專利名稱：提升式流動(dòng)控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流動(dòng)控制閥，該控制閥能夠快速開啟和閉合，并且通過該控制閥，可以相對(duì)準(zhǔn)確地控制開啟循環(huán)的時(shí)間。本發(fā)明將特別參考用于過濾器元件的反向脈沖清理的流動(dòng)控制閥進(jìn)行描述，但是應(yīng)該理解到本發(fā)明可用于范圍很廣的其它應(yīng)用。
背景技術(shù)：
結(jié)合于此作為參考的本申請(qǐng)人的共同審查的專利申請(qǐng)NO.PCT/AU02/01716描述一種用于使用相對(duì)低壓空氣的反向脈沖進(jìn)行過濾器元件的反向脈沖清理的提升式閥。低壓高容積脈沖提供有效的清理脈沖，在過濾器清理工業(yè)中具有范圍很廣的應(yīng)用。該說明書中描述的閥采用高壓操作流體以便開啟和閉合閥。
反向脈沖清理系統(tǒng)的效率通過如下因素來確定，即反向脈沖的容積流量、脈沖的峰值壓力以及排出脈沖容積所需時(shí)間。換言之，它采取確定脈沖效率的壓力波的形式。通常，空氣的最初沖擊實(shí)現(xiàn)過濾器的清理，并且在最初沖擊之后流過閥的空氣將被浪費(fèi)。因此希望的是閥盡可能短時(shí)間開啟，以便實(shí)現(xiàn)所需脈沖，并且隨后閥應(yīng)該快速閉合，以避免高壓空氣的損失，這些空氣只具有很小的清理效果，但是添加操作的成本。
使用高壓流體開啟閥時(shí)，希望的是流體的壓力不太高，使得操作壓力需要高于在定位有該設(shè)備的工廠內(nèi)所得到的壓力。通常希望的是所需操作壓力略微低于工廠所得壓力，使得即使在每天工廠壓力波動(dòng)的情況下，用于閥的操作壓力始終低于工廠內(nèi)所得的壓力。通常，希望的是低于80psi(550kPa)的操作壓力。
但是，重要的是用于開啟閥的操作系統(tǒng)不用來通過改變閥的開啟速度或開啟周期來減小閥的效率。如果通過減小操作壓力，閥的總體效率減小，系統(tǒng)的最終結(jié)果將不太滿意。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種閥，該閥包括閥主體，該主體具有入口、出口和連接入口和出口的流動(dòng)通道，所述入口、所述出口和所述流動(dòng)通道通常軸向延伸通過所述閥主體；圍繞流動(dòng)通道的閥座以及朝著和離開閥座運(yùn)動(dòng)以便分別閉合和開啟閥的閥閉合構(gòu)件；閥閉合構(gòu)件包括軸向安裝在閥桿上的提升式閉合構(gòu)件，閥桿具有沿著其長(zhǎng)度隔開的多個(gè)活塞；閥主體具有相對(duì)其中固定的多個(gè)缸，活塞分別在各自缸中滑動(dòng)，閉合構(gòu)件通過改變所述缸內(nèi)的壓力來運(yùn)動(dòng)。
最好是閥具有固定在主體上并且與入口和出口軸向?qū)?zhǔn)的桿，閥閉合構(gòu)件具有延伸通過其中并且定位有桿的軸向鏜孔，在閉合構(gòu)件在其閉合和開啟位置之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，閥閉合構(gòu)件在桿上滑動(dòng)。
最好是每個(gè)缸具有穿過其壁的出口孔口，在所述閉合構(gòu)件朝著完全開啟位置運(yùn)動(dòng)，或者運(yùn)動(dòng)到完全開啟位置內(nèi)時(shí)，出口孔口暴露，在所述出口孔口暴露時(shí)，所述缸內(nèi)的壓力通過所述出口孔口消散。
缸最好相互軸向?qū)?zhǔn)，并且通過端壁分開，穿過閥桿通過其中的端壁設(shè)置開口，所述活塞定位在所述端壁的相對(duì)側(cè)上。
每個(gè)所述活塞最好從高壓流體的控制閥控制源供應(yīng)高壓操作流體。通過閥主體的分支流動(dòng)通道可將操作流體指向所述缸。每個(gè)所述缸最好包括泄放通道，高壓操作流體可通過泄放通道泄放，以便所述閥運(yùn)動(dòng)到完全閉合位置?？梢允褂没y類型的控制閥。
按照本發(fā)明的另一方面提供一種閥，該閥包括閥主體，該主體具有入口、出口和連接入口和出口的流動(dòng)通道，所述入口、所述出口和所述流動(dòng)通道通常軸向延伸通過所述閥主體；圍繞流動(dòng)通道的閥座以及朝著和離開閥座運(yùn)動(dòng)以便分別閉合和開啟閥的閥閉合構(gòu)件；閥閉合構(gòu)件包括軸向安裝在閥桿上的提升式閉合構(gòu)件，閥桿具有至少一個(gè)活塞；閥主體具有相對(duì)其中固定的缸，活塞在第一位置和第二位置之間在缸內(nèi)滑動(dòng)，在第一位置，閥閉合，并且活塞朝著缸的一個(gè)端部定位，在第二位置，閥開啟，并且活塞運(yùn)動(dòng)離開所述一個(gè)端部，在所述一個(gè)端部和所述活塞之間所述缸內(nèi)流體壓力增加造成所述閉合構(gòu)件運(yùn)動(dòng)到開啟位置；
所述缸在與所述一個(gè)端部隔開的位置處具有穿過其壁的出口孔口，使得在所述活塞運(yùn)動(dòng)通過所述出口以便開啟閥時(shí)，所述缸內(nèi)的流體壓力將至少部分消散。
本發(fā)明的這些和另一特征將從下面通過實(shí)例給出的實(shí)施例的描述中變得清楚。在描述中，參考附圖，但是附圖中所述的特定特征應(yīng)該不認(rèn)為是本發(fā)明的限制。


圖1表示按照本發(fā)明的閥的透視圖；圖2表示來自閥出口側(cè)的圖1所示的閥的端視圖；圖3表示沿著圖2所示的線A-A的圖1閥的截面?zhèn)纫晥D；圖4表示來自閥入口側(cè)的圖1所示的閥的分解透視圖；圖5表示用于圖1閥的閥閉合構(gòu)件的透視圖；以及圖6表示按照本發(fā)明的第二閥的截面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施例方式
參考圖1-5，提升式閥10表示成具有閥主體12，閥主體具有入口側(cè)14和出口側(cè)16。閥座18在其入口側(cè)14處限定在主體12的端面上，并且閥座18適用于通過提升式閥閉合構(gòu)件20接合，在閉合位置和開啟位置之間，該構(gòu)件在主體內(nèi)滑動(dòng)。在圖1和3中，閥表示成在其開啟位置。
閥主體12具有大致中空?qǐng)A柱形的構(gòu)造，并且流動(dòng)通道22通過閥主體限定，將14處的端部和出口16連接。當(dāng)閥開啟時(shí)，流動(dòng)通道22大致不被阻擋，使得高壓空氣或類似物從安裝有閥的壓力容器(未示出)排出，其中閥上具有最小壓力降。閥在其外表面上設(shè)置安裝凸緣24，安裝凸緣24用來以專利申請(qǐng)PCT/AU02/01716描述的方式將閥安裝就位。
閥閉合構(gòu)件20包括擴(kuò)張的閉合盤26，該盤適用于和閥座18密封，并且繼而安裝在閥桿28上。軸向鏜孔30穿過閥閉合構(gòu)件和閥桿的中心。固定在閥主體12上的桿32與閥主體12軸向?qū)?zhǔn)，并且閥閉合構(gòu)件20在其開啟和閉合位置之間在桿32上滑動(dòng)。桿32因此將閥閉合構(gòu)件保持與閥主體12軸向?qū)?zhǔn)。
一對(duì)軸向?qū)?zhǔn)的缸34和36位于閥主體12中，并且用于開啟閥。缸34朝著閥的出口側(cè)定位，由此缸36更加朝著閥的中心定位。閥桿28承載一對(duì)活塞38和40，活塞分別在缸34和36內(nèi)滑動(dòng)。端壁42將缸34和缸36分開。開口44穿過桿32和閥桿28穿過其中的端壁42設(shè)置，并且活塞38和40位于端壁42的相對(duì)側(cè)上。高壓操作流體經(jīng)由流動(dòng)通道46供應(yīng)到各自缸34和36上。
桿32通過端蓋48安裝在主體上，端蓋旋入缸34的壁。泄放通道50位于端蓋48中，以便從缸34中泄放高壓流體，并且泄放通道52使得高壓流體從缸36泄放。
出口孔口54由缸34設(shè)置，出口孔口56由缸36設(shè)置。這些出口孔口54和56位于該壁內(nèi)，該壁設(shè)置成使得在閥閉合構(gòu)件20朝著其開啟位置運(yùn)動(dòng)時(shí)缸34和36內(nèi)的高壓流體快速分布。這使得閥閉合構(gòu)件快速閉合，如下面更加詳細(xì)描述。
在使用時(shí)，在閥位于其閉合位置時(shí)，安裝有閥的容器內(nèi)的高壓流體作用在閥閉合構(gòu)件20的外表面上，由此保持閥閉合。高壓流體將經(jīng)由通道46供應(yīng)到缸34和36，由此造成閥閉合構(gòu)件運(yùn)動(dòng)到開啟位置，使得流體經(jīng)由流動(dòng)通道22從容器排出。
雖然沒有為何該閥不能適用于如下范圍以外的壓力的原因，在典型的應(yīng)用中，閥可用于適用于在大約100和150kPa之間的壓力下容納空氣的壓力容器中。希望的是用于開啟閥的壓力(開啟壓力)在大約50psi(345kPa)和80psi(550kPa)之間。清楚的是，閥座18的直徑和活塞38和40的面積的比例將選擇成，使得閥能夠在這些參數(shù)內(nèi)操作。
由于能夠使得相對(duì)小直徑的活塞用于開啟目的，而且開啟閥所需的操作流體壓力可保持相對(duì)低，因此這里披露的雙活塞配置是所需要的。小直徑活塞和位于閥內(nèi)的缸在流動(dòng)通道22內(nèi)提供大大減小的阻力，由此使得閥的總體尺寸保持相對(duì)小，并使得閥上的壓力降很低。
希望的是閥將保持開啟長(zhǎng)達(dá)相對(duì)短的時(shí)間周期，也就是100毫秒或更少。確實(shí)，希望的是閥保持開啟的時(shí)間與經(jīng)由通道46控制壓力流體供應(yīng)的控制閥保持開啟的時(shí)間相同。控制閥通常是電控的電磁閥(滑閥可用于某些應(yīng)用)，并且希望的是該閥開啟的時(shí)間大致與接通控制閥的電接通時(shí)間相同。如果可以實(shí)現(xiàn)這種情況，那么閥的操作性能的控制可以準(zhǔn)確調(diào)節(jié)。現(xiàn)有技術(shù)閥通常具有150毫秒或更多的最小循環(huán)時(shí)間，使得將電接通時(shí)間減小到閥的循環(huán)時(shí)間以下對(duì)于閥的效率來說沒有影響。
減小閥的閉合時(shí)間的一個(gè)因素是缸34和36內(nèi)的背壓。泄放通道50和52將使得缸內(nèi)的壓力相對(duì)快速地消散。但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果在閥朝著開啟位置運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)到開啟位置時(shí)出口孔口位于暴露的缸的壁內(nèi)，缸內(nèi)的高壓操作流體的消散更加快速地出現(xiàn)。因此，缸34和36內(nèi)的出口孔口54和56分別用來在閥運(yùn)動(dòng)到其開啟位置時(shí)各自缸中的高壓流體分散到出口通道22內(nèi)。
換言之，當(dāng)活塞38和40在閥的開啟行程內(nèi)沿著缸向上滑動(dòng)時(shí)，它們滑動(dòng)通過出口孔口54和56。使得缸34和36內(nèi)的高壓操作流體排入流動(dòng)通道22。高壓流體以此方式消散，一旦控制閥閉合，閥快速回到閉合位置。以此方式，閥的操作循環(huán)時(shí)間與控制閥的電接通時(shí)間保持為1∶1的比例。
閥的快速閉合確保安裝有閥的容器的高壓流體損失減小，由此增加閥和其中閥進(jìn)行操作的系統(tǒng)的總體效率。
清楚的是，缸34和36不需要具有相同的直徑，并且閥桿的構(gòu)造不需要與這里描述的相同。
如圖4和5所示，活塞38通過開口簧環(huán)保持就位，并且在組裝過程中安裝在閥桿28上。設(shè)置位于環(huán)上的密封件60，以便確保在閥操作過程中缸沒有泄漏。
現(xiàn)在參考附圖的圖6，其中表示了類似的提升式閥，但是在這種情況下，閥70只具有單個(gè)缸72。為了以相對(duì)低的操作壓力操作，相對(duì)于前面的實(shí)施例來說，缸72的直徑相對(duì)于閥座74的比例需要增加。但是，將注意到出口孔口76在遠(yuǎn)離缸的端壁80的位置處穿過缸的壁78設(shè)置，由此在閥閉合構(gòu)件82運(yùn)動(dòng)到其開啟位置時(shí)實(shí)現(xiàn)缸72內(nèi)的壓力快速消散。因此，即使在此實(shí)施例中使用單個(gè)缸，始終存在著在缸壁內(nèi)具有出口孔口76使得缸內(nèi)的高壓流體消散的優(yōu)點(diǎn)。
附表1表示不同操作狀態(tài)下的不同閥的性能。提供25Mill閥以便進(jìn)行比較。閥在高壓系統(tǒng)(620kPa)中操作，但是將注意到，對(duì)于大致相同的性能水平來說，采用本發(fā)明的低壓系統(tǒng)的空氣消耗通常好于25Mill閥系統(tǒng)。
表1

P1＝罐壓力P2＝開啟壓力將理解到以上描述的實(shí)施例可以進(jìn)行許多變型，而不偏離本發(fā)明的范圍。如以上描述，閥的內(nèi)部構(gòu)造和閥閉合構(gòu)件的表面面積和活塞的相對(duì)比例可進(jìn)行改變，以便適應(yīng)不同的操作狀態(tài)。
將理解到所披露和這里限定的本發(fā)明可延伸到兩個(gè)或多個(gè)所述或從說明書或附圖中顯而易見的單獨(dú)特征的所有可選擇組合。所有的這些不同組合構(gòu)成本發(fā)明的不同可選擇的方面。
上面描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到可以進(jìn)行變型而不偏離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種閥，包括閥主體，該主體具有入口、出口和連接入口和出口的流動(dòng)通道，所述入口、所述出口和所述流動(dòng)通道通常軸向延伸通過所述閥主體；圍繞流動(dòng)通道的閥座以及朝著和離開閥座運(yùn)動(dòng)以便分別閉合和開啟閥的閥閉合構(gòu)件；閥閉合構(gòu)件包括軸向安裝在閥桿上的提升式閉合構(gòu)件，閥桿具有沿著其長(zhǎng)度隔開的多個(gè)活塞；閥主體具有相對(duì)其中固定的多個(gè)缸，活塞分別在各自缸中滑動(dòng)，閉合構(gòu)件通過改變所述缸內(nèi)的壓力來運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，閥具有固定在主體上并且與入口和出口軸向?qū)?zhǔn)的桿，閥閉合構(gòu)件具有延伸通過其中并且定位有桿的軸向鏜孔，在閉合構(gòu)件在其閉合和開啟位置之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，閥閉合構(gòu)件在桿上滑動(dòng)。
3.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，每個(gè)缸具有穿過其壁的出口孔口，在所述閉合構(gòu)件朝著完全開啟位置運(yùn)動(dòng)，或者運(yùn)動(dòng)到完全開啟位置內(nèi)時(shí)，孔口暴露，在所述出口孔口暴露時(shí)，所述缸內(nèi)的壓力通過所述出口孔口消散。
4.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，缸軸向相互對(duì)準(zhǔn)，并且通過端壁分開，開口穿過所述閥桿穿過其中的所述端壁設(shè)置，所述活塞位于所述端壁的相對(duì)側(cè)上。
5.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，每個(gè)所述缸從高壓流體的控制閥控制源供應(yīng)高壓操作流體。
6.如權(quán)利要求5所述的閥，其特征在于，通過閥主體的分支流動(dòng)通道將操作流體引導(dǎo)到所述缸。
7.如上述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，每個(gè)所述缸包括泄放通道，通過該通道泄放高壓操作流體，以便所述閥運(yùn)動(dòng)到完全閉合位置。
8.如權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的閥，其特征在于，控制閥是滑柱式閥。
9.一種閥，包括閥主體，該主體具有入口、出口和連接入口和出口的流動(dòng)通道，所述入口、所述出口和所述流動(dòng)通道通常軸向延伸通過所述閥主體；圍繞流動(dòng)通道的閥座以及朝著和離開閥座運(yùn)動(dòng)以便分別閉合和開啟閥的閥閉合構(gòu)件；閥閉合構(gòu)件包括軸向安裝在閥桿上的提升式閉合構(gòu)件，閥桿具有至少一個(gè)活塞；閥主體具有相對(duì)其中固定的缸，活塞在第一位置和第二位置之間在缸內(nèi)滑動(dòng)，在第一位置，閥閉合，并且活塞朝著缸的一個(gè)端部定位，在第二位置，閥開啟，并且活塞運(yùn)動(dòng)離開所述一個(gè)端部，在所述一個(gè)端部和所述活塞之間所述缸內(nèi)流體壓力增加造成所述閉合構(gòu)件運(yùn)動(dòng)到開啟位置；所述缸在與所述一個(gè)端部隔開的位置處具有穿過其壁的出口孔口，使得在所述活塞運(yùn)動(dòng)通過所述出口以便開啟閥時(shí)，所述缸內(nèi)的流體壓力將至少部分消散。
10.一種此前大致參考附圖所示的任何一個(gè)實(shí)施例描述的閥。
全文摘要
一種本發(fā)明的閥包括閥主體，該主體具有入口、出口和連接入口和出口的流動(dòng)通道，所述入口、所述出口和所述流動(dòng)通道通常軸向延伸通過所述閥主體。閥座圍繞流動(dòng)通道，并且閥閉合構(gòu)件朝著和離開閥座運(yùn)動(dòng)以便分別閉合和開啟閥。閥閉合構(gòu)件是軸向安裝在閥桿上的提升式閉合構(gòu)件，閥主體具有沿著其長(zhǎng)度隔開的多個(gè)活塞。閥主體具有相對(duì)其中固定的多個(gè)缸，活塞分別在各自缸中滑動(dòng)，閉合構(gòu)件通過改變所述缸內(nèi)的壓力來運(yùn)動(dòng)。最好是，每個(gè)缸具有穿過其壁的出口孔口，該孔口在閉合構(gòu)件朝著完全開啟位置運(yùn)動(dòng)時(shí)暴露，在出口孔口暴露時(shí)，所述缸內(nèi)的壓力通過出口孔口消散。
文檔編號(hào)F16K1/00GK1826488SQ200480021181
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2004年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月23日
發(fā)明者A·J·麥考斯蘭德 申請(qǐng)人:戈巖控制系統(tǒng)股份有限公司