氣體計量儀表指示器的製作方法

2023-09-18 02:41:40 1

專利名稱:氣體計量儀表指示器的製作方法
本發明涉及氣體計量儀表，更確切地說，是涉及一種改進的氣體計量儀表指示器。
氣體計量儀表一般都裝有一個指示器(提供經由計量儀表測量的累積氣體體積的可見顯示)，並且指示器一般是由計量儀表的輸出軸來驅動的。以前，這種標準的指示器都被製做成夾在兩片金屬盤(或塑料盤)之間的鐘表式的層狀齒輪繫結構。這種設計有很多缺陷。例如，為了安裝第二片盤，必須把全部的軸都組裝在第一片盤上，並且都要對準校直。另一個缺點是為了對測量儀表輸出軸和指示顯示器之間進行放大，每次都需要一個不同的固定係數，因此，需要完全不同的齒輪系。本發明的目的就在於，對氣體計量儀表指示器提供一種改進設計，從而排除先有設計中上述的和其他的缺陷。
本發明的上述和其他目的是通過一種適於由輸入軸驅動的計量儀表指示器來達到的。這種指示器由兩個部件的外殼(外殼的兩部件適於連接在一塊)、一個安裝在第一部件內的輸入組件(包括一個適於藉助輸入軸轉動的輸入齒輪，和一個以同步方式被驅動聯接的輸出齒輪)、和安裝在第二部件內的兩組顯示器組件中的一組顯示器組件所組成。兩組顯示器組件包括一個輸入齒輪(適於同第一部件內的輸出齒輪相嚙合，從而當第一、二兩部件相連接而構成外殼時，該輸出齒輪能夠被驅動)一組能夠被輸入齒輪連接驅動的輸出齒輪系，該輸出齒輪系由許多相同的齒輪傳動級和多個顯示器組成，每個顯示器都分別與各自的一級輸出齒輪系相連接。
根據本發明的一種方式，第一指示器組件的各級輸出齒輪系包括第一、第二兩個同軸齒輪，其中第一齒輪適合於同前一級的第二齒輪相嚙合，而第二齒輪則適合於同後一級的第一齒輪相嚙合。
根據本發明的另一種方式，另一個指示器組件各級輸出齒輪系包括一個讀數輪(其向前轉動是由前一級的讀數輪旋轉跳動引起的)。
下面結合附圖的描述，讀後將會更加容易理解前面所講的內容。在附圖中，不同圖中相同的組件用相同的標號表示。其中圖1是一個氣體計量儀表的部分透視圖，圖中表示出了一個按照本發明製造的安裝在氣體計量儀表上的指針指示器;
圖2是根據本發明的指針指示器的正視圖;
圖3是沿圖2中3-3線的剖視圖;
圖4是大致沿圖2中4-4線的剖視圖;
圖5是大致沿圖2中5-5線的剖視圖;
圖6是表示輸入齒輪組件的平面圖(這一組件安裝在指示器外殼的第一部件內);
圖7是表示輸出齒輪組件的平面圖(這一組件安裝在指針型指示器外殼的第二部件內);
圖8是氣體計量儀表的部分透視圖，圖中表示出了一個按照本發明製造的安裝在氣體計量儀表上裡程表式的指示器;
圖9是根據本發明的裡程表式指示器的正視圖;
圖10是沿圖9中10-10線的剖視圖。
圖1示出了一個氣體計量儀表10，該表安裝了一個根據本發明的指示器12。從圖1可以看到，指示器12包括一個頂面板14和一個前面板16。在這兩個指示器面板的下面，有一個填板(或儀表殼)17。頂面板14上有兩個校驗環18和20。指示器的前面板16上有五個指針顯示器22、24、26、28和30(如圖所示，習慣上一般有四和五個指針指示器)，用來指明流過氣體計量儀表10的氣體累積體積。
指示器12包括兩部件外殼，該外殼的第一部件32和第二部件34適於連接在一起，以便按照下面將要描述的方法構成一種通常的L型組件。本發明的主要意圖在於第一部件32包含了所有的排列可變的傳動齒輪，(如下面描述那樣，這樣做的目的是為了「固定(要乘的)係數」)，而第二部件34僅僅包含指針顯示器結構(正如下面參照圖8-10時，將要描述的那樣，裡程表式顯示器的第二部件也僅僅裝有一種結構)。這樣就可以允許公共部件34被自動裝配，而可變的部件32則可以用來同指針式指示器的公共部件34或者裡程表式指示器的公共部件相連接。
氣體計量儀表10包括一個輸出軸36，當氣體流過儀表時，使輸出軸36轉動。氣體計量儀表10被配置成每當預定體積的氣體通過時，輸出軸36就轉動一圈。一般，該氣體體積就是氣體計量儀表的測量機構在轉動整數圈數期間通過儀表的氣體量。對於膜盒式氣體計量儀表來說，這些圈數就是切線組件旋轉圈數。
現在參照指示器12的不同部件，圖4和圖6表示一個安裝在第一外殼部件32內的用來旋轉的輸入齒輪38、輸入齒輪38具有方形軸孔40(適於接納軸36的方形端頭42)。因此，當氣體流過而引起軸36旋轉的時候，輸入齒輪38也隨著被轉動。輸入齒輪38被安裝在軸44上，軸44穿過第一外殼部件32上的開孔46，而開孔46的壁則作為軸44的軸承。軸44在遠離齒輪38的端頭48處被滾花，用於在上面接納指針50。指針50在其整數切線圈數檢驗環18範圍內隨著齒輪38旋轉。此外，該第一檢驗環18和指針50被安裝成由軸36以足夠低的速度來驅動，這樣做的目的在於減小(在一般氣體計量儀表中找得到的)輸出氣體密封裝置37的磨損，但是，所提供的速度比許多一般的檢驗環快些。這有助於減少車間校準儀表時的檢驗次數。
輸入齒輪38驅動一個過橋輪52，該輪安裝在穿過軸承孔56(位於第一外殼部件32內)延伸出來的、並且被軸承帽58所固定的軸54上。過橋輪52驅動一個安裝在穿過軸承孔64的軸62上的驅動齒輪60。指針66套在軸62的滾花端頭68上，並在檢驗環20之內旋轉。第二檢驗環的指針66被配置成使之每當預定的氣體量通過儀表10時就旋轉一圈。通常，這個預定的氣體量是同工業上使用的諸如兩立方英尺，一立方英尺、半立方英尺、五十升之類工程單位相一致，但與儀錶轉動速度無關，正如前面所描述的檢驗環指針50一樣。同指針50一樣，指針66在切線組件達若干整數圈數，才旋轉一圈。由於兩個指針的完整圈數是與切線組件的整數圈數相對應的，所以，檢驗數據的準確性得以保證，而不受儀表局部測量機構中出現的齒輪傳動變化所影響。這樣，指針50指示與儀表的整數轉數成正比的氣體量，而指針66則指示用戶所希望的那種監督輸出氣體量。利用輸入齒輪38、過橋輪52和驅動輪60的各種傳動組合方式，就有可能維持指針50表示儀表的整數轉數以便有效的準確的檢驗或校準儀表、並用指針66提供任何所希望的工程單位輸出量。例如儀表在軸36上的輸出可轉換為在指針66處，對基本狀態的儀表工作壓力或其它適宜比率的「固定係數」下的工程單位輸出指針66總是採取十進位讀出。
同樣安裝在軸62上的是一個驅動圓盤70和一個輸出齒輪(直觀地看是蝸杆)72。至於驅動圓盤72的功能，將在下面討論。
如圖2、3、4和6所示，指針顯示器的第二外殼部件34上裝有輸出組件。這個輸出組件包括一個輸入齒輪(直觀地看是蝸輪)74，蝸輪74安裝在軸76上，而軸76穿出軸承孔78並為軸承帽80所固定。當第一、第二外殼部件32、34連接在一塊時，蝸輪74適合於與蝸杆72嚙合。蝸輪74連著一個同軸並可轉動的小齒輪82。小齒輪82驅動由許多相同的齒輪級84、86、88、90和92組成的輸出齒輪系。輸出級84-92的每一級都包括同軸的第一齒輪96和第二齒輪98。輸出齒輪級84-92是這樣安排的，以使每個輸出級的第一齒輪96同前一級的第二齒輪98相嚙合、每個輸出級的第二齒輪98同下一級的第一齒輪96相嚙合，而輸出級84的第一齒輪96由小齒輪82驅動。輸出級84-92的每一級都有安裝在各自的軸100上的第一和第二齒輪96和98，軸100穿過軸承孔102並為輸出級86-92各自的指針22-30所固定。
由於輸出級84-92必須互相嚙合，所以它們的位置是錯開的，這正如從圖3、4和7中所看到的那樣。因此，輸出級84-92的軸100具有不同的長度，其中輸出級84的軸100最長，而輸出級92的軸100則最短。各個軸100分別裝在形成有縱向軸承孔102的通常為圓柱形的突出部106內。由於各個軸100的長度根據輸出級而變化，所以各個相應的突出部106的長度也不一樣。值得注意的是，輸出級84的轉速最大，而依次各級的轉速逐級低10倍。還應注意的是，輸出級84有最長的軸100和相應的最長突出部106。在這種雙軸承支持系統中，速度最高的輸出級有最大的支承距離是有利的。
在最佳的結構中，第一、第二齒輪96和98整體地模製成單一部件，其齒數比為10比1。這樣，指針22-30就可以用10的倍數來記錄氣體用量。最好將指針22-30模製成與它們各自的軸100連在一塊的單一結構。同樣，軸承帽80也模製成一個與其軸76連在一起的整件。這樣，在組裝指示器過程中，軸100插入它們各自的軸承孔102，軸76插入它的軸承孔78，而輸出級84-92的第一、第二齒輪96和98則簡單按壓套裝在各自的軸100的未端，其安裝次序是輸出級92的兩個齒輪先裝配，然後是輸出級90，88、86的齒輪依次裝配，最後是安裝輸出級84的兩個齒輪，接著是將小齒輪82和蝸輪74按壓套裝在軸76上。這種組裝方法之所以是這樣簡單且容易自動化，是因為所有這樣的第二外殼組件34都是同樣地配置的。
圖8是一種裝在氣體計量儀表10上的裡程表式的指示器130，按照本發明構成的指示器130(與上面描述的指示器12相似)包括有「可變的」第一部件32，這樣，指示器130有一個頂面板14和一個前面板140，在這兩個指示器面板下面有一塊填板(或儀表殼)142，頂面板14上面已介紹過了，前面板140上，如圖說明的那樣，有八個輪144、146、148、150、152、154、156和158，用以表明流過儀表10的累積氣體量。指示器130包括一個兩部件外殼，其第一部件32已如上述，第二部件160與第一部件32相連接。在第二部件上僅僅包含有一組裡程表顯示器裝置，致使這個公共部件160在裝配過程中可以自動化。
如圖9和圖10所示，裡程表的第二外殼部件160上裝有輸出組件。這一輸出組件包括一個裝在軸164上的蝸輪162(與讀數輪144、146、148、150、152、154、156和158同軸)。蝸輪162被固定在第一讀數輪144上(或者被模製成第一讀數輪144的部件)。蝸輪162和讀數輪144由第一組件32和蝸杆72驅動，並且在固定軸164沿著其中裝有輪144的軸承表面旋轉。每一個讀數輪144、146、148、150、152、154、156和158都含有一個十字形槽和在軸164上自由地旋轉的軸承。在第二個固定軸180上同軸地裝有多個同樣跳動的小齒輪166、168、170、172、174、176和178。正如技術上已經實踐的那樣，讀數輪144、146、148、150、152、154和156中的十字形槽被做得各自與多個同樣跳動的小齒輪166、168、170、172、174、176和178中的一個相嚙合;當第一讀數輪144旋轉一周(表示十個測量單位)時，讀數輪144中的十字形槽與第一跳動小齒輪166相嚙合，導致小齒輪166轉動並足以使第二讀數輪146前進十分之一周或一個測量單位。以相同的方式，第二測量輪146同與第三讀數輪148嚙合的第二跳動輪168相嚙合，對於各組讀數輪和跳動小齒輪每當前一讀數輪累積十個測量單位就引起該讀數輪前進一個測量單位。軸164和180的長度和直徑最好相同，並且分別用止動件182、184和186、188把其卡進外殼部件160。這種裝配方法可以容易自動化，因為所有這樣的第二外殼組件的結構配置都是相同的。
第一外殼件32和第二外殼件34和160都是模製的，而且通常在薄壁內帶有模製肋條以滿足結構強度的要求。第一外殼件32和第二外殼件34(或160)適合於卡裝在一起，致使當如此裝配時，蝸杆72和蝸輪74(或162)相互嚙合，這正如在指針指示器讀數裝置的圖2、圖4上，以及在裡程表式讀數裝置的圖9、圖10上所看到的那樣。這樣，第二外殼件34或160上形成有凹槽108和支架110。第一外殼件32上形成有凸緣112(適於裝在第二外殼件34或160的凹槽內)。而且，在第二外殼件34或160的凹槽108兩端上形成有彈性接頭片114，該彈性接頭片114帶有向內延伸的凸出部分116，第一外殼件32上形成有通常與凸緣112對準的吊耳118，為了將第一外殼件32與第二外殼件34或160組裝在一起，將凸緣112插入凹槽108，當吊耳118接觸到凸出部分116時，彈性接頭片114表面則被迫向外。然後，當吊耳118通過凸出部分116後，接頭片114彈回，以使凸出部116卡住吊耳118，並將第一部件32同第二部件34或160合在一塊(如圖5所示)。
現在參見附圖6，有時希望在指示器上提供一個電脈衝發生器。因此，驅動圓盤70上裝有一個磁鐵柄120(用於在其上旋轉)。這個磁鐵柄120最好模製成為驅動圓盤70的一部份。磁鐵柄120上有一開孔122，磁鐵124就放在開孔122內並被固定住(如被粘住)。磁性敏感開關126(諸如簧片開關之類)被固定在第一外殼部件32上，以使它復蓋驅動圓盤70的一部分，以使當驅動圓盤70旋轉時，使磁鐵124在非常靠近開關126的地方通過。因為驅動圓盤70連接在輸出齒輪60上，這個組件通常是使用最佳的工程測量單位，而且總是使用十進位的工程單位。這樣，每基本輸出一個工程單位，開關就閉合一次。這是獲得電氣輸出的簡單裝置。
上面所描述的設計具有許多優點。如上所述，組件的裝配可以高度自動化，從而降低成本。另外，大量的元件是用塑料模製的，這也可以減少費用。還有，由於各輸出級都是相同的齒輪機構，這就減少了不同元件的數目，而且，如果希望包括一個固定的放大因子或者從英制單位改變為米制單位，那麼裝在第二外殼部件34或160內的指示器部分可以保持不變，而需要改變的只是輸入齒輪38，過橋輪52和驅動齒輪60，這種裝置還提供了校驗指針顯示器(為儀表的整數圈數)。對於指針50，它提供了一種以幾個循環就可以非常準確地校準儀表的方法，而不受儀表循環和齒輪循環的影響。對於指針66(和磁性開關126)，它提供了非常準確地校準儀表或者以所希望的工程單位輸出的方法(包括測量的固定轉換或者關於壓力、高度等的固定因數)。
至此，已經公開了一種改進的氣體計量儀表的指示器。不難理解，上面描述的實施例僅僅是本發明原理的例證性說明。對於本技術領域：
的技術人員來說，在不脫離本發明的精神實質和範圍(如權利要求
所定義的那樣)的情況下，可以作出大量的其他實施例。
權利要求
1.一種適合於由輸入軸驅動的儀表指示器，其特徵在於其中包括一個兩部件的外殼該外殼的兩部件適合於連接在一塊；一個安裝在所述兩部件外殼的第一部件內的輸入組件，該組件包括一個適合於藉助所述輸入軸轉動的輸入齒輪；和一個被聯接的同所述輸入齒輪同步驅動的輸出齒輪；一個安裝在所述外殼兩部件的第二部件內的顯示器組件，包括一個輸入齒輪，該齒輪適合於同所述輸出齒輪相嚙合，當所述第一、第二兩部件連接在一起以形成所述外殼時從而驅動該輸出齒輪；一組被聯接的由所述輸入齒輪驅動的輸出齒輪系，該輸出齒輪系包括多個同樣的齒輪傳動級；和多個顯示器，其中每個顯示器分別與各自的一級輸出齒輪系相連接。
2.根據權利要求
1中所述的指示器，特徵在於其中所述輸入組件的輸出齒輪是一個蝸杆，而所述的顯示器組件的輸入齒輪則是一個蝸輪。
3.根據權利要求
2中所述的指示器，特徵還在於其中包括一個與所述蝸輪同軸並且隨其可轉動的小齒輪，所述輸出齒輪系則由所述小齒輪來驅動。
4.根據權利要求
1中所述的指示器，特徵在於其中所述各級輸出齒輪系包括第一和第二兩個齒輪，其中第一齒輪適於同前一級的第二齒輪相嚙合，而第二齒輪適於同後一級的第一齒輪相嚙合。
5.根據權利要求
4中所述的指示器，特徵在於其中所述第一齒輪同所述第二齒輪的齒數比為十比一。
6.根據權利要求
4中所述的指示器，特徵在於其中所述第一齒輪和第二齒輪被模製成一個整體部件。
7.根據權利要求
6中所述指示器，特徵在於其中各整體齒輪部件被安裝在各自的軸上，所述各軸的長度從最長軸到最短軸依次變化，其中輸出齒輪系被所述小齒輪驅動的那級的軸最長，而其餘各級的軸逐級短些。
8.根據權利要求
7中所述的指示器，特徵在於其中所述第二外殼部件是一個模製部件並包括多個被模製在其上的用於所述軸的軸承，所述軸承被形成為具有縱向開孔的普通圓柱形凸體，各圓柱形凸體適合於接納所述各軸。
9.根據權利要求
1中所述的指示器，特徵在於其中所述輸出齒輪系包括一對安裝在所述第二外殼部件內的平行軸;被安裝用於在所述那些軸的第一軸上旋轉的多個讀數輪;和被安裝用於在所述那些軸的其他軸上旋轉的多個跳動小齒輪;所述第一讀數輪被所述顯示器組件的輸入齒輪所驅動並且驅動所述第一跳動小齒輪，所述讀數輪和所述跳動小齒輪被如此安排，致使讀數輪由各自的跳動小齒輪推動，並且以十比一的比例來驅動下一級的跳動小齒輪。
10.根據權利要求
9中所述的指示器，特徵在於其中所述第二外殼部件是一個包含有適於所述軸被卡進去的反向接頭的模製部件。
11.根據權利要求
1中所述的指示器，特徵在於其中所述輸入組件還包括一個被聯接的由所述輸入軸驅動的第一檢驗指針，該第一檢驗指針指示流過的與儀錶轉數成正比的氣流量;和一個被聯接的由所述輸入軸驅動的第二檢驗指針，該第二檢驗指針以工程單位指示氣流量。
12.根據權利要求
11中所述的指示器，特徵在於其中所述輸入組件進一步還包括被聯接到所述第二檢驗指針，用以提供電脈衝輸出的裝置。
專利摘要
一種儀表指示器，該指示器裝在由兩部件卡在一起而成的外殼內。一個外殼部件裝有輸入齒輪系，而另一個外殼部件裝有輸出齒輪系和顯示裝置。這兩齒輪系被這樣構成，致使當外殼的兩部件被組裝在一塊時，兩齒輪系被相互內聯。
文檔編號G01D5/02GK87102220SQ87102220
公開日1987年11月11日 申請日期1987年3月20日
發明者歐文·A·希克斯, 史蒂芬·D·萊夫勒 申請人:美國儀表公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan