专利名称：变送器用可拆装磁性零位-跨距驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在工业工艺过程控制系统中所用的变送器，更具体地说，涉及这种变送器零位和跨距调节的磁性驱动装置。
丙线传送器(以及三线和四线传送器)在工业工艺过程控制系统中得到了广泛的应用。两线传送器包括一对接线端，它们在电流回路中与电源和负载连接在一起。两线传送器通过流过电流回路的回路电流而得到动力，并且随着所检测到的参数或条件(状况)的变化而使回路电流的大小发生变化。三线和四线传送器具有供应电流和输出的独立导线。一般地说，变送器包括通电的电子线路，该电子线路用密闭外壳加以封装，由通电线路的漏电或火花引起的可燃气体的引燃都可以密封(限制)在壳体之中。
尽管工作范围是多种多样，但最广泛使用的两线变送器输出随所检测到的参数的变化而在4到20毫安的范围内变化。通常，两线变送器所检测到的参数的最小值或零值与最小输出相对应(例如4毫安的回路电流)，而所检测到的最大参数值与最大输出相对应(例如20毫安的回路电流)。
最小的最大参数值随工业工艺过程装置的不同而不同。因此，人们需要的是能在现场调节最大和最小输出量的机构，一般这种调节是利用密封在外壳中的通电的零位和跨距电位器来进行的。对于某些变送器而言，为了接触到供调节用的电位器，必须卸下外壳盖，从而不得不把变送器中通电的电路暴露于变送器周围的大气中。有多种技术可用来调节电位器而不让变送器中的通电电路暴露于变送器周围的潜在易爆气体之中。在一些变送器中，用于调节电位器的一转动轴紧密装配地通过外壳上的一孔，从而为使外壳中的引燃在达到外壳周围的大气之前就被熄灭而提供一长的火焰通道。另一种安排是，电位器用机械的方式与比较大的磁铁棒相耦合，然后，该磁铁棒通过在通电电路的外壳外部的另一磁铁棒以磁性方式加以转动。这种用磁铁棒的结构会具有机械迟滞的缺点，使精确的零位和跨距调节变得非常困难。被驱动的开关也可用来调节变送器的跨距和零位，不过这种开关需要一通过变送器外壳的壁的开孔以提供与开关的机械耦合。
就许多工艺过程控制环境而言，要求变送器本身具有防爆的外壳。这意味着，如果火花在变送器外壳内发生点燃了壳体内的气体，热的气体不会从传送器的内部扩散到其外部，如果扩散到外部，就可能使周围的易燃气体点燃。
提供从变送器外部进行零位和跨距调节(以便外壳不必加以打开)是人们所需要的，但此时要保持变送器的防爆特性就比较困难(或者成本很高)。一种从外壳的外部调节变送器零位和跨距的装置在美国专利号4，783，659(“’659专利”)中有所揭示，该专利在1988年10月8日颁发。’659专利中所述的变送器包括一可以有多种形式的传递电路，如
图1所示，此电路包括以磁性方式驱动的舌簧开关，该开关用磁铁从变送器的外部加以驱动。但’659专利没有进一步说明该磁铁或使用该磁铁来驱动舌簧开关的任何结构。
除了在’659专利中所公开的驱动装置外，其它已有技术的外部跨距和零位驱动装置都具有传送旋转力所需的、大的磁铁对或在变送器外壳壁上形成的通道，驱动机构的一端伸入到装有变送器电子线路的腔中，而另一端则可从变送器的外部接触到。为了保持防爆特征，必须提供具有十分严密公差的很长的火焰通道。此外，将通道密闭十分重要，以便使湿气不能通过跨距和零位驱动装置通道进入变送器外壳。
从上述可了解到，提供从变送器外部可进行零位和跨距调节而不需要长的火焰通道和很严密的公差要求是人们所需要的。在国际申请号PCT/US这03280中揭示了一种从外部可进行零位和跨距调节而不需要长的火焰通道和很严密公差的变送器，该申请以国际公开号W089/04014(“0328PCT申请”)在1989年5月5日出版。
在03282PCT申请中所述的变送器具有零位和跨距磁性驱动舌簧开关，它安装在外壳的内腔中且接近外壳的中心壁。在变送器外壳的外部的一相对扁平表面具有一在其上所形成的凹部。一对有内螺纹的盲孔从凹部向下延伸入外壳的中心壁中。一可移动的永久磁铁位于各盲孔中。每个磁铁压配入相应螺钉的下凹部中，该螺钉则向下伸入相应的盲孔。一弹簧同轴地安装在各磁铁上。一橡皮垫圈安装在各个螺钉头下，以便为盲孔提供四周的密封。从外壳的外部对螺钉的接触是通过板来提供的，此板通过一对螺钉可拆装地固定到扁平表面上。
在03290PCT申请中所述的变送器的零位和跨距位置的调节，是先通过螺丝起子来把板移开，从而允许技术人员可接触与可移动零位和跨距磁铁相应的螺钉的上端。然后，技术人员可利用螺丝起子把螺钉松开，使变送器的零位和跨距位置复位。和螺钉相应的弹簧处于压缩状态下而螺钉的松开使弹簧把螺钉向上推，从而使磁铁的中心线与相应舌簧开关的中心线形成直线对准。然后，与舌簧开关相连接的电子线路将调节变送器的零位和跨距位置。在调节变送器的零位和跨距位置之后，技术人员要把螺钉拧紧以再压缩弹簧并使磁铁的中心线移离与舌簧的中心线的直线对准位置。此外，技术人员还必须把板重新装到扁平的表面上去。
尽管在03280PCT申请中所述的变送器的确排除了需要长的火焰通道和十分严密的公差，但是这并不能防止未经训练的人员通过可移动的磁铁来进行零位和跨距的调节。能接触到变送器起子和有螺丝的任何人都可以接触磁铁。这使变送器的零位和磁铁位置的调节容易被人瞎搞。
根据03280PCT申请，其中所述的变送器的零位位置和跨距位置的调节可通过从外壳中移去螺钉和磁铁以及相应的返回弹簧和橡胶垫圈而成易抗干扰的。但是螺钉，磁铁，返回弹簧和橡破垫圈是相当小的部件，如果从盲孔中拆下来，可能易于丢失或错装。如上所述，橡皮垫圈为盲孔提供了周围的密封。在调节零位和跨距位置时，橡皮垫圈并不为零位和跨距调节机构的移动部件提供周围的密封，因为在使螺钉转动时，垫圈是移离其密封面的。因此，调节机构的使用可以造成周围的污物在各个盲孔上的积聚。而积聚的污物可使运动部件发生故障。卸去垫圈则会使盲孔的内螺纹暴露于周围环境下，在把螺钉重新插入孔中去时，可使螺钉难于拧松或拧紧(并从而也使调节变送器的零位和跨距位置变得非常困难)。
图1表示调节压力变送器的本发明的磁性零位和跨距驱动装置的第一实施例。
图2表示图1的压力变送器的一部分和在压力变送器的零位和跨距舌簧开关的位置。
图3表示本发明的磁性零位和跨距驱动装置的第一实施例的部件分解透视图。
图3a表示本发明的驱动装置的第一实施例中与磁铁架中两槽之一啮合的驱动臂之一的驱动销的放大视图。
图4a和4b是通过本发明的驱动装置的第一实施例将驱动装置外壳的顶盖卸除所作的截面视图，图4a中示出了当驱动装置处在零位位置时驱动臂和磁铁架的位置，图4b中示出了当将驱动臂之一驱动使压力变送器的跨距复位时，驱动臂和磁铁架的位置。
图5是通过驱动装置的第一实施例所作截面视图，图中示出了高矫顽性磁铁与铁架的装配关系。
图6表示本发明的磁性零位和跨距驱动装置的第二实施例的部件分解透视图。
图7表示驱动装置的第二实施例中所应用的毂盘和返回弹簧的局部装配图。
图8表示驱动装置第二实施例的顶盖的顶部。
图9表示毂盘的底部。
图10表示驱动装置的第二实施例装配好以后处于零位位置时的锁弹簧和毂盘交界面的放大图。
图11表示通过驱动装置的第二实施例所作的截面视图，图中毂盘处于零位位置。
图12是驱动装置的第二实施例的简化的剖视图，图中高矫顽性磁铁和磁铁架作逆时针方向位置转动，以使变送器的零位复位。
图13示出了驱动装置第二实施例的外壳的底壳的外部。
一种用磁性方式驱动外壳内的第一和第二磁性驱动开关的驱动装置。驱动装置包括一单个可移动磁铁和使磁铁从第一位置移动到或第二位置或第三位置的机构，在第一位置时，磁铁不驱动两个开关的任何一个，在第二位置时，磁铁只驱动第一开关，在第三位置时，磁铁只驱动第二开关。
图1表示一种压力传送器10，它上面装有作为本发明第一实施例的零位和跨距磁性驱动装置100。压力传送器10具有一在03280PCT申请的图1中所示的主壳体12，主壳体一般设有一对内腔。通电的变送器电路和接线头(柱)安装在两内腔之一中。变送器10包括车有螺纹的端帽14和16，这些端帽拧到主壳体12的配合螺纹中以使内腔与外界隔离开来并为壳体12提供防爆特性。端帽14和16上可以有一个O形环(图中未表示)，从而给变送器的壳体提供液体不可渗透的密封。
正如在03280PCT申请中所示，装有若干通电的变送器电路的一电路板通常安置在壳体12的两个内腔之一中。带电的变送器接线头和电流环路的一部分也安装在装有电路板的同一内腔中。
现在参阅图2，图中示出了用磁性的方式驱动的壳体12内的调节零位和跨距的舌簧开关18和20的位置。通常，舌簧开关18和20安置在装有电路板的同一内腔中。舌簧开关18和20安装在内腔中靠近壳体12的内表面12a处，因此，当需要调节传送器的零位和跨设位置时，它们正好位于驱动装置100所在的壳体12外表面12b的下方。舌簧开关可通过适当的装置，例如在03280PCT申请中所示和描述的装在电路板上的支承杆固定在它们的位置上或可直接地焊接到电路板上。
舌簧开关18和20通过驱动装置100中所设有的单个磁铁加以驱动。通常，舌簧开关是打开的，只有驱动装置100中的单个磁铁的中心线接近每个舌簧开关的中心线才闭合。在本文中这里不需要再详细说明舌簧开关18和20的内部结构和磁性驱动过程，因为对本领域的普通技术人员来说都是众所周知的且在03280PCT申请中也作了说明。
参阅图3，图中示出了本发明的零位和跨距磁性驱动装置100的分解透视图。驱动装置100包括一外壳102，该外壳具有一顶盖104和一底壳106。顶盖104是可从底壳106上卸去的。底壳106的内底表面106a含有一导轨108，该导轨平行于底壳106的前后壁106b和106c。
驱动装置100还包括一单个磁铁110，铁磁铁装入到位于磁铁架112的下侧112a的一开口112c(图5所示)中。下侧112a还有一个槽112b，该槽在形状上是与导轨108互补的。槽112b使磁铁架112能在底壳106的左右侧壁106d和106e之间的导轨108上滑动。
驱动装置100进一步包括相同的第一和第二驱动臂114和116及其相结合的基本上相同的第一和第二返回弹簧118和120返回弹簧118和120之间的唯一区别是返回弹簧118是右绕式的而返回弹簧120是左绕式的。顶盖104包括第一和第二开孔122和124，开孔122和124与驱动臂114和116相应。由于驱动臂114和116是相同的且相应的返回弹簧118和120除了以上所述的外，也基本上是相同的，因此只需要对驱动臂114及其相应的返回弹簧118加以详细说明就可以。
驱动臂114含有扁平部分126，该平部的右端具有一从扁平部分126的底面126a向下延伸的圆柱形支柱128。当驱动装置100装配好之后，支柱128套在返回弹簧118内。在支柱128向下延伸的同一端上。从扁平部分126的上表面126b向上伸展的是一支柱130。支柱130包括一第一基本圆柱形部分132，第一基本圆柱形部分具有一凹槽132a，它用作要放一O形环(图中未表示)。从圆柱形部分132向上延伸的是一基本上呈矩形的部分134，在其顶面上具有其中可容纳象螺丝起子那样的工具的互补形尖端的一狭槽134a。在驱动装置100装好之后，矩形部分134延伸过顶盖102上的开孔122且圆柱形部分132位于开孔中，在凹槽132a中所安装的O形环则为开孔122提供了密封作用。
在平部126的左端上，一驱动销136从底表面126a向下延伸。磁铁架112包括平行的第一和第二槽138和140，每个槽各自与驱动臂114和116的驱动销136和137之一相应。具体地说，槽138与驱动销136相应而槽140与驱动臂116的向下延伸的驱动销137相应。在驱动装置100装配好之后，驱动销各自与槽138和140之中的一个啮合。正如下面将加以详细描述的那样，当将工具的头端插进狭槽134a中且对工具作逆时针方向的旋转时，销136与槽138啮合将使磁性架112在导轨108上向着右侧臂106d移动，当将工具的头端插进狭槽135a且给予工具一顺时针方向的扭矩时，销137与槽140的啮合将使磁性架112在导轨108上向着左侧壁106e移动。
现在参阅图4a，图中示出了穿过驱动装置100的一截面图，图中顶盖104已移去臂114和116则处于零位的位置，即未被驱动的位置。槽138和140每个含有基本上是双(或相对的)壁部的138a和140a和单壁(或开口)部的138b和140b。正如以下将加以详细描述的那样，这种槽138和140的几何形状可以控制磁铁架112的位置，要么使它在驱动臂114和116之间通过，要么在驱动臂14和116之间来回转动，但决不允许磁铁架处在非控制运动状态即模棱两可的状态。槽138和140的几何形状允许将零位和跨距复位功能加以分开，分别由两个单独的旋钮控制从而使本发明的驱动装置比起现有技术来具有明显的优点。
参阅图3a。图中未出了驱动销136和槽138的放大图。销136以第一圆锥形圆柱部136a的形式从底侧126a向下延伸。此后，销136以圆柱形部136a形式继续向下延伸且最后基本上呈球形头部136c的形式，该球状头部与槽138的侧壁138c和138d相啮合。
从图3a中可见，槽138的中心线138c相对于驱动销136的中心线136d成一个锐角。成锐角的原因将在下面加以说明。
现在回到图3。可以看出，弹簧118具有第一和第二臂部118a和118b。尽管在图3中未画出，但扁平部分126的底面126上具有例如在图4a中以虚线所示的肋务126c和126d。在弹簧118与支柱128组装在一起之后，弹簧臂部就卡紧在其上。底壳106的内部含有圆柱形支柱106f(见图4a)，支柱106f自内底面106a向上延伸并终止于向上延伸、较小直径的圆柱形支柱106g。图4a中可以非常清晰地看出，底壳106沿着其右侧壁106d还具有一向上延伸的支架106h和一向上延伸的肋部106i。如图4a所示，驱动装置装配在一起之后，支柱106g与支柱128底上的互补形开孔(图中未表示)相啮合，弹簧118的臂部118b靠在支架106h上并搁在肋部106i。
底壳106的内部还进一步包括一向上突出的支架的肋部106j和106k支架，该支架和肋部与左侧壁106e相结合。当驱动装置装上并将逆时针方向的扭矩施加于驱动臂114时，因为驱动销136处在槽138中，所以磁铁架112开始向导轨108的右面移动。驱动臂114随着施加于其上的扭矩而继续作逆时针方向运动，并且如图4b所示，扁平部分126的边缘126e进入与肋部106i接触。边缘126e和肋部106i的接触阻止了驱动臂114的进一步向右移动，因此，也阻止了在导轨108上的磁铁架112的进一步向右移动。因此，在驱动臂114受到驱动后肋部106i后起到中止驱动的挡块的作用，类似地，在驱动臂116受到驱动后，肋部106k起到中止驱动挡块的作用。应该理解的是，在或臂11或臂116与相应的挡块106i或106k接触时，磁铁架并没有和相应的侧壁106d或106e接触。
底壳106还包括第一和第二臂106m和106n，它们从靠近后壁106c的内侧的内底面106a向上突起。从图4a可以十分清楚地看出，在驱动装置装配好之后和驱动臂114和116处于其零位位置时，臂114左缘126f的一部分搁靠在后臂106m上臂116右缘的一部分搁靠在后臂116n上。因此，在驱动臂114和116处于其零位位置时后臂116m和116n起到对驱动臂的中止驱动的作用。在驱动装置装配好之后，驱动臂114和116通过弹簧118和120上的预加扭力抵靠在起阻止作用的106m和106n上，直到把驱动扭力施加于狭槽134a或狭槽135a上为止。
可滑动的磁铁架112包括第一和第二向上延伸的突出部112d和112e。如图5所示，当驱动装配组装好之后，突出部112e和112d与顶盖104的内侧上的导向轨道104a接触，以便有助于确保在驱动臂114和116的任一个臂受到驱动时，磁铁架112沿轨导108移动而磁铁110在开孔112c中基本上保持不动。
顶盖104的开孔122具有一围绕开孔向上延伸的套部122a。如图1所示，当驱动装置装配好之后，驱动臂114的矩形部分134穿过开孔122。套部122a围绕矩形部分134足够的长度，只有矩形部分143的相当小的一部分是可以接触到的，因此用手难以握住134部分，所以，驱动臂114只能通过将螺丝起子刀口插入狭槽134a中和施加一逆时针方向转动的扭力才能加以驱动。
顶盖104的开孔124没有围绕它向上延伸的套部。如图4a所示，当驱动装置装配好之后时，矩形部分135穿过开孔124，没有套部矩形部分135基本上在其整个长度上都是可以接触到的。因此，驱动臂116不仅能通过将螺丝起子刀口插入狭槽135a中而加以驱动而且也可通过用于握住矩形部分135且施加一顺时针方向转动的扭矩加以驱动。
在驱动装置100中，驱动臂114用来恢复变送器10的跨距而驱动臂116用来恢复传送器的零位。所以，套部122a保证变送器的跨距只可通过工具加以复位而开孔124因为没有套部因而变送器的零位既可以通过使用工具也可以用手施加必要的力矩而加以复位。
驱动装置100的操作现在将结合图4a和4b加以说明。首先参阅图4a。图中驱动臂114和116均处于其零位位置。如前所述，在驱动装置装配好之后，在零位位置上驱动臂114和116通过弹簧118和120的预加扭力而搁靠在起阻止作用的肋部106m和106n上，直到将驱动扭力施加于狭槽134a或狭槽135a上为止。在驱动臂都处在零位位置时，驱动销136位于槽138和140的单个壁部138b和140b中。
对臂114施加反时针方向转动的转矩使臂114因而使销136从零位位置以逆时针方向转动。在臂114的这种转动期间，臂116则受到弹簧120的预加扭矩而保持在零位位置。销的继续逆时针方向运动使销136与槽138的侧壁138相接触。此时，对驱动臂114继续施加的反时针方向转矩使磁铁架导致向导轨108的右面移动。由于单个壁部140b的开口大于销137的直径，磁铁架向右的移动不受销137的阻挡。随着销136的继续逆时针方向移动，磁铁架112继续运动到右面直到边缘126e与肋部106i接触。如图4b所示，磁铁架112的进一步向右移动将受到肋部106i的阻碍。此时，磁铁110的中心线基本上在跨距舌簧开关18的中心线上方。舌簧开关18开始闭合，而舌簧开关的闭合使传送器的跨距置位，变送器的跨距置位之后，施加于驱动臂114的转矩可以除去，并由于弹簧118上的预加扭矩，驱动臂顺时针方向转动且磁铁架向左移动。当边缘126f与起阻止作用的肋部106m接触时，磁铁架和驱动臂返回到了零位位置。
变送器的零位可以以类似于上述调节变送器的跨距的方式加以设定。为了设定零位，当驱动臂114处于零位位置时，将一顺时针方向转矩施加于驱动臂116上。此时，臂部116和销137以顺时针方向转动直至销进入与槽140的左壁接触。销137的继续顺时针方向运动使磁铁架向着导轨108的左侧移动。由于单个壁部113b的开口大于销136的直径，磁铁架移动到左面不会受到销136的阻碍。
响应加在驱动臂116的顺时针方向的转矩，磁铁架继续向左移动直到驱动臂的扁平部分的左缘与肋部106k接触为止。此时，磁铁110的中心线基本上处于零位舌簧开关20的中心线的上方。舌簧开关20闭合，而舌簧开关的闭合设定了传送器10的零位。在传送器的零位被设定后，施加于驱动臂116的转矩可加以除去，因弹簧120的预加扭矩的缘故驱动臂将逆时针方向转动且磁铁架移动到右面。在驱动臂116的扁平部分的右缘进入与起中止作用的肋部106n接触后，磁铁架和驱动臂也就返回到了零位。
在本文中不需要详细说明当零位或跨距舌簧开关闭合时怎样才能设定变送器的零位或跨距，因为这对本领域的普通技术人员来说都是众所周知的。这种说明可参见03280PCT申请。
重新参阅图1和3。从图中可清楚地看到，驱动装置100位于变送器壳体12的外部且是可从那里卸下来的。底106的内侧底面106a在形状上与驱动装置座落其上的变送器壳体的那部分的形状是互补的。当想要设置传送器10的零位和/或跨距时，经过训练的工作人员将驱动装置100安装在传送器外部的位置上。在零位和/或跨距调节好之后，把驱动装置作为一个整体单元从变送器外部移去。从而保证传送器的零位和跨距的置位不会受到瞎弄。为了保证变送器的零位和跨距的置位不会受干扰，不需把或磁铁110或驱动臂114从驱动装置中卸下。另外，与现有技术相比，驱动装置100的卸下在传送器壳体上不留任何螺纹，如果留有螺纹，就有可能会暴露于不合于需要的情况之下。
现参阅图6。图中示出了本发明的驱动装置200的第二实施例的分解透视图。驱动装置200具有一外壳202，外壳具有一底壳204和一顶盖206，顶盖则可卸地安装在底壳204上。顶盖206包括一铰接式防尘帽208，当需要调整零位和/或跨距舌簧开关18和20时将其打开。
驱动装置200还包括一单个磁铁210，该磁铁安装在磁铁架212的一开孔212e中。驱动装置200还包括一毂盘213，该毂盘具有作为其一部分的控制旋钮214。控制旋钮和毂盘213可以以顺时针方向和逆时时方向转动。磁铁架211具有一向后突起的第一臂部212a和一向后突起的第二臂部212c，第一臂部212a中具有一开孔212b，第二臂部212c其中有一开孔212d。臂部212c平行于臂部212a。毂盘213具有驱动销216、218(见图9)且磁铁架的开孔212b和212d安装到销216、218上，当控制旋钮214以顺时针或逆时针方向转动时，磁铁架212只能绕驱动销转动。
控制旋钮214含有狭槽214a以接受螺丝起子刀口，从而把顺时针方向转矩或逆时针方向扭矩施加于控制旋钮上。下面将加以详尽说明，当驱动装置200组装好之后，施加于控制旋钮214上的逆时针方向转矩会使毂盘13，因而同时使磁铁架212以逆时针方向转动90°，如图12放大部分所示，基本上使磁铁架到达零位舌簧开关18的中心线的上方，从而把舌簧开关闭合使变送器的零位复位。此外，下面将加以详细说明，只要把跨距安全锁按钮220压下以使锁弹簧236释放，那么施加于控制旋钮214的顺时针方向扭矩会使毂盘213并同时使磁铁架212以顺时针方向转动90°，使磁铁架基本上处于跨距舌簧开关20的中心线的上方，从而使该舌簧开关闭合和使传送器的跨距复位。
驱动装置200进一步包括-O形环211，该O形环211密封住端盖206的顶端207的内侧直径206(见图8)从提供可以防止水和污垢侵入驱动装置200。毂盘213在其底213b的轴心线上具有一盲孔213a(见图9)，该盲孔套在底盖204的底部204的一高起的短柱头销204b上。短柱头销204b构成了毂盘的转轴。底壳204的底部205承受插入狭槽214a的螺丝起子所引起的对毂盘213e的轴向推力。
驱动装置200还进一步包括一返回弹簧226。在控制旋钮214以顺时针方向或以逆时针方向转动调节舌簧开关后，弹簧226提供一扭矩使毂盘213返回，也就是使控制旋钮214返回到零位。在弹簧226与毂盘213装配好之后，弹簧226处于旋转预加载的情况下。毂盘213含有槽213c和213d。
参阅图7，图中示出了弹簧226和毂盘213的组装关系，从图6和图7的比较中可以看到，当弹簧226与毂盘213装配在一起时，弹簧的自由端226a位于槽213c中，而弹簧的自由端226b则位于槽213d中以保持转动的预加载荷。在控制旋钮214及毂盘213和磁铁架212处于未驱动的位置，即零位位置时，在槽213c和213d之间的毂盘213的部分213e使弹簧的自由端保持有一个间隔。如图8所示，顶盖204的顶部205包括一肋条206b。当驱动装置装配在一起之后且处于零位位置时，弹簧226的自由端226a和226b搁靠在肋条206b的一相应的边缘上。
如图6所示，毂盘213也包括挡块213f和213g。顶盖206的顶部207(见图8)包括另一肋条206c。当将毂盘213按逆时针方向转动90°后，档块213f与肋条206c的一侧接触。当将毂盘213按顺时针方向转动90°后，档块213g与肋条206c的另一侧接触。应该理解，与肋条206c的相应边缘相接触的是档块213f和213g而不是磁铁架212，这种接触使将磁铁架的顺时针方向或逆时针方向的运动限制不超过90°。当使磁铁架从零位位置以任一方向转动90°时，这种毂盘213的挡块213f及213g和肋条206c之间的相互作用将防止磁铁架212的受力从而减少了磁铁架损坏的可能性。
如图7所示，当弹簧226和毂盘213装配好之后，弹簧的自由端226a和226b分别向上伸出槽213c和213d之外，在驱动装置200装好之后，弹簧的弹簧的自由端与肋条206b的边缘相接触。假如使控制旋钮214从逆时针方向转动，那么自由端226a因肋条206b的相应边缘而使其移动受阻，而自由端226d则可在槽213d中移动，因为它没有受到肋条206b的相应边缘的阻碍。这种作用使弹簧以一个方向散开，为弹簧返回零位位置提供了扭矩。若使控制旋钮214以顺时针方向转动，那时自由端226b通过因肋条206b的边缘的阻挡而使其移动受阻，而自由端226a则可在槽213a中移动，因为肋条206b的边缘未使其移动受阻。这种作用使弹簧以相反的方向散开，为弹簧提供了返回到零位位置的扭矩。
正是弹簧226，毂盘213的部分213e和肋条206b使控制旋钮214也就是使毂盘213和磁铁架212从零位位置转动90度(顺时针或逆时针方向)，并且使弹簧返回到由控制旋钮上无弹簧力的死区所形成的一“关断”位置。死区的宽度不大于部分213e的宽度。
在控制旋钮214处于零位位置时，磁铁架212，也就是单个磁铁210处在开关18和20的中间。如图6所示，驱动装置200包括磁旁路或分路器210a和210b，它们分别安装在底面205和顶部207的适宜的插孔内，以便为磁铁210的磁力线提供短路。当控制旋钮214处于零位位置时，磁铁210离开舌簧开关位置而在分路器210a和210b之间。因此，分路器210a和210b以及舌簧开关和磁铁之间的分离，使磁铁架处于零位位置时磁铁210不致把舌簧开关18和20接通。
现参阅图8，图中示出了顶盖206的顶部207中的第一和第二弧形导轨222和224。导轨222是与舌簧开关18相关联的，它具有一邻接磁铁架212的零位位置的第一端222a和在导轨以逆时针方向转动90°后邻接磁铁架212的零位位置的第二端222b。导轨224是与舌簧开关20相关联的，它具有一邻接磁铁架212的零位位置的第一端224a和在导轨以顺时针方向转动90°后邻接磁铁架212的零位位置的第二端224b。
从图8中可以看到，导轨222的厚度从第一端222a到第二端222b逐渐增加的，导轨224的厚度则从端224a到端224b逐渐增加。当控制旋钮214以逆时针方向作90°转动后，磁铁架212沿底壳204的底面205(见图6)的弧线和导轨222的弧线运动，使磁铁210的中心线基本上处于零位舌簧开关18的中心线(见图12中所示的驱动装置200的简化部分)，从而使零位舌簧开关闭合而使变送器的零位复位。导轨222从端222a到端222b厚度的增加保证在磁铁架逆时方向转动90°后磁铁210接近于舌簧开关18。只要把跨距安全锁按钮200按压下以释放锁弹簧236，在控制旋钮214以顺时针方向转动90°之后，磁铁架沿底面205的曲线和导轨224移动，以便使磁铁210的中心线处于跨距舌簧开关20的中心线的上方，从而把该零位舌簧开关闭合而使变送器的跨距复位。导轨从端224a到端224b的厚度的增加，保证了在磁铁架顺时针方向转动90°后磁铁210接近于舌簧开关20。
应该理解，当控制旋钮214以顺时针方向或逆时针方向作转动时，底面205和导轨222、224构成了引导磁铁架212的旋转运动的第一和第二弧形通道。这种弧形通道可以使磁铁210达到近的径向距离且与舌簧开关18和20平行。通过驱动装置200的磁铁210所获得的近的径向距离和平行的取向大大地有助于通过磁铁对舌簧开关的驱动作用。
再参阅图6，从图中可明显地看到，跨距安全开关按钮220包括一O形环密封件234并具有一自保持端220a。锁弹簧236包含第一直部236a，第一和第二端部236b和236c，第二直部236d和在直部236a和236d之间的过渡部分236e。第一直部236a具有一从端部236b向端部236c的轻微向上的斜坡。第二直部236d基本上从向上延伸的过渡部分236e向下朝着端部236c倾斜。
当驱动装置200完全装配好时，按钮220的下端220a处于与锁弹簧的一个端部236b近旁的第一直部236a相接触。如图11所示，当驱动装置装配好之后，端部236b置于底面205上的一向上突出的互补形的接受座204c中，端部236c则靠在底面205上向上突出的肋条204d上。应该意识到，当毂盘被转动时，销弹簧并不转动。
请再次参阅图7，从图中可以看到，毂盘213的侧面具有比较厚的部分213h，此部分213h从档块213f的最左缘延伸到约部分213e的最右缘。在此处，侧面在边缘213j上其厚度急剧减小而达到比较薄的部分213i，此213i部分从部分213e的最右缘延伸到档块213g的最左缘。
当驱动装置200组装好之后处于零位位置时，锁弹簧236的向上过渡部分236e是正处在边缘213j的左面。在零位位置时除非压下按钮220，从而把锁弹簧向下推，这种相对于边缘213j来说锁弹簧的向上过渡部分的位置可以防止毂盘逆时针方向的转动。虽然在图6中没有画出，底面205包括一向上的圆形支柱，该支柱布置成正好在锁弹簧236a的所处位置的下方，即锁弹簧与按钮的端部220a接触的位置的下方。当支柱接触端部220a后，支柱将限制锁弹簧的向下移动。
现在参阅图10，图中示出了锁弹簧边缘236e和毂盘边缘的过渡部分213j之间的交界面处的放大图。如果有人想要使毂盘以逆时针方向转动而不首先压下按钮220，那么由于锁弹簧236e设计成能够提供预定的脱开转矩，该转矩将使边缘236也靠毂盘边缘中的过渡部分213j滑动，因而允许毂盘以逆时针方向转动。预先选定合适的脱开转矩避免毂盘和锁弹簧受到损坏。
在设计锁弹簧时，发现在图10所示的过渡部分中的轻微的倒棱236f有助于保持边缘236e和过渡部分213j之间的接触区域，甚至在不预先把按钮220压下而多次使毂盘逆时针方向扭转时，也是如此。毂盘213可由300系列不锈钢制成，锁弹簧236可由17-7PH不锈钢制成，经热处理达到美国材料测试标准(ASTM)693、洛氏硬度(RH)950而每一边缘上的倒棱约为25°。
除了以上所述的作用外，当锁弹簧236处于零位位置时，它还提供一些对控制旋钮214的制动作用。这种制动作用和O形环211、分路器210a、210b一起为控制旋钮提供了稳定性，有助于避免不希望的震动引起的移动，否则这种移动有是可能偶然地驱动舌簧开关的。
现在参阅图6至13，下面将说明当想要使零位和/或跨距舌簧开关复位时，驱动装置200安装到变送器主壳体12上的方式。底壳204的外侧203包括把驱动装置200安装到变送器壳体上的第一和第二相同的机构240。图13只示出了这两个机构之一。另外，如图6所示，变送器外壳202包括一个孔241以安装螺钉242。
变送器壳体12包括第一和第二驱动装置接纳机构(图中未表示)，该接纳机构在形状上与机构240是互补的。驱动装置200安装到壳体12上时首先把两驱动装置安装机构240和传送器上的两个互补的驱动装置接纳机构配装在一起，然后拧紧螺钉242。在驱动装置安装在传送器壳体上之后，图13所示的驱动装置安装机构240的部分240a靠在相关的驱动装置安装机构的顶面上，从而为驱动装置提供了支持。从图6中可以看出，驱动装置外壳202具有坡形和低断面的外侧表面，它可防止攀登已安装好的设备的人员利用传送器作为台阶而使驱动装置受到来自侧面的力的影响。
应该了解本发明的最佳实施例的描述仅作为举例说明本发明之用，本发明并不限于这些实施例，本领域的普通技术人员能对所揭示的主题内容的实施例作一定的增加、删除或修改，这些增删和修改仍落入由所附权利要求书所阐述的本发明的精神实质的范围之内。
权利要求
1.一种用磁性方式驱动壳体内的第一和第二可磁性驱动的开关的驱动装置，其特征在于所述驱动装置包括a，一单个可移动的磁铁；b，使所述磁铁从第一位置移动到第二位置或第三位置的机构，在第一位置时所述磁铁不驱动所述第一和第二开关的任何一个，在第二位置时所述磁铁仅驱动所述第一开关而在第三位置时所述磁铁仅驱动所述第二开关。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于还包括当磁铁移动机构使所述可移动磁铁移动到所述第二位置或所述第三位置后使所述单个可移动磁铁返回到所述第一位置的机构。
3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于进一步包括一外壳，所述可移动磁铁和所述磁铁移动机构安装在所述驱动装置外壳中，所述驱动装置外壳包括所述磁铁移动机构从所述驱动装置外壳的外部接触所述磁铁移动机构的机构。
4.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于还包括一外壳，所述可移动磁铁，所述磁铁移动机构和所述返回机构安装在所述驱动装置外壳中，而所述驱动装置外壳包括从所述驱动装置外壳的外部接触所述磁铁移动机构的机构。
5.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于当一顺时针方向力矩施加于所述磁铁移动机构上时，所述磁铁从所述第一位置移动到第二位置，而当一逆时针方向力矩施加于所述磁铁移动机构上时，所述磁铁从所述第一位置移动到所述第三位置。
6.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于当将一顺时针方向力矩施加于所述磁铁移动机构上时，所述磁铁从所述第一位置移动到所述第二位置而当将一逆时针方向力矩施加于所述磁铁移动机构上时，所述磁铁从所述第一位置移动到第二位置，当作用于所述磁铁移动机构上的顺时针方向力矩除去后，所述磁铁返回机构通过将一逆时针方向力矩施加于所述磁铁而使所述磁铁从所述第二位置返回到所述第一位置，并且当作用于所述磁铁移动机构上的逆时针方向力矩除去后所述磁铁返回机构通过将一顺时针方向力矩施加于所述磁铁而使所述磁铁从所述第三位置返回到第一位置。
7.一种用磁性方式驱动外壳内的第一和第二磁性可驱动开关的驱动装置，其特征在于所述驱动装置包括a.一单个磁铁，该磁铁安装在可从第一位置移动到第二位置或第三位置的磁铁架中，在所述第一位置时，所述磁铁不驱动所述第一或，第二开关到第二位置或第三位置，在所述第二位置时，所述磁铁仅驱动所述第一开关，在所述第三位置时，所述磁铁仅驱动所述第二开关;b，使所述可移动磁铁架从所述第一位置移动到所述第二位置或第三位置的机构。
8.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于还包括当所述磁铁座移动机构将所述可移动磁铁架移动到所述第二位置或所述第三位置时，使所述可移动磁铁架返回到第一位置的机构。
9.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于当将一顺时针方向力矩施加于所述磁铁架移动机构时，所述可移动磁铁架从所述第一位置移动到所述第二位置，而当将一逆时针方向施加于所述磁铁架移动机构时，所述可移动磁铁架从所述第一位置移动到所述第三位置。
10.根据权利要求8所述的驱动装置，其特征在于当一顺时针方向力矩施加于所述磁铁架移动机构上时，所述可移动磁铁架从所述第一位置移动到所述第二位置，当一逆时方向力矩施加于所述磁铁架移动机构上时，所述可移动磁铁架从所述第一位置移动到所述第三位置，当施加于所述磁铁架移动机构上的所述顺时针力矩除去后，所述磁铁架返回机构通过将一逆时针方向力矩施加于所述可移动磁铁架而使所述可移动磁铁架从所述第二位置返回到所述第一位置，以及当施加于所述磁铁架移动机构上的逆时针方向力矩除去后，所述可移动磁铁架返回机构通过将一顺时针方向力矩施加于所述可移动磁铁架而使所述磁铁从所述第三位置返回到第一位置。
全文摘要
一种调节用于工艺过程控制系统的传送器的零位和跨距位置的磁性驱动装置。该驱动装置在外壳中具有一单个磁铁。驱动装置是可从传送器上卸下的。在驱动装置未驱动时，磁铁处于零位位置，在零位位置时磁铁不驱动零位或跨距位置舌簧开关。可使磁铁或移动到第一位置或移动到第二位置，在第一位置是，它驱动零位位置舌簧开关，在第二位置时，它驱动跨距位置舌簧开关。当使磁铁移动到第一位置或第二位的转矩除去后，驱动装置可施加一适当方向的转矩而使磁铁返回到零位位置。
文档编号G08C19/00GK1105772SQ93119370
公开日1995年7月26日 申请日期1993年11月13日 优先权日1992年11月13日
发明者杰罗姆S·奥尔登, 维克托J·巴登, 哈罗德W·汤姆森 申请人:国际自动化控制信贷股份有限公司