傳感器裝置以及密封傳感器裝置的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種用于感測(cè)燃燒室中的狀況的傳感器裝置。所述傳感器裝置包括具有密封內(nèi)室的傳感器外殼。所述傳感器裝置進(jìn)一步包括附接到所述傳感器外殼的開(kāi)口的連接器。所述連接器將指示所述狀況的信號(hào)傳送到所述傳感器外殼中。緊固件固定到所述連接器。密封構(gòu)件設(shè)置在所述連接器與所述緊固件之間。所述密封構(gòu)件密封地接合所述連接器，以便防止流體通過(guò)所述連接器并進(jìn)入到所述傳感器外殼的內(nèi)室中。本發(fā)明還提供一種密封傳感器裝置的方法。
【專利說(shuō)明】傳感器裝置以及密封傳感器裝置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及火焰?zhèn)鞲衅?，并且更具體來(lái)說(shuō)，涉及具有密封外殼的火焰?zhèn)鞲衅鳌?br> 【背景技術(shù)】
[0002]在以油或氣體為燃料的渦輪機(jī)中，燃料是進(jìn)給到其內(nèi)存在點(diǎn)燃火焰的燃燒室之內(nèi)。如果火焰熄滅、即通常稱作熄火狀況發(fā)生，那么就不需要繼續(xù)將燃料進(jìn)給到未適當(dāng)點(diǎn)燃的熱燃燒室中?；鹧?zhèn)鞲衅魍ǔＳ糜跈z測(cè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒室內(nèi)存在或不存在點(diǎn)燃火焰?；鹧娓袦y(cè)電子設(shè)備通常與火焰?zhèn)鞲衅飨嚓P(guān)聯(lián)，并且可曝露于寬范圍的溫度，如在25攝氏度(77華氏度)到約150攝氏度(302華氏度)的范圍中。由于這些溫度波動(dòng)，收容所述火焰感測(cè)電子設(shè)備的外殼將表現(xiàn)出熱膨脹，從而導(dǎo)致泄漏并且允許濕氣進(jìn)入。這種濕氣對(duì)所述火焰感測(cè)電子設(shè)備造成不利影響，并且因此降低所述火焰?zhèn)鞲衅鞯臏?zhǔn)確度。
[0003]因此，提供具有密封外殼的火焰?zhèn)鞲衅鲗⑹怯杏玫?，所述密封外殼限制濕氣在升高的溫度下進(jìn)入并影響所述火焰感測(cè)電子設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]下文是本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，用于提供本發(fā)明一些示例性方面的基本理解。本概述并不是本發(fā)明的廣泛綜述。此外，本概述既不用于確定本發(fā)明的關(guān)鍵要素，也不用于限定本發(fā)明的范圍。本概述的唯一目的在于簡(jiǎn)要地提出本發(fā)明的一些概念，以便引出下文的更詳細(xì)說(shuō)明。
[0005]根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于感測(cè)燃燒室中的狀況的傳感器裝置。所述傳感器裝置包括具有密封內(nèi)室的傳感器外殼。所述傳感器裝置進(jìn)一步包括附接到所述傳感器外殼的開(kāi)口的連接器。所述連接器將指示所述狀況的信號(hào)傳送到所述傳感器外殼中。緊固件固定到所述連接器。密封構(gòu)件設(shè)置在所述連接器與所述緊固件之間。所述密封構(gòu)件密封地接合所述連接器，以便防止流體通過(guò)所述連接器并進(jìn)入到所述傳感器外殼的內(nèi)室中。
[0006]根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于感測(cè)狀況的傳感器裝置。所述傳感器裝置包括具有密封內(nèi)室的傳感器外殼。連接器附接到所述傳感器外殼并且至少部分地延伸到所述傳感器外殼的內(nèi)室中。緊固件固定到所述連接器。所述緊固件包括尺寸可接納所述連接器的內(nèi)孔。密封構(gòu)件定位在所述緊固件的內(nèi)孔內(nèi)。所述密封構(gòu)件由所述緊固件壓縮成與所述連接器密封地接合，以便防止流體通過(guò)所述連接器并進(jìn)入到所述傳感器外殼的內(nèi)室中。
[0007]根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種密封傳感器裝置的方法。所述方法包括提供具有密封內(nèi)室的傳感器外殼的各個(gè)步驟。所述方法進(jìn)一步包括以下步驟:將連接器定位成至少部分地延伸到所述傳感器外殼的內(nèi)室中。所述方法進(jìn)一步包括以下步驟:將緊固件附接到所述連接器，以使得將所述連接器接納在所述緊固件的內(nèi)孔內(nèi)。所述方法進(jìn)一步包括以下步驟:壓縮位于所述緊固件與所述連接器之間的密封構(gòu)件，以使得所述密封構(gòu)件與所述連接器形成密封，并防止流體通過(guò)所述連接器并進(jìn)入到所述傳感器外殼的內(nèi)室中?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0008]通過(guò)參考附圖閱讀以下說(shuō)明，本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于了解本發(fā)明的上述以及其他方面，在附圖中:
[0009]圖1是根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)方面的示例性火焰?zhèn)鞲衅餮b置的局部分解示意橫截面圖；
[0010]圖2是圖1的火焰?zhèn)鞲衅餮b置的包括示例性連接組件的示例性傳感器外殼的放大反角度截面圖，連接組件處于與傳感器外殼部分附接的狀態(tài)；
[0011]圖3是類似于圖2的視圖，但是其中連接組件與傳感器外殼完全附接；
[0012]圖4是連接組件的放大且進(jìn)一步示意圖，其描繪當(dāng)連接組件處于部分附接狀態(tài)時(shí)密封構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)變和應(yīng)力的范圍；
[0013]圖5是類似于圖4的連接組件的視圖，但是卻描繪當(dāng)連接組件在環(huán)境溫度下處于完全附接狀態(tài)時(shí)密封構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)變和應(yīng)力的范圍；以及
[0014]圖6是類似于圖4的連接組件的視圖，但是卻描繪當(dāng)連接組件在升高的溫度下處于完全附接狀態(tài)時(shí)密封構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)變和應(yīng)力的范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0015]結(jié)合本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的示例性實(shí)施例將進(jìn)行描述并且在附圖中示出。所示的這些實(shí)例并不用于限制本發(fā)明。例如，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面可以用于其他實(shí)施例中甚至其他類型的裝置中。此外，本說(shuō)明書中所使用的特定術(shù)語(yǔ)僅出于方便說(shuō)明的考慮，并不視作對(duì)本發(fā)明的限制。另外，在附圖中，采用相同參考數(shù)字標(biāo)記相同元件。
[0016]圖1示意性地示出用于監(jiān)測(cè)火焰12的特性的示例性傳感器裝置10?；鹧?2位于渦輪機(jī)14的燃燒室16內(nèi)并且發(fā)射電磁輻射能。渦輪機(jī)14可包括由燃燒室16內(nèi)的燃料燃燒供以動(dòng)力的旋轉(zhuǎn)渦輪葉片(未示出)。渦輪機(jī)14在圖1中一般性地/示意性地示出，以便傳達(dá)以下概念:渦輪機(jī)14可包括許多不同的結(jié)構(gòu)且/或可用于各種不同的應(yīng)用中。例如，渦輪機(jī)14可構(gòu)造/配置用于用油和氣體燃燒的渦輪機(jī)，并且可用于如飛機(jī)推進(jìn)、船舶推進(jìn)、陸基發(fā)電、離岸發(fā)電等的應(yīng)用中。在一個(gè)具體實(shí)例中，渦輪機(jī)14和傳感器裝置10可用于噴氣飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中。因此，應(yīng)當(dāng)了解，圖1中的渦輪機(jī)14不旨在限制其他實(shí)例。
[0017]燃燒室16定位在渦輪機(jī)14內(nèi)。燃燒室16限定實(shí)質(zhì)上中空的內(nèi)部區(qū)域。應(yīng)當(dāng)了解，燃燒室16在圖1中一般性地/示意性地呈現(xiàn)，并且不旨在限制其他實(shí)例。例如，燃燒室16的一般呈現(xiàn)形式旨在傳達(dá)以下概念:燃燒室16可呈現(xiàn)許多不同構(gòu)造，其中一些構(gòu)造可能是通常已知的。類似地，本說(shuō)明書所述并與上文論述的渦輪機(jī)14關(guān)聯(lián)的燃燒室16可以并入許多不同的應(yīng)用之中。
[0018]燃料噴嘴18設(shè)置用于將燃料(例如，空氣、燃料、空氣/燃料混合物、易燃材料等)輸送到燃燒室16中。燃料噴嘴18可與燃燒室16中的開(kāi)口、孔口等協(xié)作，以使得燃料噴嘴18可將所述燃料從外部位置輸送到燃燒室16中。因此，燃料噴嘴18可將燃料輸送到所述燃燒室中，屆時(shí)可以用火焰12點(diǎn)燃所述燃料。燃燒室16內(nèi)的點(diǎn)燃的燃料產(chǎn)生相對(duì)高壓的氣體。
[0019]開(kāi)口 20設(shè)置在燃燒室16的外壁中。開(kāi)口 20完全延伸穿過(guò)所述外壁。因此，燃燒室16的內(nèi)部光學(xué)地曝露于燃燒室16外部的一個(gè)位置。開(kāi)口 20可定位在靠近火焰12附近，以使得所述開(kāi)口 20限定穿過(guò)所述開(kāi)口 20并朝向所述火焰12的光路。
[0020]觀察管22位于從火焰12開(kāi)始并穿過(guò)開(kāi)口 20的光路中。出于說(shuō)明目的，圖1描繪觀察管22的分解圖，以便示出所述觀察管22與開(kāi)口 20之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。然而，應(yīng)當(dāng)了解，在操作中，觀察管22和燃燒室16都處于完全組裝狀態(tài)，其中所述觀察管22附接到所述燃燒室16。觀察管22以任何數(shù)量的方式附接到燃燒室16，如通過(guò)機(jī)械緊固件、焊接、粘合劑
坐寸ο
[0021]傳感器裝置10進(jìn)一步包括探頭組件24。探頭組件24附接到觀察管22。在所示實(shí)例中，將探頭組件24描繪成處于分解狀態(tài)(即，探頭組件24與觀察管22拆離)。然而，在操作中，探頭組件24通過(guò)附接到觀察管22而處于完全組裝狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)例中，探頭組件24收容光電二極管或?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)換成電流或電壓的其他類似光電檢測(cè)裝置。在此實(shí)例中，所述光電二極管將接收來(lái)自所述火焰12并穿過(guò)觀察管22的電磁輻射。所述光電二極管然后將基于此電磁福射能生成如光電流等的電流輸出信號(hào)。
[0022]傳感器裝置10進(jìn)一步包括與探頭組件24附接的電纜組件26。電纜組件26包括:例如，電線、同軸電纜、三軸電纜、光纖電纜等。在一個(gè)具體實(shí)例中，電纜組件26將從探頭組件24接收光電流并傳輸所述光電流。例如，電纜組件26將會(huì)將光電流從電纜組件26的一個(gè)末端傳輸?shù)较喾吹牡诙┒恕?yīng)當(dāng)了解，電纜組件26可包括任何數(shù)量的尺寸，如通過(guò)與所示相比更長(zhǎng)或更短。
[0023]傳感器裝置10進(jìn)一步包括附接到電纜組件26、與探頭組件24相反的傳感器外殼30。傳感器外殼30從電纜組件26接收光電流。傳感器外殼30定位在渦輪機(jī)14的外部并且與燃燒室16間隔一定距離。因此，傳感器外殼30可定位在與所述渦輪機(jī)14內(nèi)相比具有更低溫度的位置中，以使得電子設(shè)備可用于傳感器外殼30中，而不會(huì)經(jīng)受相對(duì)高的溫度。
[0024]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，示出沿圖1的線2-2的反角度截面放大圖，其描繪傳感器外殼30的一個(gè)實(shí)例。傳感器外殼30包括外殼體32。外殼體32限定實(shí)質(zhì)上中空的內(nèi)室34。外殼體32在第一末端36與相反的第二末端38之間延伸。應(yīng)當(dāng)了解，雖然設(shè)想了許多尺寸、形狀和配置，但圖2中所示的傳感器外殼30僅包括一種可能的構(gòu)造。例如，外殼體32與所示相比可具有更大或更小的橫截面尺寸(例如，直徑等)。同樣，外殼體32在長(zhǎng)度上與所描繪相比可更長(zhǎng)或更短。
[0025]傳感器裝置10進(jìn)一步包括用于連接電纜組件26與傳感器外殼30的連接組件39。連接組件39附接到電纜組件26，以使得從電纜組件26接收電流輸出信號(hào)。此外，連接組件39密封地附接到傳感器外殼30，以便限制環(huán)境影響(例如，濕氣/水、空氣、氣體、碎屑等)進(jìn)入到傳感器外殼30中。通過(guò)密封傳感器外殼30，連接組件39將限制/防止環(huán)境影響對(duì)收容在傳感器外殼30內(nèi)的相對(duì)敏感的電子設(shè)備造成不利影響。
[0026]連接組件39包括附接到傳感器外殼30的第一末端36的連接器40。連接器40附接(例如，電連接)到電纜組件26。連接器40包括軸向地延伸穿過(guò)連接器40的中央的引線41 (例如，導(dǎo)體、電纜等)。引線41電連接到電纜組件26，以使得所述引線41將從所述電纜組件26接收電流輸出信號(hào)，如指示電磁輻射能量的光電流。引線41穿過(guò)連接器40并進(jìn)入到傳感器外殼30的內(nèi)室34中。引線41可進(jìn)一步附接(例如，電連接)到傳感器外殼30內(nèi)的電路板(如所示)或其他電子設(shè)備。
[0027]連接器40延伸穿過(guò)傳感器外殼30的外殼體32中的開(kāi)口 42。在一個(gè)實(shí)例中，開(kāi)口 42所具有的橫截面尺寸和形狀實(shí)質(zhì)上匹配連接器40的橫截面尺寸和形狀。例如，盡管設(shè)想了其他形狀，但開(kāi)口 42可具有匹配連接器40的圓形形狀的大體上圓形的橫截面形狀。開(kāi)口 42的尺寸可以稍大以便在限制所述連接器40相對(duì)于所述開(kāi)口 42移動(dòng)的同時(shí)接納連接器40。
[0028]連接器40進(jìn)一步包括用于與外殼體32形成密封的外殼密封件44。外殼密封件44具有大于開(kāi)口 42的橫截面尺寸。外殼密封件44定位在連接器40的一部分與外殼體32的外表面之間。在這個(gè)實(shí)例中，夕卜殼密封件44圍繞開(kāi)口 42周向地延伸。壓縮外殼密封件44以便密封地接合連接器40和外殼體32中的每一個(gè)，以便限制流體(例如，空氣、濕氣、氣體等)進(jìn)入/離開(kāi)內(nèi)室34。
[0029]連接器40進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)罐封層(potting layer)46。每個(gè)罐封層46都至少部分地沿連接器40的長(zhǎng)度縱向地延伸。盡管還設(shè)想了其他電絕緣材料，但每個(gè)罐封層46都包括如環(huán)氧樹(shù)脂和/或硅的罐封材料。罐封層46圍繞引線41周向地延伸，并且與彼此徑向地間隔開(kāi)。罐封層46可形成密封，以便限制流體(空氣、濕氣、氣體等)進(jìn)入/離開(kāi)內(nèi)室34。在所示實(shí)例中，罐封層46具有不同長(zhǎng)度，其中每個(gè)罐封層46大體上延伸到連接器40的末端表面49。當(dāng)然，在其他實(shí)例中，罐封層46與所示相比可延伸更長(zhǎng)或更短的距離。
[0030]連接器40進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)接地層48。每個(gè)接地層48都至少部分地沿連接器40的長(zhǎng)度縱向地延伸。每個(gè)接地層48都電接地并且圍繞所述引線41周向地延伸。在這個(gè)實(shí)例中，接地層48與彼此徑向地間隔開(kāi)并且使鄰近罐封層46分開(kāi)。接地層48限制可能對(duì)通過(guò)引線41傳送如光電流的電流輸出信號(hào)造成不利影響的短路和其他電路問(wèn)題。接地層48還可以粘附到罐封層46以形成密封，并限制/減少流體通過(guò)連接器40。在所示實(shí)例中，接地層48大體上延伸到連接器40的末端表面49。在其他實(shí)例中，接地層48與所示相比可延伸更長(zhǎng)或更短的距離。
[0031]連接器40具有位于所述連接器40的外表面52處的螺紋部分50或其他類似附接結(jié)構(gòu)。在所不實(shí)例中，螺紋部分50定位在連接器40的外表面52處,處于在傳感器外殼30的內(nèi)室34內(nèi)的某位置上。在這個(gè)實(shí)例中，螺紋部分50至少部分地沿連接器40的長(zhǎng)度延伸，其中所述螺紋部分50形成外螺紋。
[0032]連接組件39進(jìn)一步包括與連接器40附接的第二連接器60。在所示實(shí)例中，第二連接器60定位在傳感器外殼30的內(nèi)室34內(nèi)。第二連接器60附接到連接器40的末端。在所示實(shí)例中，第二連接器60在遠(yuǎn)離連接器40的方向上縱向地延伸。
[0033]第二連接器60可以俗稱為金屬/陶瓷/金屬(m/c/m)連接器。在這個(gè)實(shí)例中，第二連接器60包括電線外殼62。電線外殼62包括實(shí)質(zhì)上中空的內(nèi)孔，引線41延伸穿過(guò)所述內(nèi)孔。電線外殼62與引線41形成密封，以使得限制流體(例如，空氣、氣體、濕氣等)通過(guò)所述電線外殼62的中空內(nèi)孔。在一些實(shí)例中，電線外殼62壓接、釬焊、銅焊、焊接、密封、機(jī)械箍縮等到引線41以限制流體通過(guò)。此外，電線外殼62可具有相對(duì)小的橫截面尺寸，以使得引線41與電線外殼62形成緊密配合。電線外殼62可以由如金屬等的任何數(shù)量的材料形成。
[0034]第二連接器60進(jìn)一步包括絕緣層64。絕緣層64周向地包圍電線外殼62的一部分。絕緣層64與電線外殼62和引線41同軸地、至少部分地沿所述電線外殼62的長(zhǎng)度延伸。絕緣層64包括限制外源與引線41之間的電流流動(dòng)的任何數(shù)量的非導(dǎo)電材料。絕緣層64包括例如陶瓷材料等。在一個(gè)實(shí)例中，絕緣層64結(jié)合到電線外殼62，以便限制流體從所述絕緣層64與所述電線外殼62之間通過(guò)。
[0035]第二連接器60進(jìn)一步包括接地層66。接地層66周向地包圍絕緣層64。接地層66與電線外殼62和絕緣層64大體上同軸地、至少部分地沿第二連接器60的長(zhǎng)度延伸。接地層66包括任何數(shù)量的材料，包括如鎳等的銅焊合金。接地層66結(jié)合到絕緣層64，以便限制流體從所述接地層66與所述絕緣層64之間通過(guò)。
[0036]接地層66的第一末端68附接到連接器40的出口管70。接地層66所具有的橫截面尺寸可大于出口管70的橫截面尺寸，以使得所述接地層66將所述出口管70接納在其內(nèi)。在一個(gè)實(shí)例中，接地層66如通過(guò)銅焊、焊接、密封等附接到出口管70。
[0037]連接組件39進(jìn)一步包括密封構(gòu)件75。密封構(gòu)件75是圍繞連接器40的出口管70延伸的彈性可變形密封結(jié)構(gòu)。在所示實(shí)例中，密封構(gòu)件75所具有的形狀大體上匹配出口管70和接地層66的形狀(例如，圓形形狀)。當(dāng)然，密封構(gòu)件75不限于此種形狀，并且在其他實(shí)例中可包括其他橫截面形狀(例如，正方形/四邊形形狀、橢圓形狀等)。
[0038]密封構(gòu)件75所具有的內(nèi)部尺寸(例如，直徑)實(shí)質(zhì)上匹配開(kāi)口管70和接地層66的外部尺寸(例如，直徑)。然而，在其他實(shí)例中，密封構(gòu)件75與所示相比可更大或更小，只要所述密封構(gòu)件75仍然以下述方式形成密封。密封構(gòu)件75鄰近連接器40的末端表面49定位。因此，密封構(gòu)件75將毗鄰連接器40的末端表面49和出口管70以及第二連接器60的接地層66。
[0039]連接組件39包括用于將密封構(gòu)件75與連接器40和第二連接器60固定在一起的緊固件80。緊固件80是尺寸和形狀可用于附接到連接器40的狹長(zhǎng)體。緊固件80在第一末端82與相反的第二末端84之間延伸。緊固件80與所示實(shí)例中相比可更長(zhǎng)或更短。類似地，緊固件80包括任何數(shù)量的形狀。例如，雖然在這個(gè)實(shí)例中，緊固件80包括形成圓柱形結(jié)構(gòu)的成圓形的橫截面，但是所述緊固件80可替代地具有成四邊形的橫截面(例如，正方形、矩形等)或其他形狀。
[0040]緊固件80實(shí)質(zhì)上中空并且包括內(nèi)孔86。內(nèi)孔86從緊固件80的第一末端82縱向地延伸到第二末端84。內(nèi)孔86尺寸和形狀可將連接器40接納在其中。具體來(lái)說(shuō)，內(nèi)孔86所具有的橫截面尺寸在尺寸上稍大于連接器40，以使得緊固件80可在附接期間接納所述連接器40。類似地，內(nèi)孔86所具有的橫截面形狀(例如，圓形形狀)匹配連接器40的圓形形狀。
[0041]參照第一末端82，內(nèi)孔86包括螺紋部分88。螺紋部分88至少部分地沿緊固件80的長(zhǎng)度從第一末端82朝向第二末端84延伸。螺紋部分88圍繞內(nèi)孔86延伸，以使得所述螺紋部分88形成內(nèi)螺紋。緊固件80的螺紋部分88尺寸和形狀可用于與在連接器40的外表面52處的螺紋部分50配對(duì)/接合。在所示實(shí)例中，緊固件80的螺紋部分88與連接器40的螺紋部分50配對(duì)，以使得所述緊固件80和/或所述連接器40的旋轉(zhuǎn)使得所述緊固件80附接到所述連接器40。
[0042]現(xiàn)在參照第二末端84，緊固件80進(jìn)一步包括肩狀物94。肩狀物94朝向內(nèi)孔86向內(nèi)伸出并且圍繞緊固件80的內(nèi)表面周向地延伸。因此，肩狀物94限定內(nèi)孔86的減小的橫截面尺寸(例如，直徑)。肩狀物94限定定位在第二末端84處的開(kāi)口 96，所述開(kāi)口 96允許第二連接器60穿過(guò)緊固件80。肩狀物94與所示相比可向內(nèi)(例如，朝向內(nèi)孔86)延伸更大或更小的距離，并且不限于圖2的特定實(shí)例。肩狀物94大體上是圓形的(例如，彎曲的、平滑的，等等)，以便減少對(duì)密封構(gòu)件75的磨損。具體來(lái)說(shuō)，肩狀物94不形成直角或相對(duì)尖銳的拐角，從而限制刺穿密封構(gòu)件75的可能性。
[0043]開(kāi)口 96與第二連接器60的接地層66和連接器40的出口管70徑向地間隔開(kāi)。因此，開(kāi)口 96所具有的橫截面尺寸大于接地層66和出口管70的橫截面尺寸。膨脹開(kāi)口 97形成于接地層66的內(nèi)部徑向位置與肩狀物94的外部徑向位置之間。在其他實(shí)例中，這個(gè)膨脹開(kāi)口 97與所示相比在徑向上可更大或更小和/或在縱向上可更長(zhǎng)或更短。膨脹開(kāi)口97允許密封構(gòu)件75在被壓縮時(shí)彈性地變形并且膨脹到所述膨脹開(kāi)口 97中。
[0044]仍然參照?qǐng)D2，現(xiàn)將描述使緊固件80與連接器40附接的操作。首先，如所示的，緊固件80可以與連接器40拆離或者僅部分地附接。密封構(gòu)件75設(shè)置在緊固件80與連接器40之間。更確切地說(shuō)，密封構(gòu)件75設(shè)置在緊固件80的肩狀物94與連接器40的末端表面49之間。
[0045]連接器40和密封構(gòu)件75都接納在緊固件80的內(nèi)孔86內(nèi)，以使得螺紋部分88與螺紋部分50接合并配對(duì)。使緊固件80相對(duì)于連接器40旋轉(zhuǎn)，以使得將所述緊固件80進(jìn)一步旋擰到所述連接器40上。
[0046]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3，進(jìn)一步示出使緊固件80與連接器40附接的操作。在這個(gè)實(shí)例中，緊固件80的旋轉(zhuǎn)將使得所述緊固件80沿第一方向200移動(dòng)。沿第一方向200的移動(dòng)使得緊固件80進(jìn)一步旋擰到連接器40上并與其接合。最后，緊固件80將完全附接到連接器40，如圖3中所示，從而防止沿第一方向200的進(jìn)一步移動(dòng)。當(dāng)緊固件80的第一末端82接觸并毗鄰傳感器外殼30的第一末端36處的壁時(shí)，實(shí)現(xiàn)了所述緊固件80到連接器40的完全附接。緊固件80與傳感器外殼30之間的這個(gè)接合限制所述緊固件80相對(duì)于所述連接器40的進(jìn)一步軸向移動(dòng)。
[0047]在緊固件80完全附接到連接器40的情況下，密封構(gòu)件75被壓縮在所述緊固件80與所述連接器40之間。具體來(lái)說(shuō)，肩狀物94將接觸并壓縮密封構(gòu)件75。如所示的，密封構(gòu)件75被壓縮成與末端表面49和出口管70密封地接觸/接合。因此，密封構(gòu)件將密封地接合連接器40的至少兩個(gè)分開(kāi)位置:末端表面49和出口管70。這個(gè)密封接觸將限制和/或防止流體通過(guò)連接器40。
[0048]在一個(gè)實(shí)例中，傳感器外殼30和連接器40曝露于相對(duì)寬范圍的溫度,如從約25攝氏度(77華氏度)到約150攝氏度(302華氏度)。此外，罐封層46與接地層48之間的熱膨脹系數(shù)不同。因此，在相對(duì)升高的溫度(例如，150攝氏度)下，罐封層46和接地層48將表現(xiàn)出不同的膨脹度，從而允許流體(例如，空氣、氣體、濕氣等)通過(guò)位于罐封層46與接地層48之間的界面的可能性。然而，由于與密封構(gòu)件75在末端表面49和出口管70處所形成的密封，限制/防止了流體通過(guò)。
[0049]密封構(gòu)件75還將密封地接觸緊固件80的肩狀物94。由于肩狀物94是大體上是圓形的，所以與相對(duì)更尖銳的拐角相比，密封構(gòu)件75與所述肩狀物94之間的接觸將減少對(duì)所述密封構(gòu)件75的損害。另外，由于傳感器外殼30將遭遇的升高的溫度，密封構(gòu)件75可膨脹而具有降低的退化、斷裂等的可能性。例如，密封構(gòu)件75定位鄰近膨脹開(kāi)口 97。當(dāng)密封構(gòu)件75受壓縮和/或熱膨脹時(shí)，所述密封構(gòu)件75將彈性地變形并延伸到膨脹開(kāi)口 97中。
[0050]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，示出連接組件39的放大且進(jìn)一步示意截面圖。應(yīng)當(dāng)了解，示意所述連接器40等以允許聚焦于密封構(gòu)件75上。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步了解，為了易于說(shuō)明，連接組件39的截面圖并未具體地描繪所述連接組件39的所有內(nèi)部部件/結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，未示出引線41、罐封層46、接地層48等以便更清楚地聚焦于密封構(gòu)件75上。然而，在操作中，連接組件39的截面圖看起來(lái)將類似于圖2和圖3中所示的實(shí)例。因此，提供圖4來(lái)示出密封構(gòu)件75內(nèi)的應(yīng)力和應(yīng)變。
[0051]在圖4內(nèi)所示的描繪中，緊固件80未完全附接到連接器40。相反，緊固件80以與圖2中所示類似的方式僅部分地附接到連接器40。因此，由于緊固件80與連接器40之間僅部分附接，所以在圖4中，密封構(gòu)件75并未被完全壓縮。
[0052]如所示的，密封構(gòu)件75在一側(cè)接合連接器40并且在另一側(cè)接合肩狀物94。在這個(gè)所示實(shí)例中，密封構(gòu)件75壓縮了近似0.086厘米(0.034英寸)。此外，密封構(gòu)件75的彈性應(yīng)變(英寸/英寸)相當(dāng)?shù)?，最大值為近?.377。同樣，密封構(gòu)件75的應(yīng)力(psi)也相當(dāng)?shù)停?73psi。此外，密封構(gòu)件75鄰近接觸連接器40時(shí)經(jīng)歷充足的應(yīng)力和應(yīng)變，從而形成與所述連接器40的密封。
[0053]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5，示出包括密封構(gòu)件75內(nèi)的應(yīng)力和應(yīng)變的連接組件39的第二截面圖。在這個(gè)實(shí)例中，緊固件80以與圖3中所示類似的方式完全附接到連接器40。另外，在這個(gè)實(shí)例中，連接組件39所經(jīng)歷的溫度為近似室溫(例如，20°C或68° F)。
[0054]如所示的，密封構(gòu)件75在一側(cè)與連接器40完全接合并且在另一側(cè)與肩狀物94完全接合。在這個(gè)實(shí)例中，密封構(gòu)件75與連接器40形成密封。密封構(gòu)件75的彈性應(yīng)變?nèi)匀槐３窒喈?dāng)?shù)停畲笾禐榻?.585。同樣，密封構(gòu)件75的最大應(yīng)力也很低，近似269psi。在這個(gè)具體實(shí)例中，密封構(gòu)件75具有近似2100psi的最大拉伸應(yīng)力。因此，降低了密封構(gòu)件75由于過(guò)度的壓縮力而斷裂/破損的風(fēng)險(xiǎn)。另外，密封構(gòu)件75的壓縮使得所述密封構(gòu)件75膨脹到膨脹開(kāi)口 97中，從而進(jìn)一步限制所述密封構(gòu)件75上的壓縮力。
[0055]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6，示出包括密封構(gòu)件75內(nèi)的應(yīng)力和應(yīng)變的連接組件39的第三截面圖。在這個(gè)實(shí)例中，緊固件80以與圖3和圖5中所示類似的方式再次完全附接到連接器40。然而，在這個(gè)實(shí)例中，連接組件39所經(jīng)歷的溫度升高且為近似150°C或302° F。此升高的溫度可在連接組件39在正常操作期間將經(jīng)歷的溫度范圍中。
[0056]密封構(gòu)件75在定位于一側(cè)上連接器40與另一側(cè)上肩狀物94之間的同時(shí)，再次與連接器40形成密封。在這個(gè)實(shí)例中，與圖5中所示的實(shí)例相比，升高的溫度將至少部分地由于熱膨脹而使得密封構(gòu)件75內(nèi)的應(yīng)力和應(yīng)變?cè)龃?。具體來(lái)說(shuō)，連接器40、緊固件80和密封構(gòu)件75都將經(jīng)受至少某種程度的熱膨脹。
[0057]然而，如所示的，即使出現(xiàn)熱膨脹，密封構(gòu)件75也表現(xiàn)出低于最大應(yīng)變和應(yīng)力的應(yīng)變和應(yīng)力。例如，密封構(gòu)件75的最大應(yīng)變保持相當(dāng)?shù)停瑸榻?.610。同樣，密封構(gòu)件75的最大應(yīng)力也很低，近似280psi。此外，密封構(gòu)件75具有近似2100psi的最大拉伸應(yīng)力。因此，降低了密封構(gòu)件75由于過(guò)度的壓縮力而斷裂/破損的風(fēng)險(xiǎn)，即使在相對(duì)升高的溫度下。此外，由于膨脹開(kāi)口 97，所以即使溫度高于150°C或302° F，也容納了密封構(gòu)件75的進(jìn)一步膨脹。具體來(lái)說(shuō)，如果密封構(gòu)件75表現(xiàn)出進(jìn)一步的壓縮力，那么所述密封構(gòu)件75將能夠彈性地變形并且延伸到膨脹開(kāi)口 97中，從而減輕所述密封構(gòu)件75的至少一些應(yīng)變/應(yīng)力。
[0058]至少鑒于以上描述，密封構(gòu)件75沿寬溫度范圍將有效地密封傳感器外殼30。具體來(lái)說(shuō)，密封構(gòu)件75將與連接器40接觸并形成密封。此外，通過(guò)提供大體上圓形的肩狀物94，降低了所述密封構(gòu)件75斷裂/破損的風(fēng)險(xiǎn)。密封構(gòu)件75還將在壓縮周期期間自然地變形/延伸到膨脹開(kāi)口 97中。
[0059]已經(jīng)參照上述示例性實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。讀者在閱讀并且理解本說(shuō)明書后將想到各種修改和改變。結(jié)合本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的示例性實(shí)施例意圖包括所有包含在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的此類修改和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種用于感測(cè)燃燒室中的狀況的傳感器裝置，所述傳感器裝置包括: 傳感器外殼，其具有密封內(nèi)室； 連接器，其附接到所述傳感器外殼的開(kāi)口，所述連接器配置用于將指示所述狀況的信號(hào)傳送到所述傳感器外殼中； 緊固件，其固定到所述連接器；以及 密封構(gòu)件，其設(shè)置在所述連接器與所述緊固件之間，所述密封構(gòu)件密封地接合所述連接器，以便防止流體通過(guò)所述連接器并進(jìn)入到所述傳感器外殼的所述內(nèi)室中。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其中所述緊固件包括從所述緊固件的一個(gè)末端朝向相反的第二末端延伸的內(nèi)孔。
3.如權(quán)利要求2所述的傳感器裝置，其中當(dāng)所述緊固件完全附接到所述連接器時(shí)，所述緊固件的所述末端中的一個(gè)接觸所述傳感器外殼。
4.如權(quán)利要求3所述的傳感器裝置，其中所述密封構(gòu)件定位在所述緊固件的所述內(nèi)孔內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述 的傳感器裝置，其中所述密封構(gòu)件由所述緊固件壓縮以密封地接合所述連接器。
6.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其中所述密封構(gòu)件在所述連接器的兩個(gè)分開(kāi)位置處密封地接合所述連接器。
7.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其中所述緊固件包括肩狀物，其與所述連接器的一部分徑向地間隔開(kāi)，以限定膨脹開(kāi)口。
8.如權(quán)利要求7所述的傳感器裝置，其中所述密封構(gòu)件配置用于在所述密封構(gòu)件的壓縮期間彈性地變形并延伸到所述膨脹開(kāi)口中。
9.如權(quán)利要求8所述的傳感器裝置，其中所述肩狀物呈圓形并且圍繞所述緊固件的內(nèi)表面周向地延伸，所述圓形的肩狀物接觸所述密封構(gòu)件。
10.如權(quán)利要求1所述的傳感器裝置，其中所述連接器包括附接在一起的第一連接器和第二連接器，所述密封構(gòu)件密封地接合所述第一連接器和所述第二連接器中的每一個(gè)。
11.一種用于感測(cè)狀況的傳感器裝置，所述傳感器裝置包括: 傳感器外殼，其具有密封內(nèi)室； 連接器，其附接到所述傳感器外殼并且至少部分地延伸到所述傳感器外殼的所述內(nèi)室中； 緊固件，其固定到所述連接器，所述緊固件包括尺寸可接納所述連接器的內(nèi)孔；以及密封構(gòu)件，其定位在所述緊固件的所述內(nèi)孔內(nèi)，所述密封構(gòu)件由所述緊固件壓縮成與所述連接器密封地接合，以便防止流體通過(guò)所述連接器并進(jìn)入到所述傳感器外殼的所述內(nèi)室中。
12.如權(quán)利要求11所述的傳感器裝置，其中當(dāng)所述緊固件固定到所述連接器時(shí)，所述緊固件的一個(gè)末端接觸所述傳感器外殼。
13.如權(quán)利要求11所述的傳感器裝置，其中所述密封構(gòu)件在所述連接器的兩個(gè)分開(kāi)位置處密封地接合所述連接器。
14.如權(quán)利要求11所述的傳感器裝置，其中所述緊固件包括肩狀物，其與所述連接器的一部分徑向地間隔開(kāi)，以限定膨脹開(kāi)口。
15.如權(quán)利要求14所述的傳感器裝置，其中所述密封構(gòu)件配置用于在所述密封構(gòu)件的壓縮期間彈性地變形并延伸到所述膨脹開(kāi)口中。
16.如權(quán)利要求15所述的傳感器裝置，其中所述肩狀物是圓形的并且圍繞所述緊固件的內(nèi)表面周向地延伸，所述圓形的肩狀物接觸所述密封構(gòu)件。
17.如權(quán)利要求11所述的傳感器裝置，其中所述連接器包括附接在一起的第一連接器和第二連接器，所述密封構(gòu)件密封地接合所述第一連接器和所述第二連接器中的每一個(gè)。
18.—種密封傳感器裝置的方法，所述方法包括以下步驟: 提供具有密封內(nèi)室的傳感器外殼； 將連接器定位成至少部分地延伸到所述傳感器外殼的所述內(nèi)室中； 將緊固件附接到所述連接器，以使得所述連接器接納在所述緊固件的內(nèi)孔內(nèi)；以及 壓縮位于所述緊固件與所述連接器之間的密封構(gòu)件，以使得所述密封構(gòu)件與所述連接器形成密封，并防止流體通過(guò)所述連接器并進(jìn)入到所述傳感器外殼的所述內(nèi)室中。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述緊固件包括肩狀物，其與所述連接器的一部分徑向地間隔開(kāi)，以限定膨脹開(kāi)口。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中當(dāng)壓縮所述密封構(gòu)件時(shí)，所述密封構(gòu)件延伸到所述膨脹開(kāi)口中。
【文檔編號(hào)】G01J5/10GK103968954SQ201410041515
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月5日
【發(fā)明者】B.J.奧勒奇諾維奇, F.L.格勒休斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司