(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体を受取るように構成されるアクセスチューブ（６０４）を備えるハウジング（６０２）と、
キャビティ（６１０）、先端接触面（６１２Ａ）、フランジ面（６１２Ｂ）、圧力の変化が前記媒体の圧力の増加であるときに圧縮するように構成された第１のベローズ（２００）、および圧力の変化が前記媒体の圧力の減少であるときに伸張するように構成された第２のベローズ（３００）を有し、前記第１のベローズと前記第２のベローズは前記フランジ面（６１２Ｂ）の位置において接続された溶接式組合体であるデュアルベローズ（６０８）と、
前記デュアルベローズの前記キャビティ内に配置され、絶縁部材（６２０）によって前記ハウジングに結合され、第２の接触面（６１６）を有する調整ねじ（６１４）と、
前記デュアルベローズ（６０８）と前記調整ねじ（６１４）との間に配置され、前記絶縁部材（６２０）によって前記ハウジングに結合され、第３の接触面（６３２）を有するねじ付きチューブ（６３０）と、
を備え、
前記先端接触面（６１２Ａ）と前記第２の接触面（６１６）が電気的接続状態にあるかどうかおよび前記第３の接触面（６３２）と前記フランジ面（６１２Ｂ）が電気的接続状態にあるかどうかに基づいて前記媒体の圧力の変化を検出するように構成される、検出器（６００）。
【請求項２】
前記キャビティ（６１０）内への前記調整ねじ（６１４）の貫入深さは、前記調整ねじを回転させることによって調整されるように構成される、請求項１に記載の検出器（６００）。
【請求項３】
前記先端接触面（６１２Ａ）と前記第２の接触面（６１６）が電気的接続状態にあるときに作動するように構成される、請求項１または２に記載の検出器（６００）。
【請求項４】
前記先端接触面（６１２Ａ）と前記第２の接触面（６１６）が電気的接続状態にないときに作動するように構成される、請求項１または２に記載の検出器（６００）。
【請求項５】
前記キャビティ内への前記ねじ付きチューブの貫入深さは、前記ねじ付きチューブを回転させることによって調整されるように構成される、請求項１〜４のいずれかに記載の検出器（６００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、調整ねじ及びベローズを利用する検出器に関し、より具体的には、ベローズと調整ねじとの間の接触に基づいて圧力の変化を特定するアラーム及び完全性検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な空気圧スイッチシステムは、接触ピンと変形可能なダイヤフラムを利用することによって、故障状態、すなわち、圧力の増加または減少を検出する。故障検出器の場合、接触ピン及び変形可能なダイヤフラムは、故障状態が電気接続を破断させるまで、電気的導通状態にある。例えば、圧力の減少を検出することに関して、空気圧スイッチシステムは、変形可能なダイヤフラムを、接触ピンに対して変形形状で保持する。空気圧スイッチシステム内の圧力が漏れて、正常圧力条件を下回ると、変形可能なダイヤフラムは、変形形状で保持するのに十分な圧力が存在しないため、通常形状に戻る。通常形状に戻ることによって、変形可能なダイヤフラムは、接触ピンから離れ、電気回路を開く。開いた電気回路は、圧力減少の故障状態を示す。
【０００３】
更に、圧力の増加を検出することに関して、空気圧スイッチシステムは、変形可能なダイヤフラムを、接触ピンから離れた通常形状に保持する。空気圧スイッチシステムが正常圧力条件を超える圧力を受けると、付加的な圧力は、変形可能なダイヤフラムを、変形形状に変化させる。変形形状になると、変形可能なダイヤフラムは、接触ピンと接触状態になり、電気回路を閉じる。閉じた電気回路は、圧力増加のアラーム状態を示す。圧力の増加及び減少が、温度変化、及び、ヘリウム、水素（水素化チタンからの水素のガス放出）等のようなガスに対する温度変化の影響に起因する可能性があることに留意されたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
変形可能なダイヤフラムを有する空気圧スイッチシステムは、高価な構成要素部品であり、各空気圧スイッチシステムの全体コストを増加させる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態は、媒体の圧力に関して、調整ねじ及びベローズを利用してアラーム及び／または故障状態を検出する検出器を含む。検出器は、媒体を受取るように構成されるアクセスチューブを備えるハウジングを備える。ベローズは、ハウジングに固定され、キャビティ及び第１の接触面を備える。調整ねじは、ベローズのキャビティ内に配置され、絶縁部材を介してハウジングに結合されるとともに、第２の接触面を備える。検出器は、第１の接触面と第２の接触面が電気的接続状態にあるかどうかに基づいて媒体の圧力の変化を検出するように更に構成される。
【０００６】
更なる特徴及び利点は、本開示の教示を通して理解される。本開示の他の実施形態及び態様は、本明細書で詳細に述べられる。利点及び特徴に関して本開示をよりよく理解するために、説明及び図面を参照されたい。
【０００７】
発明として見なされる主題は、本明細書の終わりの特許請求の範囲において、特に指摘され、明確に特許請求される。発明の前述のまた他の特徴及び利点は、以下に図面を用いて説明される記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態による調整ねじ及びベローズを利用する検出器の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態によるアラーム検出器の位置を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態による完全性検出器の位置を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態によるデュアルアラーム及び完全性検出器の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態によるデュアルアラーム及び完全性検出器の別の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態による積重ね可能なベローズ検出器の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態による図６の積重ね可能なベローズ検出器の代替の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書で述べる実施形態は、ベローズと調整ねじとの間の接触に基づいて圧力の変化を特定するアラーム及び完全性検出器に関する。
【００１０】
図１を参照すると、検出器１００の図が示される。検出器は、アクセスチューブ１０４を通して圧力１０６を受取るハウジング１０２を備える。ハウジング１０２の内部には、キャビティ１１０及び接触面１１２（例えば、第１の接触面）を備えるベローズ１０８がある。一般的に、ベローズは、加わる圧力１０６に応答して圧縮または伸張することができる可撓性のアコーデオン状のチューブである。ベローズは、ばね定数、重量、耐久性等に関する特定のパラメータを満たすように製造することができる。こうして、異なるベローズが同様の実施形態において使用されて、所望のパラメータを監視することができる。例えば、高いばね定数を有する金属ベローズが利用されると、圧力の増加がベローズを圧縮することになるため圧力の増加を検出することができる。別の例として、低いばね定数を有する金属ベローズが利用されると、圧力の減少によってベローズが伸張することが可能になるため圧力の減少を検出することができる。
【００１１】
更に、検出器１００はまた、調整ねじ１１４と呼ばれる金属部材を含む。調整ねじ１１４は、接触面１１６（例えば、第２の接触面）を含み、ベローズ１０８のキャビティ１１０内で入れ子にされる。ベローズ１０８及び調整ねじ１１４は、絶縁部材１２０を備える端キャップ１１８によってハウジング１０２内の所定の場所に保持される。ベローズのキャビティ１１４内への調整ねじ１１４の貫入深さは、調整ねじ１１４を時計方向または反時計方向に回転させることによって調整することができる。こうして、検出器１００は、ハウジングを所望の検出圧力までチャージしたときに、（例えば、ベローズ１０８のばね定数が徐々に変化してしまっていても）調整ねじ１１４を回転させることによって必要に応じて較正することができる。
【００１２】
更に、端キャップ１１８は、調整ねじ１１４及びベローズリード１２２がハウジング１０２を貫通することを可能にするように構成され、それにより、ベローズリード１２２及び調整ねじリード１２４が、ベローズ１０８と調整ねじ１１４との間の回路の開閉を検出する外部デバイスに接続することができる。検出器１００の代替の実施形態は、ベローズリード１２２の代わりに回路のベローズ側用のリードとしてハウジング１０２自体を利用することができる（例えば、金属ベローズが、金属ハウジングに固定され、絶縁部材を介して金属ハウジングから電気的に分離される）。
【００１３】
検出器１００の実施形態は、図２に示すアラームスイッチまたは図３に示す故障スイッチとして構成することができる。
【００１４】
アラームスイッチに関して、図２のアラーム検出器２００は、本発明の一実施形態に従って、ベローズ２０８が２つの位置２００Ａ、２００Ｂにある状態で示される。すなわち、圧力２０６Ａが所望のまたは正常な圧力（波状両方向矢印で示す）にあるとき、ベローズ２０８は第１の位置２００Ａのままである。ハウジング２０２内のベローズ２０８の第１の位置２００Ａは、ベローズ２０８のばね定数によって左右される。更に、圧力２０６Ｂが正常より高い圧力（直線矢印で示す）にあるとき、ベローズ２０８は第２の位置２００Ｂまで圧縮される。
【００１５】
アラーム検出器２００を較正するため、ハウジング２０２は、ベローズ１０８が第２の位置２００Ｂまで圧縮されるように、アラーム検出器２００によって検出される圧縮圧力の媒体によってチャージされる。その後、接触面２１６が接続ポイント２２２にて接触面２１２と接続状態になるまで、調整ねじ２１４が回転される。調整ねじ２１４について必要とされる正確さに応じて、調整ねじ２１４上のねじ山が、４０〜６０ねじ山／インチの範囲内にある、または必要であれば、それより大きい値とすることができることに留意されたい。ハウジングが特定の圧縮圧力にチャージされるときに調整ねじ２１４が較正されるため、特定のアラーム状態は、ベローズ２０８が第２の位置２００Ｂまで駆動されるときに検出されることになる。
【００１６】
故障スイッチに関して、図３の故障検出器３００は、本発明の一実施形態に従って、ベローズ３０８が２つの位置３００Ａ、３００Ｂにある状態で示される。すなわち、圧力３０６Ａが標準的または最小の正常圧力（波状両方向矢印で示す）にあるとき、ベローズ３０８は第１の位置３００Ａのままである。ハウジング３０２内のベローズ３０８の第１の位置３００Ａは、ベローズ３０８のばね定数によって左右される。更に、圧力３０６Ｂが最小で正常な圧力より低い圧力（直線矢印で示す）にあるとき、ベローズ３０８は第２の位置３００Ｂまで伸張する。
【００１７】
故障検出器３００を較正するため、ハウジング３０２は、ベローズ３０８が第１の位置３００Ａまで圧縮されるように、標準的または最小の正常圧力の媒体によってチャージされる。その後、接触面３１６が接続ポイント３２２にて接触面３１２と接続状態になるまで、調整ねじ３１４が回転される。調整ねじ３１４について必要とされる正確さに応じて、調整ねじ３１４上のねじ山が、４０〜６４ねじ山／インチの範囲内にある、または必要であれば、それより大きい値とすることができることにやはり留意されたい。ハウジングが標準的または最小の正常圧力にチャージされるときに調整ねじ３１４が較正されるため、特定の故障状態は、ベローズ１０８が第２の位置３００Ｂまで伸張するときに検出されることになる。
【００１８】
上記を考慮すると、図４は、本発明の一実施形態によるデュアルアラーム及び完全性検出器４００の図である。デュアルアラーム及び完全性検出器４００は、アラーム検出器２００及び故障検出器３００を備える。これらの検出器２００、３００は、圧力４０６を受取るアクセスチューブ４０４によって接続される。示すように、圧力４０６は、標準的または最小の正常圧力（波状両方向矢印で示す）にあり、それにより、アラーム検出器２００及び故障検出器３００は、それぞれ非アラーム／故障位置２００Ａ、３００Ａにある。
【００１９】
図５は、本発明の一実施形態によるデュアルアラーム及び完全性検出器５００の別の図である。デュアルアラーム及び完全性検出器５００はまた、アラーム検出器２００及び故障検出器３００を備える。しかし、これらの検出器２００、３００が同じハウジング５０２内にあることが留意される。ハウジング５０２は、次に、アクセスチューブ５０４を通して圧力５０６を受取る。示すように、圧力５０６は、標準的または最小の正常圧力（波状両方向矢印で示す）にあり、それにより、アラーム検出器２００及び故障検出器３００は、それぞれ非アラーム／故障位置２００Ａ、３００Ａにある。
【００２０】
ここで図６及び７を参照すると、本発明の一実施形態による積重ね可能なベローズ検出器６００が示され、図６は縦断面図を示し、図７は端面キャップ図を示す。積重ね可能なベローズ検出器６００は、アクセスチューブ６０４を通して圧力６０６を受取るハウジング６０２を備える。ハウジング６０２の内部には、キャビティ６１０、先端接触面６１２Ａ（例えば、第１のベローズ面）、及びフランジ面６１２Ｂ（例えば、第２のベローズ面）を備える２連のデュアルベローズ６０８がある。デュアルベローズ６０８は、フランジ６１２Ｂの位置において接続された、ベローズ２００とベローズ３００との溶接式組合体である。
【００２１】
積重ね可能なベローズ検出器６００はまた、接触面６１６（例えば、ねじ面）を備える調整ねじ６１４を含む。調整ねじ６１４は、デュアルベローズ６０８のキャビティ６１０内に入れ子にされる。デュアルベローズ６０８及び調整ねじ６１４は、ハウジングに組込まれた絶縁部材６２０によってハウジング６０２内の所定の場所に保持される。更に、積重ね可能なベローズ検出器６００は、接触面６３２（例えば、チューブ面）を備えるねじ付きチューブ６３０を含む。ねじ付きチューブ６３０は、デュアルベローズ６０８と調整ねじ６１４との間に配置される。
【００２２】
各ベローズ２００、３００は、対応する圧力状態を検出するために較正することができる。この点に関して、一般に、ベローズ３００を最初に較正し、それに続いて、ベローズ２００を較正することができる。積重ね可能なベローズ検出器６００のベローズ３００を較正するため、ハウジング６０２は、ベローズ３００が圧縮されるように、媒体によって標準的または最小の正常圧力にチャージすることができる。その後、ねじ付きチューブ６３０は、接触面６３２がフランジ面６１２Ｂと接続状態になるまで回転される。
【００２３】
積重ね可能なベローズ検出器６００のベローズ２００を較正するため、ハウジング６０２は、ベローズ２００が圧縮されるように、検出される圧縮圧力に媒体によってチャージすることができる。その後、調整ねじ６１４は、先端接触面６１２Ａが接触面６１６と接続状態になるまで回転される。
【００２４】
本発明は、限られた数の実施形態のみに関連して詳細に述べられたが、こうした開示された実施形態に限定されないことが容易に理解されるべきである。むしろ、本発明は修正されて、これまでに述べられていないが、本開示の趣旨及び範囲に相応する、任意の数の変形、変更、置換、または等価な配置構成を組込む可能性がある。更に、本発明の種々の実施形態が述べられたが、本発明の態様が、述べた実施形態の一部のみを含むことができることが理解される。したがって、本発明は、前述の説明によって限定されるものと見なされるのではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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