用于閥的促動(dòng)器及包括此類促動(dòng)器的閥的制作方法
【專利摘要】一種用于閥(2)的促動(dòng)器(1)，包括第一活塞(11)、第一活塞桿(13)和用于實(shí)現(xiàn)第一活塞(11)和第一活塞桿(13)的移動(dòng)的第一流體室(12)。促動(dòng)器(1)具有第二活塞(40)、第二活塞桿(45)，第二活塞桿(45)與第一活塞桿(13)同軸布置，并且沿徑向包圍第一活塞桿(13)的至少一部分。第二流體室(43)布置用于第二活塞(40)，用于實(shí)現(xiàn)第二活塞(40)和第二活塞桿(45)的移動(dòng)。第一流體通道(80)布置成與第一流體室(12)和第二流體室(43)中的各個(gè)連通，用于在流體引入到第一流體通道(80)中時(shí)實(shí)現(xiàn)第一活塞(11)和第二活塞(40)的移動(dòng)。還公開了包括此類促動(dòng)器(1)的閥。
【專利說明】用于閥的促動(dòng)器及包括此類促動(dòng)器的閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于閥的促動(dòng)器和包括此類促動(dòng)器的閥。
【背景技術(shù)】
[0002]閥和尤其是采樣閥可用于簡(jiǎn)化樣品從例如槽、反應(yīng)器和管線的抽出。大體上，采樣閥包括樣品流體入口、流體出口、清潔流體入口、閥座，以及布置成設(shè)定閥來控制入口與出口之間的流動(dòng)的促動(dòng)器。
[0003]尤其是在食品行業(yè)中，存在關(guān)于暴露于產(chǎn)品的所有表面的清潔可能性的嚴(yán)格要求。當(dāng)樣品流體入口封閉時(shí)，清潔可通過經(jīng)由閥從清潔流體入口、經(jīng)過閥座并且至流體出口噴射的熱蒸汽來完成。
[0004]采樣閥的操作需要布置在閥的促動(dòng)器中的一個(gè)或若干個(gè)活塞與彼此一起或獨(dú)立的移動(dòng)，這典型地取決于操作循環(huán)。操作循環(huán)基本上包括閉合位置、開啟位置和清潔位置。在通常稱為默認(rèn)位置的閉合位置，防止了樣品流體入口的任何流出。在開啟位置，樣品流體入口開啟，允許樣品流體經(jīng)由流體出口收集。在清潔位置，閥座的一部分暴露，以允許其清潔，同時(shí)從樣品流體入口的任何樣品流仍封閉。在閉合位置，在清潔位置暴露的閥座的部分與活塞直接接觸或間接接觸，該活塞形成促動(dòng)器的部分并且/或者與密封膜片接觸，該密封膜片覆蓋活塞的部分。通過在清潔位置，使閥座的部分暴露，殘余物可通過在清潔流體入口處供應(yīng)并且在暴露部分上面流動(dòng)的清潔流體流來除去。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)此類清潔，已知的是向促動(dòng)器提供同軸地布置的雙活塞桿。雙活塞桿的操作經(jīng)由三個(gè)流體供應(yīng)入口控制。這影響了促動(dòng)器的復(fù)雜性，并且還影響了用于制造和維護(hù)的成本。
[0006]相同問題對(duì)于其它類型的閥也成立，S卩，存在對(duì)降低用于制造和維護(hù)閥促動(dòng)器的復(fù)雜性和成本，以及特別是其中一個(gè)活塞桿與另一個(gè)活塞桿同軸布置的促動(dòng)器的大體需要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的在于提供具有更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)的閥促動(dòng)器，其允許降低成本。另一個(gè)目的在于提供使用此類簡(jiǎn)化的促動(dòng)器的閥。
[0008]這借助于用于閥的促動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)，該促動(dòng)器包括:包括第一活塞桿的第一活塞、用于實(shí)現(xiàn)第一活塞和第一活塞桿在流體引入到第一流體室中時(shí)移動(dòng)的用于第一活塞的第一流體室、包括第二活塞桿的第二活塞、與第一活塞桿同軸地布置并且沿徑向包圍第一活塞桿的至少一部分的第二活塞桿、用于實(shí)現(xiàn)第二活塞和第二活塞桿在流體引入到第二流體室中時(shí)移動(dòng)的用于第二活塞的第二流體室。促動(dòng)器的特征在于流體通道與第一流體室和第二流體室中的各個(gè)連通，用于實(shí)現(xiàn)在流體引入到第一流體通道中并且因此還引入到第一流體室和第二流體室中時(shí)第一活塞的移動(dòng)和第二活塞的移動(dòng)。
[0009]通過與同一個(gè)流體通道連通的兩個(gè)流體室，第一活塞和第二活塞的操作可由同一個(gè)流體供應(yīng)源控制，同時(shí)允許兩個(gè)活塞桿沿相同或相反方向操作。這允許涉及較少構(gòu)件和因此降低的總體成本的簡(jiǎn)化解決方案。在一個(gè)實(shí)施例中，第一活塞沿第一方向移動(dòng)，而第二活塞沿與第一方向相反的第二方向移動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一活塞和第二活塞沿相同方向移動(dòng)。第一流體通道可包括僅一個(gè)流體供應(yīng)入口。
[0010]第一流體室可由第一活塞和驅(qū)動(dòng)件限定，驅(qū)動(dòng)件可滑動(dòng)地布置在促動(dòng)器的殼體中。驅(qū)動(dòng)件可用于將由除第一活塞之外的活塞生成的移動(dòng)轉(zhuǎn)換成第一活塞和其活塞桿(鑒于殼體)的移動(dòng)。在此類移動(dòng)期間，沒有相對(duì)移動(dòng)將在驅(qū)動(dòng)件與第一活塞之間發(fā)生。這允許了減少數(shù)量的構(gòu)件和因此較小的促動(dòng)器。
[0011]促動(dòng)器還可包括布置在第一活塞的活塞桿側(cè)上的第一彈性器件，其中第一彈性器件可布置成抵消第一活塞的移動(dòng)，該移動(dòng)對(duì)應(yīng)于第一活塞桿的延伸或伸長(zhǎng)。用語〃延伸〃應(yīng)當(dāng)理解為活塞桿鑒于殼體沿離開或遠(yuǎn)離殼體的方向的相對(duì)移動(dòng)。
[0012]通過由彈性器件抵消的移動(dòng)，需要至第一流體室(或第三流體室，下文所述)的流體供應(yīng)，以便使第一活塞移動(dòng)。
[0013]第一彈性器件可為布置成在第一活塞的活塞桿側(cè)與第二活塞的蓋端側(cè)之間作用的壓縮彈簧。
[0014]促動(dòng)器還可包括布置在第二活塞的蓋端側(cè)上的第二彈性器件，其中第二彈性器件布置成抵消第二活塞的移動(dòng)。
[0015]通過由彈性器件抵消的第二活塞的移動(dòng)，需要至第二流體室(或至第三流體室，下文所述)的流體供應(yīng)，以便使第二活塞移動(dòng)。由于第一流體室和第二流體室經(jīng)由流體通道與彼此連通，故至流體室中的一個(gè)的流體供應(yīng)將自動(dòng)地導(dǎo)致至其它流體室的流體供應(yīng)。
[0016]第二彈性器件可為布置成在第二活塞的蓋端側(cè)與驅(qū)動(dòng)件的部分之間作用的壓縮彈黃。
[0017]促動(dòng)器還可包括第三活塞、以及用于實(shí)現(xiàn)第三活塞在流體引入到第三流體室中時(shí)移動(dòng)的用于第三活塞的第三流體室，以及用于實(shí)現(xiàn)在流體經(jīng)由流體供應(yīng)入口引入到第三流體室中時(shí)第三活塞的移動(dòng)的用于第三流體室的第三供應(yīng)入口，由此第三活塞布置成使第二活塞和第一活塞一起沿相同方向移動(dòng)。
[0018]第三活塞典型地可布置成使第一活塞和第二活塞以及它們相應(yīng)的活塞桿移動(dòng)至收縮位置。
[0019]第三活塞可定位在第一活塞和第二活塞的活塞桿側(cè)上。
[0020]促動(dòng)器還可包括布置在殼體的蓋端側(cè)上的壁部分與驅(qū)動(dòng)件的蓋端側(cè)上的壁部分之間的第三彈性器件。
[0021]促動(dòng)器的默認(rèn)位置將為由促動(dòng)器控制的閥的閉合位置，因?yàn)榈谌龔椥云骷ㄟ^驅(qū)動(dòng)件可一起操作第一活塞和第二活塞以及它們相應(yīng)的活塞桿至兩個(gè)活塞桿的延伸位置。在該操作期間，典型地不存在第一活塞與第二活塞之間的相對(duì)移動(dòng)。
[0022]依靠第三彈性器件，加壓流體必須供應(yīng)至第三流體室，用于開啟由促動(dòng)器控制的閥。
[0023]第三彈性器件可布置成在第一活塞與第二活塞一起移動(dòng)時(shí)被壓縮。
[0024]第一活塞可具有面對(duì)第一流體室的活塞面區(qū)域，并且第二活塞可具有面對(duì)第二流體室的活塞面區(qū)域，可需要由流體將第一促動(dòng)力施加于第一活塞的活塞面區(qū)域以便使第一活塞沿第一方向移動(dòng)至延伸的端部位置，并且可需要由流體將第二促動(dòng)力施加于第二活塞的活塞面區(qū)域以便使第二活塞沿第二方向移動(dòng)至收縮端部位置，并且其中所需的第一促動(dòng)力小于所需的第二促動(dòng)力，使得第一活塞將在第二活塞將移動(dòng)至收縮端部位置之前移動(dòng)至延伸端部位置。
[0025]活塞的此類移動(dòng)可通過分別確定第一活塞和第二活塞以及第一彈性器件和第二彈性器件的大小來完成，以使第一所需的促動(dòng)力低于第二所需的促動(dòng)力。接著，通過使第一流體室和第二流體室布置成與彼此連通并且供應(yīng)有具有相同流體壓力的流體，第一活塞將在第二活塞之前自動(dòng)地移動(dòng)。
[0026]根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種閥，其包括具有以上給出特征的促動(dòng)器、樣品流體入口、流體出口、清潔流體入口、閥座和膜片，膜片能夠操作成借助于促動(dòng)器的第一活塞桿和第二活塞桿密封地接合閥座，由此促動(dòng)器布置成控制樣品流體從樣品流體入口到流體出口的流動(dòng)，并且控制清潔流體從清潔流出入口到流體出口的流動(dòng)，同時(shí)封閉樣品流體從樣品流體入口的任何流動(dòng)。
[0027]閥可連接于例如槽、接收器和管線，以便能夠允許樣品從其取出。
[0028]促動(dòng)器可布置在采樣閥中，以在以下之間操作第一活塞桿和第二活塞桿:i)閉合位置，其中第一活塞桿的前緣部分和第二活塞桿的前緣部分設(shè)定成操作膜片來接合閥座，以密封地封閉樣品流體從樣品流體入口到流體出口的任何流動(dòng)，ii)開啟位置，其中第一活塞桿的前緣部分和第二活塞桿的前緣部分設(shè)定成操作膜片來允許樣品流體從樣品流體入口流至流體出口，以及iii)清潔位置，其中第一活塞桿的前緣部分設(shè)定成操作膜片來接合閥座，以密封地封閉樣品流體從樣品流體入口到樣品流出口的任何流動(dòng)，同時(shí)第二活塞桿的前緣部分收縮，使得閥座的一部分暴露并且因此清潔流體可從清潔流體入口在暴露部分上面流動(dòng)并且流至流體出口。
[0029]根據(jù)另一個(gè)方面，提供了一種操作閥的方法。
[0030]另外的目的和特征將從【具體實(shí)施方式】和權(quán)利要求中清楚。具體而言，促動(dòng)器不限于用于采樣閥的操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]現(xiàn)在將經(jīng)由實(shí)例參照附圖更詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，在該附圖中:
圖1為具有將閥設(shè)定在閉合位置的促動(dòng)器的閥的示意性截面視圖。
[0032]圖2公開了在設(shè)定在開啟位置時(shí)的圖1的閥。
[0033]圖3公開了在設(shè)定在清潔位置時(shí)的圖1的閥。
[0034]圖4公開了隨流體壓力變化的促動(dòng)器的第一活塞和第二活塞的移動(dòng)的一個(gè)實(shí)例。
[0035]圖5公開了閥促動(dòng)器的另一個(gè)實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0036]圖1為示意性截面視圖，示出了具有促動(dòng)器I的閥2。截面沿促動(dòng)器I的縱向中心軸線CA截取。
[0037]促動(dòng)器I形成閥2的部分，其包括樣品流體入口 3、流體出口 4、清潔流體入口 5、閥座6和膜片7。膜片7能夠操作成借助于促動(dòng)器I密封地接合閥座6。因此，促動(dòng)器I布置成控制樣品流體從樣品流體入口 3至流體出口 4的流。促動(dòng)器還控制清潔流體從清潔流體入口 5的流如何流過閥座6并且流至流體出口 4，同時(shí)封閉樣品流體從樣品流體入口 3的任何流。
[0038]促動(dòng)器I在圖1中公開為處于其閉合位置，該閉合位置也稱為默認(rèn)位置，其封閉從樣品流體入口 3的任何流。
[0039]為了便于描述和理解獨(dú)立特征和移動(dòng)，將使用用語前端和后端。前端理解為旨在在使用期間面對(duì)閥座6的促動(dòng)器I的端部，即，前端可看作是最接近閥座6的促動(dòng)器I的端部。還稱為蓋端側(cè)的后端是指旨在在使用期間背對(duì)閥座6的促動(dòng)器I的端部，即，后端可看作是最遠(yuǎn)離閥座6的促動(dòng)器I的端部。
[0040]此外，使用用語活塞桿側(cè)。該用語是指活塞桿從其延伸的活塞的側(cè)部。
[0041]為了描述活塞桿的移動(dòng)，使用了用語延伸位置和收縮位置。延伸將沿第一方向Dl發(fā)生，而收縮將沿第二方向D2發(fā)生。用語延伸應(yīng)當(dāng)理解為活塞桿離開殼體的移動(dòng)，即，伸長(zhǎng)。
[0042]促動(dòng)器I包括殼體9，殼體9分成后部9a和前部％。前部9b具有連接于閥體32的突出區(qū)段10，閥體32形成樣品流體入口 3、流體出口 4、清潔流體入口 5和閥座6。
[0043]促動(dòng)器I包括收納在第一流體室12中的第一活塞11。第一活塞11包括第一活塞桿13。第一活塞11和第一活塞桿13可形成為一個(gè)集成單元或兩個(gè)或更多個(gè)互連部分。
[0044]第一活塞桿13布置成平行于中心軸線CA延伸，其中前端邊緣部分14在殼體9外延伸。
[0045]第一活塞11和第一活塞桿13兩者具有圓形截面，但將理解可使用其它截面形狀。
[0046]第一流體室12由驅(qū)動(dòng)件16限定，驅(qū)動(dòng)件16布置成能夠在促動(dòng)器I的操作期間在殼體9內(nèi)或更具體是在殼體的前部9b內(nèi)沿軸向移動(dòng)。
[0047]在公開的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)件16具有管狀縱向形狀，其具有直徑方向的分隔壁17，直徑方向的分隔壁17具有收納第一活塞11和第一活塞桿13的貫穿開口 18。
[0048]分隔壁17的活塞桿側(cè)17a上的內(nèi)縱向壁部分17d具有階梯幾何形狀。第一階梯表面19形成約束第一活塞11的收縮(即，其沿第二方向D2的移動(dòng))的第一活塞11的座部。
[0049]螺母75將墊圈76連接于第一活塞桿13的上端。為驅(qū)動(dòng)件16的部分的分隔壁17具有上鄰接表面77。在圖1中所示的閉合位置，存在墊圈76與鄰接表面77之間的距離。第一活塞11能夠在第一流體室12內(nèi)移動(dòng)，由此第一活塞桿13關(guān)于驅(qū)動(dòng)件16和連接于驅(qū)動(dòng)件16的第三活塞60的行程長(zhǎng)度X由墊圈76與鄰接表面77之間的距離確定。
[0050]隔間100位于促動(dòng)器I中。一個(gè)或更多個(gè)彈性器件(在圖2中)61布置成與固定地連接于驅(qū)動(dòng)件16的第三活塞60協(xié)作。這些彈性器件61將在下文中稱為第三彈性器件61。
[0051]驅(qū)動(dòng)件16關(guān)于殼體9的內(nèi)縱向壁滑動(dòng)地布置。
[0052]第一流體室12經(jīng)由流體通道80與第一流體供應(yīng)入口 27連通。流體通道80包括布置在驅(qū)動(dòng)件16的縱向壁中的貫穿通道28。
[0053]促動(dòng)器I包括第二活塞40，其包括布置在第一活塞11的活塞桿側(cè)Ila上的第二活塞桿45。第二活塞40具有管狀本體的形狀，其具有底壁41。第二活塞40形成面對(duì)第一活塞11的活塞桿側(cè)Ila的外周蓋端邊緣部分42。
[0054]第二活塞40收納在第二流體室43中，即，可以說促動(dòng)器I具有用于第二活塞40的第二流體室43。第二流體室43位于第二活塞40與第三活塞60之間。
[0055]第二活塞40能夠沿第一方向Dl和第二方向D2移動(dòng)。第二活塞40及其活塞桿45關(guān)于驅(qū)動(dòng)件16和第三活塞60的行程長(zhǎng)度Y由驅(qū)動(dòng)件16的外周活塞桿側(cè)緣部分30與第二活塞40的外周蓋端邊緣部分42之間的距離確定。
[0056]第二流體室43經(jīng)由第三活塞60中的通道65與第一流體供應(yīng)入口 27連通。通道65形成流體通道80的部分。
[0057]第二活塞桿45沿第一活塞桿13的一部分延伸。第二活塞40和第二活塞桿45可形成為一個(gè)單元或兩個(gè)互連部分。第二活塞桿45與第一活塞桿13同軸地布置，并且沿徑向包圍第一活塞桿13的至少一部分。
[0058]第二活塞40和第二活塞桿45具有圓形截面，但將理解，可使用其它截面。第二活塞桿45的內(nèi)徑略微超過第一活塞桿13的外徑,使得它們能夠在Dl和D2方向上關(guān)于彼此沿軸向移動(dòng)。
[0059]第二活塞桿45具有前端部分50。在所示的實(shí)施例中，前端部分50具有凹口 47，其布置成與對(duì)應(yīng)的徑向凸起25協(xié)作，對(duì)應(yīng)的徑向凸起25布置在第一活塞桿13上。第一活塞桿13的凸起25可在兩個(gè)活塞桿13，45操作時(shí)用作驅(qū)動(dòng)件，即，在第一活塞桿13沿第二方向D2移動(dòng)至其收縮位置時(shí)，其可沿相同方向驅(qū)動(dòng)第二活塞桿45。然而，當(dāng)使第一活塞13沿第一方向Dl移動(dòng)時(shí)，第二活塞桿45將不跟隨。凹口 47和凸起25是可選的。
[0060]第一活塞11布置成與第一彈性器件30協(xié)作。第一彈性器件30圍繞第一活塞桿13的部分同軸地布置。在公開的實(shí)施例中，第一彈性器件30為彈簧，例如，呈布置成以第一活塞11的活塞桿側(cè)Ila與第二活塞40的蓋端側(cè)41a之間的預(yù)壓縮作用的壓縮彈簧的形式。
[0061]第二活塞40布置成與第二彈性器件48協(xié)作。第二彈性器件48圍繞第一活塞桿13的一部分同軸地布置。在公開的實(shí)施例中，第二彈性器件48為彈簧，例如，呈壓縮彈簧的形式。第二彈性器件48布置成以驅(qū)動(dòng)件16的砧座22的活塞桿側(cè)22b與第二活塞40的底壁41的蓋端側(cè)41a之間的預(yù)先壓縮作用。有可能將驅(qū)動(dòng)件16構(gòu)造成使得第二彈性器件48在驅(qū)動(dòng)件16與蓋端側(cè)41a之間作用。砧座22的使用是可選的，并且典型地取決于促動(dòng)器I的尺寸。
[0062]第三活塞60主要布置在第一活塞11和第二活塞40的活塞桿側(cè)11a，40a上。第三活塞60收納在第三流體室66中，即，可以說促動(dòng)器I具有用于第三活塞60的第三流體室66。
[0063]第三活塞60具有帶底壁64的管狀本體的形狀。如提到的，第三活塞60連接于驅(qū)動(dòng)件16，典型地經(jīng)由構(gòu)件中的各個(gè)上的螺紋。第三活塞60的縱向側(cè)壁68延伸成包圍第二活塞40的外縱向壁49和驅(qū)動(dòng)件16的縱向壁的一部分(在將第三活塞連接于驅(qū)動(dòng)件的螺紋的位置處)。
[0064]第三活塞60的內(nèi)壁68a具有階梯幾何形狀，其接合形成在第二活塞40的外縱向壁49上的對(duì)應(yīng)階梯51。
[0065]第三活塞60的外縱向壁部分68b用作引導(dǎo)表面,其與殼體9的內(nèi)縱向壁部分協(xié)作。
[0066]第三活塞60收納在第三流體室66中。第三流體室66由殼體9的內(nèi)側(cè)壁的區(qū)段和第三活塞60的底壁64的前端側(cè)64b限定。
[0067]第三活塞60具有行程長(zhǎng)度Z，其由殼體9的內(nèi)后壁9c與驅(qū)動(dòng)件16的外周端側(cè)17c之間的距離限定。行程長(zhǎng)度Z也在圖2中示為限定在殼體9的內(nèi)前壁9e與底壁64的前端側(cè)64b之間。
[0068]第三活塞60布置成與第三彈性器件61協(xié)作。在公開的實(shí)施例中，使用了兩個(gè)彈性器件。第三彈性器件61布置成在殼體9的內(nèi)后壁9d與驅(qū)動(dòng)件16的分隔壁17的蓋端側(cè)17b之間作用。第三彈性器件61布置有這兩個(gè)表面之間的預(yù)壓縮。在公開的實(shí)施例中，第三彈性器件61由兩個(gè)同軸地布置的壓縮彈簧制成。將理解，僅一個(gè)或甚至多于兩個(gè)的彈性器件可取決于殼體9的后端中的可用空間使用。
[0069]第三活塞60的縱向側(cè)壁68的下部分包括通道65。通道65在第二流體室43與形成在殼體9的內(nèi)縱向壁部分與第三活塞60的外縱向壁部分68b之間的第一流體通道80之間延伸。該第一流體通道80與第一流體供應(yīng)入口 27連通。第一流體室12和第二流體室43經(jīng)由該第一流體通道80與彼此連通。
[0070]第一流體供應(yīng)入口 27布置成通過將流體分別供應(yīng)至第一流體室12和第二流體室43來操作第一活塞11和第二活塞40。供應(yīng)流體將沿第一方向Dl操作第一活塞11，同時(shí)沿相反的第二方向D2操作第二活塞40。
[0071]第二流體供應(yīng)入口 71布置成借助于第三流體室66來操作第三活塞60。第二流體供應(yīng)入口 71將沿第二方向D2操作第三活塞60。
[0072]流體供應(yīng)入口 27，71布置成連接于提供加壓流體的一個(gè)或兩個(gè)未公開的流體源。
[0073]在下文中，將論述上文所述的促動(dòng)器I的操作。促動(dòng)器I在形成閥2的部分時(shí)，布置成借助于在閉合位置、開啟位置和清潔位置之間的第一活塞桿13和第二活塞桿45設(shè)定閥2。三個(gè)位置是指閥座6與第一活塞桿13的前端邊緣部分14和第二活塞桿45的前緣部分50之間的接合。在公開的實(shí)施例中，膜片7布置在閥座6與兩個(gè)活塞桿13，45的前緣部分14，50之間。
[0074]以圖1開始，促動(dòng)器I設(shè)定至為默認(rèn)位置的閉合位置。在該位置，第一活塞桿13和第二活塞桿45兩者以它們的前端邊緣部分14，50定位成作用在膜片7上，膜片7繼而相對(duì)于閥座6密封地作用。在該位置，膜片7優(yōu)選借助于作用在其上的兩個(gè)活塞桿13，45伸展至一定程度。
[0075]第一活塞桿13和第二活塞桿45通過第三彈性器件61的預(yù)壓縮來帶至該位置。第三彈性器件61布置成以殼體9的內(nèi)后壁9d與驅(qū)動(dòng)件16的分隔壁17的蓋端側(cè)17b之間的預(yù)壓縮作用。通過預(yù)壓縮，第三彈性器件61將沿第一方向Dl的壓力施加于驅(qū)動(dòng)件16。因此，驅(qū)動(dòng)件16通過其與第三活塞60的連接朝殼體9的內(nèi)前端壁9e推動(dòng)第三活塞60。移動(dòng)對(duì)應(yīng)于第三活塞60的行程長(zhǎng)度Z。
[0076]通過預(yù)壓縮成在第二活塞40的蓋端側(cè)40b與第一活塞11的活塞桿側(cè)I Ia之間作用的第一彈性器件30，第一活塞11被朝驅(qū)動(dòng)件16的分隔壁17的活塞桿側(cè)17a壓制并且鄰接其。
[0077]當(dāng)?shù)谌钊?0移動(dòng)距離Z時(shí)，第一活塞11和第二活塞40移動(dòng)距離Z。這通過第三活塞60在階梯51處鄰接第二活塞40并且通過在第二活塞40升高時(shí)〃升高〃第一活塞11的第一彈性器件30的預(yù)壓縮來實(shí)現(xiàn)。因此，第一活塞11和第一活塞桿13可連同第三活塞60和驅(qū)動(dòng)件16移動(dòng)對(duì)應(yīng)于第三活塞60的行程長(zhǎng)度Z的距離。
[0078]通過為預(yù)壓縮彈性器件的第三彈性器件61，如果沒有流體供應(yīng)提供至第三流體室66，則其將促動(dòng)器I默認(rèn)設(shè)定至該閉合位置。因此，安全確保了樣品流體入口 3即使在電力故障的情況下也閉合。
[0079]將理解，取決于如何操作從清潔流體入口 5的清潔流體的供應(yīng)，可容許清潔流體從清潔流體入口 5流至流體出口 4，同時(shí)樣品流體入口 3封閉。
[0080]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，促動(dòng)器I公開為在其開啟位置。在該位置，容許從樣品流體入口 3流至流體出口 4。
[0081]為了將促動(dòng)器I設(shè)定至該位置，加壓流體經(jīng)由第二流體供應(yīng)入口 71供應(yīng)至第三流體室66。由此類加壓流體供應(yīng)的流體壓力P應(yīng)當(dāng)高到足以抵消第三彈性器件61的預(yù)壓縮，并且使第三活塞60沿第二方向D2移動(dòng)對(duì)應(yīng)于其行程長(zhǎng)度Z的距離。
[0082]供應(yīng)流體將作用在第三活塞60的前側(cè)表面60a上，使第三活塞60移動(dòng)對(duì)應(yīng)于其行程長(zhǎng)度Z的距離。第三活塞60將推動(dòng)驅(qū)動(dòng)件16沿相同距離移動(dòng)。第三活塞60與驅(qū)動(dòng)件16之間沒有相對(duì)移動(dòng)將發(fā)生。另外，在將促動(dòng)器I設(shè)定至開啟位置時(shí)，將不發(fā)生第一活塞11與第二活塞40之間的相對(duì)移動(dòng)。
[0083]因此，在第三活塞60的移動(dòng)期間，第一活塞桿13和第二活塞桿45的第一端部邊緣部分14，50將收縮相同距離Z，釋放它們與閥座6的密封接合。密封接合將經(jīng)由膜片7布置。膜片7將因此回彈。因此提供了樣品流體入口 3與流體出口 4之間的自由通路。
[0084]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，將描述促動(dòng)器I的清潔位置。從圖1的閉合位置開始，加壓流體經(jīng)由第一流體供應(yīng)入口 27供應(yīng)至第一流體室12和第二流體室43。由于兩個(gè)流體室12，43經(jīng)由第一流體通道80連通，故兩個(gè)室將供應(yīng)有相同的流體壓力P。由于流體壓力P，故將操作第一活塞11和第二活塞40兩者,然而沿相反方向。第一活塞11將操作成使第一活塞桿13沿第一方向Dl延伸。第二活塞40將操作成使第二活塞桿45沿第二方向D2收縮。
[0085]以第一活塞11開始，這將由流體壓力P操作如下。供應(yīng)至第一流體室12的流體將流體壓力P施加于第一活塞11的蓋端側(cè)lib。該流體壓力P將傳送至布置成在第一活塞11的活塞桿側(cè)Ila與第二活塞40的蓋端側(cè)40b之間作用的第一彈性器件30。假如流體壓力P足夠高以使第一彈性器件30變形，第一彈性器件30將被壓縮，從而使第一活塞移動(dòng)對(duì)應(yīng)于其行程長(zhǎng)度X的距離。在該位置，第一活塞11處于其延伸端部位置。因此，第一活塞11的前端邊緣部分14將移動(dòng)對(duì)應(yīng)距離，以與膜片7和閥座6更緊密接合。通過具有小于第二活塞桿45的半徑的第一活塞桿13，第一活塞桿45的前端邊緣部分14可延伸到樣品流體入口 3中，同時(shí)封閉來自樣品流體入口的任何流。
[0086]在另一方面，供應(yīng)至第二流體室43的流體將流體壓力P施加于第二活塞40的活塞桿側(cè)40a。該流體壓力P將傳送至第二彈性器件48，其布置成在第二活塞40的蓋端側(cè)40b與砧座22的活塞桿側(cè)22b之間作用。假如流體壓力P足夠高以使第二彈性器件48變形，第二彈性器件將被壓縮，從而使第二活塞40移動(dòng)對(duì)應(yīng)于其行程長(zhǎng)度Y的距離。在該位置，第二活塞40處于其收縮端部位置。第二活塞桿45因此將沿第二方向D2收縮，由此第二活塞桿45的前端邊緣部分50將松開其與膜片7的接合，膜片7將彈回并且使閥座6的部分73暴露。接著，可容許清潔流體入口 5與流體出口 4之間的清潔流體的流動(dòng)，用于允許閥座6的由此所得的暴露部分73的清潔。捕集在該部分73中的任何殘余物因此可由清潔流體除去。因此，部分73可被清潔。
[0087]大體上，流體壓力P與所需的促動(dòng)力F之間的關(guān)系限定為P=F/A，其中A為活塞面區(qū)域，像區(qū)域11c，40c,即，第一活塞11和第二活塞40的區(qū)域分別經(jīng)受流體壓力P。所需的促動(dòng)力F為使第一活塞11或第二活塞40分別移動(dòng)對(duì)應(yīng)于它們的行程長(zhǎng)度X和Y的距離所需的力。
[0088]所需的促動(dòng)力F確定為F=c* (L1 + L2)，其中c為彈性器件的彈簧常數(shù)，并且其中L1為彈性器件的初始預(yù)壓縮長(zhǎng)度，而L2為通過經(jīng)由施加流體壓力P進(jìn)一步壓縮彈性器件而接收的所需的活塞移動(dòng)。L2等于行程長(zhǎng)度X或Y。
[0089]通過供應(yīng)有相同流體壓力P的第一流體室12和第二流體室43，第一活塞11和第二活塞40的操作順序，即，第一活塞11和第二活塞40中的哪個(gè)將首先移動(dòng)，是確定第一活塞11和第二活塞40的活塞面區(qū)域11c，40c的大小和確定第一彈性器件30和第二彈性器件48的大小的問題。第一彈性器件30和第二彈性器件48通過選定具有預(yù)定彈簧常數(shù)c的彈性器件，在選定的彈性器件安裝在促動(dòng)器中時(shí)的預(yù)壓縮L1,以及旨在由彈性器件操作的活塞的行程長(zhǎng)度X，Y來確定大小。
[0090]為了安全確保第一樣品流體入口3的受控封閉，在第二活塞40應(yīng)當(dāng)移動(dòng)至其收縮端部位置(即，行程長(zhǎng)度Y)之前，第一活塞11應(yīng)當(dāng)首先移動(dòng)至其延伸端部位置，即，行程長(zhǎng)度X。這由圖4示出，圖4顯示了一個(gè)實(shí)施例，其中第一活塞11和第二活塞40的活塞移動(dòng)公開為隨流體壓力變化。從圖4清楚地示出了第一活塞11將在第二活塞40將開始沿與第一方向Dl相對(duì)的第二方向D2移動(dòng)至其收縮端部位置之前沿第一方向Dl移動(dòng)至其延伸端部位置。
[0091]當(dāng)完成清潔時(shí)，供應(yīng)至第一流體供應(yīng)入口 27的流體壓力P可被釋放。因此，第一彈性器件30和第二彈性器件48中的儲(chǔ)存能量將第一活塞11和第二活塞40重設(shè)至它們的初始位置，即，至圖1中所示的位置。第一活塞11接著將沿第二方向D2移動(dòng)，同時(shí)第二活塞40將沿第一方向Dl移動(dòng)。
[0092]彈性器件30，48，61已經(jīng)公開和描述為壓縮彈簧，其與重合軸線同軸地布置。但將理解，可使用其它類型的彈性器件。還將理解，可使用除同軸之外的其它位置。經(jīng)由實(shí)例，多個(gè)彈性器件諸如片簧或彈性襯墊可對(duì)稱地布置有保持功能。
[0093]還將理解，同軸地布置的彈性器件30，48，61的數(shù)量可取決于可用空間變化。在公開的實(shí)施例中，第三彈性器件61由兩個(gè)同軸地布置的壓縮彈簧包括。這些可由單獨(dú)一個(gè)更強(qiáng)的彈性器件或以多于兩個(gè)的不太強(qiáng)的彈性器件替換。
[0094]此外，將理解，彈性器件的功率由諸如流體壓力和摩擦的因素確定。
[0095]將理解，驅(qū)動(dòng)件16、活塞11，40，60和活塞桿13，45可以以一定數(shù)量的方式設(shè)計(jì)有其余的功能。這尤其是關(guān)于驅(qū)動(dòng)件16、活塞11，40，60和彈性器件30，48，61的接合表面的情況。
[0096]促動(dòng)器I包括相互作用的可移動(dòng)構(gòu)件之間的一定數(shù)量的滑動(dòng)表面。為了減小摩擦，它們中的至少一些可設(shè)有任何摩擦減小器件，諸如，滑動(dòng)軸承或表面處理。摩擦減小是技術(shù)人員公知的，由此這不進(jìn)一步論述。
[0097]為了確保沒有流體從流體室12，43，66泄漏，這些設(shè)有密封件。為了圖示的目的，在圖2中示出了關(guān)于第一流體室12的密封件90。這是技術(shù)人員公知的，并且由此并未進(jìn)一步論述。
[0098]促動(dòng)器可為氣動(dòng)的或液壓的，由此流體可為加壓氣體，諸如，空氣或加壓液體流體。
[0099]膜片7優(yōu)選為由柔性材料制成的一件部件，諸如橡膠或塑料。將理解，膜片7可具有一定數(shù)量的設(shè)計(jì)和位置，即，公開的幾何形狀和設(shè)計(jì)僅為許多可能中的一個(gè)。
[0100]將理解，公開的閥2為僅一個(gè)可能的實(shí)施例。
[0101]閥2例示和公開為帶閥2的采樣閥，閥2具有樣品流體入口 3、流體出口 4和清潔流體入口 5。然而，將理解，促動(dòng)器I大體上適用于閥。例如，參照?qǐng)D5，當(dāng)壓力經(jīng)由與第一流體室112和第二流體室143中的各個(gè)連通的一個(gè)流體通道180供應(yīng)至第一流體室112和第二流體室143時(shí)，有可能使第一活塞111和第二活塞130沿相同方向移動(dòng)。壓力經(jīng)由單個(gè)流體入口 127給送至流體通道180。如上文，活塞111，130的區(qū)域和抵消由供應(yīng)壓力生成的力的彈簧130，148的彈簧常數(shù)可選定成使得第一活塞111在第二活塞130開始朝第二活塞130的端部位置移動(dòng)之前移動(dòng)至第一活塞111的端部位置。第一活塞111和第二活塞130可一起通過將壓力供應(yīng)在第三活塞160上來升高。
[0102]因此，將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的前述實(shí)施例的各種變型在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)是可能的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于閥(2)的促動(dòng)器(I)，包括: 包括第一活塞桿(13)的第一活塞(11), 用于所述第一活塞(11)的第一流體室(12)，用于在流體引入到所述第一流體室(12)中時(shí)實(shí)現(xiàn)所述第一活塞(11)和所述第一活塞桿(13)的移動(dòng)， 包括第二活塞桿(45)的第二活塞(40)，所述第二活塞桿(45)與所述第一活塞桿(13)同軸地布置，并且沿徑向包圍所述第一活塞桿(13)的至少一部分， 用于所述第二活塞(40)的第二流體室(43)，用于在流體引入到所述第二流體室(43)中時(shí)實(shí)現(xiàn)所述第二活塞(40)和所述第二活塞桿(45)的移動(dòng)，其特征在于， 與所述第一流體室(12)和所述第二流體室(43)中的各個(gè)連通的第一流體通道(80)，用于在流體引入到所述第一流體通道(80)中并且因此還引入到所述第一流體室(12)和所述第二流體室(43)中時(shí)實(shí)現(xiàn)所述第一活塞(11)的移動(dòng)和所述第二活塞(40)的移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促動(dòng)器(I)，其特征在于，所述第一流體通道(80)包括僅一個(gè)流體供應(yīng)入口(27)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的促動(dòng)器(I)，其特征在于，所述第一流體室(12)由所述第一活塞(11)和驅(qū)動(dòng)件(16)限定，所述驅(qū)動(dòng)件(16)可滑動(dòng)地布置在所述促動(dòng)器⑴的殼體(9)中。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的促動(dòng)器(I)，其特征在于，所述促動(dòng)器(I)還包括布置在所述第一活塞(11)的活塞桿側(cè)(Ila)上的第一彈性器件(30)，其中所述第一彈性器件(30)布置成抵消所述第一活塞(11)的移動(dòng)，所述移動(dòng)對(duì)應(yīng)于所述第一活塞桿(13)的延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的促動(dòng)器(I)，其特征在于，所述第一彈性器件(30)為布置成在所述第一活塞(11)的活塞桿側(cè)(Ila)與所述第二活塞(40)的蓋端側(cè)(40b)之間作用的壓縮彈簧。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的促動(dòng)器(I)，其特征在于，所述促動(dòng)器(I)還包括布置在所述第二活塞(40)的蓋端側(cè)(40b)上的第二彈性器件(48)，其中所述第二彈性器件(48)布置成抵消所述第二活塞(40)的移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3和權(quán)利要求6所述的促動(dòng)器(I)，其特征在于，所述第二彈性器件(48)為布置成在所述第二活塞(40)的蓋端側(cè)(40b)與所述驅(qū)動(dòng)件(16)的部分(22)之間作用的壓縮彈簧。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的促動(dòng)器(I)，其特征在于，所述促動(dòng)器還包括: 第三活塞￠0)和用于所述第三活塞￠0)的第三流體室(66)，用于在流體引入到所述第三流體室￠6)中時(shí)實(shí)現(xiàn)所述第三活塞￠0)的移動(dòng)，以及 用于所述第三流體室￠6)的流體供應(yīng)入口(71)，其用于在流體經(jīng)由所述流體供應(yīng)入口(71)引入到所述第三流體室￠6)中時(shí)實(shí)現(xiàn)所述第三活塞￠0)的移動(dòng)，由此 所述第三活塞￠0)布置成使所述第二活塞(40)和所述第一活塞(11) 一起沿相同方向(D2)移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的促動(dòng)器(I)，其特征在于，所述第三活塞￠0)定位在所述第一活塞(11)和所述第二活塞(40)的活塞桿側(cè)(11a，40a)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求3至權(quán)利要求9中任一項(xiàng)所述的促動(dòng)器(I)，其特征在于，所述促動(dòng)器(I)還包括布置在所述殼體(9)的蓋端側(cè)(9a)上的壁部分(9d)與所述驅(qū)動(dòng)件(16)的蓋端側(cè)(17b)上的壁部分(17c)之間的第三彈性器件(61)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的促動(dòng)器(I)，其特征在于，所述第三彈性器件￠1)布置成在所述第一活塞(11)與所述第二活塞(40) —起移動(dòng)時(shí)被壓縮。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的促動(dòng)器(I)，其特征在于，所述第一活塞(11)具有面對(duì)所述第一流體室(12)的活塞面區(qū)域(11c)，而所述第二活塞(40)具有面對(duì)所述第二流體室(43)的活塞面區(qū)域(40c)， 第一促動(dòng)力(Fl)需要由所述流體施加于所述第一活塞(11)的活塞面區(qū)域(11c)，以便使所述第一活塞沿第一方向(Dl)移動(dòng)至延伸端部位置，而第二促動(dòng)力(F2)需要由所述流體施加于所述第二活塞(40c)的活塞面區(qū)域，以便使所述第二活塞(40)沿第二方向(D2)移動(dòng)至收縮端部位置，并且其中 所需的第一促動(dòng)力(Fl)小于所需的第二促動(dòng)力(F2)，使得所述第一活塞(11)將在所述第二活塞(40)將移動(dòng)至所述收縮端部位置之前移動(dòng)至所述延伸端部位置。
13.—種閥(8)，包括根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求12中任一項(xiàng)所述的促動(dòng)器(I)、樣品流體入口(3)、流體出口(4)、清潔流體入口(5)、閥座(6)和膜片(7)，所述膜片(7)能夠操作成借助于所述促動(dòng)器(I)的第一活塞桿(13)和第二活塞桿(45)來密封地接合所述閥座(6), 由此所述促動(dòng)器(I)布置成控制樣品流體從所述樣品流體入口(3)到所述流體出口(4)的流動(dòng)，以及控制清潔流體從所述清潔流體入口(5)到所述流體出口(4)的流動(dòng)，同時(shí)封閉來自所述樣品流體入口(3)的樣品流體的任何流動(dòng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的閥(8)，其特征在于，所述促動(dòng)器(I)布置成在以下之間操作所述第一活塞桿(13)和所述第二活塞桿(45): 閉合位置，其中所述第一活塞桿(45)的前緣部分(14)和所述第二活塞桿(45)的前緣部分(50)設(shè)定成操作所述膜片(7)以接合所述閥座￠)，以密封地封閉樣品流體從所述樣品流體入口(3)到所述流體出口(4)的任何流動(dòng)， 開啟位置，其中所述第一活塞桿(13)的前緣部分(14)和所述第二活塞桿(45)的前緣部分(50)設(shè)定成操作所述膜片(7)，以允許樣品流體從所述樣品流體入口(3)流至所述流體出口(4)，以及 清潔位置，其中所述第一活塞桿(13)的前緣部分(14)設(shè)定成操作所述膜片(7)，以接合所述閥座(6)來密封地封閉樣品流體從所述樣品流體入口(3)到所述樣品流出口(4)的任何流動(dòng)，同時(shí)所述第二活塞桿(45)的前緣部分(50)收縮，使得所述閥座(6)的部分(73)暴露，并且清潔流體因此可從所述清潔流體入口(5)在所述暴露部分(73)上面流動(dòng)并且流至所述流體出口(4)。
15.一種操作閥(8)的方法，所述閥(8)包括 包括第一活塞桿(13)的第一活塞(11), 用于所述第一活塞(11)的第一流體室(12)，用于實(shí)現(xiàn)在流體引入到所述第一流體室(12)中時(shí)所述第一活塞(11)和所述第一活塞桿(13)的移動(dòng)， 包括第二活塞桿(45)的第二活塞(40)，所述第二活塞桿(45)與所述第一活塞桿(13)同軸地布置，并且沿徑向包圍所述第一活塞桿(13)的至少一部分， 用于所述第二活塞(40)的第二流體室(43)，用于實(shí)現(xiàn)在流體引入到所述第二流體室(43)中時(shí)所述第二活塞(40)和所述第二活塞桿(45)的移動(dòng)， 與所述第一流體室(12)和所述第二流體室(43)中的各個(gè)連通的第一流體通道(80)，用于在流體引入到所述第一流體通道(80)中并且因此還引入到所述第一流體室(12)和所述第二流體室(43)中時(shí)，實(shí)現(xiàn)所述第一活塞(11)的移動(dòng)和所述第二活塞(40)的移動(dòng)，以及 樣品流體入口(3)、流體出口(4)、清潔流體入口(5)、閥座(6)和膜片(7)，所述膜片(7)能夠操作成借助于所述促動(dòng)器(I)的第一活塞桿(13)和第二活塞桿(45)來密封地接合所述閥座(6)， 所述方法包括在以下之間設(shè)定第一活塞桿(13)和所述第二活塞桿(45): 閉合位置，其中所述第一活塞桿(45)的前緣部分(14)和所述第二活塞桿(45)的前緣部分(50)設(shè)定成操作所述膜片(7)以接合所述閥座￠)，以密封地封閉樣品流體從所述樣品流體入口(3)到所述流體出口(4)的任何流動(dòng)， 開啟位置，其中所述第一活塞桿(13)的前緣部分(14)和所述第二活塞桿(45)的前緣部分(50)設(shè)定成操作所述膜片(7)，以允許樣品流體從所述樣品流體入口(3)流至所述流體出口(4)，以及 清潔位置，其中所述第一活塞桿(13)的前緣部分(14)設(shè)定成操作所述膜片(7)，以接合所述閥座(6)來密封地封閉樣品流體從所述樣品流體入口(3)到所述樣品流出口(4)的任何流動(dòng)，同時(shí)所述第二活塞桿(45)的前緣部分(50)收縮，使得所述閥座(6)的部分(73)暴露，并且清潔流體因此可從所述清潔流體入口(5)在所述暴露部分(73)上面流動(dòng)并且流至所述流體出口(4)。
【文檔編號(hào)】F16K41/10GK104334947SQ201380029716
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月7日
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