本发明涉及一种压力测量仪，它有一个装在防爆壳体内的控制组合件，该组合件能方便地与壳体内的零件（包括用于转动调节的驱动连接件）连接和脱离。 各种压力测量仪如电流-压力转换器式和压力变送器式测量仪在技术上都有了改进，其中一些已经使用组装式结构。但是要得到一种可以进行拆卸以便清洗，维修或更换元件而又不改变转动电位器的给定点（如量程和零点）的组装式功能组合件则一直是一个没有解决的问题。因为位于一个容易拆卸的盖子下面的这些调节装置必须是可以接近的，並且在许多装置中，电路元件必须装在防爆室（或腔内），驱动的调节元件必须装在构成空腔的壳体壁外面而且是可以接近的，被驱动元件驱动的元件则应装在空腔的内部。用户希望该装置是容易修理的，然而如果把电路组件从壳体内取出进行清洗或局部修理的话，由于存在对中偏差，驱动元件和被驱动元件的重新连接就比较困难。
本发明涉及一种组装或压力测量仪，它包括一个外壳体，壳体内部有一个用于安装控制组合件的内腔。控制组合件包括带有转动调节元件地电路板，转动调节元件可以与调节轴相啮合也可相脱开，调节轴可以从外面接近。转动调节元件与调节轴之间无论在转动方向上还是在轴向上都不要求精确地对中。如图所示，该空腔（在壳体内用于安放控制组合件）一端可做入口，另一端被端壁所封闭。为了便于连接导线及检查量程间距和零点电位器的调节轴，可以从外部接近端壁的外表面。该空腔设计成能安放和支承控制组合件，该组合件包括用于检测和控制流体压力的敏感元件和用于处理与控制组合件工作有关的信号的电路。
壳体最好是防爆的，控制元件如零点和量程调节轴与壳体空腔内的电位器的连接是可分离的，它通过连接装置来实现这种连接。当控制组合件被拉出空腔时，该连接装置是轴向可分离的，当控制组合件被放回原位时，即使存在有少量横向偏移，该连接装置仍具有足够的扭矩传输能力来实现驱动地啮合。同样，这种连接装置无需调节相对的转动位置就可以连接在一起。
这样，在控制组合件被拆卸下来进行清洗或其它检修后再重新组装时，零点和量程定位器无需仔细地去与控制轴对中，它们的给定点也基本上没有变化。这种连接装置允许两部分零件的轴线有相当大的横向位移并且不要求转动对中。钩形和环形紧固件在两部分零件间存在有较大的横向间隔距离时，仍然能传送扭矩。该连接器的牵引强度并不太大，因此，当拆卸时，电位器的铅焊点不会过载。此外，外部接线柱和控制组合件上的电路之间的电接点也被装在一起，因此在控制组合件装入腔内并固定就位的同时，也完成了电路的连通。
控制组合件有一个圆柱形组件，在该圆柱形组件上至少有一个压力输入口，在控制组合件完全装入空腔内之后，该输入口与壳体壁上的入口和管道连接口的压力相连接。在大多数情况下，应至少有两个管道和入口，它们可被灵活地接到控制组合件上。控制组合件上还应有密封装置，用于使液体通道之间相互隔离。控制组合件应放置在空腔内的适当位置上，以便使用合适的连接装置即可快速地进行更换。
在使用相同的外壳体和安装在该壳体上的相同的连接元件的情况下，可把控制组合件做成各种不同的工作结构（不同的传感器或敏感元件和不同的电路系统）。控制组合件沿空腔开口的中心轴线方向装入腔内，并用一个螺纹盖将它固定就位。当需要将控制组合件移出时，该螺纹盖还起一个提手的作用，它可以帮助把控制组合件轻轻地放进空腔或从空腔里轻轻地取出。控制组各件所使用的电路最好是一个已知的转换器或变送器电路，该电路使用两条导线与外部的直流电流信号相连接。
图1为根据本发明所制造的一种压力测量仪的垂直剖面图，图中显示了装在该测量仪中的第一种结构形式的控制组合件;
图2为装在图1所示的同样的外壳体中的第二种结构形式的控制组合件的剖面图;
图3为驱动连接器的放大侧视图，该连接器位于调节轴与电位器之间，这些元件与图1和图2中所示的控制组合件一起使用。
在图1中，压力测量仪通常用10表示，该测量仪包括：外壳体11，如图所示，它有一个壁12，该壁确定了一个通常是圆柱形的内部空腔13，由于该空腔内部有许多台肩，因而具有阶梯形内表面。空腔13由端壁14封闭。端壁14围住内部空腔13。壳体上有一个带螺纹的颈部15，它位于端壁14上的背向空腔13的一侧，盖子16拧在该颈部的适当位置上，覆盖在端壁14的外侧，并且可使外部引线通过以及调节给定点。在本发明的这种结构形式中，为了让由两条向压力测量仪传送4～20毫安电流信号的导线所组成的电导体18及19通过，端壁14的外部有一个穿过壳体的侧面及颈部15的通道17。两条导线可与相应的电源20及负载21相连接。导线18和19还分别与接线柱螺钉18A和19A相连接，该接线柱螺钉固定在盖子16下面的端壁14的外部。
如图所示，控制组合件25装在空腔13内，它包括控制装置和一个通常为圆柱形的组件24，组件内可装有各种压力控制元件或压力敏感元件。圆柱形组件24的横截面形状一般为圆柱形，以便与空腔13的形状相配合。控制组合件25的圆柱形组件24上分别加工出第一、第二、第三环形台肩26、27及28，当把控制组合件25装入空腔13中时，这些台肩就形成了面向端壁14内侧的台肩面。这些台肩使圆柱形组件24的外径尺寸从控制组合件25的底面直径（通常用30表示）减小到圆柱形组件的电路板支承面直径31。每个台肩面上都分别装有一个O形密封圈26A、27A及28A，各O形密封圈与空腔13内部相对应的台肩面26B、27B及28B压紧并密封。O形密封圈26A、27A、28A通常沿控制组合件25的中心线36的轴向相隔一定的距离，圆柱形组件24的外圆表面精密地与空腔13的内表面相配合，因此当控制组合件25从空腔末端与端壁14相对应的开口33处滑动到空腔内部时，它们之间为滑动配合。
在围绕着空腔13的壳体壁12上，至少有一条供液通道（大多数情况下不只一条通道）。如图1所示，螺纹孔36与入口37对中，入口37又与通向空腔13内部的通道37A相通。从一个具有一定压力的液体供应源接过来的导管38与螺纹连接孔36相连接（未在图中示出）。
图1中，在壳体11上与上述通道正好相对的侧面上，有一个螺纹连接孔40，它位于壳体壁12上，与出口41相通。出口41与穿过壳体壁12通向空腔13的通道41A相连通。此外，在本发明所述的这种结构形式中，在壳体壁12上靠近空腔的开口33处有一个出口42，该孔用一个挡板43盖住。
在本发明所述的这种结构形式中，控制组合件25的圆柱形组件24上装有一些控制元件，并有一些液体通道。这些元件已在图1中示出，它们可按要求自由地选定并且把它们与分部制造的圆柱形组件上的各种通道相连接。这个简图只是一种示例说明，圆柱形组件可以做成其内有各种孔腔的金属块，元件可以安装在由几部分组成的圆柱形组件上，圆柱形组件24的外表面可以通过机械加工形成台肩，以便适合装配。
在本发明的这种结构形式中，控制组合件25包括由电流-压力（I/P）转换器构成的控制装置和一些元件，这些元件作为控制组合件的一部分装入圆柱形组件24中，其中包括一个一般结构的压力传感器45，一个控制阀46和一个气动升压放大器47。控制阀46用于容纳压力流体并根据输入到控制阀元件上的电流大小，输出一个相应的压力输出信号。气动升压放大器47接收来自控制阀的压力信号，并将它放大，以便提供一个输出压力信号。该压力信号在与螺纹连接孔40相连接的导管40A处被接收。
通常用数字50表示液体供应通道，该通道有一个与通道37A相通的入口50A，通道37A与入口37对中。入口50A位于O形密封圈27A与28A之间，因此它与圆柱形组件24外表面上的其它孔口是相隔开的。通道50与控制阀46上的一个相应的接头相连接，并通过一个支路51与气动升压放大器相通。控制阀46有一个从该阀的输出信号口引出的输出通道52，通道52与气动升压放大器47的控制信号输入口相通。通道53用于把放大的液体输出量从气动放大器47输送到压力传感器45，同时如图所示也送到孔53A。孔53A与位于O型密封圈27A和26A之间的控制合组件的外部相连通并与通道41A相对中。通道41A与孔41相连通，因而也与输出导管相连通。
圆柱形组件24上还有一个通道55，它在圆柱形组件24的电路板支承面31处开口，电路板31的输入导线56通过通道55延伸到控制阀46上，为该阀提供控制信号。在圆柱形组件24上，还有另外一个通道57，它也在靠近电路板支承面31处开口，用于将导线58送到压力传感器45上，用来在电路板与传感器之间往返传输信号。
圆柱形组件24内，有一个出口通道60，该通道与壁12上的一个与出口42对中的通道相连通。出口通道60由O形密封圈26A和O形密封圈61密封，O形密封圈61放在螺纹端盖62的凹槽内，并紧靠在圆柱形组件24的底面30上。螺纹端盖62拧在壳体11上以封闭开口33并托住控制组合件25使它固定在装配位置上。出口42用于为气动放大器47泄放液体。第二个出口通道60A用于把控制阀46的液体排放到盖子62上的第二个出口42A。
压力传感器45可以是所需要的任何形式的压力传感器。控制装置或控制组合件25的全部操作与美国专利4，481，967中所叙述的一样，该专利文件已列入本发明书的参考文献中。此外，单个的气动放大器47可以采用美国专利4，653，523中所述的形式，该专利文件也已列入本说明书的参考文献中。控制阀可按美国专利4，638，830的最佳实施例所叙述的形式构成，该专利文件也列入本说明书的参考文献中。这些元件都是相当小的，因此可以把它们装到圆柱形组件24中。这些元件都是用来在圆柱形组件24中工作的。
电路与组成控制组合件一部分的元件相结合，用于提供一个信号，该信号与沿导线18、19所传输的直流电信号相适应。该电路安装在电路板70上，电路板安装在相应的支脚71上并通过固定螺钉72固定在圆柱形组件24的电路板支承面31上，从而形成控制组合件25的一部分。电路板70上有各种电路元件，其中包括有放大器、电阻器等元件在内的各种集成电路。所使用的电路包括零点调节电位器74，量程电位器75，两个电位器都安装在电路板的上面。每个电位器的顶端都有一个调节轴，其典型结构如图3所示，这些电位器通过接接点固定在电路板70上。从图可以看到，电路板70被支承在靠近端壁14的位置，电位器的调节轴面向端壁14。此外，标号为76的接线柱或插座用来传送变送器电路和导线18，19之间的直流电信号。图中仅示出了一个接线柱76，还有两个这样的输出接线柱与它并排地放置。
电位器74和75必须能从空腔13的外部进行调节而不允许大气进入腔内，使用压力测量仪要避免使空腔气体流通以便防爆。为了防爆，从接线柱76引出的导线也必须密封。引线输出接头包括：一个导体或插头80，它由与它相配的引线绝缘子81来支承，绝缘子81与各自的接线柱76对中并固定。导体80把电力输到端壁14外面的支承块82上的接线柱上，每个导体80的末端都有一个触头，它们分别插入各自的接线柱76端部的插座内。从而电路板上的接线柱76和螺钉19A和18A之间就分别实现了电的连接，以便于与外面的导线18、19相连接。这样空腔13内电路板的输出接头就与外面相密封。
电位器的输出轴可驱动地连接到给定点调节轴上，该轴固定在端壁14上，并从端壁14的外面可以接近它。连接装置分别用82、83表示，它分括相互配合的钩形和环形紧固件。由于钩形部分82A和83A都连接到平板形件（或圆盘）84上（见图3），因此，可分别与电位器控制轴实现可驱动的连接，而环形部分82B及83B则分别与给定点控制和调节轴86及87的端部相连接。轴86和87可转动地固定在端壁14上相应的孔内。
安装给定点调节轴86和87的孔沿该轴转动轴线方向上的长度以及该孔和调节轴之间的紧密配合可使火焰急冷从而达到防爆的目的。
在给定点调节轴86和87上有圆柱形颈部86A和87A，其直径比调节轴的主体部分小，并可转动地安装在壁14的通孔中，该圆柱形颈部一直伸到壁14的外面，盖子16的下面。颈部86A和87A还各有一个从壁14的外面可以接近的带槽的头部，这个头部可以是颈部的一部分，也可以是拧到颈部上的单独的螺钉。在图中两个头部分别用86B和87B表示。
为了密封，同时也为了给给定点调节轴一定的磨擦阻力，使它不易转动但又可以用改锥使它转动以调节电位器的给定点，颈部还装有O型密封圈，图中用86C和87C表示。
可以看到，在控制组合件作轴向运动离开端壁14时，连接装置82和83将分离，导体80端部的触点也与各自的接线柱76分离，因此就可以通过端部开口33把控制组合件25从空腔内拉出来。
为了能适当地周向安装控制组合件25，空腔13的内表面有一个标号为90的键槽，该键槽位于开口端33的内部，靠近与盖子62相连接的螺纹连接处。标号为91的键固定在圆柱形组件24上，这样，控制组合件25和壳体的周向位置将保持一定。
圆柱形组件24的底面有一对耳状物93，在它的下部有向外伸出的凸缘，如图所示，这样就在圆柱形组件24的底面和和这对耳状物之间形成了一个插座。在盖子62上又至少有一个环形凸缘94，这样，一个耳状物93和一个环形凸缘94随着盖子62的旋转将会互相贴合，螺纹盖62可以用来作为起重螺旋，把控制组合件25从腔13内拉出来。
当操作如图1所示的电流-压力转换器时，来自供液源的压力液体中常常会有一些污染物，因而运行着的零件可能被堵塞，组合件就需要更换。同样，电路板70上的电路元件也可能要求检修。如果控制组合件25已无法工作但只须进行清洗即可时，可以把盖子62拧下，用它作为提手把控制组合件25从空腔13中提出，然后进行清洗和复位。在拆卸过程中，电位器74和75的给定点可以不改变，连接装置82和83不需要转动电位器的控制轴即可分离。钩形和环形紧固件，在处于连接状态时具有良好的剪切强度，因此具有良好的承受扭矩的能力。但它的分离强度不太大，所以当拆卸控制组合件时，不会使电位器上的焊点受力过大。当把控制组合件重新装入空腔13中时，即不需要移动给定点调节轴86或87，也不需要移动电位器上的控制轴，就可以使每个连接装置的两个接合部分驱动地连接在一起。换句话说，给定点调节轴86和87与电位器控制轴在不需要做任何对准中心的旋转运动的情况下，就可以形成一种可驱动的连接。沿轴线36A方向，还允许钩形和环形紧固件有一个较大的轴向位置范围，在该范围内，它们仍可有效地接合，因而组合件的安装位置也可稍有变化。
通道37A和41A与通道50A和53A不需要进行转动对中。
图2示出了本发明的一种改型结构，在该结构中，使用了相同的外壳11，除出口孔42和42A被堵住外，其它的都给出了相应的编号。为了便于说明和编号统一，这两个出口孔用相应的孔塞110和110A表示，两个孔塞把出口孔严密地封住，使壁12和盖62成为无间断的构件。但是在本发明的这种结构形式中，控制组合件包括一个压差传感器（它当然具有不同的元件）用来在一个双线变送器装置中沿导线18，19提供4～20毫安的输出信号。在本发明这种改型结构中，控制组合件装到外壳11的内腔13中，并且在工作时与必要的压力孔口相连通。
在本发明的这种改型结构中，孔36处的输入导管包括导管112，该导管通向一个压力供液源（在图2中用P2表示），导管40A用导管113代替，该导管通向用P1表示的另一个压力供液源与导管112和113相连通的压力供液源，是两个不同压力的供液源，它们之间的压力差就是被检测的参数。
在图2中，传感器组合件125（包括传感器装置）的外形基本上和前面所述的相同，它通常有一个圆柱形外表面的圆柱体124，其上有第一台肩126、第二台肩127和第三台肩128，从而形成径向台阶（从圆柱体的底面130到电路板支承面131直径逐渐变小）。每一个台肩面126、127、128上均装有一个O形密封圈126A、127A和128A，用来与空腔13的内表面上形成的内台肩面靠紧并密封。
在本发明的这种改型结构中，一个压差传感器145构成了该传感器组合件，图中给出了传感器的示意图，它包括装在外壳147内的膜片146，该膜片是根据美国专利4，370，890中所述的已知原理设计的（该专利文件已列入本说明书的参考文献中），例如膜片146的外部边缘由壳体支承（已知形式），并被安装在壳体的一个中心室内。膜片146把该中心室分成两个部分，对于电容器极板148和149来说，它作为一个公用的电容器极板，电容器极板148和149是由适当材料在该室的表面上的沉积层形成的。传感器元件可以单独制造，然后再放入圆柱形组件中，为了组装容易，圆柱形组件可以分别制造。
圆柱形组件124内的输入通道150有一个入口150A，它与孔37对中，而通道37A从孔37导出，因此压力P2的液体就可以进入通道150。通道150通向位于盖板152中的空腔151，盖板152构成圆柱形组件124的末端。传感器组合件125的圆柱形缩件中还有另一个通道153，它有一个与壳体壁12上的孔41对中的孔153A，因此压力P1的液体能进入通道153，通道153通向第二个空腔154，该空腔与空腔151是相互隔开的并且是相互密封的。
在传感器组合件壳体147内，敏感膜片146的两对边所形成的两个室与壳体147中的通道155和156连通，通道155和156又和圆柱形组件124内的通道157和158相连接。通道157和158与隔离室159和160相通，隔离室的范围是由隔离膜片161和162及圆柱形组件124的末端161A和162A所限定的。隔离膜片是一种柔性膜片，也是按已知方法构成的，沿着它的边缘密封从而形成隔离室159和160。隔离室159和160，当隔离室相连的通道157、158和155、156以及组合件壳体147中膜片146两边的室中都充满了基本上不可压缩的液体（如硅油）。因此隔离膜片的任何弯曲都会引起敏感膜片146一定比例的（或相应的）弯曲，腔体151和154之间的压差会引起隔离膜片弯曲并使敏感膜片弯曲，敏感膜片146所产生的弯曲，可以通过电容检测电路来检测，所测的信号被输送到引线165上，该引线穿过传感器组合件125的圆柱形组件124引到圆柱形组件的外表面靠近电路板安装端面131处。压差是使用已知的方法检测的。
在本发明的这种改型结构中，电路板170由支脚171所支撑并用螺钉172固定就位。所选定的电路安装在装有电路元件的电路板上，这些电路元件包括零点调节电位器174及量程间距调节电位器175。电路板上有接线柱，用来和与外界元件相连接的导体相连接。
连接装置182和183把电位器的控制轴分别连接到给定点调节和控制轴86和87上，该调节轴安装在壳体11的端壁14上。
传送信号用的导体80插入接线柱176，以便把电路板上的电路和导线18、19连接在一起。
在本发明的这种改型结构中，顶盖152可以被焊在（或密封地固定在）圆柱形组件124的主体上，该顶盖内有压力室151和154。顶盖152上有一对耳状物193，它的结构与耳状物93相同，用于与盖子62上的凸缘件94相配合，这样和本发明的第一种结构形式一样，用盖子62作为提手就可以把控制组合件125提出。标号为191的键与壳体11上的标号为90的键槽相配合，从而使连接装置182和183、接线柱176和导体80正常地连接定位。
此外，在本发明的这种改型结构中，如果需要对控制组合件（或控制装置）125进行检修，可拧开盖子62，把控制组合件从内腔13中提出，由于连接装置182和183相分离，因而零点和量程间距电位器的控制轴同可手动调节的给定点调节轴86、87也相分离，当控制组合件从壳体11的开口33处拆下时，接线柱176也同时与和它相连的导体相分离。
因此，在本发明的两种结构形式中，控制装置都包括：能容易地给定点调节和控制轴脱开的控制组合件125，与传感器组合件上的电路板相连接的导体以及输送压力流体的管道。利用如图所示的连接装置进行重新连接也是容易的，因为相结合的原件不需要转动到某一特定方向（如同开槽式连接所能做到的一样）并且还允许有一定的横向偏移量，而这种偏移并不影响电位器的连接和驱动。圆柱形组件124上有一些外台肩，它们可用来安装密封件，以把各自的压力输入量与其它的压力信号隔开，从而为压差组件的正常工作提供条件。
图3是一个典型电位器及其连接装置的放大视图，该图表明，连接装置的两个元件，可以容易地放在一起。一个连接部分是圆盘84它可驱动地安装在各自的电位器控制轴上，另一个连接部分由调节给定点的调节和控制轴来驱动，轴87可转动地安装在端壁14上，并且从空腔13的外面可以接近。
钩形和环形紧固件，通常用尼龙制成，它们对于多种化学物质都呈惰性。可以使用由美国Velcro公司（在新罕布什尔州的曼彻斯特）制造的商标为Velcro的钩形和环形紧固件。因为钩形和环形紧固件可以压缩以适应位置的变化，故存在有一定的轴向位置公差不会损害它们良好的驱动连接性能。此外振动往往会使钩形件插到环形件上，因此振动也不会对操作产生有害的影响。可以允许有合理的轴向偏移，而且给定点调节轴的底面与圆盘之间也不要求精确地平行。这种钩形和环形紧固件成本低，并且很适用于这种连接方式。
壳体11是防爆的，也就是说，能够用于气氛可能被点着或者在有火花的情况下能突然发出火焰的地方，电路（在出故障时可能打火或引起燃烧）装在一个密封腔内，如果电路因出故障而引起火花并使密封腔内的气体燃烧时，则火焰被保持在密封腔内，从而可避免在安装该仪器的车间内引起较大的爆炸。如果火焰在空腔内的安装电路板的部分开始燃烧，那么火焰必须沿位于控制组合件和空腔的内表面之间的相当长的狭长通道移动才能离开空腔，或者它必须通过电位器控制轴和腔内的安装孔之间的缝隙逸出。控制轴的间隙是非常小的，故火焰行进不远的距离就被息灭。控制轴上的O形密封圈也密封了轴的周围空间，因此基本上没有气体流动。火焰在到达到台肩28或128之前，从控制组合件的电路板端面到组合件的底面就有一段相当长的距离要走，而要把它排出空腔之外，必须行进更长的距离。控制组合件密封面上的O形密封圈也起密封作用，以防止气体在圆柱形组件和空腔的内表面之间流动。同样，用于安装给定点调节轴86和87的孔也为图通过壁14逸出的火焰准备了一段相当长的路程，火焰的这一段行进路程会使它在逸出之前就被冷却以至息灭。因此，火焰不会离开密封的空腔，从而保证了无爆炸工作状态的良好工作。拆卸控制组合件时的轴向移动使检修和更换元件的工作更简单了。从给定点调节和控制轴86和87到各自的电位器的传动是通过连接装置而容易地实现的。这种连接装置能传递足够的扭矩，并且不要求精确地对中。
虽然我们已经参照最佳实施例对本发明作了叙述，但一般技术人员将会认识到，在不违背本发明的精神和不超出本发明的范围的情况下，可以对它的结构形式和结构细节作出改变。