[發明專利]具有集成的桿力測量設備的閥桿連接器

有效

• 申請號: 201410478669.1
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104515701B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: N·麥考密克
• 申請（專利權）人: 費希爾控制國際公司
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/24
• 代理公司: 72002 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 曹雯

本發明提供了一種具有集成的桿力測量設備的閥桿連接器。一種閥桿連接器包括：第一半部和第二半部，第一半部和第二半部中的每一個均包括被適配為接收致動器的一部分的頂部部分和被適配為接收閥桿的一部分的底部部分。多個切除部分設置在第一半部和第二半部的每一個中，并且，一對抗剪腹板安裝位置設置在第一半部和第二半部的每個上、在多個切除部分之間。力測量設備設置在該對抗剪腹板安裝位置的每個抗剪腹板安裝位置中，力測量設備用于測量閥桿上的應變。每個抗剪腹板安裝位置具有可由力測量設備測量的剪應變，多個切除部分產生靠近每個凹處的彎曲梁，以將偏轉最小化。

技術領域

本發明整體涉及閥桿力測量設備，并且更具體地涉及具有集成的桿力測量設備的閥桿連接器。

背景技術

測壓單元或應變計傳感器是在各種工業中通常使用的示例性的力測量設備。抗剪腹板測壓單元或應變計設計或配置一般用于大力水平的測壓單元中。在測壓單元或應變計傳感器中的重要的組件通常是彈簧元件。一般地說，彈簧元件的功能是作為對所施加的負載的反作用。定義暗示假設彈簧元件的計量區域中的應變水平以線性彈性方式響應于所施加的負載。換句話說，理想的傳感器的特征將在于應變與負載之間的不變的比例關系。參見測量集團公司的Strain Gage Based Transducers,Chapter 2,“Load Cells”(1998)。

更具體而言并且如圖1A中所示的，測壓單元或應變計的基于抗剪腹板的彈簧元件可以采取懸梁的形式，該懸梁已被設計為具有大的橫截面以最小化偏轉。在梁的截面A-A處，在側面中已機器制造了凹部，使得在中央留下相對薄的腹板。由負載施加的剪力的大部分由腹板承載，而由法蘭抵抗撓矩(bending moment)。

現在參考圖1B，其描述了橫截面A-A，以及在該橫截面中剪應力和彎曲應力分布。在彎曲應力為零的中性軸(neutral axis)處，在腹板上的應力的狀態是沿垂直方向和水平方向作用的純剪力中的一個。

抗剪腹板彈簧元件不限于懸梁配置。例如，圖1C示出了由于在兩個末端的彎曲或切削部分的簡單支撐梁。換句話說，圖1C描述了橫梁配置中的雙抗剪腹板，其被設計為消除離軸和側向負載的影響。

可應用于所有測壓單元彈簧元件的多個設計考慮包括：(1)在額定負載上計量區域中的合適的應變水平；(2)在應變計量區域中統一的應變分布；(3)在彈簧元件的其余部分的較低應變水平；(4)單片(一件式)構造；(5)易于機器加工和計量安裝的設計；(6)彈簧元件偏轉；和(7)熱考慮。參見測量集團公司的Strain Gage Based Transducers,Chapter2,“Load Cells”(1998)。

在核電廠和其他閥設施中，希望能夠獨立驗證由致動器對閥桿上施加的力或負載，以允許更精確的診斷。多個技術方案可用。一個是在閥桿上直接安裝已知的應變計或測壓單元。然而，該過程耗費時間并且需要特殊的化學物質和技術來實現一致的、準確的計量安裝。測量的力值必須根據閥桿的材料的特性推斷出，并且沒有由于環境溫度或蠕變而做出修正的措施。

第二種方法涉及購買已經在內部安裝應變計的閥桿。該方法允許校準以及在測壓單元配置中常見的許多補償特征，但是對于被焊接到閥塞上的桿不可行。另外，定制桿配置的成本較高。

發明內容