專利名稱：先導(dǎo)式提升閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及具有滑動閥構(gòu)件的提升閥，所述滑動閥構(gòu)件帶有多個閥構(gòu)件密封件。
背景技術(shù)：
本節(jié)提供關(guān)于本公開內(nèi)容的背景信息，它們并不一定是現(xiàn)有技術(shù)。氣動閥組件在本領(lǐng)域用于控制加壓空氣或液體的流動是公知的。一種目前用于相 關(guān)領(lǐng)域的眾多應(yīng)用中的氣動閥一般通稱為提升閥。人們發(fā)現(xiàn)提升閥可與作為整個流體動力 系統(tǒng)的一部分的液控氣動閥有關(guān)的特殊用途。一種普通的提升閥裝置包括被活動地支撐在 預(yù)定位置之間的閥體中的閥構(gòu)件。這些位置通常由閥孔內(nèi)閥座的布置限定。閥構(gòu)件包括接 合閥座的閥元件。維持一致的元件行程因而維持一致的閥壽命的一個考慮因素是閥座和閥構(gòu)件相 互作用的性質(zhì)。通常用于相關(guān)領(lǐng)域中的閥座包括角切或90°拐角面。相應(yīng)的閥元件通常 包括相對圓錐形的或有角度地成形的閥密封表面。最常見的是，閥元件是用彈性材料外模 制(或稱包覆模制，over-mold)或包封的，以改進(jìn)密封效果并在閥構(gòu)件和方形閥座相互作 用時提供閥構(gòu)件的輕微緩沖。閥座的角切90°拐角能夠在閥操作期間深刺入提升閥元件。 隨著它的刺入，施加到閥元件的力在閥密封表面上傳播開。這個密封相互作用最初傾向于 產(chǎn)生良好的密封，因?yàn)殚y元件的密封表面上的外模制材料在它置靠在座邊緣時會向內(nèi)輕微 偏轉(zhuǎn)，因而在座周圍形成環(huán)形密封。但是，這個密封效應(yīng)會產(chǎn)生磨損，因?yàn)樗ㄟ^使密封 材料重復(fù)變形并最終損壞，例如通過在每次閥關(guān)閉事件期間閥構(gòu)件運(yùn)動到其就位位置抵靠 角切閥座而被切割，閥被重復(fù)起動。隨著密封材料開始出現(xiàn)永久變形并且然后最終出現(xiàn)切割，致動器必須經(jīng)過越來越 長的行程來密封閥。閥行程的不斷變長引起閥起動定時的動態(tài)改變，這會使正在執(zhí)行的操 作降級。由于閥行程改變引起的閥定時起動的改變轉(zhuǎn)化為過程的不準(zhǔn)確和不一致性，這最 終要求更換閥。其次，閥密封材料的變形和切割可能導(dǎo)致泄漏，并且經(jīng)常將密封材料片引入 到下游的氣動流路徑中。

發(fā)明內(nèi)容
本節(jié)提供了本公開內(nèi)容的總體性概述，并不是對其整個范圍或其全部特征的全面 公開。根據(jù)本公開的提升閥的若干實(shí)施例，閥組件包括具有閥孔的閥體。閥構(gòu)件被可滑 動地設(shè)置閥孔內(nèi)第一和第二停止位置之間。連接到閥構(gòu)件的第一和第二徑向延伸的閥元件 具有相對于閥構(gòu)件的縱向軸線成相等角度定向的第一和第二密封表面。第一和第二密封表 面分別基本平行于錐形的第一和第二座表面定向，第一和第二座表面都相對于所述縱向軸 線成相等角度定向并且具有可調(diào)的間距，使得在閥構(gòu)件的第一停止位置中，第一密封表面 接觸第一座表面，而且第二密封表面同時接觸第二座表面。根據(jù)其他實(shí)施例，閥組件包括閥體，閥體具有和流體源流體連通的入口、在閥體中軸向延伸的閥孔以及第一和第二出口。閥構(gòu)件在第一和第二停止位置之間可滑動地設(shè)置在 閥孔內(nèi)。第一和第二徑向延伸的彈性閥元件連接到閥構(gòu)件，第一閥元件具有第一密封表面， 而第二閥元件具有第二密封表面。第一和第二密封表面相對于閥構(gòu)件的縱向軸線成相等角 度定向。第一密封表面適于接觸錐形的第一座表面，而第二密封表面適于接觸錐形的第二 座表面。第一和第二座表面基本平行于第一和第二密封表面定向。第一和第二座表面之間 的間距等于第一和第二密封表面之間的間距，以便在第一停止位置時，第一閥元件與第一 座表面之間以及第二閥元件與第二座表面之間同時接觸。根據(jù)另外的實(shí)施例，閥組件包括具有閥孔的閥體。閥構(gòu)件在第一和第二停止位置 之間可滑動地設(shè)置在閥孔內(nèi)。第一和第二彈性閥元件連接到閥構(gòu)件。第一閥元件具有第一 密封表面，第二閥元件具有第二密封表面。第一和第二密封表面相對于閥構(gòu)件的縱向軸線 成相等角度地定向。第一閥元件進(jìn)一步具有第三密封表面，第二閥元件進(jìn)一步具有第四密 封表面。第三和第四密封表面定向?yàn)榈谝缓偷诙芊獗砻娴溺R像。第一和第二密封表面分 別基本平行于錐形的第一和第二座表面。第一和第二座表面都相對于所述縱向軸線成相等 角度定向并且具有可調(diào)的間距，使得在閥構(gòu)件的第一停止位置中時，第一密封表面接觸第 一座表面，而第二密封表面同時接觸第二座表面。第三和第四密封表面都相對于所述縱向 軸線成相等角度定向，使得在閥構(gòu)件的第二停止位置時，第三密封表面接觸第三座表面，并 且第四密封表面同時接觸第四座表面。根據(jù)本文提供的描述，其它的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒆兊妹黠@。本概述中的描述和特定例子 僅僅是出于說明性目的，不應(yīng)用來限制本公開的范圍。


在此描述的附圖僅僅用于圖解說明所選的實(shí)施例，并不是所有可能的實(shí)施，不應(yīng) 用來限制本公開的范圍。圖1是在圖5的截面1獲取的本公開的先導(dǎo)式提升閥的橫截面前立視圖；圖2是圖1的閥組件的橫截面前立視圖；圖3是類似圖1的橫截面前立視圖，其經(jīng)修改示出閥構(gòu)件第二停止位置；圖4是圖2的區(qū)域4的橫截面前立視圖；圖5是本公開的先導(dǎo)式提升閥的左前向透視圖；和圖6是從圖2修改的閥組件的橫截面前立視圖，其進(jìn)一步包括外模制中心密封件。在附圖的這幾個視圖中，相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部分。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例性實(shí)施例。提供示例性實(shí)施例，從而使得本公開是全面的，并且將充分地向本領(lǐng)域技術(shù)人員 傳達(dá)保護(hù)范圍。闡述眾多的特定細(xì)節(jié)，比如特定部件、裝置和方法的例子，以提供本公開實(shí) 施例的全面理解。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，具體的細(xì)節(jié)并不是必須采用的，示例 性實(shí)施例可在許多不同形式中實(shí)現(xiàn)，并且也不應(yīng)該解釋為限制本公開的范圍。在某些示例 性實(shí)施例中，對公知工藝、公知裝置結(jié)構(gòu)和公知技術(shù)并不進(jìn)行詳細(xì)描述。本文使用的術(shù)語僅僅是為了描述特定的示例性實(shí)施例，不應(yīng)作為限制。如本文中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”可被理解成包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確地另行 指出。術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”是包含式的，因此表示存在列出的特征、整體、步驟、 操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一個或更多個其他特征、整體、步驟、操作、 元件、部件和/或它們的組。在此描述的方法步驟、過程和操作不應(yīng)解釋為必須要求以討論 或說明的特定順序執(zhí)行，除非具體指出作為執(zhí)行順序。還要理解的是，可以采用附加步驟或 替代步驟。當(dāng)一個元件或?qū)颖环Q為在另一元件或?qū)印吧稀?，或“連接到”或“耦接到”另一元件或 層時，它可以直接在另一元件或?qū)由匣蛘呓雍系健⑦B接到或耦接到另一元件或?qū)?，或者可?存在插入元件或?qū)?或稱介于中間的元件或?qū)?。而當(dāng)一個元件或?qū)颖环Q為直接在另一元 件或?qū)印吧稀?，或者“直接接合到”、“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件或?qū)訒r，可能并 不存在插入元件或?qū)?。用于描述元件之間關(guān)系的其他詞應(yīng)該以相似的風(fēng)格解釋(例如“之
間”與“直接在......之間”、“相鄰”與“直接相鄰”等等)。本文使用的術(shù)語“和/或”包
括關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)中一個或更多個的任意和所有組合。雖然術(shù)語第一、第二、第三等等在本文中用于描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或 部分，但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)該受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅僅用于 將一個元件、部件、區(qū)域、層和部分與另一區(qū)域、層或部分進(jìn)行區(qū)分。在本文中使用諸如第 一、第二和其他數(shù)字用語之類的術(shù)語時不暗示存在序列或順序關(guān)系，除非在上下文中明確 指出。因此，在不背離示例性實(shí)施例教導(dǎo)的情況下，后文所述的第一元件、部件、區(qū)域、層或 部分也可以被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或部分。空間性相對術(shù)語，比如內(nèi)、外、下、之下、下部、之上等等在此可用于方便地描述一 個元件或特征和另一個或多個元件或特征的如圖所示的關(guān)系?？臻g性相對術(shù)語意在包含除 了圖中所示的方位或定向之外的使用或操作中的裝置的不同方位。例如，如果圖中的裝置 被翻過來，那么描述為在其他元件或零件“下”或“之下”的元件就會定向在其他元件或零件 “之上”。因此，示例術(shù)語“之下”可以包含之上和之下兩種定向。裝置可以被另外定向(旋 轉(zhuǎn)90度或在其他方位)，并且本文使用的空間相對描述用語將被相應(yīng)解釋。參考圖1，四向閥10具有電磁先導(dǎo)閥11，電磁先導(dǎo)閥11具有連接到螺線管體14 的螺線管操作器12，電磁先導(dǎo)閥11的螺線管體可釋放地(或稱可脫開地)連接到閥組件 15。本公開不限于四向閥，并且可以包括三向閥和其他結(jié)構(gòu)的閥。螺線管體14包括第一排 出口 16、軸向孔18、第一端口 20、第二端口 22、第三端口 24和第二排出口 26。第三端口 24 用作接收電磁先導(dǎo)閥11中的加壓空氣的入口。在螺線管操作器12的為去激勵或斷電的條 件下，可滑動地設(shè)置在軸向孔18中的螺線管構(gòu)件28被對齊成將在第三端口 24中接收的加 壓空氣通過第一端口 20輸送到閥體34的閥孔32的第一孔部分30，這包括閥構(gòu)件36在閥 構(gòu)件第一位移方向“A”的滑動運(yùn)動。同樣在去激勵或斷電條件下，第二端口 22和第一排出 口 16對齊，以將第二孔部分38通到大氣。為了在相反的第二位移方向“B”平移閥構(gòu)件36， 螺線管操作器12被賦能或供電，以使螺線管構(gòu)件28在螺線管構(gòu)件位移方向“C”滑動地運(yùn) 動，從而將第三端口 24和第二端口 22對齊，以將加壓空氣引導(dǎo)到第二孔部分38中，對閥構(gòu) 件36施力促使其在閥構(gòu)件第二位移方向“B”上滑動。同樣在螺線管操作器12被賦能或供 電時，第二排出口 26和第一端口 20對齊，以將第一孔部分30通到大氣。螺線管線圈40可以被賦能或供電以使電樞42軸向地移位，電樞42接觸并平移接觸構(gòu)件44，接觸構(gòu)件44使螺線管構(gòu)件28在螺線管構(gòu)件位移方向“C”上移位。當(dāng)螺線管線 圈40被去激勵或斷電時，偏置構(gòu)件46的彈簧力使螺線管構(gòu)件28、接觸構(gòu)件44和電樞42在 返回方向“D”返回。極片(或稱極芯)48滑動地接收接觸構(gòu)件44并且能夠抵抗著偏置構(gòu) 件50的偏置力進(jìn)行位移，從而吸收電樞42和/或接觸構(gòu)件44的位移能量。第一閥體端52可用于將閥體34耦接到螺線管體14。第二閥體端54在閥裝配期 間被可釋放地連接到所用閥體34的相對端以便操作訪問(access)，并且如果需要操作訪 問閥孔32中的閥構(gòu)件36來為閥10的定時和操作做出必要的調(diào)整，那么在閥裝配好之后拆 除。第一端口 20連接到閥體34的第一流動通道56、第二閥體端54的第一雙向孔58和第 一閥體端52的第一傳送通道59，以將加壓空氣引導(dǎo)進(jìn)或引導(dǎo)出第一孔部分30。第三端口 24連接到第一閥體端52的第二傳送通道60和閥體34的第二流動通道62，以將通過流體 入口端口 64接收的加壓空氣引導(dǎo)到電磁先導(dǎo)閥11中。閥10還包括閥體34，閥體34具有與為電磁先導(dǎo)閥11和閥組件15提供氣體或流 體(例如加壓空氣65)的源流體連通的流體入口端口 64、在閥體34內(nèi)軸向延伸的閥孔32 和至少一個出口端口。加壓空氣64還可以是適于電磁先導(dǎo)閥11和閥組件15的操作的任 何液體或氣體，比如壓縮空氣、惰性氣體等等。至少一個出口端口可包括第一和第二出口端 口 66、68。第一和第二排出端口 70、72也被設(shè)置給閥體34。閥體34在預(yù)定的第一和第二 停止位置之間可軸向滑動地設(shè)置在與閥體34的縱向軸線74同軸線的閥孔32內(nèi)，適于將加 壓空氣65的流從入口端口 64經(jīng)過閥孔32引導(dǎo)到第一或第二出口端口 66或68中的一個。連接到閥構(gòu)件36的第一和第二徑向延伸的閥元件76、78 (例如作為外模制彈性材 料元件)具有相對于閥構(gòu)件36的縱向軸線74成相等角度定向的第一和第二密封表面80、 82。第一和第二徑向延伸的閥元件76、78在軸向上彼此間隔開，以允許兩者同時接觸第一 閥座84和第二閥座86，其中第一閥座84和第二閥座86延伸進(jìn)閥孔32中限定了第一停止 位置。第一閥座84從第一轉(zhuǎn)接器(或稱適配器)88整體延伸出，第一轉(zhuǎn)接器88利用第一 螺紋連接90軸向地設(shè)置在閥孔32內(nèi)。第二閥座86從第二轉(zhuǎn)接器92整體延伸出，第二轉(zhuǎn) 接器92利用第二螺紋連接94軸向地設(shè)置在閥孔32內(nèi)。第一和第二螺紋連接90、94允許 第一閥座84和第二閥座86的位置可被軸向調(diào)整。第一和第二徑向延伸的閥元件76、78也 可接觸整體連接到閥體34的第三閥座96和從第二轉(zhuǎn)接器92整體延伸出的第四閥座98，這 將在下文參考圖2和3進(jìn)一步討論。參考圖2，第一和第二轉(zhuǎn)接器88、92可軸向調(diào)整地定位在閥構(gòu)件36和閥體34之間 的閥孔32內(nèi)，并且適于可滑動地接收閥構(gòu)件36。根據(jù)若干實(shí)施例，第一和第二轉(zhuǎn)接器88、 92兩者或其中的至少一個是可軸向運(yùn)動的，以軸向調(diào)整第一閥座84相對于第二閥座86的 位置，或者軸向調(diào)整第四閥座98相對于固定位置的第三閥座96的位置。第一和第二轉(zhuǎn)接 器88、92皆可包括定位在第一和第二轉(zhuǎn)接器88、92的外周界和閥體34的內(nèi)壁之間的一個 或更多個密封構(gòu)件99。根據(jù)若干實(shí)施例，密封構(gòu)件99、99’被提供給第一轉(zhuǎn)接器88，密封構(gòu) 件99”、99，”和99””被提供給第二轉(zhuǎn)接器92。密封構(gòu)件99可以是0形環(huán)或密封墊，適于形 成第一和第二孔部分30、38中的加壓空氣65和閥孔32之間的流體邊界。閥組件15包括第一和第二閥體端52、54，它們利用例如緊固件(未示出)可釋放 地連接到閥體34?？稍陂y構(gòu)件36的相對端處制造第一和第二活塞100、102。為了最小化 閥構(gòu)件36的滑動摩擦，只在第一和第二活塞100、102以及在第一和第二轉(zhuǎn)接器88、92內(nèi)制造的各第一和第二柱面壁之間形成滑動接觸。為了進(jìn)一步最小化閥構(gòu)件36的滑動摩擦，第 一和第二活塞100、102皆僅僅具有一個單一孔密封件，被指定為定位在槽109、111內(nèi)的、在 第一和第二活塞100、102每個的周圍沿圓周方向形成的第一和第二孔密封件108、110。第 一和第二孔密封件108、110皆適于形成與第一和第二柱面壁104、106的滑動密封。根據(jù)若 干實(shí)施例，第一和第二孔密封件108、110可以是0形環(huán)或D形環(huán)，但是也可使用其他類型的 密封件，比如密封墊或隔膜。第一和第二孔密封件108、110滑動地接觸第一和第二柱面壁 104、106，從而為第一和第二孔部分30、38中接收的加壓空氣65提供壓力邊界，因此加壓空 氣65能夠進(jìn)入第一或第二孔密封件108、110之一和閥孔32中，同時允許加壓空氣65從第 一和第二孔密封件30、38的另一個中排出，從而允許閥構(gòu)件36被迫移位。第一和第二閥元件76、78的第一和第二密封表面80、82適于接觸第一閥座84和 第二閥座86的第一和第二座表面112、114。類似地，第一和第二閥元件76、78也包括第三 和第四密封表面116、118，它們適于接觸第三閥座96和第四閥座98的錐形的第三和第四 座表面120、122。第一和第二座表面112、114基本平行于第一和第二閥元件76、78的第一 和第二密封表面80、82定向，從而使得第一閥元件76的第一密封表面80接觸第一閥座84 的第一座表面112，而第二閥元件78的第二密封表面82同時接觸第二閥座86的第二座表 面114。由于相同的理由，第三和第四密封表面116、118基本平行于第三和第四閥座96、98 的第三和第四密封表面120、122定向，使得第一閥元件76的第三密封表面116接觸第三閥 座96的第三座表面120，而第二閥元件78的第四密封表面118同時接觸第四閥座98的第 四座表面122，從而限定了第二停止位置。根據(jù)若干實(shí)施例，在第一停止位置，第一閥元件76接觸第一座表面112的表面面 積基本等于第二閥元件78接觸第二座表面114的表面面積。類似地，在第二停止位置，第 一閥元件76接觸第三座表面120的表面面積基本等于第二閥元件78接觸第四座表面122 的表面面積。保持相等的接觸表面面積就保持了第一閥元件76和第二閥元件78向其各 自的座表面施加基本相等的力。保持閥元件接觸的基本相等的力提供了若干優(yōu)點(diǎn)，包括使 平衡了密封效果和平衡了閥元件與其座表面之間的磨損，從而使得座位置之間的閥構(gòu)件36 的直線位移基本上不隨著時間變化，并且不改變閥10的輸出。參考圖1和圖2，為了將閥構(gòu)件36定位在第一停止位置，將閥構(gòu)件36沿閥構(gòu)件第 一位移方向“A”向左平移。為了沿閥構(gòu)件第一位移方向“A”平移閥構(gòu)件36，螺線管線圈40 被去激勵或斷電，從而允許偏置構(gòu)件46的偏置力使螺線管構(gòu)件28、接觸構(gòu)件44和電樞42 沿螺線管構(gòu)件返回方向D運(yùn)動。螺線管構(gòu)件28的這個移位允許加壓空氣65從入口端口 64 通過第二流動通道62和第三端口 24流入電磁先導(dǎo)閥11，通過第一端口 20、第一閥體端52 的第一傳送通道59、第一流動通道56、第一雙向孔58流出并且流入第一孔部分30。同時， 第二端口 22和第一排出口 16對齊，以將一定量的剩余空氣128經(jīng)由第一排出口 16從第二 孔部分38通過第一閥體端52的第三傳送通道61，通過第二端口 22排到大氣。閥構(gòu)件36 在閥構(gòu)件第一位移方向“A”相對于縱向軸線74軸向平移，直到在第一停止位置第一閥元件 76接觸第一閥座84，且同時第二閥元件78接觸第二閥座86。參考圖3并再次參考圖1，在所示的閥組件15中，閥構(gòu)件36處于第二停止位置，即 沿閥構(gòu)件第二位移方向“B”平移到右邊，如圖3所示。為了沿閥構(gòu)件第二位移方向“B”平移 閥構(gòu)件，螺線管線圈40被賦能或供電，從而使電樞42沿螺線管構(gòu)件位移方向“C”運(yùn)動。這一移位沿螺線管構(gòu)件位移方向“C”向下推動了接觸元件44和螺線管構(gòu)件28，如圖3所示， 這允許加壓空氣65流過第二端口 22、第一閥體端52的第三傳送通道61，并且流入第二孔 部分38。同時，第一端口 20和第二排出口 26對齊，以將剩余空氣128經(jīng)由第二排出口 26 從第一孔部分30通過第一雙向孔58、第一流動通道56、第一閥體端52的第一傳送通道59， 并且通過第一端口 20排到大氣。電磁先導(dǎo)閥11和第一閥體端52也可以連接到閥體34的 相對端(代替第二閥體端54)，由此顛倒第一和第二停止位置。和第一活塞100接觸的加壓空氣65迫使閥構(gòu)件36沿閥構(gòu)件第二位移方向“B”移 位直到在第二停止位置第一閥元件76的第三密封表面116接觸第三閥座96的第三座表面 120，同時第二閥元件78的第四密封表面118接觸第四閥座98的第四座表面122。在閥組 件15的第二停止位置，加壓空氣65流過入口端口 64，流入閥孔32，并且從第二出口端口 68 排出。此外在第二停止位置，第一出口端口 66通過閥孔32的第一部分124與第一排出端 口 70對齊，以將第一部分124和第一出口端口 66通向大氣。此外，第二排出端口 72將鄰 近第二活塞102的閥孔32的第二部分126通向大氣。參考圖4，根據(jù)若干實(shí)施例，第一密封表面80限定了相對于縱向軸線74的角度 α，而第二密封表面82限定了相對于縱向軸線74的角度β。角度α和β是基本相等的 相對于縱向軸線74的角度，使得第一和第二密封表面80、82基本彼此平行定向。第一和第 二閥座84、86具有彼此間的座間距Ε，其等于第一和第二閥元件76、78的等同特征(比如圖 中左手拐角處所示)的元件間距F。如本文前面提到的，座間距E是可調(diào)節(jié)的，以保持等于 元件間距F，從而使得第一閥元件76接觸第一閥座84的同時，第二閥元件78接觸第二閥 座86。第一和第二閥座84、86的第一和第二座表面112、114基本平行于第一和第二閥元件 76,78的第一和第二密封表面80、82定向。第三和第四密封表面116、118限定了相對于第一和第二密封表面80、82的鏡像定 向。第三和第四密封表面116、118基本彼此平行定向，并且定向成相對于閥構(gòu)件36的縱向 軸線74呈基本相等的角度γ、Δ。角度Υ、Δ是基本相等的角度，使得第一和第二密封表 面80、82是彼此平行定向的。第一座表面112相對于縱向軸線74限定了角度ε，而第二座表面114限定相對于 縱向軸線74的角度Ζ。根據(jù)若干實(shí)施例，角度ε和Z基本等于角度α和β，以將第一座表 面112平行于第一密封表面80定向，將第二座表面114平行于第二密封表面82定向。第 三座表面120和第四座表面122也類似地相對于第三和第四密封表面116、118平行定向。 本公開的座表面和密封表面的角形構(gòu)造類似于本發(fā)明的受讓人共同擁有的授予Williams 的美國專利6，668，861中示出的，在此通過引用將該專利的主題并入本文。再次參考圖1和3，第一和第二閥元件76、78可由有彈力的柔軟彈性材料(比如橡 膠或合成材料)成形制成或機(jī)加工而成，并且還可以是由有彈力的柔軟彈性材料(比如橡 膠或合成材料)的外模制件，所述有彈力的柔軟彈性材料被外模制到閥構(gòu)件36的金屬材料 上。閥構(gòu)件36在預(yù)定的第一和第二停止位置之間可滑動地設(shè)置閥孔32中，并且沿閥構(gòu)件 第一和第二位移方向A和B的每一個是可運(yùn)動的。圖1所示的第一停止位置適于允許加壓 空氣65從入口端口 64經(jīng)過閥孔32流到第一出口端口 66。圖3所示的第二停止位置適于 允許加壓空氣65從入口端口 64經(jīng)過閥孔32流到第二出口端口 68。再次參考圖2和圖3，與第一座表面112接觸的第一密封表面80的第一周界接觸表面面積G基本等于與第二座表面114接觸的第二密封表面82的第二周界接觸表面面積 H，從而平衡第一和第二閥元件76、78兩者的就座力以及平衡第一和第二閥元件76、78的磨 損?；谙嗤脑颍c第三座表面120接觸的第三密封表面116的第三周界接觸表面面 積J基本等于和第四座表面122接觸的第四密封表面118的第四周界接觸表面面積K。由 于第一、第二、第三和第四閥座是圓形的，因此當(dāng)與第一和第二閥元件76、78的密封表面接 觸時，接觸表面面積G、H、J、K限定了閥座的圓形和錐形部分。參考圖5，可以為電磁先導(dǎo)閥11、閥體34、第一閥體端52和第二閥體端54中的每 個保持寬度L。閥10的寬度可以小于長度M，以允許多個閥組件10以并排結(jié)構(gòu)堆疊或定位， 從而允許到閥端口(只示出入口端口 64和第一和第二排出端口 70、72)的管道或管狀連接 的裝配空間檢查(fit-up dimensi)。如本文使用的，術(shù)語“平行于”、“和......平行”、“基本平行”、“基本等角度的”、
“基本相等角度”等等包括多達(dá)正負(fù)1.5度的制造公差變化。例如，參考附圖，80、82彼此基 本平行(在正負(fù)1.5度內(nèi))并且角度α和β是基本相等的角度(誤差在正負(fù)1.5度內(nèi))。參考圖6，為了減少第一和第二孔密封件108、110的磨損，第一中心密封件130可 以由鄰近第一孔密封件108的第一活塞100上的彈性材料外模制而成，而第二中心密封件 132可以由鄰近第二孔密封件110的第二活塞102上的彈性材料外模制而成。第一和第二 中心密封件130、132皆包括凸起的或錐尖形(conical tipped)的周界部分134。第一中 心密封件130的周界部分134接觸第一柱形壁104，從而使第一活塞100相對于縱向軸線 74居中，而第二中心密封件132的周界部分134接觸第二柱形壁106，從而使第二活塞102 相對于縱向軸線74居中。對第一和第二中心密封件130、132使用比第一和第二孔密封件 108,110的材料更硬的材料能夠減少第一和第二孔密封件108、110的偏轉(zhuǎn)，從而減少磨損。本公開的閥組件提供了若干優(yōu)點(diǎn)。先導(dǎo)閥一般在要求更大閥構(gòu)件軸向位移和/或 閥容積流速的應(yīng)用中用于代替直接操作閥，且因此具有更大的閥座和閥構(gòu)件間距和定時問 題。通過保持第一和第二閥元件76、78相對于閥組件15的座表面的相等/可調(diào)間距，并且 在閥組件15第一和第二停止位置兩者中保持第一和第二閥元件76、78之間相對于座表面 接觸的相等表面面積，第一和第二閥元件76、78皆以相等的力同時接觸各自的座表面，因 而導(dǎo)致第一和第二閥元件76、78和閥座的相等磨損。這允許通過在每個活塞中使用僅僅單 個密封元件使第一和第二活塞100、102的滑動摩擦減至最小，同時利用加壓流體(比如加 壓空氣)使閥構(gòu)件36在第一和第二停止位置之間快速往返。通過進(jìn)一步使用整個基本平行于第一和第二閥元件76、78的密封表面的錐形閥 座表面，第一和第二閥元件皆以相同的速度磨損，并且使閥定時的調(diào)整比具有不同成形的 閥元件表面和/或座表面的閥組件更加容易且更加一致。此外，使用和兩個錐形閥元件76、 78同時接觸的兩個錐形座表面進(jìn)一步以基本相等的接觸力保持可重復(fù)的閥閉合位置，以及 具有其各自閥座的閥元件76、78的面積。本文使用的“可重復(fù)”被定義為隨著閥元件76、 78由于使用而磨損，所維持的就座力和表面面積基本相等。本公開的錐形閥座和閥元件進(jìn) 一步減少或防止了在閥重復(fù)起動時閥元件的切割作用磨損，該磨損和已知的銳角閥座有關(guān) 聯(lián)，并且由重復(fù)變形和最終損壞的密封材料引起，例如是在每次閥閉合事件期間閥構(gòu)件運(yùn) 動到其抵靠角切閥座的就位位置時的切割引起的。本公開不限于為閥元件76、78使用彈性材料和/或外模制材料。這些元件可以由
11金屬或其他非彈性材料制成，包括由與閥構(gòu)件6相同的材料成形制成或機(jī)加工而成，具有 基本匹配關(guān)聯(lián)閥座表面的角度或定向的錐形表面，以提供兩個閥元件和錐形閥座的同時接 觸。 已經(jīng)提供的對實(shí)施例的前述描述用于解釋和說明的目的。這并不是排他性的，不 應(yīng)用來限制本發(fā)明。特定實(shí)施例中的各個元件或特征一般不限于該特定實(shí)施例，而是在適 用時可互換的，并且可用于選定的實(shí)施例中，即使沒有具體圖示和描述。同樣發(fā)明可以有許 多形式的變型。這些變型不應(yīng)被認(rèn)為是脫離本發(fā)明的，而應(yīng)被認(rèn)為包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種閥組件，包括具有閥孔的閥體；閥構(gòu)件，其在第一和第二停止位置之間可滑動地設(shè)置在所述閥孔內(nèi)；連接到所述閥構(gòu)件的第一和第二徑向延伸的閥元件，其具有相對于所述閥構(gòu)件的縱向軸線成相等角度定向的第一和第二密封表面；而且所述第一和第二密封表面基本平行于定位在所述閥體中的錐形的第一和第二座表面定向，第一和第二座表面都相對于所述縱向軸線成相等角度定向并且具有可調(diào)間距，從而使得在所述閥構(gòu)件的第一停止位置，所述第一密封表面接觸所述第一座表面，而且所述第二密封表面同時接觸所述第二座表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥組件，其中所述第一閥元件包括第三密封表面，所述第二 閥元件包括第四密封表面，所述第三和第四密封表面限定了相對于所述第一和第二密封表 面的鏡像定向，所述第三和第四密封表面彼此平行定向，并且定向相對于所述閥構(gòu)件的縱 向軸線基本相等的角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥組件，進(jìn)一步包括錐形的第三和第四座表面，所述第三和 第四座表面每一個適于與所述第三和第四密封表面中的一個接觸，所述第三和第四密封表 面定向在相對于所述縱向軸線的相等角度并且平行于所述第三和第四閥元件的密封表面 定向，使得在所述閥構(gòu)件的第二停止位置，所述第三密封表面接觸所述第三座表面，且同時 地，所述第四密封表面接觸所述第四座表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥組件，進(jìn)一步包括位于所述閥構(gòu)件的相對端的第一和第二 活塞，所述第一和第二活塞中的每一個僅僅具有一個在各所述第一和第二活塞中的適于形 成滑動式密封的單一孔密封件，。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥組件，進(jìn)一步包括螺線管組件，其連接到所述閥體，并且適于與加壓空氣連通；和可滑動地定位于所述螺線管組件中的螺線管構(gòu)件，適于改變所述螺線管組件的第一、 第二和第三端口中選定端口的流路對齊方式，以將所述加壓空氣引導(dǎo)到所述第一活塞或第 二活塞，從而使所述閥構(gòu)件朝所述第一停止位置軸向平移或者相反地朝所述閥構(gòu)件的第二 停止位置軸向平移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥組件，進(jìn)一步包括第一和第二轉(zhuǎn)接器，所述第一和第二轉(zhuǎn) 接器中的每一個皆相對于所述縱向軸線選擇性地同軸定位并且皆包括所述第一和第二座 表面中的一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥組件，其中所述第一和第二閥元件是模制到所述閥構(gòu)件上 的彈性材料的外模制件，所述第一閥元件適于密封住所述第一密封表面從而限定了第一周 界接觸表面面積，所述第二閥元件適于密封住所述第二密封表面從而形成第二周界接觸表 面面積，所述第二周界接觸表面面積等于所述第一周界接觸表面面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥組件，其中所述閥體進(jìn)一步包括與流體源流體連通的流體 入口端口，第一和第二出口端口以及第一和第二排放端口，其中所述第一和第二出口端口 經(jīng)由所述閥孔與所述入口端口連通，使得所述入口端口在所述閥構(gòu)件的第一停止位置與所 述第一出口端口流體連通，并且所述入口端口在所述閥構(gòu)件的第二停止位置與所述第二出 口端口流體連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥組件，其中接觸所述第一座表面的所述第一閥元件的表面 面積基本等于在所述第一停止位置接觸所述第二座表面的所述第二閥元件的表面面積。
10.一種閥組件，包括具有軸向延伸的閥孔的閥體；閥構(gòu)件，其在第一和第二停止位置之間滑動地設(shè)置在所述閥孔內(nèi)；連接到所述閥構(gòu)件的第一和第二彈性閥元件，所述第一閥元件具有第一密封表面，所 述第二閥元件具有第二密封表面，所述第一和第二密封表面相對于所述閥構(gòu)件的縱向軸線 成相等角度定向；而且所述第一密封表面適于接觸錐形的第一座表面從而限定了第一周界接觸表面面積，所 述第二密封表面適于接觸錐形的第二座表面從而限定了第二周界接觸表面面積，所述第二 周界接觸表面面積等于所述第一周界接觸表面面積，所述第一和第二座表面基本平行于所 述第一和第二密封表面定向，所述第一和第二座表面之間的間距等于所述第一和第二密封 表面之間的間距，以便在所述第一停止位置使得所述第一密封表面與所述第一座表面之間 以及所述第二密封表面與所述第二座表面之間同時接觸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的閥組件，其中所述第一閥元件還包括第三密封表面，所述 第二閥元件還包括第四密封表面，所述第三和第四密封表面限定了相對于所述第一和第二 密封表面的鏡像定向。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的閥組件，進(jìn)一步包括彼此平行定向并且相對于所述閥構(gòu)件 的縱向軸線成基本相等角度定向的第三和第四座表面，所述第三和第四座表面具有的間距 等于所述第三和第四密封表面之間的間距。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的閥組件，進(jìn)一步包括錐形的第三和第四座表面，所述第三 和第四座表面中的每一個適于由所述第三或第四密封表面中的一個來接觸，第三和第四座 表面都在相等的角度定向并且平行于所述第三和第四密封表面定向，以便在所述閥構(gòu)件定 位于所述第二停止位置時，使得所述第三密封表面與所述第三座表面之間和所述第四密封 表面與所述第四座表面之間同時接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的閥組件，進(jìn)一步包括彼此平行定向并且相對于所述閥構(gòu)件 的縱向軸線成基本相等角度定向的第三和第四座表面，所述第三密封表面適于接觸所述第 三座表面從而限定了第三周界接觸表面面積，所述第四密封表面適于接觸所述第四座表面 從而限定了第四周界接觸表面面積，所述第四周界接觸表面面積等于所述第三周界接觸表 面面積。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的閥組件，進(jìn)一步包括至少一個轉(zhuǎn)接器，其可滑動地定位在 所述閥構(gòu)件和所述閥體之間的所述閥孔內(nèi)并且適于可滑動地接收所述閥構(gòu)件，所述至少一 個轉(zhuǎn)接器可軸向運(yùn)動，以調(diào)節(jié)所述第一座表面和所述第二座表面之間的間距。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的閥組件，其中所述閥體進(jìn)一步包括入口端口以及第一和第 二出口端口，且其中在所述第一停止位置，所述閥構(gòu)件適于選擇性地引導(dǎo)流體流從所述入 口端口經(jīng)過所述閥孔到所述第一出口端口，而在第二停止位置，所述閥構(gòu)件適于選擇性地 弓丨導(dǎo)所述流體流從所述入口端口經(jīng)過所述閥孔到所述第二出口端口。
17.一種閥組件，包括具有閥孔的閥體；閥構(gòu)件，其在第一和第二停止位置之間可滑動地設(shè)置在所述閥孔內(nèi)；連接到所述閥構(gòu)件的第一和第二彈性閥元件，所述第一閥元件具有第一密封表面，所 述第二閥元件具有第二密封表面，所述第一和第二密封表面相對于所述閥構(gòu)件的縱向軸線 成基本相等角度，所述第一閥元件還包括第三密封表面，所述第二閥元件還包括第四密封 表面，所述第三和第四密封表面定向?yàn)樗龅谝缓偷诙芊獗砻娴溺R像；所述第一和第二密封表面中的每一個基本平行于錐形的第一和第二座表面定向，第一 和第二座表面都相對于所述縱向軸線成基本相等角度并且具有可調(diào)間距，從而使得在所述 閥構(gòu)件的第一停止位置，所述第一密封表面接觸所述第一座表面，而且所述第二密封表面 同時接觸所述第二座表面，并且所述第三和第四密封表面中的每一個基本平行于錐形的第三和第四座表面定向，第三 和第四密封表面都相對于所述縱向軸線成相等角度定向，從而使得在所述閥構(gòu)件的第二停 止位置，所述第三密封表面接觸所述第三座表面，而且所述第四密封表面同時接觸所述第 四座表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的閥組件，其中所述第一密封表面與所述第一座表面之間的 接觸限定了第一周界接觸表面面積，所述第二密封表面與適配的所述第二座表面之間的接 觸限定了等于所述第一周界接觸表面面積的第二周界接觸表面面積。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的閥組件，其中所述第三密封表面與所述第三座表面之間的 接觸限定了第三周界接觸表面面積，所述第四密封表面與所述第四座表面之間的接觸限定 了等于所述第三周界接觸表面面積的第四周界接觸表面面積。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的閥組件，其中所述第三和第四密封表面之間的間距等于所 述第一和第二密封表面之間的間距。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的閥組件，其中所述第三和第四座表面之間的間距等于所述 第一和第二座表面之間的間距。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的閥組件，進(jìn)一步包括至少一個轉(zhuǎn)接器，其可滑動地定位在 所述閥構(gòu)件和所述閥體之間的所述閥孔內(nèi)，并且適于可滑動地接收所述閥構(gòu)件，所述至少 一個轉(zhuǎn)接器可軸向運(yùn)動，從而調(diào)節(jié)所述第一座表面和所述第二座表面之間的間距。
全文摘要
本發(fā)明涉及先導(dǎo)式提升閥。具體地，提供了一種閥組件，其包括具有閥孔的閥體。閥構(gòu)件在第一和第二停止位置之間可滑動地設(shè)置在閥孔內(nèi)。閥構(gòu)件的第一和第二閥元件具有相對于閥構(gòu)件的縱向軸線成相等角度的第一和第二密封表面。第一和第二密封表面分別平行于錐形的第一和第二座表面定向，第一和第二座表面都相對于所述縱向軸線成相等角度并且具有可調(diào)間距，從而使得在第一停止位置，第一密封表面接觸第一座表面，而且第二密封表面同時接觸第二座表面。
文檔編號F16K31/06GK101893099SQ20101015903
公開日2010年11月24日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者J·西蒙茲, R·H·內(nèi)夫 申請人:馬克閥門公司