專利名稱：具有費(fèi)力杠桿放大系統(tǒng)的機(jī)電壓力開(kāi)關(guān)的制作方法
具有費(fèi)力杠桿放大系統(tǒng)的機(jī)電壓力開(kāi)關(guān)本發(fā)明涉及一種可用來(lái)檢查裝置內(nèi)壓力的機(jī)電壓力開(kāi)關(guān)。機(jī)電壓力開(kāi)關(guān)是已知的，其中，感測(cè)的壓力轉(zhuǎn)換為敏感彈性膜片元件的運(yùn)動(dòng)，該敏感彈性膜片元件致動(dòng)構(gòu)造并直接容納于壓力開(kāi)關(guān)本體內(nèi)的電氣開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，通過(guò)一杠桿系統(tǒng)來(lái)放大并傳輸源自這種運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)。與這些已知的壓力開(kāi)關(guān)相比，根據(jù)本發(fā)明的壓力開(kāi)關(guān)的特征在于，其包括外部微型開(kāi)關(guān)，以及其包含“費(fèi)力的”第三類杠桿，這種杠桿允許根據(jù)具體比率放大敏感膜片元件的甚至有限的運(yùn)動(dòng)，所述具體比率可根據(jù)壓力開(kāi)關(guān)的最終應(yīng)用需要而變化。除了設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)為具有相對(duì)較高厚度以承受反復(fù)的機(jī)械應(yīng)力和較高的過(guò)壓而不會(huì)經(jīng)受永久變形之外，根據(jù)本發(fā)明的壓力開(kāi)關(guān)，允許使用由任何材料制成的膜片，比如不銹鋼、銅、鈹、碳鋼等，因?yàn)榧词故瞧渥钚〉倪\(yùn)動(dòng)也由“費(fèi)力的”杠桿系統(tǒng)放大。而且，構(gòu)造簡(jiǎn)化使得該設(shè)備特別成本有效，組裝和生產(chǎn)簡(jiǎn)單，因?yàn)橛糜谄鋵?shí)施的材料不是高科技材料，并且機(jī)械公差相對(duì)較高。根據(jù)本發(fā)明的壓力開(kāi)關(guān)的一個(gè)實(shí)際實(shí)施例以非限制性示例的方式在附圖中示出， 其中

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的壓力開(kāi)關(guān)的實(shí)施例沿著圖2中的I-I線截取的垂直截面；圖2示出相同壓力開(kāi)關(guān)沿著圖1中線II-II的水平截面；圖3示出圖1中的壓力開(kāi)關(guān)從底部看且部分截取的視圖；圖4示出圖1中的壓力開(kāi)關(guān)的變型；圖5示出圖1中的壓力開(kāi)關(guān)的另一變型；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的壓力開(kāi)關(guān)的又一變型；圖7示出安裝于圖6中的壓力開(kāi)關(guān)中的第三類杠桿。
圖1、2和3中所示的壓力開(kāi)關(guān)包括下部基部1，其設(shè)置有由軸向孔3縱向地貫通的螺紋接頭2，軸向孔3將受控裝置置于與由彈性膜片5封閉的壓力感測(cè)腔室4相通。兩個(gè)適當(dāng)?shù)囟ǔ叽绲沫h(huán)形密封6和7確保螺紋接頭2和基部1之間以及彈性膜片 5和基部1之間的密封性。彈性環(huán)8放置于接頭2在腔室4內(nèi)側(cè)的端部處，以允許壓力開(kāi)關(guān)的上部旋轉(zhuǎn)，并且不使用工具將其手動(dòng)地定位于最適合于應(yīng)用的位置。膜片5通過(guò)機(jī)械地接合卡圈10保持于基部1和上部蓋帽9之間的緊固位置。下部基部1和上部蓋帽9形成空心本體，空心本體形成壓力開(kāi)關(guān)的外殼。彈性膜片5可由任何材料制成，比如不銹鋼、銅、鈹、碳鋼等，并且設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)為具有相對(duì)較高的厚度，以承受反復(fù)的機(jī)械應(yīng)力和較高的過(guò)壓而不會(huì)永久變形。彈性膜片5的中心點(diǎn)11與壓力開(kāi)關(guān)的中心垂直軸線A相重合，并且與調(diào)節(jié)螺釘13 的球形尖端12相接觸，調(diào)節(jié)螺釘13由螺紋14機(jī)械地連接至第三類杠桿15(稱為“費(fèi)力杠桿”)的相應(yīng)中心部分，互補(bǔ)螺紋部分在第三類杠桿15上直接獲得，沒(méi)有其他焊接或鉚接部件等的介入。如圖1所示，杠桿15由第一端部彎頭16、第二彎頭17、以及第一平狀部分18形成為單件。第一彎頭16在膜片5的側(cè)緣部分處夾持于下部基部1和上部蓋帽9之間。第二彎頭17置于蓋帽9的固定壁19之下，根據(jù)杠桿的形狀，或者與之相接觸(圖1-3和4)，或者與之間隔開(kāi)，這將在下面解釋。最后，螺釘13螺旋于平狀部分18上，該平狀部分18具有底層增強(qiáng)肋20，并且在其自由端處支承垂直地突起的尖端21，該尖端21將用來(lái)致動(dòng)可轉(zhuǎn)換微型開(kāi)關(guān)23的按鈕22，該按鈕22通過(guò)螺釘M牢固地固定于蓋帽9外側(cè)，并且因而固定于壓力開(kāi)關(guān)本體的外側(cè)。壓縮彈簧25定位于調(diào)節(jié)螺釘13的頭部和杠桿15的平狀部分18之間，以避免振動(dòng)或非軸向作用改變螺釘13的位置，從而損及壓力開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)。杠桿15由彈性材料比如適當(dāng)處理的碳鋼或不銹鋼制成，以便開(kāi)發(fā)其形成材料的彈性的機(jī)械性能，并保持調(diào)節(jié)螺釘13的尖端與膜片5恒定地接觸。所述壓力開(kāi)關(guān)的操作原理如下。加壓流體通過(guò)螺紋接頭2的入口孔3進(jìn)入感測(cè)腔室4，并且引起膜片5在根據(jù)流體入口方向的方向上的變形。膜片5將其運(yùn)動(dòng)傳遞至螺釘13的球形尖端12，并且因而傳遞至杠桿15的中心區(qū)域，并且膜片5在一端處由借助于夾持于基部1和蓋帽9之間的彎頭16而保持就位。根據(jù)圖1-3所示的實(shí)施例，杠桿15具有在蓋帽自身的固定壁19處靠在蓋帽9上的彎頭17。杠桿15的彎頭17和蓋帽9的壁19之間的這個(gè)接觸確定了杠桿15的支點(diǎn)，杠桿15繞著該支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，以傳遞和放大由膜片4的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的垂直運(yùn)動(dòng)。由于杠桿15的動(dòng)力臂比杠桿自身的阻力臂要短，就獲得了流體壓力的較高感測(cè)敏感度。而且，如上所述，杠桿15由彈性材料比如適當(dāng)處理的碳鋼或不銹鋼制成，以開(kāi)發(fā)材料的彈性的機(jī)械性能，以保持調(diào)節(jié)螺釘13的尖端恒定地與膜片5相接觸。這個(gè)想出的辦法允許立即傳遞出現(xiàn)在感測(cè)腔室4內(nèi)的每個(gè)最小的壓力變化。由膜片5的變形產(chǎn)生的杠桿15的運(yùn)動(dòng)確定了微型開(kāi)關(guān)23的致動(dòng)按鈕22的致動(dòng)， 該致動(dòng)由置于杠桿15的自由端處且垂直于微型開(kāi)關(guān)23的按鈕22定位的突起尖端21確定，以限制這兩個(gè)部分之間的接觸表面至最小，并且因而減少摩擦，且確保更好的電干涉重復(fù)性。沿著杠桿15的平狀部分18的整個(gè)長(zhǎng)度縱向地放置的肋20給杠桿15的中心部分帶來(lái)高度的剛性，以便于完整地傳遞膜片5的運(yùn)動(dòng)，使該傳遞不被杠桿臂的彈性變形所妨礙。杠桿15在腔室4中的流體壓力相等之下的整個(gè)運(yùn)動(dòng)可由調(diào)節(jié)螺釘13調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)螺釘13能通過(guò)蓋帽9頂部處的孔沈從壓力開(kāi)關(guān)的上部觸及。杠桿15相對(duì)于膜片5表面的定位角度通過(guò)相對(duì)于膜片5螺旋調(diào)節(jié)螺釘13而增大，因?yàn)楦軛U15鉸接到靠在固定壁19 上的彎頭17上。這個(gè)運(yùn)動(dòng)確定壓力開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)值的下降，因?yàn)橹糜诟軛U15的端部處的致動(dòng)尖端21接近微型開(kāi)關(guān)23的按鈕22，因而需要膜片5的較小運(yùn)動(dòng)并且因此需要用于致動(dòng)按鈕的較低的流體壓力。相反，通過(guò)松開(kāi)調(diào)節(jié)螺釘13，會(huì)獲得相反的效果，S卩，杠桿15的尖端21移動(dòng)遠(yuǎn)離微型開(kāi)關(guān)23的按鈕22，因而需要膜片5的較大運(yùn)動(dòng)和致動(dòng)按鈕的較高的流體壓力。在杠桿15的彎頭17處，通過(guò)蓋帽9的壁19上的導(dǎo)向部27，在進(jìn)行調(diào)節(jié)的步驟期間，杠桿15保持于位置不變(圖幻，并且，由直接在蓋帽9上獲得的兩個(gè)導(dǎo)向部觀而靠近尖端21 (圖1)。這些導(dǎo)向部避免了調(diào)節(jié)螺釘13的偏移，并且避免了杠桿15在彎頭17和壁19之間的接觸點(diǎn)處扭曲，因而獲得了調(diào)節(jié)步驟期間的更多穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度。插槽四存在于蓋帽9的上端的孔沈內(nèi)，適合于在其中接收盤或插塞30，盤或插塞30由可彈性變形的塑料制成，在調(diào)節(jié)過(guò)程之后由制造商施加，作為防止終端用戶的可能篡改的保證。如果移除、篡改、或穿孔，這個(gè)插塞30將確定制造商對(duì)壓力開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)責(zé)任的終止。由微型開(kāi)關(guān)23的切換按鈕確定的電路開(kāi)閉壓力之間的差別可進(jìn)一步改變，因此， 需要改變杠桿15的動(dòng)力臂和阻力臂相對(duì)于杠桿自身支點(diǎn)的長(zhǎng)度比。例如，這通過(guò)將圖1中的杠桿15由如圖4所示的具有縮短延伸彎頭17的另一杠桿15進(jìn)行替換來(lái)獲得。從而，杠桿15的支點(diǎn)被移動(dòng)得遠(yuǎn)離壓力開(kāi)關(guān)的中心軸線A，并且因而遠(yuǎn)離從膜片5施加至杠桿15的施力點(diǎn)，從而這兩個(gè)杠桿臂之比被降低，并且因此膜片5 的運(yùn)動(dòng)被放大至較小程度。微型開(kāi)關(guān)23內(nèi)的機(jī)電回路的狀態(tài)改變之間的壓力差因而較高。通過(guò)將從圖4中的杠桿17改回至圖1中的杠桿15，會(huì)獲得相反的效果，其結(jié)果是， 杠桿支點(diǎn)靠近壓力開(kāi)關(guān)的中心軸線A，從而杠桿臂之比增大，并且膜片5的運(yùn)動(dòng)更加放大。 微型開(kāi)關(guān)23內(nèi)的機(jī)電回路的狀態(tài)改變之間的壓力差相應(yīng)地降低。最小比值狀況可通過(guò)將杠桿15的彎頭17移動(dòng)遠(yuǎn)離蓋帽9的壁19(圖5)，以便取消彎頭17和壁19之間的接觸點(diǎn)，從而移動(dòng)杠桿15的支點(diǎn)至端部彎頭16處。作為又一可選方案，第二彎頭17可以缺失，并且由連接用作支點(diǎn)的第一彎頭16和平狀部分18的傾斜平面31替代。傾斜平面31優(yōu)選地包括至少一個(gè)窗口或凹陷32，其能有利于杠桿15在所述窗口或凹陷處的彎曲，如圖7中更詳細(xì)地示出。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)電壓力開(kāi)關(guān)，其包括由基部(1)和蓋帽(9)形成的空心本體，可彈性變形的膜片(5)夾持于基部(1)和蓋帽(9)之間，并且，可彈性變形的膜片(5)在基部(1)和蓋帽 (9)之間封閉與加壓流體的入口孔(3)相通的壓力感測(cè)腔室⑷；以及用于將膜片(5)由加壓流體引起的變形傳遞至可切換微型開(kāi)關(guān)的致動(dòng)按鈕0 的杠桿裝置(15)，其特征在于，所述杠桿裝置(1 由單件式第三類杠桿(1 構(gòu)成，該單件式第三類杠桿(15)至少包括連同所述膜片( 一起夾持于所述基部(1)和所述蓋帽(9)之間的第一端部彎頭 (16)以及在自由端處支承突起肋的平狀部分(18)，所述突起肋用于控制微型開(kāi)關(guān)的所述致動(dòng)按鈕(22)，所述平狀部分(18)可調(diào)節(jié)地固定至調(diào)節(jié)螺釘(13)，所述調(diào)節(jié)螺釘(13)具有與壓力開(kāi)關(guān)的軸線重合的軸線，以及與膜片(5)的中心點(diǎn)(11)相接觸的球形尖端(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的壓力開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述杠桿(15)在所述第一彎頭(16)和所述平狀部分(18)之間包括能置于與所述蓋帽(9)的固定壁(19)相接觸或與之間隔開(kāi)的第二彎頭(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的壓力開(kāi)關(guān)，其特征在于，杠桿(15)的所述第二彎頭(17)與蓋帽 (9)的所述固定壁(19)相接觸，以形成所述杠桿的支點(diǎn)，并且具有如此的長(zhǎng)度以使得杠桿 (15)的動(dòng)力臂短于所述杠桿(15)的阻力臂。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的壓力開(kāi)關(guān)，其特征在于，杠桿(15)的所述第二彎頭(17)與蓋帽 (9)的所述固定壁(19)相接觸，以形成所述杠桿的支點(diǎn)，并且具有如此的長(zhǎng)度以使得杠桿(15)的動(dòng)力臂長(zhǎng)于所述杠桿(15)的阻力臂。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的壓力開(kāi)關(guān)，其特征在于，杠桿(15)的所述第二彎頭(17)與蓋帽 (9)的所述固定壁(19)間隔開(kāi)，以使得杠桿的支點(diǎn)與所述杠桿的第一彎頭重合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的壓力開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述杠桿(15)包括連接所述第一彎頭(16)和所述平狀部分(18)的傾斜平面(31)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的壓力開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述傾斜平面(31)設(shè)置有至少一個(gè)窗口或凹陷(32)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的壓力開(kāi)關(guān)，其特征在于，杠桿(15)的所述突起肋與微型開(kāi)關(guān) (23)的按鈕(22)垂直地延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的壓力開(kāi)關(guān)，其特征在于，杠桿(15)的所述平狀部分(18)設(shè)置有增強(qiáng)肋(20)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的壓力開(kāi)關(guān)，其特征在于，包括在所述調(diào)節(jié)螺釘(1 的端頭和所述杠桿(1 的平狀部分(18)之間纏繞于所述調(diào)節(jié)螺釘(1 周圍的壓縮彈簧05)。
全文摘要
描述了一種機(jī)電壓力開(kāi)關(guān)，其包括由基部(1)和蓋帽(9)形成的空心本體，可彈性變形的膜片(5)夾持于基部(1)和蓋帽(9)之間并封閉與加壓流體的入口孔(3)相通的壓力感測(cè)腔室(4)；以及用于將膜片(5)由加壓流體引起的變形傳遞至可切換微型開(kāi)關(guān)(23)的致動(dòng)按鈕(22)的杠桿裝置(15)。杠桿裝置(15)由單件式第三類杠桿(15)構(gòu)成，其包括連同所述膜片(5)一起夾持于所述基部(1)和所述蓋帽(9)之間的第一端部彎頭(16)以及在自由端處支承突起肋(21)的平狀部分(18)，所述突起肋(21)用于控制微型開(kāi)關(guān)(23)的所述致動(dòng)按鈕(22)。杠桿(15)的平狀部分(18)可調(diào)節(jié)地固定至調(diào)節(jié)螺釘(13)，所述調(diào)節(jié)螺釘(13)具有與壓力開(kāi)關(guān)的軸線重合的軸線，并且具有與膜片(5)的中心點(diǎn)(11)相接觸的球形尖端(12)。
文檔編號(hào)H01H35/26GK102171781SQ200980150580
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者E·奧馬蒂, M·G·奧馬蒂 申請(qǐng)人:馬特爾公司