專利名稱：具有氣動(dòng)致動(dòng)器的伺服操作活塞閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及流體閥領(lǐng)域，尤其涉及設(shè)有可軸向移動(dòng)的截止部件(shutter member)如活塞且尤其用于控制氣態(tài)和液態(tài)高壓流體的輸送/截止的類型的閥。
背景技術(shù)：
在所考慮的領(lǐng)域中，以下兩種閥是公知的具有在兩個(gè)極限位置ON和OFF之間轉(zhuǎn)動(dòng)的截止部件的球閥；以及包括在閥座上操作并在關(guān)閉和打開位置如活塞般軸向移動(dòng)的截止部件的閥。
可以通過(guò)應(yīng)用具有可變行程的氣動(dòng)或液壓致動(dòng)器使球閥伺服操作，所述氣動(dòng)或液壓致動(dòng)器可以遙控并能夠在關(guān)閉位置和打開位置轉(zhuǎn)動(dòng)球截止部件。以此方式工作的閥也可以用于控制高壓流體的輸送/截止。但是，如果球截止部件不受兩相對(duì)側(cè)的約束且不保持在軸線上，則該球截止部件可能由于流體壓力而不能很好的定位，導(dǎo)致其周圍的密封墊快速磨損，因此對(duì)該閥的密封能力有不利影響。這樣球閥的實(shí)際效率最終降低，并且只能確保有限數(shù)量的周期。
為了即使在高壓下也能控制流體的輸送/截止，可以使用帶有與活塞類似的可移動(dòng)的截止部件的閥，因?yàn)檫@些閥的構(gòu)造和操作使得它們關(guān)于密封件磨損的問(wèn)題比球閥少。根據(jù)公知的技術(shù)，僅利用與連接到所述截止部件的桿相關(guān)聯(lián)且同軸的電磁致動(dòng)器也可以伺服操作并遙控這些閥。因而，這些閥就是所謂的電磁閥，其中截止部件通常通過(guò)至少一個(gè)彈簧保持在關(guān)閉位置，而啟動(dòng)電磁致動(dòng)器可使得該截止部件從關(guān)閉位置移動(dòng)到打開位置。
但是，這種用于具有活塞截止部件的閥的電磁控制在控制以200Bar左右或更高壓力流動(dòng)的高壓流體的輸送時(shí)，由于工作中的很大的力而出現(xiàn)問(wèn)題，除非可以使用高性能的磁致動(dòng)器；但是使用磁致動(dòng)器具有耗電多、成本高、體積大的缺點(diǎn)。
就我們所知，與球閥不同，氣動(dòng)或液壓致動(dòng)器從未與具有活塞截止部件的閥一起使用，更不用提將兩者結(jié)合以用于輸送高壓流體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)此欠缺，并因此提供一種與氣動(dòng)致動(dòng)器相結(jié)合的具有活塞截止部件的閥，該閥尤其可用于控制處于200Bar量級(jí)的高壓和更高壓力下的氣態(tài)和液態(tài)流體的流動(dòng)，并具有在該應(yīng)用中也能夠利用這些閥典型的效率和耐久性長(zhǎng)的特征的優(yōu)點(diǎn)，并且即使在使用低成本且尺寸不大的致動(dòng)器的情況下也可具有足夠的能力操縱這些閥。
根據(jù)本發(fā)明的閥包括具有通過(guò)形成閥座的中間管道彼此連通的用于待輸送的流體的進(jìn)口管道和出口管道的閥體，以及在所述閥座的打開位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)的浮動(dòng)(不固定，floating)的截止部件，其中，該閥與位于軸線上并間接地連接到所述截止部件以控制該截止部件在所述關(guān)閉位置和打開位置之間的運(yùn)動(dòng)的氣動(dòng)或液壓致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)。


結(jié)合參照所附示意性而非限制性的附圖對(duì)本發(fā)明的描述，可更清楚地看出根據(jù)本發(fā)明的閥，附圖中圖1示出組件的縱向截面；圖2僅示出氣動(dòng)致動(dòng)器的外部視圖。
具體實(shí)施例方式
在此提出的閥包括限定用于沿圖1中的箭頭方向輸送的流體的進(jìn)口管道12和出口管道13的閥體11。進(jìn)口管道12和出口管道13通過(guò)限定閥座15的中間管道14彼此連通。
在閥體11上固定有與中間管道14(軸線)對(duì)齊的套筒16，該套筒具有限定與閥座15相鄰的中間腔18的部分17以及限定所述腔的延伸部?jī)?nèi)的導(dǎo)孔20的頸部19，所述中間管道14相對(duì)于進(jìn)口管道12和出口管道13垂直或成一定角度。
在中間腔18內(nèi)設(shè)置有可在關(guān)閉位置和打開位置之間軸向移動(dòng)的浮動(dòng)的主截止部件21，該主截止部件21在所述關(guān)閉位置靠置在密封墊22上的閥座15上，在所述打開位置遠(yuǎn)離所述閥座。
在主截止部件21中形成有軸向孔23，該軸向孔是一側(cè)朝向流體的出口管道13而在另一側(cè)具有面向位于截止部件上方的中間腔18的小孔(orifice)23’的通孔。此外，在主截止部件21中，遠(yuǎn)離軸向孔23鉆有標(biāo)定孔24，該標(biāo)定孔24的一側(cè)與流體進(jìn)口管道12連通，另一側(cè)與上方的中間腔18連通。
在中間腔18內(nèi)，設(shè)有通過(guò)主截止部件21的軸向孔23的小孔23’上的密封件26操作的第二截止部件25。第二截止部件25在小孔的關(guān)閉位置和打開位置之間移動(dòng)，并與組裝在固定到閥體的套筒16的自由端上的氣動(dòng)致動(dòng)器27相關(guān)聯(lián)。
在所示示例中，氣動(dòng)或液壓致動(dòng)器27為單效類型。該致動(dòng)器包括在氣缸29內(nèi)操作的活塞28，一根桿30由密封墊31導(dǎo)向并保持在由所述套筒16的頸部19形成的導(dǎo)孔20內(nèi)。第二截止部件25固定到所述桿30的端部，并響應(yīng)于活塞28的運(yùn)動(dòng)而在小孔的關(guān)閉位置和打開位置之間移動(dòng)?；钊?8通過(guò)設(shè)置在氣缸內(nèi)的至少一個(gè)彈簧32沿一個(gè)方向移動(dòng)，并借助于通過(guò)側(cè)孔33來(lái)自氣缸的處于輸送/卸載壓力下的流體沿相反方向移動(dòng)。
在一種常閉閥中，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)作用在活塞上的彈簧32使第二截止部件25保持在位于主截止部件21的軸向孔23的小孔上的關(guān)閉位置，并且當(dāng)啟動(dòng)時(shí)通過(guò)所述活塞使第二截止部件25移動(dòng)到遠(yuǎn)離所述小孔的打開位置。
在一種常開閥中，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)彈簧使截止部件保持打開，通過(guò)活塞使其關(guān)閉。
此外，氣動(dòng)致動(dòng)器27也可以是雙效類型，其中，未設(shè)置彈簧，并且打開和關(guān)閉控制僅由作用在活塞上的壓力流體完成。
從圖1可以看出，主截止部件21具有面向流體的進(jìn)口管道12的表面，該表面的面積小于面向上方的中間腔18的表面的面積。這樣，當(dāng)?shù)诙刂共考?5靠在小孔23’上并阻塞該小孔時(shí)，既通過(guò)活塞又通過(guò)待輸送的流體的相同壓力使閥關(guān)閉并保持其關(guān)閉狀態(tài)。
實(shí)際上，第二截止部件25以此方式推靠在主截止部件上，推動(dòng)該第二截止部件并保持主截止部件在閥座15上關(guān)閉，以阻止流體從閥體的進(jìn)口管道流到出口管道。在另一側(cè)到達(dá)進(jìn)口管道12的高壓流體穿過(guò)標(biāo)定孔24流到位于主截止部件上方的中間腔18，在該中間腔內(nèi)形成與進(jìn)口管道內(nèi)的壓力基本相同的壓力。
但是，由于主截止部件21承受流體壓力的相反表面的面積不等，所產(chǎn)生的力大小不同，從而直接有助于將主截止部件21推動(dòng)并保持在關(guān)閉位置，與位于閥的上游即入口處的流體壓力無(wú)關(guān)。該狀況保持穩(wěn)定，直到通過(guò)活塞將第二截止部件25移離小孔23’。這樣，消除了作用在主截止部件21上的推力，同時(shí)流體可以穿過(guò)軸向孔23從中間腔18流到出口管道13。因此，進(jìn)入閥內(nèi)且作用在下表面的壓力流體的力大于作用在相反面即主截止部件的上表面的力，從而主截止部件移到閥座的打開位置，以允許流體的正常輸送。
權(quán)利要求
1.一種伺服操作活塞閥，該閥包括具有通過(guò)形成閥座的中間管道彼此連通的用于待輸送的流體的進(jìn)口管道和出口管道的閥體，以及在所述閥座的打開位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)的浮動(dòng)的截止部件，其特征在于，該閥與位于軸線上并間接地連接到所述截止部件(21)以控制該截止部件在所述關(guān)閉位置和打開位置之間的運(yùn)動(dòng)的氣動(dòng)或液壓致動(dòng)器(27)相關(guān)聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服操作活塞閥，其特征在于，一套筒固定到所述閥體，該套筒具有形成與所述閥座(15)相鄰的中間腔(18)的部分以及形成作為所述腔的延伸部的導(dǎo)孔的頸部；所述浮動(dòng)的截止部件(21)設(shè)有軸向通孔(23)和標(biāo)定孔(24)，該軸向通孔的一側(cè)通向流體出口管道，另一側(cè)具有面向所述中間腔(18)的小孔(23’)，該標(biāo)定孔的一側(cè)與流體的進(jìn)口管道連通，另一側(cè)與位于上方的中間腔(18)連通；一第二截止部件(25)與所述小孔相關(guān)聯(lián)，并由所述氣動(dòng)或液壓致動(dòng)器(27)控制，從而，當(dāng)所述致動(dòng)器未被啟動(dòng)時(shí)，所述第二截止部件位于所述小孔的關(guān)閉位置，并在作用在主截止部件的相反面上的大小不等的力的配合下將該主截止部件推入所述閥座的關(guān)閉位置，而當(dāng)所述致動(dòng)器被啟動(dòng)時(shí)，所述第二截止部件移離所述小孔，從而能夠在所述主截止部件的打開位置移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的伺服操作活塞閥，其特征在于，所述氣動(dòng)或液壓致動(dòng)器為單效類型，并包括將所述閥保持在常閉或常開位置的至少一個(gè)彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的伺服操作活塞閥，其特征在于，所述氣動(dòng)或液壓致動(dòng)器為雙效類型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種伺服操作活塞閥，該閥包括具有通過(guò)形成閥座的中間管道彼此連通的用于待輸送的流體的進(jìn)口管道和出口管道的閥體，以及在所述閥座的關(guān)閉位置和打開位置之間移動(dòng)的浮動(dòng)的截止部件，其特征在于，該閥與位于軸線上并間接地連接到所述截止部件(21)以控制該截止部件在所述關(guān)閉位置和打開位置之間的運(yùn)動(dòng)的氣動(dòng)或液壓致動(dòng)器(27)相關(guān)聯(lián)。
文檔編號(hào)F16K31/124GK1896571SQ20061009425
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2006年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月28日
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