CN101147017A - 流体阀 - Google Patents
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Abstract
一种流体阀,包括管状体,该管状体具有至少一个入口和至少一个出口,并具有用于流体流通的管道,所述阀还包括至少一个安装在管状体内的中空弹性元件,该中空弹性元件位于所述流通管道内,具有至少一个让驱动流体流入的开口,所述驱动流体可在所述弹性元件内建立特定压力,即所谓驱动压力,以使得所述弹性元件的容积在最小值和最大值之间变化,该最小值和最大值分别对应于所述管道内的流体流通截面的最小阻碍的工作状态和所述流通截面的最大阻碍的工作状态。
Description
技术领域
本发明涉及流体阀。
背景技术
众所周知,现有的压力调节阀通过对流体传输管道的流通截面进行节流来实现在流体中产生预定的压头损失。
特别地,现有的机械调节阀由内部具有流体流通管道的阀体组成。在所述管道中设有可滑移的闸门,该闸门可沿所述管道滑动到不同位置,从而在流体流通截面上产生不同程度的阻塞。一般来说,闸门的尺寸沿其纵向而不同。
具体来说,所述闸门的一侧由压缩气体驱动,所述压缩气体作用在第一隔板上。特别地,通过调节压缩气体的压力来确定闸门的开口程度和负载压力大小。
闸门的另一侧连有平隔板,该平隔板可使相当于大气压和负载压力之间的压差的力增强,特别地,当负载压力偶然变异时,可产生使负载压力回到校准值的力。
可通过压缩与闸门本身相连的预载弹簧来校准所述闸门的位移。
上述压力调节阀也可用于为容器贴标签的机器中。
已知在贴标签机器中,标签的形成始于成卷的薄膜,然后用除尘辊切割成标签。特别地,所述辊具有一个侧面,在该侧面上设有多个与进气管相通的过孔,所述进气管的一端处于与真空泵相连的单集气管中。
所述泵抽吸抽气管的强度依标签在辊上所处的角度位置不同而变化。
通常有两个除尘辊,即被称为切割辊的第一辊,以及被称为传递辊的第二辊。
所述传递辊先将标签送抵胶辊,再将其递送到容器上。
所述胶辊将胶涂成点状或薄膜状,其形状取决于胶的“冷”或“热”。
所述传递辊上设有具有不同程度的真空的角形区域,以从所述切割辊上逐渐地“俘获”所述标签,以及当与胶辊接触时使所述标签与所述传递辊牢固粘接。
事实上,在所述辊的一些角形区域中,抽气管被阻隔,以使所述标签被传送到容器上。
以上简述的阀具有一些重要的缺点。
首先,阀体中的阀门可因沉积在流体流通管道内的污垢的积聚而被堵塞。
其次,由于阀门与流体流通管道之间间隙的缩减,现有的阀难以清洗。
上述阀的另一不利之处是生产起来耗费颇奢。
现有的阀的另一个缺点是:它们特别易被腐蚀,尤其是当其用在所述贴标机的区域内时。上述的辊,除了吸取空气外,也不可避免的吸取胶蒸汽,而胶蒸汽却是腐蚀剂。
已知也有用于调节流体流速的阀。
特别地,已知的流速调节阀具有内有活动球的管道,所述活动球可以不同方式阻塞流体的流通口。
其它的流速调节阀则具有蝶阀,该蝶阀常铰接在管道的内壁上、可旋转活动,通过该旋转活动来阻遏管道内流体的流动,从而调节流速。
上述两种流速调节阀所被插入的回路中,所述阀上游和下游的压力大体不变。
上述流速调节阀的重大缺点是:由于阀门与流体流通管道之间间隙的缩减而难以清洗。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于调节流体的压力或流速的阀,该阀没有与旋转或平移相关的机械零件。
本发明的另一个目的是提供一种阀,该阀不具有用于与外界环境隔离的旋转或动态密封。
本发明的另一个目的是提供一种阀,该阀不受污垢积聚的影响。
本发明的另一个目的是提供一种阀,该阀具有高的耐化学侵蚀性,特别是耐腐蚀性。
本发明的进一步的目的是提供一种阀,该阀可以用于液体和气体。
本发明的再一个目的是在上下文中为上述目的提供简易、经济、建设性的技术解决方案。
附图说明
以下将结合附图与实施例、以例证而非限定的方式,对本发明作详细说明:
图1为本发明的流体阀的轴测剖视图;
图2为图1中的阀的侧面剖面图;
图3为图1中的阀的横截面图。
具体实施方式
附图中本发明的流体阀用附图标记1表示。
本发明的阀1由管状体2构成,在该管状体2内设有流通管道3,该流通管道3具有流体入口4和流体出口5。
所述阀1包括中空弹性元件,优选为具有大致为圆形的横截面的管状套6,该管状套6支承在所述管状体2的流通管道3的内侧。
所述管状套6具有端部开口6a,具有特定压力的驱动流体可从所述端部开口6a流入所述套6中,所述特定压力即所谓驱动压力。这样,所述管状套6的容积就在最小值和最大值之间变化,该最小值和最大值分别对应于所述管道(3)内的流体流通截面的最小阻碍的工作状态和所述流通截面的最大阻碍的工作状态。
在图示实施例中,设有第二端部开口6b,使得驱动流体可从阀1的与第一开口6a相对的部分流入。在工作状态,只有一个所述开口起作用,这取决于阀所安装于其内的系统的结构。
在图示实施例中,管状套6与作为流体通道的管道3同轴。
如图2所示,所述管状套6通过一对支承件7,8定位于所述流通管道3内,每个支承件均具有第一部分7a,8a和第二部分7b,8b,该第一部分7a,8a可插入到所述套的相应端部开口中,该第二部分7b,8b可连接至所述管状体2。
在优选的实施例中,所述阀1包括一对位于所述管状体2的相对两端的侧翼9,10。在该实施例中,支承件通过连接头间接连接至所述管状体2,优选通过螺纹(图中未示出)连接至所述侧翼9,10。
在图示实施例中,每个支承件7,8的所述第二部分7b,8b位于所述管状套6的外部,并具有尖顶状外形,以不阻碍或过分分裂进入所述流通管道3的流体的流动。
每个支承件的所述第一部分7a,8a密封塞住所述管状套6的相应端部开口。特别地,在图示的优选实施例中,驱动流体通过通道11被导入所述管状体6,所述通道11设在每个支承件7,8的第一部分7a,8a上。
再次强调,在工作状态,只有所述两个第一部分7a,8a中的其中一个的通道11开启。
所述侧翼10,11上设有相应的通道12,驱动流体从该通道12流入设在所述支承件的所述第一部分上的通道11中,从而流入管状套6内。
所述驱动流体优选通过泵和自动压力调节器送入所述套中,所述泵和自动压力调节器均为已知,故图中未示出。
在图3中,所述流通管道3具有大致为圆形的横截面,沿该圆形横截面的直径D相对的位置设有一对圆形突出部13,14。特别地,在一个可选实施例中,所述圆形突出部13,14可与所述横截面的圆形部分相结合,从而使得所述横截面没有拐角或其它方式的尖锐周界变化。这样可以降低所述管状套的磨损,从而保证其较长的使用寿命。
根据本发明的第二种实施方式(图中未示出),所述流通管道3具有大致为矩形的横截面,所述矩形横截面也包括大体为正方形的横截面。
根据本发明的第三种实施方式(图中未示出),所述大致为矩形的横截面具有至少一个圆形突出部。
根据本发明的第四种实施方式(图中未示出),所述流通管道3具有大致为椭圆形的横截面。
根据本发明的可选实施例,所述弹性元件优选由丁腈橡胶或含氟弹性体或氯丁橡胶(氯丁(二烯)橡胶neoprene)制成。
在本发明的优选实施例中,所述管状体2由透明材料制成,该透明材料优选聚甲基丙烯酸酯(树脂玻璃Plexiglas),以便于所述阀的组装、特别是所述管状套的插入。透明的管状体也便于操作员检查所述流通管道3内杂质和污垢的任何堆积。
用于管状套6的所述支承件7,8和侧翼9,10优选由不锈钢或PVC制成。
当本发明的阀用作压力调节阀时,其操作如下所述。
阀1被插入到负载的上游(根据系统内流体的流向),负载的压力可调节。
驱动流体,优选压缩气体,通过分别设在支承件7,8的第一部分7a,8a和侧翼9,10上的通道11,12,被送入管状套6中,以获得与驱动压力成比例的膨胀,即与产生于所述套本身内的压力成比例。
再次重申:只有所述阀1一侧的一对通道11,12开启,与此同时其它通道关闭,以防压缩气体漏出所述管状套6外。
优选地,用比例压力调节器控制所述驱动压力的值,用0~10V之间的电压信号或4~20mA之间的电流信号通过电子系统来控制所述比例压力调节器。
所述压力调节器为已知,在此不作详述及图示。
当驱动压力和管道中的外压达到预定值时,所述套变形、从而达到设定的容积。
特别地,管状套6的横截面的外径可扩张或收缩,以减小或增加流过管状体2内的流通管道3的流体流量,从而在阀1的流体下游产生预定的压头损失。本发明的阀的运用建立在由于管状套的扩张/收缩导致管道流通截面的不同程度阻塞、因而引起的流体流通中的压头损失的基础上。
当驱动压达到被称为封闭压的设定值时,所述管状套6到达与管状体2的壁接触的位置,完全封闭所述流体流通管道的横截面。
特别地,由于流体流通管道3的横截面上设有圆形突出部13,14,在将所述流体流通管道3的横截面完全塞住之前,所述管状套6支撑在所述管道的壁上,在所述圆形突出部处留下两个小的开口。这样可以“完美”的调节所述阀下游的压力:由于管状套6的容积的微小变化可导致流体流通截面的微小变化,所述开口的横截面非常小,从而所述阀的下游的压力变化也会非常小。
相反地,如果没有所述圆形突出部,所述套的容积的微小变化将会导致流通管道3的横截面的很大变化,从而导致压头损失的极大变化。
具有矩形或椭圆形横截面的流通管道3也可获得同样“完美”的调节。在第一种情形下,由于管状套6的横截面为矩形,所述套支撑在所述管道的壁上,同时在矩形的拐角留下四个开口。在第二种情形下,开口决定于所述椭圆相对于圆形截面延长的程度。
对于具有矩形横截面的流通管道,通过设置一个或多个圆形突出部可更进一步的改善所述“完美”的调节。
如果将阀1用在贴标机中来调节除尘辊的吸气管道中的真空度,所述管状套的容积的增加则是外部真空(“自行增加”)和存在于所述套内的驱动压(“被迫增加”)共同作用的结果。
在该优选实施例中,所述流体流动的压力值通过压力传感器(比如陶瓷制电容压力传感器)连续测定,所述压力传感器发出信号、驱动与阀1的通道11相连的比例压力调节器,所述信号被控制系统适当解码。
当将本发明的阀用作流速调节阀时,其工作方式与用作压力调节阀时类似。
唯一重要的不同之处在于:当所述阀调节流速时,阀下游要被控制的量为流速而非压力。
因此,插入有本发明的阀的系统可在控制所述阀(阀的插入引起了压头损失)下游的压力的同时控制其流速。
本发明有如下优点:
首先,由于当所述套不膨胀时,所述流体流通管道3的横截面很大、可使流体容易地流动,因此本发明的阀不易受污垢的影响。
其次,本发明的阀没有一般带机械闸门的阀所具有的任何咬住问题。
优选地,所述弹性套可通过模制获得,生产成本很低。
本发明一个额外优点是装配容易。特别是,所述弹性套易于插入所述管状体中,后者由透明材料制成。
本发明的阀的又一优点是没有与相互运动、旋转或平移运动等有关的机械零件,因此其不需要用于与外部环境隔离的旋转或动态密封。
本发明的再一个优点是用来制造所述弹性套和管状体的材料使得本发明的阀具有耐化学侵蚀性,特别是耐腐蚀性。
本发明的又一优点是,本发明的阀可用于液体和气体。
Claims (23)
1.流体阀(1),包括:管状体(2),该管状体(2)具有至少一个入口(4)和至少一个出口(5),并具有用于流体流通的管道(3),其特征在于:所述阀还包括至少一个安装在管状体(2)内的中空弹性元件(6),该中空弹性元件(6)位于所述流通管道(3)内,具有至少一个让驱动流体流入的开口(6a),所述驱动流体可在所述弹性元件(6)内建立特定压力,即所谓驱动压力,以使得所述弹性元件(6)的容积在最小值和最大值之间变化,该最小值和最大值分别对应于所述管道(3)内的流体流通截面的最小阻碍的工作状态和所述流通截面的最大阻碍的工作状态。
2.根据权利要求1所述的阀,其特征在于:所述中空弹性元件(6)为管状套,该管状套具有至少一个用于驱动流体流入的端部开口(6a)。
3.根据权利要求2所述的阀,其特征在于:所述管状套与所述用于流体流通的管道(3)同轴安装。
4.根据权利要求2或3所述的阀,其特征在于,包括:至少一个支承件(7,8),以将所述管状套(6)定位于所述流通管道(3)内,所述支承件(7,8)具有可插入到所述套的所述端部开口(6a)内的第一部分(7a,8a)和可连接至所述管状体(2)的第二部分(7b,8b)。
5.根据权利要求4所述的阀,其特征在于:所述支承件(7,8)的所述第二部分(7b,8b)具有尖顶状外形。
6.根据权利要求4或5所述的阀,其特征在于:所述支承件(7,8)的所述第一部分(7a,8a)塞住所述套的所述端部开口(6a),构成密封。
7.根据权利要求4~6中任一项所述的阀,其特征在于:所述支承件(7,8)的第一部分(7a,8a)具有至少一个将驱动流体导入到所述弹性元件(6)中的通道(11)。
8.根据以上任一项权利要求所述的阀,其特征在于:所述弹性元件(6)具有大致为圆形的横截面。
9.根据以上任一项权利要求所述的阀,其特征在于:所述用于流体流通的管道(3)具有圆形横截面,该圆形横截面具有至少一个圆形突出部。
10.根据以上任一项权利要求所述的阀,其特征在于:所述用于流体流通的管道(3)具有圆形横截面,该圆形横截面具有一对沿所述横截面的直径(D)彼此相对的圆形突出部(13,14)。
11.根据权利要求1~8中任一项所述的阀,其特征在于:所述用于流体流通的管道(3)具有大致为矩形的横截面。
12.根据权利要求11所述的阀,其特征在于:所述矩形横截面具有至少一个圆形突出部。
13.根据权利要求1~8中任一项所述的阀,其特征在于:所述用于流体流通的管道(3)具有大致为椭圆形的横截面。
14.根据以上任一项权利要求所述的阀,其特征在于:所述弹性元件(6)由丁腈橡胶制成。
15.根据权利要求1~13中任一项所述的阀,其特征在于:所述弹性元件(6)由含氟弹性体制成。
16.根据权利要求1~13中任一项所述的阀,其特征在于:所述弹性元件(6)由氯丁二烯制成。
17.根据以上任一项权利要求所述的阀,其特征在于:所述管状体(2)由透明材料制成。
18.根据权利要求17所述的阀,其特征在于:所述管状体(2)由聚碳酸酯制成。
19.根据权利要求17所述的阀,其特征在于:所述管状体(2)由聚甲基丙烯酸酯制成。
20.根据以上任一项权利要求所述的阀(1)的用途,其特征在于:将所述阀(1)与贴标机的除尘辊配合,用于调节工作流体的压力。
21.贴标机,包括至少一个用于处理标签的除尘辊,其特征在于,还包括:至少一个如权利要求1~19中任一项所述的阀(1),该阀(1)与所述辊配合,用于调节工作流体的压力。
22.根据权利要求1~19中任一项所述的阀(1)的用途,其特征在于,所述阀(1)与贴标机的除尘辊配合,用于调节工作流体的流速。
23.贴标机,包括至少一个用于处理标签的除尘辊,其特征在于,还包括:至少一个如权利要求1~19中任一项所述的阀(1),该阀(1)与所述辊配合,用于调节工作流体的流速。
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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