥錐的錐體來解決該問題，由此，除了其它方面，從功能、製造和成本的觀點看，這是有利的。該安全閥錐布置成可在空腔中移位，使得通過高於標定值的壓差，安全閥錐在空腔中沿從構成高壓的側到低壓側的方向移位，由此，高壓側和低壓側之間的通道打開，因此壓力得以平衡。除了本發明，整個閥門組件還包括其它優點，這些優點被關於該後續申請(diVisional application)的最初申請保護，例如校準錐，其提供與整個閥門組件有關的兩個位置。這些位置是測量位置以及零點校準和徹底衝洗的結合位置。在結合位置，壓差傳感器與流體流分開，這是因為壓差傳感器的兩個測量側布置成它們在零點校準時不與流動流體接觸，而校準錐通過密封件將壓差傳感器的測量側與流體分開。該位置構成閥門組件的初始位置。與已知方案相比，本發明的優點是通過僅一個安全閥錐，而不是幾個閥門或保護裝置來保護壓差傳感器免受高壓差。在本發明優選的實施方式中，安全閥錐位於其布置在朝向或到空腔的兩個開口之間的初始位置，安全閥錐布置在該處。因此，例如在將閥門組件連接在構造的測量接頭上時，可獲得優點，連接部的哪一個會成為高壓側或低壓側是不重要的，因為安全閥錐能夠被「觸發」，即向構成低壓側的一側移動。因此，相對於連接部，閥門組件不會裝反。根據本發明另一個優選的實施方式，沿流動方向觀察，安全閥錐布置在包括校準錐的空腔一上海，並且還布置在壓差傳感器上海，即安全閥錐布置成與朝向流體系統的連接部最近。因此，保護總是主動的，不依賴於校準錐的位置、測量位置或用於零點校準和徹底衝洗的結合位置。
根據本發明另一個優選的實施方式，在連接部之間的壓差低於度量值的情況下，安全閥錐布置成總返回其位於在朝向空腔的兩個開口之間的初始位置，安全閥錐布置在該處。這是有可能的，因為空腔包括位於空全閥錐的兩側上的復位彈簧，當壓差高於彈簧所標定的值，安全閥錐朝向低壓側移動時，復位彈簧被安全閥錐擠壓。當壓差再次低於度量值時，夾緊的彈簧膨脹，由此，安全閥錐返回其中立的初始位置，結果，安全功能由此回到「準備位置」。根據本發明又一個優選的實施方式，在閥門組件的初始位置，雙保護功能使安全閥錐免受高壓差。這是通過位於初始位置、即用於零點校準和徹底衝洗的位置的安全閥錐的保護與最初申請的優點結合而實現的，最初申請的優點是位於該位置的校準錐保護壓差傳感器免於接觸流體。因此，與已知方案相比，可獲得優點，在將閥門組件連接到流體系統時，壓差傳感器遭受高壓的風險最小。根據本發明另一個優選的實施方式，安全閥錐設計成相關於其可能移動的兩方向對稱，並且其形狀優選為圓柱形。對稱的形狀使得在安裝整個閥門組件時不可能錯誤地安裝空全閥錐。此外，其中安裝有安全閥錐的空腔的尺寸與安全閥錐的外部尺寸配合，有益效果相對於現有構造，通過本發明可以獲得與必須進行的測量有關的一些優點一閥門組件通過僅一個零件，即安全閥錐而不是幾個閥門或保護裝置來保護壓差傳感器免受高壓差；一閥門組件保護壓差傳感器免受高壓差，保護功能的作用不依賴於哪一個連接部連接到高壓側；一保護總是主動的，不依賴於校準錐的位置、測量位置或用於零點校準和徹底衝洗的結合位置；—安全閥錐總返回其初始位置，之後，其被「觸發」，由此再次位於保護位置；一閥門組件在徹底衝洗和零點校準處，即初始位置處包括雙保護功能，由此，在閥門組件連接到流體系統時，壓差傳感器遭受高壓的風險最小；-安全閥錐是對稱的，結果，在將安全閥錐安裝在閥體的預期空腔中時，不會出現裝反的錯誤。
本發明上述優選的實施方式在從屬權利要求中說明。下面將參考附圖描述本發明的實施例，以詳細地描述本發明的建設性設計，所述附圖示出本發明優選的但非限制性的實施方式。此外，本發明在不同方面進一步改進現有技術。在本發明中這是通過以從權利要求I的特徵部分清楚表示的方式構造下面所述技術的優選裝置來實現的。


附圖中詳細地表示了徑向的、部分示意性的橫截面視圖或透視圖。圖I示出壓差測量系統所連接的流體系統的一部分。
圖2示出整個閥門組件中包含的零件。圖3示出位於初始位置的整個閥門組件，即位於其徹底衝洗/零點校準的位置。圖4a示出處於正常位置的安全閥的詳細視圖。圖4b示出處於觸發位置的安全閥的詳細視圖。
具體實施例方式圖I示出具有致動器2的整個閥門組件I的例子，其中，閥門組件I通過與閥門的測量接頭5連接的測量軟管4連接到閥門3。該附圖還包括手動單元6，用於優選地與致動器2無線連通，以及在恰當的時候與計算機或計算機系統連通。圖2示出包含在整個閥門組件中的零件(detail)。該整個閥門組件具有閥體7 ；安全閥錐8，復位彈簧9位於安全閥錐的兩側；校準錐10，通過軸11連接到致動器2 ;以及安裝在閥體7上的具有壓差傳感器12的一個傳感器31。該閥體7具有與測量軟管4連接的兩個連接部13、14，這些連接部通常分別稱為入口和出口。入口對應高壓側，出口對應低壓側。相應於所述連接部關於流體系統的高壓側和低壓側如何布置，該裝置的任一側可以是入口或出口。此外，閥體具有空腔15，其尺寸與安全閥錐8的外部尺寸配合。具有密封元件18的安全閥止動件17位於空腔15的外端16，第一復位彈簧9a與該止動件連接，其中，該安全閥止動件17構成復位彈簧的基底。安全閥錐8位於布置在空腔的底部19上的第一復位彈簧9a和第二復位彈簧9b之間，從而夾在兩個復位彈簧之間。該安全閥錐優選地在相對於安全閥錐的軸向方向上包括兩個內部凹陷空腔24，空腔口位於安全閥錐8的每一端，每個空腔在其底部具有向外到達錐體外圍的連通口(communication),即凹口 25。外形上，該安全閥錐8在外圍表面上具有位於凹口 25兩側的密封元件20。管道21從一個連接部13經由空腔15延伸到第一復位彈簧9a，並進一步向上延伸到空腔22，該空腔22的尺寸與校準錐10的外部尺寸配合。第二管道23也從出口 14經由空腔15的底部19延伸到空腔22。校準錐10位於空腔22中，其優選地在相對於校準錐的軸向方向上包含內部凹陷空腔26，其中，該內部凹陷空腔延伸通過校準錐10的全長。校準錐10的外部優選地具有兩個位於相應端部的外圍表面上的密封元件27。具有密封元件30的止動突緣29位於空腔22的另一端28，該止動突緣29還構成致動器2和其軸11的連接件/支持件，該軸11終止於止動突緣29，並且固定在校準錐10上。復位彈簧35夾在校準錐和空腔22的底部之間。管道32和33從空腔22的外圍表面延伸到位於傳感器支撐件31上的壓差傳感器12。圖3示出處於初始位置的整個閥門組件，即處於其用於徹底衝洗/零點校準的位置。除了測量的時刻，閥門組件總處於其初始位置，即其用於徹底衝洗/零點校準的位置。該裝置在測量工序完成後，被帶回用於徹底衝洗和零點校準的位置，這是通過致動器2使該裝置返回該位置或者通過其它儲能件，例如復位彈簧35來實現的。在該初始位置，校準錐10位於管道21和23之間，由此，密封元件27位於管道32和33兩側，這導致管道32和33被短接，因此，它們獲得相同的靜壓。因此，壓差傳感器12會被零點校準，並且該校準發生在流體流的外面，因為管道32和33在空腔22的位於密封元件27之間的外圍表面上接觸空腔22，密封元件27密封在空腔22和校準錐10之間。徹底衝洗同時發生，因為校準錐的構造和其位置允許高壓側和低壓側之間的敞開流道，該敞開流道從一個連接部/入口 13經由管道21到達空腔22，通過校準錐10的空腔26，並進一步到達空腔22，然後到達管道23，隨後到達第二連接部/出口 14。在該過程之後，整個閥門組件I被徹底衝洗，並且沒有封閉空氣，該閥門組件還被零點校準。圖4a示出處於正常位置的安全閥。整個保護功能由復位彈簧9a、9b和安全閥錐8構成，當整個閥門組件I未遭受高於該整個保護功能所標定的值時，安全閥錐位於既在復位彈簧9a、9b之間又在管道21、23之間的一位置。在該位置，經由凹口 25和安全閥錐8的空腔24的通道關閉，結果，連接部13、14之間不可能連通。在該位置，高壓側和低壓側之間·的流體通道不可能連通，因為通過位於凹口 25的口的任一側上的密封元件20密封在空腔15的壁上。當保護功能位於「準備位置」，即未觸發位置時，這構成安全閥在閥門組件I中的正常位置。圖4b示出處於觸發位置的安全閥。在該情況下，當壓差超過安全閥錐8和復位彈簧9a、9b的標定值時，安全閥錐8沿朝向具有最低壓的側的方向被擠壓，由此，位於這一側的復位彈簧被壓縮。由此，高壓低和低壓側之間的通道打開，流體從一個連接部13，即入口流到空腔15，流過空腔24和安全閥錐8的凹口 25，進一步向外到達第二連接部14，即出口。另一方面，當高壓側和低壓側顛倒時，流體能夠在相反方向上流動。因此，通過一個和同一零件/功能，可以保護所連接的壓差傳感器12免受高壓，並且該保護可以在兩個方向上工作。部件列表I閥門組件2致動器3 閥門4測量軟管5測量接頭6手動單元7 閥體8安全閥錐9復位彈簧10校準錐11 軸12壓差傳感器13 入口14 出口
15 空腔I6 外端17安全閥止動件18密封元件19 底部20密封元件21 管道22 空腔
23 管道24 空腔25 凹口26 空腔27密封元件28 外端29止動突緣30密封元件31傳感器承載器32 管道33 管道
權利要求
1.一種包含在用於測量流體系統的壓差的系統中的裝置，所述裝置是閥門組件(1)，包括閥體(7)，所述閥體(7)具有連接部(13，14)、管道(32，33)和空腔(22)，所述連接部(13，14)用於與所述流體系統連接，所述管道(32，33)與記錄壓差的壓差傳感器(12)連通，所述空腔(22)與所述管道(32，33)接觸，其中，所述空腔(22)具有能夠在空腔(22)中且在所述閥門組件(I)的測量位置和用於徹底衝洗/零點校準的位置之間移位的校準錐(10)，並且，在所述裝置不位於測量位置，即位於其初始位置的情況下，所述校準錐(10)將所述壓差傳感器(12)與所述流體系統分隔開，這是因為所述校準錐(10)包括阻止所述管道(32，33)與所述空腔(22)連通的密封元件(27)，其特徵在於，所述閥門組件(I)包括具有安全閥錐⑶的第二空腔(15)，所述安全閥錐⑶保護所述壓差傳感器免受高壓差，這是因為在高於標定值的壓差情況下，安全閥錐(8)布置成沿朝向低壓側的方向移位，結果，打開了高壓側和低壓側之間的通道，所述通道從一個連接部(13)，即所述高壓側 ，經由所述閥體⑵中的第二空腔(15)，並經由設置在所述安全閥錐⑶中的空腔(24)和凹口(25)，到達另一個連接部(14)，即所述低壓側，由此，壓力得以平衡。
2.如權利要求I所述的裝置，其特徵在於，相應於哪一連接部(13，14)分別構成高壓側和低壓側，所述安全閥錐(8)總能夠向所述低壓側移位，這是因為處於其初始位置的安全閥錐⑶布置在兩個連接部(13，14)的朝向或到第二空腔(15)的開口之間。
3.如權利要求I或2所述的裝置，其特徵在於，在流動方向上，所述安全閥錐⑶沿流動方向布置在具有校準錐(10)的第一空腔(22)上遊，並布置在所述壓差傳感器上遊，由此，無論所述校準錐(10)是處於其測量位置，還是處於用於所述閥門組件(I)的零點校準/徹底衝洗的位置，即其初始位置，所述壓差傳感器總能免受高壓差。
4.如權利要求1-3任一所述的裝置，其特徵在於，所述安全錐(8)布置成當所述壓差低於標定值時返回其位於兩個連接部(13，14)的朝向或到第二空腔(15)的開口之間的初始位置，這是因為所述第二空腔(15)包括布置在所述安全閥錐(8)的相應側上的復位彈簧(9a, 9b)。
5.如權利要求1-4任一所述的裝置，其特徵在於，在所述閥門組件(I)的初始位置，即當連接所述閥門組件(I)時，所述壓差傳感器(12)具有免受高壓差的雙安全功能，這是因為位於該位置的所述校準錐(10)將所述壓差傳感器(12)與所述流體系統分隔開，同時，處於初始位置的所述安全閥錐(8)保護所述壓差傳感器(12)。
6.如權利要求1-5任一所述的裝置，其特徵在於，所述安全閥錐(8)相關於其受引導朝向彼此移動的方向是對稱的。
全文摘要
一種包含在用於測量流體系統的壓差的系統中的閥門組件(1)，包括記錄壓差的壓差傳感器、第一空腔(22)，第一空腔具有能夠在測量位置和閥門組件(1)的零點校準/徹底衝洗的位置之間移位的校準錐(10)。閥門組件(1)包括具有兩個連接部(13,14)的閥體(7)和布置成具有安全閥錐(8)的第二空腔(15)。安全閥錐(8)保護壓差傳感器(12)免受高壓差。這是因為在高於度量值的壓差的情況下，安全閥錐(8)沿朝向低壓側的方向移動，結果，打開了高壓側和低壓側之間的通道，該通道從一個連接部(13)，即高壓側，經由閥體(7)的第二空腔(15)、設置在安全閥錐(8)中的空腔(24)和凹口(25)，到達另一連接部(14)，即低壓側，由此，壓力得以平衡。
文檔編號G01L19/06GK102971614SQ201180032473
公開日2013年3月13日 申請日期2011年5月27日 優先權日2010年6月28日
發明者D.吉德羅斯 申請人:Ta海德羅尼克斯有限責任公司