補(bǔ)償?shù)拿?xì)管指示器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種溫度補(bǔ)償?shù)牟y管以用于用作毛細(xì)管中的指示器的第一流體的儲存和移位。該波紋管由外殼制成，該外殼由柔性防水材料制成。該外殼由上部、下部和外部風(fēng)琴褶形成的部分組成。風(fēng)琴褶形成的部分具有長度l并且沿著周界密封地連接在上部與下部之間。至少一個(gè)入口/出口在其中的至少一個(gè)部分上形成。上部和下部中的至少一個(gè)基本上在外殼內(nèi)從風(fēng)琴褶形成的部分的周界延伸以便減小儲存體積。優(yōu)選地，在由在外殼內(nèi)延伸的部分所限定的這個(gè)區(qū)域內(nèi)，設(shè)置了溫度補(bǔ)償設(shè)備。該設(shè)備由其中放置了第二流體的微型波紋管和容器組成，所述第二流體具有與第一流體不同的膨脹系數(shù)。該設(shè)備被布置成允許第二流體膨脹以便負(fù)面地影響毛細(xì)管中第一流體的移位。按照這種方式，第一和第二流體的適當(dāng)選擇允許溫度補(bǔ)償，以便得到跨大范圍的溫度一致且精確的指示。
【專利說明】補(bǔ)償?shù)拿?xì)管指示器
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2015年3月15日提交的美國臨時(shí)申請No. 61/793,013以及2012年 4月I2日提交的美國臨時(shí)申請No. 61/623，16〇的權(quán)益，這些文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引用合并于此 并且以其為依據(jù)。
[0003] 版權(quán)通告
[0004] 本專利文件的公開內(nèi)容的部分包含受版權(quán)保護(hù)的材料。 申請人:不反對任何人如其 在專利和商標(biāo)局專利文件或記錄中出現(xiàn)的那樣拓制本專利文件或者專利公開內(nèi)容，但是除 此之外，保留所有版權(quán)權(quán)利。此外，本文做出的對于第三方專利或者文章的引用不應(yīng)當(dāng)被視 為承認(rèn)本發(fā)明無權(quán)由于在先發(fā)明而先于這樣的材料。
[0005] 發(fā)明背景
[0006]本發(fā)明涉及一種用于跨大范圍的操作溫度以受控且一致的方式儲存和分配流體 的波紋管。具體地，本發(fā)明涉及一種用于在毛細(xì)管中儲存和分配流體的波紋管。
[0007]所需的是一種以這樣的方式在毛細(xì)管中使用一種或多種流體的方法，該方式在簡 單布置中提供了對于廣泛的溫度波動(dòng)的可靠補(bǔ)償。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]提供了一種溫度補(bǔ)償?shù)牟y管以用于用作毛細(xì)管中的指示器的第一流體的儲存 和移位。主要的波紋管由柔性防水材料的外殼制成。該外殼由上部、下部和外部風(fēng)琴褶形成 的部分組成。風(fēng)琴褶形成的部分具有長度1并且沿著周界密封地連接在上部與下部之間。 至少一個(gè)入口/出口在其中的至少一個(gè)部分上形成。上部和下部中的至少一個(gè)基本上在外 殼內(nèi)從風(fēng)琴褶形成的部分的周界延伸以便減小其儲存體積。優(yōu)選地，在由在外殼內(nèi)延伸的 部分所限定的這個(gè)區(qū)域內(nèi)，設(shè)置了溫度補(bǔ)償設(shè)備。該設(shè)備由其中放置了第二流體的微型波 紋管和容器組成，所述第二流體具有可以與第一流體相同或者不同的膨脹系數(shù)。該設(shè)備被 布置成允許第二流體膨脹以便負(fù)面地影響或者補(bǔ)償由于毛細(xì)管中第一流體的熱膨脹而引 起的^ 一流體的移位。按照這種方式，第一和第二流體的適當(dāng)選擇允許溫度補(bǔ)償，以便得到 跨大范圍的溫度一致且精確的指示（典型地使用毛細(xì)管中包含的流體的彎月面）。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)目的是允許以這樣的方式使用毛細(xì)管中的單一流體進(jìn)行指示，該方 式在簡單的布置中可靠地補(bǔ)償廣泛的溫度波動(dòng)。
[0010]本發(fā)明的另一個(gè)目的是允許使用流體和具有熱補(bǔ)償?shù)膬蓚€(gè)主要波紋管以便提高 其彎月面指示的精確度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為應(yīng)用于時(shí)間指示的本發(fā)明的部分截面的平面圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的截面圖。
[0013]圖3為本發(fā)明的分解圖。
[0014]圖4A為本發(fā)明的溫度補(bǔ)償波紋管子組件的側(cè)視圖。
[0015]圖4B為本發(fā)明的溫度補(bǔ)償波紋管子組件的頂視圖。
[0016]圖4C為本發(fā)明的溫度補(bǔ)償波紋管子組件的截面圖。
[0017]圖5A為本發(fā)明的溫度補(bǔ)償?shù)牟y管中使用的主要波紋管的透視圖。
[0018]圖5B為本發(fā)明的溫度補(bǔ)償?shù)牟y管中使用的主要波紋管的頂視圖。
[0019]圖5C為本發(fā)明的溫度補(bǔ)償?shù)牟y管中使用的主要波紋管的部分截面圖。
[0020]圖6為在波紋管主體內(nèi)延伸并且補(bǔ)償波紋管子組件安裝到其中的主要波紋管的 部分的截面圖。
[0021]圖7A為本發(fā)明的補(bǔ)償波紋管子組件的底蓋的透視圖。
[0022]圖7B為本發(fā)明的補(bǔ)償波紋管子組件的底蓋的頂視圖。
[0023]圖7C為本發(fā)明的補(bǔ)償波紋管子組件的底蓋的截面圖。
[0024]圖8為本發(fā)明的補(bǔ)償波紋管子組件的密封銷的側(cè)視圖。
[0025]圖9為本發(fā)明的補(bǔ)償波紋管子組件的補(bǔ)償波紋管的側(cè)視圖。
[0026] 圖IOA為本發(fā)明的補(bǔ)償波紋管子組件的頂蓋的透視圖。
[0027] 圖IOB為本發(fā)明的補(bǔ)償波紋管子組件的頂蓋的頂視圖。
[0028] 圖IOC為本發(fā)明的補(bǔ)償波紋管子組件的頂蓋的截面圖。
[0029] 圖11為行程補(bǔ)償表，其是本發(fā)明的補(bǔ)償波紋管子組件的用途。
[0030]圖12為本發(fā)明的溫度補(bǔ)償波紋管子組件的可替換實(shí)施例的截面圖。
[0031]圖13為圖12的溫度補(bǔ)償?shù)牟y管的可替換實(shí)施例的分解圖。
[0032]圖14A為本發(fā)明的第一可替換實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D。
[0033] 圖14B為示出本發(fā)明的部件中的孔型的部分頂視圖。
[0034]圖I5為本發(fā)明的第二可替換實(shí)施例的截面圖。
[0035]圖16為本發(fā)明的第四可替換實(shí)施例的截面圖。
[0036] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，圖中的元件為了簡單和清楚起見而被圖示出，并且不 一定按比例繪制。例如，可能相對于其他元件夸大維度，以便幫助提高對于本發(fā)明及其實(shí)施 例的理解。此外，當(dāng)在本文中使用措詞"第一"、"第二"等等時(shí)，它們的使用預(yù)期用于區(qū)分相 似的元件，并且不一定用于描述相繼的或者按時(shí)間先后的順序。而且，說明書中和/或權(quán)利 要求書中像"前"、"后"、"頂"和"底"等等那樣的相對措詞不一定用于描述排他性的相對位 置。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，這樣的措詞可以是可與其他措詞互換的，并且本文描 述的實(shí)施例能夠在與明確圖示出的或者以其他方式描述的取向不同的其他取向下操作。

【具體實(shí)施方式】
[0037] 以下描述并非意在以任何方式限制本發(fā)明的范圍，因?yàn)樗鼈儽举|(zhì)上是示例性的， 用來描述截至 申請日期:為止本發(fā)明人已知的本發(fā)明的最佳模式。因此，可以在不脫離本發(fā) 明的精神和范圍的情況下做出本文公開的示例性實(shí)施例中描述的任何元件的布置和/或 功能的改變。
[0038] 現(xiàn)在,參照圖1和圖2,系統(tǒng)10的平面圖，其中應(yīng)用本發(fā)明的溫度補(bǔ)償設(shè)備12以便 跨可預(yù)測溫度波動(dòng)維持毛細(xì)管20中的流體16的彎月面14的位置。本發(fā)明12特別適用于 控制流體表的流體指示器的彎月面14,所述流體表例如WO 2011/021097 A4以及2011年 12月6日提交的美國臨時(shí)申請No. 61/567, 497中描述的流體表，這些文獻(xiàn)的內(nèi)容通過對其 引用合并于此?？梢栽O(shè)想本發(fā)明的設(shè)備12的其他應(yīng)用。然而，作為一個(gè)示例性實(shí)施例，將 本發(fā)明應(yīng)用于掛鐘或者手表中的時(shí)間指示。
[0039] 如可以看到的，流體16進(jìn)入毛細(xì)管20中并且因此當(dāng)與以規(guī)定速率升高桿的表機(jī) 構(gòu)結(jié)合時(shí)，其彎月面14指示時(shí)間（9、12、3、和6點(diǎn)鐘）。在存在顯著的溫度變化的情況下， 引入彎月面14的位置的不精確性。下文中描述的溫度補(bǔ)償子系統(tǒng)減輕了溫度通量引入的 誤差以便在大的溫度變化上提供更可靠的時(shí)間指示。事實(shí)上，對于本發(fā)明的這些子系統(tǒng)，毛 細(xì)管20可以具有開口端（未示出），因?yàn)槠渲兄恍枋褂靡环N流體 16，這允許簡化整個(gè)機(jī)構(gòu)。 [0040]特別地，參照圖2,溫度補(bǔ)償設(shè)備12包括：活塞22、頂蓋24、小波紋管26、底蓋30， 其與大波紋管 34的內(nèi)部凹蓋32接口；以及密封銷36。圖3中最佳地看到的活塞22具有 附接到分段杯42的桿40,溫度補(bǔ)償波紋管子組件12安裝到所述分段杯42中。
[0041]現(xiàn)在參照圖4A-4C，溫度補(bǔ)償波紋管子組件12包括頂蓋24、小波紋管26、底蓋30 和密封銷36。頂蓋24、小波紋管2e和底蓋30通過激光焊接或者其他已知的方法密封在一 起，以便創(chuàng)建內(nèi)部體積44,當(dāng)密封銷36處于適當(dāng)位置時(shí)，該內(nèi)部體積適合于包含補(bǔ)償流體 46。頂蓋24具有三個(gè)柄腳50或者部分法蘭，它們延伸到活塞22的杯狀物42的分段54中 并且靠在其表面 56上。底蓋30具有三個(gè)柄腳52,它們延伸以便與活塞22的杯狀物42的 端面6〇接口。這種布置基本上提供了與大波紋管34的外部凹杯32的柄腳62的溫度補(bǔ)償 的接口。部件的尺寸的適當(dāng)確定與適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償流體46的選擇一起使得本發(fā)明的溫度補(bǔ)償 波紋管子組件12能夠抵消溫度波動(dòng)的影響。
[0042] 現(xiàn)在，參照圖5A-5C，提供了大波紋管34以用于毛細(xì)管20中的精密流體指示中使 用的流體儲存和移位。波紋管34由外殼70制成，所述外殼由柔性防水材料制成。外殼70 封閉主要容器72并且由外部凹杯32、下部74和外部風(fēng)琴褶形成的部分76組成。風(fēng)琴褶形 成的部分7 6具有長度1并且沿著周界22和24密封地連接在凹杯32與下部74之間。至 少一個(gè)入口 /出口 84在其中的至少一個(gè)部分上形成。上部和下部32或74中的至少一個(gè) 基本上在外殼70內(nèi)從風(fēng)琴褶形成的部分76的周界80、82延伸以便創(chuàng)建減小儲存體積的凹 口 28。在松弛條件下，波紋管34是收縮的。
[0043] 現(xiàn)在參照圖6,更清楚地示出了在上部32上形成的柄腳62,底蓋30的柄腳52抵 靠其形成接口。上部具有基部，圓柱形壁從其延伸到法蘭。柄腳62在圓柱形壁的內(nèi)徑上形 成，并且不完全圍繞壁沿圓周延伸。
[0044] 現(xiàn)在，參照圖7A-7C，更詳細(xì)地示出了底蓋3〇。中心的軸向定位的孔徑接納密封銷 36。柄腳52從基部延伸并且涵蓋其圓周的近似60度。小波紋管26的下唇部與底蓋30的 下表面密封地接口。
[0045] 現(xiàn)在參照圖8,更詳細(xì)地示出了密封銷36。密封銷36為圓柱形狀，具有漸細(xì)的部 分以便更好地密封底蓋30的孔徑。
[0046] 現(xiàn)在參照圖9,更詳細(xì)地示出了小波紋管26,包括其風(fēng)琴褶部分90。
[0047] 現(xiàn)在，參照圖10A-10C，更詳細(xì)地示出了頂蓋24。上部具有基部，圓柱形壁從該基 部延伸到其柄腳50。柄腳50圍繞其周界近似60度延伸。
[0048] 現(xiàn)在參照圖11，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的溫度補(bǔ)償波紋管子組件12逼近行程補(bǔ) 償曲線以便精確地補(bǔ)償從負(fù)20攝氏度到正70攝氏度的工作范圍內(nèi)的溫度變化?；钊?2 的移位對溫度的比率近似為每攝氏度 3. 65微米。為了進(jìn)行安全操作，波紋管26中使用的 流體46應(yīng)當(dāng)是無毒的。
[0049] 現(xiàn)在參照圖12和13,溫度補(bǔ)償?shù)牟y管系統(tǒng)13〇包括溫度補(bǔ)償子系統(tǒng)13 2。溫 度補(bǔ)償子系統(tǒng)132包括修改的桿134,該桿具有在其上形成圓柱形殼體40的主要支撐法蘭 136。圓柱形殼體140具有浮雕142。蓋144跨越圓柱形殼體140并且膠合或者焊接到該殼 體。凹口 44居中并且接納焊接或者膠合到法蘭150的微型波紋管146,該法蘭具有與主要 波紋管110上的波紋管接口垂片（tab) 154接合的兩個(gè)或更多均勻分布的柄腳152。將補(bǔ)充 外殼156焊接或者膠合到微型波紋管146并且與該波紋管流體連通以便形成容器160。在 操作中，本發(fā)明130通過抵消波紋管110中的第一流體16的熱膨脹的影響而減輕毛細(xì)管20 中的彎月面162(參見圖1)的位置的不精確性。該抵消或者減輕通過將第二流體170置于 容器160中而實(shí)現(xiàn)，所述第二流體具有補(bǔ)償?shù)谝涣黧w166的熱膨脹所需的選擇的膨脹系數(shù)。
[0050] 現(xiàn)在參照圖14A，在一個(gè)可替換的實(shí)施例180中，可替換的溫度補(bǔ)償子系統(tǒng)182包 括附接到桿186的第一法蘭184。第一法蘭184具有與其附接并且通過第二法蘭194中的 孔徑192延伸到蓋1%的至少兩個(gè)壓鉚螺母柱190。第二法蘭194具有與波紋管接口垂片 接口的至少兩個(gè)柄腳1100。微型波紋管1102在蓋196與第二法蘭194之間被密封地 捕獲，并且封閉第二流體1104。塞子11〇6允許填充由微型波紋管11〇2封閉的容器1110。 在操作中，熱影響造成第二流體1104的膨脹以便減輕第一流體166的熱膨脹影響。圖14B 示意性地示出了用于板194中的銷190的孔192。
[0051]以下是基于作為流體的乙醇的選擇的熱膨脹的樣本計(jì)算。如可以看到的，如果主 要容器和補(bǔ)償容器118和1110的體積和幾何結(jié)構(gòu)分別可比，那么同樣的流體可以分別用于 流體1和2166和1104。此外，如果使用了具有很大程度上不同的熱膨脹值的流體 166和 1104,那么容器的體積和幾何結(jié)構(gòu)可能顯著不同。
[0052] 以下是樣本計(jì)算：
[0053] r3 : = 0? 9mm
[0054] S31 := JI ? r/ = 2. 545mm2液壓缸的表面（依照附圖）
[0055] h31 : = L 2mra液壓缸的高度（依照附圖）
[0056] V30 := S31 ? h31 = 3. 054mm3 流體體積

【權(quán)利要求】
1. 一種波紋管組件，用于毛細(xì)管中的精密流體指示中使用的第一流體的儲存和移位， 該波紋管包括： a. 波紋管外殼，其用于將流體儲存在其中包含的儲存體積中，該外殼由柔性防水材料 制成并且包括： i. 上部， ii. 下部， iii. 外部風(fēng)琴褶形成的部分，該部分具有長度1并且沿著周界與上部和下部密封地連 接，以及 iv. 在其中的至少一個(gè)部分上形成的至少一個(gè)入口 /出口，以及 b. 溫度補(bǔ)償設(shè)備，其包括：
1. 第二波紋管和容器； ii. 第二波紋管和容器中包含的第二流體； iii. 用于第二波紋管和容器的支撐布置，使得造成毛細(xì)管中第一流體以第一膨脹速率 膨脹的第一流體的熱膨脹通過第二流體以第二膨脹速率膨脹而減輕。
2. 權(quán)利要求1的波紋管組件，其中上部和下部中的至少一個(gè)基本上在外殼內(nèi)延伸以便 減小外殼中的儲存體積。
3. 權(quán)利要求1的波紋管組件，其中第一和第二膨脹速率是可比的。
4. 權(quán)利要求1的波紋管組件，其中第一和第二膨脹速率是截然不同的。
5. 權(quán)利要求1的波紋管組件，其中至少外部風(fēng)琴褶形成的部分由黃銅制成。
6. 權(quán)利要求1的波紋管組件，其中至少外部風(fēng)琴褶形成的部分由銅制成。
7. 權(quán)利要求1的波紋管組件，其中至少外部風(fēng)琴褶形成的部分由鈹銅制成。
8. 權(quán)利要求1的波紋管組件，其中至少外部風(fēng)琴褶形成的部分利用諸如金之類的鮮艷 涂層涂敷。
【文檔編號】G04B1/26GK104245013SQ201380019652
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月12日
【發(fā)明者】魯西恩·沃拉摩茲 申請人:普雷斯弗雷克斯股份公司