專利名稱：具有費力杠桿放大系統的機電壓力開關的制作方法
具有費力杠桿放大系統的機電壓力開關本發明涉及一種可用來檢查裝置內壓力的機電壓力開關。機電壓力開關是已知的，其中，感測的壓力轉換為敏感彈性膜片元件的運動，該敏感彈性膜片元件致動構造并直接容納于壓力開關本體內的電氣開關系統，通過一杠桿系統來放大并傳輸源自這種運動的電信號。與這些已知的壓力開關相比，根據本發明的壓力開關的特征在于，其包括外部微型開關，以及其包含“費力的”第三類杠桿，這種杠桿允許根據具體比率放大敏感膜片元件的甚至有限的運動，所述具體比率可根據壓力開關的最終應用需要而變化。除了設計和開發為具有相對較高厚度以承受反復的機械應力和較高的過壓而不會經受永久變形之外，根據本發明的壓力開關，允許使用由任何材料制成的膜片，比如不銹鋼、銅、鈹、碳鋼等，因為即使是其最小的運動也由“費力的”杠桿系統放大。而且，構造簡化使得該設備特別成本有效，組裝和生產簡單，因為用于其實施的材料不是高科技材料，并且機械公差相對較高。根據本發明的壓力開關的一個實際實施例以非限制性示例的方式在附圖中示出， 其中
圖1示出根據本發明的壓力開關的實施例沿著圖2中的I-I線截取的垂直截面；圖2示出相同壓力開關沿著圖1中線II-II的水平截面；圖3示出圖1中的壓力開關從底部看且部分截取的視圖；圖4示出圖1中的壓力開關的變型；圖5示出圖1中的壓力開關的另一變型；圖6示出根據本發明的壓力開關的又一變型；圖7示出安裝于圖6中的壓力開關中的第三類杠桿。
圖1、2和3中所示的壓力開關包括下部基部1，其設置有由軸向孔3縱向地貫通的螺紋接頭2，軸向孔3將受控裝置置于與由彈性膜片5封閉的壓力感測腔室4相通。兩個適當地定尺寸的環形密封6和7確保螺紋接頭2和基部1之間以及彈性膜片 5和基部1之間的密封性。彈性環8放置于接頭2在腔室4內側的端部處，以允許壓力開關的上部旋轉，并且不使用工具將其手動地定位于最適合于應用的位置。膜片5通過機械地接合卡圈10保持于基部1和上部蓋帽9之間的緊固位置。下部基部1和上部蓋帽9形成空心本體，空心本體形成壓力開關的外殼。彈性膜片5可由任何材料制成，比如不銹鋼、銅、鈹、碳鋼等，并且設計和開發為具有相對較高的厚度，以承受反復的機械應力和較高的過壓而不會永久變形。彈性膜片5的中心點11與壓力開關的中心垂直軸線A相重合，并且與調節螺釘13 的球形尖端12相接觸，調節螺釘13由螺紋14機械地連接至第三類杠桿15(稱為“費力杠桿”)的相應中心部分，互補螺紋部分在第三類杠桿15上直接獲得，沒有其他焊接或鉚接部件等的介入。如圖1所示，杠桿15由第一端部彎頭16、第二彎頭17、以及第一平狀部分18形成為單件。第一彎頭16在膜片5的側緣部分處夾持于下部基部1和上部蓋帽9之間。第二彎頭17置于蓋帽9的固定壁19之下，根據杠桿的形狀，或者與之相接觸(圖1-3和4)，或者與之間隔開，這將在下面解釋。最后，螺釘13螺旋于平狀部分18上，該平狀部分18具有底層增強肋20，并且在其自由端處支承垂直地突起的尖端21，該尖端21將用來致動可轉換微型開關23的按鈕22，該按鈕22通過螺釘M牢固地固定于蓋帽9外側，并且因而固定于壓力開關本體的外側。壓縮彈簧25定位于調節螺釘13的頭部和杠桿15的平狀部分18之間，以避免振動或非軸向作用改變螺釘13的位置，從而損及壓力開關的調節。杠桿15由彈性材料比如適當處理的碳鋼或不銹鋼制成，以便開發其形成材料的彈性的機械性能，并保持調節螺釘13的尖端與膜片5恒定地接觸。所述壓力開關的操作原理如下。加壓流體通過螺紋接頭2的入口孔3進入感測腔室4，并且引起膜片5在根據流體入口方向的方向上的變形。膜片5將其運動傳遞至螺釘13的球形尖端12，并且因而傳遞至杠桿15的中心區域，并且膜片5在一端處由借助于夾持于基部1和蓋帽9之間的彎頭16而保持就位。根據圖1-3所示的實施例，杠桿15具有在蓋帽自身的固定壁19處靠在蓋帽9上的彎頭17。杠桿15的彎頭17和蓋帽9的壁19之間的這個接觸確定了杠桿15的支點，杠桿15繞著該支點旋轉，以傳遞和放大由膜片4的運動所產生的垂直運動。由于杠桿15的動力臂比杠桿自身的阻力臂要短，就獲得了流體壓力的較高感測敏感度。而且，如上所述，杠桿15由彈性材料比如適當處理的碳鋼或不銹鋼制成，以開發材料的彈性的機械性能，以保持調節螺釘13的尖端恒定地與膜片5相接觸。這個想出的辦法允許立即傳遞出現在感測腔室4內的每個最小的壓力變化。由膜片5的變形產生的杠桿15的運動確定了微型開關23的致動按鈕22的致動， 該致動由置于杠桿15的自由端處且垂直于微型開關23的按鈕22定位的突起尖端21確定，以限制這兩個部分之間的接觸表面至最小，并且因而減少摩擦，且確保更好的電干涉重復性。沿著杠桿15的平狀部分18的整個長度縱向地放置的肋20給杠桿15的中心部分帶來高度的剛性，以便于完整地傳遞膜片5的運動，使該傳遞不被杠桿臂的彈性變形所妨礙。杠桿15在腔室4中的流體壓力相等之下的整個運動可由調節螺釘13調節，調節螺釘13能通過蓋帽9頂部處的孔沈從壓力開關的上部觸及。杠桿15相對于膜片5表面的定位角度通過相對于膜片5螺旋調節螺釘13而增大，因為杠桿15鉸接到靠在固定壁19 上的彎頭17上。這個運動確定壓力開關的調節值的下降，因為置于杠桿15的端部處的致動尖端21接近微型開關23的按鈕22，因而需要膜片5的較小運動并且因此需要用于致動按鈕的較低的流體壓力。相反，通過松開調節螺釘13，會獲得相反的效果，S卩，杠桿15的尖端21移動遠離微型開關23的按鈕22，因而需要膜片5的較大運動和致動按鈕的較高的流體壓力。在杠桿15的彎頭17處，通過蓋帽9的壁19上的導向部27，在進行調節的步驟期間，杠桿15保持于位置不變(圖幻，并且，由直接在蓋帽9上獲得的兩個導向部觀而靠近尖端21 (圖1)。這些導向部避免了調節螺釘13的偏移，并且避免了杠桿15在彎頭17和壁19之間的接觸點處扭曲，因而獲得了調節步驟期間的更多穩定性和準確度。插槽四存在于蓋帽9的上端的孔沈內，適合于在其中接收盤或插塞30，盤或插塞30由可彈性變形的塑料制成，在調節過程之后由制造商施加，作為防止終端用戶的可能篡改的保證。如果移除、篡改、或穿孔，這個插塞30將確定制造商對壓力開關調節責任的終止。由微型開關23的切換按鈕確定的電路開閉壓力之間的差別可進一步改變，因此， 需要改變杠桿15的動力臂和阻力臂相對于杠桿自身支點的長度比。例如，這通過將圖1中的杠桿15由如圖4所示的具有縮短延伸彎頭17的另一杠桿15進行替換來獲得。從而，杠桿15的支點被移動得遠離壓力開關的中心軸線A，并且因而遠離從膜片5施加至杠桿15的施力點，從而這兩個杠桿臂之比被降低，并且因此膜片5 的運動被放大至較小程度。微型開關23內的機電回路的狀態改變之間的壓力差因而較高。通過將從圖4中的杠桿17改回至圖1中的杠桿15，會獲得相反的效果，其結果是， 杠桿支點靠近壓力開關的中心軸線A，從而杠桿臂之比增大，并且膜片5的運動更加放大。 微型開關23內的機電回路的狀態改變之間的壓力差相應地降低。最小比值狀況可通過將杠桿15的彎頭17移動遠離蓋帽9的壁19(圖5)，以便取消彎頭17和壁19之間的接觸點，從而移動杠桿15的支點至端部彎頭16處。作為又一可選方案，第二彎頭17可以缺失，并且由連接用作支點的第一彎頭16和平狀部分18的傾斜平面31替代。傾斜平面31優選地包括至少一個窗口或凹陷32，其能有利于杠桿15在所述窗口或凹陷處的彎曲，如圖7中更詳細地示出。
權利要求
1.一種機電壓力開關，其包括由基部(1)和蓋帽(9)形成的空心本體，可彈性變形的膜片(5)夾持于基部(1)和蓋帽(9)之間，并且，可彈性變形的膜片(5)在基部(1)和蓋帽 (9)之間封閉與加壓流體的入口孔(3)相通的壓力感測腔室⑷；以及用于將膜片(5)由加壓流體引起的變形傳遞至可切換微型開關的致動按鈕0 的杠桿裝置(15)，其特征在于，所述杠桿裝置(1 由單件式第三類杠桿(1 構成，該單件式第三類杠桿(15)至少包括連同所述膜片( 一起夾持于所述基部(1)和所述蓋帽(9)之間的第一端部彎頭 (16)以及在自由端處支承突起肋的平狀部分(18)，所述突起肋用于控制微型開關的所述致動按鈕(22)，所述平狀部分(18)可調節地固定至調節螺釘(13)，所述調節螺釘(13)具有與壓力開關的軸線重合的軸線，以及與膜片(5)的中心點(11)相接觸的球形尖端(12)。
2.根據權利要求1的壓力開關，其特征在于，所述杠桿(15)在所述第一彎頭(16)和所述平狀部分(18)之間包括能置于與所述蓋帽(9)的固定壁(19)相接觸或與之間隔開的第二彎頭(17)。
3.根據權利要求2的壓力開關，其特征在于，杠桿(15)的所述第二彎頭(17)與蓋帽 (9)的所述固定壁(19)相接觸，以形成所述杠桿的支點，并且具有如此的長度以使得杠桿 (15)的動力臂短于所述杠桿(15)的阻力臂。
4.根據權利要求2的壓力開關，其特征在于，杠桿(15)的所述第二彎頭(17)與蓋帽 (9)的所述固定壁(19)相接觸，以形成所述杠桿的支點，并且具有如此的長度以使得杠桿(15)的動力臂長于所述杠桿(15)的阻力臂。
5.根據權利要求2的壓力開關，其特征在于，杠桿(15)的所述第二彎頭(17)與蓋帽 (9)的所述固定壁(19)間隔開，以使得杠桿的支點與所述杠桿的第一彎頭重合。
6.根據權利要求1的壓力開關，其特征在于，所述杠桿(15)包括連接所述第一彎頭(16)和所述平狀部分(18)的傾斜平面(31)。
7.根據權利要求6的壓力開關，其特征在于，所述傾斜平面(31)設置有至少一個窗口或凹陷(32)。
8.根據權利要求1的壓力開關，其特征在于，杠桿(15)的所述突起肋與微型開關 (23)的按鈕(22)垂直地延伸。
9.根據權利要求1的壓力開關，其特征在于，杠桿(15)的所述平狀部分(18)設置有增強肋(20)。
10.根據權利要求1的壓力開關，其特征在于，包括在所述調節螺釘(1 的端頭和所述杠桿(1 的平狀部分(18)之間纏繞于所述調節螺釘(1 周圍的壓縮彈簧05)。
全文摘要
描述了一種機電壓力開關，其包括由基部(1)和蓋帽(9)形成的空心本體，可彈性變形的膜片(5)夾持于基部(1)和蓋帽(9)之間并封閉與加壓流體的入口孔(3)相通的壓力感測腔室(4)；以及用于將膜片(5)由加壓流體引起的變形傳遞至可切換微型開關(23)的致動按鈕(22)的杠桿裝置(15)。杠桿裝置(15)由單件式第三類杠桿(15)構成，其包括連同所述膜片(5)一起夾持于所述基部(1)和所述蓋帽(9)之間的第一端部彎頭(16)以及在自由端處支承突起肋(21)的平狀部分(18)，所述突起肋(21)用于控制微型開關(23)的所述致動按鈕(22)。杠桿(15)的平狀部分(18)可調節地固定至調節螺釘(13)，所述調節螺釘(13)具有與壓力開關的軸線重合的軸線，并且具有與膜片(5)的中心點(11)相接觸的球形尖端(12)。
文檔編號H01H35/26GK102171781SQ200980150580
公開日2011年8月31日 申請日期2009年12月14日 優先權日2008年12月18日
發明者E·奧馬蒂, M·G·奧馬蒂 申請人:馬特爾公司