專利名稱：變送器用可拆裝磁性零位-跨距驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及在工業工藝過程控制系統中所用的變送器，更具體地說，涉及這種變送器零位和跨距調節的磁性驅動裝置。
丙線傳送器(以及三線和四線傳送器)在工業工藝過程控制系統中得到了廣泛的應用。兩線傳送器包括一對接線端，它們在電流回路中與電源和負載連接在一起。兩線傳送器通過流過電流回路的回路電流而得到動力，并且隨著所檢測到的參數或條件(狀況)的變化而使回路電流的大小發生變化。三線和四線傳送器具有供應電流和輸出的獨立導線。一般地說，變送器包括通電的電子線路，該電子線路用密閉外殼加以封裝，由通電線路的漏電或火花引起的可燃氣體的引燃都可以密封(限制)在殼體之中。
盡管工作范圍是多種多樣，但最廣泛使用的兩線變送器輸出隨所檢測到的參數的變化而在4到20毫安的范圍內變化。通常，兩線變送器所檢測到的參數的最小值或零值與最小輸出相對應(例如4毫安的回路電流)，而所檢測到的最大參數值與最大輸出相對應(例如20毫安的回路電流)。
最小的最大參數值隨工業工藝過程裝置的不同而不同。因此，人們需要的是能在現場調節最大和最小輸出量的機構，一般這種調節是利用密封在外殼中的通電的零位和跨距電位器來進行的。對于某些變送器而言，為了接觸到供調節用的電位器，必須卸下外殼蓋，從而不得不把變送器中通電的電路暴露于變送器周圍的大氣中。有多種技術可用來調節電位器而不讓變送器中的通電電路暴露于變送器周圍的潛在易爆氣體之中。在一些變送器中，用于調節電位器的一轉動軸緊密裝配地通過外殼上的一孔，從而為使外殼中的引燃在達到外殼周圍的大氣之前就被熄滅而提供一長的火焰通道。另一種安排是，電位器用機械的方式與比較大的磁鐵棒相耦合，然后，該磁鐵棒通過在通電電路的外殼外部的另一磁鐵棒以磁性方式加以轉動。這種用磁鐵棒的結構會具有機械遲滯的缺點，使精確的零位和跨距調節變得非常困難。被驅動的開關也可用來調節變送器的跨距和零位，不過這種開關需要一通過變送器外殼的壁的開孔以提供與開關的機械耦合。
就許多工藝過程控制環境而言，要求變送器本身具有防爆的外殼。這意味著，如果火花在變送器外殼內發生點燃了殼體內的氣體，熱的氣體不會從傳送器的內部擴散到其外部，如果擴散到外部，就可能使周圍的易燃氣體點燃。
提供從變送器外部進行零位和跨距調節(以便外殼不必加以打開)是人們所需要的，但此時要保持變送器的防爆特性就比較困難(或者成本很高)。一種從外殼的外部調節變送器零位和跨距的裝置在美國專利號4，783，659(“’659專利”)中有所揭示，該專利在1988年10月8日頒發。’659專利中所述的變送器包括一可以有多種形式的傳遞電路，如
圖1所示，此電路包括以磁性方式驅動的舌簧開關，該開關用磁鐵從變送器的外部加以驅動。但’659專利沒有進一步說明該磁鐵或使用該磁鐵來驅動舌簧開關的任何結構。
除了在’659專利中所公開的驅動裝置外，其它已有技術的外部跨距和零位驅動裝置都具有傳送旋轉力所需的、大的磁鐵對或在變送器外殼壁上形成的通道，驅動機構的一端伸入到裝有變送器電子線路的腔中，而另一端則可從變送器的外部接觸到。為了保持防爆特征，必須提供具有十分嚴密公差的很長的火焰通道。此外，將通道密閉十分重要，以便使濕氣不能通過跨距和零位驅動裝置通道進入變送器外殼。
從上述可了解到，提供從變送器外部可進行零位和跨距調節而不需要長的火焰通道和很嚴密的公差要求是人們所需要的。在國際申請號PCT/US這03280中揭示了一種從外部可進行零位和跨距調節而不需要長的火焰通道和很嚴密公差的變送器，該申請以國際公開號W089/04014(“0328PCT申請”)在1989年5月5日出版。
在03282PCT申請中所述的變送器具有零位和跨距磁性驅動舌簧開關，它安裝在外殼的內腔中且接近外殼的中心壁。在變送器外殼的外部的一相對扁平表面具有一在其上所形成的凹部。一對有內螺紋的盲孔從凹部向下延伸入外殼的中心壁中。一可移動的永久磁鐵位于各盲孔中。每個磁鐵壓配入相應螺釘的下凹部中，該螺釘則向下伸入相應的盲孔。一彈簧同軸地安裝在各磁鐵上。一橡皮墊圈安裝在各個螺釘頭下，以便為盲孔提供四周的密封。從外殼的外部對螺釘的接觸是通過板來提供的，此板通過一對螺釘可拆裝地固定到扁平表面上。
在03290PCT申請中所述的變送器的零位和跨距位置的調節，是先通過螺絲起子來把板移開，從而允許技術人員可接觸與可移動零位和跨距磁鐵相應的螺釘的上端。然后，技術人員可利用螺絲起子把螺釘松開，使變送器的零位和跨距位置復位。和螺釘相應的彈簧處于壓縮狀態下而螺釘的松開使彈簧把螺釘向上推，從而使磁鐵的中心線與相應舌簧開關的中心線形成直線對準。然后，與舌簧開關相連接的電子線路將調節變送器的零位和跨距位置。在調節變送器的零位和跨距位置之后，技術人員要把螺釘擰緊以再壓縮彈簧并使磁鐵的中心線移離與舌簧的中心線的直線對準位置。此外，技術人員還必須把板重新裝到扁平的表面上去。
盡管在03280PCT申請中所述的變送器的確排除了需要長的火焰通道和十分嚴密的公差，但是這并不能防止未經訓練的人員通過可移動的磁鐵來進行零位和跨距的調節。能接觸到變送器起子和有螺絲的任何人都可以接觸磁鐵。這使變送器的零位和磁鐵位置的調節容易被人瞎搞。
根據03280PCT申請，其中所述的變送器的零位位置和跨距位置的調節可通過從外殼中移去螺釘和磁鐵以及相應的返回彈簧和橡膠墊圈而成易抗干擾的。但是螺釘，磁鐵，返回彈簧和橡破墊圈是相當小的部件，如果從盲孔中拆下來，可能易于丟失或錯裝。如上所述，橡皮墊圈為盲孔提供了周圍的密封。在調節零位和跨距位置時，橡皮墊圈并不為零位和跨距調節機構的移動部件提供周圍的密封，因為在使螺釘轉動時，墊圈是移離其密封面的。因此，調節機構的使用可以造成周圍的污物在各個盲孔上的積聚。而積聚的污物可使運動部件發生故障。卸去墊圈則會使盲孔的內螺紋暴露于周圍環境下，在把螺釘重新插入孔中去時，可使螺釘難于擰松或擰緊(并從而也使調節變送器的零位和跨距位置變得非常困難)。
圖1表示調節壓力變送器的本發明的磁性零位和跨距驅動裝置的第一實施例。
圖2表示圖1的壓力變送器的一部分和在壓力變送器的零位和跨距舌簧開關的位置。
圖3表示本發明的磁性零位和跨距驅動裝置的第一實施例的部件分解透視圖。
圖3a表示本發明的驅動裝置的第一實施例中與磁鐵架中兩槽之一嚙合的驅動臂之一的驅動銷的放大視圖。
圖4a和4b是通過本發明的驅動裝置的第一實施例將驅動裝置外殼的頂蓋卸除所作的截面視圖，圖4a中示出了當驅動裝置處在零位位置時驅動臂和磁鐵架的位置，圖4b中示出了當將驅動臂之一驅動使壓力變送器的跨距復位時，驅動臂和磁鐵架的位置。
圖5是通過驅動裝置的第一實施例所作截面視圖，圖中示出了高矯頑性磁鐵與鐵架的裝配關系。
圖6表示本發明的磁性零位和跨距驅動裝置的第二實施例的部件分解透視圖。
圖7表示驅動裝置的第二實施例中所應用的轂盤和返回彈簧的局部裝配圖。
圖8表示驅動裝置第二實施例的頂蓋的頂部。
圖9表示轂盤的底部。
圖10表示驅動裝置的第二實施例裝配好以后處于零位位置時的鎖彈簧和轂盤交界面的放大圖。
圖11表示通過驅動裝置的第二實施例所作的截面視圖，圖中轂盤處于零位位置。
圖12是驅動裝置的第二實施例的簡化的剖視圖，圖中高矯頑性磁鐵和磁鐵架作逆時針方向位置轉動，以使變送器的零位復位。
圖13示出了驅動裝置第二實施例的外殼的底殼的外部。
一種用磁性方式驅動外殼內的第一和第二磁性驅動開關的驅動裝置。驅動裝置包括一單個可移動磁鐵和使磁鐵從第一位置移動到或第二位置或第三位置的機構，在第一位置時，磁鐵不驅動兩個開關的任何一個，在第二位置時，磁鐵只驅動第一開關，在第三位置時，磁鐵只驅動第二開關。
圖1表示一種壓力傳送器10，它上面裝有作為本發明第一實施例的零位和跨距磁性驅動裝置100。壓力傳送器10具有一在03280PCT申請的圖1中所示的主殼體12，主殼體一般設有一對內腔。通電的變送器電路和接線頭(柱)安裝在兩內腔之一中。變送器10包括車有螺紋的端帽14和16，這些端帽擰到主殼體12的配合螺紋中以使內腔與外界隔離開來并為殼體12提供防爆特性。端帽14和16上可以有一個O形環(圖中未表示)，從而給變送器的殼體提供液體不可滲透的密封。
正如在03280PCT申請中所示，裝有若干通電的變送器電路的一電路板通常安置在殼體12的兩個內腔之一中。帶電的變送器接線頭和電流環路的一部分也安裝在裝有電路板的同一內腔中。
現在參閱圖2，圖中示出了用磁性的方式驅動的殼體12內的調節零位和跨距的舌簧開關18和20的位置。通常，舌簧開關18和20安置在裝有電路板的同一內腔中。舌簧開關18和20安裝在內腔中靠近殼體12的內表面12a處，因此，當需要調節傳送器的零位和跨設位置時，它們正好位于驅動裝置100所在的殼體12外表面12b的下方。舌簧開關可通過適當的裝置，例如在03280PCT申請中所示和描述的裝在電路板上的支承桿固定在它們的位置上或可直接地焊接到電路板上。
舌簧開關18和20通過驅動裝置100中所設有的單個磁鐵加以驅動。通常，舌簧開關是打開的，只有驅動裝置100中的單個磁鐵的中心線接近每個舌簧開關的中心線才閉合。在本文中這里不需要再詳細說明舌簧開關18和20的內部結構和磁性驅動過程，因為對本領域的普通技術人員來說都是眾所周知的且在03280PCT申請中也作了說明。
參閱圖3，圖中示出了本發明的零位和跨距磁性驅動裝置100的分解透視圖。驅動裝置100包括一外殼102，該外殼具有一頂蓋104和一底殼106。頂蓋104是可從底殼106上卸去的。底殼106的內底表面106a含有一導軌108，該導軌平行于底殼106的前后壁106b和106c。
驅動裝置100還包括一單個磁鐵110，鐵磁鐵裝入到位于磁鐵架112的下側112a的一開口112c(圖5所示)中。下側112a還有一個槽112b，該槽在形狀上是與導軌108互補的。槽112b使磁鐵架112能在底殼106的左右側壁106d和106e之間的導軌108上滑動。
驅動裝置100進一步包括相同的第一和第二驅動臂114和116及其相結合的基本上相同的第一和第二返回彈簧118和120返回彈簧118和120之間的唯一區別是返回彈簧118是右繞式的而返回彈簧120是左繞式的。頂蓋104包括第一和第二開孔122和124，開孔122和124與驅動臂114和116相應。由于驅動臂114和116是相同的且相應的返回彈簧118和120除了以上所述的外，也基本上是相同的，因此只需要對驅動臂114及其相應的返回彈簧118加以詳細說明就可以。
驅動臂114含有扁平部分126，該平部的右端具有一從扁平部分126的底面126a向下延伸的圓柱形支柱128。當驅動裝置100裝配好之后，支柱128套在返回彈簧118內。在支柱128向下延伸的同一端上。從扁平部分126的上表面126b向上伸展的是一支柱130。支柱130包括一第一基本圓柱形部分132，第一基本圓柱形部分具有一凹槽132a，它用作要放一O形環(圖中未表示)。從圓柱形部分132向上延伸的是一基本上呈矩形的部分134，在其頂面上具有其中可容納象螺絲起子那樣的工具的互補形尖端的一狹槽134a。在驅動裝置100裝好之后，矩形部分134延伸過頂蓋102上的開孔122且圓柱形部分132位于開孔中，在凹槽132a中所安裝的O形環則為開孔122提供了密封作用。
在平部126的左端上，一驅動銷136從底表面126a向下延伸。磁鐵架112包括平行的第一和第二槽138和140，每個槽各自與驅動臂114和116的驅動銷136和137之一相應。具體地說，槽138與驅動銷136相應而槽140與驅動臂116的向下延伸的驅動銷137相應。在驅動裝置100裝配好之后，驅動銷各自與槽138和140之中的一個嚙合。正如下面將加以詳細描述的那樣，當將工具的頭端插進狹槽134a中且對工具作逆時針方向的旋轉時，銷136與槽138嚙合將使磁性架112在導軌108上向著右側臂106d移動，當將工具的頭端插進狹槽135a且給予工具一順時針方向的扭矩時，銷137與槽140的嚙合將使磁性架112在導軌108上向著左側壁106e移動。
現在參閱圖4a，圖中示出了穿過驅動裝置100的一截面圖，圖中頂蓋104已移去臂114和116則處于零位的位置，即未被驅動的位置。槽138和140每個含有基本上是雙(或相對的)壁部的138a和140a和單壁(或開口)部的138b和140b。正如以下將加以詳細描述的那樣，這種槽138和140的幾何形狀可以控制磁鐵架112的位置，要么使它在驅動臂114和116之間通過，要么在驅動臂14和116之間來回轉動，但決不允許磁鐵架處在非控制運動狀態即模棱兩可的狀態。槽138和140的幾何形狀允許將零位和跨距復位功能加以分開，分別由兩個單獨的旋鈕控制從而使本發明的驅動裝置比起現有技術來具有明顯的優點。
參閱圖3a。圖中未出了驅動銷136和槽138的放大圖。銷136以第一圓錐形圓柱部136a的形式從底側126a向下延伸。此后，銷136以圓柱形部136a形式繼續向下延伸且最后基本上呈球形頭部136c的形式，該球狀頭部與槽138的側壁138c和138d相嚙合。
從圖3a中可見，槽138的中心線138c相對于驅動銷136的中心線136d成一個銳角。成銳角的原因將在下面加以說明。
現在回到圖3。可以看出，彈簧118具有第一和第二臂部118a和118b。盡管在圖3中未畫出，但扁平部分126的底面126上具有例如在圖4a中以虛線所示的肋務126c和126d。在彈簧118與支柱128組裝在一起之后，彈簧臂部就卡緊在其上。底殼106的內部含有圓柱形支柱106f(見圖4a)，支柱106f自內底面106a向上延伸并終止于向上延伸、較小直徑的圓柱形支柱106g。圖4a中可以非常清晰地看出，底殼106沿著其右側壁106d還具有一向上延伸的支架106h和一向上延伸的肋部106i。如圖4a所示，驅動裝置裝配在一起之后，支柱106g與支柱128底上的互補形開孔(圖中未表示)相嚙合，彈簧118的臂部118b靠在支架106h上并擱在肋部106i。
底殼106的內部還進一步包括一向上突出的支架的肋部106j和106k支架，該支架和肋部與左側壁106e相結合。當驅動裝置裝上并將逆時針方向的扭矩施加于驅動臂114時，因為驅動銷136處在槽138中，所以磁鐵架112開始向導軌108的右面移動。驅動臂114隨著施加于其上的扭矩而繼續作逆時針方向運動，并且如圖4b所示，扁平部分126的邊緣126e進入與肋部106i接觸。邊緣126e和肋部106i的接觸阻止了驅動臂114的進一步向右移動，因此，也阻止了在導軌108上的磁鐵架112的進一步向右移動。因此，在驅動臂114受到驅動后肋部106i后起到中止驅動的擋塊的作用，類似地，在驅動臂116受到驅動后，肋部106k起到中止驅動擋塊的作用。應該理解的是，在或臂11或臂116與相應的擋塊106i或106k接觸時，磁鐵架并沒有和相應的側壁106d或106e接觸。
底殼106還包括第一和第二臂106m和106n，它們從靠近后壁106c的內側的內底面106a向上突起。從圖4a可以十分清楚地看出，在驅動裝置裝配好之后和驅動臂114和116處于其零位位置時，臂114左緣126f的一部分擱靠在后臂106m上臂116右緣的一部分擱靠在后臂116n上。因此，在驅動臂114和116處于其零位位置時后臂116m和116n起到對驅動臂的中止驅動的作用。在驅動裝置裝配好之后，驅動臂114和116通過彈簧118和120上的預加扭力抵靠在起阻止作用的106m和106n上，直到把驅動扭力施加于狹槽134a或狹槽135a上為止。
可滑動的磁鐵架112包括第一和第二向上延伸的突出部112d和112e。如圖5所示，當驅動裝配組裝好之后，突出部112e和112d與頂蓋104的內側上的導向軌道104a接觸，以便有助于確保在驅動臂114和116的任一個臂受到驅動時，磁鐵架112沿軌導108移動而磁鐵110在開孔112c中基本上保持不動。
頂蓋104的開孔122具有一圍繞開孔向上延伸的套部122a。如圖1所示，當驅動裝置裝配好之后，驅動臂114的矩形部分134穿過開孔122。套部122a圍繞矩形部分134足夠的長度，只有矩形部分143的相當小的一部分是可以接觸到的，因此用手難以握住134部分，所以，驅動臂114只能通過將螺絲起子刀口插入狹槽134a中和施加一逆時針方向轉動的扭力才能加以驅動。
頂蓋104的開孔124沒有圍繞它向上延伸的套部。如圖4a所示，當驅動裝置裝配好之后時，矩形部分135穿過開孔124，沒有套部矩形部分135基本上在其整個長度上都是可以接觸到的。因此，驅動臂116不僅能通過將螺絲起子刀口插入狹槽135a中而加以驅動而且也可通過用于握住矩形部分135且施加一順時針方向轉動的扭矩加以驅動。
在驅動裝置100中，驅動臂114用來恢復變送器10的跨距而驅動臂116用來恢復傳送器的零位。所以，套部122a保證變送器的跨距只可通過工具加以復位而開孔124因為沒有套部因而變送器的零位既可以通過使用工具也可以用手施加必要的力矩而加以復位。
驅動裝置100的操作現在將結合圖4a和4b加以說明。首先參閱圖4a。圖中驅動臂114和116均處于其零位位置。如前所述，在驅動裝置裝配好之后，在零位位置上驅動臂114和116通過彈簧118和120的預加扭力而擱靠在起阻止作用的肋部106m和106n上，直到將驅動扭力施加于狹槽134a或狹槽135a上為止。在驅動臂都處在零位位置時，驅動銷136位于槽138和140的單個壁部138b和140b中。
對臂114施加反時針方向轉動的轉矩使臂114因而使銷136從零位位置以逆時針方向轉動。在臂114的這種轉動期間，臂116則受到彈簧120的預加扭矩而保持在零位位置。銷的繼續逆時針方向運動使銷136與槽138的側壁138相接觸。此時，對驅動臂114繼續施加的反時針方向轉矩使磁鐵架導致向導軌108的右面移動。由于單個壁部140b的開口大于銷137的直徑，磁鐵架向右的移動不受銷137的阻擋。隨著銷136的繼續逆時針方向移動，磁鐵架112繼續運動到右面直到邊緣126e與肋部106i接觸。如圖4b所示，磁鐵架112的進一步向右移動將受到肋部106i的阻礙。此時，磁鐵110的中心線基本上在跨距舌簧開關18的中心線上方。舌簧開關18開始閉合，而舌簧開關的閉合使傳送器的跨距置位，變送器的跨距置位之后，施加于驅動臂114的轉矩可以除去，并由于彈簧118上的預加扭矩，驅動臂順時針方向轉動且磁鐵架向左移動。當邊緣126f與起阻止作用的肋部106m接觸時，磁鐵架和驅動臂返回到了零位位置。
變送器的零位可以以類似于上述調節變送器的跨距的方式加以設定。為了設定零位，當驅動臂114處于零位位置時，將一順時針方向轉矩施加于驅動臂116上。此時，臂部116和銷137以順時針方向轉動直至銷進入與槽140的左壁接觸。銷137的繼續順時針方向運動使磁鐵架向著導軌108的左側移動。由于單個壁部113b的開口大于銷136的直徑，磁鐵架移動到左面不會受到銷136的阻礙。
響應加在驅動臂116的順時針方向的轉矩，磁鐵架繼續向左移動直到驅動臂的扁平部分的左緣與肋部106k接觸為止。此時，磁鐵110的中心線基本上處于零位舌簧開關20的中心線的上方。舌簧開關20閉合，而舌簧開關的閉合設定了傳送器10的零位。在傳送器的零位被設定后，施加于驅動臂116的轉矩可加以除去，因彈簧120的預加扭矩的緣故驅動臂將逆時針方向轉動且磁鐵架移動到右面。在驅動臂116的扁平部分的右緣進入與起中止作用的肋部106n接觸后，磁鐵架和驅動臂也就返回到了零位。
在本文中不需要詳細說明當零位或跨距舌簧開關閉合時怎樣才能設定變送器的零位或跨距，因為這對本領域的普通技術人員來說都是眾所周知的。這種說明可參見03280PCT申請。
重新參閱圖1和3。從圖中可清楚地看到，驅動裝置100位于變送器殼體12的外部且是可從那里卸下來的。底106的內側底面106a在形狀上與驅動裝置座落其上的變送器殼體的那部分的形狀是互補的。當想要設置傳送器10的零位和/或跨距時，經過訓練的工作人員將驅動裝置100安裝在傳送器外部的位置上。在零位和/或跨距調節好之后，把驅動裝置作為一個整體單元從變送器外部移去。從而保證傳送器的零位和跨距的置位不會受到瞎弄。為了保證變送器的零位和跨距的置位不會受干擾，不需把或磁鐵110或驅動臂114從驅動裝置中卸下。另外，與現有技術相比，驅動裝置100的卸下在傳送器殼體上不留任何螺紋，如果留有螺紋，就有可能會暴露于不合于需要的情況之下。
現參閱圖6。圖中示出了本發明的驅動裝置200的第二實施例的分解透視圖。驅動裝置200具有一外殼202，外殼具有一底殼204和一頂蓋206，頂蓋則可卸地安裝在底殼204上。頂蓋206包括一鉸接式防塵帽208，當需要調整零位和/或跨距舌簧開關18和20時將其打開。
驅動裝置200還包括一單個磁鐵210，該磁鐵安裝在磁鐵架212的一開孔212e中。驅動裝置200還包括一轂盤213，該轂盤具有作為其一部分的控制旋鈕214。控制旋鈕和轂盤213可以以順時針方向和逆時時方向轉動。磁鐵架211具有一向后突起的第一臂部212a和一向后突起的第二臂部212c，第一臂部212a中具有一開孔212b，第二臂部212c其中有一開孔212d。臂部212c平行于臂部212a。轂盤213具有驅動銷216、218(見圖9)且磁鐵架的開孔212b和212d安裝到銷216、218上，當控制旋鈕214以順時針或逆時針方向轉動時，磁鐵架212只能繞驅動銷轉動。
控制旋鈕214含有狹槽214a以接受螺絲起子刀口，從而把順時針方向轉矩或逆時針方向扭矩施加于控制旋鈕上。下面將加以詳盡說明，當驅動裝置200組裝好之后，施加于控制旋鈕214上的逆時針方向轉矩會使轂盤13，因而同時使磁鐵架212以逆時針方向轉動90°，如圖12放大部分所示，基本上使磁鐵架到達零位舌簧開關18的中心線的上方，從而把舌簧開關閉合使變送器的零位復位。此外，下面將加以詳細說明，只要把跨距安全鎖按鈕220壓下以使鎖彈簧236釋放，那么施加于控制旋鈕214的順時針方向扭矩會使轂盤213并同時使磁鐵架212以順時針方向轉動90°，使磁鐵架基本上處于跨距舌簧開關20的中心線的上方，從而使該舌簧開關閉合和使傳送器的跨距復位。
驅動裝置200進一步包括-O形環211，該O形環211密封住端蓋206的頂端207的內側直徑206(見圖8)從提供可以防止水和污垢侵入驅動裝置200。轂盤213在其底213b的軸心線上具有一盲孔213a(見圖9)，該盲孔套在底蓋204的底部204的一高起的短柱頭銷204b上。短柱頭銷204b構成了轂盤的轉軸。底殼204的底部205承受插入狹槽214a的螺絲起子所引起的對轂盤213e的軸向推力。
驅動裝置200還進一步包括一返回彈簧226。在控制旋鈕214以順時針方向或以逆時針方向轉動調節舌簧開關后，彈簧226提供一扭矩使轂盤213返回，也就是使控制旋鈕214返回到零位。在彈簧226與轂盤213裝配好之后，彈簧226處于旋轉預加載的情況下。轂盤213含有槽213c和213d。
參閱圖7，圖中示出了彈簧226和轂盤213的組裝關系，從圖6和圖7的比較中可以看到，當彈簧226與轂盤213裝配在一起時，彈簧的自由端226a位于槽213c中，而彈簧的自由端226b則位于槽213d中以保持轉動的預加載荷。在控制旋鈕214及轂盤213和磁鐵架212處于未驅動的位置，即零位位置時，在槽213c和213d之間的轂盤213的部分213e使彈簧的自由端保持有一個間隔。如圖8所示，頂蓋204的頂部205包括一肋條206b。當驅動裝置裝配在一起之后且處于零位位置時，彈簧226的自由端226a和226b擱靠在肋條206b的一相應的邊緣上。
如圖6所示，轂盤213也包括擋塊213f和213g。頂蓋206的頂部207(見圖8)包括另一肋條206c。當將轂盤213按逆時針方向轉動90°后，檔塊213f與肋條206c的一側接觸。當將轂盤213按順時針方向轉動90°后，檔塊213g與肋條206c的另一側接觸。應該理解，與肋條206c的相應邊緣相接觸的是檔塊213f和213g而不是磁鐵架212，這種接觸使將磁鐵架的順時針方向或逆時針方向的運動限制不超過90°。當使磁鐵架從零位位置以任一方向轉動90°時，這種轂盤213的擋塊213f及213g和肋條206c之間的相互作用將防止磁鐵架212的受力從而減少了磁鐵架損壞的可能性。
如圖7所示，當彈簧226和轂盤213裝配好之后，彈簧的自由端226a和226b分別向上伸出槽213c和213d之外，在驅動裝置200裝好之后，彈簧的彈簧的自由端與肋條206b的邊緣相接觸。假如使控制旋鈕214從逆時針方向轉動，那么自由端226a因肋條206b的相應邊緣而使其移動受阻，而自由端226d則可在槽213d中移動，因為它沒有受到肋條206b的相應邊緣的阻礙。這種作用使彈簧以一個方向散開，為彈簧返回零位位置提供了扭矩。若使控制旋鈕214以順時針方向轉動，那時自由端226b通過因肋條206b的邊緣的阻擋而使其移動受阻，而自由端226a則可在槽213a中移動，因為肋條206b的邊緣未使其移動受阻。這種作用使彈簧以相反的方向散開，為彈簧提供了返回到零位位置的扭矩。
正是彈簧226，轂盤213的部分213e和肋條206b使控制旋鈕214也就是使轂盤213和磁鐵架212從零位位置轉動90度(順時針或逆時針方向)，并且使彈簧返回到由控制旋鈕上無彈簧力的死區所形成的一“關斷”位置。死區的寬度不大于部分213e的寬度。
在控制旋鈕214處于零位位置時，磁鐵架212，也就是單個磁鐵210處在開關18和20的中間。如圖6所示，驅動裝置200包括磁旁路或分路器210a和210b，它們分別安裝在底面205和頂部207的適宜的插孔內，以便為磁鐵210的磁力線提供短路。當控制旋鈕214處于零位位置時，磁鐵210離開舌簧開關位置而在分路器210a和210b之間。因此，分路器210a和210b以及舌簧開關和磁鐵之間的分離，使磁鐵架處于零位位置時磁鐵210不致把舌簧開關18和20接通。
現參閱圖8，圖中示出了頂蓋206的頂部207中的第一和第二弧形導軌222和224。導軌222是與舌簧開關18相關聯的，它具有一鄰接磁鐵架212的零位位置的第一端222a和在導軌以逆時針方向轉動90°后鄰接磁鐵架212的零位位置的第二端222b。導軌224是與舌簧開關20相關聯的，它具有一鄰接磁鐵架212的零位位置的第一端224a和在導軌以順時針方向轉動90°后鄰接磁鐵架212的零位位置的第二端224b。
從圖8中可以看到，導軌222的厚度從第一端222a到第二端222b逐漸增加的，導軌224的厚度則從端224a到端224b逐漸增加。當控制旋鈕214以逆時針方向作90°轉動后，磁鐵架212沿底殼204的底面205(見圖6)的弧線和導軌222的弧線運動，使磁鐵210的中心線基本上處于零位舌簧開關18的中心線(見圖12中所示的驅動裝置200的簡化部分)，從而使零位舌簧開關閉合而使變送器的零位復位。導軌222從端222a到端222b厚度的增加保證在磁鐵架逆時方向轉動90°后磁鐵210接近于舌簧開關18。只要把跨距安全鎖按鈕200按壓下以釋放鎖彈簧236，在控制旋鈕214以順時針方向轉動90°之后，磁鐵架沿底面205的曲線和導軌224移動，以便使磁鐵210的中心線處于跨距舌簧開關20的中心線的上方，從而把該零位舌簧開關閉合而使變送器的跨距復位。導軌從端224a到端224b的厚度的增加，保證了在磁鐵架順時針方向轉動90°后磁鐵210接近于舌簧開關20。
應該理解，當控制旋鈕214以順時針方向或逆時針方向作轉動時，底面205和導軌222、224構成了引導磁鐵架212的旋轉運動的第一和第二弧形通道。這種弧形通道可以使磁鐵210達到近的徑向距離且與舌簧開關18和20平行。通過驅動裝置200的磁鐵210所獲得的近的徑向距離和平行的取向大大地有助于通過磁鐵對舌簧開關的驅動作用。
再參閱圖6，從圖中可明顯地看到，跨距安全開關按鈕220包括一O形環密封件234并具有一自保持端220a。鎖彈簧236包含第一直部236a，第一和第二端部236b和236c，第二直部236d和在直部236a和236d之間的過渡部分236e。第一直部236a具有一從端部236b向端部236c的輕微向上的斜坡。第二直部236d基本上從向上延伸的過渡部分236e向下朝著端部236c傾斜。
當驅動裝置200完全裝配好時，按鈕220的下端220a處于與鎖彈簧的一個端部236b近旁的第一直部236a相接觸。如圖11所示，當驅動裝置裝配好之后，端部236b置于底面205上的一向上突出的互補形的接受座204c中，端部236c則靠在底面205上向上突出的肋條204d上。應該意識到，當轂盤被轉動時，銷彈簧并不轉動。
請再次參閱圖7，從圖中可以看到，轂盤213的側面具有比較厚的部分213h，此部分213h從檔塊213f的最左緣延伸到約部分213e的最右緣。在此處，側面在邊緣213j上其厚度急劇減小而達到比較薄的部分213i，此213i部分從部分213e的最右緣延伸到檔塊213g的最左緣。
當驅動裝置200組裝好之后處于零位位置時，鎖彈簧236的向上過渡部分236e是正處在邊緣213j的左面。在零位位置時除非壓下按鈕220，從而把鎖彈簧向下推，這種相對于邊緣213j來說鎖彈簧的向上過渡部分的位置可以防止轂盤逆時針方向的轉動。雖然在圖6中沒有畫出，底面205包括一向上的圓形支柱，該支柱布置成正好在鎖彈簧236a的所處位置的下方，即鎖彈簧與按鈕的端部220a接觸的位置的下方。當支柱接觸端部220a后，支柱將限制鎖彈簧的向下移動。
現在參閱圖10，圖中示出了鎖彈簧邊緣236e和轂盤邊緣的過渡部分213j之間的交界面處的放大圖。如果有人想要使轂盤以逆時針方向轉動而不首先壓下按鈕220，那么由于鎖彈簧236e設計成能夠提供預定的脫開轉矩，該轉矩將使邊緣236也靠轂盤邊緣中的過渡部分213j滑動，因而允許轂盤以逆時針方向轉動。預先選定合適的脫開轉矩避免轂盤和鎖彈簧受到損壞。
在設計鎖彈簧時，發現在圖10所示的過渡部分中的輕微的倒棱236f有助于保持邊緣236e和過渡部分213j之間的接觸區域，甚至在不預先把按鈕220壓下而多次使轂盤逆時針方向扭轉時，也是如此。轂盤213可由300系列不銹鋼制成，鎖彈簧236可由17-7PH不銹鋼制成，經熱處理達到美國材料測試標準(ASTM)693、洛氏硬度(RH)950而每一邊緣上的倒棱約為25°。
除了以上所述的作用外，當鎖彈簧236處于零位位置時，它還提供一些對控制旋鈕214的制動作用。這種制動作用和O形環211、分路器210a、210b一起為控制旋鈕提供了穩定性，有助于避免不希望的震動引起的移動，否則這種移動有是可能偶然地驅動舌簧開關的。
現在參閱圖6至13，下面將說明當想要使零位和/或跨距舌簧開關復位時，驅動裝置200安裝到變送器主殼體12上的方式。底殼204的外側203包括把驅動裝置200安裝到變送器殼體上的第一和第二相同的機構240。圖13只示出了這兩個機構之一。另外，如圖6所示，變送器外殼202包括一個孔241以安裝螺釘242。
變送器殼體12包括第一和第二驅動裝置接納機構(圖中未表示)，該接納機構在形狀上與機構240是互補的。驅動裝置200安裝到殼體12上時首先把兩驅動裝置安裝機構240和傳送器上的兩個互補的驅動裝置接納機構配裝在一起，然后擰緊螺釘242。在驅動裝置安裝在傳送器殼體上之后，圖13所示的驅動裝置安裝機構240的部分240a靠在相關的驅動裝置安裝機構的頂面上，從而為驅動裝置提供了支持。從圖6中可以看出，驅動裝置外殼202具有坡形和低斷面的外側表面，它可防止攀登已安裝好的設備的人員利用傳送器作為臺階而使驅動裝置受到來自側面的力的影響。
應該了解本發明的最佳實施例的描述僅作為舉例說明本發明之用，本發明并不限于這些實施例，本領域的普通技術人員能對所揭示的主題內容的實施例作一定的增加、刪除或修改，這些增刪和修改仍落入由所附權利要求書所闡述的本發明的精神實質的范圍之內。
權利要求
1.一種用磁性方式驅動殼體內的第一和第二可磁性驅動的開關的驅動裝置，其特征在于所述驅動裝置包括a，一單個可移動的磁鐵；b，使所述磁鐵從第一位置移動到第二位置或第三位置的機構，在第一位置時所述磁鐵不驅動所述第一和第二開關的任何一個，在第二位置時所述磁鐵僅驅動所述第一開關而在第三位置時所述磁鐵僅驅動所述第二開關。
2.根據權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于還包括當磁鐵移動機構使所述可移動磁鐵移動到所述第二位置或所述第三位置后使所述單個可移動磁鐵返回到所述第一位置的機構。
3.根據權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于進一步包括一外殼，所述可移動磁鐵和所述磁鐵移動機構安裝在所述驅動裝置外殼中，所述驅動裝置外殼包括所述磁鐵移動機構從所述驅動裝置外殼的外部接觸所述磁鐵移動機構的機構。
4.根據權利要求2所述的驅動裝置，其特征在于還包括一外殼，所述可移動磁鐵，所述磁鐵移動機構和所述返回機構安裝在所述驅動裝置外殼中，而所述驅動裝置外殼包括從所述驅動裝置外殼的外部接觸所述磁鐵移動機構的機構。
5.根據權利要求1所述的驅動裝置，其特征在于當一順時針方向力矩施加于所述磁鐵移動機構上時，所述磁鐵從所述第一位置移動到第二位置，而當一逆時針方向力矩施加于所述磁鐵移動機構上時，所述磁鐵從所述第一位置移動到所述第三位置。
6.根據權利要求2所述的驅動裝置，其特征在于當將一順時針方向力矩施加于所述磁鐵移動機構上時，所述磁鐵從所述第一位置移動到所述第二位置而當將一逆時針方向力矩施加于所述磁鐵移動機構上時，所述磁鐵從所述第一位置移動到第二位置，當作用于所述磁鐵移動機構上的順時針方向力矩除去后，所述磁鐵返回機構通過將一逆時針方向力矩施加于所述磁鐵而使所述磁鐵從所述第二位置返回到所述第一位置，并且當作用于所述磁鐵移動機構上的逆時針方向力矩除去后所述磁鐵返回機構通過將一順時針方向力矩施加于所述磁鐵而使所述磁鐵從所述第三位置返回到第一位置。
7.一種用磁性方式驅動外殼內的第一和第二磁性可驅動開關的驅動裝置，其特征在于所述驅動裝置包括a.一單個磁鐵，該磁鐵安裝在可從第一位置移動到第二位置或第三位置的磁鐵架中，在所述第一位置時，所述磁鐵不驅動所述第一或，第二開關到第二位置或第三位置，在所述第二位置時，所述磁鐵僅驅動所述第一開關，在所述第三位置時，所述磁鐵僅驅動所述第二開關;b，使所述可移動磁鐵架從所述第一位置移動到所述第二位置或第三位置的機構。
8.根據權利要求7所述的驅動裝置，其特征在于還包括當所述磁鐵座移動機構將所述可移動磁鐵架移動到所述第二位置或所述第三位置時，使所述可移動磁鐵架返回到第一位置的機構。
9.根據權利要求7所述的驅動裝置，其特征在于當將一順時針方向力矩施加于所述磁鐵架移動機構時，所述可移動磁鐵架從所述第一位置移動到所述第二位置，而當將一逆時針方向施加于所述磁鐵架移動機構時，所述可移動磁鐵架從所述第一位置移動到所述第三位置。
10.根據權利要求8所述的驅動裝置，其特征在于當一順時針方向力矩施加于所述磁鐵架移動機構上時，所述可移動磁鐵架從所述第一位置移動到所述第二位置，當一逆時方向力矩施加于所述磁鐵架移動機構上時，所述可移動磁鐵架從所述第一位置移動到所述第三位置，當施加于所述磁鐵架移動機構上的所述順時針力矩除去后，所述磁鐵架返回機構通過將一逆時針方向力矩施加于所述可移動磁鐵架而使所述可移動磁鐵架從所述第二位置返回到所述第一位置，以及當施加于所述磁鐵架移動機構上的逆時針方向力矩除去后，所述可移動磁鐵架返回機構通過將一順時針方向力矩施加于所述可移動磁鐵架而使所述磁鐵從所述第三位置返回到第一位置。
全文摘要
一種調節用于工藝過程控制系統的傳送器的零位和跨距位置的磁性驅動裝置。該驅動裝置在外殼中具有一單個磁鐵。驅動裝置是可從傳送器上卸下的。在驅動裝置未驅動時，磁鐵處于零位位置，在零位位置時磁鐵不驅動零位或跨距位置舌簧開關。可使磁鐵或移動到第一位置或移動到第二位置，在第一位置是，它驅動零位位置舌簧開關，在第二位置時，它驅動跨距位置舌簧開關。當使磁鐵移動到第一位置或第二位的轉矩除去后，驅動裝置可施加一適當方向的轉矩而使磁鐵返回到零位位置。
文檔編號G08C19/00GK1105772SQ93119370
公開日1995年7月26日 申請日期1993年11月13日 優先權日1992年11月13日
發明者杰羅姆S·奧爾登, 維克托J·巴登, 哈羅德W·湯姆森 申請人:國際自動化控制信貸股份有限公司