CN101354096A - 阀位置指示器 - Google Patents

Abstract

一种安装于阀外壳(12)上的阀位置指示器(20)，所述阀外壳形成保持活塞组件(24)的腔室，所述活塞组件(24)可以滑动至沿前、后方向(F，R)延伸的轴线(32)间隔开的不同位置，以指示活塞组件沿轴线的位置。位置指示器包括形成空腔(62)的框架(60)、可滑动地安装在框架上的柱塞(50)以及沿轴线向前推压柱塞的弹簧(70)。多个开关(81－83)安装在空腔中，一开关操作器为滑块(72)形式，滑块(72)耦合于柱塞后端，以与其一起移动，当柱塞沿轴线前后移动时，开关操作器可操作不同开关。阀外壳具有可打开的后端(22)，指示器框架安装在外壳后端上，柱塞前端(56)从框架向前突出，伸入外壳腔室(34)中，并抵接在外壳中的活塞组件后端。

Description

阀位置指示器

技术领域

本发明涉及一种阀，特别地，涉及一种阀位置指示器。

背景技术

一种阀，包括形成腔室的外壳和可沿外壳中的轴线前后滑动的活塞组件，前、后止动器用来限制活塞组件的移动。活塞组件包括与连接于阀转子的小齿轮啮合的齿条，转子上的通道控制所选择的口之间的流体流量。因此，需要位置传感器来指示阀的位置。一种现有的方法是在外壳内齿条周围的可利用的有限空间内设置微型位置传感器，但是，这会导致高成本投入。另一种方法是观察附着于小齿轮的手柄的位置，但是，远程传感的话需要手柄位置传感器，这同样需要高成本。所以，带有电输出的低成本、可靠的位置指示器将很有必要。

发明内容

依据本发明的一个实施例，提供了一种阀位置指示器和带有这种指示器的阀，所述指示器能够确定活塞组件在外壳内沿从前至后的轴线的位置，成本低，装配可靠。所述阀可以是现有技术中的阀，所述阀包括位于外壳后端的可移除止动器。位置指示器包括安装在后端止动器先前所在位置的指示器框架和在该框架内可沿轴线滑动的柱塞，所述柱塞被向前弹簧偏压。柱塞前端从框架向前突出，进入阀外壳，并与位于外壳内的活塞组件后端接触。

在一个实施例中，柱塞具有从柱塞后端沿轴线延伸的细长通道。安装在框架中的固定杆向前伸入该细长通道。一螺旋弹簧环绕此杆延伸，并抵接柱塞后端或抵接随柱塞后端一起移动的一部件。多个电开关处于框架空腔内，并沿轴线间隔开。随柱塞后端一起移动的滑块携带一操作器，当柱塞和滑块沿轴线移动到不同位置时，该操作器可控制这些开关。

本发明的新颖性特征尤其阐述在附加的权利要求书中。参照附带的视图，从下面的说明书中将更好地理解本发明。

附图说明

图1为现有技术阀的等角后视图。

图1A为图1中阀的侧视图。

图2为图1中阀的截面图，其上安装有本发明的位置指示器。

图3为图2中位置指示器的等角截面图。

图4为图3中位置指示器中仅电路板的仰视图。

图5为本发明另一实施例的位置指示器的截面图。

图6为沿图5中的6-6线的截面图。

具体实施方式

图1显示了一种现有技术中的阀10，其具有外壳12和用于手动操作的手柄14，所述手柄14有时也用做阀位置指示器。该阀用来控制在外壳中多个口之间的多个路径中所选择的一个路径中的压力流体，例如液压流体。阀和手柄可在2(或3)个位置之间移动以控制2(或3)个路径中的流体流量。

图2显示了图1中的阀10，阀外壳后端22附着有位置指示器20。该阀包括带有活塞部件30的活塞组件24，所述活塞部件30可沿轴线32在3个不同位置30A、3B和3C之间移动，轴线32沿阀外壳腔34的向前F、向后R方向延伸。活塞通过作用于其上的空气压力或者液压压力移动。活塞组件还包括从所述活塞部件向后延伸的齿轮齿条36。固定于手柄控制器14上的齿轮40由所述齿条驱动。该齿轮使液压转子46(图1A)转动，所述液压转子46控制进口47与出口48(和可能的其它出口)之间的压力流体流量。当外壳腔内无空气压力或液压压力时，控制手柄14可用于控制液压阀。该手柄可指示阀位置，但是，手柄通常很隐蔽，不能直接观察到。前端止动器限制齿条沿向前方向F运动通过极限位置。后端止动器44(图1)限制齿条沿向后方向R向后运动。

在本发明中，取下后端止动器44，将本发明的位置指示器20(图2)安装该位置上。该位置指示器包括被弹簧向前偏压的柱塞50，该柱塞50穿过外壳后端中的螺纹孔52，沿向前方向F突出。柱塞50沿轴线32伸入腔34中，所述柱塞50具有前端56，该前端56与活塞组件24的后端54相接触，通过这种方式，柱塞耦合于活塞组件上，以随活塞组件移动。框架前端91(图3)用作后端止动器。柱塞是指示阀46位置的位置指示器的一部分。

图3显示了位置指示器20，其包括带有空腔62的指示器框架60。柱塞具有后端64，该后端64位于空腔62内，且在空腔内长螺旋弹簧70的作用下向前F偏压。螺旋弹簧可分两部分，用来确保柱塞前端与外壳内的活塞组件恒定接触。

滑块72处于弹簧前端和柱塞后端之间。滑块72携带有电触点74、76形式的开关操作器73。电路板80位于框架空腔内，其携带有3个电开关部件或开关81-83。当滑块运动至与其中一个开关部件相邻时，触点74、76就会操作开关，关闭(或打开)开关。电缆84从电路板延伸，通过框架口86伸出框架外。

弹簧还携带有中部引导装置88，用来支持靠近轴线32的长弹簧中部。若活塞组件(24，图2)后移过多，框架的前端91会使之停止。

图4为图3中电路板的仰视图，其中，电路板具有一根长的公共导电迹线90和3根短的位置指示导电迹线92-94，位置指示导电迹线92-94构成开关部件或开关。电路板上的传送迹线(未显示)与电缆84连接。显示器(未显示)由电缆传送的信号控制，该显示器可显示活塞组件所在的位置，由此显示压力流体所在的流动路径。

位置指示器20可设计成通过旋开现有技术的第二止动器44(图1)并用位置指示器20替换，而改装为现有阀。正如上文所述，位置指示器用作限制活塞组件后移的止动器。该位置指示器相对可靠，因为滑块上的触点74、76反复滑过电路板上的接触迹线，可去除氧化物。

图5显示了本发明另一实施例的位置指示器100，其包括多个簧片开关103-105，这些簧片开关103-105位于指示器框架112的空腔110中，这些簧片开关由滑块113上的磁铁111形式的操作器进行操作。滑块位于柱塞116的后端114和压缩螺旋弹簧122的前端120之间。由于滑块可随柱塞前后移动，它也可被视为柱塞的一部分。像本发明前一实施例一样，柱塞具有前端124，所述前端124至少平均地(使用时最前位置和最后位置的中间)从框架112向前延伸，伸入保持活塞组件的阀腔内。

该位置指示器包括杆130，该杆130穿过滑块中的孔131沿柱塞中的通道132延伸。该通道延伸至柱塞后端114。螺旋弹簧122绕杆延伸，杆支撑该弹簧。弹簧后端抵接杆的扩大后端136，扩大后端136固定于框架空腔内适当位置上。

当滑块上的磁铁111靠近簧片开关103-105之一时，该簧片开关就被操作(打开或关闭)。当磁铁不靠近簧片开关时，簧片开关自动打开。框架112、柱塞116、杆130、螺旋弹簧122和簧片开关附近的其他部件都由非磁性材料制成。

位置指示器框架包括主框架部分140、封闭空腔后端的后盖142和横向框架部分144形式的电缆导向器，所述横向框架部分144形成引导电缆148延伸至指示器框架外的电缆通道146。横向框架部分架垂直于阀和指示器的轴线150延伸。还包括一接头152，其具有螺纹前端154，所述螺纹前端154拧入阀外壳上类似于孔52(图2)的孔中。该接头起着齿条止动器的作用。主框架140通过一个或者多个定位螺钉160附着到接头152上。可以旋松定位螺钉，使主框架绕轴线150旋转，这样，电缆148可以从外壳沿多个方向中的一个所需方向延伸。在大多数情况下，这可减少电缆弯曲，延长电缆寿命。电缆垂直于轴线延伸，这允许沿共同轴线间隔开的多个阀可沿该轴线紧密地设置在一起。

本发明提供了一种用于阀的位置指示器，所述阀具有在阀外壳内沿轴线滑动的活塞组件，其中，位置指示器是一个可附着于阀、尤其是现有技术阀的小而独立的附加装置，其通过电缆可以提供电输出。位置指示器包括形成空腔的框架和带有后端和前端的柱塞，后端位于空腔内，前端伸入阀腔内，并抵靠活塞组件的后端。位置指示器可包括位于框架空腔内的多个开关，柱塞或柱塞后端上的滑块携带有开关操作器，当柱塞与活塞组件一起滑动时，所述开关操作器可控制不同的开关。除附图描述的机械和磁性操作器外，还可用多种开关操作器，包括微型开关、光操作器和感应操作器。在一种位置指示器中，柱塞具有延伸到其后端的通道，开关指示器包括伸入该通道的固定杆，压缩螺旋弹簧环绕在杆上，且所述螺旋弹簧具有向前偏压柱塞的前端。所述位置指示器上的一接头的前端可安装于现有技术阀后端的孔中，以替换后止动器。附着于主框架部件的一接头能使从位置指示器伸出的电缆以垂直于轴线的任何方向延伸。

虽然在此描述和示出了本发明优选实施例，但是，应当认识到，对所属领域的技术人员来说，各种改良和修改都是显而易见的，因此，权利要求书可解释为涵盖这样的改良和修改。

Claims (11)

1.一种阀，其包括：具有前端和后端的外壳(12)，所述外壳(12)形成腔室(34)；和活塞组件(24)，所述活塞组件(24)可在所述腔室内沿轴线(32，150)在多个位置之间沿前后方向(F，R)移动，所述活塞组件包括密封在所述腔室壁上的活塞部件(30)，所述活塞部件(30)由压力流体致动以引导流体流动，其改进处包括：

指示器(20)，其指示所述活塞组件的位置，所述指示器(20)包括：框架(60，112)；安装在所述框架上并在所述框架中能够前后滑动的柱塞(50，116)；向前推压所述柱塞的弹簧(70，122)；安装在所述框架上并沿轴线间隔开的多个开关(81，82，83，103，104，105)；和开关操作器(73，111)，所述开关操作器与所述柱塞耦合，以与柱塞一起前后移动，当所述开关操作器移动邻近所述开关中的一个选择开关时，所述开关操作器对所选择的开关进行操作；

所述指示器框架安装在所述外壳上，所述柱塞的前端(56，124)伸入所述腔室中，并与所述活塞组件耦合，以随活塞组件移动。

2.根据权利要求1所述的阀，其中，

所述柱塞具有从柱塞的后端(114)向前延伸的柱塞通道(132)，所述位置指示器包括带有前部分的杆(130)，所述前部分位于所述柱塞通道中，所述柱塞环绕所述杆前后滑动。

3.根据权利要求2所述的阀，其中，

所述弹簧(122)具有位置固定的后端，所述弹簧环绕所述杆延伸，所述弹簧具有向前偏压所述柱塞的前端(120)。

4.根据权利要求1所述的阀，其中，

所述开关操作器为滑块(72、113)的形式，所述滑块(72，113)抵靠所述柱塞的后端，所述弹簧具有抵接所述滑块并向前偏压所述滑块以使滑块与柱塞一起移动的前端。

5.根据权利要求1所述的阀，其中，

所述框架具有垂直于轴线(150)延伸的电缆引导通道(146)，并包括具有多条连接于所述开关的电线的电缆(148)，所述电缆以基本上垂直于所述轴线的方向贯穿所述电缆引导装置延伸；以及包括

接头(152)，其具有以固定的方向附着于所述外壳后端的前端，所述前端具有在与所述轴线成一定角度的多个位置能够附着于所述框架的后部分，从而使电缆可从所述电缆引导装置沿多个方向延伸。

6.一种用于安装在阀(10)上的位置指示器(20，100)，所述阀(10)具有形成腔室(34)的外壳(12)，所述腔室后端可打开，所述阀(10)具有活塞组件(24)，所述活塞组件(24)能够沿轴线(32，150)在腔室内前后滑动，其中：

所述位置指示器包括：形成空腔(62，110)的指示器框架(60，112)，所述空腔(62，110)带有敞开前端；能够滑动地安装在所述指示器框架上以沿所述轴线在相对的方向上滑动的柱塞(50，116)，所述柱塞(50，116)具有位于所述空腔中的柱塞后端(64，114)和从所述框架向前突出的柱塞前端(56，124)；沿所述轴线间隔开的多个开关(81，82，83，103，104，105)；和开关操作器(73，111)，其与所述柱塞后端耦合，当柱塞沿所述轴线移动时，该开关操作器靠近所述开关中的不同一个以操作它们；

位于所述空腔内的弹簧(70，122)，其推压柱塞前端，使其沿着所述轴线向前突出到所述指示器框架外，以使柱塞前端抵接位于所述外壳内的所述活塞组件的后端。

7.根据权利要求6所述的位置指示器，其中，

所述柱塞具有沿所述轴线(150)延伸到柱塞后端(114)的通道(132)，并包括固定于所述空腔内并伸入所述通道中的杆(130)，环绕在所述杆(130)上的弹簧(122)具有弹簧前端(120)，该弹簧前端(120)向前推压所述柱塞后端。

8 根据权利要求7所述的位置指示器，其中，

所述开关操作器为带有孔的滑块(72，113)的形式，所述杆贯穿该孔延伸，所述滑块具有抵靠所述柱塞后端的前端，所述弹簧前端接合所述滑块。

9.一种阀，其包括具有前、后端且形成腔室(34)的外壳(12)和活塞组件(24)，所述活塞组件(24)在所述腔室内沿轴线(32，150)在多个位置之间沿前后方向滑动，所述活塞组件包括密封到所述腔室的壁上的活塞部件(30)，所述活塞部件(30)由压力流体致动以引导流体流动，改进处包括：

位置指示器(20，100)，其指示所述活塞组件的位置，所述位置指示器(20，100)包括框架(60，112)、安装在所述框架上并能够在所述框架内前后移动的柱塞(50，116)、向前推压所述柱塞的弹簧(70，122)、耦合于所述柱塞以与所述柱塞一起移动的滑块(72，113)以及安装在所述框架上感知所述滑块的位置并产生指示所述柱塞的位置的电输出的位置指示装置；

所述指示器框架安装于所述外壳上，所述柱塞的前端(56，124)伸入所述腔室内，并偏压在所述活塞组件的后端上。

10.根据权利要求9所述的阀，其中，

所述柱塞具有从柱塞后端(14)向前伸入柱塞中的柱塞通道(132)，所述位置指示器包括带有前部分的杆(130)，所述前部分位于所述柱塞通道中，所述柱塞环绕所述杆能够前后滑动；

所述弹簧具有位置固定的后端，所述弹簧环绕所述杆延伸，所述弹簧具有向前偏压所述柱塞的前端。

11.根据权利要求9所述的阀，其中，

所述框架具有垂直于所述轴线延伸的电缆引导装置(144)，并包括具有连接于开关的多根电线的电缆(148)，所述电缆以大体上垂直于所述轴线的方向贯穿电缆引导装置延伸；以及包括

接头(152)，其具有以固定的方向附着于所述外壳后端的前端，所述前端具有在与轴线成一定角度的多个位置附着于所述框架的后部分，从而使电缆能够从所述电缆引导装置沿多个方向延伸。

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