专利名称：流体压力控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及流体压力的定量控制，属于具有电接点的流体压力控制器。
现有的具有电接点的流体压力控制器中，有一种为波纹管式，例如我国目前生产的YWK－50型压力控制器。它具有一个大的盒体，盒体的一个带孔侧板的外部，装有带中心孔的板状支座，且该支座与波纹管、压盘及带进气孔的罩体构成受压腔。当受压腔受压且压力上升到一定值时，罩体内的压盘就会压缩波纹管，并使波纹管内的，一端与压盘焊接，而另一端穿过支座中心孔和侧板孔的传动杆，向盒体内进一步伸进，触动盒体内的两级杠杆结构进行传动和放大，并克服杠杆上的调力弹簧的作用力，使盒体内的带有电接点的金属片实现闭合或断开。另一种为膜片式，例如我国目前生产的D500／7D型压力控制器。它也具有一个大的盒体，盒体的带孔侧板的外部装有导流管、膜片和带中心孔的膜片支座。它的盒体内具有杠杆机构、单刀双掷开关以及两套调力弹簧、弹簧座和调节螺杆等。两个调节螺杆分别伸出盒体，并与外部的设定值调节端钮和切换差调节端钮相连接。当流体压力使膜片受压变形后，膜片通过传动杆和杠杆机构，对单刀双掷开关进行控制，实现电接点的通断。这两种流体压力控制器的不足之处在于体积大、结构复杂，同时，由于另件多、电接点动作转换环节多、各间隙造成的累积误差大，因而产品的可靠性低，精度低、切换差大。
本实用新型的任务是提供一种体积小、结构简单，可靠性高、精度高，且切换差小的具有电接点的流体压力控制器。
实现上述任务的技术方案是对与支座连接的大盒体及其内部的结构复杂另件多的电接点动作转换机构，以一个简单小巧、可直接转换、电接点输出容量大且动作迅速的簧片架替代，且设置位置从由支座、压盘以及波纹管或膜片所构成的空腔的外部，改为设到该空腔的内部，并在支座上设置可以微调的差动螺纹调整结构。具体地说，也就是对具有电接点及其连接导线，以及具有波纹管或膜片、且波纹管或膜片既与压盘又与带中心孔的支座相连接的压力控制器，在由压盘和支座以及波纹管或膜片所构成的空腔中，设置一个簧片架，该簧片架由前导杆、两个或两个以上带有电接点的簧片、套在簧片外面的定位罩、以及与定位罩径向配合且受定位罩轴向限位的后导杆连成一体。支座上螺纹连接着一个粗调调节筒，并应用差动螺纹原理，在粗调调节筒的内螺孔中螺纹连接着一个内外螺纹的螺距不同的微调调节筒，在微调调节筒的内螺孔中再螺纹连接着簧片架的前导杆。这种压力控制器可以带有壳体，以便形成受压腔。也可以不带壳体，而利用支座上的外螺纹或法兰边，直接装在压力容器或设备上，并将压盘一端伸入压力腔。
与电接点连接的导线，可以从前导杆的中心孔中引出。但为了缩小前导杆直径和加工方便，最好将导线从粗调调节筒的导线孔中引出，而这样做后，为了使粗调调节筒与簧片架能实现同步转动，既避免引出导线受损坏，又能在个别频繁调整的场合使用，可以使粗调调节筒上具有与簧片架上的凸部对应配合的槽或孔，或者使粗调调节筒上具有与簧片架上的槽或孔对应配合的凸部。
使后导杆既与定位罩径向配合又受定位罩轴向限位的目的，是使后导杆与前导杆具有良好的同轴度，以保证簧片架的动作精度，且使后导杆在轴向位移达到一定的位移微量时，受到定位罩的轴向限位，以保证簧片架在超压情况下不受损坏。具体方案也有多种多样。可以使后导杆具有环形槽，而定位罩具有与环形槽径向配合的缩口或内凸体并形成对后导杆的双向轴向限位。也可以使后导杆具有轴肩或具有定位凸体，以形成受定位罩轴向限位的定位端面，而定位罩具有缩口或具有有孔定位端盖，以便既与后导杆的细杆部分径向配合，又对后导杆的定位端面轴向限位。最好是直接使后导杆具有与定位罩径向配合且受定位罩轴向限位的定位端盖，即后导杆可以是与定位端盖一起，由一体材料整体制成，也可以是由芯杆与定位端盖焊接或粘接而成，且定位端盖可以与定位罩的内壁或外壁径向配合，又在轴向位移中受定位罩的轴向限位。
为了使定位罩能对后导杆轴向双向限位，最好使后导杆与定位罩螺纹连接配合，而螺纹的轴向配合间隙，也即为后导杆的轴向位移微量。
为了使压盘既能对后导杆产生压力，又能对后导杆产生拉力，可以使后导杆与压盘螺纹连接。
为了使压力控制器只要变换簧片结构就能适用于正压或负压控制，可以使后导杆既与定位罩螺纹连接，又与压盘螺纹连接。
对于波纹管式压力控制器，为了使它不仅能应用于低压，也能应用于中压或高压，可以在由支座、波纹管及其压盘构成的空腔中，介于粗调调节筒与压盘之间设有压缩弹簧，以便使压盘受压后不仅要克服波纹管的弹性力，还要克服压缩弹簧的弹性力，才能轴向位移并对簧片架产生压力，这样，就使压力设定值得到提高。
本实用新型将现有技术中体积大、结构复杂且另件多的电接点动作转换机构改进为结构简单小巧、可靠性好、可直接转换、动作迅速的簧片架，同时设置位置又从由支座、压盘以及波纹管或膜片所构成的内腔的外部变为内部，占位合理。不仅体积大大缩小，结构大为简化，另件减少，而且电接点输出容量大，与现有技术相同。更主要的是，在压盘对簧片架产生轴向力后，压盘的轴向位移量仅只经过簧片架就一次直接转换放大为电接点的径向位移量，既转换环节少，又放大倍数大，电接点位移量达压盘位移量的100～150倍，电接点能迅速闭合或断开，动作时间仅10～20毫秒。再加上设置的调整机构采用了差动螺纹调整结构，微调灵敏度高。因此，与现有技术相比，大大提高了产品的可靠性和精度，且重复性好，设定值误差小，切换差小。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
图1为一种带有壳体的、适用于中压的波纹管式压力控制器结构图。
图2为图1中粗调调节筒的剖视图。
图3为图2的A－A剖视图。
图4为图2的A向视图。
图5为图3所示的粗调调节筒与簧片架的装配图。
图6为粗调调节筒与簧片架的又一种同步转动结构装配图。
图7为图6的B－B剖视图。
图8为后导杆的又一种制造和装配工艺的结构图。
图9为压盘的又一种制造和装配工艺的结构图和装配图。
图10为用绝缘胶粘接每个簧片两端的一种结构图。
图11～14分别为本实用新型的四种基本的簧片结构原理图。
图15为一种适用于高压的波纹管式压力控制器的结构图。
图16为一种适用于微压的膜片式压力控制器的结构图。
图17为又一种三位式簧片结构图。
图1所示的一种适用于中压的波纹管式压力控制器，它的波纹管(2)的一端与压盘(1)连接，另一端与带中心孔的支座(3)连接，连接方式是焊接，也可以是粘接或其它密封连接。在由压盘(1)、波纹管(2)和支座(3)所构成的空腔中，设置有一个簧片架，该簧片架由前导杆(9)、两个带有电接点(10)的簧片(11)、定位罩(12)以及后导杆(13)通过焊接或粘接而连成一体。定位罩(12)套在簧片(11)外面，它由一个管状体加上可与前导杆(9)连接的顶部构成，也可以是其它罩式结构。后导杆(13)具有与定位罩(12)的罩口端径向配合且受定位罩(12)轴向限位的定位端盖(21)(参见图1、8)。支座(3)上螺纹连接着一个粗调调节筒(4)，粗调调节筒(4)的内螺孔中，螺纹连接着一个内外螺距不同的微调调节筒(6)，微调调节筒(6)的内螺孔中，螺纹连接着簧片架的前导杆(9)。电接点(10)与簧片(11)之间有绝缘层或绝缘片(也可以在每个簧片(11)的两个端部均粘有绝缘层，例如图10所示用高压绝缘胶(24)进行粘接)。与电接点(10)连接的导线(7)经粗调调节筒(4)的导线孔(8)引出。(也可以使用空心管状的前导杆(9)，并使导线(7)经前导杆(9)的中心孔内穿出)。粗调调节筒(4)上可加设锁紧螺母(5)进行紧定，或在支座(3)上开径向孔并设紧定螺钉，或采用加嵌料、调整后粘接等其它方法紧定。支座(3)装在具有单通道或双通道的、加设○形圈的壳体(15)上，以便形成受压腔并与压力流体的管道相通。在由压盘(1)、波纹管(2)和支座(3)所构成的空腔中，介于粗调调节筒(4)与压盘(1)之间还设置有一个压缩弹簧，该压缩弹簧采用圆柱形螺旋弹簧(14)。压盘(1)受压后，必须同时克服波纹管(2)与圆柱形螺旋弹簧(14)的弹性力，才能进而对后导杆(13)产生压力，因而使该压力控制器的压力设定值提高，能适应中压压力控制。
图1所示的波纹管式压力控制器，其工作原理是当压力流体进，入壳体(15)内的受压腔后，由于波纹管(2)与压盘(1)和支座(3)密封连接形成了一个半封闭的空腔，因而压盘(1)在流体的压力作用下，压缩波纹管(2)和圆柱形螺旋弹簧(14)，克服它们的弹性力并发生轴向位移，当受压腔的压力到达设定值时，压盘(1)的内腔侧工作端面立即压迫后导杆(13)的相邻端工作端面，使后导杆(13)向定位罩(12)的方向轴向微量位移，直至受到定位罩(12)的轴向限位而停止位移。在位移微量由δ变为0的过程中，两簧片(11)受后导杆(13)的轴向压力而更趋弯曲，挠度增大，使两个电接点(10)径向位移并互相闭合，导线(7)导通，从而发出定量控制的电信号，进而去控制有关设备正常运行。当受压腔的流体压力下降至小于设定值压力时，压盘(1)不再压迫后导杆(13)，因而簧片(11)释压，挠度变小直至复位，使两个电接点(10)径向位移并互相脱离，导线(7)断开，压力控制器恢复电接点(10)的常开状态。
很显然，当图1所示结构的压力控制器卸去压缩弹簧后，则压盘(1)受压后只需克服波纹管(2)的反力就能进而压迫后导杆(13)，因而压力设定值就降低，就能适应低压压力控制。
图1所示的压力控制器，其压力设定值的调整，是由粗调调节筒(4)与微调调节筒(6)共同完成的。旋转粗调调节筒(4)既可调节压缩弹簧的弹簧力，又可调节簧片架的轴向位置。旋转微调调节筒(6)则只能调节簧片架的轴向位置。由于微调调节筒(6)的内外螺纹不同，因此，微调调节筒(6)每旋转一圈，前导杆(9)只上升或下降一个内外螺距之差。这种差动螺纹调整结构，是本实用新型的压力设定值能够实现微量调节的主要原因。
图2～4为图1中粗调调节筒(4)的结构图，它具有两只轴向的导线孔(8)，且相对簧片架的对应部位具有端面键槽(16)。
图5为图3所示的粗调调节筒(4)与簧片架的装配图。簧片(11)的与前导杆(9)连接端端部构成簧片架的端键(17)，且定位罩(12)与簧片(11)的该连接端焊接成粘接。
图6、7为粗调调节筒与簧片架的又一种同步转动结构图，定位罩(12)的与前导杆(9)连接端具有多边形(例如四边形)凸部(18)，粗调调节筒(4)的对应部位具有多边形(例如四边形)凹孔(19)。
对于图5、6所示的两种结构，也可以与此相反，例如在定位罩(12)的与前导杆(9)连接端具有端面键槽，而粗调调节筒(4)的对应部位具有端键。或者在定位罩(12)的与前导杆(9)连接端具有多边形凹孔，而粗调调节筒(4)的对应部位具有对应的多边形凸部。
图8为后导杆(13)的又一种结构图。它不是如图1那样的具有定位端盖且与定位端盖由一体材料整体制成的单个另件，而是由芯杆(20)和定位端盖(21)螺纹连接并焊接或粘接而成。这种结构，既便于定位罩(12)轴向限位，又便于调试，从而使后导杆(13)具有一个适当的、可向定位罩(12)方向轴向位移的位移微量δ，既能保证后导杆(13)有足够的位移微量δ，以便使簧片(11)产生弹性变形，又能保证后导杆(13)不因位移微量δ过大而使簧片(11)产生塑性变形，造成损坏(即流体超压波动造成损坏)。
簧片架的制造可以采用焊接或粘接等方法加工成一体。例如将簧片(11)的两端分别与前导杆(9)，后导杆(13)压接并焊接，再将定位罩(12)套装并焊接在簧片(11)，或前导杆(9)上。也可以对前导杆(9)、簧片(11)，和后导杆(13)(或后导杆(13)的芯杆(20))，用一根金属杆料加工成一个一体另件，再在簧片(11)上装带绝缘片的电接点(10)和连接导线(7)，再套接定位罩(12)并焊接或粘接成一体。
图9为压盘(1)的又一种结构图。该压盘(1)不是如图1所示由一体材料制成的单个另件，而是由一端带起子槽的中心螺钉(22)与环形盘(23)螺纹连接并焊接或粘接而成。这样做可帮助粗调调节筒(4)与微调调节筒(6)对压力设定值的可调范围进行调整。此外，压盘(1)与后导杆(13)之间的各种接触配合或间隙配合。例如平面式接触配合或轴孔式端面配合，也可以改为螺纹连接配合。这样做可使压盘(1)对后导杆(13)既可施加轴向压力又可施加轴向拉力。
如图9所示，当与压盘(1)螺纹连接的后导杆(13)也同时与定位罩(12)螺纹连接时，由于螺纹配合存在着轴向间隙，使后导杆(13)与定位罩(12)之间也就存在着轴向的位移微量δ，因而后导杆(13)在轴向压缩方向或轴向拉伸方向均受到定位罩(12)的轴向限位，也即受到双向轴向限位。此时，只要选配合适的簧片结构(见下面对图11～14的介绍)及其组合；便可使压力控制器适用于正压或负压控制。
图11～14为本实用新型的四种基本的簧片结构图，简述如下(1)压力常开型(见图11)。它的两个电接点在通常状态下是断开的，当簧片受压后电接点闭合。
(2)压力常闭型(见图12)。它的两个电接点在通常状态是闭合的，当簧片受压后电接点断开。
(3)张力常开型(见图13)。它的两个电接点在通常状态是断开的，当簧片受拉后电接点闭合。
(4)张力常闭型(见图14)。它的两个电接点在通常状态是闭合的，当簧片受拉后电接点断开。
上述四种簧片结构应用在簧片架上时，簧片(11)相对于簧片架的轴心线有的成正弧状，有的成反弧状，因而，当簧片架两端受到轴向的压力或拉力时，簧片(11)的挠度就会变大或变小，使电接点(10)发生径向位移并闭合或断开，形成导线(7)的接通或断路。
根据压力控制器的簧片架受力方向的不同，再对簧片的上述四种基本结构进行合理选择和组合运用，可以得到多种的电接点控制线路，还可根据使用场合的不同，采用一位式的常闭或常开电信号控制，或者采用两位式或三位式的常闭常开组合电信号控制。
由上述介绍可知，图1所示的波纹管式压力控制器，只要稍加改装，就能由适用于正压、而变为适用于负压，改装方法是①卸去压缩弹簧，②对簧片架的簧片结构由压力式变换为张力式(参见图13)，③对后导杆(13)与压盘(1)的连接方式由轴孔式端面配合变为螺纹连接配合(参见图9)，④对后导杆(13)与定位罩(12)的配合方式改变为螺纹连接配合(参见图9)，或者改变为后导杆(13)具有定位凸体，而定位罩(12)的罩口端具有缩口或具有带孔定位端盖，且定位凸体位于缩口或带孔定位端盖的簧片一侧。
图15所示为一种适用于高压的波纹管式压力控制器，它的结构与图1所示相同。所不同的主要是介于支座(3)与压盘(1)之间设置的压缩弹簧采用了蝶簧(24)，可用一只，也可用两只。该结构适用于高压控制。此外，簧片(11)的结构型式也不同，为三位式，具有6个带有电接点(10)的簧片(11)。
图16为一种适用于微压的膜片式压力控制器，它的结构也与图1和图14所示相同，所不同的主要是用膜片(26)替代了波纹管(2)，同时，后导杆(13)既与压盘(1)直接螺纹连接，又通过与芯杆(20)一体的或相连的定位端盖(21)，与定位罩 (12)的罩口端螺纹连接。后导杆(13)与定位罩(12)的轴向螺纹配合间隙，也就是后导杆(13)的位移微量δ。此外，支座(3)的轴向尺寸变长，簧片架基本上被包容在支座(3)的中心孔中，支座(3)的底部可视膜片(26)的直径而设有一个扩口，扩口处与膜片(26)的圆周边焊接或粘接，膜片(26)的中心处与压盘(1)焊接或粘接。
图16所示的膜片式压力控制器，其工作原理是当膜片(26)受压后，沿中心轴线向支座(3)的中心孔内凹进，并进而对后导杆(13)产生轴向压力，使簧片(11)挠度变大，当压力到达设定值时，电接点(10)闭合，导线(7)导通，从而实现了微压控制。当簧片结构变换成图12所示结构时，电接点(10)就由常开型变成常闭型。
当图16所示结构要用于负压控制时，只要将压力型簧片结构改而选用例如图13或图14所示的张力型簧片结构便可，且选用图13结构则为常开型，选用图14结构则为常闭型。当膜片(26)受到负压后，向外凸出并带动后导杆(13)作轴向微量位移，使电接点(10)作径向位移并实现闭合或断开。
图17为又一种三位式簧片结构。当图16所示的适用于微压的膜片式压力控制器的簧片架变换采用图17所示的簧片结构后，就变成为适用于负压的压力控制器。以自左至右的6个电接点(10)分别编号为①、②、③、④、⑤、⑥，则当膜片(26)受到负压并对簧片架产生轴向拉力后，电接点①与②、⑤与⑥均由闭合变为断开，而紧接着电接点③与④则由断开变为闭合。
本实用新型在实施时，还可根据需要在支座(3)或其壳体(15)上加设接线盒和盒盖，即使这样，整个体积也仅为现有压力控制器的1／3～1／4，而且电接点输出容量能与现有技术相同，可达220V×5A。
本实用新型可广泛应用于石油、水电、重型机械、化工等工业系统的流体压力自控系统。例如用于锅炉、液压设备、压缩机、给水设备、稀油润滑站等等。并可根据不同压力范围、不同位式控制及常闭常开等要求，生产出各种不同规格和型号的产品，以分别适应微压低压、中压、高压及负压自控系统的需要。
附本实用新型压力控制器(0～0.5MPa)与YWK－50型压力控制器(0～0.5MPa)的技术指标。
权利要求1.一种流体压力控制器，具有电接点(10)及其连接导线(7)，还具有波纹管(2)或膜片(26)，且波纹管(2)或膜片(26)既与压盘(1)又与带中心孔的支座(3)相连接，其特征在于a、由压盘(1)和支座(3)以及波纹管(2)或膜片(26)构成的空腔中，设置有一簧片架，该簧片架由前导杆(9)、带有电接点(10)的簧片(11)、套在簧片(11)外面的定位罩(12)、以及与定位罩(12)径向配合且受定位罩(12)轴向限位的后导杆(13)连成一体；b、支座(3)上螺纹连接着一个粗调调节筒(4)，粗调调节筒(4)的内螺孔中螺纹连接着一个内、外螺纹的螺距不同的微调调节筒(6)，微调节筒(6)的内螺孔中螺纹连接着簧片架的前导杆(9)。
2.根据权利要求1所述的流体压力控制器，其特征在于粗调调节筒(4)上具有与簧片架上的槽或孔对应配合的凸部。
3.根据权利要求2所述的流体压力控制器，其特征在于簧片(11)与前导杆(9)连接端端部构成簧片架的端键(17)，而粗调调节筒(4)的对应部位具有端面键槽(16)。
4.根据权利要求2所述的流体压力控制器，其特征在于定位罩(12)的与前导杆(9)连接端具有多边形凸部(18)，粗调调节筒(4)的对应部位具有多边形凹孔(19)。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的流体压力控制器，其特征在于后导杆(13)由芯杆(20)和定位端盖(21)螺纹连接并焊接或粘接而成。
6.根据权利要求5所述的流体压力控制器，其特征在于后导杆(13)与定位罩(12)螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的流体压力控制器，其特征在于后导杆(13)与压盘(1)螺纹连接。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的流体压力控制器，其特征在于由支座(3)、波纹管(2)及其压盘(1)构成的空腔中，介于粗调调节筒(4)和压盘(1)之间还装有压缩弹簧。
9.根据权利要求8所述的流体压力控制器，其特征在于压缩弹簧为圆柱形螺旋弹簧(14)。
10.根据权利要求8所述的流体压力控制器，其特征在于压缩弹簧为蝶簧(24)。
专利摘要本实用新型属于具有电接点的流体压力控制器。本实用新型由于设置了一种简单小巧、电接点容量大、动作迅速、放置位置合理的簧片架及可以微调的差动螺纹调整结构，因而体积小、结构简单，更主要的是可靠性高、精度高，且重复性好，设定值误差小，切换差小。可广泛应用于工业流体的压力自控系统，并适应低、中、高或负压场合的需要。
文档编号G05D16/00GK2072179SQ9021209
公开日1991年2月27日 申请日期1990年4月5日 优先权日1990年4月5日
发明者蒋淑娟, 王汉生, 李子莲, 余才秀, 金同福, 毛加川, 赵仁林, 吴英华, 金冀, 张亚萍 申请人:蒋淑娟, 王汉生, 李子莲, 余才秀, 金同福, 毛加川, 赵仁林, 吴英华, 金冀, 张亚萍