包括多个压力开关的压力监测系统

摘要

本发明提供了一种压力监测系统(200)。压力监测系统(200)包括壳体(201)和成形在壳体(201)内的流体端口(202)。压力监测系统(200)还包括设置在至少一部分壳体(201)内的第一压力开关(204)。第一压力开关(204)与流体端口(202)流体连通。压力监测系统(200)还包括设置在至少一部分壳体(201)内的第二压力开关(205)。第二压力开关(205)也与流体端口(202)流体连通。

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力监测系统，并且更具体地涉及一种在单个壳体内具有多个压力开关的压力监测系统。

背景技术

压力开关被加入到多种不同应用中用于根据预定压力来控制设备。例如，如果压力开关是与流体(液体或气体)源相连通，那么一旦压力源达到预定的压力阈值，压力开关就能够激活。类似地，压力开关可以在明显低于预定压力阈值的压力下取消致动。相反地，压力开关可以可选地在压力源达到预定的压力阈值时取消致动并在压力源恢复为低于预定的压力阈值时致动。因此，压力开关可以被用于确定流体压力是高于还是低于预定的压力阈值。

在某些情况下，可能需要将流体压力保持在特定的压力范围内。通常，为了实现这一点，至少需要两个压力开关。例如，第一压力开关通过如果流体压力下降至低压阈值以下则致动就能够监测低压阈值。第二压力开关通过如果流体压力超过高压阈值则致动就能够被设置用于监测高压阈值。如果两个压力开关均未致动，那么流体压力就被判定处于上限和下限压力阈值之间的某个位置。图1示出了这样的结构。

图1示出了现有技术中的压力监测系统100。压力监测系统100包括流体源101，装有从流体源101伸出的两根流体软管。每一根软管107,108都分别被连接在流体源101和压力开关105,106之间。压力监测系统100被设计用于利用第一压力开关105和第二压力开关106来监测流体源101的压力。加压的流体源101可以与利用压力实现某种功能的另一种设备相连通。每一个压力开关105,106都包括电触点109，电触点109被用于与外部设备例如处理器(未示出)相连通，目的是为了发送/接收指示压力开关致动状态的信号。压力开关105,106可以被设置为一个压力开关在低压阈值下致动且一个压力开关在高压阈值下致动。

尽管压力监测系统100能够在有限的情形下提供适当的结果，但是上述结构的一个主要问题是需要过多的管道和/或流体配件。两个压力开关105,106以及流体源101内的每一个开口都需要单独的流体配件。每一个流体配件不仅增加了系统成本，而且还增加了可能的流体泄漏的位置。因此，配件数量应该保持在最小值。但是，当需要两个或多个压力开关时，配件的数量就会快速增加。另外，因为压力监测系统100需要至少三个主要部件也就是流体源101、第一压力开关105和第二压力开关106，所以压力监测系统100就需要相当大的空间。在某些应用中，可用空间可能有限，因此为了容纳压力监测系统100就需要重新配置整个系统。另外，每一个压力开关都是独立部件，并且因此每一个压力开关都具有其自身的电连接器，由此就增加了所需配套部件的数量。因此，能够意识到这样的解决方案具有严重的缺陷。

本发明通过提供一种具有至少两个独立压力开关点的单壳体压力监测系统克服了这些以及其他的问题。有利地，所需的配件数量得以减少，原因在于连接至壳体只需要一个配件。

发明内容

根据本发明的实施例提供了一种压力监测系统。压力监测系统包括壳体和成形在壳体内的流体端口。压力监测系统还可以包括设置在至少一部分壳体内并且与流体端口流体连通的第一压力开关。压力监测系统还可以包括设置在至少一部分壳体内并且与流体端口流体连通的第二压力开关。

根据本发明的实施例提供了一种用于组成压力监测系统的方法。压力监测系统包括壳体和成形在壳体内的流体端口。所述方法包括将第一压力开关设置在至少一部分壳体内以使第一压力开关与流体端口流体连通的步骤。所述方法还包括将第二压力开关设置在至少一部分壳体内以使第二压力开关与流体端口流体连通的步骤。

方案

根据本发明的一个方案，一种压力监测系统包括：

壳体；

成形在壳体内的流体端口；

设置在至少一部分壳体内并且与流体端口流体连通的第一压力开关；以及

设置在至少一部分壳体内并且与流体端口流体连通的第二压力开关。

优选地，压力监测系统进一步包括成形在壳体内并且适用于容纳第一压力开关的第一压力开关孔以及至少还包括成形在壳体内并且适用于容纳第二压力开关的第二压力开关孔。

优选地，压力监测系统进一步包括成形在壳体内并且在流体端口以及第一和第二压力开关之间提供流体连通路径的流体通道。

优选地，压力监测系统进一步包括从壳体伸出并且与第一压力开关和第二压力开关相连通的电连接器。

优选地，压力监测系统进一步包括：

适用于调节第一压力开关的阈值致动压力的第一调节元件；以及

适用于调节第二压力开关的阈值致动压力的第二调节元件。

优选地，第一或第二压力开关之一包括备用压力开关并且第一和第二压力开关被构造成在基本相同的压力下致动。

根据本发明的另一方案，一种用于组成包括壳体和成形在壳体内的流体端口的压力监测系统的方法包括以下步骤：

将第一压力开关设置在至少一部分壳体内以使第一压力开关与流体端口流体连通；以及

将第二压力开关设置在至少一部分壳体内以使第二压力开关与流体端口流体连通。

优选地，设置第一压力开关的步骤包括将第一压力开关插入成形在壳体内的第一压力开关孔内并且其中设置第二压力开关的步骤包括将第二压力开关插入成形在壳体内的第二压力开关孔内。

优选地，成形在壳体内的流体通道提供流体端口以及第一和第二压力开关之间的流体连通。

优选地，所述方法进一步包括使电连接器从壳体伸出并且在电连接器以及第一压力开关和第二压力开关之间提供电连通的步骤。

优选地，所述方法进一步包括以下步骤：

调节第一压力开关以在第一阈值致动压力下致动；以及

调节第二压力开关以在第二阈值致动压力下致动。

优选地，第一或第二压力开关之一包括备用压力开关并且第一和第二压力开关被构造成在基本相同的压力下致动。

附图说明

图1示出了现有技术中的压力监测系统。

图2示出了根据本发明的一个实施例的一种压力监测系统。

图3示出了根据本发明的一个实施例的压力监测系统的截面图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的压力监测系统的另一截面图。

图5示出了根据本发明的另一实施例的压力监测系统的局部截面图。

具体实施方式

图2-5和以下的说明内容示出了具体示例以教导本领域技术人员如何实现并使用本发明的最佳模式。为了教导本发明的原理，部分常规内容已被简化或省略。本领域技术人员可以根据这些示例设想出落入本发明保护范围内的变形。本领域技术人员应该意识到以下介绍的特征可以用各种方式进行组合以构成本发明的多种变形。因此，本发明并不局限于下述的具体示例，而只能由权利要求及其等价形式限定。

图2示出了根据本发明的一个实施例的压力监测系统200。压力监测系统200包括壳体201、流体端口202(图2中不可见)、电连接器203、两个或多个压力开关孔230,231以及两个或多个压力开关204,205。尽管在图中仅示出了两个压力开关204,205，但是应该意识到可以使用多于两个压力开关。

压力监测系统200并且更具体地说是流体端口202可以被连接至包括加压流体的各种设备。因此，流体端口202可以与加压流体源101相连通。在图示的实施例中，流体端口202通过管路107与加压流体源101流体连通。加压流体可以是气体、液体或其组合。加压流体可以构成多种系统的一部分，包括但不限于阀系统、致动系统、制动系统例如轨道车辆制动系统等。与加压流体相关联的特定系统不应以任何方式限制本发明的保护范围。当压力监测系统200与流体相连通时，加压流体作用在第一和第二压力开关204,205上以致动或取消致动相关的开关(参见图4)。因此，压力监测系统200能够在流体压力达到阈值水平时发出信号。响应于开关的致动而发生的明确动作对于本发明来说并不重要，并且因此不应限制本发明的保护范围。

根据本发明的一个实施例，压力开关204,205可以是可调节的。例如，可以通过调节元件206,207来分别调节致动压力开关204,205的阈值压力。有利地，第一压力开关204的阈值致动压力例如可以不同于第二压力开关205的阈值致动压力。可选地，压力开关204,205可以根据它们预定的阈值致动压力值进行选择。如果期望的阈值压力改变，那么压力开关204,205可以更换为其他合适的压力开关。

根据本发明的一个实施例，第一压力开关204可以被用于指示提供给压力监测系统200的压力已经达到低压阈值，并且第二压力开关205可以被用于指示提供给压力监测系统200的压力已经超过高压阈值。这样的结构在需要将流体压力保持在确定的压力范围内并且不希望有超出压力范围以外的低压和高压的情况下可以很有效。电连接器203可以包括一个或多个接触元件208，接触元件208可以被用于将压力监测系统200连接至各种设备例如处理系统、CPU、其他的电路或者例如紧急截流阀。但是，本发明不应局限于列举的设备，并且接触元件208可以将压力监测系统200连接至任意数量的其他设备。

图3示出了沿图2中的3-3线截取的根据本发明的一个实施例的压力监测系统200的截面图。流体端口202在图3中可见。尽管流体端口202被示出为成形在壳体101的底部，但是应该意识到流体端口202也可以被成形在壳体101的任一侧面内并且具体位置不应限制本发明的保护范围。正如能够看到的那样，流体端口202通过流体通道315与第一压力开关204和第二压力开关205都流体连通，流体通道315分叉至每一个压力开关孔230,231。因此，通过流体端口202进入压力监测系统200内的流体以基本相等的压力作用在第一压力开关204和第二压力开关205上。正如能够轻易想到的那样，在相关设备例如加压流体源101和压力监测系统200之间只需要一个流体配件。这与在现有技术中使用多个压力开关时需要多个流体配件的设计方案有所不同。有利地，本发明能够减少配件的数量而无需最小化压力开关的数量。流体端口202可以包括螺纹面，目的是为了承接流体配件，或者可选地，可以根据其他公知的方法将不同的流体配件连接至流体端口202。用于将加压流体连接至流体端口202的具体方法对于本发明来说并不重要，并且因此不应限制本发明的保护范围。

在图示的实施例中，压力开关孔230,231被成形在壳体101内并且适用于容纳压力开关例如压力开关204,205。压力开关204,205可以被插入压力开关孔230,231内。一个或多个密封元件316能够在压力开关204,205和相连的压力开关孔230,231之间提供不透流体的密封。如果需要，密封件316能够允许轻易地移除压力开关204,205 。根据另一些实施例，可以根据已知方法将压力开关204,205基本上永久性地连接至压力开关孔230,231。但是，允许将压力开关204,205可移除地连接在压力开关孔230,231内就能够允许轻易地替换和更换压力开关204，205。这就允许将压力监测系统200轻易地构造为适应宽得多的压力范围。

在图3示出的实施例中，压力开关204,205包括可移动活塞310,311和偏置元件312,313。偏置元件312,313被示出为由弹簧构成；但是应该意识到也可以使用其他的偏置元件并且本发明不应局限于使用弹簧。而且，应该意识到图示的压力开关204,205仅仅是示例，并且可以使用很多种不同类型的压力开关例如像通过膜片的弯曲致动的压力开关。因此，图示和讨论的具体压力开关不应限制本发明的保护范围。

根据本发明的一个实施例，压力开关204,205包括调节元件206，207。调节元件206,207可以接合偏置元件312,313以调节致动压力开关204,205的阈值压力。根据图示的实施例，调节元件206,207例如可以被构造成调节偏置元件312,313的压缩。根据图示的实施例，调节元件206,207可以螺接压力开关204,205以使沿第一方向的旋转提升调节元件从而减少偏置元件的压缩而使沿第二方向的旋转降低调节元件从而增加偏置元件的压缩。正如能够轻易想到的那样，随着偏置元件312,313的压缩减少，致动活塞310,311所需的阈值压力就随之减小。相反，随着偏置元件312,313的压缩增加，致动活塞310,311所需的阈值压力就随之增大。其他类型的调节元件也是可行的，并且因此图示的具体调节元件206,207不应限制本发明的保护范围。例如调节致动压力可以包括调节由加压流体作用在其上的面积。可以轻易地意识到调节压力开关的外露面积即可针对指定压力调节作用在压力开关上的作用力。

根据本发明的一个实施例，使第一压力开关204致动的阈值压力不同于使第二压力开关205致动的阈值压力。更具体地，根据本发明的一个实施例，第一压力开关204可以被构造为在压力达到低压阈值时致动。因此，在压力高于低压阈值时的正常工作期间，第一压力开关204可以被取消致动。致动第一压力开关204即可发出信号指示系统压力已经降至期望压力以下。

根据本发明的一个实施例，第二压力开关205可以被构造为在压力达到高压阈值时致动。换句话说，在系统压力低于高压阈值时的正常工作期间，第二压力开关205将被取消致动。因此，致动第二压力开关205即可发出信号指示系统压力已经超过期望压力。根据本发明的一个实施例，低压阈值和高压阈值可以由期望的工作压力范围间隔开。因此，系统可以具有界定在低压阈值和高压阈值之间的指定压力容限。有利地，如果第一压力开关和第二压力开关均未致动，那么压力监测系统200即可指示系统压力处于可接受的工作范围内。

图4示出了沿图2中的4-4线截取的根据本发明的一个实施例的压力监测系统200的另一截面图。与压力开关205相连的电动机械式开关420在图4中可见。应该意识到压力开关204同样可以包括在图中不可见的类似开关。根据本发明的一个实施例，开关420由电动机械式开关例如微型开关构成。但是，也可以使用其他类型的开关并且选择的具体开关不应限制本发明的保护范围。正如能够看到的那样，电动机械式开关420例如可以通过引线421被连接至电连接器203。因此，电连接器203允许电动机械式开关420例如与外部设备相连通。应该意识到压力开关204同样包括电动机械式开关，电动机械式开关也可以被连接至电连接器203。有利地，尽管在压力监测系统200中包含多于一个压力开关，但是只需要有一个电连接器203从壳体201中伸出。因此就减少了与压力监测系统200连通所需的导线数量。

在工作中，流体配件可以被连接至流体端口202。应该意识到在某些实施例中，这是唯一需要的流体配件，因此就将流体配件的数量与压力开关数量无关地减少为一个。但是，在某些实施例中，也可以设置多于一个流体端口。例如，为了适应不同尺寸的流体配件，可以设置多于一个流体端口。本发明的一项优点是与现有技术相比明显减少了可能的泄漏点的数量。而且，应该意识到系统的成本也可以有所降低。一旦流体配件被连接至流体端口202，加压流体即可被送往压力监测系统200。进入压力监测系统200的压力能够以基本相等的压力作用在压力开关204,205上。可以利用例如调节元件206,207将压力开关204,205调节至期望的阈值压力。根据本发明的一个实施例，第一压力开关204被调节为在低压阈值下致动，而第二压力开关205被调节为在高压阈值下致动。但是应该意识到压力在不同应用中可以有所变化。例如，在某些实施例中，可能需要使第一压力开关204在第一压力下致动并且使第二压力开关205在第二压力下致动，其中第一和第二压力均高于正常工作压力。由此，例如第一压力开关204的致动可以触发报警状态，而第二压力开关205的致动可以触发紧急停机。相反地，压力开关204,205可以均被调节为在低于正常工作压力的压力下致动并由此指示压力损失。作为另一个可选实施例，压力开关204,205可以均在基本相同的压力下致动。由此，压力监测系统200可以包括一个备用的压力开关，以防其中一个压力开关失灵的情况。在一些出于各种安全原因的实施方案中可能需要用到备用的压力开关。

根据本发明的一个实施例，其中压力开关204,205被构造为根据低压阈值和高压阈值致动，压力监测系统200能够确定工作压力是否处于预定的工作压力范围内。因此，在正常工作期间，工作压力应该足够大到克服偏置元件312的偏置作用力。所以，活塞310即可升高离开图中所示的位置。相反地，因为偏置元件313的偏置作用力被调节为在高压阈值下致动，所以正常工作压力就不足以大到克服偏置元件313的偏置作用力。因此，活塞311就处在与图中所示基本相同的位置。

如果在正常工作期间，工作压力下降至低于预定的低压阈值，那么偏置元件312即可克服低压以使活塞310返回到图中所示的位置。根据本发明的一个实施例，活塞310的移动能够致动电动机械式开关420。因此，压力监测系统200就能够指示工作压力已经降至低压阈值以下。

相反，如果工作压力超过高压阈值，那么压力即可克服第二压力开关205中的偏置元件313以致动活塞311。当活塞311致动时，电动机械式开关420也致动，由此表明工作压力已经超过高压阈值。如果采取了适当的措施以降低压力，并且工作压力再次下降到高压阈值以下，那么偏置元件313即可再次克服工作压力以使活塞311返回其图中所示的最初位置。

图5示出了根据本发明的另一个实施例的压力监测系统200的局部截面图。为了示出压力监测系统200中的内部构件而从图5中移除了一部分壳体201。在图5所示的实施例中，压力开关204,205被连接至壳体201的内部；但是，壳体并不像前述实施例中那样包括明显的压力开关孔。相反，壳体201基本上围绕着压力开关204,205。但是，应该意识到因为压力开关204,205都位于壳体201内并与单个流体端口202流体连通，所以流体连接件的数量仍然被减少为一个，同时由压力监测系统200占据的空间被保持为最小。

除了前图中示出的部件以外，图5还示出了单独的电气端口560，561。电气端口560,561可以被电连接至电连接器203，目的是为了将压力监测系统200设置为只有单个电连接器203。

如上所述，本发明提供了一种压力监测系统200，其包括位于单个壳体201内的多于一个的压力开关204,205。根据本发明的一个实施例，壳体利用单个流体端口202与加压流体源101相连通。有利地，连接至压力监测系统200的流体配件的数量得以明显减少。在某些实施例中，在内部成形的流体通道315提供了流体端口202和压力开关204,205之间的连通路径。因此，每一个压力开关204,205都无需另外的流体配件就能够与单个流体端口202相连通。另外，压力监测系统200可以包括从壳体201伸出的单个电连接器203。每一个压力开关204,205都可以被连接至电连接器203。这就允许每一个压力开关204,205与外部设备相连通，同时将所需连接件的数量限制为一个。因此，实现压力监测系统200所需的连接件总数与现有技术相比得以明显减少。但是，由于仍然能够监测多个阈值压力，所以并未牺牲压力监测系统200的性能。

以上实施例的详细说明并不是由发明人设想落在本发明保护范围内的所有实施例的穷举说明。实际上，本领域技术人员应该意识到上述实施例中的某些元素可以不同地加以组合或排除以形成更多的实施例，并且这些更多的实施例也都落在本发明的保护范围和教导以内。上述实施例可以全部或部分组合以形成落在本发明的保护范围和教导以内的补充实施例，这对本领域普通技术人员来说也是显而易见的。

因此，尽管为了说明的目的而在本文中介绍了本发明的具体实施例和示例，但是正如本领域技术人员应该意识到的那样，在本发明的保护范围内可以有各种等价的变形。本文中提供的教导能够应用于其他的压力开关而不仅仅是以上所述和在附图中示出的实施例。因此，本发明的保护范围应该由所附权利要求确定。