CN101918721B - 堵塞排放阀组件 - Google Patents

Abstract

一种三向阀，该三向阀包括定位在壳体中的筒状、直线形孔内的可旋转轴。流体压力源通过输入端口联接至包括阀腔室的孔的内端。在所述壳体内还布置有联接至压力操作装置的输出端口，作为排出端口的该输出端口连接至阀腔室。所述轴的内端附连有第一密封件，且在所述轴上与所述第一密封件紧密间隔开地附连有第二密封件。所述轴顺时针的旋转移位使得所述第一密封件隔断所述流体压力源与所述阀腔室，而允许流体通过排放端口排出。所述轴沿着相反的第二方向的旋转移位使所述压力操作装置通过阀腔室连接至压力源，并将阀腔室与排出端口隔离。

Description

堵塞排放阀组件

技术领域

本发明大体上涉及气动和液压阀，具体涉及一种具有可由机器操作或手动操作的单个运动部件的三向、柔性密封阀。

背景技术

在多种应用场合中，使用三向阀来控制各种气动和液压系统中的流体流动已经有较长历史。在一些这样的阀组件中，阀构件呈球体和致动针的形式，该球体可在一对阀座之间自由运动，而该致动针用于将所述球体推靠在所述两个阀座中的一个阀座上。这类球阀具有若干局限性，包括不能足够精确地控制流体的流动。此外，在球构件介于所述两个阀座之间时，球构件有时会妨碍流体流通侧端口的整体流动。

一类三向阀为堵塞排放阀，其用于控制流体在压力源和由该压力源致动的至少两个阀之间的流体连通。这些类型的阀通常用于对流体在压力源、导阀和安全阀之间的流动进行控制。这些类型的阀通常包括布置在阀的不同腔室部分之间的隔膜或隔断物，这些不同的腔室在阀运转的某些阶段内在不同的压力下运行。所述隔膜会变劣，这会妨碍阀的运行，从而需要经常更换。这些类型的阀在歧管内还包括两个分离的阀：其中一个阀对压力源的导通进行控制，而另一个阀允许流体在压力下排出或排放。因为这些类型的阀实际上包括两个相互独立的阀，从而它们要从多个部件组装而成，需要复杂的连接体系，并且会由于操作错误的阀或由于操作仅仅一个阀而发生错误。

本发明通过提供一种堵塞排放阀而避免了现有技术的这些限制，该堵塞排放阀具有单个手动或机器操作的可运动构件，该可运动构件在第一和第二位置之间容易且快速地移位，用以分别隔离和连接压力操作装置和气动或液压压力源。设有“柔性的”防漏密封件以将压力源和压力操作装置隔离，从而排出或排放流体。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种压力系统中的三向气动或液压阀，其用于将诸如仪器或工具之类的装置与压力动力源隔离，以对所述装置进行校准、维修、维护，或者取下或更换所述装置。

本发明的另一目的是提供一种具有单一移动部件的压力阀，该移动部件能同时堵塞和排放密闭容器或系统中的压力。

本发明的又一目的是在压力系统中提供一种单一的机器或手动操作阀，该操作阀具有最少数量的移动部件，所述移动部件使得无需系统停止运转即可对关键部件进行维护或更换。

本发明的再一目的是提供一种用于液压或气动系统的三向阀，当所述三向阀在其打开和关闭位置之间运动时，所述三向阀限制压力介质的流动，从而防止内部系统干扰并使泄漏最少。

本发明提出一种堵塞排放阀组件，该堵塞排放阀组件包括联接至压力流体源、流体压力操作装置以及流体排出器的壳体。所述阀还包括布置在所述壳体内并联接至所述流体源、所述流体压力操作装置以及流体排出器的腔室。在所述阀腔室内布置有密封构件，该密封构件可在第一和第二位置之间运动。在所述密封构件的第一位置，所述流体源与所述阀腔室隔离开，且所述阀腔室内的流体从所述流体排出器排出。在所述密封构件的第二位置，压力流体被提供至所述流体压力操作装置，且流体被阻止而不能经由排出器从所述阀腔室排出。所述三向阀还包括遥控装置，该遥控装置联接至所述密封构件，以用于使所述密封构件在所述第一位置和所述第二位置之间运动，从而关闭和打开阀。

附图说明

所附权利要求阐明了表征本发明的那些新特征。然而，结合附图参照以下对优选实施方式的详细描述将最好地理解本发明本身及其其他的目的和优点，在各附图中相同的附图标记代表着相同的元件，其中：

图1为本发明的堵塞排放阀的横向剖视图；

图2、图3和图4为本发明阀组件的布置在阀壳体内的阀杆的横向剖视图，其中分别示出了处于关闭位置、中间位置以及打开位置的所述阀组件；

图5和图6为本发明的堵塞排放阀组件的一部分的横向剖视图，分别示出了其中第一密封件处于关闭阀的位置、而第二密封件处于排出流体的位置的第一操作模式；

图7和图8为本发明的堵塞排放阀组件的一部分的横向剖视图，分别示出了其中第二密封件处于防止流体排出的位置、而第一密封件处于打开位置以允许流体在压力下通向压力操作装置的第二操作模式；

图9为本发明的堵塞排放阀组件中使用的阀杆的部分分解横向视图；

图10为阀衬套的部分分解横向视图，该阀衬套布置在所述阀壳体内，用于将所述阀杆维持在所述壳体内的适当位置；且

图11为阀壳体内部的简化横向剖视图，其中，根据本发明，阀杆位于阀壳体内。

具体实施方式

参照图1，其示出了根据本发明原理的堵塞排放阀10的横向剖视图。本发明的堵塞排放阀10包括阀壳体12，该阀壳体12具有入流或供给端口14、输出或使用端口16、以及排出通道18。入流端口14、出流端口16以及排出通道18都与细长的、大致为直线形的孔或槽68相连，该孔或槽的横截面为圆形，其直径朝向壳体12内部逐渐减小。在孔68内布置有外阀衬套22和内杆24的组合。以下将详细描述的图2、图3和图4示出了外阀衬套22和内阀杆24的组合的横向剖视图。图9示出了杆24的局部分解侧视图。图10示出了阀衬套22的横向剖视图。图11示出了位于阀组件壳体内的孔或内槽68的横向剖视图。阀壳体12、阀衬套22和阀杆24都由诸如钢的硬质、高强度的材料构成。

孔68和阀壳体12的内端由大体呈筒形的阀腔室27构成。上述入流端口14布置在阀壳体12内，并延伸穿过阀壳体12的一个侧壁。上述出流端口16布置在阀壳体12内，并延伸穿过阀壳体12的上表面。最后，上述排出或排放通道18布置在阀壳体12内，并延伸穿过阀壳体12的下表面且与孔68连通。入流端口14通过入流通道17连接至阀腔室27的第一端部，而输出端口16通过装置通道31连接至阀腔室27的侧部。压力流体源15连接至入流端口14，并与入流端口14连通。压力可以是气动的(气体)或液压的(液体)。响应于气压或液压的压力操作装置20附连至输出端口16。压力操作装置20通常为仪表或工具。本发明的堵塞排放阀10可与几乎任何类型的压力流体源15和压力操作装置20一起使用。

如图11所示，在孔68的内表面上、邻近其外端部处设有螺纹部70。如图10所示，在阀衬套22的外表面上布置有对应的螺纹部64。螺纹部64和70适于在将阀衬套22插入孔68时相互接合，从而如图1所示形成阀组件壳体12和阀衬套的互配螺纹28。在阀衬套22的外表面上设置有间隔开的第一环形凹部46和第二环形凹部48。第一外垫圈或筒状密封件32以及第二外垫圈或筒状密封件34分别布置第一环形凹部46和第二环形凹部48内。第一外垫圈32和第二外垫圈34还与孔68的内表面接触，从而如图1所示在阀壳体12和阀衬套22之间形成防漏密封。

阀杆24包括细长的、大致呈柱状的轴50，该轴50具有沿着其一部分长度延伸的螺纹部50a。轴50的该螺纹部50a适于与阀衬套22内部上的对应螺纹部22a相互接合。互配螺纹部22a和50a在图1中示出为单一元件29，它们允许杆24沿着图1中的箭头30的方向作直线移位。杆24在第一方向上的旋转使得杆向阀壳体12内部移位，而杆在相反的第二方向上的旋转允许杆在阀壳体内向外运动。为了便于杆24的旋转移位，通过连接销74和孔口76的组合将手动控制旋钮26附连至杆的外端部。尽管可以手动操作，但是阀杆24还可结合至机器或旋转装置并由机器或旋转装置操作，该机器或旋转装置在图2、图3和图4中以虚线示出为元件72。根据本发明的一个方面，使用机器72来将阀杆24定位在阀壳体12内可形成对堵塞排放阀10的自动操作。如图1所示，内垫圈36定位在位于细长轴50外表面上的环形凹部52内。布置在环形凹部52内的内垫圈或筒状密封件36也与阀壳体12中的孔68紧密接触，从而在阀杆24和阀壳体之间形成流体密封。垫圈32、34和36优选由诸如橡胶或合成聚合物等高强度的、柔性的、有一定压缩性的材料构成。

在轴50的内端部布置有另一带孔联接件60b。该带孔联接件60b适于联接至布置在安装构件25内的另一带孔联接件62。可通过将联接销插入穿过对准了的带孔联接件60b和62的孔口而将安装构件25牢固地附连至轴50的内端部。安装构件25的相对端部上牢固地附连有第一密封件38和第二密封件40。第一密封件38和第二密封件40中的每个密封件都由诸如橡胶或合成聚合物之类的可压缩密封材料构成。通过传统的方式，例如通过粘合剂或为了清楚而在图中未示出的机械联接件将第一密封件38和第二密封件40牢固地附连至安装构件25的相对端部。

堵塞排放阀10按照以下方式运行。在沿杆的长度从其外端部向其内端部观察时，若杆24沿着顺时针方向旋转，则杆向左运动，或进入到阀壳体12内，如图1所示。在图5和图6中分别以箭头54和56示出了该向左的方向，图5和图6示出了堵塞排放阀闭合或密封状态下的第一密封件38和第二密封件40的位置。杆24在这一旋转作用下直线移位，使得附连至杆的内端部上的第一密封件38与设置在入流通道17和阀腔室27交接处的第一密封表面或阀座42接合。因为密封件38与第一密封表面42紧密接触，从而防止了压力流体源15的流体进入到阀腔室27内并到达压力操作装置20。图1和图2示出了第一密封件38在阀腔室27内的闭合位置。在从杆的外端部观察时，若杆24沿着逆时针方向运动，则第一密封件38从第一密封表面42移开，且第二密封件40向着第二密封表面44运动。为了实现这一状态，应使阀杆24沿着图7和图8分别所示的箭头58和59的方向运动。当堵塞排放阀10全开时，第一密封件38移位离开第一密封表面42，从而允许压力流体进入阀腔室27并流向压力操作装置20，且第二密封件40与第二密封表面44紧密接触，从而防止流体经由排出通道18从阀腔室27排出。第一密封表面43和第二密封表面44向着阀腔室27的相邻端部向内逐渐缩小，从而在堵塞排放阀打开或关闭时形成高压密封。

阀杆24从而可在图2所示的全闭位置与图4所示的全开位置之间运动，在该全闭位置，流体被阻止流向压力操作装置20，从而可从阀腔室27排放流体，而在该全开位置，流体可从流体源15通向压力操作装置，但是被阻止不能从阀腔室27排出。在这两个位置之间时，阀杆24通过一系列中间位置，图3示出了其中一个这样的中间位置。在这些中间位置，第一密封件38不与第一密封表面42接触，而第二密封件40不与第二密封表面44接触。大致呈柱形的安装构件25的外径小于阀腔室27的内径，从而允许压力流体在阀腔室27内绕安装构件的外周流动至压力操作装置20和排出通道18。因此，在打开和关闭阀的过程中，流体在压力下提供至压力操作装置20和排出通道18。可根据使用堵塞排放阀10的应用场合选择安装构件25与阀腔室27之间的间距。例如，在流体压力系统的操作中需要频繁中断的情况下，安装构件25与阀腔室27的相邻部分之间的间距可能要较大，应为0.01英寸左右，这样便于阀的闭合和排放。相反，在操作中断不频繁且需要较低排放率时，安装构件25与阀腔室27的相邻部分之间的间距可能要较小，例如应为0.0025英寸左右。在一优选实施方式中，安装构件25的外表面与阀腔室27之间的间距选择为在阀的打开和关闭过程中对流体的流动进行限制，以避免内部流体系统的干扰和泄露。

尽管已经示出和描述了本发明的具体实施方式，但是本领域技术人员显而易见的是，可作出改变和修改而不偏离本发明的较宽范围。因此，所附权利要求的目的在于涵盖落入本发明真实精神和范围内的所有这样的改变和修改。前述说明和附图中阐明的主题是仅通过示例的方式而给出的，而不是限制。应基于现有技术正确地理解所附权利要求，此时这些权利要求限定了本发明的实际范围。

Claims (13)

1.一种三向阀，所述三向阀包括：

壳体，所述壳体内具有细长的、直线形孔；

腔室，该腔室布置在所述孔内；

入流端口、出流端口和排出端口，这些端口各自联接至所述腔室；

设置在所述孔内且与所述孔相连的衬套；

可旋转的杆，该杆设置在所述衬套内且与所述衬套相连，而且所述杆能在所述壳体内在第一位置和第二位置之间直线运动，其中所述杆包括带孔联接机构的第一部分；

可取下安装构件，该安装构件包括所述带孔联接机构的第二部分，其中所述可取下安装构件通过使用所述带孔联接机构而在所述腔室中被可取下地附连至所述杆；

第一密封机构，其中所述第一密封机构包括第一表面、第二表面和可压缩密封件，其中所述第一表面为截头圆锥形并且布置在所述可取下安装构件上，其中所述第二表面布置在所述入流端口上并且逐渐减小以接收所述第一表面，并且其中所述可压缩密封件定位在所述杆上紧邻所述第一表面使得所述可压缩密封件的一部分从所述第一表面向外延伸；以及

第二密封机构，其中所述第二密封机构包括第一表面、第二表面和可压缩密封件，其中所述第二密封机构的所述第一表面为截头圆锥形并且布置在所述可取下安装构件上并与所述第一密封机构的所述第一表面间隔开，其中所述第二密封机构的所述第二表面布置在所述排出端口上并且具有渐缩表面以接收所述第二密封机构的所述第一表面，并且其中所述可压缩密封件布置成邻近所述第二密封机构的所述第一表面使得所述可压缩密封件的一部分从呈截头圆锥形的所述第一表面向外延伸；

其中，当所述杆位于所述第一位置时，所述第一密封机构防止流体进入所述入流端口并且所述第二密封机构定位成允许流体进入所述排出端口，并且当所述杆位于所述第二位置时，所述第一密封机构允许流体进入所述入流端口并且所述第二密封机构防止流体进入所述排出端口。

2.根据权利要求1所述的三向阀，所述三向阀还包括第一螺纹部和第二螺纹部，所述第一螺纹部和第二螺纹部相互接合，并分别布置在所述杆的外表面上和所述衬套的内表面上。

3.根据权利要求2所述的三向阀，其中，当所述杆沿着第一方向旋转时，所述第一螺纹部和所述第二螺纹部将所述杆引导至所述第一位置，当所述杆沿着相反的第二方向旋转时，所述第一螺纹部和所述第二螺纹部将所述杆引导至所述第二位置。

4.根据权利要求1所述的三向阀，所述三向阀还包括附连至所述杆以用于旋转所述杆的设备。

5.根据权利要求4所述的三向阀，其中，所述设备为用于自动旋转所述杆的机器。

6.根据权利要求1所述的三向阀，所述三向阀还包括第一密封器件，该第一密封器件设置在所述杆和所述衬套之间，并与所述杆和所述衬套接合。

7.根据权利要求6所述的三向阀，其中，所述第一密封器件为垫圈。

8.根据权利要求1所述的三向阀，其中，所述密封机构的所述密封件间隔开地布置在所述腔室内，且具有合适的尺寸，从而当所述杆在所述第一位置和所述第二位置之间运动时，对所述腔室内的压力流体的流动进行限制，从而避免内部系统干扰并使流体泄漏最少。

9.根据权利要求1所述的三向阀，其中，所述腔室大致呈筒形，且所述密封机构的所述第一密封件和所述第二密封件大致呈圆形。

10.根据权利要求1所述的三向阀，所述三向阀还包括间隔开的多个垫圈，所述多个垫圈布置在所述衬套的外表面和所述孔的内表面之间，并与所述衬套的外表面和所述孔的内表面接合。

11.根据权利要求1所述的三向阀，其中当所述杆位于所述第一位置时，所述第一密封机构的所述密封件压靠所述第一密封机构的所述第二表面以防止流体进入所述入流端口，并且当所述杆位于所述第二位置时，所述第二密封机构的所述密封件压靠所述第二密封机构的所述第二表面以防止流体进入所述排出端口。

12.根据权利要求1所述的三向阀，其中，所述第一密封机构和第二密封机构的所述密封件为橡胶或合成聚合物。

13.一种三向阀，所述三向阀包括：

壳体，所述壳体内具有细长的、直线形孔；

腔室，该腔室布置在所述孔内；

入流端口、出流端口和排出端口，这些端口各自联接至所述腔室；

设置在所述孔内且与所述孔相连的衬套；

可旋转的杆，该杆设置在所述衬套内且与所述衬套相连，而且所述杆能在所述壳体内在第一位置和第二位置之间直线运动，其中所述杆包括带孔联接机构的第一部分；

可取下安装构件，该安装构件包括所述带孔联接机构的第二部分，其中所述可取下安装构件通过使用所述带孔联接机构而在所述腔室中被可取下地附连至所述杆；

第一密封机构，其中所述第一密封机构包括第一表面、第二表面和可压缩密封件，其中所述第一表面为截头圆锥形并且布置在所述可取下安装构件上，其中所述第二表面布置在所述入流端口上并且逐渐减小以接收所述第一表面使得呈截头圆锥形的所述第一表面与所述第二表面直接接触，并且其中所述可压缩密封件定位在所述杆上紧邻所述第一表面；以及

第二密封机构，其中所述第二密封机构包括第一表面、第二表面和可压缩密封件，其中所述第二密封机构的所述第一表面为截头圆锥形并且布置在所述可取下安装构件上并与所述第一密封机构的所述第一表面间隔开，其中所述第二密封机构的所述第二表面布置在所述排出端口上并且具有渐缩表面以接收所述第一表面使得所述第二密封机构的呈截头圆锥形的所述第一表面与所述第二密封机构的所述第二表面直接接触，并且其中所述可压缩密封件布置成邻近所述第一表面；

其中，当所述杆位于所述第一位置时，所述第一密封机构防止流体进入所述入流端口并且所述第二密封机构定位成允许流体进入所述排出端口，并且当所述杆位于所述第二位置时，所述第一密封机构允许流体进入所述入流端口并且所述第二密封机构防止流体进入所述排出端口。