一种波登管压力表的制作方法

1.本发明涉及压力表技术领域，尤其是涉及一种波登管压力表。


背景技术：

2.波登管为利用管的弯曲变化或扭转变形测量压力的弹性敏感元件，又称弹簧管。波登管的一端固定，一端活动，其截面形状为椭圆形或扁平形。非圆形截面的管子在其内压力的作用下逐渐胀成圆形，此时活动端产生与压力大小成一定关系的位移。活动端带动指针即可指示压力的大小。最常用的波登管为c型，此外还有螺旋型、c型组合、麻花型等类型。波登管的材料采用铜基或铁基合金。它与其他压力敏感元件相比灵敏度小些，常用于测量较大的压力，往往与其他弹性元件组合使用。波登管在许多仪器中广泛应用，特别是用于压力和力的测量方面。
3.目前波登管压力表，如公开的发明专利《壓力錶結構改良》，专利号：twm384996u。公开了：一外壳，该外壳一端凹设有容置腔，容置腔底面凹设有螺孔，该外壳另一端设有连通到螺孔及容置腔的第一通孔；一接头，该接头系提供波登管及指针传动机构组装的元件，该接头具有一基部，该基部底面设有锁合在外壳螺孔中的一螺合部，该基部设有一波登管结合部，并设有连通波登管结合部与螺合部的一第二通孔；一波登管，该波登管為具有封闭端及开口端的管体，开口端结合在接头的波登管结合部。上述专利的第一种结构为：该波登管為断面椭圆形的管体，该波登管系為c形管。上述专利的第二种结构为：该波登管為断面成圆形的管体，该波登管系為中段卷绕有螺旋部的v形管。
4.采用c型结构的波登管，在长期使用后波登管容易发生不可逆变的形变，导致压力表后期检测得到的压力值发生偏差。压力表读数不再精确，就需要更换新的压力表，压力表使用寿命受限。
5.采用螺旋型压力表，波登管的螺旋形结构，使得波登管具有良好的耐久，延长了波登管的使用寿命。但螺旋型波登管在其内压力的作用下，除了会在圆周方向上膨胀发生位移，还会在螺旋段的轴向上膨胀发生位移，此处的轴向是螺旋段的轴向也同样是压力表表盘的轴向。波登管的活动端与指针传动机构连接，波登管螺旋段轴向位移会带动波登管的活动端发生轴向位移。指针传动机构是在平面内传动带动指针旋转，若指针传动机构受到了轴向的力，则偏移传动平面的力会造成指针传动机构运动时有较大的摩擦力，从而导致压力表的耐久度不高。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是提供一种波登管压力表，优化波登管的结构设置，提高波登管的使用耐久，减少传动机构运动时的摩擦力，从而避免传动机构磨损，提高压力表的耐久。
7.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种波登管压力表，包括接头、波登管与传动机构，所述的波登管包括螺旋段、以及分别连接在螺旋段两端的连接段与活动
段，所述的活动段的第一端与传动机构连接，活动段的第二端与螺旋段连接，活动段所在平面与螺旋段轴线之间的夹角小于90度，活动段的第二端向连接段所在平面靠近。
8.与现有技术相比，本发明的优点在于介质从接头导入波登管，进入波登管的介质依次通入连接段、螺旋段与活动段。波登管受到介质的作用力将发生形变，该形变由活动段传递给传动机构，并由传动机构带动指针波动指示出压力值。本发明的波登管设置有螺旋段，能够有效提高波登管的使用寿命。波登管长期使用后，依旧能够回复到初始状态。
9.本发明设置活动段并非位于垂直于螺旋段轴线的平面上，而是将活动段设置在一个倾斜面上。使得第二端与传动机构连接的端部更加靠近连接段所在平面。当螺旋段受力膨胀时，螺旋段发生轴向上的位移，活动段将受到沿螺旋段轴线向外的力记为第一作用力。而活动段与第一作用力之间的夹角大于90度，相比较于活动段与第一作用力之间的夹角等于或小于90度，活动段的第二端受到垂直于活动段的力更小。活动段与传动机构连接传递力时，传动机构受到的摩擦力更小，从而有效避免传动机构磨损。
10.至此，本发明实现了波登管的高耐久，以及传动机构的高耐久。从整体上提高了压力表的使用寿命，压力表的使用寿命可达到一百万次以上。
11.本发明进一步的优选方案：所述的连接段的第二端与接头连接，连接段的第一端与螺旋段连接，连接段的第二端向活动段所在平面靠近。
12.同样道理，当螺旋段受力膨胀时，螺旋段发生轴向上的位移，连接段将受到沿螺旋段轴线向外的力记为第二作用力。而连接段与第二作用力之间的夹角大于90度，相比较于连接段与第二作用力之间的夹角等于或小于90度，连接段的第二端受到垂直于连接段的力更小。连接段与接头连接更加稳定，接头与连接段的连接能够实现良好的密封性，避免导入接头的介质泄漏。
13.具体的，连接段的第一端与活动段的第一端分别连接在螺旋段的两端，连接段的第一端与活动段的第一端之间的距离取决于螺旋段轴向的长度。
14.进一步的，所述的连接段的第二端与活动段的第二端位于同一平面上。
15.在波登管工作状态下，连接段的第二端受到了接头的力，活动段的第二端受到了传动机构的力。而将连接段的第二端与活动段的第二端设置在同一平面上，即两者的受力能够集中在同一平面上。
16.进一步的，所述的连接段的第二端与螺旋段的重心位于同一平面上。
17.进一步的，所述的活动段的第二端与螺旋段的重心位于同一平面上。
18.本发明中波登管的结构设置，能够很好的将波登管所有的受力都集中在波登管重心所在的平面上。因此，波登管整体的受力相对稳定，能够减少波登管在使用过程中发生局部偏移。波登管能够沿着预设的活动轨迹运动，提高压力表检测的精度。
19.进一步的，所述的接头上设置安装孔，所述的连接段的部分弯曲，所述的连接段的第二端插入到安装孔内，连接段的第二端与安装孔同轴。
20.具体的，在本发明中，连接段是平滑过渡到螺旋段的，连接段是平滑过渡到连接段的第二端的。因此，连接段很难由一个简单的弧线段构成。本发明设置连接段的部分做成弯曲结构，从而实现连接段从安装孔到螺旋段的连接。
21.进一步的，所述的传动机构包括连接件，所述的活动段的部分弯曲，所述的活动段的第二端与连接件连接，活动段的第二端与连接件同轴。
22.具体的，在本发明中，活动段是平滑过渡到螺旋段的，活动段是平滑过渡到活动端的第二端的。因此，活动段很难由一个弧线段构成。因此，本发明设置活动段的部分做成弯曲结构，从而实现活动段从传动机构到螺旋段的连接。
23.进一步的，还包括表壳，所述的接头包括连接头与连接块，所述的连接块位于表壳内，所述的连接头一端与连接块连接，连接头的另一端穿出表壳与待检测介质连接。
24.所述的表壳为圆盘状结构，所述的连接头沿着表壳的轴向设置。
25.进一步的，所述的连接头设置有导入介质的第一通道，所述的连接块设置有导入孔，所述的导入孔与第一通道连通。
26.进一步的，所述的连接块设置有安装孔，所述的连接块设置有第二通道，所述的第二通道连通导入孔与安装孔。
27.所述的连接段的第二端安装在安装孔内。
28.进一步的，所述的安装孔位于平行于表盘的第一平面，所述的导入孔位于平行于表盘的第二平面，所述的第一平面、第二平面相互平行。
29.具体的，本发明的第二通道与表盘所在平面之间存在夹角。
30.本发明为机械表，所述的表壳内设置有表盘与指针，表盘表面设置有一系列的压力值，指针指向压力值。
31.进一步的，表盘对应一侧的表壳由透明材料制成，用户可以通过表壳观察到表盘。
32.进一步的，所述的传动机构包括连接件与扇形轮，连接件上设置有安装槽，所述的活动段的第二端安装在安装槽。
33.具体的，活动段的第二端为封闭结构，介质不会从波登管活动段泄漏。
34.进一步的，所述的连接件的基本形状为帽形。
35.所述的波登管部分插入连接件与连接件构成一个整体。现有技术中，与波登管连接的连接件通常为板状或条状的金属构件。但会存在如下问题，构件本身的结构强度不强，在力的传递过程中若发生形变则会导致压力表的精度受损。即使构件不发生形变，但也会受到较大的应力，无法达到百万次的高耐久。本发明采用帽形结构的连接件，具有高结构强度、高耐久，能够配合波登管实现百万次级别的使用寿命。
36.进一步的，所述的扇形轮通过轴件一安装在表壳内，扇形轮可绕轴件一旋转，扇形轮作用于指针。
37.具体的，本发明中设置指针连接了轴件二，轴件二外周设置有轮齿，扇形轮与轮齿啮合。
38.进一步的，扇形轮的运动为绕轴件一旋转。连接件的运动无法直接带动扇形轮旋转，所述的连接件通过活动连杆带动扇形轮旋转。
39.具体的，活动连杆与连接件转动连接，活动连杆与扇形轮转动连接。
40.进一步的，所述的连接件上设置有轴件三，所述的活动连杆通过轴件三与连接件连接。所述的轴件三位于波登管与连接件连接的安装端的中心延长线上。
41.在波登管受力发生形变时，波登管、连接件、轴件三的连接方式与位置关系，能够很好的将波登管安装端的力很好的传递给轴件三。相比较于现有的其它连接方式与位置关系，在从波登管传递到连接件再到轴件三的过程中，各部件的运动方向发生了变化，也就导致了在整个过程中力是有所损耗的。本发明设置轴件三的位置位于上述安装端的中心延长
线上，能够使得在力传递过程中力的损耗非常小，进一步提升了压力表的检测精度。而且波登管的细小形变就能够传递给指针。因此本发明在检测同样压力，波登管发生的形变量更小，也就具有更优的疲劳耐久。
42.进一步的，所述的轴件一与安装端端面中心之间的距离等于轴件一与轴件三的距离。
43.在整个传动机构中，由波登管安装端施力传递给绕轴件一旋转的扇形轮，扇形轮旋转驱动与扇形轮啮合的轴件二旋转。以轴件一为旋转基轴的扇形轮，受力传递的距离与扇形轮施力传递的距离相等，能够很好的将波登管的形变传递给扇形轮。波登管发生的形变量更小，也就具有更优的疲劳耐久。
44.进一步的，所述的扇形轮上设置有轴件四，所述的活动连杆通过轴件四与连接件连接。所述的轴件四、轴件一、扇形轮与轴件二的啮合点基本位于一条直线上。
45.上述结构设置使得扇形轮的几个受力位置是基本位于一条直线上的。进而使得扇形轮在运动时稳定，避免扇形轮在长期使用过程中的磨损，延长使用寿命。减少力在传递过程中损耗，提高压力表的检测精度。
46.本发明优化波登管的结构，并且配合优化的传动机构，减少传动机构运动时的摩擦力，从而避免传动机构磨损，提高压力表的耐久。
47.进一步的，表壳内设置有基座，基座固定安装在表壳内。
48.进一步的，所述的轴件一、轴件二分别安装在基座上。轴件二相对于基座可旋转。将轴件一、轴件二的位置进行限位，确保其轴线方向不发生偏移，从而确保绕轴件一旋转的扇形轮运动是稳定的，并进一步确保由轴件二带动的指针运动是稳定且精确的。
49.进一步的，所述的基座包括第一基板与第二基板，所述的第一基板固定安装在第二基板上，第一基板与第二基板相互平行。
50.进一步的，所述的轴件一穿过第一基板与第二基板。所述的轴件二穿过第一基板与第二基板。
51.进一步的，所述的扇形轮、齿轮设置在第一基板、第二基板之间。本发明通过基座的设置，进一步保证了传动机构的传动并驱动指针运动是在预设的平面内的，减少了本发明在整个运动中的摩擦力，进一步延长了压力表的使用寿命。
附图说明
52.以下将结合附图和优选实施例来对本发明进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本发明范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。
53.图1为本发明的结构示意图；
54.图2为本发明内部结构示意图；
55.图3为图2的左侧视图；
56.图4为图2的右侧视图；
57.图5为图3中aa截面的剖视图；
58.图6为本发明背面结构示意图；
59.图7位图6中bb截面的剖视图；
60.图8为本发明中传动机构的结构示意图。
61.其中，附图标记具体说明如下：1a、连接头；1b、连接块；2、波登管；2a、螺旋段；2b、连接段；2c、活动段；2d、安装端；3、安装孔；4、连接件；5、表壳；6a、第一通道；6b、第二通道；7、导入孔；8、指针；9、表盘；10、扇形轮；11、轴件一； 12、轴件二；13、齿轮；14、第一基板；15、第二基板；16、轴件三；17、轴件四；18、活动连杆。
具体实施方式
62.下面结合附图，对本发明作详细的说明。
63.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
64.如图1、图2所示：一种波登管2压力表，包括接头、波登管2与传动机构，所述的波登管2包括螺旋段2a、以及分别连接在螺旋段2a两端的连接段2b与活动段2c，螺旋段2a的设置使得波登管2长期使用后，依旧能够回复到初始状态，有效提高波登管2的使用寿命。所述的活动段2c的第一端与传动机构连接，活动段2c的第二端与螺旋段2a连接，活动段2c所在平面与螺旋段2a轴线之间的夹角小于90度，活动段2c 的第二端向连接段2b所在平面靠近。活动段2c结构设置，使得即使活动段2c受到螺旋段2a膨胀的力，活动段2c第二端受到垂直于活动段2c的力也会较小。活动段2c与传动机构连接传递力时，传动机构受到的摩擦力小。从而有效避免传动机构磨损，提高压力表的耐久。
65.如图3、图4所示，本发明进一步设置连接段2b的第二端与接头连接，连接段2b 的第一端与螺旋段2a连接，连接段2b的第二端向活动段2c所在平面靠近。当螺旋段 2a受力膨胀时，螺旋段2a发生轴向上的位移，连接段2b将受到沿螺旋段2a轴线向外的力记为第二作用力。而连接段2b与第二作用力之间的夹角大于90度，相比较于连接段2b与第二作用力之间的夹角等于或小于90度，连接段2b的第二端受到垂直于连接段2b的力小。使用过程中，连接段2b与接头连接稳定，接头与连接段2b的连接能够实现良好的密封性，避免导入接头的介质泄漏。
66.如图5所示，连接段2b的第一端与活动段2c的第一端分别连接在螺旋段2c的两端，连接段的第一端与活动段2c的第一端之间的距离取决于螺旋段轴向的长度。所述的连接段2b的第二端与活动段2c的第二端位于同一平面上。
67.在波登管2工作状态下，连接段2b的第二端受到了接头的力，活动段2c的第二端受到了传动机构的力。而将连接段2b的第二端与活动段2c的第二端设置在同一平面上，即两者的受力能够集中在同一平面上。
68.所述的连接段2b的第二端与螺旋段2a的重心位于同一平面上。所述的活动段2c 的第二端与螺旋段2a的重心位于同一平面上。本发明中波登管2的结构设置，能够很好的将波登管2所有的受力都集中在波登管2重心所在的平面上。因此，波登管2整体的受力相对稳定，能够减少波登管2在使用过程中发生局部偏移。波登管2能够沿着预设的活动轨迹运动，提高压力表检测的精度。
69.所述的接头上设置安装孔3，所述的连接段2b的部分弯曲，所述的连接段2b的第二
端插入到安装孔3内，连接段2b的第二端与安装孔3同轴。在本发明中，连接段2b 是平滑过渡到螺旋段2a的，连接段2b是平滑过渡到连接段2b的第二端的。因此，连接段2b很难由一个简单的弧线段构成。本发明设置连接段2b的部分做成弯曲结构，从而实现连接段2b从安装孔3到螺旋段2a的连接。
70.所述的传动机构包括连接件4，所述的活动段2c的部分弯曲，所述的活动段2c的第二端与连接件4连接，活动段2c的第二端与连接件4同轴。在本发明中，活动段2c 是平滑过渡到螺旋段2a的，活动段2c是平滑过渡到活动端的第二端的。因此，活动段 2c很难由一个弧线段构成。因此，本发明设置活动段2c的部分做成弯曲结构，从而实现活动段2c从传动机构到螺旋段2a的连接。
71.如图6、图7所示，还包括表壳5，所述的接头包括连接头1a与连接块1b，所述的连接块1b位于表壳5内，所述的连接头1a一端与连接块1b连接，连接头1a的另一端穿出表壳5与待检测介质连接。所述的表壳5为圆盘状结构，所述的连接头1a沿着表壳5的轴向设置。
72.所述的连接头1a设置有导入介质的第一通道6a，所述的连接块1b设置有导入孔7，所述的导入孔7与第一通道6a连通。所述的连接块1b设置有安装孔3，所述的连接块 1b设置有第二通道6b，所述的第二通道6b连通导入孔7与安装孔3。所述的连接段的第二端安装在安装孔3内。至此，介质能够从连接头1a导入到波登管2。
73.所述的安装孔3位于平行于表盘9的第一平面，所述的导入孔7位于平行于表盘9 的第二平面，所述的第一平面、第二平面相互平行。具体的，本发明的第二通道6b与表盘9所在平面之间存在夹角。
74.如图1所示，本发明为机械表，所述的表壳5内设置有表盘9与指针8，表盘9表面设置有一系列的压力值，指针8指向压力值。表盘9对应一侧的表壳5由透明材料制成，用户可以通过表壳5观察到表盘9。
75.所述的传动机构包括连接件4与扇形轮10，连接件4上设置有安装槽，所述的活动段2c的第二端安装在安装槽。活动段2c的第二端为封闭结构，介质不会从波登管2活动段2c泄漏。所述的连接件4的基本形状为帽形。所述的波登管2部分插入连接件4 与连接件4构成一个整体。现有技术中，与波登管连接的连接件通常为板状或条状的金属构件。但会存在如下问题，构件本身的结构强度不强，在力的传递过程中若发生形变则会导致压力表的精度受损。即使构件不发生形变，但也会受到较大的应力，无法达到百万次的高耐久。本发明采用帽形结构的连接件4，具有高结构强度、高耐久，能够配合波登管实现百万次级别的使用寿命。
76.如图5、图8所示，所述的扇形轮10通过轴件一11安装在表壳5内，扇形轮10 可绕轴件一11旋转，扇形轮10作用于指针8。本发明中设置指针8连接了轴件二12，轴件二12外周设置有轮齿，扇形轮10与轮齿啮合。扇形轮10的运动为绕轴件一11旋转。连接件4的运动无法直接带动扇形轮10旋转，所述的连接件4通过活动连杆带动扇形轮10旋转。活动连杆与连接件4转动连接，活动连杆与扇形轮10转动连接。
77.所述的连接件4上设置有轴件三16，所述的活动连杆18通过轴件三16与连接件4 连接。所述的轴件三16位于波登管2与连接件4连接的安装端2d的中心延长线上。在波登管2受力发生形变时，波登管2、连接件4、轴件三16的连接方式与位置关系，能够很好的将波登管2安装端2d的力很好的传递给轴件三16。相比较于现有的其它连接方式与位置关系，在从
波登管2传递到连接件4再到轴件三16的过程中，各部件的运动方向发生了变化，也就导致了在整个过程中力是有所损耗的。本发明设置轴件三16的位置位于上述安装端2d的中心延长线上，能够使得在力传递过程中力的损耗非常小，进一步提升了压力表的检测精度。而且波登管2的细小形变就能够传递给指针。因此本发明在检测同样压力，波登管2发生的形变量更小，也就具有更优的疲劳耐久。
78.所述的轴件一11与安装端2d端面中心之间的距离等于轴件一11与轴件三16的距离。在整个传动机构中，由波登管2安装端2d施力传递给绕轴件一11旋转的扇形轮10，扇形轮10旋转驱动与扇形轮10啮合的轴件二12旋转。以轴件一11为旋转基轴的扇形轮10，受力传递的距离与扇形轮10施力传递的距离相等，能够很好的将波登管2的形变传递给扇形轮10。波登管2发生的形变量更小，也就具有更优的疲劳耐久。
79.所述的扇形轮10上设置有轴件四17，所述的活动连杆18通过轴件四17与连接件 4连接。所述的轴件四17、轴件一11、扇形轮10与轴件二12的啮合点基本位于一条直线上。上述结构设置使得扇形轮10的几个受力位置是基本位于一条直线上的。进而使得扇形轮10在运动时稳定，避免扇形轮10在长期使用过程中的磨损，延长使用寿命。减少力在传递过程中损耗，提高压力表的检测精度。
80.本发明优化波登管2的结构，并且配合优化的传动机构，减少传动机构运动时的摩擦力，从而避免传动机构磨损，提高压力表的耐久。
81.表壳5内设置有基座，基座固定安装在表壳5内。所述的轴件一11、轴件二12分别安装在基座上。轴件二12相对于基座可旋转。将轴件一11、轴件二12的位置进行限位，确保其轴线方向不发生偏移，从而确保绕轴件一11旋转的扇形轮10运动是稳定的，并进一步确保由轴件二12带动的指针8运动是稳定且精确的。
82.所述的基座包括第一基板14与第二基板15，所述的第一基板14固定安装在第二基板15上，第一基板14与第二基板15相互平行。所述的轴件一11穿过第一基板14与第二基板15。所述的轴件二12穿过第一基板14与第二基板15。
83.所述的扇形轮10、齿轮13设置在第一基板14、第二基板15之间。本发明通过基座的设置，进一步保证了传动机构的传动并驱动指针8运动是在预设的平面内的，减少了本发明在整个运动中的摩擦力，进一步延长了压力表的使用寿命。
84.本发明工作时，介质从接头导入波登管2，进入波登管2的介质依次通入连接段2b、螺旋段2a与活动段2c。波登管2受到介质的作用力将发生形变，该形变由活动段2c传递给传动机构，并由传动机构带动指针8波动指示出压力值。
85.本发明设置活动段2c并非位于垂直于螺旋段2a轴线的平面上，而是将活动段2c 设置在一个与螺旋段2a轴线的夹角小于90
°
的倾斜面上。使得第二端与传动机构连接的端部更加靠近连接段2b所在平面。当螺旋段2a受力膨胀时，螺旋段2a发生轴向上的位移，活动段2c将受到沿螺旋段2a轴线向外的力记为第一作用力。而活动段2c与第一作用力之间的夹角大于90度，相比较于活动段2c与第一作用力之间的夹角等于或小于90度，活动段2c的第二端受到垂直于活动段2c的力更小。活动段2c与传动机构连接传递力时，传动机构受到的摩擦力更小。从而有效避免传动机构磨损，提高压力表的耐久。本发明具有耐久性高、使用寿命长的特点，其使用寿命能够达到一百万次以上。
86.以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方
式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。