液位感测器以及用于液位感测器的密封枢轴装置制造方法
【专利摘要】用于液位装置的密封枢轴装置包括枢轴底座、环形密封部件和枢轴本体。所述枢轴底座包括具有限定第一和第二V形凹槽的轴向端表面的圆柱形底座部件。所述枢轴本体包括圆柱形本体部件，所述圆柱形本体部件具有从所述圆柱形本体部件的相对两侧向外径向延伸的第一和第二枢轴本体臂部。所述第一和第二枢轴本体臂部分别包括第一和第二刃形边缘，所述第一和第二刃形边缘分别与所述枢轴底座的第一和第二凹槽线接触，使得所述枢轴本体能够相对于所述枢轴底座枢转，以及在整个刃形边缘两侧将施加到所述枢轴本体的非平衡力均匀地分布。
【专利说明】液位感测器以及用于液位感测器的密封枢轴装置
【技术领域】
[0001]本公开涉及液位感测器，更具体地，涉及用于高压应用的液位感测器。
【背景技术】
[0002]液位感测器通常用来探测例如储存罐中流体的液位变化。这些用途包括流体分离应用，其中，在分离容器中气体、石油或其它液体在高压下分离成组分形式，然后以可控的方式处理和去除。这种工艺的效率和生产率取决于使用的仪器的精确性和完整性。在这种储存罐中通常使用的高压对位于加压流体中或与其流体连通的任何仪表施加较大的力。因此，仪表精确性和完整性取决于任一个仪器承受高数目实施周期以及长时间暴露于高压的能力。
【发明内容】
[0003]本公开的一个方面包括液位感测器或用于液位感测器的密封枢轴装置。在任一情形下，密封枢轴装置包括枢轴底座、环形密封部件和枢轴本体。所述枢轴底座可包括设置在纵向轴线上的圆柱形底座部件、轴向端表面以及沿着所述纵向轴线延伸穿过所述圆柱形底座部件的圆柱形通孔。所述轴向端表面限定沿着所述枢轴底座的横向轴线延伸的第一凹槽和第二凹槽，所述横向轴线垂直于所述纵向轴线。所述环形密封部件支撑在所述枢轴底座的所述圆柱形底座部件的通孔中。所述枢轴本体可包括设置在所述纵向轴线上的圆柱形本体部件、从所述圆柱形本体部件的相对两侧向外径向延伸的第一枢轴本体臂部和第二枢轴本体臂部以及沿着所述纵向轴线延伸穿过所述圆柱形本体部件并与所述圆柱形底座部件的圆柱形通孔同轴的圆柱形通孔。所述第一枢轴本体臂部和所述第二枢轴本体臂部分别包括第一刃形边缘和第二刃形边缘，第一刃形边缘和第二刃形边缘沿着所述枢轴底座的横向轴线延伸并分别与第一凹槽和第二凹槽线接触。如此配置，所述枢轴本体能够相对于所述枢轴底座围绕与所述横向轴线同轴的枢转轴线枢转。
[0004]本公开的另一方面包括液位感测器或用于液位感测器的密封枢轴装置，其中，所述密封枢轴装置包括枢轴底座、环形密封部件、枢轴本体和第一圆柱体枢轴、第二圆柱体枢轴。所述枢轴底座可包括设置在纵向轴线上的圆柱形底座部件、轴向端表面以及沿着所述纵向轴线延伸穿过所述圆柱形底座部件的圆柱形通孔。所述轴向端表面限定第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽分别具有半圆形横截面，其半径围绕垂直于所述纵向轴线的所述枢轴底座的横向轴线。所述环形密封部件支撑在所述枢轴底座的所述圆柱形底座部件的通孔中。所述枢轴本体可包括设置在所述纵向轴线上的圆柱形本体部件、从所述圆柱形本体部件的相对两侧向外径向延伸的第一枢轴本体臂部和第二枢轴本体臂部以及沿着所述纵向轴线延伸穿过所述圆柱形本体部件并与所述圆柱形底座部件的圆柱形通孔同轴的圆柱形通孔。所述第一枢轴本体臂部和所述第二枢轴本体臂部分别包括第三凹槽和第四凹槽，第三凹槽和第四凹槽分别具有半圆形横截面，其半径围绕所述横向轴线。所述第一圆柱体枢轴和所述第二圆柱体枢轴具有设置在所述横向轴线上的纵向轴线。所述第一圆柱体枢轴设置在所述第一凹槽和所述第三凹槽之间，并且所述第二圆柱体枢轴设置在所述第二凹槽和所述第四凹槽之间，以便于所述枢轴本体相对于所述枢轴底座的枢转运动。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1是根据本公开的原理构造的液位感测器的一种形式的透视图。
[0006]图2是示出了根据本公开的原理构造的液位感测器的一种形式的运作的示意图。
[0007]图3是用于连接根据本公开的原理构造的液位感测器的一种形式的平衡浮子和平衡浮子杆的一种装置的细节图。
[0008]图4是根据本公开的原理构造的液位感测器的一种形式的平衡浮子、平衡浮子杆和枢轴支撑装置的顶部横截面视图。
[0009]图5是从图4的界线V绘制的图4的细节图。
[0010]图6是图4和图5的枢轴支撑装置的枢轴本体和枢轴底座的透视图。
[0011]图7是图6的枢轴底座的端视图。
[0012]图8是图6的枢轴本体的部分透视图。
[0013]图9是根据本公开的原理构造的图6的枢轴底座和枢轴本体的一种替换形式的透视图。
[0014]图10是根据本公开的原理构造的可替换的枢轴底座的端视图。
[0015]图11是用来配合图10的枢轴底座的可替换的枢轴本体的部分透视图。
[0016]图12是用来配合图10和图11的枢轴底座和枢轴本体的一对圆柱体枢轴的透视图。
【具体实施方式】
[0017]本申请涉及液位感测器和用于液位感测器的密封枢轴装置，其适用于例如探测诸如油气分离器等加压流体储存罐中的液位的高压应用。图1示出了根据本公开的原理构造的液位感测器10的一种形式，液位感测器10包括经由平衡浮子杆16可操作地连接到控制器14的平衡浮子12。平衡浮子12适于至少部分浸入例如加压储存罐(未示出)内的液体中。平衡浮子12可具有质量和体积，使其能够漂浮在液体中。因而，由液体产生的浮力作用于平衡浮子12。随着液体的液位升高，作用于平衡浮子12上的浮力也增加。作用于平衡浮子12上的力也作用于与平衡浮子12连接的平衡浮子杆16的末端，从而该力经由平衡浮子杆16传送到控制器14。如所述的，平衡浮子杆16的相反末端可操作地耦接到控制器14，控制器14被设置成感测通过平衡浮子杆16传送的力，由此起作用来改变储存罐内液体的液位。
[0018]图2示出了液位感测器10的一种形式如何操作的简单示意图。在图示的位置上，平衡浮子12的重量沿着向下方向施加力，这导致施加到平衡浮子杆16上的围绕支点18的逆时针运动。然而，平衡浮子12通过连接到平衡浮子杆16的相反端的弹簧20的力来平衡。即，弹簧20施加推力到与平衡浮子12相对的平衡浮子杆16的末端，由此在平衡浮子杆16上产生顺时针运动，该顺时针运动与通过平衡浮子12产生的逆时针运动大体上相等并相对。在图2的示意图中，控制器14包括将平衡浮子杆16的移位传达到中继器23的联动装置22。联动装置22包括能够围绕第一枢转点28旋转的第一杠杆24和能够围绕第二枢转点30旋转的第二杠杆26。第一杠杆24包括水平感测腿部24a和倾斜传送腿部24b。水平感测腿部24a在支点18和弹簧20之间的位置上与平衡浮子杆16的底部接触并围绕第一枢转点28枢转。倾斜传送腿部24b在平衡浮子杆16上方以一角度延伸，并与第二杠杆26的倾斜感测腿部26a滑动接触。第二杠杆26的垂直传送腿部26b从倾斜感测腿部26a向下延伸并与中继器23的推钮32接触。
[0019]如此配置，在工作中，当储存罐中的液位升高时，平衡浮子12的重量减小以在平衡浮子杆16两侧产生力的不平衡。即，平衡浮子杆16围绕支点18顺时针旋转，使得第一杠杆24的水平感测腿部24a和倾斜传送腿部24b围绕第一枢转点28向下。倾斜传送腿部24b的这一运动还驱使第二杠杆26相对于第二枢转点30旋转，使得第二杠杆26的倾斜感测腿部26a向下移动。这转而使得第二杠杆26的垂直传送腿部26b沿着朝向中继器23的方向向推钮32施加力。在一些应用中，中继器23被配置成通过将其转变成控制阀的压强输出来补偿这种力的不平衡，例如，使力均衡。
[0020]图3示出了将本公开的平衡浮子12连接到平衡浮子杆16的末端的一种装置。如图所示，图3中的平衡浮子12可包括螺纹盲孔34，平衡浮子杆16的末端16a可包括连接机构36。连接机构36可包括万向接头38，万向接头38具有轭部38a和通过枢轴销40枢轴连接到轭部38a的支撑杆38b。轭部38a可包括圆柱形卡环42，例如用于通过螺纹、粘合齐U、焊接或一些其它手段连接到平衡浮子杆16的末端。支撑杆38b可包括螺纹设置在平衡浮子12的盲孔34中的螺纹轴部44。最后，六角螺母46可被包括在支撑杆38b的螺纹轴部44上以向下固定到平衡浮子12，用来加强连接机构36和平衡浮子12之间的连接。所述的万向接头38允许平衡浮子12和平衡浮子杆16的角度Φ改变，使得平衡浮子12能够在储存罐中有利地保持在基本垂直定向上，而不论平衡浮子杆16相对于支点18旋转时的具体角度，例如，如上面结合图2的示意图所述的。
[0021]尽管图2示意性地描述了简单的三角形支点18，图4和图5示出了根据本公开的原理构造的支点18的一种形式。如图4中所示，平衡浮子杆16包括第一端16a和与第一端16a相对的第二端16b。第一端16a通过万向接头38连接到平衡浮子12，如上所述并如图3所示的。第二端16b由枢轴支撑装置100支撑并延伸超出枢轴支撑装置100，枢轴支撑装置100 —般用作平衡浮子杆16的支点18。枢轴支撑装置100包括连接器本体102和由连接器本体102支撑的枢轴密封装置104。连接器本体102包括具有纵向轴线L的大致圆柱形部件、沿着纵向轴线L延伸的安装通孔106以及外螺纹部108。外螺纹部108适于螺接到例如储存罐的侧壁上的开口中，使得平衡浮子12和位于枢轴支撑装置100和平衡浮子12之间的平衡浮子杆16的一部分设置在储存罐中。
[0022]仍参见图4，连接器本体102上的安装通孔106沿着纵向轴线L完全延伸穿过连接器本体102，并包括内侧部110、外侧部112和位于内侧部110与外侧部112之间的喉部114。内侧部110和外侧部112的直径大于喉部114的直径，使得连接器本体102限定在安装通孔106的内侧部110和喉部114之间的第一肩表面116和位于安装通孔106的外侧部112和喉部114之间的第二肩表面118。
[0023]如图4和图5所示，枢轴密封装置104支撑在连接器本体102的安装通孔106中，并包括枢轴底座120和枢轴本体122。枢轴底座120固定安装在安装通孔106中，枢轴本体122固定安装到平衡浮子杆16。如下将更详细描述的，枢轴本体122包括相对的第一刃形边缘124a和第二刃形边缘124b，第一刃形边缘124a和第二刃形边缘124b被设置成与枢轴底座120的轴向端表面132相接合，以在平衡浮子杆16的第一端16a响应于平衡浮子12在储存罐中的运动而移动时，帮助枢轴本体122和平衡浮子杆16相对于枢轴底座120枢转，这将在下面进行更完整地描述。
[0024]如图6-8中所示，将更详细地描述本公开的枢轴底座120和枢轴本体122的一种形式。枢轴底座120包括实心材料构件，该构件包括具有圆柱形通孔130的圆柱形底座部件128。圆柱形底座部件128包括支撑部128a和减小直径部128b。当安装到连接器本体102中时，例如如图5中所示，支撑部128a位于安装通孔106的内侧部110中并紧靠第一肩表面116，而减小直径部128b位于喉部114中。而且，当安装时，圆柱形底座部件128设置在纵向轴线L上，并与连接器本体102的安装通孔106同轴。
[0025]如图6和图7中所示，该公开形式的枢轴底座102的圆柱形底座部件128的支撑部128a包括轴向端表面132，轴向端表面132设置在支撑部128a上与减小直径部128b相反的一侧。轴向端表面132包括环形槽133，环形槽133由圆柱形通孔130限定并终止于肩表面135。另外，轴向端表面132限定沿着与纵向轴线L相交的横向轴线T延伸的第一凹槽134a和第二凹槽134b。因此，如图示形式所示，第一凹槽134a和第二凹槽134b相对于纵向轴线L间隔大约180°。在公开形式中，横向轴线T垂直于纵向轴线L设置，如图所示，第一凹槽134a和第二凹槽134b包括由在为直线的底边138处相交的内侧壁136a、136b限定的V形横截面。内侧壁136a、136b可以相对于彼此以第一角度α (如图6所示)设置。
[0026]仍参见图6并还参见图8，本公开形式的枢轴密封装置104的枢轴本体120包括圆柱形本体部件140、第一枢轴本体臂部142a、第二枢轴本体臂部142b和圆柱形通孔144。圆柱形通孔144由从圆柱形本体部件140延伸的圆柱形外罩145 (参见例如图6)部分限定。如图4和图5所示，例如，圆柱形通孔144完全延伸穿过圆柱形本体部件140，当安装到连接器本体102中并且当平衡浮子杆16也位于纵向轴线L上时，圆柱形通孔144适于沿着纵向轴线L与枢轴底座120的圆柱形通孔130以及连接器本体102的安装通孔106同轴设置。第一枢轴本体臂部142a和第二枢轴本体臂部142b从圆柱形本体部件140的相对两侧向外径向延伸。S卩，第一枢轴本体臂部142a和第二枢轴本体臂部142b围绕圆柱形本体部件140的外周间隔大约180°。
[0027]如图6和图8中最清楚所示，第一枢轴本体臂部142a和第二枢轴本体臂部142b分别包括第一刃形边缘146a和第二刃形边缘146b。在公开的形式中，每个刃形边缘146a、146b都是直线。当邻近枢轴底座120组装到连接器本体102中时，例如图5中所示，每个刃形边缘146a、146b沿着枢轴底座120的横向轴线T延伸，并分别与第一凹槽134a、第二凹槽134b线接触。更具体地，第一刃形边缘134a与第一凹槽134a的底边138线接触，第二刃形边缘134b被设置成与第二凹槽134b的底边138线接触。如此配置，枢轴底座122可围绕与横向轴线T同轴的枢转轴线P相对于枢轴底座120枢转。
[0028]仍参见图6，该公开形式的第一枢轴本体臂部142a和第二枢轴本体臂部142b包括大致矩形或方形的法兰部148和收缩的刃形部150。法兰部148从圆柱形本体部件140向外径向延伸，刃形部150从法兰部148沿着平行于纵向轴线L的方向延伸。刃形部150分别包括会聚到限定各自的刃形边缘146a、146b的线性顶边154的外侧壁152a、152b。在公开的形式中，各个刃形部150的外侧壁152a、152b相对于彼此以角度β设置，角度β小于枢轴底座120上的第一凹槽134a和第二凹槽134b的内侧壁136a、136b之间的角度α。如此设置，当刃形边缘146a、146b设置在凹槽134a、134b中并与底边138线接触时，枢轴本体122具有取决于角度α和角度β之间的差值的枢转运动范围。此外，由刃形边缘146a、146b和底边138形成的线接触有利地提供了使用或者不使用润滑油的基本无摩擦界面。而且，该设计不容易受枢轴本体122和枢轴底座120之间的残留颗粒的影响，残留颗粒会干涉装置的正常工作。另外，V形凹槽134a、134b与V形刃形边缘146a、146b —起有利地配合来避免枢轴本体122和枢轴底座120的径向未对准，由此确保精确且可重复功能。
[0029]通过上面描述的枢轴底座120和枢轴本体122，枢轴底座120和枢轴本体122分别适于安装在连接器本体102的安装通孔106中，如图4和图5中所示。即，枢轴底座120的减小直径部128b适于设置在安装通孔106的喉部114中，而支撑部128a位于安装通孔106的内侧部110中与第一肩表面116邻接接合。还如图5中所示，枢轴底座120的减小直径部128b可包括容纳环形密封部件158的环形槽156，环形密封部件158提供枢轴底座120的外圆柱形表面160和安装通孔106的喉部114的内圆柱形表面162之间的流体紧密密封。在一些形式中，环形密封部件158可包括例如弹性体O形环。另外，在一些形式中，环形槽156还可容纳邻近环形密封部件158轴向设置的备用环164。
[0030]如图所示，枢轴本体122完全设置在安装通孔106的内侧部110中，轴向上邻近并接触枢轴底座120。更具体地，如图所示，枢轴本体122的枢轴本体臂部142a、142b的刃形边缘146a、146b分别布置在枢轴底座120的V形凹槽134a、134b中。这样，刃形边缘146a、146b和V形凹槽134a、134b的底边138沿着与横向轴线T 一致的共同直线布置，如上所述。
[0031]除了提到的刃形边缘142a、142b接触枢轴底座120，枢轴本体122和枢轴底座120通过位于环形槽133中的密封系统166可操作地耦接，环形槽133邻近枢转底座120的轴向端表面132形成在圆柱形通孔130中。如图5中所不,密封系统166的一种形式可包括保持环168、抗压环170以及环形密封部件172。保持环168设置在环形槽133中并与肩表面135邻接接合。抗压环170设置在环形槽133中并与保持环168邻接接合。最后，环形密封部件172设置在环形槽133中并与抗压环170邻接接合，该环形密封部件172可以是例如弹性体O形环。
[0032]如此配置，环形密封部件172邻近枢轴底座120的轴向端表面132，使得枢轴本体122上的外罩145 (如图6中所示)的端表面174直接接触环形密封部件172。如此组装，枢轴底座120和枢轴本体122的圆柱形通孔130、144沿着纵向轴线L大致对准，并容纳平衡浮子杆16，例如，如图4和图5所示。即，平衡浮子杆16从连接到平衡浮子12的第一端16a延伸，穿过连接器本体102的安装通孔106的内侧部110，穿过分别与横向轴线T相交的枢轴底座120和枢轴本体122的圆柱形通孔130、144，并穿过连接器本体102的安装通孔106的外侧部112延伸出来。如此配置，平衡浮子杆16的第一端16a和第二端16b设置在连接器本体102的相对两侧上。因此，第二端16b能够以常规的方式可操作地耦接到控制器14。
[0033]为了保持平衡浮子杆16和枢轴本体122相对于枢轴底座120和连接器本体102的位置关系，平衡浮子杆16包括在枢轴底座120和枢轴本体122的圆柱形通孔130、144的区域中的收缩下部176，如图5中所示。该收缩下部176限定了与枢轴本体122的内侧端180接触设置的锥形肩表面178。[0034]另外，如图4中所示，平衡浮子杆16的第二端16b包括六角螺母182、隔片184和弹簧186。弹簧186可包括螺旋弹簧并设置在平衡浮子杆16上，与连接器本体102的第二肩表面118邻接，如图所示。六角螺母182被螺紧并固定到平衡浮子杆16的第二端16b上。隔片184可包括设置在六角螺母182和弹簧186之间平衡浮子杆16上方的中空套筒。如此配置，弹簧186支承在连接器本体102的第二肩表面118上，并施加力到隔片184，隔片184转而施加力到六角螺母182，以远离连接器本体102偏置平衡浮子杆16的第二端16b。接着，偏置力将平衡浮子杆16上的锥形肩表面178偏置到与支撑在枢轴底座120的圆柱形通孔130的环形槽133中的环形密封部件172密封接合。如此配置，平衡浮子杆16固定耦接到枢轴本体122，环形密封部件172提供平衡浮子杆16和枢轴本体120之间的一致的流体紧密密封。
[0035]因此，返回参见图4，应该理解，当公开的枢轴支撑装置100固定到加压储存罐(未示出)时，至少平衡浮子12布置在产生浮力的流体中。该浮力沿着相对于图4的定向离开页面的方向作用在平衡浮子12上。当浮力的大小改变，例如由于储存罐中的液位改变时，图4中的平衡浮子12可稍微移动离开或进入页面。该运动还施加到平衡浮子杆16的第一端16a。由于平衡浮子杆16是刚性杆，第二端16b移动与第一端16a相同的量，但是在相反方向上。该运动的“支点”是横向轴线T，其中枢轴本体122的刃形边缘146a、146b被设置成与枢转底座120中的V形凹槽134a、134b的底边138线接触。
[0036]如所述，公开的枢轴支撑装置100被设置用于连接高压储存罐，例如油气或石油、气体和水分离器等。而且，如所述，连接器本体102适于安装在这种罐的侧壁上形成的开口中。因此，当安装时，连接器本体102的安装通孔106的内侧部110暴露于罐内相同的高压下。这样，罐内的压强还迫使枢转本体122紧靠枢转底座120，更具体地，枢转本体122的刃形边缘146a、146b紧靠枢轴底座120的V形凹槽134a、134b的底边138。因此，这里公开的刃形边缘设计的一个优点是，由储存罐中的流体施加到枢轴本体122的未平衡压强分布在刃形边缘146a、146b和底边138的线性尺寸的两侧。该力的分布可帮助将刃形边缘146a、146b的顶边154在高压下变形的可能性最小化。因而，在一些形式中，将刃形边缘146a、146b的顶边154的线性尺寸最大化能够有利地增加枢轴密封装置104的使用寿命。在枢转密封装置104的公开形式中，每个刃形边缘146a、146b沿着横向轴线T的长度LI近似等于V形凹槽134a、134b沿着横向轴线T的长度L2。
[0037]尽管目前为止刃形边缘146a、146b已经被描述为包括线性顶边154，但是其它形式可以有不同地形状，例如包括锯齿、圆齿或其它适当结构。而且，尽管凹槽134a、134b已经被描述为包括V形横截面，但是其它形式可包括U形横截面或适用于目的用途的一些其它形状。
[0038]此外，尽管目前为止本公开已经描述枢轴本体122包括刃形边缘146a、146b，并且枢轴底座120包括V形凹槽134a、134b，但是替换形式可被构造成枢转底座120包括刃形边缘146a、146b，并且枢轴本体122包括V形凹槽134a、134b，例如如图9中所示。公开形式的枢轴支撑装置100的另一种形式可被构造成不具有V形凹槽134a、134b和刃形边缘146a、146b0
[0039]例如，图10-12示出了枢轴支撑装置100的一种替换形式，其中所有特征与上面描述相同，除了图10-12中的形式不包括V形凹槽134a、134b和刃形边缘146a、146b。替代地，如图10中所示，形成在枢轴底座120的轴向端表面132上的凹槽134a、134b包括半圆形横截面，其半径围绕轴线Al为中心。而且，枢轴本体122的枢轴本体臂部142a、142b分别包括相应的第一凹槽188a、第二凹槽188b，第一凹槽188a和第二凹槽188b也包括半圆形横截面，其半径围绕轴线A2为中心。枢轴底座120上的凹槽134a、134b的半径可以基本等于枢轴本体122上的凹槽188a、188b的半径。图11仅仅示出了第一枢轴本体臂部142a，但是应该理解第二枢轴本体臂部142b基本相同。最后，为了在安装到连接器本体102上时帮助枢轴本体122相对于枢转底座120的枢转运动，如图4和图5中所示，枢轴支撑装置100的这一替换形式还可包括第一圆柱体枢轴190a和第二圆柱体枢轴190b。第一圆柱体枢轴190a和第二圆柱体枢轴190b包括圆柱形部件，当枢轴底座120、枢轴本体122和圆柱体枢轴190a、190b安装在连接器本体102中时，所述圆柱形部件设置在枢轴底座120上的凹槽134a、134b和枢轴本体122上的凹槽188a、188b之间。在一些形式中，凹槽134a、134b、188a、188b的半径大于圆柱体枢轴190a、190b的半径，使得在枢轴本体122和圆柱体枢轴190a、190b之间以及在枢轴底座120和圆柱体枢轴190a、190b之间仅存在线接触。在其它形式中，凹槽134a、134b、188a、188b的半径可近似等于圆柱体枢轴190a、190b的半径，使得在枢轴本体122和圆柱体枢轴190a、190b之间以及在枢轴底座120和圆柱体枢轴190a、190b之间存在表面接触。
[0040]另外，在安装时，圆柱体枢轴190a、190b的纵向轴线B将沿着横向轴线T以及沿着凹槽134a、134b、188a、188b的轴线Al、A2安装。即，在安装时，3条轴线Al、A2和B共对准，并与横向轴线T对准。可以预见，圆柱体枢轴190a、190b可以由PEEK、不锈钢、陶瓷或适用于目的用途的任何其它材料构成，并可包括油脂或其它润滑油来帮助枢轴本体122的运动。
[0041]基于前面内容应该理解，本公开提供了即使在高压环境中也可靠、精确并且稳固的液位装置以及用于液位装置的枢轴密封装置。还应该理解，前面公开内容并不限于具体描述和/或描绘的实施例，相反，其旨在包括落入所附权利要求的精神和范围内的所有改进、变形、组合或其它变化。
【权利要求】
1.用于液位装置的密封枢轴装置，所述密封枢轴装置包括: 枢轴底座，其包括设置在纵向轴线上的圆柱形底座部件、轴向端表面以及沿着所述纵向轴线延伸穿过所述圆柱形底座部件的圆柱形通孔，所述轴向端表面限定沿着所述枢轴底座的横向轴线延伸的第一凹槽和第二凹槽，所述横向轴线垂直于所述纵向轴线； 环形密封部件，其被支撑在所述枢轴底座的所述圆柱形底座部件的通孔中；以及 枢轴本体，其包括设置在所述纵向轴线上的圆柱形本体部件、从所述圆柱形本体部件的相对两侧向外径向延伸的第一枢轴本体臂部和第二枢轴本体臂部以及沿着所述纵向轴线延伸穿过所述圆柱形本体部件并与所述圆柱形底座部件的圆柱形通孔同轴的圆柱形通孔，所述第一枢轴本体臂部和所述第二枢轴本体臂部分别包括第一刃形边缘和第二刃形边缘，所述第一刃形边缘和所述第二刃形边缘沿着所述枢轴底座的所述横向轴线延伸并分别与所述第一凹槽和所述第二凹槽线接触，使得所述枢轴本体能够相对于所述枢轴底座围绕与所述横向轴线同轴的枢转轴线枢转。
2.根据权利要求1所述的密封枢轴装置，其特征在于，还包括延伸穿过所述圆柱形底座部件和所述圆柱形本体部件的圆柱形通孔并与所述横向轴线相交的平衡浮子杆。
3.根据权利要求2所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述平衡浮子杆固定耦接到所述枢轴本体。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述环形密封部件密封接合所述平衡浮 子杆的外圆柱形表面和所述枢轴底座的内圆柱形表面来提供其间的流体紧密密封。
5.根据权利要求4所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述环形密封部件轴向地设置在所述枢轴底座和所述枢轴本体之间。
6.根据权利要求5所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述环形密封部件是O形环。
7.根据前述权利要求中任一项所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述枢轴底座的所述第一凹槽和所述第二凹槽具有V形横截面。
8.根据前述权利要求中任一项所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述枢轴本体的第一枢轴本体臂部和第二枢轴本体臂部具有V形横截面，使得所述第一枢轴本体臂部的线性顶边限定所述第一刃形边缘，以及所述第二枢轴本体臂部的线性顶边限定所述第二刃形边缘。
9.根据权利要求8所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述第一凹槽和所述第二凹槽的V形横截面包括相对于彼此以第一角度设置的内侧壁，所述第一枢轴本体臂部和所述第二枢轴本体臂部的V形横截面包括相对于彼此以第二角度设置的外侧壁，所述第一角度大于所述第二角度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述第一刃形边缘和所述第二刃形边缘中每一个沿着所述横向轴线的长度大致等于所述第一凹槽和所述第二凹槽中每一个沿着所述横向轴线的长度。
11.用于探测加压储存罐中流体液位的液位装置，所述液位装置包括: 连接器本体，其具有沿着纵向轴线延伸的安装通孔，所述连接器本体用来安装到储存te ； 枢轴底座，其安装在所述连接器本体的所述安装通孔中，所述枢轴底座包括设置在所述纵向轴线上的圆柱形底座部件、轴向端表面以及沿着所述纵向轴线延伸穿过所述圆柱形底座部件的圆柱形通孔，所述轴向端表面限定沿着所述枢轴底座的横向轴线延伸的第一凹槽和第二凹槽，所述横向轴线垂直于所述纵向轴线； 枢轴本体，其在轴向邻近所述枢轴底座的位置上设置在所述连接器本体的所述安装通孔中，所述枢轴本体包括设置在所述纵向轴线上的圆柱形本体部件、从所述圆柱形本体部件的相对两侧向外径向延伸的第一枢轴本体臂部和第二枢轴本体臂部以及延伸穿过所述圆柱形本体部件的圆柱形通孔，所述第一枢轴本体臂部和所述第二枢轴本体臂部分别包括第一刃形边缘和第二刃形边缘，所述第一刃形边缘和所述第二刃形边缘沿着所述枢轴底座的所述横向轴线延伸并分别与所述第一凹槽和所述第二凹槽线接触，使得所述枢轴本体能够相对于所述枢轴底座围绕与所述横向轴线同轴的枢转轴线枢转； 平衡浮子杆，其沿着所述纵向轴线延伸穿过所述圆柱形底座部件和所述圆柱形本体部件的圆柱形通孔并与所述横向轴线相交，所述平衡浮子杆具有设置在与所述枢轴底座相对的所述枢轴本体一侧的第一端和与所述第一端相对的第二端； 平衡浮子，其连接到所述平衡浮子杆的第一端，用来设置在所述加压储存罐中；以及 控制器，其可操作地耦接到所述平衡浮子杆的第二端，用来经由所述平衡浮子杆从所述平衡浮子接收位移信号。
12.根据权利要求11所述的液位装置，其特征在于，所述平衡浮子杆固定耦接到所述枢轴本体。
13.根据权利要求11到12中任一项所述的液位装置，其特征在于，还包括支撑在所述枢轴底座的所述圆柱形底座部件的通孔中的第一环形密封部件。
14.根据权利要求13所述的液位装置，其特征在于，所述第一环形密封部件密封接合所述平衡浮子杆的外圆柱形表面和所述枢轴底座的内圆柱形表面来提供其间的流体紧密密封。
15.根据权利要求14所述的液位装置，其特征在于，所述第一环形密封部件轴向地设置在所述枢轴底座和所述枢轴本体之间。
16.根据权利要求15所述的液位装置，其特征在于，所述第一环形密封部件是O形环。
17.根据权利要求11到16中任一项所述的液位装置，其特征在于，所述枢轴底座的所述第一凹槽和所述第二凹槽具有V形横截面。
18.根据权利要求11到17中任一项所述的液位装置，其特征在于，所述枢轴本体的第一枢轴本体臂部和第二枢轴本体臂部具有V形横截面，使得所述第一枢轴本体臂部的线性顶边限定所述第一刃形边缘，所述第二枢轴本体臂部的线性顶边限定所述第二刃形边缘。
19.根据权利要求18所述的液位装置，其特征在于，所述第一凹槽和所述第二凹槽的V形横截面包括相对于彼此以第一角度设置的内侧壁，所述第一枢轴本体臂部和所述第二枢轴本体臂部的V形横截面包括相对于彼此以第二角度设置的外侧壁，所述第一角度大于所述第二角度。
20.根据权利要求11到19中任一项所述的液位装置，其特征在于，所述第一刃形边缘和所述第二刃形边缘中每一个沿着所述横向轴线的长度大致等于所述第一凹槽和所述第二凹槽中每一个沿着所述横向轴线的长度。
21.根据权利要求11到20中任一项所述的液位装置，其特征在于，所述控制器包括与所述平衡浮子杆的第二端接触的弹簧，用以抗衡连接到所述平衡浮子杆的第一端的所述平衡浮子的重量。
22.根据权利要求13到21中任一项所述的液位装置，其特征在于，还包括设置在所述枢轴底座的外圆柱形表面和所述连接器本体的所述安装通孔的内圆柱形表面之间的第二环形密封部件，用以提供其间的流体紧密密封。
23.用于液位装置的密封枢轴装置，所述密封枢轴装置包括: 枢轴底座，其包括具有纵向轴线的圆柱形底座部件、轴向端表面以及沿着所述纵向轴线延伸穿过圆柱形底座部件的圆柱形通孔； 枢轴本体，其包括设置在所述纵向轴线上的圆柱形本体部件、从所述圆柱形本体部件的相对两侧向外径向延伸的第一枢轴本体臂部和第二枢轴本体臂部以及沿着所述纵向轴线延伸穿过所述圆柱形本体部件并与所述圆柱形底座部件的圆柱形通孔同轴的圆柱形通孔； 第一凹槽和第二凹槽，其沿着垂直于所述枢轴底座的所述纵向轴线的横向轴线延伸，所述第一凹槽和所述第二凹槽分别形成在所述枢轴底座或所述枢轴本体中的一个的第一轴向端表面和第二轴向端表面上；以及 第一刃形边缘和第二刃形边缘，其沿着所述横向轴线延伸并由所述枢轴底座或所述枢轴本体中的另一个来支撑，所述第一刃形边缘和所述第二刃形边缘分别与所述第一凹槽和所述第二凹槽线接触，使得所述枢轴本体能够相对于所述枢轴底座围绕与所述横向轴线同轴的枢转轴线枢转。
24.根据权利要求23所述的密封枢轴装置，其特征在于，还包括支撑在所述枢轴底座的所述圆柱形底座部件的通孔中的环形密封部件。
25.根据权利要求23到24中任一项所述的密封枢轴装置，其特征在于，还包括延伸穿过所述圆柱形底座部件和所述圆柱形本体部件的圆柱形通孔并与所述横向轴线相交的平衡浮子杆。
26.根据权利要求25所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述平衡浮子杆固定耦接到所述枢轴本体。
27.根据权利要求24到26中任一项所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述环形密封部件密封接合所述平衡浮子杆的外圆柱形表面和所述枢轴底座的内圆柱形表面来提供其间的流体紧密密封。
28.根据权利要求27所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述环形密封部件轴向地设置在所述枢轴底座和所述枢轴本体之间。
29.根据权利要求24到28中任一项所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述环形密封部件是O形环。
30.根据权利要求24到29中任一项所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述第一凹槽和所述第二凹槽形成在所述枢轴底座上并具有V形横截面。
31.根据权利要求30所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述枢轴本体的所述第一枢轴本体臂部和所述第二枢轴本体臂部限定所述刃形边缘并具有V形横截面，使得所述第一枢轴本体臂部的线性顶边限定所述第一刃形边缘，所述第二枢轴本体臂部的线性顶边限定所述第二刀形边缘。
32.根据权利要求31所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述第一凹槽和所述第二凹槽的V形横截面包括相对于彼此以第一角度设置的内侧壁，所述第一枢轴本体臂部和所述第二枢轴本体臂部的V形横截面包括相对于彼此以第二角度设置的外侧壁，所述第一角度大于所述第二角度。
33.根据权利要求23到32中任一项所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述第一刃形边缘和所述第二刃形边缘中每一个沿着所述横向轴线的长度大致等于所述第一凹槽和所述第二凹槽中每一个沿着所述横向轴线的长度。
34.用于液位装置的密封枢轴装置，所述密封枢轴装置包括: 枢轴底座，其包括设置在纵向轴线上的圆柱形底座部件、轴向端表面以及沿着所述纵向轴线延伸穿过所述圆柱形底座部件的圆柱形通孔，所述轴向端表面限定第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽分别具有半圆形横截面，其半径围绕所述枢轴底座的横向轴线，所述横向轴线垂直于所述纵向轴线； 环形密封部件，其被支撑在所述枢轴底座的所述圆柱形底座部件的通孔中； 枢轴本体，其包括设置在所述纵向轴线上的圆柱形本体部件、从所述圆柱形本体部件的相对两侧向外径向延伸的第一枢轴本体臂部和第二枢轴本体臂部以及沿着所述纵向轴线延伸穿过所述圆柱形 本体部件并与所述圆柱形底座部件的圆柱形通孔同轴的圆柱形通孔，所述第一枢轴本体臂部和所述第二枢轴本体臂部分别包括第三凹槽和第四凹槽，所述第三凹槽和所述第四凹槽分别具有半圆形横截面，其半径围绕所述横向轴线； 第一圆柱体枢轴和第二圆柱体枢轴，其具有纵向轴线并设置在所述横向轴线上，所述第一圆柱体枢轴设置在所述第一凹槽和所述第三凹槽之间，并且所述第二圆柱体枢轴设置在所述第二凹槽和所述第四凹槽之间，以帮助所述枢轴本体相对于所述枢轴底座的枢转运动。
35.根据权利要求34所述的密封枢轴装置，其特征在于，还包括延伸穿过所述圆柱形底座部件和所述圆柱形本体部件的圆柱形通孔并与所述横向轴线相交的平衡浮子杆。
36.根据权利要求35所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述平衡浮子杆固定耦接到所述枢轴本体。
37.根据权利要求34到36中任一项所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述环形密封部件密封接合所述平衡浮子杆的外圆柱形表面和所述枢轴底座的内圆柱形表面来提供其间的流体紧密密封。
38.根据权利要求37所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述环形密封部件轴向地设置在所述枢轴底座和所述枢轴本体之间。
39.根据权利要求38所述的密封枢轴装置，其特征在于，所述环形密封部件是O形环。
40.用于探测加压储存罐中流体液位的液位装置，所述液位装置包括: 连接器本体，其具有沿着纵向轴线延伸的安装通孔，所述连接器本体用来安装到储存te ； 枢轴底座，其固定安装在所述连接器本体的所述安装通孔中，所述枢轴底座包括设置在所述纵向轴线上的圆柱形底座部件、轴向端表面以及沿着所述纵向轴线延伸穿过所述圆柱形底座部件的圆柱形通孔，所述轴向端表面限定第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽分别具有半圆形横截面，其半径围绕所述枢轴底座的横向轴线，所述横向轴线垂直于所述纵向轴线； 枢轴本体，其在轴向邻近所述枢轴底座的位置上设置在所述连接器本体的所述安装通孔中，所述枢轴本体包括设置在所述纵向轴线上的圆柱形本体部件、从所述圆柱形本体部件的相对两侧向外径向延伸的第一枢轴本体臂部和第二枢轴本体臂部以及沿着所述纵向轴线延伸穿过所述圆柱形本体部件并与所述圆柱形底座部件的圆柱形通孔同轴的圆柱形通孔，所述第一枢轴本体臂部和所述第二枢轴本体臂部分别包括第三凹槽和第四凹槽，所述第三凹槽和所述第四凹槽分别具有半圆形横截面，其半径围绕所述横向轴线； 第一圆柱体枢轴和第二圆柱体枢轴，其具有纵向轴线并设置在所述横向轴线上，所述第一圆柱体枢轴设置在所述第一凹槽和所述第三凹槽之间，并且所述第二圆柱体枢轴设置在所述第二凹槽和所述第四凹槽之间，以帮助所述枢轴本体相对于所述枢轴底座的枢转运动； 平衡浮子杆，其沿着所述纵向轴线延伸穿过所述圆柱形底座部件和所述圆柱形本体部件的圆柱形通孔并与所述横向轴线相交，所述平衡浮子杆具有设置在与所述枢轴底座相对的所述枢轴本体一侧的第一端和与所述第一端相对的第二端； 平衡浮子，其连接到所述平衡浮子杆的第一端，用来设置在所述加压储存罐中；以及 控制器，其可操作地耦接到所述平衡浮子杆的第二端，用来经由所述平衡浮子杆从所述平衡浮子接收位移信号。
41.根据权利要求40所述的液位装置，其特征在于，所述平衡浮子杆固定耦接到所述枢轴本体。
42.根据权利要求40到41中任一项所述的液位装置，其特征在于，还包括支撑在所述枢轴底座的所述圆柱形底座部件的通孔中的第一环形密封部件。
43.根据权利要求42所述的液位装置，其特征在于，所述第一环形密封部件密封接合所述平衡浮子杆的外圆柱形表面和所述枢轴底座的内圆柱形表面来提供其间的流体紧密密封。
44.根据权利要求43所述的液位装置，其特征在于，所述第一环形密封部件轴向地设置在所述枢轴底座和所述枢轴本体之间。
45.根据权利要求44所述的液位装置，其特征在于，所述第一环形密封部件是O形环。
46.根据权利要求40到45中任一项所述的液位装置，其特征在于，所述控制器包括与所述平衡浮子杆的第二端接触的弹簧，用以抗衡连接到所述平衡浮子杆的第一端的所述平衡浮子的重量。
47.根据权利要求42到46中任一项所述的液位装置，其特征在于，还包括设置在所述枢轴底座的外圆柱形表面和所述连接器本体的所述安装通孔的内圆柱形表面之间的第二环形密封部件，用以提供其间的流体紧密密封。
【文档编号】F16J15/16GK103982535SQ201410045397
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2013年2月11日
【发明者】B·J·伯莱奇 申请人:费希尔控制国际公司