专利名称：自调节温度传感器的制作方法
在离心式压缩机中，一叶轮安装在一驱动轴上，该驱动轴由一通过传动系统传递动力的电动机驱动而高速旋转。驱动轴通常是可转动地支承在一个或多个滚动轴承上。轴承过热可以清楚地表示压缩机的传动系统正遇到某些最终可能导致一个或多个传动构件损坏的问题。因此，希望能对叶轮传动系统中的至少一个支承轴承的温度进行监测，以便采取预防措施，从而确保传动系统不会损坏或压缩机无需更换。
监测滚动轴承的一个办法是，用一个温度探头直接接触轴承的外圈。某些探头通常具有固定的长度，因而探头和轴承之间的接触可能由于零部件的热变形或机械振动而丧失。在本技术领域已知有自调节温度传感器，但这些装置的大部分零件都相对较为复杂，难于安装，并且容易遭受不对准以及断裂的问题。
因此，本发明的一个目的在于，对用于制冷系统的离心式压缩机进行改进。
本发明的这一和其它目的是通过一种自调节温度检测装置来实现的，该装置包括一细长的探头，其末端安装有一电温度传感器，因此，当该探头与一物体接触时，传感器可提供一表示物体温度的输出信号。探头可滑动地容纳在穿过一壳体的开口内。在探头与壳体上的开口之间形成一紧动配合，从而使探头只能沿所述开口的轴线作往复运动。壳体具有一能将其螺旋安装到一靠近被监测物体的支承件内的螺纹部分。一第一止挡件安装在所述探头的介于壳体底壁和探头末端之间的那一部分上，一压缩弹簧围绕在探头的介于第一止挡件和壳体之间的那一部分上，以推压探头的末端接触被监测物体。一第二止挡件安装在所述探头的介于近端和壳体顶壁之间的那一部分上，藉以防止探头移出壳体。两个止挡件之间的间隔是这样的，即，当壳体从支承件移出时，所述弹簧能正常地使第二止挡件抵触壳体。
为了更好地理解本发明的这些和其它一些目的，下面将结合附图对本发明进行更详细的描述。
图1是示出已有技术的一个自调节温度传感器的侧剖视图；图2示出了采用本发明的装置来监测压缩机传动系统中的一滚动轴承的示意图；图3是能体现本发明的创造性的一个自调节温度传感器的侧剖视图；图4是能体现本发明的创造性的一个自调节温度传感器的立体图，该传感器安装在一用于图2所示之制冷系统中的离心式压缩机的轴承座内。
首先请参见图1，其中示出了一个总地由标号10表示的自调节温度测量装置，它是现有技术已知并采用的。该装置包括一细长的圆柱形探头11，探头11的末端安装有一个电传感器12，用以检测物体13的温度，并通过一根或多根导线15来提供一表示所检测到的温度的电输出信号。探头宽松地容纳在一壳体18的开口17中，因而探头可以穿过该壳体。壳体的前端具有一雄螺纹部分20，当把传感器置于使用状态时，该雄螺纹部分啮合于成形在一固定支承件23中的雌螺纹部分21。壳体的顶端由一杯形端盖25封闭，这个端盖紧配合地套在壳体的顶部，并借助一卡口联接件26固定在位。端盖的顶壁27还包括一可让探头29的近端穿过的开口28。
探头上靠近其末端32的地方安装有一个第一环形前止挡件30。靠近探头的近端安装有一个第二环形后止挡件31。在装配状态下，第二止挡件位于端盖外侧，其直径使其能抵靠接触于端盖的顶面27。一压缩弹簧34套在探头上，弹簧的一端与前止挡件接触，而弹簧的另一端则穿过壳体的开口与端盖顶壁的内表面接触。在装配状态下，弹簧被压缩在探头的前止挡件与端盖之间，从而偏压端盖而使其与第二止挡件接触。因此，弹簧的偏压作用可以使探头沿壳体开口的轴线方向定位。否则，探头在装配状态下就得不到支承。
由图1可见，当把这种已有技术的探头压触一物体时，该探头沿其整个长度方向均处于一种相对未受支承的状态，很容易偏离轴线而处于歪斜位置。这可能导致探头提供错误的读数，而且在某些情况下，可能使探头随着壳体螺旋接入支承件而损坏。此外，由于探头相对未受支承，在安装时很难使探头对准。如图1所示，有时在接收物体上加工出一个槽37，可以将探头插入该槽内，以有助于在安装过程中正确地对准。然而，在很多情况下，由于物体不易接近或者在加工时会导致部件损坏，因而要在物体上加工出槽是不可能的。应该进一步引起注意的是，受监测的物体也可能经历机械或热偏移，这样就可能使探头在安装之后产生不希望有的错位。由于探头相对未受支承，在其所遭受的热或机械应力释放之后，不能返回其初始位置。还有，没正确对准的探头可能产生错误的温度读数，并且更容易损坏。最后，由于弹簧是用于将组件中的探头保持为对准状态的唯一元件，因而弹簧必须具有相对较高的强度，这样就使探头的移动较为困难。
图2示出了一个制冷系统。该系统用标号40表示，它包含一冷凝器41，该冷凝器可接收通过一连接于离心式压缩机43的排出侧的排出管道42而来的高压、高温制冷剂蒸汽。在冷凝器中，制冷剂向冷却剂放出热量，藉以使蒸汽冷凝成液体。随后，冷凝后的制冷剂通过一制冷剂管道45进入系统的蒸发器44。在制冷剂管路中包含一膨胀装置47，例如一节流阀，它可以将制冷剂节流成低温和低压状态。
在蒸发器中，低温制冷剂从需要冷却的物质吸取热量，在蒸发过程中产生的蒸汽通过供给管路49传送至压缩机的进口48，藉以使制冷剂在系统内再次循环。
离心式压缩机43的叶轮(未图示)安装在一驱动轴50上，并随该驱动轴转动。驱动轴连接于一传动机构52，这个传动机构由一电动机53通过电动机轴55来传动。在下文中将要详细描述，压缩机壳体57包括一轴承座60，该轴承座能容纳一可转动地支承着驱动轴50的滚动轴承。如上所述，在此类传动系统中，非常希望能监测至少一个传动轴承的温度，以确定传动装置是否在正常工作。万一轴承开始过热，必须在相对较短的时间内作出纠正措施，以防止压缩机以及与其相关的传动系统发生损坏。在下文中将要说明，将一能体现本发明的温度传感装置安装在压缩机的轴承座上，并将其布置成能通过传输线64向一控制器63传送与轴承实际温度相关的电信号。控制器是程控的，它可以在检测到轴承过热时将压缩机关停。
现请参见图3和图4，其中示出了一个总地由标号70表示的、能体现本发明的温度传感装置。理想的是，该传感器适于安装在上述类型制冷系统的压缩机内。该传感器可以安装在一成形于轴承座60内靠近滚动轴承74的外圈73的孔71内，滚动轴承74可在轴承座内转动。虽然在本发明的这个实施例中所示出的轴承座是压缩机壳体的一部分，但轴承座也可以位于构成压缩机传动系统之一部分的传动箱内。驱动轴50可转动地支承在轴承内，因此，轴承可能由于轴的高速转动而产生的热或机械的力而产生位置偏移。因此，类似于上述的已有技术的探头在安装时，或者在它们努力顺应由这些力引起的变化时，很容易造成错位或损坏。
虽然本发明是针对一用于滚动轴承的温度传感器来描述的，但熟悉本领域的人员应该清楚，本发明应有更广泛的用途，可以用来精确地提供与任何类型的、承受着可能导致其在动态或高温工作条件下发生偏移的外力的部件相关的温度数据。
请进一步参见图3，本发明的装置包括一壳体80，该壳体具有一可与成形在轴承座60的本体83中的螺纹孔82啮合的螺纹部分81。螺纹孔位于可转动地支承着制冷压缩机45的轴50(图2)的轴承74的外圈73的上方。一圆柱形的细长探头85可滑动地接纳在沿轴向穿过所述壳体的孔86内。探头和孔86的内壁之间形成一紧动配合，致使探头只能在壳体内沿轴向移动。如果探头有足够的长度，其圆头的末端87就可以接触轴承外圈的表面。壳体的上端有一个六角形的头部，以便将壳体拧入轴承座。虽然示出的探头本体是圆柱形的，但它也可以是其它任何形状的，只要能确保其在壳体开口内是紧动配合因而不会在壳体内错位即可。
探头的末端安装有一电子的热传感器，电导线64从探头向上延伸并伸出其近端。如图2所示，传感器导线连接于一处理器63，该处理器可对温度数据进行分析，并且在检测到过热工况时发出一个可启动所需纠正作用的输出信号。
一第一止挡件91固定于探头的介于壳体底壁93和探头末端87之间的那一部分。一压缩盘簧92套在探头上，并被布置在壳体与止挡件之间，当把壳体拧入轴承座时，该弹簧92可以推动探头而使其末端压抵轴承的外圈。由于这一弹簧不必像已有技术的弹簧那样提供定位或对准的功能，因而可以采用一个相对较软的弹簧，从而允许探头更容易顺应轴承的任何位置变化。
应该清楚，该探头只能沿着壳体的轴线作往复运动，因而其不会在轴承偏离其位置时变得不对准。此外，与类似的已有技术的装置相比，这种传感器的总长度可以大大减小。该传感器探头即使在检测表面不规则或不垂直于探头轴线的情况下也可以保持对准。设置在壳体中的孔的轴向长度应该是探头直径的大约两倍，以便在装配状态给探头以正确的导向支承，并防止探头由于外界的热或机械力而变得不对准。
第二止挡件96固定在探头的传感器壳体外侧、靠近壳体顶壁97的位置上。当传感器从轴承座或其所在的任何其它支承件向外拆出时，第二止挡件可防止壳体移过探头的近端。实际上，所述的两个止挡件可以是安装在探头杆上的环槽或凹槽中的C形夹子。两个止挡件的间隔最好是这样的，即，当壳体的顶壁抵触到第二止挡件上时，使弹簧在壳体与第二止挡件之间保持为一种压缩状态。在此方式下，当壳体从一支承件(如轴承座60)拆出时，传感器的各构件不会离散开来。
权利要求
1.用于检测一物体的温度的装置，其特征在于，该装置包括一细长的探头，其末端具有一检测元件，用以接触物体并提供一表示检测到的温度的输出信号；一壳体，它具有一用于可滑动地容纳所述探头的轴向贯通开口，并在所述探头与所述开口之间形成一紧动配合，从而使探头只能沿所述开口的轴线作往复运动；一第一止挡件，它安装在所述探头的介于所述探头末端和所述壳体前壁之间的那一部分上；以及一弹簧，它作用在所述第一止挡件与所述壳体的前壁之间，推压探头的末端与一物体接触。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述弹簧是一套在所述探头上的圆柱弹簧。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，该装置还包括安装在所述探头上、介于其近端和所述壳体的顶壁之间的那一部分上的第二止挡件，藉以防止探头移出所述壳体上的所述开口。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一止挡件与第二止挡件之间的间距是这样的，即，当所述壳体的顶壁接触所述第二止挡件时，使所述弹簧在所述第一止挡件和所述壳体之间保持为一种受压缩状态。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体具有一能螺旋拧入一支承件的螺纹部分。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述壳体还包括一个六角形的头部，以便于将壳体拧入一支承件。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探头的末端是圆钝的。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探头是一个圆柱形构件，所述壳体上的开口的轴向长度大约是所述探头直径的两倍。
9.用于检测一制冷压缩机内的温度的装置，其特征在于，该装置包括一位于制冷压缩机的传动系统中的轴承座；一安装在所述轴承座内、用于可转动地支承一压缩机传动轴的轴承；一细长的探头，其末端具有一检测元件，用以接触所述轴承的外圈并提供一表示所述轴承温度的输出信号；一安装在成形于所述轴承座内的接收孔内的壳体，它具有一用于可滑动地容纳所述探头的轴向开口，并在所述探头与所述开口的内壁之间形成一紧动配合，从而使探头只能沿所述开口的轴线作往复运动；一第一止挡件，它安装在所述探头的介于所述探头末端和所述壳体底壁之间的那一部分上；以及一弹簧，它作用在所述第一止挡件与所述壳体的前壁之间，推压探头的末端与所述轴承接触。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述弹簧是一套在所述探头上的圆柱弹簧。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述壳体具有一能螺旋拧入所述轴承座的孔中的螺纹部分。
12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述壳体还包括一个六角形的头部，以便于将壳体拧入所述孔。
13.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述探头是一圆柱形构件，所述壳体上的开口的轴向长度大约是所述探头直径的两倍。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述探头的末端是圆钝的。
15.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述轴承座安装在压缩机机体内。
16.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述轴承座安装在一与所述压缩机的工作相关的传动系统中。
17.如权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置还包括从所述探头的近端伸出、用于将所述检测元件连接于一处理器的电导线。
全文摘要
本发明涉及用于检测有可能产生位移的物体的温度的自调节装置。一在其末端具有电检测元件的细长探头可滑动地容纳在一有螺纹的壳体的通孔内。在壳体与探头之间形成一紧动配合,因而探头只能沿孔的轴向移动。在探头的介于壳体底壁和探头末端之间的那一部分上安装有一止挡件。一弹簧套在探头上,当把壳体螺旋拧入一支承件时,该弹簧可以偏压探头而使之与物体接触。
文档编号G01K1/14GK1269503SQ0010534
公开日2000年10月11日 申请日期2000年3月31日 优先权日1999年4月2日
发明者克里斯托弗A·威克尔 申请人:开利公司