专利名称：压力传送器和由传感器单元和主体部件制造压力传送器的方法
技术领域：
本发明涉及一种测量系统压力的压力传送器。特别地，本发明涉及这样一种类型的传送器，其拥有一个形成空腔的主体部件，和一个放置于该空腔中的压力传感器。主体和传感器单元结合形成一个包含密封接缝区的装配区，在密封接缝区处表面被密封地接合，如，通过焊接。
背景技术：
上述类型的传送器经常应用在引导流体流动的压力系统中，如在真空系统或在制冷系统中。
通常地，传送器包含一个连接件，例如带有用于连接到压力系统上的螺杆螺纹或焊接凸缘。连接件从压力系统到压力传感器单元典型地形成为流体输送管道的部分，压力传感器单元与连接件密封装配。通常地，传感器单元被插入管道从而在其中形成一种闭合，随后通过焊接它被密封地固定到连接件。这种传送器可以进一步包含各种电子元件，用于把感应的压力转换成标准的电信号。
在已知的传送器中，连接件包含一个圆柱形的空腔，其具有圆形横截面形状，并且在它的整个深度上具有严格一致的半径尺寸。相应地，传感器具有其直径适应圆柱形空腔的活塞的形状。在加工传送器的过程中，传感器单元被压入空腔中，随后，从外边把连接件和传感器单元焊接在一起。为了在焊接过程中建立一个临时固定的连接以将传感器单元保持在连接件中的固定位置，传感器单元和空腔的直径彼此非常接近，从而形成一种干涉配合(过盈配合)，因此传感器单元需要使用外力将其压入空腔内。这样使得装配工作复杂，并且需要窄的公差，由此需要昂贵的元件。而且，还发现通过焊接过程产生的气体能够被禁闭到材料中，并且潜在地导致连接件和传感器之间的泄漏。气体的禁闭被连接件和传感器之间的干涉配合(过盈配合)所加强。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改进的压力传送器。因此，第一方面，本发明提供一种本文开始所描述类型的压力传送器，其中装配区进一步包含相邻于密封接缝区的间隙区，在该间隙区中传感器单元和主体相互被切割，从而在传感器单元和主体的相邻表面之间形成一个间隙。由于各组件被切割而形成相邻于密封接缝区的间隙，因此，来自于例如焊接或胶合过程中的气体将被渐渐排掉，减少了由于被禁闭气体而产生焊接气孔的危险或减少胶合过程中产生长的淬火周期的危险。因此，该压力传送器可以被改进。
传感器单元可以是测量压力的普遍所知的类型，即，具有带有底面部分的空腔和朝着一个开口向上延伸的侧壁的类型，该开口被一种柔性膜所密封，传感器单元的空腔典型地充满液体压力传送油，并且该空腔进一步容纳压力灵敏电子元件。
主体可以形成一种用于将压力传送器连接到压力系统的连接件，例如，通过螺杆螺纹或通过焊接凸缘，并且可以进一步容纳电子元件或具有用于将电子元件固定到压力传送器的固定装置。这样的电子元件可以用于把感应的压力转换成标准电信号。
间隙的大小优选地最多为0.1mm，比如大小为0.04mm。相邻表面是传感器单元和主体部件的表面，它们在传感器单元被放置到主体中时是相邻的。在密封接缝如焊接之前，相邻表面是传感器单元和主体在整个装配区的表面。在密封接缝之后，相邻表面可能只是传感器单元和主体在间隙区内的表面，因为这两个元件可能在装配区的剩余部分中被熔化在一起。
间隙可以由传感器单元和具有凹进或凸起表面部分的主体中的至少一个来限定，以在传感器单元和主体被最终密封地接合时在传感器单元和主体之间形成间隙。
主体部分可以例如是一种用于连接到压力系统的连接件，例如带有螺杆螺纹或带有焊接凸缘。主体部分中空腔可以形成贯通管道部分，该管道从压力传感器延伸在此被连接到压力系统的点。压力传感器单元被插入，并被密封地固定到空腔以在其中形成一种闭合。
装配区可以进一步包含表面接触区，传感器单元和主体相互之间被加工成为当传感器单元被放置到空腔中并且在密封接合之前，于表面接触区处在相邻表面之间形成接触。接触区使得部件的装配变得容易。在装配过程中，传感器单元被插入到空腔中，并在那里被压下直到达到一个传感器单元相对于主体的所要求的位置。在这一点上，相邻表面在接触区上彼此啮合，由此形成两个部件的初步固定，该初步固定可以使最终通过焊接的装配变得容易。接触区可以具有例如相应于装配区长度的1/6到1/2之间的长度，即，传感器单元和主体可以在密封接合区总长度的约1/6到1/2长度上形成干涉配合，即，例如焊接的长度。实际尺寸取决于传感器单元和主体之间接缝所需的长度。密封接缝区越长传感器单元结合到主体上就越牢固。相邻于表面接触区，具有一个尺寸小于等于0.1mm的间隙是有利的。在通过焊接的装配过程中，这种尺寸间隙一方面使气体从密封接缝区中传送出去变得容易，另一方面允许使用焊接过程来沿着间隙接合传感器单元和主体。在密封接缝区之外间隙可以超过0.1mm。
装配区可以进一步包含在表面接触区和间隙区之间延伸的过渡区。在过渡区中，传感器单元和主体相互被加工成为形成一个间隙，该间隙的尺寸沿着从接触区向着间隙区的路径变化。邻近接触区处，这个间隙可以等于0mm或接近等于0mm，邻近间隙区处，该间隙可以等于或接近等于在间隙区中发现的间隙，如从0mm向0.02-0.12mm变化。该间隙可以线性变化，即，以固定的幅度沿着从表面接触区向间隙区的路径固定增长。过渡区可以优选地形成在传感器单元和主体的顺滑倾斜相邻表面之间，或通过传感器单元和主体中的至少一个的倾斜表面形成。由于过渡区的存在，在传感器单元被压入空腔时传感器单元呈楔式的与主体部件密封接触，因此也就降低了传感器单元和主体部件之间窄公差的必要性。过渡区可以由传感器单元和主体中的至少一个的表面形成，当传感器单元被放入空腔时，所述表面相对于传感器单元和主体中的另一个的相邻表面部分形成一个角度。这个角度的尺寸能够确保表面之间的相应间隙处于小于等于0.1mm的尺寸范围内。该过渡区可以这样限定一个楔形间隙，该间隙进一步增强气体从装配区中的排除，并且由此进一步降低由于被禁闭气体而产生焊接气孔的危险。在最后的密封装配过程中，如，通过焊接或胶合，过渡区中的间隙的至少一部分可以被由最后的装配过程产生的熔融物或粘胶剂所消除。
主体和/或传感器单元可以优选地由任何金属材料制成，并且优选地通过WIG(钨极惰性气体)焊接装配。
优选地，空腔是圆柱状，传感器单元具有活塞形状。在这种情况下，相邻表面分别由柱体和活塞的周边内、外表面组成。为了在接触表面之间提供一个带有楔形间隙的过渡区，传感器单元和主体中至少一个的接触表面可以具有至少两个彼此间形成一个角度的表面部分。
在本发明的一个优选实施例中，主体的空腔从主体部分的第一末端到相对的第二末端形成管道部分。如果主体形成一个用于将传送器连接到压力系统如制冷系统的连接件，第一末端可以具有固定装置，例如螺杆螺纹或焊接凸缘，用来将主体连接到压力系统。空腔和接触表面在垂直于管道的横截面内具有圆形形状，为了在传感器单元和主体之间提供密封连接，传感器单元可以通过焊接连接到主体部分，并由此形成一种闭合，该闭合密封管道的第二末端。
第二方面，本发明为压力传送器提供压力传感器单元，所述传感器单元包含带有底面部分的空腔和朝着一个开口向上延伸的侧壁，该开口被柔性膜所密封，其中侧壁的外表面形成装配面，在最后的装配步骤中，装配面与一个相联的压力传送器主体部分的相应装配面装配，其特征在于装配面包含至少两个非平行的表面部分，即，其中表面部分在装配区域的一个截面上彼此之间形成一个角度α，其中0＜α＜90°，或者使得表面之间的角度在表面之间提供一个小于等于0.1mm的尺寸范围的间隙。
第三方面，本发明为压力传送器提供一个主体部件，所述主体部件形成一个具有开口的空腔，开口用于接收压力传感器，在空腔中，一个装配面在最后的装配步骤中与相联的传感器的相应装配面装配在一起，其特征在于，装配面包含至少两个非平行的表面部分，即，其中表面部分在装配区域的截面上彼此形成一个角度α，其中0＜α＜90°，或者优选地为0＜α＜3°，比如α＝2.3°，或者使得该角度在传感器单元和主体之间提供一个间隙，该间隙处于小于等于0.1mm的范围之内。
第四方面，本发明提供一种用于构成压力传送器的装配装置，所述装置包含压力传感器单元，其包含带有底面部分的空腔和朝着一个开口向上延伸的侧壁，该开口被一种柔性膜所密封，其中侧壁的外表面形成一个装配面，其在最后装配步骤中与相联的压力传送器主体部分的相应装配面装配在一起，和主体部分，其形成含有用于接收压力传感器的开口的空腔，在空腔中，装配面在最后的装配步骤中与传感器的装配面装配在一起，其特征在于，当传感器单元被放置在空腔中密封装配时，传感器单元和主体相互之间被加工成为在至少装配面的一部分中形成间隙。即，在焊接过程中被例如熔融物接合的表面的一部分中形成间隙。
与本发明第一方面相关的任何描述的特征可以与本发明的第二、第三和第四方面结合。
在下面，参照附图本发明将得到进一步详细地描述，其中，图1表示在分解图中压力传送器的横截面图，图2表示装配图中图1的压力传送器的视图，图3表示压力传送器装配区的放大视图，图4表示压力传送器的压力传感器单元，图5表示图4中压力传感器单元装配表面的放大视图，图6表示压力传送器的主体部件，图7表示图6中主体部件装配面的放大视图，图8-9表示在通过焊接装配过程中装配区的放大视图。
具体实施例方式
图1表示压力传送器，其带有形成有空腔2的主体部件1，空腔2具有一个开口3，用于接收压力传感器单元4。在图2中，压力传感器单元被放置在空腔中，准备在装配区5中通过主体1和传感器单元4的相邻表面6、7(图1中)被最后密封地装配。如图3的放大视图中所最能看到的，当传感器单元被放置在空腔中时，传感器单元4和主体1相互之间被加工成为在装配区中形成间隙8。在图3中，部件还没有被密封装配。装配区包含一个表面接触区10、一个间隙区11和一个过渡区12，其中当传感器单元4和主体1被装配时在表面接触区10处相互之间被加工成为在相邻表面之间形成接触，在间隙区11处相互之间被加工成为在相邻表面之间形成0.1mm的间隙。通过把传感器单元4初步固定在主体1中，表面接触区支撑加工直到通过焊接进行最后的装配，而过渡区在传感器单元和主体之间提供一个楔形的间隙13。楔形间隙的尺寸在0到间隔区的间隙尺寸之间变化。在过渡区中，传感器单元和主体中的至少一个有一个表面相对于传感器单元和主体中的另一个的相邻表面形成一个角度。传感器单元和/或主体的相邻表面的成角度部分在图4、5和图6、7中被进一步详细地表示。
在图4中，表示脱离主体1的传感器4，在图5中，示出表示传感器单元的表面22的划圈部分‘A’的放大视图。表面22包含表面部分24，该表面部分24相对于表面部分25具有2.3°的倾斜度。当传感器单元4被放置在主体1中时，在表面部分24和主体1的相邻表面部分之间形成楔形间隙。
在图6中，表示脱离传感器单元4的主体1，在图7中，划圈部分A的放大视图表示主体1的装配表面19。装配表面19包含表面部分20，该表面部分20相对于表面部分18具有2.3°的倾斜度。当传感器单元4被放置在主体1中时，在表面部分20和传感器单元4的相邻表面部分之间形成楔形间隙。
图4和6中的传感器单元4和主体1与相应的表面部分20、24可以用于接合，或者传感器单元或主体可以与一个没有任何倾斜表面部分的元件接合。
图8-9表示在通过焊接进行装配的过程中装配区的放大视图。在图8中，熔融物25连接装配区中的表面接触区，在图9中，熔融物连接装配区的过渡区，间隙26相邻于通过焊接形成的密封接缝区。
权利要求
1.一种压力传送器，其带有形成有空腔的主体部件，和放置在空腔中的压力传感器单元，主体和传感器单元联合形成一个包含密封接缝区的装配区，其特征在于，装配区进一步包含相邻于密封接缝区的间隔区，在该间隔区中传感器单元和主体相互之间被加工成为在传感器单元和主体部件的相邻表面之间形成间隙。
2.根据权利要求1所述的传送器，其中，在密封接合之前，当传感器单元被放置到空腔中时，传感器单元和主体相互之间被加工成为在密封接缝区的相邻表面之间形成间隙。
3.根据权利要求1或2所述的传送器，其中装配区包含表面接触区，其中，当传感器单元被放置到空腔中时，在密封接合之前，传感器单元和主体相互之间被加工成为在相邻表面之间形成接触。
4.根据权利要求3所述的传送器，其中装配区包含在表面接触区和间隔区之间延伸的过渡区，并且其中，当传感器单元被放置到空腔中时，在密封接合之前，传感器单元和主体相互之间被加工成为形成楔形间隙。
5.根据前述权利要求的任一项所述的传送器，其中传感器单元和主体的相邻表面在装配区的截面上彼此形成一个角度α，其中当传感器单元被放置到空腔中时，0＜α＜3度。
6.根据前述权利要求的任一项所述的传送器，其中空腔是圆柱状的，传感器具有活塞的形状，并且，其中相邻表面分别由圆柱和活塞的外围内表面和外表面组成。
7.根据前述权利要求的任一项所述的传送器，其中传感器单元和主体中的至少一个的相邻表面包含至少两个彼此形成角度α的表面部分，其中，在密封接合之前，0＜α＜3度。
8.根据权利要求4-7中的任一项的传送器，其中，通过焊接，传感器单元与主体部分密封地接合，并且，其中焊接过程中的熔融物接合表面接触区。
9.根据权利要求8所述的传送器，其中焊接过程中产生的熔融物接合表面过渡区的至少一部分。
10.根据前述权利要求的任一项的传送器，其中，空腔从被连接到相联压力系统的第一末端到容纳传感器的相对的第二末端形成管道部分，并且，其中在密封接合前，当传感器单元被放置到空腔中时，主体和传感器单元的相邻表面在垂直于管道的横截面上具有圆形形状。
11.根据前述权利要求的任一项的传送器，其中主体形成连接传送器到压力系统的连接件。
12.用于压力传送器的压力传感器单元，所述传感器单元包含带有底面部分的空腔和朝着一个开口向上延伸的侧壁，该开口用一种柔性膜所密封，其中，侧壁的外表面形成装配表面，其在最后的装配步骤中与相联的压力传送器主体部分的相应装配表面装配在一起，其特征在于装配表面包含至少两个非平行的表面部分。
13.用于传送器的主体部件，所述主体部件形成具有开口的空腔，该开口用于接收压力传感器，并且在空腔中，装配表面在最后的装配步骤中与相联的传感器的相应装配表面装配在一起，其特征在于接触表面包含至少两个非平行的表面部分。
14.一种制造压力传送器的装配装置，所述装置包含压力传感器单元，其包含底面部分和朝着一个开口向上延伸的侧壁，该开口用一种柔性膜密封，其中，侧壁的外表面形成装配表面，其在最后的装配步骤中与相联的压力传送器主体部分的相应装配表面装配在一起，和主体部分，其形成一个具有开口的空腔，该开口用于接收压力传感器，并且，在空腔中，装配表面在最后的装配步骤中与传感器的装配表面装配在一起，其特征在于，当传感器单元被放置到空腔中进行密封接合时，传感器单元和主体相互之间被加工成为在至少装配表面的一部分之间形成间隙。
全文摘要
本发明提供一种压力传送器，其带有主体部件和被密封接合的传感器单元。相邻于密封接缝，在主体和传感器单元的相邻表面之间有间隙，当主体和传感器单元被通过例如焊接装配时，该间隙使装配过程更加容易，并且使得气体从密封接缝区中排除更加容易。本发明还提供了一种主体部件，一种传感器单元部分和一种包含用于制造上面提到的类型的传送器的这些部件的装置。
文档编号G01L19/14GK1648628SQ20051005092
公开日2005年8月3日 申请日期2005年1月29日 优先权日2004年1月30日
发明者J·沃格勒, E·汤森 申请人:丹福斯有限公司