具有波纹管的气动式检测器组件的制作方法
【专利说明】具有波纹管的气动式检测器组件
[0001]发明背景
[0002]对于许多飞机来说，可靠火灾检测是关键的。常用的感温火灾检测器类型包括点式热电偶、点式热敏电阻、连续热电偶、连续热敏电阻、电阻丝、以及气动管。
[0003]一些气动管检测器系统包括插入毛细传感器管中的钛或钒金属丝。金属丝暴露于高温能量和加压氢气下，并且吸收高温能量和加压氢气，而且随后当金属丝冷却以形成氢饱和金属丝时，储存气体。此饱和金属丝插入到传感器管中，传感器管利用惰性气体加压并在两端密封以便形成压力容器，它可用作气动式检测器。压力容器一端并入包括增压室的外壳，警报开关和完整开关均位于增压室中。
[0004]当气动式检测器的传感器管部分暴露于高温时，管内压力随着气体根据物理气体定理的膨胀而增加。此类气动式火灾检测器可包括在组装之前预成形的隔膜。检测器还可以包括用于装置的气体密封的部分。隔膜可预成形，以将隔膜可操作地定位在各种位置处，例如:(a)打开开关(警报开关)状况，这种状况要求本底压力增加以形成封闭或警报状况；或者(b)利用本底压力来维持闭合的开关(完整开关)状况。
[0005]对于警报开关配置来说，隔膜可变形以响应预先确定本底压力来进一步充分向外变形并且形成闭合开关。隔膜还可变形使得盘的内侧的一部分形成用于增压室的压力密封的一部分。利用这种配置，在过热或火灾状况的事件中，传感器管和增压室中的压力将会上升。如果达到预先确定高温条件，那么增压室内压力将增加至使得隔膜将会向外变形并形成电接触并且形成闭合的开关的程度。
[0006]对于完整开关配置来说，隔膜可变形以使得隔膜响应本底压力的预先确定的下降并且充分向内变形以松开与开关的电接触。隔膜还可变形使得隔膜内侧的一部分形成用于增压室的压力密封的一部分。利用这种配置，如果在传感器管或增压室内发生压力流失，那么完整开关打开。如果发生预先确定压力流失，那么增压室内压力将降低到使得隔膜将脱离电接触并且形成打开的开关的程度。
[0007]然而，这类气动式检测器可能具有复杂设计、多个零件，并且可能难以制造。因此，需要提供一种气动式检测器组件，所述气动式检测器组件设计的复杂性较低、零件更少、零件钎焊或焊接量降低，总体易于制造，并且减少用以确保组件气密性的测试。
[0008]发明简述
[0009]在一方面，本发明提供了一种气动式检测器组件。所述组件包括外壳、传感器管、触针、以及至少一个开关，所述至少一个开关具有可操作地联接到传感器管和触针的波纹管。所述波纹管配置成基于所述传感器管中的压力移动以接触和脱离所述触针。
[0010]另一方面，提供了一种组装气动式检测器的方法。所述方法包括:提供传感器管；提供触针；以及提供具有波纹管的至少一个开关。所述方法进一步包括:可操作地将波纹管联接到传感器管和触针，使得波纹管配置成基于传感器管内的压力移动以接触和脱离触针。
【附图说明】
[0011]在随附于本说明书的权利要求书中特别指出并明确要求保护被认为是本发明的主题。本发明的前述及其他特征和优点从以下结合附图进行的详述显而易见，在附图中:
[0012]图1为处于第一位置的示例性气动式检测器组件的示意图；
[0013]图2A和图2B为处于第二位置的图1所示组件的一部分的示意图；
[0014]图3为处于第一位置的另一个示例性气动式检测器组件的示意图；
[0015]图4为处于第二位置的图3所示组件的示意图；
[0016]图5为处于第三位置的图3所示组件的示意图；
[0017]图6为处于第一位置的另一个示例性气动式检测器组件的示意图；
[0018]图7为处于第二位置的图6所示组件的示意图；以及
[0019]图8为处于第三位置的图6所示组件的示意图。
[0020]发明详述
[0021]图1、图2A和图2B示出示例性气动式检测器组件10，所述气动式检测器组件10通常包括警报开关20、故障(完整)开关30以及传感器管40。图1示出处于正常运行位置中的开关20、30，并且图2A和图2B示出处于警报/故障位置中的开关20、30。
[0022]尽管气动式检测器组件10示为有一个警报开关20和完整开关30，但是组件10可以具有任何数量或组合的开关20、30。警报开关20、故障开关30以及传感器管40的至少一部分可封装到一个或多个气密密封外壳(未示出)中。
[0023]警报开关20被联接到传感器管40，并且包括波纹管22和触针24。在示例性实施方案中，触针24的位置可调整。然而，触针24可固定于期望位置。波纹管22包括接触面26并连接到电源28。电力回路29被连接到触针24，这有助于在波纹管22接触触针24时(图2A)，建立波纹管22和触针24之间的电连续性。此电连接或连续性指示警报，警报可传达给另一装置或系统(例如，控制器)，这可随后产生警报信号和/或发出警报(例如，可视或可听警告)。
[0024]波纹管22被设计来以预先确定的方式响应于传感器管40产生的压力输出做出响应，以便确保接触面26将在那些压力输出下与触针24接触。例如，波纹管22可设计有预先确定弹性比率、有效区域、褶积、材料厚度/类型和/或可在波纹管22制造过程中变化的其他特性。随着波纹管22在给定压力下发生已知膨胀/收缩，触针24和波纹管22可以预先确定距离‘D1’彼此分开放置，以便确保在那个给定压力下，两者之间接触。
[0025]另外，中间开关或预警开关(例如，过热开关(未示出))可被用作部件或隔室的温度高于正常运行温度但未达到火灾警报条件的警告。此这种开关将以与上文所述警报开关20和波纹管22相同的方式起作用。例如，开关可设计成以预先确定的方式响应于传感器管40产生的压力输出做出响应，以便确保其接触面将在期望压力输出下与触针接触。例如，开关可设计有预先确定弹性比率、有效区域、褶积、材料厚度/类型和/或可在波纹管的制造过程中变化的其他特性，该波纹管将在某种程度上不同于警报开关20和波纹管22。随着其波纹管在给定压力(通常将会低于激活警报开关20和波纹管22的压力)下发生已知膨胀/收缩，触针和波纹管可以不同于Dl的预先确定距离彼此分开放置，以便确保在给定压力下两者之间接触。
[0026]完整开关30被联接到传感器管40并且包括波纹管32和触针34，触针34可以具有固定或可调整位置。波纹管32包括接触面36并连接到电源38。电力回路39被连接到触针34，这有助于在波纹管32接触触针34时，建立波纹管32和触针34之间的电连续性。如图2B所示，电连接或电连续性损失指示故障，故障可传达给可随后产生警报信号和/或发出警报(例如，可视或可听警告)的另一装置或系统(例如，控制器)。
[0027]波纹管32被设计成以预先确定的方式响应于传感器管40产生的压力输出做出响应，以便接触面36将在那些压力输出下断开与触针24的电接触。例如，波纹管32可设计有预先确定弹性比率、有效区域、褶积、材料厚度/类型、和/或可在波纹管32的制造过程中变化的其他特性。随着波纹管32在给定压力下发生已知膨胀/收缩，触针34和波纹管32最初可放置成彼此接触，但是配置成以预先确定距离“D2”彼此分开放置，以便保证在给定压力下两者之间接触。
[0028]在示例性实施方案中，传感器管40包括核芯元件42，核芯元件42储存氢气并螺旋缠绕来允许在传感器损坏(例如，破碎)的情况下提供气体路径。加压氦气设置在壁44和核芯42之间。
[0029]在操作中，传感器管40中的环境氦气压力与例如飞机引擎隔室内的平均温度直接相关。引擎隔室的过热或火灾状况(如果适用)致使传感器管40中的气压成比例地上升，并且当隔室温度上升达到工厂设定的警报额定值时，上升气压会使波纹管22膨胀并且闭合警报开关20 (图2A)。当隔室冷却以使气压降低时，警报开关20打开(S卩，波纹管22收缩)并且准备再次做出响应。当传感器管40切断时，氦气逸出并且完整开关30打开(即，波纹管32收缩)(参见图2B)。
[0030]如此，通常是打开的警报开关20 (图1)将响应于过热或火灾状况而闭合(图2A)。这将是由传感器管40内的气压增加导致，从而将会推动波纹管接触面26抵靠触针24。类似地，如果传感器管40被切断或失去压力(将释放其气压)，通常在波纹管接触面36和触针34之间闭合(图1)的完整开关30将会打开(图2B)，从而指示组件10故障状况。
[0031]—种组装气动式检测器10的方法包括提供警报开关20和/或完整开关30以及提供传感器管40。警报开关20设有有波纹管22和触针24，并且完整开关30设有波纹管32和触针34。波纹管22可操作地联接到传感器管40，并且波纹管22和触针24以预先确定的距离彼此分开放置，所述距离对应在传感器管40达到预先确定压力时，波纹管22行进距离。波纹管32可操作地联接到传感器管40，并且波纹管32放置成与触针34接触。波纹管32被配置成在传感器管40达到预先确定压力时，收缩并断开与触针34的电接触。
[0032]图3至图5示出示例性气动式检测器组件100，气动式检测器组件100类似组件10，不同之处在于，气动式检测器组件100包括组合的警报和完整开关102，这种组合开关具有警报开关部分120、完整开关部分130、以及传感器管140。图3示出处于正常运行位置中的组合的警报和完整开关102，图4示出处于警报位置中的警报开关部分120，并且图5示出处于故障位置中的完整开关部分130。
[0033]警报开关部分120被联接到传感器管140，并且包括波纹管122和触针124，触针124可以具有固定或可调整位置。波纹管122包括接触面126并连接到电源128。电力回路129被连接到触针124，这有助于在波纹管122接触触针124时(图4)，建立波纹管12