功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置的製作方法

2023-06-03 05:41:06 2

專利名稱：功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置的製作方法
技術領域：
本發明專利涉及檢測儀表連接裝置，特別涉及一種全功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置。
背景技術：
在過程檢測與控制中，壓力差(或兼壓力)檢測儀表有相當使用量。此類儀表一般作為二次儀表用以檢測前端一次裝置輸出的壓力差值(或兼測壓力值)。譬如，差壓傳感器、 差壓變送器、雙波紋管差壓計、差壓式流量轉換器等，後兩種類型儀表同時檢測壓力差值與壓力值。壓力差檢測儀表在使用過程中會有4種應用狀態的連接要求，分別是運行狀態、 帶壓零檢測、壓力差校準、排汙作業等的連接要求；對於兼測壓力的儀表還有「壓力校準」連接要求。壓力差檢測儀表工作在「運行狀態」時，是將儀表高、低壓受壓容室分別和一次裝置高、低壓側輸出連接；當儀表工作在「帶壓零檢測」時，是將儀表兩側受壓容室的工作壓力連通，以檢測儀表高、低側在同一壓力狀態下的零壓差點時的示值；在儀表進行「排汙作業」 時，則是在將儀表兩側受壓容室的工作壓力連通的同時，再將兩側壓力迴路與外部連通，利用具有壓力的工作介質流體的外噴作用，將儀表兩側受壓容室內可能沉積的非介質「髒汙」 排出；檢測儀表還需定期進行現場校準，這時應按下一自然段所述，先將儀表退出「運行狀態」的連接，使儀表脫離工作壓力迴路，之後，再卸掉與儀表相關一側的連接接頭，接入校準器；「壓力校準」時，則是使儀表兩側受壓容室處於接通連接狀態情況下，進行加壓校準； 「壓力差校準」時，又需使儀表「高壓」側受壓容室與校準器接通狀態，儀表「低壓」側容室與大氣連通，進行壓力差的校準。壓力差檢測儀表都是雙側受壓，在需要檢測儀表退出「運行狀態」前必須先開通稱之為「平衡閥」的閥門，使儀表兩受壓容室連通，兩側處於「壓力平衡」狀態後，再關斷兩側 「取壓閥」，以此避免因兩側取壓閥關斷的先後不一，使某一受壓室承受「偏壓」；當需要檢測儀表進入「運行狀態」前，也須如此操作以避免「偏壓」。壓力差檢測儀表受壓容室所承受壓力可能從很小的幾公斤力到更大的幾十公斤甚至幾百公斤力，「偏壓」對某些儀表可能造成不可修復的損壞；即使有些壓力差檢測儀表設計了 「抗壓力單邊」結構，但在「偏壓」之後也需要一個恢復正常檢測的時間。因此在壓力差檢測儀表的應用中，尤其是精密、實時測量的應用中具有「平衡閥」連接的形式並進行「壓力平衡」操作是不可缺少的。目前，實現壓力差檢測儀表的上述不同應用狀態要求的連接，行業內都採用獨立操作的閥門、接頭、引壓管線或帶有引壓孔道的閥門安裝連接板(俗稱3閥組、5閥組)。通過對連接閥門的順次操作，使引壓迴路處於不同引壓連接狀態以滿足儀表應用要求。顯然，現行連接技術操作十分繁瑣；在繁瑣的操作過程中，常有失誤或粗大作業.尤其在，從其他連接狀態回復到「運行狀態」連接時，因某一連接閥門終止關斷的不到位造成的微洩漏，使得「取壓失真」。在過程控制中會影響控制的判斷準確性甚至造成失控；在過程監測中使所得測量的數據不真實而則造成監測結果無效。嚴重時，後果不可估量。 本設計人長期工作在高危的天然氣管輸集配氣站測控領域，深知上述弊端可能造成的嚴重影響。若是因某一連接閥門終止關斷的不到位造成的微洩漏使得站內壓力監測偏低而不能及時實施控制關斷進氣或排空洩壓，可能會產生嚴重的安全後果；若是站內的計量用壓力差監測儀表因某一連接閥門終止關斷位置的無意或有意的不到位造成的微洩漏使得站內輸出計量監測失真，在貿易交接計量中關係民生利益，引發供需雙方的計量爭議。為此，市面上出現過一種將連接壓力差監測儀表兩側的「取壓閥」設計成由正反螺紋機構控制的、能同步開或同步關的操作結構，再與另一個「平衡閥」組合成「3閥組」，用以克服儀表兩側的 「取壓閥」開關隨時可能出現的弊病；但其「壓力平衡」操作仍需通過對「平衡閥」與「取壓閥」的兩次操作、而可能產生不到位的弊端。本設計人出於對安全(壓力保護)與公正(貿易交接計量)的考慮，曾於1998年設計了「專利號為ZL 98 2 49848. 9的一種兩位式安全平衡閥」，採用單手柄集中操作，實現檢測儀表在進入或退出工作「運行」狀態對氣路連接的要求，以解決上述連接的缺陷。但其不能滿足檢測儀表全功能應用的要求；結構設計也不太完善，可靠性尚需提高。

發明內容
本發明專利的目的是提供一種安全、可杜絕計量失真且操作十分簡單可靠的全功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置，以填補現有技術的不足。本發明專利的技術方案是功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置，其特徵在於包括閥組機構與傳動機構，閥組機構的閥體內設置有兩組取壓閥和平衡閥，兩組取壓閥之間通過傳動連軸節的連接實現同步迴轉；平衡閥在傳動機構作用下實現迴轉；閥體內還加工有引壓孔道；傳動機構由兩組不完全齒輪間歇機構及支撐板組成。所述的功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置，其特徵是所述的取壓閥為一中部是球形的柱狀體，柱體的兩端安裝0型密封圈，中部球體的球心徑向切面鑽有Γ字形的連通孔，取壓閥之一的一端設計有矩形鍵與傳動機構的對應從動輪連接，另一端設計有一字形鍵與十字滑塊聯軸節相連。所述的功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置，其特徵是所述的平衡閥為一中部是球形的柱狀體，柱體的兩端安裝0型密封圈，中部球體的球心徑向切面鑽有T字形的連通孔使球體的過球心軸切面方向與圓柱體後半部徑向切面方向相通，平衡閥的前端面設計有一字形鍵，通過十字滑塊聯軸節與傳動機構相連。所述的功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置，其特徵是所述的傳動機構包括一組以內齒輪為主動輪，外齒輪為從動輪的內外齒嚙合不完全齒輪間歇機構和一組外齒嚙合不完全齒輪間歇機構；兩組間歇機構主動輪與從動輪假想齒的傳動比設計為2:1 ；兩組間歇機構的主動輪設計在同一轉軸上能被手柄帶動同步轉動，設計有滿足檢測儀表5種應用功能的傳動嚙合段，主動輪以每45° (從動輪每90° )為一個嚙合段，每一嚙合段內的實有齒與鎖止弧配合，分別驅動平衡閥或取壓閥轉動，實現檢測儀表的一種應用要求的通路連接，每一應用連接位置由內齒輪外圓上的定位槽通過鋼球定位，由外面板位置標誌指示每一應用連接位置。傳動機構的起始與終止位置由限位螺釘與齒輪端面的限位槽限定。所述的功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置，其特徵是所述的取壓閥與平衡閥的傳動連接均採用十字滑塊聯軸節結構。 本發明的有益效果在於本發明只需將手柄插入六方孔，按面板的指示轉動到所需應用功能即可完成連接要求。實現了差壓式檢測儀表使用中各種功能要求的連接方式的集中操作，與現行技術完成各功能連接的繁瑣操作相比，十分簡單方便；更顯著的效果是， 通過傳動機構不完全齒和鎖止弧的傳動與停歇的時序控制，能可靠地杜絕因失誤或粗大作業，甚至是(在貿易交接計量應用中的壓力差檢測)有意而為造成的閥門終止關斷位置不到位造成的不良後果。


圖1為本發明實施例的外形圖。
圖2為圖1的另一個視角的外形圖。
圖3為本發明實施例的取壓閥及其密封結構與傳動連接示意圖。
圖4為本發明實施例的取壓閥及其密封引壓氣路通道示意圖。
圖5為本發明實施例的平衡閥及其密封結構與傳動連接示意圖。
圖6為本發明實施例的氣路壓力平衡引導結構示意圖。
圖7為本發明實施例的取壓閥孔道結構示意圖。
圖8為本發明實施例的平衡閥孔道結構示意圖。
圖9為本發明實施例的驅動機構組結構示意圖。
圖10為本發明實施例的驅動機構裝配結構示意圖。
下面通過實施例，並結合附圖對本發明作進一步描述。
具體實施例方式實施例。本實施例的結構說明一種全功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置，包括閥組機構I與傳動機構II ；閥組機構I的閥體1內安裝有取壓閥2和3，取壓閥2和3是中部為球形的柱狀體，柱體兩端安裝有0型密封圈，取壓閥的一端頭有一字形鍵，由十字滑塊聯軸節4連接兩閥；取壓閥3的前端設置有與驅動齒輪10連接的矩形鍵，取壓閥2和3球形體部球心徑向切面上設計有r字形連通孔Α;在閥體1位於取壓閥2及3球形體球心徑向切面的4個相互垂直位置，分別安裝有兩組取壓氣路連接密封塞5、儀表氣路連接密封塞6、校表氣路連接密封塞7以及排汙氣路連接密封塞8，儀表氣路連接密封塞6的軸切面設置有+ 字形連通孔C，其他氣路連接密封塞5、7、8的軸切面設置有軸向通孔B、D、E ；閥組機構I的閥體1內還安裝有平衡閥20，由十字滑塊聯軸節19與驅動齒輪13連接，平衡閥20的軸切面設置有τ字形連通孔F ；在平衡閥20的球形體球心徑向水平切面位置的一側安裝有平衡氣路連接密封塞22，另一側安裝有密封塞21，平衡氣路連接密封塞22的軸切面設置有τ 字形連通孔G ；閥體1內加工有通向兩組儀表氣路連接密封塞6上的孔C的引壓孔道H及 I、J。傳動機構II包括兩組不完全齒輪間歇機構，安裝在支撐板14上，其中一組為驅動取壓閥的內外齒輪間歇機構，由外齒輪10與內齒輪11嚙合傳動，外齒輪10假想齒數觀齒， 在其齒圈0°、90°、180°的3個位置設有3段佔用一個齒隙的鎖止弧；內齒輪11假想齒數56齒，在內齒輪齒圈上以每45°為嚙合單元，設置有滿足從動齒輪10傳動要求的實有齒與鎖止弧，內齒輪11的外圓柱面的0°、45°、90°、135°、225°的5個位置上設置了定位孔槽18，轉動時由安裝在閥體1上的鋼球定位組件定位，由支撐板14上的位置標示牌17 指示工作位置，內齒輪11 一有外伸軸，軸端有連接手柄的六方孔；另一組驅動平衡閥的外齒輪間歇機構，由外齒輪12與外齒輪13嚙合傳動，齒輪13假想齒數觀齒，在其齒圈0°、 90°、180°、270°的4個位置設有4段佔用一個齒隙的鎖止弧；主動齒輪12安裝在內齒輪 11的外伸軸上，假想齒數為56齒，在齒圈上設計有滿足從動齒輪13傳動要求的兩段實有齒和兩段鎖止弧，主動齒輪12的端面設計有限制兩個主動輪11、12轉角(為270° )的限位槽 16，與限位螺釘15組成傳動機構的限位結構。使用狀態操作及部件動作說明如下。差壓式檢測儀表常用應用狀態，「運行」。傳動機構齒輪12傳動軸上的位置標誌指示在「運行」位置，兩組齒輪間歇機構處於鎖止弧嚙合處。此時，取壓閥2與3的r字形連通孔A分別接通兩組取壓氣路連接密封塞5的孔B與儀表氣路連接密封塞6的孔C ；平衡閥21上的τ字形連通孔F貫通球體的通孔部分處於垂直位置，儀表氣路連接密封塞6的兩個孔C的連接通道G、H、I、J被阻斷； 此時被監測的一次裝置高、低壓側壓力，經由孔B—孔A—孔C分別進入差壓式檢測儀表高、 低壓受壓容室，儀表工作在運行連接狀態。差壓式檢測儀表壓力差工作零位檢測應用，「帶壓零」。手柄將傳動軸順時針轉動45°，位置標誌指示在「帶壓零」位置。此時，驅動平衡閥21的外齒輪間歇機構12/13的第一嚙合段為實有齒嚙合轉動，當外齒輪12轉動45°，由於傳動比為2:1，外齒輪13則被轉動90°，從而驅動平衡閥21迴轉90°，使平衡閥21上的 τ字形連通孔F貫通球體的通孔部分處於水平位置，儀表氣路連接密封塞6的兩個孔C通過通道F、G、H、I、J被接通；在傳動軸的這個轉角內，驅動取壓閥的內外齒輪間歇機構10/11 處於鎖止弧嚙合段，取壓閥r字形連通孔A連接狀態不變；於是被監測的一次裝置高壓側壓力經由孔B—孔A—孔C一孔I一孔J一孔F—孔G—孔H (或孔B—孔A—孔C一孔H—孔 G—孔F—孔J一孔I)至下一組與差壓式檢測儀表低壓受壓容室的孔C連接，使檢測儀表兩側處於工作壓力下的零壓力差狀態，接受帶有壓力時的壓力差零位的測試。差壓式檢測儀表兼有壓力檢測時的壓力校準應用，「校壓力」。再將手柄傳動軸順時針轉動45°，位置標誌指示在「校壓力」位置。此間，驅動平衡閥的外齒輪間歇機構12/13的第二嚙合段為鎖止弧嚙合，平衡閥21上的τ字形連通孔 F貫通球體的通孔部分的連接狀態不變，亦即檢測儀表高、低壓受壓容室兩側仍然處於被接通狀態；在此傳動嚙合段內，驅動取壓閥的內外齒間歇機構10/11進入實有齒嚙合轉動，主動輪10轉動45°，由於傳動比為2:1，從動輪11順時針轉動90°從而驅動取壓閥2/3迴轉 90° ；於是，取壓閥2/3的r字形連通孔A轉離取壓氣路連接密封塞5的孔B，切斷了一次裝置高、低壓側壓力通往檢測儀表高、低壓容室的氣路，而分別把兩組儀表氣路連接密封塞 6的孔C與校表氣路連接密封塞7的孔D接通；檢測儀表的高、低壓受壓容室經由孔D—孔 A—孔C一孔I—孔J一孔F—孔G—孔H (或孔D—孔A—孔C一孔H—孔G—孔F—孔J一孔 I)至下一組與差壓式檢測儀表受壓容室的孔C連接，此時，卸下任一校表接口堵頭11，接上標準器連接管接頭；注入標準器輸出的標準壓力流體介質，差壓式檢測儀表兩側受壓容室同時承受標準器標準壓力，進行檢測儀表的壓力測量準確度校準。差壓式檢測儀表的壓力差校準應用，「校差壓」。繼續將手柄傳動軸順時針轉動第三個45°轉角，位置標誌指示在「校差壓」位置。 此間，驅動平衡閥的外齒輪間歇機構12/13進入第三嚙合段實有齒嚙合，主動輪12被轉動 45°，由於傳動比為2:1，從動輪13轉動90°從而驅動平衡閥21迴轉90°，使平衡閥21上的τ字形連通孔F貫通球體的通孔部分轉至垂直位置，阻斷連接兩組儀表氣路連接密封塞 6孔C的通道G、H、I、J ；在傳動軸的這個轉角內，驅動取壓閥的內外齒輪間歇機構10/11處於鎖止弧嚙合段，取壓閥r字形連通孔A的連接狀態不變；於是兩組校表氣路連接密封塞 7的孔D分別與差壓式檢測儀表高、低壓受壓容室連通；此時，卸下兩個校表接口堵頭11，把標準器連接管接頭與差壓式檢測儀表高壓受壓容室一側的校表接口連接，差壓式檢測儀表低壓受壓容室一側的校表接口放空(與大氣接通)，注入標準器輸出的標準壓力流體介質， 差壓式檢測儀表高側受壓容室承受標準器標準壓力，進行檢測儀表的壓力差測量準確度校準。
差壓式檢測儀表的「排汙」作業。再將手柄傳動軸順時針轉動90° (兩個嚙合位)，位置標誌指示在「排汙」位置。此間，驅動平衡閥的外齒輪間歇機構12/13進入為鎖止弧的第四、第五嚙合段，平衡閥的τ字形連通孔F貫通球體的通孔部分保持與「校差壓」的連接狀態不變，亦即檢測儀表高、低壓受壓容室兩側仍然處於阻斷連接狀態；在傳動軸的這個90°轉角內，驅動取壓閥的內外齒輪間歇機構10/11進入第四、第五實有齒嚙合段，取壓閥被轉動180° ；於是兩組取壓閥2/3 的r字形連通孔A分別將兩組通取壓氣路連接密封塞5的孔B與排汙氣路連接密封塞10 的孔E相連通，亦即分別將一次裝置高、低壓側與外空間接通，此時一次裝置內的壓力流體介質會向外噴射，於是將檢測儀表兩側受壓容室內以及本裝置連接孔內的可能沉積的非傳遞壓力介質的「髒汙」攜帶而排出。
上述過程可見，當使用單一手柄帶動傳動機構使位置指示標誌從零度位置轉動在 225°間的五個指示位置，便可得到差壓式檢測儀表所需的各種應用狀態的連接要求；而且，無論從順時針或反時針方向使用任一應用功能都能保證壓力差檢測儀表在退出或進入工作「運行」前，首先將檢測儀表兩側受壓容室連通「壓力平衡」，從而可靠地保護儀表不受 「偏壓」影響；在操作過程中也不存在無意或有意造成平衡閥或取壓閥之一開關不到位的 「洩漏」至使檢測儀表監測失真的條件和可能，從而很好地克服了現有技術的弊端。
權利要求
1.功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置，其特徵在於包括閥組機構與傳動機構， 閥組機構的閥體內設置有兩組取壓閥和平衡閥，兩組取壓閥之間通過傳動連軸節的連接實現同步迴轉；平衡閥在傳動機構作用下實現迴轉；閥體內還加工有引壓孔道；傳動機構由兩組不完全齒輪間歇機構及支撐板組成。
2.如權利要求1所述的功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置，其特徵是所述的取壓閥為一中部是球形的柱狀體，柱體的兩端安裝0型密封圈，中部球體的球心徑向切面鑽有r字形的連通孔，取壓閥之一的一端設計有矩形鍵與傳動機構的對應從動輪連接，另一端設計有一字形鍵與十字滑塊聯軸節相連。
3.如權利要求1所述的功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置，其特徵是所述的平衡閥為一中部是球形的柱狀體，柱體的兩端安裝0型密封圈，中部球體的球心徑向切面鑽有τ字形的連通孔使球體的過球心軸切面方向與圓柱體後半部徑向切面方向相通，平衡閥的前端面設計有一字形鍵，通過十字滑塊聯軸節與傳動機構相連。
4.如權利要求1所述的功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置，其特徵是所述的傳動機構包括一組以內齒輪為主動輪，外齒輪為從動輪的內外齒嚙合不完全齒輪間歇機構和一組外齒嚙合不完全齒輪間歇機構；兩組間歇機構主動輪與從動輪假想齒的傳動比設計為 2:1 ；兩組間歇機構的主動輪設計在同一轉軸上能被手柄帶動同步轉動，設計有滿足檢測儀表5種應用功能的傳動嚙合段，主動輪以每45° (從動輪每90° )為一個嚙合段，每一嚙合段內的實有齒與鎖止弧配合，分別驅動平衡閥或取壓閥轉動，實現檢測儀表的一種應用要求的通路連接，每一應用連接位置由內齒輪外圓上的定位槽通過鋼球定位，由外面板位置標誌指示每一應用連接位置，傳動機構的起始與終止位置由限位螺釘與齒輪端面的限位槽限定。
5.所述的功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置，其特徵是所述的取壓閥與平衡閥的傳動連接均採用十字滑塊聯軸節結構。
全文摘要
本發明涉及一種功能集中操作式差壓檢測儀表連接裝置，其特徵在於包括閥組機構與傳動機構，閥組機構的閥體內設置有兩組取壓閥和平衡閥，兩組取壓閥之間通過傳動連軸節的連接實現同步迴轉；平衡閥在傳動機構作用下實現迴轉；閥體內還加工有引壓孔道；傳動機構由兩組不完全齒輪間歇機構及支撐板組成。本發明的有益效果在於只需將手柄插入六方孔轉動即可完成要求。實現了差壓式檢測儀表使用中各種功能要求的連接方式的集中操作，簡單方便；通過傳動機構不完全齒和鎖止弧的傳動與停歇的時序控制，可以杜絕因失誤或粗大作業，甚至是有意而為造成的閥門終止關斷位置不到位造成的不良後果。
文檔編號G01L19/00GK102252801SQ20111011641
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月6日 優先權日2011年5月6日
發明者孫毓湖, 孫鴻, 胡曉兵 申請人:宜賓機電一體化研究所