一种用于高压容器的压力表的制作方法

本发明涉及一种计量检测设备，尤其是一种用于高压容器的压力表。

背景技术：

压力表是用来检测压力的计量设备，为了保证高压容器的安全，需要通过安装压力表对高压容器内部的压力进行实时监测。但是，现有的压力表为了高压使用工况下的安全性和耐用性，会影响到低压区域测量精确度降低，从而使得压力表的有效测量范围较少。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种用于高压容器的压力表，能够解决现有技术的不足，在保证压力表安全性的同时提高了低压区域的测量精确度。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种用于高压容器的压力表，包括外壳体，外壳体顶部连接有表头，所述外壳体底部设置有螺纹部，外壳体内设置有隔膜腔，隔膜腔内固定有隔膜，隔膜的中心设置有通孔，通孔的顶面边缘固定有顶升内芯，顶升内芯外侧套接有顶升外套，顶升外套与表头连接，通孔的底面边缘固定有若干个第一弹片，第一弹片的底端朝向通孔的轴向方向倾斜设置，外壳体底部固定有密封圈，密封圈的内侧活动插接有活塞杆，活塞杆的顶面边缘设置有与第一弹片一一对应的第一滑槽，活塞杆顶面的中心设置有圆柱形顶销，圆柱形顶销的顶面设置有球形凸起，顶升内芯底面的中心设置有与圆柱形顶销插接配合的凹槽，凹槽的内部对称设置有两个第二弹片，第二弹片的底部固定在凹槽的内侧壁上，第二弹片的顶部设置有弧形部，弧形部位于凹槽的顶壁上，第二弹片的内侧面固定有橡胶层，橡胶层与圆柱形顶销的侧壁相接触，活塞杆的顶面与第一弹片或者顶升内芯择一接触。

作为优选，所述活塞杆的侧壁固定有与第一弹片相互卡接的支架。

作为优选，所述凹槽的底部边缘固定有橡胶衬套，橡胶衬套的两端通过齿形环固定。

作为优选，所述顶升外套通过轴套固定在外壳体内，顶升内芯螺纹连接在顶升外套内，顶升外套内通过弹簧安装有基片，基片内部卡接有橡胶膜片，橡胶膜片与基片之间设置有圆台形弹性架，顶升内芯的顶部与橡胶膜片相接触。

作为优选，所述圆台形弹性架内部设置有限位块，限位块的高度小于圆台形弹性架的高度。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过采用两级传动结构实现对低压区域和高压区域测量机构的独立设定。在低压区域测量时，活塞杆顶面与第一弹片相接触，被测压力通过第一弹片和隔膜传递至顶升内芯，然后通过顶升外套驱动表头进行显示。这一传递结构具有较大的形变能力，从而可以对低压区域进行较为精确的测量，同时便于在低压区进行校准。随着被测压力的升高，活塞杆向上移动，圆柱形顶销穿过隔膜上的通孔后直接与顶升内芯上的凹槽插接配合，实现活塞杆与顶升内芯的直接刚性连接，使得被测压力通过活塞杆直接传递至顶升内芯，而这时隔膜则用来为缓冲高压提供弹性形变余量。第一弹片与第二弹片分别对活塞杆的底部和上部进行两级夹持，以保证压力传递过程中活塞杆的轴向对中。球形凸起对第二弹片的弧形部产生外侧挤压后，第二弹片产生朝向内侧的弹性形变区域，从而加大橡胶层对圆柱形顶销的摩擦力，实现对轴向高压冲击的第一级缓冲。与此同时，橡胶衬套和橡胶膜片分别用来实现另两级缓冲，从而在出现高压冲击时对压力表进行有效保护。橡胶衬套采用齿形环固定，可以利用齿形环上不同位置的贴合固定位置不同的特点提高橡胶衬套的轴向形变能力。弹簧和圆台形弹性架用来对橡胶膜片提供充足的支撑和弹性形变空间，从而无论是在低压区域还是高压区域，都可以实现良好的线性形变缓冲。限位块可以在压力表出现过压形变时对压力变的驱动机构进行限位锁止。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中圆柱形顶销与凹槽插接位置的结构图。

图3是本发明一个具体实施方式中齿形环与橡胶衬套固定区域的径向剖视图。

图4是本发明一个具体实施方式中顶升外套内部缓冲结构的结构图。

图中：1、外壳体；2、表头；3、螺纹部；4、隔膜腔；5、隔膜；6、通孔；7、顶升内芯；8、第一弹片；9、密封圈；10、活塞杆；11、第一滑槽；12、圆柱形顶销；13、球形凸起；14、凹槽；15、第二弹片；16、弧形部；17、橡胶层；18、支架；19、橡胶衬套；20、齿形环；21、顶升外套；22、弹簧；23、基片、24、橡胶膜片、25、圆台形弹性架；26、限位块；27、轴套；28、环形槽；29、环形托架。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-4，本发明一个具体实施方式包括外壳体1，外壳体1顶部连接有表头2，所述外壳体1底部设置有螺纹部3，外壳体1内设置有隔膜腔4，隔膜腔4内固定有隔膜5，隔膜5的中心设置有通孔6，通孔6的顶面边缘固定有顶升内芯7，顶升内芯7外侧套接有顶升外套21，顶升外套21与表头2连接，通孔6的底面边缘固定有若干个第一弹片8，第一弹片8的底端朝向通孔6的轴向方向倾斜设置，外壳体1底部固定有密封圈9，密封圈9的内侧活动插接有活塞杆10，活塞杆10的顶面边缘设置有与第一弹片8一一对应的第一滑槽11，活塞杆10顶面的中心设置有圆柱形顶销12，圆柱形顶销12的顶面设置有球形凸起13，顶升内芯7底面的中心设置有与圆柱形顶销12插接配合的凹槽14，凹槽14的内部对称设置有两个第二弹片15，第二弹片15的底部固定在凹槽14的内侧壁上，第二弹片15的顶部设置有弧形部16，弧形部16位于凹槽14的顶壁上，第二弹片15的内侧面固定有橡胶层17，橡胶层17与圆柱形顶销12的侧壁相接触，活塞杆10的顶面与第一弹片8或者顶升内芯7择一接触。在低压区域测量时，活塞杆10顶面与第一弹片8相接触，被测压力通过第一弹片8和隔膜5传递至顶升内芯7，然后通过顶升外套21驱动表头2进行显示。这一传递结构具有较大的形变能力，从而可以对低压区域进行较为精确的测量，同时便于在低压区进行校准。随着被测压力的升高，活塞杆10向上移动，圆柱形顶销12穿过隔膜5上的通孔6后直接与顶升内芯7上的凹槽14插接配合，实现活塞杆10与顶升内芯7的直接刚性连接，使得被测压力通过活塞杆10直接传递至顶升内芯7，而这时隔膜5则用来为缓冲高压提供弹性形变余量。活塞杆10的侧壁固定有与第一弹片8相互卡接的支架18。凹槽14的底部边缘固定有橡胶衬套19，橡胶衬套19的两端通过齿形环20固定。第一弹片8与第二弹片15分别对活塞杆10的底部和上部进行两级夹持，以保证压力传递过程中活塞杆10的轴向对中。球形凸起13对第二弹片15的弧形部16产生外侧挤压后，第二弹片15产生朝向内侧的弹性形变区域，从而加大橡胶层17对圆柱形顶销12的摩擦力，实现对轴向高压冲击的第一级缓冲。与此同时，橡胶衬套19和橡胶膜片24分别用来实现另两级缓冲，从而在出现高压冲击时对压力表进行有效保护。橡胶衬套19采用齿形环20固定，可以利用齿形环20上不同位置的贴合固定位置不同的特点提高橡胶衬套19的轴向形变能力。顶升外套21通过轴套27固定在外壳体1内，顶升内芯7螺纹连接在顶升外套21内，顶升外套21内通过弹簧22安装有基片23，基片23内部卡接有橡胶膜片24，橡胶膜片24与基片23之间设置有圆台形弹性架25，顶升内芯7的顶部与橡胶膜片24相接触。弹簧22和圆台形弹性架25用来对橡胶膜片24提供充足的支撑和弹性形变空间，从而无论是在低压区域还是高压区域，都可以实现良好的线性形变缓冲。圆台形弹性架25内部设置有限位块26，限位块26的高度小于圆台形弹性架25的高度，可以在压力表出现过压形变时对压力变的驱动机构进行限位锁止。

另外，基片23的内侧壁设置有轴向剖面为v字型的环形槽28，橡胶膜片24的边缘卡接在环形槽28内，圆台形弹性架25与橡胶膜片24接触的一端设置有轴向剖面为y字型的环形托架29。通过环形槽28和环形托架29对橡胶膜片24的固定和支撑，可以有效提高橡胶膜片24受力后的形变均匀度，不仅提高了测量的精确度，同时还提高了橡胶膜片24的使用寿命。

其中，本申请中表头的具体结构和顶升外套与表头的连接结构均与现有的机械指针压力表的对应结构相同，属于公知常识，在此不再详述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。