JPH025256B2 - - Google Patents

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JPH025256B2
JPH025256B2 JP57008258A JP825882A JPH025256B2 JP H025256 B2 JPH025256 B2 JP H025256B2 JP 57008258 A JP57008258 A JP 57008258A JP 825882 A JP825882 A JP 825882A JP H025256 B2 JPH025256 B2 JP H025256B2
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JP
Japan
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pressure
chamber
housing
diaphragm
receiving surface
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JP57008258A
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JPS58127139A (ja
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Tatsuo Sagara
Yoshiji Miura
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Ohkura Electric Co Ltd
Original Assignee
Ohkura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ohkura Electric Co Ltd filed Critical Ohkura Electric Co Ltd
Priority to JP825882A priority Critical patent/JPS58127139A/ja
Publication of JPS58127139A publication Critical patent/JPS58127139A/ja
Publication of JPH025256B2 publication Critical patent/JPH025256B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/06Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
    • G01L19/0618Overload protection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/06Means for preventing overload or deleterious influence of the measured medium on the measuring device or vice versa
    • G01L19/0627Protection against aggressive medium in general
    • G01L19/0645Protection against aggressive medium in general using isolation membranes, specially adapted for protection

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体圧機器の過圧保護装置に関し、
とくに精密水圧計の過大圧(以下、「過圧」とい
う。)に対する保護に適する装置に関する。
水圧計や油圧又は空気作動制御素子等の流体圧
機器を過圧から保護するため、従来はコイルばね
又はダイヤフラムの変形等を利用する弾性的保護
手段が使用されている。たとえば、水圧計の封入
液容器にコイルばねによつて閉塞された放出弁を
取付け、このコイルばねの弾性閉塞力を超える過
圧に対しては放出弁を開放して封入液を排出する
ことにより水圧検出素子を過圧から保護する。又
は、封入液容器の一部をその容器の外方へ凹入す
る形状の弾性ダイヤフラムで閉塞し、そのダイヤ
フラムに固有の弾性閉塞力を超える過圧に対して
は、ダイヤフラムを容器の外方へ反り返らせて封
入液の液圧上昇を解除する。
しかし、流体圧機器に対する従来の弾性的保護
手段には、弾性素子としてコイルばね等を組込む
ために構造が複雑になり製造コストが嵩むこと、
動作点の設定が面倒であることなどの欠点があつ
た。
本発明は、従来技術の上記欠点を解決するにあ
る。この目的を達成するため、本発明は、気体を
内蔵した可撓性気体容器を用い、過圧による可撓
性気体容器の圧縮を過圧保護に利用する。本発明
の一実施例においては、流体圧機器の受圧面に接
する変動圧室となるべき中空部が形成された剛性
ハウジングを流体圧機器の受圧部に取付け、その
ハウジングの受圧面から小間隙をおいて保護ダイ
ヤフラムをハウジングに固定してハウジング受圧
面と保護ダイヤフラムとの間に小室を画成する。
ハウジング壁を貫通する細孔により、小室を変動
圧室へ連通する。変動圧室には、保護下限圧の気
体を内蔵する可撓性気体容器を配置し、その容器
の膨張を剛性ハウジングの膨張制限壁で制限す
る。小室から細孔を経て変動圧室に到るまでの空
間に封入液を満たす。
常時は、保護ダイヤフラムに作用する外部圧力
を、その保護ダイヤフラムを介して封入液へ伝達
し、さらに封入液の圧力を流体圧機器の受圧面に
作用させて所要の機能を果たさせる。このとき、
変動圧室内の封入液の圧力は、気体容器内の気体
圧力よりも低いが、気体容器の容積は膨張制限壁
により一定に保たれる。保護ダイヤフラムを介し
て外部から加えられる圧力が保護下限圧をわずか
でも超えると、その過圧は変動圧室の封入液に伝
えられ、気体容器を圧縮してその体積を減少させ
る。そのため、変動圧室の上記気体容器外の容積
が増大し、上記小室内の封入液が変動圧室へ進入
し、保護ダイヤフラムは外圧によりハウジングの
受圧面へ密着する。したがつて、その密着以後の
過圧は剛性ハウジング壁によつて阻止され、変動
圧室へは伝達されず、流体圧機器の受圧面及び内
部素子は過圧から保護される。
保護ダイヤフラムに作用する外部圧力が上記保
護下限圧以下に低下すれば、上記の常時動作が自
動的に回復される。
以下、添付図に示す液圧検出器に対する過圧保
護装置を参照して本発明を詳細に説明するが、本
発明の適用は液圧検出器に限定されるものではな
い。第1図は、本発明の一実施例の縦断面図を示
す。図示例における液圧検出器1は、圧力検出ユ
ニツト10を容器11内の封入液L中に固定し、
受圧ダイヤフラム12を封入液Lの液面に接して
張設し、その周縁を容器11に固着する。圧力検
出ユニツト10の入力電圧及び電気的出力は、リ
ード線13を介して電源及び増幅回路14へ接続
される。原理的には、受圧ダイヤフラム12がそ
の受圧面12Aに加えられる流体圧を無損失で封
入液Lへ伝達し、圧力検出ユニツト10が封入液
Lの圧力を検出する。圧力検出ユニツト10自体
は公知であり、たとえばピエゾ抵抗効果を利用し
た素子により構成される。また、上記液圧検出器
1も公知である。
過圧保護装置2は、液圧検出器10の受圧面1
2Aに接する変動圧室20を画成するハウジング
21を有する。変動圧室20は、ハウジング21
の中空の内部空間であり、以下に説明する気体容
器25がその中に配置される。ハウジング21は
その上蓋部211と椀状部213よりなり、双方
の外縁部212にて溶接により一体化されてな
る。上蓋211は円筒形の垂下部211Bを有
し、そこで可撓性気体容器25を吊下げ固定して
いる。ハウジング21の上蓋受圧面211Aから
小間隙dを介して保護ダイヤフラム22を張設
し、その周縁を上蓋211に溶接することによ
り、受圧面211Aと保護ダイヤフラム22との
間に小室23を画成する。この小室23を、上蓋
211に設けた細孔24により変動圧室20の上
部空間20Aへ連通する。
保護動作を開始すべき保護下限圧pc(第2図参
照)の気体Aを内蔵する可撓性気体容器25は変
動圧室20内に配置される。図示実施例の気体容
器25は、椀状部26とその開口を閉塞する可撓
壁としてのダイヤフラム27とからなる。ダイヤ
フラム27と椀状部26とは外周部においてハウ
ジング上蓋211の垂下部211Bの外周と溶接
により一括固定され、可撓性気体容器25を形成
している。ハウジング21の頂壁内面とダイヤフ
ラム27との間における変動圧室20の上部空間
20Aは、ハウジング上蓋垂下部211Bに設け
た透孔211Cを介して変動圧室20の下部空間
20Bと連通する。製作順序としては柔軟性のあ
る金属管28を椀状部26に取付け、気体容器2
5の内部を大気圧に保つたまま椀状部26とダイ
ヤフラム27とを一括してハウジング上蓋211
へ溶接等により固着し、次に所定圧の、圧縮空気
等の加圧気体Aを管28を介して気体容器25内
へ送入した後、管28の一端を密封して密封部2
9とすることにより気体容器25を密閉すればよ
い。このとき、ダイヤフラム27の中央部はハウ
ジング上蓋211の下端中央に設けた膨脹制限壁
30と十分大きな接触面積をもつて当接し、たと
え容器25の外側圧力が加圧気体Aが圧力より低
くともダイヤフラム27が容器25の膨張方向に
撓むことは阻止さる。従つて、気体容器25内の
加圧気体Aの圧力以下においては、変動圧室20
内の圧力が変動圧室20の容積を変えることなく
変動することができる。
液圧検出器1の外部の圧力が過圧保護装置2を
介することなくその受圧面12Aに直接に加わる
のを防止するため、液圧検出器1と過圧保護装置
2との接触面にはパツキング31を挿入し、さら
に過圧保護装置2をねじ32により液圧検出器1
へ密着させ、両者の結合部を封止する。
第2図の実線は、上記構成の可撓性気体容器2
5の容積Vと変動圧室20内の圧力p〓との関係を
示す。気体容器25内の加圧空気Aが保護下限圧
pcの圧力を有しさらに気体容器25のダイヤフラ
ム27が上記のように膨張制限壁30に当接して
いるので、変動圧室20内の圧力が保護下限pc
下であるときは、気体容器25の容積Vは一定値
V0に保たれる。変動圧室20内の圧力が保護下
限圧pcを超えて増大すると、気体容器25の容積
Vはダイヤフラム27の撓みによりその内部の加
圧気体Aの圧力が変動圧室20内の圧力と一致す
るまで第1図の点線27Aで示すように縮小す
る。加圧気体Aが理想気体であるとすると、この
圧縮は、ボイル・シヤルルの法則に従う。
上記構造を有する本発明の過圧保護装置の作用
を説明する。保護ダイヤフラム22に加わる外圧
Pが保護下限圧pc以下である場合には、その圧力
が保護ダイヤフラム22を介して変動圧室20内
の封入液Lに伝えられ、さらに液圧検出器1の受
圧面12Aに加えられる。従つて、液圧検出器1
は、保護ダイヤフラム22に加わる外圧が保護下
限圧pc以下である限り、通常の液圧検出を行う。
保護ダイヤフラム22に加わる外圧Pが上記保
護下限圧pcを超えると、第2図に示すように気体
容器25の容積Vが圧縮により縮小する。変動圧
室20内の圧力が保護下限圧pcを超えるからであ
る。その容積Vの変化分ΔVが小室23の容積と
等しくなると、小室23内の封入液Lはすべて変
動圧室20へ移動する。従つて、保護ダイヤフラ
ム22はハウジング上蓋211の受圧面211A
密着する。このため、たとえ保護ダイヤフラム2
2に加わる外圧Pがさらに上昇しても、その外圧
はハウジング21の剛性壁に加えられるのみであ
り、変動圧室20内の封入液Lの圧力は、上記容
積変化分ΔVに相当する圧力増分Δpと上記保護下
限pcとの和(pc+Δp)に保たれる。従つて、気
体容器25の容積も第2図の鎖線に示される(V
−ΔV)に保たれる。また、液圧検出器1の受圧
面12Aに加わる圧力は、保護ダイヤフラム22
に加わる外圧Pがたとえ上記の(pc+Δp)を超
えて如何に高く上昇してもハウジング上蓋211
が破壊しない限り、上記(pc+Δp)で一定に抑
えられ、その圧力検出ユニツト10は過圧から保
護される。
上記圧力変化分Δpが保護下限圧pcに比して十
分小さくなるように設計すれば、液圧検出器1の
圧力検出ユニツト10には実質上保護下限圧pc
超える圧力が加えられることはなくなる。
過圧がなくなり、保護ダイヤフラム22に加わ
る外圧Pが保護下限圧pc以下になると、第2図か
ら明らかなように、気体容器25の容積Vが膨脹
し、小室23内へ封入液Lが復帰進入し、小室2
3及び変動圧室20内の圧力は外圧Pに等しくな
り、液圧検出器1は通常の圧力検出を再開する。
即ち、本発明による過圧保護装置2は自動復帰形
である。
実施例 測定範囲0−1.0Kg/cm2の水圧検出器1に対す
る第1図構造の過圧保護装置2を試作した。ハウ
ジング21をステンレス鋼製の外経32mm、内径27
mm、高さ9mmの円筒形とし、その頂壁に径0.3mm
の細孔8本を穿つた。気体容器および各ダイヤフ
ラムの材質はすべてステンレス鋼とした。封入液
として、シリコーンオイルを第1図のオイル封入
孔33を介し真空封入法にて送入した後、その封
入孔33に鋼球34を圧入して封止した。気体容
器25の中には1.5Kg/cm2の空気を封入した。動
作試験の結果、0−1.5Kg/cm2の範囲において外
圧に比例した出力を得、外圧が1.5Kg/cm2を超え
10Kg/cm2まで増大したときにも水圧検出器1の出
力は1.5Kg/cm2に相当する一定値であつた。尚制
限圧力値は温度変化によつて当然若干の変化があ
つたが、制限圧力値は測定範囲の上限より高い所
に設定するから多少の変動は問題にならないもの
である。したがつて、所期の保護性能の実現され
ていることが確認された。
本発明の効果を列挙すれば、次の通りである。
(1) 気体の圧縮性を利用した過圧保護装置を簡単
な構造により実現することができる。
(2) 小形軽量であり、低コストの量産に適する。
(3) 任意の保護下限圧pcを容易に設定することが
できる。
(4) 過圧除去に応じて、正常な圧力伝達機能を自
動的に回復する。
(5) 可動部が少なく、移動量が小さいので動作の
高安定性及び装置の長寿命が期待できる。
(6) 流体圧機器に作用する流体圧の大きさに影響
を与えることなしに過圧保護を行なうことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は過圧保護装置の縦断面図、第2図は気
体容器の容積と圧力との間の関係を示す図であ
る。 1……液圧検出器、2……過圧保護装置、12
A……受圧面、20……変動圧室、21……ハウ
ジング、211A……ハウジングの受圧面、22
……保護ダイヤフラム、23……小室、24……
細孔、25……気体容器、30……膨脹制限壁、
d……小間隙、A……気体、pc……保護下限圧、
L……封入液。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 流体圧機器の受圧面に接する変動圧室を画成
    する剛性ハウジング、上記ハウジングの受圧面か
    ら小間隙を介して固定されて上記ハウジング受圧
    面との間に小室を画成する保護ダイヤフラム、上
    記小室と上記変動圧室とを連通するハウジング壁
    の細孔、上記変動圧室内に配置された保護下限圧
    の気体を内蔵する可撓性気体容器、上記変動圧
    室、上記小室、及び上記細孔内に封入された封入
    液、並びに上記ダイヤフラムに加わる圧力が上記
    保護下限圧を超えないときは上記気体容器の膨張
    を制限して上記変動圧室の体積を一定とする膨張
    制限壁を備え、上記保護下限圧を超える過圧の作
    用時に上記保護ダイヤフラムを上記ハウジング受
    圧面に密着させてなることを特徴とする流体圧機
    器の過圧保護装置。
JP825882A 1982-01-23 1982-01-23 流体圧機器の過圧保護装置 Granted JPS58127139A (ja)

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JPS58127139A JPS58127139A (ja) 1983-07-28
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JP2025148622A (ja) * 2022-07-05 2025-10-08 株式会社村田製作所 圧力センサ装置

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