Индикатор давления
Изобретение относится к индикатору для визуального отображения того, испытывает ли цилиндр под давлением давление выше заданного порогового значения. Индикатор (28) давления включает в себя корпус (58), поршень (32), первый (68) и второй (74) смещающие элементы и поворотный диск (38). Поршень (32) располагается по меньшей мере частично в стволе (82) корпуса (58) в первом продольном осевом положении относительно корпуса (58), когда давление текучей среды, действующей на основание (30), ниже порогового давления. Первый смещающий элемент (68) располагается между основанием (30) поршня (32) и плечом (72) корпуса (58), при этом усилие первого смещающего элемента (68) преодолевается давлением текучей среды, действующей на основание (30), равным или выше порогового давления, тем самым позволяя поршню (32) перемещаться во второе продольное осевое положение. Поворотный диск (38) имеет первое угловое положение, когда поршень (32) находится в первом осевом положении. Второй смещающий элемент (74) выполнен с возможностью принудительного перемещения диска (38) во второе угловое положение, когда поршень (32) находится во втором осевом положении. Техническим результатом является предоставление надежного механического устройства, которое не требует сложных электрических сетей. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.
Уровень техники
[0001] Сосуды под давлением обычно используются для содержания различных видов текучих сред, находящихся под давлением, таких как водород, кислород, природный газ, азот, пропан, метан и другие виды топлива, например. Как правило, сосуды под давлением могут быть любого размера или конфигурации. Сосуды могут быть тяжелыми или легкими, одноразовыми (например, однократного применения), многоразовыми, подверженными высоким давлениям (например, более 50 фунт/кв.дюйм), низким давлениям (например, менее 50 фунт/кв.дюйм) или использоваться для хранения текучих сред при повышенных или криогенных температурах, например.
[0002] Подходящие материалы оболочки сосуда под давлением включают в себя металлы, такие как сталь; или композиты, которые могут включать в себя слоистые слои намотанных оптических стекловолокон или других синтетических волокон, связанных вместе термоотверждающейся или термопластичной смолой. Волокно может быть стекловолокном, арамидным, углеродным, графитовым или любым другим общеизвестным волоконным армирующим материалом. Смолистый материал может быть эпоксидной смолой, полиэфиром, виниловым эфиром, термопластиком или любым другим подходящим смолистым материалом, способным обеспечить связывание волокна с волокном, связывание волокнисстого слоя с волокнистым слоем и сопротивление разрыву, необходимых для конкретного применения, в котором сосуддолжен использоваться сосуд. Композитная конструкция сосудов обеспечивает многочисленные преимущества, такие как легковесность и устойчивость к коррозии, усталостным нагрузкам и катастрофическому разрушению. Эти атрибуты связаны с высокой удельной прочносью армирующих волокон или нитей.
[0003] Полимерная или другая неметаллическая упругая футеровка или камера часто располагается внутри композитной оболочки для герметизации сосуда и предотвращения контакта внутренних текучих сред с композитным материалом. Футеровка может быть изготовлена посредством компрессионного формования, формования раздувом, литьевого формования или любым другим общеизвестным способом. Альтернативно, футеровка может быть выполнена из других материалов, включая сталь, алюминий, никель, титан, платину, золото, серебро, нержавеющую сталь и любые их сплавы. Такие материалы могут, как правило, характеризоваться наличием высокого модуля упругости. В одном варианте осуществления футеровка формуется из полученного формованием раздувом полиэтилена высокой плотности (HDPE).
[0004] Фиг. 1 иллюстрирует вытянутый сосуд 10 под давлением, такой как сосуд, описанный в патенте США № 5,476,189, озаглавленном "Pressure vessel with damage mitigating system", который включен сюда путем ссылки. Сосуд 10 под давлением имеет секцию 12 основной части и по существу полусферические или куполообразные концевые секции 14. Бобышка 16, обычно изготовленная из алюминия, обеспечена на одном или обоих концах сосуда 10 под давлением, чтобы обеспечить отверстие для сообщения между внутренней средой 17 сосуда 10 под давлением и внешней средой 19. Как показано на фиг. 2, сосуд 10 под давлением формируется с футеровкой 20 (такой как внутренняя полимерная футеровка), покрытой оболочкой 18. В примере оболочка 18 может быть оболочкой из композиционного материала, полученного намоткой волокон. Оболочка 18 допускает составляющие структурные нагрузки на сосуд 10 под давлением, в то время как футеровка 20 обеспечивает газовый барьер.
[0005] Фиг. 2 иллюстрирует вид в частичном поперечном разрезе, взятом по линии 2-2 на фиг. 1, концевой секции 14, включающей в себя бобышку 16, такую как раскрыто в патенте США № 5,429,845, озаглавленном "Boss for a filament wound pressure vessel", который включен сюда путемссылки. Бобышка 16 включает в себя горловину 22, имеющую внешнюю поверхность 23 и отверстие 26. Отверстие 26 перпендикулярно пересекает внешнюю поверхность 23 бобышки 16 и позводяет текучей среде сообщаться между внешней средой 19 и внутренней средой 17 сосуда 10 под давлением. Бобышка 16 также включает в себя фланец 24 (изображенный в виде кругового фланца), проходящий радиально наружу от отверстия 26 горловины 22. В целом, фланец 24 бобышки 16 находится между фрагментами футеровки 20 и/или размещается между футеровкой 20 и оболочкой 18. Типично, оболочка 18 упирается в горловину 22.
[0006] В этом описании изобретения поверхности, направления и элементы, обращенные к внутренней среде 17, упоминаются с описателем "внутренний", а поверхности, направления и элементы, обращенные к внешней средй 19, упоминаются с описателем "внешний". Следует понимать, что это обозначение не является ограничивающим; скорее, оно предусматривается для удобства и легкости понимания, и другие описатели могут также быть использованы и/или являются подходящими. Подробности, относящиеся к формированию иллюстративного сосуда под давлением, описываются в патенте США № 4,838,971, озаглавленном "Filament Winding Process and Apparatus", который включен в данный документ путем ссылки.
Сущность изобретения
[0007] В одном аспекте, индикатор давления включает в себя корпус, поршень, первый и второй смещающие элементы и поворотный диск. Корпус включает в себя по существу цилиндрический ствол, имеющий продольную ось и плечо. Поршень располагается по меньшей мере частично в стволе. Поршень включает в себя основание и шток, который проходит от основания по продольной оси. Поршень располагается в первом осевом положении относительно корпуса, когда давление текучей среды, действующей на основание, ниже порогового давления. Первый смещающий элемент располагается между основанием поршня и плечом корпуса, при этом усилие первого смещающего элемента преодолевается давлением текучей среды, действующей на основание, равным или выше порогового давления, тем самым позволяя поршню перемещаться во второе осевое положение относительно корпуса. Поворотный диск выполнен с возможностью вращения вокруг продольной оси. Диск имеет первое угловое положение, когда поршень находится в первом осевом положении. Второй смещающий элемент выполнен с возможностью принудительного перемещения диска во второе угловое положение, когда поршень находится во втором осевом положении.
[0008] В другом аспекте, способ для указания того, что уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве сосуда под давлением превысил пороговый уровень давления, включает в себя представление первого визуального указания, когда уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве сосуда под давлением ниже порогового уровня давления; представление второго визуального указания, отличного от первого визуального указания, когда уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве сосуда под давлением увеличился до уровня выше порогового уровня давления; и удержание второго визуального указания, даже после того как уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве сосуда под давлением уменьшился до уровня ниже порогового уровня давления.
[0009] Данное описание в его различных комбинациях, в форме устройства либо способа, также может характеризоваться следующим списком пунктов:
1. Индикатор давления, включающий в себя:
корпус, включающий в себя:
по существу цилиндрический ствол, имеющий продольную ось; и
плечо;
поршень, расположенный по меньшей мере частично в стволе, и включающий в себя:
основание; и
шток, который проходит от основания по продольной оси;
при этом поршень располагается в первом осевом положении относительно корпуса, когда давление текучей среды, действующей на основание, ниже порогового давления;
первый смещающий элемент, расположенный между основанием поршня и плечом корпуса, при этом усилие первого смещающего элемента преодолевается давлением текучей среды, действующей на основание, равным или выше порогового давления, тем самымпозволяя поршню перемещаться во второе осевое положение относительно корпуса;
поворотный диск, выполненный с возможностью вращения вокруг продольной оси, при этом диск имеет первое угловое положение, когда поршень находится в первом осевом положении; и
второй смещающий элемент, выполненный с возможностью принудительного перемещения диска во второе угловое положение, когда поршень находится во втором осевом положении.
2. Индикатор давления по п. 1, в котором поворотный диск включает в себя:
первый сектор, имеющий первое визуальное указание; и
второй сектор, имеющий второе визуальное указание, отличное от первого визуального указания.
3. Индикатор давления по п. 2, дополнительно включающий в себя пластину, имеющую окно, через которое виден первый сектор, когда диск находится в первом угловом положении, и через которое виден второй сектор, когда диск находится во втором угловом положении.
4. Индикатор давления по п. 3, в котором пластина является неподвижной относительно корпуса.
5. Индикатор давления по любому из пп. 1-4, в котором поворотный диск включает в себя язычок.
6. Индикатор давления по п. 5, в котором шток включает в себя первую канавку, выполненную с возможностью приема язычка, когда поршень находится в первом осевом положении.
7. Индикатор давления по п. 6, в котором первая канавка выровнена по существу параллельно продольной оси.
8. Индикатор давления по любому из пп. 6, 7, в котором шток включает в себя вторую канавку, которая:
выровнена по существу перпендикулярно продольной оси;
соединяется с первой канавкой; и
выполнена с возможностью приема язычка, когда поршень находится во втором осевом положении.
9. Индикатор давления по п. 8, в котором шток включает в себя третью канавку, которая:
выровнена по существу параллельно продольной оси;
соединяется со второй канавкой; и
выполнена с возможностью приема язычка, когда поршень перемещается из второго осевого положения в первое осевое положение.
10. Индикатор давления по любому из пп. 1-9, в котором:
поворотный диск содержит выступ; и
корпус содержит дугообразное углубление, выполненное с возможностью принимать выступ.
11. Индикатор давления по п. 10, в котором:
дугообразное углубление имеет противоположные первый и второй концы;
выступ находится на первом конце, когда поворотный диск находится в первом угловом положении; и
выступ находится на втором конце, когда поворотный диск находится во втором угловом положении.
12. Индикатор давления по любому из пп. 1-11, в котором корпус содержит углубление, в котором располагается второй смещающий элемент.
13. Индикатор давления по любому из пп. 1-12, в котором второй смещающий элемент имеет противоположные первый и второй концы, при этом первый конец является закрепленным относительно корпуса, и второй конец является присоединенным к поворотному диску.
14. Способ для указания того, что уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве сосуда под давлением превысил пороговый уровень давления, при этом способ включает в себя:
представление первого визуального указания, когда уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве сосуда под давлением ниже порогового уровня давления;
представление второго визуального указания, отличного от первого визуального указания, когда уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве сосуда под давлением повысился до уровня выше порогового уровня давления; и
удержание второго визуального указания даже после того, как уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве сосуда под давлением уменьшился до уровня ниже порогового уровня давления.
15. Способ по п. 14, в котором представление первого визуального указания включает в себя расположение первого сектора поворотного диска в окне пластины.
16. Способ по п. 15, в котором представление второго визуального указания включает в себя поворот поворотного диска для расположения второго сектора поворотного диска в окне пластины.
17. Способ по п. 16, в котором удержание второго визуального указания включает в себя сохранение относительного положения поворотного диска относительно пластины.
18. Способ по любому из пп. 14-17, в котором представление первого визуального указания включает в себя расположение центрального штока индикатора по существу в корпусе индикатора.
19. Способ по п. 18, в котором представление второго визуального указания включает в себя выступание по меньшей мере части центрального штока индикатора снаружи корпуса индикатора.
[0010] Данный раздел предназначен для того, чтобы в упрощенной форме представить концепции, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании. Данный раздел не предназначен, для определения ключевых признаков или существенных признаков раскрытого или заявленного предмета изобретения, и не предназначен для описания каждого раскрытого варианта осуществления или каждой реализации раскрытого или заявленного предмета изобретения. В частности, отличительные признаки, раскрытые в данном документе относительно одного варианта осуществления, могут в равной степени быть применимы к другому. Кроме этого, этот раздел не предназначен для использования в качестве помощи при определении объема заявленного предмета изобретения. Множество других новых преимуществ, отличительных признаков и взаимосвязей станут очевидными по мере продолжения этого описания. Последующие чертежи и описание более конкретно поясняют иллюстративные варианты осуществления.
Краткое описание чертежей
[0011] Раскрытый предмет изобретения будет дополнительно объяснен со ссылкой на приложенные чертежи, при этом аналогичные элементы конструкции или системы обозначены аналогичными ссылочными номерам на нескольких видах. Предполагается, что все описания являются применимыми к похожим и аналогичным конструкциям повсюду в нескольких вариантах осуществления.
[0012] Фиг. 1 - это вид сбоку типичного традиционного сосуда под давлением.
[0013] Фиг. 2 - это вид в частичном поперечном разрезе одного конца сосуда под давлением на фиг. 1, взятом по линии 2-2 на фиг. 1.
[0014] Фиг. 3 - это вид в перспективе иллюстративного индикатора давления в конфигурации с низким давлением.
[0015] Фиг. 3A - это вид в поперечном сечении индикатора на фиг. 3, взятом по линии A-A на фиг. 3.
[0016] Фиг. 4 - это вид сбоку в разрезе индикатора на фиг. 3 и 3A.
[0017] Фиг. 4A - это вид в с торца в поперечном сечении, взятом по линии A-A на фиг. 4.
[0018] Фиг. 5 - это вид в перспективе иллюстративного индикатора в конфигурации с высоким давлением.
[0019] Фиг. 5A - это вид в поперечном сечении индикатора на фиг. 5, взятом по линии A-A на фиг. 5.
[0020] Фиг. 6 - это вид сбоку в разрезе индикатора на фиг. 5 и 5A.
[0021] Фиг. 6A - это вид с торца в поперечном сечении индикатора, взятом по линии A-A на фиг. 6.
[0022] Фиг. 7 - это вид в перспективе индикатора, который сработал вследствие состояния высокого давления и остается в этом состоянии, даже когда сосуд под давлением возвращается в состояние низкого давления.
[0023] Фиг. 8 - это развернутый вид в перспективе поршня и поворотного индикаторного диска иллюстративного индикатора давления.
[0024] В то время как вышеуказанные чертежи излагают один или более вариантов осуществления раскрытого предмета изобретения, другие варианты осуществления также рассматриваются, как отмечено в описании. Во всех случаях, это описание представляет раскрытый предмет изобретения в качестве иллюстрации, а не ограничения. Следует понимать, что специалистами в области техники могут быть разработанымногочисленные другие модификации и варианты осуществления , которые подпадают под объем принципов этого описания.
[0025] Чертежи могут быть представлены не в масштабе. В частности, некоторые отличительные признаки могут быть укрупнены относительно других отличительных признаков для ясности. Более того, когда используются термины, такие как выше, ниже, над, под, верхний, нижний, боковой, правый, левый, вертикальный, горизонтальный, горизонтальный и т.д., следует понимать, что они используются только для простоты понимания описания. Предполагается, что конструкции могут быть ориентированы иным образом.
Подробное описание изобретения
[0026] Текущая концепция описывает индикатор для визуального отображения того, испытывает ли цилиндр под давлением давление выше заданного порогового значения. В настоящее время, в полевых условиях трудно определить, было ли когда-либо в конкретном цилиндре избыточное давление. Такое определение будет помогать в оценке целостности цилиндра и предоставит дополнительных данных для исследования повреждения.
[0027] Иллюстративный индикатор выполняется в виде резьбового штуцера, подсоединенного к сосуду под давлением на бобышке или клапане. Как показано на фиг. 3 и 3A, индикатор имеет пустое представление, когда в сосуде под давлением отсутствует внутреннее давление, или когда имеется внутреннее давление ниже порогового давления, при котором пружина между поршнем и корпусом индикатора сжимается. На фиг. 5 и 5A внутреннее давление выше порогового давления, тем самым, перемещая поршень вправо на чертеже и, тем самым, сжимая пружину. На поверхности индикатора давления неподвижная пластина с отверстиями в ней покрывает некоторую часть секторов пластины под ней, которые поочередно являются пустыми и обозначенными символом (показано на фиг. 8).
[0028] Как показано на фиг. 3-4A, когда поршень втягивается внутрь индикатора, язычок диска индикатора находится в первой канавке, так что пустые секторы показываются в окнах неподвижной пластины. Однако, как показано на фиг. 5-6A, после сжатия посредством внутреннего давления выше порогового уровня давления, язычок диска индикатора поворачивается во второй канавке поршня на 45 градусов, за счет чего поочередно обозначенные символами сектора показываются в окнах пластины. Кроме того, шток поршня "выталкивается" за снабженную окнами пластину. В то время как иллюстрируется конкретный вариант осуществления описанного индикатора давления, следует понимать, что идеи в данном документе могут также быть применены к другим вариантам осуществления, например, когда диск поворачивается на радиальный угол, отличный от 45 градусов, или когда снабженная окнами пластина имеет больше или меньше окон, например.
[0029] Даже когда внутреннее давление сосуда возвращается к давлению ниже порогового уровня, индикатор остается сработавшим (т.е. показывает сектора 42 высокого давления в окнах 36), как показано на фиг. 7, так что пользователь может определить при визуальном осмотре, что сосуд давления подвергся давлению выше своего максимального допустимого уровня (т.е., порогового уровня давления).
[0030] Фиг. 3-4A демонстрируют иллюстративный индикатор 28 давления в конфигурации с низким давлением. В примерном способе использования индикатор 28 давления устанавливается на сосуд 10 под давлением в отверстии, таком как отверстие 26, например, или другом отверстии сквозь сосуд 10 под давлением, так что основание 30 поршня 32 находится в контакте или в сообщении по текучей среде с внутренней средой 17 сосуда 10 под давлением. Индикаторная пластина 34, имеющая окна 36 внутри, является видимой для пользователя, находящемуся в среде 19, внешней по отношению к сосуду 10 под давлением. Как показано на фиг. 3, 3A и 8, поворотный диск 38 имеет чередующиеся сектора 40, имеющие визуальное указание низкого давления, и чередующиеся сектора 42, имеющие визуальное указание высокого давления.
[0031] Как показано на фиг. 3 и 3A, сектора 40 низкого давления являются видимыми через окна 36 индикаторной пластины 34, в то время как сектора 42 индикатора высокого давления покрываются непрозрачными участками индикаторной пластины 34, расположенными между окнами 36. Как показано на фиг. 3A и 8, поршень 32 включает в себя основание 30 и шток 44. В иллюстративном варианте осуществления шток 44 включает в себя первую канавку 46, вторую канавку 48 и третью канавку 50. В иллюстративном варианте осуществления первая и третья канавки 46, 50 по существу параллельны и выровнены с продольной осью 52 индикатора 28. Вторая канавка 48 располагается в конце каждой из первой и третьей канавок 46, 50 и ориентирована по существу перпендикулярно первой и третьей канавкам 46, 50. Поворотный диск 38 включает в себя язычок 54, выполненный с возможностью перемещения в каждой из канавок 46, 48 и 50. Как показано на фиг. 3A и 4A, обратная сторона поворотного диска 38 включает в себя два диаметрально противоположных выступа 56, выполненных с возможностью вставки в корпус 58 индикатора 28 в углублениях 60 и 62.
[0032] Как показано на фиг. 3A и 8, основание 30 поршня 32 включает в себя канавку 64 для приема уплотнения 66, такого как кольцевое уплотнение или уплотняющая прокладка. Как показано на фиг. 3A, смещающий элемент 68, такой как винтовая пружина сжатия, например, располагается в полости между поршнем 32 и корпусом 58 (в стволе 82), при этом его концы сжаты плечом 70 основания 30 поршня 32 и плечом 72 корпуса 58.
[0033] На фиг. 4A показан другой смещающий элемент 74, в форме винтовой пружины растяжения, который показан в растянутой конфигурации, при этом его конец 76, присоединенным в неподвижном местоположении к корпусу 58 в углублении 62. Другой конец 78 смещающего элемента 74 присоединен к выступу 56 поворотного диска 38, при этом выступ 56 является подвижным по участку дуги окружности в углублении 62. Как показано на фиг. 3A и 4A, в конфигурации с низким давлением индикатора 28 давления, сектора 40, обозначающие низкое давление, являются видимыми через окна 36 индикаторной пластины 34. Кроме того, язычок 54 поворотного диска 38 располагается в первой канавке 46 штока 44 поршня 32.
[0034] Индикатор 28 давления остается в конфигурации низкого давления на фиг. 3-4A, пока внутреннее давление во внутренней среде 17 сосуда 10 под давлением ниже порогового значения, откалиброванного до константы пружины смещающего элемента 68. Когда это пороговое значение давления достигается или превышается, давление текучей среды действует на основание 30 поршня 32, чтобы перемещать поршень 32 вправо на приведенных чертежах, так что смещающий элемент 68 сжимается, как показано на фиг. 5A. Это смещение поршня 32 в направлении вправо на чертежах ограничивается соприкосновением плеча 70 основания 30 поршня 32 с плечом 80 корпуса 58. Со сжатием смещающего элемента 68 до данной степени язычок 54 поворотного диска 38 попадает в перпендикулярную канавку 48 штока 44 поршня 32.
[0035] В иллюстративном варианте осуществления, когда язычок 54 поворотного диска 38 входит в перпендикулярную канавку 48, тянущие усилия от смещающего элемента 74 (посредством возврата смещающего элемента 74 в свое нерастянутое состояние) побуждают диск 38 вращаться вокруг продольной оси 52 относительно корпуса 58, так что язычок 54 перемещается по канавке 48 по направлению к канавке 50. Поскольку язычок 54 поворотного диска 38 больше не удерживается в первой канавке 46, поворотный диск 38 может вращаться вокруг продольной оси 52, тем самым позволяя чередующимся секторам 42, показывающим указание высокого давления, быть видимыми через окна 36 индикаторной пластины 34. Кроме того, когда давление текучей среды внутри сосуда 10 под давлением толкает поршень 32 вправо на чертежей, участки штока 44 выталкиваются за лицевую поверхность индикаторной пластины 34. Соответственно, во время состояния высокого давления сосуда 10 под давлением выше порогового значения давления два визуальных индикатора этого состояния высокого давления представляются наблюдателю: 1) выдвинутое состояние штока 44 поршня 32 за индикаторную пластину 34; и 2) видимые чередующие сектора 42 с указаниями высокого давления на них.
[0036] В то время как иллюстрируются конкретные варианты осуществления чередующихся секторов 40, показывающих низкое давление, и чередующихся секторов 42, показывающих высокое давление, предполагается, что могут быть использованы другие визуальные различающиеся указания. Например, чередующиеся сектора 40, показывающие низкое давление, могут иметь зеленый цвет, в то время как чередующиеся сектора 42, имеющие указание высокого давления, могут быть окрашены красным. Другие контрастирующие визуальные указания также могут быть использованы. Например, выдвинутый участок штока 44 поршня 32 может иметь контрастную цветовую схему.
[0037] Как показано на фиг.7, давление внутри сосуда 10 под давлением упало ниже порогового значения давления, тем самым позволяя смещающему элементу 68 расширяться, чтобы перемещать поршень 32 обратно в левом направлении, показанном на чертежах, и внутрь корпуса 58. Однако, визуальное указание поворотного диска 38 остается тем же, с чередующимися секторами 42, указывающими высокое давление, видимыми через окна 36 индикаторной пластины 34. Это сохранение видимости секторов 42 высокого давления является результатом натяжения смещающего элемента 74, которое удерживает выступы 56 поворотного диска 38 в положениях, показанных на фиг. 6A. Соответственно, когда поршень 32 возвращается в положение влево на чертежах, язычок 54 поворотного диска 38 теперь перемещается в третьей канавке 50. Таким образом, после ситуации высокого давления, которая инициирует указания высокого давления секторов 42 поворотного диска 38, визуальное указание поворотного диска 38 остается сработавшим (т.е., показывающим сектора 42 высокого давления через окна 36), даже когда внутренняя среда 17 сосуда под давлением возвращается в состояние низкого давления.
[0038] Когда наблюдатель видит конфигурацию индикатора 28 давления, показанную на фиг. 3, он или она знает, что сосуд под давлением не испытывал внутреннее давление текучей среды выше порогового значения, установленного для индикатора 28 давления. Когда пользователь видит указание, приведенное на фиг. 5, пользователь предупрежденается о том, что сосуд под давлением в настоящий момент находится в состоянии высокого давления выше порогового значения давления. Когда пользователь видит конфигурацию на фиг. 7, пользователь предупреждается о том, что сосуд под давлением ранее испытывал состояние высокого давления выше порогового давления, но в настоящее время вернулся в состояние низкого давления ниже порогового значения давления.
[0039] Соответственно, описанный индикатор 28 давления преимущественно показывает не только состояния низкого давления и высокого давления внутренней среды 17 сосуда 10 под давлением, но также и то, что сосуд 10 под давлением ранее испытывал состояние высокого давления выше порогового значения, даже если оно может быть в настоящее время ниже такого порогового значения давления. Это указание о том, что сосуд под давлением находился под избыточным давлением, обеспечивает пользователя дополнительной информацией, касающейся целостности сосуда под давлением. В иллюстративном способе использования индикатор 28 давления калибруется, чтобы механически срабатывать при пороговом давлении, которое немного выше максимального рекомендованного давления заполнения для этого конкретного сосуда под давлением. Индикатор 28 давления является надежным механическим устройством, которое не требует сложных электрических сетей, сетей датчиков или сигнальной связи.
[0040] В то время как иллюстрируются и описываются конкретные конструкции для элементов индикатора давления, предполагается, что могут быть использованы другие конструкции для осуществления аналогичных функций. Например, в то время как смещающие элементы 68 и 74 описываются как пружины, предполагается, что может быть использовано другое механическое средство сохранения энергии, такое как невинтовые пружины и тарельчатые пружины, например. Такие смещающие элементы могут быть откалиброваны так, чтобы осуществлять срабатывание индикатора давления при желаемом пороговом значении давления. Например, смещающие элементы 68 с меньшим сопротивлением будут позволять срабатывать индикатору 28 давления (т.е., показывать чередующиеся сектора 42, указывающие высокое давление) при более низком пороговом значении давления.
[0041] Примерный, неограничивающий вариант осуществления индикатора 28 давления включает в себя корпус 58, поршень 32, первый смещающий элемент 68, поворотный диск 38 и второй смещающий элемент 74. Корпус 58 включает в себя по существу цилиндрический ствол 82, имеющий продольную ось 52 и плечо 80. Поршень 32 располагается по меньшей мере частично в стволе 82 и включает в себя основание 30 и шток 44, который проходит от основания 30 по продольной оси 52. Поршень 32 располагается в первом осевом положении (показанном на фиг. 3A) относительно корпуса 58, когда давление текучей среды, действующей на основание 30, ниже порогового давления. Первый смещающий элемент 68 располагается между основанием 30 поршня 32 и плечом 80 корпуса 58. Усилие (такое как усилие пружины) первого смещающего элемента 68 преодолевается давлением текучей среды, действующей на основание 30, равным или выше порогового давления, вследствие чего поршень 32 перемещается во второе осевое положение относительно корпуса (показано на фиг. 5A). Поворотный диск 38 выполнен с возможностью вращения вокруг продольной оси 52, при этом диск 38 имеет первое угловое положение (показано на фиг. 3A), когда поршень 32 находится в первом осевом положении. Второй смещающий элемент 74 выполнен с возможностью принудительного перемещения диска 38 во второе угловое положение (показано на фиг. 5A), когда поршень 32 находится во втором осевом положении.
[0042] В иллюстративном варианте осуществления поворотный диск 38 включает в себя первый сектор 40, имеющий первое визуальное указание, и второй сектор 42, имеющий второе визуальное указание, отличное от первого визуального указания. В иллюстративном варианте осуществления индикатор 28 давления дополнительно включает в себя пластину 34, имеющую окно 36, через которое является видимым первый сектор 40, когда диск 38 находится в первом угловом положении, и через которое является видимым второй сектор 42, когда диск 38 находится во втором угловом положении. В иллюстративном варианте осуществления пластина 34 является неподвижной относительно корпуса 58. В другом варианте осуществления индикатор 28 может быть спроектирован так, что пластина 34 вращается, в то время как диск 38 остается неподвижным, с относительным перемещением пластины 34 и диска 38, позволяя либо первым секторам 40, либо вторым секторам 42 быть видимыми через окна 36.
[0043] В иллюстративном варианте осуществления поворотный диск 38 включает в себя язычок 54. Шток 44 включает в себя первую канавку 46, выполненную с возможностью приема язычка 54, когда поршень 32 находится в первом осевом положении. В иллюстративном варианте осуществления первая канавка 46 выровнена по существу параллельно продольной оси 52. В иллюстративном варианте осуществления шток 44 включает в себя вторую канавку 48, которая выровнена по существу перпендикулярно продольной оси 52, соединяется с первой канавкой 46 и выполнена с возможностью приема язычка 54, когда поршень 32 находится во втором осевом положении. В иллюстративном варианте осуществления шток 44 включает в себя третью канавку 50, которая выровнена по существу параллельно продольной оси 52, соединяется со второй канавкой 48 и выполенна с возможностью приема язычка 54, когда поршень 32 перемещается из второго осевого положения (см. фиг. 5A) в первое осевое положение (см. фиг. 7).
[0044] В иллюстративном варианте осуществления поворотный диск 38 включает в себя выступ 56, а корпус 58 включает в себя дугообразное углубление 60, выполненное с возможностью приема выступа 56. В иллюстративном варианте осуществления дугообразное углубление 60 имеет противоположные первый и второй концы. Как показано на фиг. 4A, выступ 56 располагается на первом конце, когда поворотный диск 38 находится в первом угловом положении. Как показано на фиг. 6A, выступ 56 располагается на втором конце, когда поворотный диск 38 находится во втором угловом положении.
[0045] В иллюстративном варианте осуществления корпус 58 включает в себя углубление 62, в котором располагается второй смещающий элемент 74. В иллюстративном варианте осуществления второй смещающий элемент 74 включает в себя противоположные первый и второй концы, при этом первый конец 76 является неподвижным относительно корпуса 58, и при этом второй конец 78 является присоединенным к поворотному диску 38.
[0046] В иллюстративном варианте осуществления описывается способ для указания того, что уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве 17 сосуда 10 под давлением превысил пороговый уровень давления. Способ включает в себя представление первого визуального указания (см. фиг. 3), когда уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве 17 сосуда 10 под давлением ниже порогового уровня давления. Способ включает в себя представление второго визуального указания (см. фиг. 5), отличного от первого визуального указания (см. фиг. 3), когда уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве 17 сосуда 10 под давлением увеличился до уровня выше порогового уровня давления. Способ включает в себя сохранение второго визуального указания (см. фиг. 7), даже после того как уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве 17 сосуда 10 под давлением уменьшился до уровня ниже порогового уровня давления.
[0047] В иллюстративном варианте осуществления представление первого визуального указания включает в себя расположение первого сектора 40 поворотного диска 38 в окне 36 пластины 34. В иллюстративном варианте осуществления представление второго визуального указания включает в себя поворот поворотного диска 38, чтобы расположить второй сектор 42 поворотного диска 38 в окне 36 пластины 34. В иллюстративном варианте осуществления удержание второго визуального указания включает в себя сохранение относительного положения поворотного диска 38 относительно пластины 34.
[0048] В иллюстративном варианте осуществления представление первого визуального указания включает в себя расположение центрального штока 44 индикатора 28 по существу в корпусе 58 индикатора 28. В иллюстративном варианте осуществления представление второго визуального указания включает в себя выступание по меньшей мере части центрального штока 44 индикатора 28 наружу из корпуса 58 индикатора 28.
[0049] Хотя предмет этого изобретения был описан со ссылкой на несколько вариантов осуществления, специалисты в области техники признают, что могут быть выполнены изменения в форме и деталях без отступления от объема настоящего изобретения. Кроме того, любой отличительный признак, описанный относительно одного варианта осуществления, может быть включен в другой вариант осуществления, и наоборот.
1. Индикатор давления, включающий в себя:
корпус, включающий в себя:
по существу цилиндрический ствол, имеющий продольную ось; и
плечо;
поршень, расположенный по меньшей мере частично в стволе, и включающий в себя:
основание; и
шток, который проходит от основания по продольной оси;
при этом поршень располагается в первом осевом положении относительно корпуса, когда давление текучей среды, действующей на основание, ниже порогового давления;
первый смещающий элемент, расположенный между основанием поршня и плечом корпуса, при этом усилие первого смещающего элемента преодолевается давлением текучей среды, действующей на основание, равным или выше порогового давления, тем самым позволяя поршню перемещаться во второе осевое положение относительно корпуса;
поворотный диск, выполненный с возможностью вращения вокруг продольной оси, при этом диск имеет первое угловое положение, когда поршень находится в первом осевом положении, причем поворотный диск включает в себя язычок; и
второй смещающий элемент, выполненный с возможностью принудительного перемещения диска во второе угловое положение, когда поршень находится во втором осевом положении.
2. Индикатор давления по п. 1, в котором шток включает в себя первую канавку, выполненную с возможностью приема язычка, когда поршень находится в первом осевом положении.
3. Индикатор давления по п. 2, в котором первая канавка выровнена по существу параллельно продольной оси.
4. Индикатор давления по любому из пп. 2, 3, в котором шток включает в себя вторую канавку, которая:
выровнена по существу перпендикулярно продольной оси;
соединяется с первой канавкой; и
выполнена с возможностью приема язычка, когда поршень находится во втором осевом положении.
5. Индикатор давления по п. 4, в котором шток включает в себя третью канавку, которая:
выровнена по существу параллельно продольной оси;
соединяется со второй канавкой; и
выполнена с возможностью приема язычка, когда поршень перемещается из второго осевого положения в первое осевое положение.
6. Индикатор давления по любому из пп. 1-3, в котором:
поворотный диск содержит выступ; и
корпус содержит дугообразное углубление, выполненное с возможностью принимать выступ.
7. Индикатор давления по п. 6, в котором:
дугообразное углубление имеет противоположные первый и второй концы;
выступ находится на первом конце, когда поворотный диск находится в первом угловом положении; и
выступ находится на втором конце, когда поворотный диск находится во втором угловом положении.
8. Индикатор давления по любому из пп. 1-3, в котором корпус содержит углубление, в котором располагается второй смещающий элемент.
9. Индикатор давления по любому из пп. 1-3, в котором второй смещающий элемент имеет противоположные первый и второй концы, при этом первый конец является закрепленным относительно корпуса, и второй конец является присоединенным к поворотному диску.
10. Способ использования индикатора давления по любому из пп. 1-3 для указания того, что уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве сосуда под давлением превысил пороговый уровень давления, при этом способ включает в себя:
представление первого визуального указания, когда уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве сосуда под давлением ниже порогового уровня давления;
представление второго визуального указания, отличного от первого визуального указания, когда уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве сосуда под давлением повысился до уровня выше порогового уровня давления; и
удержание второго визуального указания даже после того, как уровень давления текучей среды во внутреннем пространстве сосуда под давлением уменьшился до уровня ниже порогового уровня давления.
11. Способ по п. 10, в котором представление первого визуального указания включает в себя расположение первого сектора поворотного диска в окне пластины.
12. Способ по п. 11, в котором представление второго визуального указания включает в себя поворот поворотного диска для расположения второго сектора поворотного диска в окне пластины.
13. Способ по п. 12, в котором удержание второго визуального указания включает в себя сохранение относительного положения поворотного диска относительно пластины.
14. Способ по п. 10, в котором:
представление первого визуального указания включает в себя расположение штока индикатора по существу в корпусе индикатора; и
представление второго визуального указания включает в себя выступание по меньшей мере части штока индикатора снаружи корпуса индикатора.
