CN1151365C - 悬挂测量机构式压力计的线性度调节特征 - Google Patents
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Abstract
在具有悬挂测量机构的压力计(10)中，为了实现组装后的压力计线性度调节，使一个长形致动销的下端与进口管座(12)的轴线平行地位移，所述销牢固地，但又不是固定地保持在所述管座上。
Description
技术领域
本发明涉及的技术领域为具有弹簧悬挂测量机构的压力计的组装后的线性度调节。
背景技术
具有包尔登管和弹簧悬挂测量机构组合的那种压力计考虑到了形成标记刻度压力范围的精确的起、止点的范围调整。否则，这种压力表一般来说在提供沿两端之间的中间各点的线性度调节方面就是不完善的。
国家标准ASME B-40.1建立了悬挂测量机构式表可达“A级”或较精密的精度所依据的精度标准。按照该精度标准，指针的转动需要精密地设计以符合刻度盘面显示的增量布置。过去朝着线性化的努力一直需要对扇形齿轮进行特殊的、高成本的、不切实际的设计改变。另外，只有拆除外壳进行某种程度的拆卸才能进行调节，因而在所有压力计零件完成再次组装后，必须进行最后的精度检查。这种附加的操作，从产品成本的观点来看，一直使线性度调节是不实用的。
弹簧悬挂测量机构式压力计的商用形式例如公开在美国专利第4,055,085号和第4,444,057号中，这两个专利在本说明书中用作参考。弹簧悬挂测量机构或其放大器安装在包尔登管的自由端上，以便使与其结合的运动浮动。一个远程连接的连接线致动器伸入运动路径，以便为放大器的铰接扇形齿轮臂限定一根枢轴线。在围绕致动器轴线的旋转中，扇形齿轮臂可驱动一个可转动的输出轴，该输出轴支承一个与刻度盘面相对的指针或类似物。在一种典型的结构中，这种仪表的线性度的表面形式是在制造过程中预先设定的。这通常包括调节放大器在杆(stem)上方的高度，以便基本与包尔登管的工作特性相匹配而与其它部位可能提供的工作特性的变化无关。这是在将致动器连杆可靠地用键固定在杆上之前，使致动器连杆定位于一个需要的，但又是任意的高度上而实现的。
但是，上述情形一直是引起点的不精确度的因素，这是由于直至连线用键固定(staking)之后，压力计才可开始校准。迄今以来，一旦完成用键固定以后，就不能方便地改变那些可能对提高线性度有贡献的预先设定的关系。
尽管已经认识到上述情况，迄今仍未知道一种方便的解决方案。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种新颖的具有悬挂测量机构的压力计，它能在组装后方便地校准线性度。
本发明的另一个目的是通过下述方式实现上述目的：在组装后进行连杆位移来限定悬挂测量机构的枢轴线。
本发明的另一个目的是通过下述方式实现上述目的：在压力计的工作范围上能够低成本地进行线性度调节。
本发明涉及具有悬挂测量机构的那种压力计。更具体来说，本发明涉及一种压力计，其中悬挂测量机构能够在工作后进行线性度调节，以便提高压力计读出值的指示精度。
按照本发明，压力计是上述美国专利第4,246,796号所公开的那种悬挂测量机构式的。该压力计包括一个包尔登管，在包尔登管中接受准备监测压力的流体；一个在工作中固定在包尔登管的输出端上的放大器；一个致动连杆，该致动连杆限定一根轴线，以便实现所述放大器响应于所接受的流体压力的变化的枢轴式操作；以及由所述放大器操纵的指针，用于指示所接受的流体的压力值，其特征在于：一个由管座材料构成的支承管座，用于部分固定地保持所述致动连杆，以便对所述致动连杆的线性位移提供预定的阻力，所述线性位移改变所述轴线；以及一个进入口，它使所述致动连杆的所述线性位移能够实现所述指针的线性度校准。
现有技术中，在最初组装中连杆可靠地系固在位，与这种现有技术不同，本发明的连杆只是借助受控的阻力更为临时地固定在位，这使连杆可以在组装后进行外部位移。通常的校准首先是使用设备进行的，过程是在美国国家标准ASME B40.1第六节中推荐的。在该过程中收集的数据将指示为了改进受测压力计的精度等级所需要的线性度调节量。然后通过按照需要适当位移连杆，可以响应于压力输入，精确地实现指针指示的线性度变化。这样的结果是可以实现压力计读出的改进的线性精度。
围绕连杆下端设置的压力计的管座中的一个横向凹槽使得上述线性度调节可以进行。虽然使用了市售的校准机构，但是线性度调节是通过使用小手钳或其它适当的手动工具实现的，使工具的头部伸入凹槽内以夹住连杆的下端。这使工具起到杠杆作用，从而使连杆可以平行于管座轴线作直线位移，直至实现最佳的线性度。以这种方式使连杆位移的效果是改变测量机构的扇形齿轮臂转动轴线的位置以改进仪表工作范围上的线性精度。其后，如果需要，可以将连杆更为牢固地固定。
前述简单而有效的结构特征的结果不仅可使压力计本身提高精度，而且同时可符合国家标准ASME B40.1，以便使产品在市场上升级。
本专业技术人员对照以下附图阅读下面的详细说明可以进一步理解本发明的上述特征和优点，以及本发明的其它优越的方面。
附图说明
图1和2分别是现有技术的使用悬挂测量机构的压力计的局部前视图和端视图；
图3和4的局部前视图和端视图分别表示按照本发明的用于实现组装后的校准的结构改进；
图5是图3的被围住的部分的局部放大图，表示压力计实现组装后的线性度调节的方式；
图6(A)和6(B)的曲线图表示按照现有技术制造的压力计的线性度性能；以及
图6(C)的曲线图表示按照本说明书所述方式校准以后压力计的线性度性能。
具体实施方式
在下面的描述中，相同的零件在整个说明书及附图中分别使用相同的标号。附图不一定是符合比例的，在某些视图中，为清晰起见，零件已被夸张地表示。
现在参阅图1和2，图中表示已在美国专利第4,246,796号中公开的那种悬挂测量机构式的压力计结构。这种压力计10包括一个管座12，其中在进口14处接受被检测的流体压力，进口14设有螺纹16，以便将压力计连接于一个使用该压力计的系统。在进口14接受的流体压力连通于一个包尔登管18，该包尔登管具有一个自由端19，该自由端响应于在进口14处接受的增量压力变化，以公知的方式承受弧形运动位移。管自由端19的运动传至放大器20以产生一个相互有关的、放大的输出运动，以便操纵一个指针，该指针与刻度盘面26上的压力值24相关。除了管座12以外，每个前述零件包括基本容纳在包围壳体28内的压力计操纵机构。所述壳体由一个通过螺钉32固定于管座12上的杯形壳状底板30构成。一个仪表前盖34可伸缩地装配在底板30上，将透明的表面玻璃36固定在底板上，以便观察指针相对于刻度盘面26的位置。
放大器20包括一个中央直立U形支架38，该框架通过装在包尔登管18的自由端19上的U形托架40固定，这可借助粘结、软焊、硬焊等实现。由于按照上述方式被固定，支架和它所支承的零件由于在进口14处接受的压力变化而承受管自由端19的位移偏转造成的浮动。
一对可纵向位移的转轴42和44安装在支架38中，转轴42为扇形齿轮臂46提供铰接支承，而转轴44构成用于操纵指针22的输出驱动轴。轴44的转动是借助固定在其上的、与臂46的扇形齿轮50啮合的小齿轮48实现的。
为实现放大操作，设有一个致动器，呈刚性相对较高的金属长弹簧丝或连杆52的形式，该连杆的一端伸入管座凹槽53，在该凹槽中，连杆在标号54处用键固定在管座上。在致动丝52中的偏移部56的正上方，致动器接合可调锁紧螺钉60的圆锥形端部58(图4)，锁紧螺钉60拧在管座12中。在该位置的竖直上方，致动器延伸至一个偏移部或弯曲部62，该弯曲部位于扇形齿轮臂46的长槽64内，以便限定该臂的旋转轴线。由于致动器52是弯曲的，弹簧状接合在螺钉50的端部上，因而可以方便地在箭头66的方向上进行范围调节。
在上述布置中，整个放大器20借助包尔登管端部40和致动器连杆52，以弹簧悬挂的方式受到支承，包尔登管端部40构成与放大器的一个弹簧连接，致动器连杆52构成与放大器的另一个弹簧连接。显然，至此所描述的整个结构，包括用键固定部位54和线性度的预先设定是在正常制造过程中招致的。其后，工作线性度可以由于在工作中有关各零件的特性变化而承受变化。例如，在对于“制造”状态的图6(A)和6(B)中显示了制造后的典型线性度性能，其中从管座12顶部66至弯曲部62之间的尺寸“X”分别是0.540英寸和0.504英寸。
按照本发明的为方便地进行线性度调节的改进能够最佳地参阅图3-5和6(C)来理解，当与一个如上所述的压力计校准器一起设定时，可以进行组装后的调节。为了能够按照本发明的方式调节，连接丝的下端部分被接纳在黄铜管座材料68中，其中连接丝被可控地用键固定至一个可控的阻力，这是通过增加或减小施加在用键固定的冲压头(staking punch)的力来实现的。这使得连接丝被以小于可靠固定夹紧的力固定，从而使连接丝可线性地在其中位移。
为了上述目的，丝52的下端伸入管座12侧壁中的凹部或进入口72中。该进入口包括一个相对较大的圆形开口74，以及一个共轴的向内的较小圆形开口76，从而限定埋头孔肩部。
为了校准线性度，丝52固定在黄铜管座材料68内的阻力的大小，如上所述地受到控制。因此，以组装后进行的方式，而且无需卸下壳体28，连接丝52可以如箭头78(图5)所示上、下位移。连接丝的位移可以很好地利用一个手动工具如常用的侧向刀具(side cutter)80实现，使刀具的端部82伸入埋头孔开口76，同时压紧丝52。这样，根据需要，沿箭头78的方向在位移丝52中形成手动杠杆作用。由于位移是与一个校准器一起进行的，现有的压力计零件，无论具有怎样的性能特征，都可彼此相对移动，以便实现扇形齿轮臂46的起始角度的变化，从而使线性度设定最佳化。
前述内容的意义在于其使得结构简化，以及可以作为组装后的程序，完全在压力计的外部进行。只要设置一个允许插入的进入口，使用一个手动工具，夹住连接丝，使其上、下滑动，就可以迅捷地、方便地进行调节。结果是形成线性度调节，仅仅通过根据每个压力计组件的需要抬高或降低连杆，从而改变扇形齿轮起始角度。
上面的描述公开了一种新颖结构，用于以经济、可行的方式实现悬挂测量机构式压力计的线性度调节。这种特征结构简单且需要很少的零件就能够以最低的成本方便地进行，同时可以实现增加压力计精度的效果。
由于在上述结构中可进行许多变化，而且可以实现本发明的许多显著不同的实施例而并不超出本发明的范围，因而附图和说明书中所有内容都应为描述性的而并非限定性的。
Claims (7)
1.一种具有悬挂测量机构的压力计，包括一个包尔登管(18)，在包尔登管中接受准备监测压力的流体；一个在工作中固定在包尔登管的输出端上的放大器(20)；一个致动连杆(52)，该致动连杆(52)限定一根轴线，以便实现所述放大器响应于所接受的流体压力的变化的枢轴式操作；以及由所述放大器操纵的指针(22)，用于指示所接受的流体的压力值，其特征在于：
一个由管座材料(68)构成的支承管座，用于部分固定地保持所述致动连杆，以便对所述致动连杆的线性位移提供预定的阻力，所述线性位移改变所述轴线；以及
一个进入口(72)，它使所述致动连杆的所述线性位移能够实现所述指针的线性度校准。
2.如权利要求1所述的压力计，其特征在于：所述压力计包括一个外部管座(12)，被监测的接受的流体从该管座连通于所述包尔登管，所述致动连杆包括一个偏移部(56)和一个长形部分，所述支承管座在工作中保持所述长形部分的一个部分，该部分从所述偏移部延伸至一个超出所述支承管座的远端，从所述进入口可以迫使其在所述支承管座上位移。
3.如权利要求2所述的压力计，其特征在于：所述压力计包括一个用于包围所述悬挂测量机构的壳体(28)，所述外部管座伸出并暴露在所述壳体外面，所述长形部分的远端在一个所述壳体外面的位置上设置在所述外部管座上。
4.如权利要求3所述的压力计，其特征在于：所述进入口包括在与所述长形部分的远端相对的侧壁中形成一个横向凹槽，所述凹槽适于接纳一个手动工具(80)，以便夹住长形部分，并使所述致动连杆与所述外部管座的轴线成平行关系地线性位移。
5.如权利要求4所述的压力计，其特征在于：所述横向凹槽能够接纳手动工具的一个端部，以便手动地实现所述致动连杆的杠杆式位移。
6.如权利要求5所述的压力计，其特征在于：所述横向凹槽包括一对共轴的开口(74，76)，内部的开口的侧面形成一个表面，一个手动工具的端部抵靠该表面可在位移所述致动连杆时形成杠杆作用。
7.如权利要求1所述的压力计，其特征在于：所述支承管座借助用键固定的方式，以对位移的预定的阻力有效地固定所述致动连杆。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
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Owner name: ASHCROFT INC. Free format text: FORMER OWNER: DECORATION INC. Effective date: 20060707 |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20060707 Address after: American Connecticut Patentee after: Ashcroft Co. Address before: Texas in the United States Patentee before: Decoration Inc. |
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Granted publication date: 20040526 Termination date: 20180920 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |