具有集成的报警和故障开关的气动检测器的制造方法
【专利摘要】一种用于指示环境中的压力变化的集成开关包括具有在第一保持器部分和第二保持器部分之间的腔室的壳体、在所述壳体的所述腔室中持有的以指示故障状态的第一隔膜以及在所述壳体的所述腔室中持有的以指示报警状态的第二隔膜。
【专利说明】具有集成的报警和故障开关的气动检测器
[0001] 背景 本发明涉及一种气动检测器，并特别涉及一种具有集成的报警和故障开关的气动检测 器。
[0002] 通常，气动检测器由报警开关和故障开关两者所组成。气动检测器通常利用压力 管，压力管含有在加热时将膨胀的气体，从而增加了管中的压力。报警开关用于指示过热或 火灾的情况。报警开关将包括当系统在常压下时处于正常状况的可变形的隔膜。随着压力 的上升，隔膜将变形并闭合电路，指示系统中存在报警状态。故障开关用于指示在气动检测 器系统中是否有泄露、断开连接或其他问题。故障开关将包括当系统在常压下时发生变形 的可变形隔膜。如果压力下降至低于常压时，隔膜将恢复其正常状况并断开电路，指示系统 中具有故障状态。
[0003] 在飞机上使用同时利用报警开关和故障开关的气动检测器以检测报警和故障状 态。通常，用于报警和故障开关的压力管能在一英尺长至五十英尺长的任何地方运行且可 被放置在容易发生过热或火灾的系统中。
[0004] 概要 根据本发明，一种用于指示环境中的压力变化的集成开关包括具有在第一保持器部分 和第二保持器部分之间的腔室的壳体、在壳体的腔室中持有的以指示故障状态的第一隔膜 以及在壳体的腔室中持有的以指示报警状态的第二隔膜。
[0005] 具体而言，本发明还涉及以下技术方案： 1. 一种用于指示环境中的压力变化的集成开关，所述集成开关包括： 壳体，其具有在第一保持器部分和第二保持器部分之间的腔室； 第一隔膜，其被持有在所述壳体的所述腔室中以指示故障状态；以及 第二隔膜，其被持有在所述壳体的所述腔室中以指示报警状态。
[0006] 2.根据技术方案1所述的集成开关，其中所述第一隔膜比所述第二隔膜薄。
[0007] 3.根据技术方案1所述的集成开关，其中所述第一隔膜和所述第二隔膜是由金属 材料构成的。
[0008] 4.根据技术方案1所述的集成开关，其中常压状态存在于正常操作温度下。
[0009] 5.根据技术方案4所述的集成开关，其中正常操作温度为预先设定的故障温度和 预先设定的报警温度之间的温度。
[0010] 6.根据技术方案5所述的集成开关，其中当具有常压状态时，所述第一隔膜变形 且所述第二隔膜处于正常未变形的构造中。
[0011] 7.根据技术方案5所述的集成开关，其中当具有低于常压的状态时，所述第一隔 膜和所述第二隔膜均处于正常未变形的构造中。
[0012] 8.根据技术方案5所述的集成开关，其中当具有高于常压的状态时，所述第一隔 膜和所述第二隔膜均变形。
[0013] 9. 一种用于在先进的气动检测器系统中以指示环境中的压力变化的集成开关，所 述集成开关包括： 壳体，其具有在第一保持器部分和第二保持器部分之间的腔室； 触针，其被持有在所述第一保持器部分中； 压力管，其被连接至所述腔室并穿过所述第二保持器部分； 故障隔膜，其被持有在所述壳体的所述腔室中且接近所述第二保持器部分；以及 报警隔膜，其被持有在所述壳体的所述腔室中且接近所述第一保持器部分。
[0014] 10.根据技术方案9所述的集成开关，其中所述故障隔膜的厚度小于所述报警隔 膜的厚度。
[0015] 11.根据技术方案9所述的集成开关，其中所述压力管含有在加热时膨胀的气体。
[0016] 12.根据技术方案9所述的集成开关，其中常压状态存在于预先设定的故障温度 和预先设定的报警温度之间的正常操作温度下。
[0017] 13.根据技术方案12所述的集成开关，其中当具有常压状态时，所述故障隔膜变 形并与所述报警隔膜接触。
[0018] 14.根据技术方案12所述的集成开关，其中当具有低于常压的状态时，所述故障 隔膜和所述报警隔膜均处于正常未变形的构造中且彼此之间不相接触。
[0019] 15.根据技术方案12所述的集成开关，其中当具有高于常压的状态时，所述故障 隔膜和所述报警隔膜均变形且所述报警隔膜与所述触针接触。
[0020] 16. -种在电路中用于指示环境中的压力变化的集成开关，所述集成开关包括： 壳体，其具有在第一保持器部分和第二保持器部分之间的腔室； 绝缘材料，其在所述第一保持器部分和所述第二保持器部分之间； 触针，其被持有在所述第一保持器部分中，其中绝缘材料在所述触针和所述第一保持 器部分之间； 压力管，其被连接至所述腔室并穿过所述第二保持器部分； 故障隔膜，其被持有在所述壳体的所述腔室中且接近所述第二保持器部分； 报警隔膜，其被持有在所述壳体的所述腔室中且接近所述第一保持器部分；以及 电源，其被连接至所述故障隔膜。
[0021] 17.根据技术方案16所述的集成开关，其中常压状态存在于预先设定的故障温度 和预先设定的报警温度之间的正常操作温度下。
[0022] 18.根据技术方案17所述的集成开关，其中在常压状态下，所述故障隔膜变形并 与所述报警隔膜接触，这会从所述电源发送信号通过所述故障隔膜并到达所述报警隔膜。
[0023] 19.根据技术方案17所述的集成开关，其中当具有低于常压的状态时，所述故障 隔膜和所述报警隔膜均处于正常未变形的构造中且彼此之间不相接触，这会防止所述电源 发送信号至所述报警隔膜。
[0024] 20.根据技术方案17所述的集成开关，其中当具有高于常压的状态时，所述故障 隔膜和所述报警隔膜均变形且所述报警隔膜与所述触针接触，这会从所述电源发送信号通 过所述故障隔膜和所述报警隔膜至所述触针。
[0025] 附图简述 图1为当集成开关中具有大气压力时集成开关的侧剖视图，其中集成开关同时包括报 警开关和故障开关。
[0026] 图2为图1所示的集成开关在常压下的侧剖视图。
[0027] 图3为图1的集成开关在高于常压下的侧剖视图。
[0028] 图4为图1的集成开关在低于常压下的侧剖视图。
[0029] 详述 一般来说，本发明涉及具有集成的报警和故障开关的气动检测器。集成的报警和故障 开关将具有含有两个隔膜的一个壳体。第一隔膜将指示故障状态且第二隔膜将指示报警状 态。通常，当在系统中发生断开连接、泄露或其他问题时会出现故障状态。通常，在系统中 发生过热或火灾时会出现报警状态。
[0030] 图1为当集成开关10中具有大气压力时集成开关10的侧剖视图，其中集成开关 10同时包括报警开关和故障开关。集成开关10包括壳体11(包括第一保持器部分12和第 二保持器部分14)、压力管16、触针18、故障隔膜20、报警隔膜22、绝缘体24、绝缘体26和 腔室28。在所示的实施方案中，在集成开关10中没有压力。
[0031] 集成开关10包括由第一保持器部分12和第二保持器部分14构成的壳体11。第 一保持器部分12和第二保持器部分14通过在它们之间运行的绝缘体24而彼此连接。壳 体11包括由第一保持器部分12和第二保持器部分14所围成的腔室28。第一保持器部分 12含有触针18,其中绝缘体26在第一保持器部分12和触针18之间运行。第二保持器部 分14含有压力管16。压力管16延伸至腔室28中。在腔室28中在第一保持器部分12和 第二保持器部分14之间持有故障隔膜20和报警隔膜22。在绝缘体24和第二保持器部分 14之间在集成开关10中持有故障隔膜20。在第一保持器部分12和绝缘体24之间在集成 开关10中持有报警隔膜22。
[0032] 第一保持器部分12和第二保持器部分14由能够传导电信号的难熔金属材料构 成。使用难熔材料，从而当遇到高温时使组件能够保持其强度。故障隔膜20和报警隔膜22 也是由能够传导电子信号的难熔金属材料构成的。故障隔膜20和报警隔膜22可具有允许 故障隔膜20和报警隔膜22变形的任何厚度。在所示的实施方案中，故障隔膜20的厚度比 报警隔膜22的小，从而其可在低于报警隔膜22的压力下变形。这允许使用集成开关10以 指示集成开关10中不同的压力等级。
[0033] 绝缘体24在第一保持器部分12和第二保持器部分14之间运行以使这两个部分 绝缘并防止电子信号在它们之间传递。绝缘体26在第一保持器部分12和触针18之间运 行以使它们绝缘并防止电子信号在它们之间传递。绝缘体24和绝缘体26可由能够作为电 绝缘体的任何材料所制成。
[0034] 压力管16穿过第二保持器部分14并连接至腔室28。压力管16含有在加热时膨 胀的气体，因此，随着压力管16被加热，压力管16中的压力将增加。随着压力管16中压力 的增加，腔室28中的压力也将增加。腔室28中的压力可使故障隔膜20和报警隔膜22变 形。在图1所示的实施方案中，集成开关10中没有压力且故障隔膜20和报警隔膜22处于 其正常构造中。压力管16可具有0.305米（1英尺）至15. 24米（50英尺）之间的典型长 度，这取决于将使用集成开关10的地方。压力管16将被置于能够过热的组件或可能发生 火灾的组件的旁边，如发动机或辅助动力单元的旁边。
[0035] 触针18被持有在第一保持器部分12中，其中绝缘体26在触针18和第一保持器 部分12之间运行。如果集成开关10中的压力变得足够高，故障隔膜20和报警隔膜22则 都能变形并与触针18接触。然后，则可发送信号通过触针18。绝缘体26充当屏障且仅允 许信号行进通过触针18而非通过第一保持器部分12。
[0036] 相对于现有技术的模型而言，集成开关10是有利的，这是因为其具有减小的尺寸 和重量。集成开关10可用于气动检测器系统中以使这些系统更小、更轻和更紧凑。尺寸的 减小意味着在气动检测器系统中能更有效地使用集成开关10。尺寸和重量的减小也使集成 开关10有利于用在空间有限且需保持重量为最小值的应用中。如果在壳体中容纳集成开 关10,则具有更小和更轻的系统也是有利的，这是因为可减小所需壳体的尺寸。
[0037] 集成开关10也需要比现有技术的模型更少的部件，从而降低了系统的成本并简 化了制造过程。与现有技术的系统相比，较低的成本和更简单的制造过程是有利的。与利 用单独的故障开关和报警开关的现有技术的系统相比，集成开关也是有利的，这是因为它 减少了在系统中具有断开连接、泄露或其他问题的可能性。
[0038] 图2为系统40中的集成开关10在常压下的侧剖视图。集成开关10包括壳体11 (包括第一保持器部分12和第二保持器部分14)、压力管16、触针18、故障隔膜20、报警隔 膜22、绝缘体24、绝缘体26以及腔室28。系统40包括电源42和电子控制器44。集成开 关10和系统40通过路径A、路径B、路径C和路径D而彼此连接。
[0039] 在所不的实施方案中，系统40中包括有集成开关10。系统40包括电源42,电源 42沿路径A而被连接至故障隔膜20。电源42可包括能将电力供给集成开关10的任何电 源。系统40也包括电子控制器44。电子控制器44被连接至集成开关10以读取从集成开 关10发送的信号。电子控制器44沿路径B被连接至报警隔膜22且沿路径C被连接至触 针18。系统40也包括离开电子控制器44的路径D以发送信号至电子组件，将指示集成开 关10中存在的是什么类型的压力状态。这些电子组件可包括在飞机驾驶舱中的电气设备。
[0040] 图2示出在常压状态下的集成开关10。在所示的实施方案中，常压状态存在于正 常操作温度下。正常操作温度存在于预先设定的故障温度和预先设定的报警温度之间。预 先设定的故障温度限定了正常操作温度的下限且为压力状态将降至正常值以下的点。当温 度升至预先设定的故障温度以上时，故障隔膜20将变形。预先设定的报警温度限定了正常 操作温度的上限且为压力状态将升至正常值以上的点。当温度升至预先设定的报警温度以 上时，报警隔膜22将变形。因此，常压状态存在于预先设定的故障温度和预先设定的报警 温度之间。在常压状态下，故障隔膜20变形并与报警隔膜22接触。
[0041] 在常压状态下，从电源42发送电子信号通过故障隔膜20。当在常压状态下故障隔 膜20与报警隔膜22接触时，闭合两者之间的电路且源自电源42的电信号将行进通过故障 隔膜20到达报警隔膜22。然后，这种电信号会行进通过报警隔膜22并沿路径B到达电子 控制器44。电子控制器44将登记该电信号并将沿路径D发送出信号，指示在集成开关10 中存在常压状态。
[0042] 在气动检测器中利用集成开关10是有利的，这是因为集成开关10能发送指示系 统处于稳定状况的信号。这允许用户验证该气动检测器是可操作的且该系统正在正常运 行。
[0043] 图3为图2的集成开关在高于常压下的侧剖视图。集成开关10包括壳体11(包括 第一保持器部分12和第二保持器部分14)、压力管16、触针18、故障隔膜20、报警隔膜22、 绝缘体24、绝缘体26以及腔室28。系统40包括电源42和电子控制器44。集成开关10和 系统40通过路径A、路径B、路径C和路径D而彼此连接。
[0044] 图3示出在高于常压的状态下的集成开关10。高于常压的状态存在于高于预先 设定的报警温度的温度下。在所示的实施方案中，传感器的预先设定的报警温度为316摄 氏度（600. 00华氏度)。传感器的高于预先设定的报警温度的温度将导致高于常压的状态。 在可替代的实施方案中，传感器的预先设定的报警温度可基于集成开关10中报警隔膜22 的厚度以及压力管16中所含有的气体量而变化。在高于常压的状态下，故障隔膜20和报 警隔膜22都将变形。这将使故障隔膜20与报警隔膜22接触且其将使报警隔膜22与触针 18接触。
[0045] 在操作中，从电源42发送电子信号通过故障隔膜20。当在常压状态下故障隔膜 20与报警隔膜22接触时，两者之间的电路闭合且源自电源42的电信号将行进通过故障隔 膜20到达报警隔膜22。当报警隔膜22与触针18接触时，它们之间的电路闭合且电信号将 行进通过报警隔膜22到达触针18。然后，这种电信号可行进通过触针18并沿路径C到达 电子控制器44。电子控制器44将登记该电信号并将沿路径D发送出信号，指示在集成开关 10中存在高于常压的状态。
[0046] 当在组件(如发动机或辅助动力单元）中具有火灾或过热状态时，可出现高于常压 的状态。压力管16可沿这些组件运行。随着组件中或周围的热量的升高，压力管16中的 压力将增加，这将增加集成开关10的腔室28中的压力。如果温度变得高于预先设定的报 警温度，则压力将变得足够高以使报警隔膜22变形并与触针18接触。这闭合了报警隔膜 22和触针18之间的电路并使电信号在这两者之间行进。该信号将被发送至电子控制器44。 然后，电子控制器44可发送信号，指示在集成开关10中具有报警状态。
[0047] 图4为图2的集成开关在低于常压下的侧剖视图。集成开关10包括壳体11(包括 第一保持器部分12和第二保持器部分14)、压力管16、触针18、故障隔膜20、报警隔膜22、 绝缘体24、绝缘体26以及腔室28。系统40包括电源42和电子控制器44。集成开关10和 系统40通过路径A、路径B、路径C和路径D而彼此连接。
[0048] 图4示出在低于常压的状态下的集成开关10。低于常压的状态存在于低于传感 器的预先设定的故障温度的温度下。在所示的实施方案中，传感器的预先设定的故障温度 为-54摄氏度（-65华氏度)，其为正常操作温度的下限温度。低于传感器的预先设定的故 障温度的温度将导致低于常压的状态。在替代实施方案中，传感器的预先设定的故障温度 可基于集成开关10中的故障隔膜20的厚度而变化。在低于常压的状态下，故障隔膜20和 报警隔膜22均将处于其正常构造中且不会触及彼此。
[0049] 在操作中，从电源42发送电子信号通过故障隔膜20。由于当具有低于常压的状态 时故障隔膜20未接触报警隔膜22,因此这两者之间的电路是断开的。源自电源42的电信 号将不会行进通过故障隔膜20和报警隔膜22到达电子控制器44。电子控制器44将登记 没有电信号进来且将沿路径D发送出信号，指示在集成开关10中具有低于常压的状态。
[0050] 当在压力管16或集成开关10中具有泄露、断开连接或其他问题时，会出现低于常 压的状态。如果有泄露或断开连接，在集成开关10的压力管16和腔室28中的压力将下降。 随着压力的下降，报警隔膜22和故障隔膜20将保持其正常构造且将不会触及彼此。这将 断开报警隔膜22和故障隔膜20之间的电路且将防止信号沿路径B行进至电子控制器44。 缺乏进入电子控制器44的信号将指示在系统中具有故障状态。然后，电子控制器44可沿 路径D发送信号，指示集成开关10中具有故障状态。
[0051] 虽然已参照示例性实施方案描述了本发明，但本领域的那些技术人员将理解，在 不脱离本发明的范围的情况下可进行各种变化并可用等同物代替其中的元件。此外，在 不脱离本发明的基本范围的情况下，可进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教 义。因此，意图是，本发明并不限于所公开的特定实施方案，且本发明将包括落在所附权利 要求范围内的所有实施方案。
【权利要求】
1. 一种用于指示环境中的压力变化的集成开关，所述集成开关包括： 壳体，其具有在第一保持器部分和第二保持器部分之间的腔室； 第一隔膜，其被持有在所述壳体的所述腔室中以指示故障状态；以及 第二隔膜，其被持有在所述壳体的所述腔室中以指示报警状态。
2. 根据权利要求1所述的集成开关，其中所述第一隔膜比所述第二隔膜薄。
3. 根据权利要求1所述的集成开关，其中所述第一隔膜和所述第二隔膜是由金属材料 构成的。
4. 根据权利要求1所述的集成开关，其中常压状态存在于正常操作温度下。
5. 根据权利要求4所述的集成开关，其中正常操作温度为预先设定的故障温度和预先 设定的报警温度之间的温度。
6. 根据权利要求5所述的集成开关， 其中当具有常压状态时，所述第一隔膜变形且所述第二隔膜处于正常未变形的构造 中； 其中当具有低于常压的状态时，所述第一隔膜和所述第二隔膜均处于正常未变形的构 造中； 其中当具有高于常压的状态时，所述第一隔膜和所述第二隔膜均变形。
7. -种用于在先进的气动检测器系统中以指示环境中的压力变化的集成开关，所述集 成开关包括： 壳体，其具有在第一保持器部分和第二保持器部分之间的腔室； 触针，其被持有在所述第一保持器部分中； 压力管，其被连接至所述腔室并穿过所述第二保持器部分； 故障隔膜，其被持有在所述壳体的所述腔室中且接近所述第二保持器部分；以及 报警隔膜，其被持有在所述壳体的所述腔室中且接近所述第一保持器部分。
8. 根据权利要求7所述的集成开关，进一步包括： 绝缘材料，其在所述第一保持器部分和所述第二保持器部分之间；和 绝缘材料，其在所述触针和所述第一保持器部分之间。
9. 根据权利要求7或8所述的集成开关，其中所述故障隔膜的厚度小于所述报警隔膜 的厚度。
10. 根据权利要求7或8所述的集成开关，其中所述压力管含有在加热时膨胀的气体。
11. 根据权利要求7或8所述的集成开关，其中常压状态存在于预先设定的故障温度和 预先设定的报警温度之间的正常操作温度下。
12. 根据权利要求11所述的集成开关， 其中当具有常压状态时，所述故障隔膜变形并与所述报警隔膜接触； 其中当具有低于常压的状态时，所述故障隔膜和所述报警隔膜均处于正常未变形的构 造中且彼此之间不相接触； 其中当具有高于常压的状态时，所述故障隔膜和所述报警隔膜均变形且所述报警隔膜 与所述触针接触。
13. 根据权利要求7或8所述的集成开关，进一步包括： 电源，其被连接至所述故障隔膜。
14. 根据权利要求13所述的集成开关，其中常压状态存在于预先设定的故障温度和预 先设定的报警温度之间的正常操作温度下。
15. 根据权利要求14所述的集成开关， 其中在常压状态下，所述故障隔膜变形并与所述报警隔膜接触，这会从所述电源发送 信号通过所述故障隔膜并到达所述报警隔膜； 其中当具有低于常压的状态时，所述故障隔膜和所述报警隔膜均处于正常未变形的构 造中且彼此之间不相接触，这会防止所述电源发送信号至所述报警隔膜； 其中当具有高于常压的状态时，所述故障隔膜和所述报警隔膜均变形且所述报警隔 膜与所述触针接触，这会从所述电源发送信号通过所述故障隔膜和所述报警隔膜至所述触 针。
【文档编号】H01H37/50GK104051186SQ201410094339
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2013年3月15日
【发明者】D.弗拉苏尔, S.华莱士, H.哈格, S.K.纽林 申请人:基德科技公司