專利名稱：懸掛測量機構式壓力計的線性度調節(jié)特征的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的技術領域為具有彈簧懸掛測量機構的壓力計的組裝后的線性度調節(jié)。
國家標準ASME B-40.1建立了懸掛測量機構式表可達“A級”或較精密的精度所依據的精度標準。按照該精度標準，指針的轉動需要精密地設計以符合刻度盤面顯示的增量布置。過去朝著線性化的努力一直需要對扇形齒輪進行特殊的、高成本的、不切實際的設計改變。另外，只有拆除外殼進行某種程度的拆卸才能進行調節(jié)，因而在所有壓力計零件完成再次組裝后，必須進行最后的精度檢查。這種附加的操作，從產品成本的觀點來看，一直使線性度調節(jié)是不實用的。
彈簧懸掛測量機構式壓力計的商用形式例如公開在美國專利第4,055,085號和第4,444,057號中，這兩個專利在本說明書中用作參考。彈簧懸掛測量機構或其放大器安裝在包爾登管的自由端上，以便使與其結合的運動浮動。一個遠程連接的連接線致動器伸入運動路徑，以便為放大器的鉸接扇形齒輪臂限定一根樞軸線。在圍繞致動器軸線的旋轉中，扇形齒輪臂可驅動一個可轉動的輸出軸，該輸出軸支承一個與刻度盤面相對的指針或類似物。在一種典型的結構中，這種儀表的線性度的表面形式是在制造過程中預先設定的。這通常包括調節(jié)放大器在桿(stem)上方的高度，以便基本與包爾登管的工作特性相匹配而與其它部位可能提供的工作特性的變化無關。這是在將致動器連桿可靠地用鍵固定在桿上之前，使致動器連桿定位于一個需要的，但又是任意的高度上而實現(xiàn)的。
但是，上述情形一直是引起點的不精確度的因素，這是由于直至連線用鍵固定(staking)之后，壓力計才可開始校準。迄今以來，一旦完成用鍵固定以后，就不能方便地改變那些可能對提高線性度有貢獻的預先設定的關系。
盡管已經認識到上述情況，迄今仍未知道一種方便的解決方案。
本發(fā)明的另一個目的是通過下述方式實現(xiàn)上述目的在組裝后進行連桿位移來限定懸掛測量機構的樞軸線。
本發(fā)明的另一個目的是通過下述方式實現(xiàn)上述目的在壓力計的工作范圍上能夠低成本地進行線性度調節(jié)。
本發(fā)明涉及具有懸掛測量機構的那種壓力計。更具體來說，本發(fā)明涉及一種壓力計，其中懸掛測量機構能夠在工作后進行線性度調節(jié)，以便提高壓力計讀出值的指示精度。
按照本發(fā)明，壓力計是上述美國專利第4,246,796號所公開的那種懸掛測量機構式的。該壓力計包括一個包爾登管，該包爾登管內部與一個進口管座連通，該進口管座伸出壓力計殼，在壓力計殼中接納監(jiān)測壓力的流體。懸掛測量機構固定在包爾登管的自由端上，包括一個扇形齒輪臂，該扇形齒輪臂由長連桿的遠端支承?，F(xiàn)有技術中，在最初組裝中連桿可靠地系固在位，與這種現(xiàn)有技術不同，本發(fā)明的連桿只是借助受控的阻力更為臨時地固定在位，這使連桿可以在組裝后進行外部位移。通常的校準首先是使用設備進行的，過程是在美國國家標準ASMEB40.1第六節(jié)中推薦的。在該過程中收集的數據將指示為了改進受測壓力計的精度等級所需要的線性度調節(jié)量。然后通過按照需要適當位移連桿，可以響應于壓力輸入，精確地實現(xiàn)指針指示的線性度變化。這樣的結果是可以實現(xiàn)壓力計讀出的改進的線性精度。
圍繞連桿下端設置的壓力計的管座中的一個橫向凹槽使得上述線性度調節(jié)可以進行。雖然使用了市售的校準機構，但是線性度調節(jié)是通過使用小手鉗或其它適當的手動工具實現(xiàn)的，使工具的頭部伸入凹槽內以夾住連桿的下端。這使工具起到杠桿作用，從而使連桿可以平行于管座軸線作直線位移，直至實現(xiàn)最佳的線性度。以這種方式使連桿位移的效果是改變測量機構的扇形齒輪臂轉動軸線的位置以改進儀表工作范圍上的線性精度。其后，如果需要，可以將連桿更為牢固地固定。
前述簡單而有效的結構特征的結果不僅可使壓力計本身提高精度，而且同時可符合國家標準ASME B40.1，以便使產品在市場上升級。
本專業(yè)技術人員對照以下附圖閱讀下面的詳細說明可以進一步理解本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點，以及本發(fā)明的其它優(yōu)越的方面。
現(xiàn)在參閱

圖1和2，圖中表示已在美國專利第4,246,796號中公開的那種懸掛測量機構式的壓力計結構。這種壓力計10包括一個管座12，其中在進口14處接受被檢測的流體壓力，進口14設有螺紋16，以便將壓力計連接于一個使用該壓力計的系統(tǒng)。在進口14接受的流體壓力連通于一個包爾登管18，該包爾登管具有一個自由端19，該自由端響應于在進口14處接受的增量壓力變化，以公知的方式承受弧形運動位移。管自由端19的運動傳至放大器20以產生一個相互有關的、放大的輸出運動，以便操縱一個指針，該指針與刻度盤面26上的壓力值24相關。除了管座12以外，每個前述零件包括基本容納在包圍殼體28內的壓力計操縱機構。所述殼體由一個通過螺釘32固定于管座12上的杯形殼狀底板30構成。一個儀表前蓋34可伸縮地裝配在底板30上，將透明的表面玻璃36固定在底板上，以便觀察指針相對于刻度盤面26的位置。
放大器20包括一個中央直立U形支架38，該框架通過裝在包爾登管18的自由端19上的U形托架40固定，這可借助粘結、軟焊、硬焊等實現(xiàn)。由于按照上述方式被固定，支架和它所支承的零件由于在進口14處接受的壓力變化而承受管自由端19的位移偏轉造成的浮動。
一對可縱向位移的轉軸42和44安裝在支架38中，轉軸42為扇形齒輪臂46提供鉸接支承，而轉軸44構成用于操縱指針22的輸出驅動軸。軸44的轉動是借助固定在其上的、與臂46的扇形齒輪50嚙合的小齒輪48實現(xiàn)的。
為實現(xiàn)放大操作，設有一個致動器，呈剛性相對較高的金屬長彈簧絲或連桿52的形式，該連桿的一端伸入管座凹槽53，在該凹槽中，連桿在標號54處用鍵固定在管座上。在致動絲52中的偏移部56的正上方，致動器接合可調鎖緊螺釘60的圓錐形端部58(圖4)，鎖緊螺釘60擰在管座12中。在該位置的豎直上方，致動器延伸至一個偏移部或彎曲部62，該彎曲部位于扇形齒輪臂46的長槽64內，以便限定該臂的旋轉軸線。由于致動器52是彎曲的，彈簧狀接合在螺釘50的端部上，因而可以方便地在箭頭66的方向上進行范圍調節(jié)。
在上述布置中，整個放大器20借助包爾登管端部40和致動器連桿52，以彈簧懸掛的方式受到支承，包爾登管端部40構成與放大器的一個彈簧連接，致動器連桿52構成與放大器的另一個彈簧連接。顯然，至此所描述的整個結構，包括用鍵固定部位54和線性度的預先設定是在正常制造過程中招致的。其后，工作線性度可以由于在工作中有關各零件的特性變化而承受變化。例如，在對于“制造”狀態(tài)的圖6(A)和6(B)中顯示了制造后的典型線性度性能，其中從管座12頂部66至彎曲部62之間的尺寸“X”分別是0.540英寸和0.504英寸。
按照本發(fā)明的為方便地進行線性度調節(jié)的改進能夠最佳地參閱圖3-5和6(C)來理解，當與一個如上所述的壓力計校準器一起設定時，可以進行組裝后的調節(jié)。為了能夠按照本發(fā)明的方式調節(jié)，連接絲的下端部分被接納在黃銅管座材料68中，其中連接絲被可控地用鍵固定至一個可控的阻力，這是通過增加或減小施加在用鍵固定的沖壓頭(staking punch)的力來實現(xiàn)的。這使得連接絲被以小于可靠固定夾緊的力固定，從而使連接絲可線性地在其中位移。
為了上述目的，絲52的下端伸入管座12側壁中的凹部或進入口72中。該進入口包括一個相對較大的圓形開口74，以及一個共軸的向內的較小圓形開口76，從而限定埋頭孔肩部。
為了校準線性度，絲52固定在黃銅管座材料68內的阻力的大小，如上所述地受到控制。因此，以組裝后進行的方式，而且無需卸下殼體28，連接絲52可以如箭頭78(圖5)所示上、下位移。連接絲的位移可以很好地利用一個手動工具如常用的側向刀具(side cutter)80實現(xiàn)，使刀具的端部82伸入埋頭孔開口76，同時壓緊絲52。這樣，根據需要，沿箭頭78的方向在位移絲52中形成手動杠桿作用。由于位移是與一個校準器一起進行的，現(xiàn)有的壓力計零件，無論具有怎樣的性能特征，都可彼此相對移動，以便實現(xiàn)扇形齒輪臂46的起始角度的變化，從而使線性度設定最佳化。
前述內容的意義在于其使得結構簡化，以及可以作為組裝后的程序，完全在壓力計的外部進行。只要設置一個允許插入的進入口，使用一個手動工具，夾住連接絲，使其上、下滑動，就可以迅捷地、方便地進行調節(jié)。結果是形成線性度調節(jié)，僅僅通過根據每個壓力計組件的需要抬高或降低連桿，從而改變扇形齒輪起始角度。
上面的描述公開了一種新穎結構，用于以經濟、可行的方式實現(xiàn)懸掛測量機構式壓力計的線性度調節(jié)。這種特征結構簡單且需要很少的零件就能夠以最低的成本方便地進行，同時可以實現(xiàn)增加壓力計精度的效果。
由于在上述結構中可進行許多變化，而且可以實現(xiàn)本發(fā)明的許多顯著不同的實施例而并不超出本發(fā)明的范圍，因而附圖和說明書中所有內容都應為描述性的而并非限定性的。
權利要求
1.一種具有懸掛測量機構的壓力計，包括一個包爾登管，在包爾登管中接受準備監(jiān)測壓力的流體；一個在工作中固定在包爾登管的輸出端上的放大器；一個橫向銷，該橫向銷限定一個軸線，以便實現(xiàn)所述放大器響應于所接受的流體壓力的變化的樞軸式操作；以及由所述放大器操縱的標記，用于實現(xiàn)所述壓力計線性度校準的改進在于一個支承件，用于部分固定地保持所述橫向銷，以便對線性位移提供預定的阻力；以及進入裝置，它使所述橫向銷能夠在所述支承件上位移，從而實現(xiàn)所述標記指針的線性度校準。
2.如權利要求1所述的壓力計，其特征在于所述壓力計包括一個外部管座，被監(jiān)測的接受的流體從該管座連通于所述包爾登管，所述橫向銷包括一長銷的偏移部分，所述支承件在工作中保持所述長銷的一個部分，該部分從所述偏移部分延伸至一個超出所述支承件的遠端，從所述進入裝置可以迫使其在所述支承件上位移。
3.如權利要求2所述的壓力計，其特征在于所述壓力計包括一個用于包圍所述懸掛測量機構的殼體，所述外部管座伸出并暴露在所述殼體外面，所述長銷的遠端在一個所述殼體外面的位置上設置在所述管座上。
4.如權利要求3所述的壓力計，其特征在于在所述管座的與所述長銷的遠端相對的側壁中形成一個橫向凹槽，所述凹槽適于接納一個手動工具，以便夾住長銷，并使所述銷與所述管座的軸線成平行關系地線性位移。
5.如權利要求4所述的壓力計，其特征在于所述橫向凹槽能夠接納手動工具的一個端部，以便手動地實現(xiàn)所述銷的杠桿式位移。
6.如權利要求5所述的壓力計，其特征在于所述橫向凹槽包括一對共軸的孔，以形成一個表面，一個手動工具的端部抵靠該表面可在位移所述銷時形成杠桿作用。
7.如權利要求1所述的壓力計，其特征在于所述支承件借助用鍵固定的方式，以對位移的預定的阻力有效地固定所述橫向銷。
全文摘要
在具有懸掛測量機構的壓力計(10)中,為了實現(xiàn)組裝后的壓力計線性度調節(jié),使一個長形致動銷的下端與進口管座(12)的軸線平行地位移,所述銷牢固地,但又不是固定地保持在所述管座上。
文檔編號G01L7/04GK1384916SQ00813863
公開日2002年12月11日 申請日期2000年9月20日 優(yōu)先權日1999年10月5日
發(fā)明者戴維·A·杜什 申請人:裝飾公司