專利名稱：模塊化表面安裝的流體系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開的本發(fā)明大體上涉及用于流體系統(tǒng)的歧管和閥。
背景技術(shù)：
各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程經(jīng)常要求使用氣體和流體，其被由閥、調(diào)節(jié)器、壓力傳感器、質(zhì)量流量控制器等等組成的系統(tǒng)控制。這些部件通常通過(guò)使用焊接管和壓力配件而連接在一起，并安裝在垂直面板上。這些類型的連接在一些應(yīng)用中可能是不合要求的，因?yàn)檫@增加了焊接操作所用的額外時(shí)間和成本，增加了部件之間的不必要空間，并且使得難于更換位于其它部件之間的部件。另外，這些系統(tǒng)通常是定制設(shè)計(jì)和制造的，這使得制造成本和采購(gòu)備件非常昂貴。
新型的模塊化流體系統(tǒng)近年來(lái)已被引入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，以便克服這類問題。這些系統(tǒng)的典型部件如閥、壓力調(diào)節(jié)器和其它典型的流量元件已被重新構(gòu)造成使其進(jìn)口和出口端口共同定位成共面的構(gòu)造。另外，連接用流量元件的法蘭具有標(biāo)準(zhǔn)的尺寸和形狀，以便允許表面安裝元件的互換性。然而，這些流體系統(tǒng)具有非常昂貴的缺點(diǎn)，這是因?yàn)樗鼈冇筛呒兘饘倭蠙C(jī)加工而成。這些系統(tǒng)還要求使用非常昂貴的金屬密封件。因此，需要提供一種不太昂貴的模塊化歧管系統(tǒng)，以用于例如分析處理行業(yè)中。
目前尚未出現(xiàn)可買到的表面安裝構(gòu)造的止回閥，即設(shè)置成具有與出口端口相鄰的進(jìn)口端口并且具有帶預(yù)定底面積的配合面以便可釋放地連接在模塊化表面安裝歧管上的閥。標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)止回閥經(jīng)常用于模塊化歧管系統(tǒng)中，并要求與管道和其它裝配硬件的連接。另外，商業(yè)上需要有頂部具有端口的截流閥。
通過(guò)參考形成了本說(shuō)明書的一部分的附圖和權(quán)利要求，可以從以下詳細(xì)描述中清楚本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明概要本發(fā)明提供了一種用于流體歧管系統(tǒng)中的橋接接頭，其可與兩個(gè)或多個(gè)具有進(jìn)口端口和相鄰出口端口的表面安裝式流量元件流體相通。該橋接接頭具有帶有與第二端口相連的第一端口的外殼，其中內(nèi)部流體通路將第一和第二端口連接起來(lái)，還具有從該外殼上伸出來(lái)的至少一個(gè)凸起。
本發(fā)明還提供了一種模塊化流體歧管系統(tǒng)，其用于與兩個(gè)或多個(gè)各自具有進(jìn)口端口和相鄰且對(duì)準(zhǔn)的出口端口的表面安裝式流量元件相連。設(shè)有一個(gè)或多個(gè)橋接接頭，其中各橋接接頭包括外殼和從外殼上伸出來(lái)的凸起，以及具有用于接受凸起的凹槽和對(duì)準(zhǔn)孔的通道單元。
本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種帶有具有連接于其上的安裝法蘭的閥體的模塊化表面安裝的止回閥，該法蘭為基本上平面的，并具有設(shè)在法蘭中心周圍的進(jìn)口通道以及設(shè)置成與進(jìn)口通道相鄰的出口通道。閥體還包括與進(jìn)口通道和出口通道流體相通的閥室，該閥室還包括形成于進(jìn)口通道和閥室的接合處的閥座、設(shè)在閥室中的閥芯、以及安裝在閥室中以用于將閥芯朝著閥座偏壓的彈簧。
本發(fā)明還提供了包括具有連接于其上的安裝法蘭的閥體的氣動(dòng)式表面安裝的流量控制閥，該法蘭為基本上平面的，并具有圍繞法蘭中心而設(shè)置的進(jìn)口通道以及設(shè)置成與進(jìn)口通道相鄰的出口通道，閥體還包括與進(jìn)口通道和出口通道流體相通的空腔、設(shè)在空腔中的閥桿，以及安裝在空腔中以用于將閥桿的第一端偏壓成與進(jìn)口通道和出口通道形成密封接合的彈簧，閥桿還包括與位于閥桿下表面下方的促動(dòng)器流體隔室以及外部壓力源流體相通的內(nèi)部流體通路。
附圖簡(jiǎn)介

圖1是本發(fā)明的模塊化流體系統(tǒng)的分解透視圖；圖2是在圖1所示流體系統(tǒng)的方向2-2上的剖視圖；圖2a是端部連接件和歧管單元的局部透視圖；圖2b是端部連接件和歧管單元的一個(gè)備選實(shí)施例的局部分解圖；圖3是偏置-中心橋接接頭的一個(gè)備選實(shí)施例的剖視圖；圖4A和4B是中心-中心橋接接頭的一個(gè)備選實(shí)施例的剖視圖；圖5A是歧管橋接接頭的備選實(shí)施例的剖視圖；圖5B、圖6是橋接接頭的附加實(shí)施例的頂視圖和局部視圖；圖7是圖6所示橋接接頭的側(cè)剖視圖；圖8是橋接接頭的一個(gè)備選實(shí)施例的局部頂視圖；圖9是圖8所示橋接接頭的側(cè)剖視圖；圖10是橋接接頭的一個(gè)備選實(shí)施例的局部頂視圖；圖11是圖10所示橋接接頭的側(cè)剖視圖；圖12A和12B是顯示為分別處于關(guān)閉和開啟位置中的本發(fā)明的頂部具有端口的常閉閥的剖視圖；圖13A和13B是顯示為分別處于關(guān)閉和開啟位置中的本發(fā)明的頂部具有端口的常開閥的剖視圖；圖14是顯示為處于關(guān)閉位置中的本發(fā)明止回閥的剖視圖；圖15是圖14所示閥的閥芯的分解透視圖；圖16A是顯示為與兩個(gè)通道單元在一起的連接件裝配單元的分解透視圖；和圖16B是圖16A所示已裝配的連接件裝配單元和通道單元系統(tǒng)的剖視圖。
詳細(xì)描述本發(fā)明涉及模塊化表面安裝的流體系統(tǒng)以及與其一起使用的表面安裝的模塊化流量閥。模塊化表面安裝的流體系統(tǒng)在章節(jié)I中詳細(xì)介紹，而表面安裝的模塊化流量閥在章節(jié)II和III中更詳細(xì)地介紹。
I.模塊化表面安裝流體系統(tǒng)現(xiàn)在參見圖1，在圖中顯示了與表面安裝的流量元件如閥12和過(guò)濾器14一起使用的示例性模塊化流體系統(tǒng)10的分解視圖。其它流量元件如壓力傳感器(未示出)、質(zhì)量流量控制器(未示出)等等也可與本發(fā)明的模塊化歧管系統(tǒng)結(jié)合使用。如圖1和2所示，表面安裝元件12，14，16各自具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的方形安裝法蘭15，它們帶有至少一個(gè)進(jìn)口端口以及設(shè)置成與該進(jìn)口端口相鄰的至少一個(gè)出口端口。進(jìn)口/出口端口設(shè)在安裝法蘭15的底部平面的配合面17上。對(duì)于雙端口部件如過(guò)濾器14和普通的雙通閥16而言，進(jìn)口端口20設(shè)在安裝法蘭的底部平面的配合面17的中心，偏置出口端口22設(shè)置成與進(jìn)口端口20相鄰。對(duì)于普通的三通閥12而言，進(jìn)口端口24偏離了中心，并且還包括居中設(shè)置的進(jìn)口(或出口)端口26和偏置的出口端口28。應(yīng)當(dāng)注意，所有的進(jìn)口/出口端口都是共面的。
如圖1和2所示，流體系統(tǒng)10的基底或第一層包括一個(gè)或多個(gè)基底通道單元30?；淄ǖ绬卧?0在尺寸上設(shè)置成可容納一個(gè)或多個(gè)表面安裝的流量元件?；淄ǖ绬卧?0優(yōu)選可容納多個(gè)表面安裝流量元件?；淄ǖ绬卧?0包括用于接受表面安裝元件并將其固定在其上的上平面裝配面32，以及沿著通道單元的縱軸定向以便容納兩個(gè)或多個(gè)橋接接頭的通道或凹槽34。一系列螺紋緊固件(未示出)可穿過(guò)流量元件的基底安裝法蘭中的孔35而插入，以便將這些元件固定在基底通道單元30的對(duì)準(zhǔn)螺紋孔36中。凹槽或通道34優(yōu)選具有平行的側(cè)壁38，以及相對(duì)于各側(cè)壁垂直定向的底壁40。
本發(fā)明的模塊化流體系統(tǒng)10還包括容納在基底通道單元30的通道34中的一個(gè)或多個(gè)橋接接頭。如圖1至5所示的橋接接頭50，80，110，130，140，150，160用于“將流體橋接起來(lái)”，即提供從一個(gè)流量元件至其它相鄰流量元件的流體連通。橋接接頭還可提供從第一基底層中的流量元件至第二基底層中的流量元件的流體連通。橋接接頭的外形還提供了防誤裝的定位特征以及夾緊或固定特征，以便在沿垂直方位安裝時(shí)將橋接接頭固定在通道單元內(nèi)。所有這些特征將在下文中更詳細(xì)地介紹。
如圖2所示，稱為“偏置-中心”橋接接頭的第一類橋接接頭50連通了第一流量元件12的“偏置”定向端口28和相鄰的第二流量元件16的“中心”定位端口20之間的流體流動(dòng)。對(duì)于大多數(shù)雙端口流量元件而言，偏置定向端口22一般為出口，中心定向端口20一般為進(jìn)口。偏置-中心橋接接頭50包括外殼52，其具有設(shè)在外殼上表面上的第一或“偏置”端口54和第二或“中心”端口56。橋接接頭的偏置端口54設(shè)置成用于與第一流體流量元件12的偏置端口28流體連通，而橋接接頭的中心端口56設(shè)置成用于與相鄰的第二流體流量元件16的中心端口20流體連通。如圖2所示，當(dāng)橋接接頭50容納在基底單元30的通道內(nèi)時(shí)，第一端口54和第二端口56相對(duì)于基底通道安裝面32齊平。第一和第二端口優(yōu)選包括位于端口孔周圍的用來(lái)接受墊圈或O型密封圈57的圓形凹腔或沉孔。該密封件可以為任何合適的材料，例如彈性體、塑料、橡膠或聚合物材料。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易清楚可用于本發(fā)明的其它密封技術(shù)。
橋接接頭的第一端口54和第二端口56各自連接在彎管形內(nèi)部流體通路58a，58b上。連接在一起的可選用的直流通路60a，60b從彎管形內(nèi)部流體通路58a，58b中延伸出來(lái)。因此，彎管形內(nèi)部流體通路58a，58b和直流通路60a，60b相配合而形成了U形的內(nèi)部流體通路。
為了保證橋接接頭50的中心端口與流量元件16的中心定向孔20以及第二層中的歧管橋接接頭的正確定位，擴(kuò)大凸部64從與偏置-中心橋接接頭50的中心端口56相對(duì)的底面62上延伸出來(lái)。該擴(kuò)大凸部64被對(duì)準(zhǔn)以便容納在位于通道單元30的底壁40中的下降孔66中，從而提供了橋接接頭50的中心端口56與表面安裝元件16的中心端口20和位于第二或歧管層中的橋接接頭的可能端口(未示出)的對(duì)準(zhǔn)。凸部64的深度和直徑在尺寸上設(shè)置成可在通道單元30旋轉(zhuǎn)至垂直方位中時(shí)將橋接接頭固定在通道中。當(dāng)通道單元30處于垂直方位中時(shí)，凸部的側(cè)壁以可將橋接接頭固定在通道中的方式而與孔66的側(cè)壁形成干涉。另外，凸部64的直徑在尺寸上設(shè)置成僅略小于孔66，以便進(jìn)一步幫助將凸部固定在孔66中。凸部64還可包括用于插入墊圈的未穿透式凹入?yún)^(qū)67，因此凸部端可用作蓋子，以用于封堵位于歧管層內(nèi)的歧管橋接接頭的相配端口112內(nèi)的流動(dòng)，如下所述。
偏置中心橋接接頭50還可包括從與偏置端口54相對(duì)的底面中延伸出來(lái)的第二凸部70。第二凸部70優(yōu)選與第一凸部64具有不同的尺寸，并且被容納在與表面安裝元件12的偏置端口位置28對(duì)準(zhǔn)的互補(bǔ)形狀的盲孔72中。當(dāng)?shù)诙共?0具有與第一凸部64不同的尺寸或形狀時(shí)，凸部64，70將只配合在其相應(yīng)的孔66，72中。如通道單元30的剖開部分所示，通道單元具有一系列重復(fù)圖案的孔沉孔72、通孔66、沉孔72。沉孔72與偏置閥端口22對(duì)準(zhǔn)，而通孔66與中心閥端口20對(duì)準(zhǔn)。因此，一定布置和尺寸的通道單元孔和不同尺寸(形狀)的凸部與橋接接頭和閥的各自的偏置、中心端口對(duì)準(zhǔn)，從而防止橋接接頭在通道單元內(nèi)的誤裝和不正確定位。
因此，第一凸部64和第二凸部70分別用于提供橋接接頭50的偏置端口54、中心端口56與表面安裝元件12、16的相應(yīng)偏置端口28、中心端口20的對(duì)準(zhǔn)。第一凸部64和第二凸部70還在通道單元被垂直地固定時(shí)用于將橋接接頭50固定在通道內(nèi)，從而消除了對(duì)單獨(dú)固定夾的需要。
在圖1、2中還顯示了橋接接頭80的第二實(shí)施例，其稱為“偏置-偏置”橋接接頭。偏置-偏置橋接接頭連通了第一流量元件14的“偏置”定向端口22和相鄰第二流量元件12的“偏置”定位端口24之間的流體流動(dòng)。除非在下文中指出，否則偏置-偏置橋接接頭80具有與上述偏置-中心橋接接頭50相同的特征。偏置-偏置橋接接頭80包括外殼52，其具有位于外殼上表面上的第一偏置端口82和第二偏置端口84。橋接接頭80的第一偏置端口82設(shè)置成與第一流體流量元件14的偏置端口22流體連通，而橋接接頭的第二偏置端口84設(shè)置成與相鄰的第二流體流量元件12的偏置端口24流體連通。
為了保證偏置-偏置橋接接頭80在基底通道單元的通道34內(nèi)的正確定位以防止誤裝，第一和第二凸部70從與偏置-偏置橋接接頭80的各端口82，84相對(duì)的底面62上延伸出來(lái)。凸部70被對(duì)準(zhǔn)以用于容納在互補(bǔ)形狀的盲孔72中，盲孔72與表面安裝元件12，14的偏置端口位置22，24對(duì)準(zhǔn)。因此，如上所述，凸部70在通道單元被保持在垂直方向上時(shí)用于將橋接接頭80固定在通道內(nèi)，以及用于將橋接接頭端口與表面安裝元件的偏置端口對(duì)準(zhǔn)。
模塊化歧管系統(tǒng)10還可選擇性地包括具有不同長(zhǎng)度的一個(gè)或多個(gè)歧管通道單元90和一個(gè)或多個(gè)橋接接頭的第二層。歧管通道單元90具有上安裝面92，其可通過(guò)設(shè)在上通道單元(未示出)的孔內(nèi)和下通道單元90的對(duì)準(zhǔn)孔94內(nèi)的緊固件(未示出)而固定在基底通道單元30的下表面上。這允許通道單元90與上基底層分離并從下方滑出，從而允許更容易接近。如圖1所示，歧管通道單元90一般定向在與基底層的縱軸垂直的方向上。
歧管通道單元90還包括用于接受一個(gè)或多個(gè)歧管橋接接頭110的通道或凹槽96。凹槽或通道96優(yōu)選具有平行的側(cè)壁98，以及與各側(cè)壁垂直地定向的底壁100。除了以下特征之外，歧管橋接接頭110基本上與橋接接頭50相同。歧管橋接接頭110具有第一端口112和第二端口114，以及圍繞各所述端口112、114延伸的凸部，這些端口被對(duì)準(zhǔn)以容納于設(shè)在第一基底層的上通道單元30內(nèi)的下降孔66中。歧管橋接接頭110還選擇性地包括一個(gè)或多個(gè)從下表面62中延伸出來(lái)的安裝銷118，其被對(duì)準(zhǔn)以容納于設(shè)在通道單元90的底壁100內(nèi)的盲孔120中。盲孔與安裝銷一起用于將歧管橋接接頭的端口112、114與下降式橋接接頭130的端口132正確地對(duì)準(zhǔn)，并將橋接接頭固定在歧管通道單元內(nèi)。
下降式橋接接頭130具有第一端口132以及與第一端口相對(duì)的第二端口134，各端口與直通流路136連接在一起。各個(gè)第一端口132和第二端口134還包括用于在其中容納墊圈57的凹入?yún)^(qū)或沉孔。下降式橋接接頭用于連通上基底層中的表面安裝流量元件12的中心端口26與下歧管層中的歧管橋接接頭的端口112之間的流體。例如，清洗氣體可從歧管橋接接頭到達(dá)三通閥處?；蛘撸筛鶕?jù)閥的設(shè)置而將流體從第一層引導(dǎo)至第二層。
在圖3中顯示了中心-偏置橋接接頭140的第二實(shí)施例，其可用于取代中心-偏置橋接接頭50。中心-偏置橋接接頭140與橋接接頭50相同，不同之處在于，接頭(彎管接頭)的左側(cè)已經(jīng)被修改成具有第一端口142以及與第一端口直接相對(duì)的第二端口144的三通接頭141。因此，如果中心-偏置橋接接頭140被圖2所示的中心-偏置橋接接頭50代替，則可在相鄰的流量元件12、16之間以及在上基底層和下基底層之間形成流體連通。
圖4A顯示了被稱為“中心-中心”橋接接頭150的橋接接頭的另一實(shí)施例，這是由于各端口152、154被對(duì)準(zhǔn)以用于與表面安裝元件的中心端口相配。中心端口的對(duì)準(zhǔn)凸部64與各端口152、154相對(duì)。接頭的左側(cè)具有三通接頭156，其具有第一端口152以及與第一端口直接相對(duì)的第二端口158。因此，中心-中心橋接接頭150連通了表面安裝元件的中心端口、相鄰第二流量元件的中心端口與位于歧管層中的歧管橋接接頭的端口之間的流體。圖4B還顯示了中心-中心橋接接頭153，然而接頭的左側(cè)具有彎管155而非三通接頭。因此，橋接接頭153連通了從基底層至歧管層的流體。
圖5A顯示了歧管橋接接頭160的一個(gè)備選實(shí)施例。歧管橋接接頭160包括連接在三通接頭164上的彎管接頭162，該三通接頭164連接在彎管接頭166上。歧管橋接接頭包括被對(duì)準(zhǔn)以用于與位于上基底層中的橋接接頭的端口例如下降式接頭130的端口134或中心偏置接頭的盲端口67流體相通的三個(gè)端口。
圖5B顯示了橋接接頭167的一個(gè)備選實(shí)施例的一端。橋接接頭167包括從外殼的側(cè)壁中延伸出來(lái)的第一凸起168。第一凸起成形為半圓形。橋接接頭167還可包括從外殼的側(cè)壁中延伸出來(lái)的第二凸起169，其也可成形為半圓形。第一凸起168和第二凸起169也可包括任何所需的形狀。通道單元側(cè)壁38還包括在尺寸上設(shè)置成可接受第一凸起、第二凸起或者這兩者的槽(未示出)。這些槽位于合適的位置中，以用于使橋接接頭的端口與表面安裝元件的合適端口對(duì)準(zhǔn)。凸起連同槽一起可用于防止系統(tǒng)的誤裝，以及在安裝于垂直方位中時(shí)用于將橋接接頭固定在通道中。
圖6顯示了橋接接頭端口的局部放大的頂視圖。為了在橋接接頭倒置時(shí)將O形密封圈固定在沉孔中，沉孔的直徑可略小于O形密封圈的直徑。例如，如果O形密封圈的直徑為0.260，則沉孔的直徑可為約0.244。另一選擇如圖9所示，其中沉孔具有約60至約70度的角度θ。例如，如果O形密封圈的直徑為0.260，則沉孔的直徑可為約0.244。因此，沉孔的直徑可小于標(biāo)準(zhǔn)O形密封圈，但容許有在壓緊期間供墊圈流動(dòng)的空間。如圖10所示，沉孔具有相互間隔開小于墊圈直徑的一段距離l的平側(cè)壁。例如，對(duì)于直徑為約0.260的標(biāo)準(zhǔn)006墊圈而言，沉孔直徑可為0.280，而距離l為0.244。因此，在橋接接頭被倒置時(shí)平側(cè)壁擠壓并固定住墊圈，而沉孔的非平面部分允許墊圈在處于受壓狀態(tài)時(shí)在其中流動(dòng)。
如圖1-5所示，上述橋接和歧管接頭可由兩個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的部件機(jī)加工而成，然后被焊接或以其它方式結(jié)合在一起。或者，橋接接頭可利用金屬注射模制或本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它技術(shù)而一體式地形成。上述橋接和歧管接頭優(yōu)選包括不銹鋼如316，通道單元30、90優(yōu)選包括鋁，然而任何合適的材料如鋁、塑料或金屬都可用于本發(fā)明的元件中。
圖16A和16B顯示了連接件單元171，其可用于將兩個(gè)通道單元30連接起來(lái)，同時(shí)保持表面安裝元件的間隔。連接件單元具有多個(gè)螺紋孔173，其用于接受用來(lái)將通道單元30的相應(yīng)端連接在連接件單元171上的緊固件。連接件單元171還包括沉孔175，其可接受用于將連接件單元安裝在底板(未示出)上的緊固件。
如圖2、2A和2B所示，模塊化系統(tǒng)10還可包括端部接頭170，其包括具有連接在標(biāo)準(zhǔn)管接頭174上的90度內(nèi)部通路的彎管接頭172，或者適用于連接在流體管線上的其它合適接頭。端部接頭可用作與流體管線(未示出)相配的進(jìn)口接頭或出口接頭。因此，彎管接頭的出口端或進(jìn)口端連接在流量元件的相應(yīng)進(jìn)口端或者出口端上。圖2A和2B還顯示了被設(shè)計(jì)成可在裝配歧管系統(tǒng)時(shí)防止扭矩傳遞至端部接頭170上的端部接頭和歧管單元的細(xì)節(jié)。如圖2A所示，兩件矩形板176焊接在形成了用于接受六角螺母的對(duì)準(zhǔn)平面178的槽的通道單元上，從而防止螺母旋轉(zhuǎn)?；蛘?，槽可與通道單元一體地形成。如圖2B所示，端部接頭優(yōu)選具有位于六角螺母后面的凸部180。凸部180具有位于頂部和底部上的平面182或者具有方形截面，使得在端部接頭被插入通道中時(shí)可防止凸部的旋轉(zhuǎn)。凸部還可通過(guò)鎖合條183而固定在通道中。
II.模塊化流量控制閥在圖12A和12B中最佳地示出了本發(fā)明的常閉式模塊化流量控制閥200。閥200包括具有帶法蘭的下端222以及用于接受閥蓋250的上端的閥體220，該下端222帶有一個(gè)或多個(gè)用于通過(guò)裝配螺栓(未示出)而將閥200裝配在歧管單元或基底上的孔224。優(yōu)選的是，帶法蘭的下端220為大致方形的形狀，并具有約2英寸乘2英寸的尺寸。閥體220還包括進(jìn)口流體通路260、出口流體通路280和排放流體通路300。閥體220還包括具有與進(jìn)口通路260、出口通路280和排放通路300流體相通的第一窄部320a的內(nèi)部空腔320。
T形閥桿340軸向地設(shè)在空腔320中。閥桿340還包括容納于空腔320a的第一窄部中的下閥桿部分360。閥桿340還包括促動(dòng)器活塞400，其由容納于空腔的第二較大直徑部分320b中的閥桿的寬度擴(kuò)大部分形成。閥桿被彈簧420的向下作用力偏壓至關(guān)閉位置中。彈簧420容納在活塞400的上表面380的凹槽370和閥蓋250的內(nèi)表面之中，并且圍繞著閥蓋250的套管425。閥桿的上T形段350安裝在閥蓋的套管425中。
當(dāng)閥桿340處于如圖12A所示的其最下端位置時(shí)，閥200處于關(guān)閉位置。當(dāng)閥桿處于如圖12B所示的其最上端位置時(shí)，閥處于開啟位置。當(dāng)閥處于關(guān)閉位置時(shí)，來(lái)自流體進(jìn)口通路260的流體連通受到貼靠在空腔壁330上的O形密封圈500的阻擋。當(dāng)閥處于開啟位置時(shí)，進(jìn)口通路260、出口通路280和第一流體隔室540均流體連通。第一流體隔室540由閥桿下部360和從空腔330的下表面至第二O形密封圈430的內(nèi)空腔壁320之間的環(huán)面形成。
閥200的內(nèi)部促動(dòng)器包括活塞400和促動(dòng)器流體隔室440。促動(dòng)器流體隔室440由閥桿340和從第三O形密封圈460至第四O形密封圈480的內(nèi)空腔壁320之間的環(huán)面所形成。閥桿340還包括連接在徑向通路620上的內(nèi)縱向孔600，因此流體可通過(guò)閥桿340而連通至促動(dòng)器流體隔室440中。當(dāng)外部氣壓源通過(guò)閥蓋250的內(nèi)孔230而供應(yīng)至內(nèi)通路600時(shí)，流體連通至徑向通路620和促動(dòng)器流體隔室440中，導(dǎo)致氣壓被供應(yīng)至促動(dòng)器活塞400的下表面640上，因此便克服了彈簧420的向下作用力，將閥桿提升至開啟位置。當(dāng)閥處于開啟位置時(shí)，流體可從進(jìn)口通路260連通至出口通路280。
閥體200還包括排放隔室302，其由閥桿和從第二O形密封圈430至第三O形密封圈460的空腔的內(nèi)表面320a之間的環(huán)面形成。排放通路300提供了排放隔室和通路之外的環(huán)境之間的流體相通。
在圖13A和13B中顯示了具有常開式構(gòu)造的模塊化表面安裝閥的第二實(shí)施例。除了以下差別之外，閥205與閥200相同。閥桿340的形狀略有變化，從而類似于大寫字母“T”而非小寫字母“t”，并且還包括沿著T形上表面的空腔。閥蓋250的套管425被取消，彈簧420被重新設(shè)在空腔320的底壁320c和閥桿340的下表面640之間。彈簧420將閥桿340偏壓至常開位置。為了促動(dòng)閥205，外氣壓源經(jīng)由閥蓋250的內(nèi)孔230而被供應(yīng)至位于閥桿上表面上的空腔207中，導(dǎo)致氣壓被施加在促動(dòng)器活塞的上表面上，因此便克服了彈簧420的作用力，從而將閥桿推至如圖13A所示的關(guān)閉位置。當(dāng)氣壓源供應(yīng)被切斷時(shí)，閥回到圖13B所示的其常開位置，流體可從進(jìn)口通路260連通至出口通路280。
III.模塊化表面安裝止回閥在圖14中顯示了模塊化表面安裝閥的第二實(shí)施例。止回閥700包括具有帶有裝配孔706的帶法蘭下端704的閥體702，裝配孔706用來(lái)接受用于將閥體固定在模塊化表面安裝歧管(未示出)上的緊固件(未示出)。閥體702包括軸向定向的進(jìn)口通路710以及偏置出口通路712。閥體702還包括軸向定向的內(nèi)孔720，其在閥處于開啟位置時(shí)與進(jìn)口通路710和出口通路712流體相通，如下文中更詳細(xì)描述。
閥體702還包括上安裝法蘭708，其設(shè)在內(nèi)孔720的開口周圍以用于接受閥蓋732的凸端730。閥蓋的凸端和內(nèi)孔壁例如通過(guò)合適的螺紋而以密封的關(guān)系相連。O形密封圈或墊圈740優(yōu)選安裝在閥蓋凸端的凹槽742中，以用于與內(nèi)孔壁720密封接合。
閥體內(nèi)孔720具有形成了閥座744的橫向平面壁。閥室750由閥座744和閥蓋732的凸端的下端部分所限定。閥芯760裝配在閥室750內(nèi)以與閥座744相配。閥芯760優(yōu)選為平面的圓盤件。閥芯760通過(guò)經(jīng)閥芯擋圈782來(lái)起作用的彈簧780而被偏壓至與閥座744相接合。閥芯擋圈782包括外環(huán)形緣邊部分，其具有略小于內(nèi)孔直徑的外徑。螺旋彈簧780的一端784裝配在閥芯擋圈782的外環(huán)形緣邊部分上，而第二端786裝配在閥蓋的內(nèi)孔內(nèi)。閥芯和閥芯擋圈可包括在美國(guó)專利No.4637430中描述的閥芯和閥芯擋圈的實(shí)施例，該專利的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于本文中。
當(dāng)更高流體壓力克服了彈簧780的作用力時(shí)，閥從圖14所示關(guān)閉位置移動(dòng)至開啟位置。閥芯760的垂直行程受到閥芯擋圈782與閥蓋732的凸端735相接合的限制，從而形成了阻擋。
已經(jīng)在上文中顯示和描述了本發(fā)明的閥和歧管系統(tǒng)的優(yōu)選形式。然而，通過(guò)對(duì)本說(shuō)明書的了解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚對(duì)這些優(yōu)選實(shí)施例的顯而易見的修改，以便在其它組件中實(shí)現(xiàn)相當(dāng)?shù)奶卣骱蛢?yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用于流體歧管系統(tǒng)中的橋接接頭，其用于與兩個(gè)或多個(gè)具有進(jìn)口端口和相鄰出口端口的表面安裝流量元件流體連通，所述橋接接頭包括還具有與第二端口相連的第一端口的外殼，其中內(nèi)部流體通路將所述第一和第二端口連接起來(lái)；以及從所述外殼中伸出的至少一個(gè)凸起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋接接頭，其特征在于，所述橋接接頭還包括從所述外殼中伸出的第二凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋接接頭，其特征在于，所述第二凸起設(shè)置成與所述第一端口相對(duì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋接接頭，其特征在于，所述第二凸起具有與所述第一凸起不同的尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋接接頭，其特征在于，所述第二凸起具有與所述第一凸起不同的形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋接接頭，其特征在于，所述第一凸起包括從所述外殼的下表面中伸出的凸部。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋接接頭，其特征在于，所述第二凸起包括從所述外殼的下表面中伸出的第二凸部。
8.一種用于流體歧管系統(tǒng)中的橋接接頭，其用于與兩個(gè)或多個(gè)具有進(jìn)口端口和相鄰出口端口的表面安裝流量元件流體連通，所述橋接接頭包括還具有與第二端口相連的第一端口的外殼，其中內(nèi)部流體通路將所述第一和第二端口連接起來(lái)；所述第一和第二端口還包括內(nèi)凹空腔和設(shè)在所述內(nèi)凹空腔內(nèi)的密封件；其中所述密封件被壓緊在所述空腔中，從而將所述密封件固定在所述空腔內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的橋接接頭，其特征在于，所述空腔是圓形的，所述密封件是直徑大于所述空腔直徑的O形密封圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的橋接接頭，其特征在于，所述空腔具有相對(duì)于側(cè)壁形成了處于約60至約70度角度范圍內(nèi)的底壁。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的橋接接頭，其特征在于，所述空腔具有間隔小于所述密封件尺寸的相對(duì)的平側(cè)壁，從而將所述密封件固定在所述空腔內(nèi)。
12.一種用于與兩個(gè)或多個(gè)各自具有進(jìn)口端口和相鄰的對(duì)準(zhǔn)出口端口的表面安裝型流量元件相連的模塊化流體系統(tǒng)，所述模塊化系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)橋接接頭，其中各所述橋接接頭包括外殼和從所述外殼中伸出的凸起；具有用于在其中接受所述橋接接頭的凹槽和用于接受所述凸起的對(duì)準(zhǔn)的互補(bǔ)形孔的通道單元；所述互補(bǔ)形孔和所述凸起處于配合操作的關(guān)系，使得所述表面安裝流量元件的端口與所述橋接接頭的端口對(duì)準(zhǔn)并流體連通。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的歧管系統(tǒng)，其特征在于，所述凸起包括從所述外殼的底面中伸出的凸部，所述對(duì)準(zhǔn)的孔位于所述通道的底壁上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的模塊化流體系統(tǒng)，其特征在于，所述橋接接頭還包括從所述外殼中伸出的第二凸起和用于接受所述第二凸起的對(duì)準(zhǔn)的互補(bǔ)形孔，其中所述第二凸起不同于所述第一凸起。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的模塊化流體系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括兩個(gè)通道單元和用于將所述通道單元連接在一起的連接件單元；所述連接件單元的尺寸設(shè)成可保持表面安裝閥的間隔。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的模塊化流體系統(tǒng)，其特征在于，所述橋接接頭的所述第一凸起包括從橋接接頭外殼的一側(cè)伸出的第一形狀，所述通道單元具有用于接受所述第一形狀的位于側(cè)壁中的對(duì)準(zhǔn)的槽。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的模塊化流體系統(tǒng)，其特征在于，所述第一凸起的尺寸設(shè)成當(dāng)所述通道單元處于垂直方位時(shí)可被固定在所述通道單元的所述孔中。
18.一種用于與兩個(gè)或多個(gè)各自具有進(jìn)口端口和相鄰的對(duì)準(zhǔn)出口端口的表面安裝型流量元件相連的模塊化流體系統(tǒng)，所述模塊化系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)橋接接頭，其中各所述橋接接頭包括外殼和從所述外殼中伸出的第一和第二凸起，其中所述第一和第二凸起彼此不同；具有用于在其中接受所述橋接接頭的凹槽的通道單元，所述凹槽還包括用于接受所述第一和第二橋接接頭凸起的第一和第二互補(bǔ)形孔，其中所述橋接接頭端口與所述表面安裝流量元件的相應(yīng)端口對(duì)準(zhǔn)。
19.一種用于與兩個(gè)或多個(gè)各自具有進(jìn)口端口和相鄰的對(duì)準(zhǔn)出口端口的表面安裝型流量元件相連的模塊化流體系統(tǒng)，所述模塊化系統(tǒng)包括端部橋接接頭，其中所述端部橋接接頭包括一個(gè)或多個(gè)從所述外殼中伸出的平面；具有用于在其中接受所述端部橋接接頭的凹槽的通道單元，所述通道單元還包括用于防止所述端部橋接接頭旋轉(zhuǎn)的抗扭矩裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的模塊化流體系統(tǒng)，其特征在于，所述橋接接頭平面還包括六角螺母的相對(duì)平面，所述抗扭矩裝置是設(shè)在所述通道單元的一端上并被對(duì)準(zhǔn)以接受所述六角螺母的相對(duì)平面的槽。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的模塊化流體系統(tǒng)，其特征在于，所述抗扭矩裝置是具有用于與所述橋接接頭平面相接合的平面的鎖合條。
22.一種模塊化表面安裝止回閥，包括具有連接于其上的安裝法蘭的閥體；所述法蘭為基本上平面的，并具有設(shè)在所述法蘭中心周圍的進(jìn)口通道以及設(shè)置成與所述進(jìn)口通道相鄰的出口通道，其中所述進(jìn)口通道和所述出口通道具有位于同一平面上的各自的進(jìn)口孔和出口孔；所述閥體還包括與所述進(jìn)口通道和所述出口通道流體相通的閥室；所述閥室還包括形成于所述進(jìn)口通道和所述閥室的接合處的閥座；設(shè)在所述閥室中的閥芯；安裝在所述閥室中以用于將所述閥芯朝著所述閥座偏壓的彈簧。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的閥，其特征在于，所述閥還包括設(shè)在所述彈簧和所述閥芯之間的閥芯擋圈。
24.一種氣動(dòng)式表面安裝流量控制閥，包括具有連接于其上的安裝法蘭的閥體；所述法蘭為基本上平面的，并具有圍繞所述法蘭中心而設(shè)置的進(jìn)口通道以及設(shè)置成與所述進(jìn)口通道相鄰的出口通道；所述閥體還包括與所述進(jìn)口通道和所述出口通道流體相通的空腔，設(shè)在所述空腔中的T形閥桿，安裝在所述空腔中以用于將所述閥桿的第一端偏壓成與所述進(jìn)口通道和所述出口通道形成密封接合的彈簧；所述閥桿還包括與位于所述閥桿下表面下方的促動(dòng)器流體隔室以及所述外部壓力源流體連通的內(nèi)部流體通路。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于流體歧管系統(tǒng)中的橋接接頭，其可與兩個(gè)或多個(gè)具有進(jìn)口端口和相鄰出口端口的表面安裝型流量元件流體連通。本發(fā)明還提供了帶有與第二端口相連的第一端口的外殼，其中內(nèi)部流體通路將第一和第二端口相連，以及從外殼中伸出的至少一個(gè)凸起。橋接接頭可安裝在具有凹槽和用于接受凸起的對(duì)準(zhǔn)孔的通道單元中。本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種模塊化表面安裝的止回閥，其帶有具有連接于其上的安裝法蘭的閥體，該法蘭為基本上平面的，并具有設(shè)在法蘭中心周圍的進(jìn)口通道以及設(shè)置成與進(jìn)口通道相鄰的出口通道。閥體還包括與進(jìn)口通道和出口通道流體相通的閥室，該閥室還包括形成于進(jìn)口通道和閥室的接合處的閥座、設(shè)在閥室中的閥芯，以及安裝在閥室中以用于將閥芯朝著閥座偏壓的彈簧。本發(fā)明還提供了一種氣動(dòng)式表面安裝的流量控制閥，其包括具有連接于其上的安裝法蘭的閥體，該法蘭為基本上平面的，并具有圍繞法蘭中心而設(shè)置的進(jìn)口通道以及設(shè)置成與進(jìn)口通道相鄰的出口通道，該閥體還包括與進(jìn)口通道和出口通道流體相通的空腔、設(shè)在空腔中的閥桿，以及安裝在空腔中以用于將閥桿的第一端偏壓成與進(jìn)口通道和出口通道形成密封接合的彈簧，閥桿還包括與位于閥桿下表面下方的促動(dòng)器流體隔室以及外部壓力源流體相通的內(nèi)部流體通路。
文檔編號(hào)F16K27/00GK1742162SQ200380109125
公開日2006年3月1日 申請(qǐng)日期2003年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月26日
發(fā)明者R·V·微魯塞克, D·J·哈薩克, G·S·卡拉塔, D·A·諾爾德斯特倫, T·馬努納 申請(qǐng)人:斯瓦戈洛克公司