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摘要
申请专利号:

CN96107663.1

申请日:

1996.06.10

公开号:

CN1167912A

公开日:

1997.12.17

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

|||公开|||

IPC分类号:

G01L9/10

主分类号:

G01L9/10

申请人:

黄添财;

发明人:

黄添财

地址:

台湾省台北县

优先权:

专利代理机构:

柳沈知识产权律师事务所

代理人:

杨梧

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内容摘要

本发明的压力表包括压力指示装置,压力设定调整机构,低压力点设定机构,高压力点设定机构及控制信号部件。当使用者欲设定欲控制装置的流体压力于一压力范围内时,使用者藉助压力设定调整机构调整低、高压力点设定点,由低、高压力点设定机构的检测元件监视压力指示元件后,通过控制信号部件的处理达到控制流体压力可保持在一定的范围内。

权利要求书

1、一种压力表,包括压力指示装置,压力设定调整机构,低
压力点设定机构,高压力点设定机构,控制信号部件,其中:
压力指示装置至少包括一压力指示面板,可与流体相通的流体
输入部,一可因流体压力不同而进行改变的压力转换机构,以及与
压力转换机构结合且可通过压力转换机构及压力指示面板显示压力
的压力指示元件;
低压力点设定机构至少包括一低压力点检测元件,一低压力点
调整部件及低压力点信号输出元件,其中低压力点检测元件的位置
可决定低压力点设定点,而低压力点设定点可藉助压力设定调整机
构设定;
高压力点设定机构至少包括一高压力点检测元件,一高压力点
调整部件及高压力点信号输出元件,其中高压力点检测元件的位置
可决定高压力点设定点,而高压力点设定点可藉助压力设定调整机
构设定;
压力设定调整机构用于调整低压力点设定点及高压力点设定点;
当压力指示元件到达低压力点设定点时,会由低压力点检测元
件所检测到,而后由低压力点信号输出元件输出信号至控制信号部
件;
当压力指示元件到达高压力点设定点时,会由高压力点检测元
件所检测到,而后由高压力点信号输出元件输出信号至控制信号部
件;
控制信号部件至少包含可接收来自低压力点信号输出元件所发
出信号的第一控制输入端及接收来自高压力点信号输出元件所发出
信号的第二控制输入端以及至少可发出一控制输出信号的控制输出
端,且该控制输出端可发出两种不同的输出信号,分别为第一输出
信号及第二输出信号;
当流体压力处于增加状态,且流体压力小于高压力点设定点时,
控制输出信号为第一输出信号,而压力指示元件的位置到达高压力
点检测元件的位置时,则控制输出信号变为为第二输出信号;
当流体压力处于减少状态,且流体压力大于低压力点设定点时,
控制输出信号为第二输出信号,而压力指示元件的位置到达低压力
点检测元件的位置时,则控制输出信号变为第一输出信号。
2、根据权利要求1所述的压力表,其中压力指示元件由第一压
力指示针及第二压力指示针所构成,并且第一压力指示针在压力指
示面板的上方,第二压力指示针在压力指示面板的下方与第一压力
指示针同步动作。
3、根据权利要求1所述的压力表,其中压力转换机构可使压力
指示元件以旋转轴为中心以圆幅方式转动来表示压力的数值;低、
高压力点调整部件主要分别由低、高压设定转盘所构成,该低、高
压设定转盘的中心皆以枢接方式与旋转轴结合。
4、根据权利要求1所述的压力表,其中低压力点检测元件主要
包括一感应线圈,而压力指示元件为导磁材料或设有导磁凸块所构
成。
5、根据权利要求1所述的压力表,其中高压力点检测元件主要
由导电体材料的探针所构成。
6、根据权利要求1所述的压力表,其中控制信号部件的处理输
入输出信号的元件主要由触发器构成,而触发器的第一控制输入端
为重置端(reset),第二控制输入端为设置端(set)。

说明书

压力表

本发明涉及一种可输出控制信号的压力表,特别是为在某一压
力区间设定流体压力的压力表。

在一般工厂生产制造中,常需注意压力的控制,比如压力过高
时,将产生危险的状况,压力过低时则无法达到制造上的要求。通
常在某些使用的场合中,如压力槽的压力又必须固定在某一压力区
间内,如在275.7904×103Pa(40磅/平方英寸)至344.738×103Pa
(50磅/平方英寸)之间,当气体或液体压力低于275.7904×103Pa
(40磅/平方英寸)时,则应以泵打入气体或液体到压力槽中,当气
体或液体压力达到344.738×103Pa(50磅/平方英寸)时,则应停止
泵入。

本发明则是可输出控制信号的压力表,该输出控制可有两种信
号,即第一输出信号及第二输出信号,比如第一输出信号通过继电
器或其他开关元件控制启动泵,第二输出信号通过继电器或其他开
关元件停止泵的运作;或者第一输出信号可再接上蜂鸣器通知操作
者启动泵,第二输出信号可再接上另一发出不同声响的蜂鸣器通知
操作者停止泵的运作。

参照图1所示,图1是达到上述目的的公知压力控制计10压力表,
主要具有一流体输入端12,压力转换机构(未示出,是将流体压力
转换成机械式的位移,使得压力可藉助该位移而得知流体压力),
指示面板13,压力指示针14,低压设定指示针16,高压设定指示针
18,电压输入线19,低压信号输出线166及高压信号输出线186。流
体输入端12接上如压力槽的装置,压力指示针14可显示压力槽内的
流体压力数值。

低压设定指示针16及高压设定指示针18在其上方分别具有一低
压拨杆164及高压拨杆184,使操作者得以设定欲控制的流体压力区
间范围。同时低压设定指示针16及高压设定指示针18在其下方分别
具有一低压设定探针162及高压设定探针182以便压力指示针14可接
触到上述的探针。

电压输入线19与压力指示针14之间为可导电,低压信号输出线
166与低压设定指示针16之间为可导电且高压信号输出线186与高压
设定指示针18为可导电。

电压输入线19是提供压力指示针14一电压,比如+5V,当压力
指示针14在所设定的低压设定指示针16及高压设定指示针18之间时,
因为当压力指示针14并未接触到低压设定探针162及高压设定探针
182,此时低压信号输出线166及高压信号输出线186保持零伏特状
态,当压力指示针14到达设定的高压位置时,因为压力指示针14接
触到高压设定探针182,使得高压信号输出线186亦成为+5V;当压
力下降时,因压力指示针14脱离高压设定探针182,所以高压信号
输出线186回到零伏特状态。若当压力下降至低压力占设定的位置
时,则压力指示针14接触到低压设定探针162,使得低压信号输出
线166成为+5V。

利用上述的运作与原理,藉助低压信号输出线166及高压信号
输出线186,加上简易的控制电路即可控制流体泵的运转。

但上述公知压力控制计10压力表有一严重的缺点,即公知压力
控制计10虽然提供设定流体压力在一定的范围,但只能适用于待控
制装置(如压力槽)的流体压力本来就在欲设定压力的范围内,无法
控制一原本零压力或压力低于低压力设定点的压力槽。主要原因是
当压力指示针14在零压力或压力低于低压力设定点时,在启动流体
泵运转后,压力槽的流体压力随之增加,但压力指示针14到达低压
力设定点时,压力指示针14将碰触到低压设定指示针16的低压设定
探针162,无法越过低压设定指示针16来达到控制的目的,故在使
用上十分不便。

本发明的压力表主要包括压力指示装置,压力设定调整机构,
低压力点设定机构,高压力点设定机构及控制信号部件。

压力指示装置至少包括一压力指示面板,可与流体相通的流体
输入端,一可因流体压力不同而改变的压力转换机构,以及与压力
转换机构结合而可通过压力转换机构及压力指示面板显示压力的压
力指示元件。

当使用者欲设定控制的装置的流体压力在一压力范围时,使用
者藉助压力设定调整机构调整低、高压力点设定点,当压力指示元
件到达低压力点设定点时,会由低压力点检测元件所检测到,而后
由低压力点信号输出元件输出信号至控制信号部件,而当压力指示
元件到达高压力点设定点时,会由高压力点检测元件所检测到,而
后由高压力点信号输出元件输出信号至控制信号部件;

由低、高压力点设定机构的检测元件监视压力指示元件后,通
过控制信号部件的处理达到控制流体压力可保持在一定的范围。

本发明的压力表的主要目的是提供当使用者或操作者欲设定受
控制的装置的流体压力在某一压力范围内,并且经配合控制电路,
开关及流体泵的结合,不需使用者监控,可达到完全控制受控制的
装置的流体压力在某一压力范围内。

本发明的压力表的另一主要目的是改进了公知的压力控制计虽
能提供设定流体压力在一定的范围,但只能适用于受控制装置的流
体压力原本即在欲设定压力的范围内,无法控制一原本零压力或压
力低于低压力设定点的受控制装置。而本发明的压力表则可自动控
制原本零压力或压力低于低压力设定点的受控制装置,使受控制装
置的流体压力经流体泵从零压力(或压力低于低压力设定点)上升至
高压力设定点,从而控制装置的流体压力可一直保持在低压力设定
点及高压力设定点之间。

图1是公知的压力控制计立体示意图。

图2是公知典型的压力表主要结构立体示意图。

图3是本发明的压力表的立体分解图。

图4是本发明的压力表的立体示意图。

图5是本发明的压力表的正视图。

图6是本发明的压力表的控制信号部件的电路图。

图7是本发明的压力表的控制信号部件逻辑方块图。

图2是公知典型“旋转式压力指示针的压力表”的主要结构的
立体示意图,其中压力表藉助流体输入端34与待测流体接合,而压
力转换机构36可将流体压力转换成机械式的位移,使得压力可藉助
该位移而得知流体压力;流体经由流体输入端34后进入弹性压力弯
管361,当压力越大时,弹性压力弯管361越向外动作,经枢转臂
362等元件带动旋转轴365,使得压力指示针随之旋转因而可得知目
前的流体压力(可参照图5本发明压力表正视图的第一压力指示针
381),由于本发明并非在于改良压力转换机构36,而是在压力指示
装置30中增加了低压力点设定机构50,高压力点设定机构60及控制
信号部件70以增加压力控制的功能,故在此不详述压力指示装置30
以及其压力转换机构36的详细构造。

以下参照图3,图4。

本发明的压力表的实施例的下方为压力转换机构36,且压力转
换机构36的旋转轴365需较长,使得能够容纳第一压力指针381,第
二压力指示针382,低压设定转盘513及高压设定转盘613等元件。

在本实施例中压力指示元件38包括第一压力指示针381及第二
压力指示针382;第一压力指示针381位于旋转轴365的最顶端,其
作用即是指示流体压力的数值(可参照图5的第一压力指示针381),
当旋转轴365因压力变化而旋转时,第一压力指示针381随之旋转,
故第一压力指示针381必须紧固于旋转轴365之上,另外为便于使用
者可读出压力数值,故在第一压力指示针381下方设一压力指示面
板32,该压力指示面板32可如传统般固定于压力指示装置30或压力
表外壳上。在本实施例中为方便使用者可读出低压力设定显示记号
58及高压力设定显示记号68,故可在压力指示面板32适当位置设有
槽孔321(参照图5)。

第二压力指示针382也紧固于旋转轴365之上,故与第一压力指
示针381同步动作,在本实施例中第二压力指示针382作为当压力指
示元件38到达低、高压力点设定点时,会由低、高压力点检测元件
所检测到(后述)。

低压力点设定机构50主要包括低压力点调整部件51,低压力点
检测元件52及低压力点信号输出元件54;同样的高压力点设定机构
60主要包括高压力点调整部件61,高压力点检测元件62及高压力点
信号输出元件64。

低压力点调整部件51在本实施例为一低压设定转盘513(为配合
典型“旋转式压力指示针的压力表”而设计成转盘),设于第二压
力指示针382下方,与旋转轴365以枢接方式结合,即低压设定转盘
513不会随着旋转轴365动作,而必须经过低压力点调整机构42才能
动作。

高压力点调整部61,即本实施例的高压设定转盘613(为配合典
型的“旋转式压力指示针的压力表”而设计成转盘)设于低压设定
转盘513下方,与旋转轴365以枢接方式结合,即高压设定转盘613
不会随着旋转轴365而动作,而必须通过高压力点调整机构44才能
动作。

在本实施例中压力设定调整机构40包括低压力点调整机构42及
高压力点调整机构44;低压力点调整机构42是由低压调整杆421及
其尾端设的一齿轮422所构成,而低压设定转盘513的外围部分为齿
状边512以配合齿轮422,故当转动低压调整杆421后,可带动低压
设定转盘513转动,以达到设定或改变低压力设定点56。同样地,
高压力点调整机构44以及高压设定转盘613亦可如同低压力点调整
机构42及低压设定转盘513的设计,以达到设定或改变高压力设定
点66。

以下说明如何产生低、高压力点信号输出:

电压输入线80主要是提供一电压给压力指示元件38,由于在本
实施例中当压力指示元件38由第一压力指示针381及第二压力指示针
382所构成,至少需提供一电压给第二压力指示针382,为配合现代
逻辑控制电路,该电压最好使用+5V,电压输入线80的电源可由外
部或内部电池提供,为避免漏电或形成短路以及达到控制信号的目
的,本发明的压力表部分元件需绝缘。比如在本实施例中该电压输
入线80连结至支持片363(可参照图2),+5V电压通过旋转轴365(导
电材料)而到达第二压力指示针382;该支持片363需通过一绝缘片
364与流体输入端34结合,且枢转臂362采用绝缘材料,使得流体输
入端34及弹性压力弯管361并不带电;而低压设定转盘513及高压设
定转盘613最好以非导体材料作成,故电流不会由旋转轴365传至低
压设定转盘513及高压设定转盘613。如果低压设定转盘513(或高压
设定转盘613)为导电材料,则其与旋转轴365枢接时,应通过绝缘
材料与旋转轴365枢接。

低压设定转盘513的外周围可涂上一层导电材料,从而形成导
体区511,低压力点检测元件52可采用一感应线圈522,该感应线圈
522应设于导体区511上,一低压力点信号输出元件54的一端以接触
方式置于导体区511上;第二压力指示针382是用导电材料所制成,
并在其下端配合感应线圈522的适当部位设一导磁凸块524(或者第
二压力指示针382完全由导电及导磁材料所作成),故当第二压力指
示针382到达低压设定转盘513的感应线圈522位置时,由于电磁感
应作用,可输出电压至低压力点信号输出元件54。另外为使用者观
察低压力设定点56,可在低压设定转盘513上设有低压力设定显示
记号58(参照图5)。

高压设定转盘613的外周围亦可涂上一层导电材料,从而形成
导体区611,一高压力点检测元件62可采用由导电材料作成的探针
622设于导体区611上,故当第二压力指示针382接触到探针622后,
可输出电压至高压力点信号输出元件64。另外,为使用者观察高压
力设定点66,可在高压设定转盘613上设有高压力设定显示记号68
(参照图5)。

以下说明本发明的压力表的控制信号部件如何动作的实施例:

图7是本发明压力表的控制信号部件逻辑方块图。在本实施例
中控制信号部件70最主要的控制及处理信号元件可以触发器74来完
成;在起始时,受测物体或装置(如压力槽)的流体压力为零,使用
者希望受测物体的流体压力例如在275.7904×103Pa至344.738×103
Pa之间,则藉助压力设定调整机构40设定低压力设定点56为
275.7904×103Pa,而高压力设定点66为344.738×103Pa,再按下启
动按钮78,输出一+5V电压至触发器74的重置端(即第一控制输入端
71),使得触发器74的控制输出端73(采用Q bar端)为+5V电压送至
继电器76,从而启动受控制装置77,该受控制装置77通常为一流体
泵,使得流体泵可将流体泵入受测物体或装置。在此需注意的是,
当启动按钮78受启动后,启动按钮78应弹回,而不会持续输出一
+5V电压至触发器74,以免造成后续控制的问题。

当流体压力达到低压力设定点56时(比如275.7904×103Pa),
即第二压力指示针382到达低压设定转盘513的感应线圈522位置时,
由于电磁感应的作用,低压力点信号输出元件54输出一+5V电压
至触发器74的重置端(reset),使得触发器74的控制输出端73(采用
Q bar端)仍保持+5V电压,故继电器76仍为启动的状态,使得流体
泵继续将流体泵入受测物体或装置。

当流体压力到达高压力设定点66时(比如344.738×103Pa),即
第二压力指示针382接触到探针622后,高压力点信号输出元件64输
出一+5V电压至触发器74的设定端(set),使得触发器74的控制输
出端73(采用Q bar端)变为0V电压,使继电器76呈关闭状态,使得
流体泵停止将流体泵入受测物体或装置,故流体压力不会高于高压
力设定点66(比如344.738×103Pa)。

当流体泵停止将流体泵入受测物体或装置一段时间后,受测物
体或装置的流体压力因素会渐渐降低压力,当再度达到低压力设定
点56时(比如275.7904×103Pa),如上述所述,控制输出端73变成
+5V电压,而重新启动继电器76。

故利用上述的触发器74的控制输出端73(采用Q bar端)可输出
+5V电压,及0V电压两种不同的输出信号(为后述方便说明起见,
分别为第一输出信号,及第二输出信号),而达到控制的目的。

上述的控制电路具体实施例,参照图6,由于该电路图的设计以
及元件皆为一般公知简单的应用,故不再赘述。

另外为防止使用者疏忽将低压力设定点56设定高于高压力设定
点66,可在低压设定转盘513适当处设一非导电材料的安全凸块514
(参见图3),使得调整低压力设定点56时,当到达或接近高压力设
定点66,因为安全凸块514碰触到探针622,而无法将低压力设定点
56设定高于高压力设定点66。

由上述的说明,本发明可提供一个具有控制性能的压力表,而
使用者或操作者可先设定流体压力欲保持的范围;以控制一压力槽
为例,可使一原本零压力或低压力的压力槽,经启动后,流体泵开
始将流体打入压力槽中,直到压力槽的流体压力到达高压力设定点
才停止,等到流体压力因降低至低压力设定点后,才再重新启动流
体泵,再将流体泵入压力槽中。

本发明除了简化公知的压力表的复杂结构外,更重要的是公知
的压力表虽有提供设定流体压力于一定的范围,但只能适用于一压
力槽的流体压力原本即在欲设定压力的范围内,无法控制一原本零
压力或压力低于低压力设定点的压力槽,故使用时并不方便。

由于本发明并非对压力转换机构进行改良,而是在压力指示装
置中增加了低压力点设定机构,高压力点设定机构及控制信号部件,
故压力指示装置的形式并非仅限于实施例所述的公知压力指示装置。

另外,低压力点检测元件52及高压力点检测元件62亦可采取其
他的方式,比如亦可以光耦合器(Photo Coupler)达到检测的目的。

为使使用者知道本压力表正在设定状态或功能正常时(如电压
输入线80输入的电力足够),可加设一灯泡表示。

在本实施例中的控制信号部件的处理输入信号部分并不复杂,
属一般熟悉电路控制者皆可以简单设计出的,且此部分本身并非本
发明的重点,故亦不限定以一触发器处理信号,亦可使用较复杂的
微处理器或等效电路等达到相同的目的。

故本发明的保护范围应以权利要求为准,凡应用本发明控制的
机构于其他种压力指示装置上,仍属本发明的保护范围。

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本发明的压力表包括压力指示装置,压力设定调整机构,低压力点设定机构,高压力点设定机构及控制信号部件。当使用者欲设定欲控制装置的流体压力于一压力范围内时,使用者藉助压力设定调整机构调整低、高压力点设定点,由低、高压力点设定机构的检测元件监视压力指示元件后,通过控制信号部件的处理达到控制流体压力可保持在一定的范围内。 。

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