CN1043372A - 级联气动脉冲分离系统及其阀 - Google Patents

Abstract

一种能提供高压可压缩流体脉冲的快速作用阀，它有前导部和引出部，在最佳实施例中还有至少一个中间部。在阀工作循环的加载阶段，引出部和各中间部的压力升高到与进入压力相当的水平，在阀工作循环的放泄阶段，阀的前两部极其迅速地使引出部完全开启，于是从储存室中放出压力流体。这种阀特别适合于与那些为飞机表面除冰的流体脉冲分离装置配合使用。

Description

本发明涉及气动脉冲分离系统及为其使用的气动脉冲阀。更具体地说，本发明涉及一个或一系列能产生可压缩流体脉冲的高速作用阀阀，以及适于为飞机前缘表面除冰的气动脉冲分离系统。

本申请是已获批准尚待授权的美国专利申请07/240，030号（其标题为气动脉冲阀和分离系统，申请日为1988年9月2月）的继续部分申请，该申请的有关内容也写入本文以供参考。

自从以发动机作动力的飞机出现以来，飞机在某些飞机状态下会由于在机翼和支柱之类飞机部件表面上积聚冰而发生麻烦。如果对此不予检查，冰的积聚最终会使飞机增加重量，改变飞机的操纵面和机翼的翼剖面形状，会突然陷入不宜飞行的状态。为预防和去除飞机在飞行状态下积聚的冰，经过努力已研究出三种较通用的去除积聚冰的方法。

第一种除冰方法就是加热除水，即对前缘进行加热，以降低飞机部件与积聚冰之间的粘附力。这里所指的“前缘”就是飞机部件上这样一些边缘：有冰逐渐堆积在上面，并受流过飞机的空气的冲留，其上某一点或某一条线上气流产生停滞。在粘附力降低之后，流过飞机的气流通常就可以把冰从飞机部件上刮下来。可用两种通行的方法来加热前缘。一种是通称的电热除冰法，就是在飞机部件的前缘区内放上电热元件，再在前缘上面复盖一个弹胶性层，或者把电热元件放进飞机部件的外壳结构中。电热元件通常是由一台或多台飞机发动机带动的发电机提供电力，并不时通电、断电，使产生的热量足以松动积聚的冰。对小型飞机来说，可能无法提供足够的电来进行电热除冰。

另一种加热方法就是让从涡轮机的一个或多个压缩级中放出的高温气体流过机翼和支柱等部件的前缘，来除冰或防止结冰。这种加热方法，由于要从涡轮机的一个或多个压缩机站中放出高温空气，只能应用于由涡轮机推进的飞机上。使用这种方法还耗费燃料，降低涡轮机的输出功率。

第二种普遍使用的除冰方法是用化学剂。只在某些有限情况下，对飞机的整体或部分施加化学剂，以减少会导致在飞机上积冰的粘附力，或降低积聚在飞机表面上的冰的冻结点。

最后一种普遍使用的除冰方法被称作机械除冰法。主要使用的机械除冰方法是气动除冰法，就是在飞机的前缘区、机翼或支柱等部件上面装上若干个可膨胀的通常为管状的结构，这些结构可用压力流体（通常用空气）来吹胀。在管状结构膨胀时，管状结构就大大扩展机翼或支柱的前缘的轮廓，体积聚在上面的冰破裂，并消散在流过飞机部件的气流中。通常要使这些管状结构的形状在扩展时大体平行于飞机的前缘。这些常规的低压气动除冰结构是使用有橡胶那样特性或者说有弹性的化合物制造。制造可胀管或那种除冰结构的材料，在膨胀时一般可以扩展40%或更多，从而可以使除冰装置的形状和前缘形状发生巨大变化，把积聚在前缘上的冰破裂开。这些常规的气动除冰装置要使用大量空气来吹胀弹性很好的管子，吹胀这些管子所需的时间历来一般平均为2～6秒钟。由于管子膨胀而引起的机翼形状畸变会大大改变翼面周围的分流分布，从而对翼面的升力特性产生不良影响。制造这些常规气动除冰器用的橡胶或类似橡胶的材料的杨氏弹性模数一般在6900千帕斯卡（KPa）左右。而冰的弹性模数在约275，000千帕斯卡和约3，450，000千帕斯卡范围内变化。冰的上述弹性模数使积聚的冰层在其支承表面上的轮廓变化量较小。而用作常规除冰器的橡胶化合物的弹性模数远小于冰层的弹性模数;从而常规除冰器的大量膨胀会使冰层破裂，随后被气流刮跑。

另一种机械除冰方法是利文（Levin）等人提出的美国专利3，549，964号电动机械锤。由于担心机翼长时间受锤击会发生应力疲劳，使这种方法不能实际应用。

还有一种机电除冰方法在哈斯林（Haslin）等人提出的美国专利4，690，353号中作了介绍。把一个或多个重叠的柔性带状导体（每个导体均折起来）塞夹在弹性材料里。当向导体输出大电流脉冲时，导体的相邻层的相反区段的逆电流就产生交互磁场，从而在重叠的导体区段之间形成电推斥力，使它们之间立即相互分离。这种扩张可以去除在弹性材料表面上的各种固体。

由布里斯高（Briscoe）等人申请的美国专利4，706，911号和由伯脱（Putt）等人申请的美国专利4，747，575号分别提出了前缘除冰装置，其中使用了压力流体脉冲来快速吹胀充气管，可吹胀管放在弹性模数很大的板形壳体和支承面之间。气体脉冲进入可吹胀管中，使模数值很大的壳体位移，然后突然停止。传递到积聚的冰层上的冲力会引起冰活动，从而有利于冰层的分离和去除。在某些最佳实施例中，可吹胀的管形件可在不到0.1秒最好在不到0.5毫秒的时间内胀开。美国专利4，706，911号的图4及其附加说明中介绍了一种由顶出装置或前导装置控制的放气阀，这种阀适用于气动脉冲除冰器中。美国专利4，747，57575号的图7及其附加说明中介绍了一种适用于气动脉冲除冰器的颤振阀，这种阀可以向装在前缘上的除冰器的可膨胀管提供一系列快速气压脉冲。为了改进这种气动脉冲除冰系统，就要不断设法改进用来产生所需气流脉冲的阀。

下面开始对本发明作简要介绍。

本发明的一个方面是提出一种包括前导部，中间部和引出部的阀。阀的前导部包括：一个前导壳体，它含有一个前导空腔、从前导壳本外部通到前导空腔的进入通道、从前导空腔通到前导壳体外部的排气通道和从前导空腔通到阀的中间部的中间通道，以及活门装置，所述活门装置可以在加载位置（此时进入通道与中间通道相连通）和放泄位置（此时进入通道与中间通道隔断，而排放通道与中间通道相连通）之间运动;

阀的中间部包括：内有中间空腔的一个中间壳体，所述中间空腔含有一个与上述中间通道相连通的进口、一个排放口和一个与出口通道连通的出口，此出口与排放口相邻近;以及一个装在中间空腔内的提动头，该提动头可以在加载位置（此时压力流体可进入中间空腔，迫使提动头把流体堵住，不进入排放口，而让流体进入出口）和放泄位置（此时压力流体可从出气通道流入排放口）之间运动。

阀的引出部包括：内有引出空腔的一个引出壳体，所述引出空腔含有一个与上述出口通道相连通的进口、一个出口和储存装置，该储存装置上有一开口与引出空腔相通并与出口相邻近;以及装在引出空腔内的一个活塞，该活塞可以在加载位置（此时压力流体经过进口进入引出空腔，迫使活塞把要进入出口的流体堵住，而让流体进入储体装置）和放泄装置（此时压力流体从储存装置流入出口）之间运动。

在其最佳实施例中，提动头和与其相关的中间空腔是圆柱形的，提动头的面对排放口的一端包括一个截头圆锥面，以便于它与提动头座充分接合而堵住来自中间空腔的流体。同样，活塞和与其相关的引出空腔也呈圆柱形，活塞的面对出口的一端也包括一个截头圆锥面，以便于它与活塞座充分接合而堵住来自引出空腔的流体。采用这种截头圆锥形接合面有助于加速阀的开启，这是因为当压力从中间空腔和引出空腔放出，提动头和活塞分别开始离开它们各自的环形座时，逸出的流体就面对较大的面积，从而提动头和活塞上就承受较大的力，使它们更快地离开座的位置。

作为本发明的第二部分是提出一种包括前导部和引出部的阀;

阀的前导部包括：一个前导壳体，它含有一个前导空腔，从前导壳体外部通到前导空腔的进入通道，从前导空腔通到前导壳体外部的排气通道和从前导空腔通到阀的引出部的中间通道以及活门装置，所述活门装置可以在加载位置（此时进入通道与中间通道相连通）和放泄位置（此时进入通道与中间通道隔开，而排放通道与中间通道相连通）之间运动。

阀的引出部包括：内有引出空腔的一个引出壳体，所述引出空腔含有一个与上述中间通道相连通的进口，一个排放口及一个与引出通道和储存装置相通的出口，该出口邻近排放口以及装在引出空腔的一个提动头，它可以在加载位置（此时压力流体进入引出空腔，迫使提动头把要进入排放口的流体堵住，而让流体进入出口）和放泄位置（此时压力流体从储存装置通过引出通道进入排放口）之间运动。

作为本发明的第三部分是提出一种包括前导部和引出部的阀，阀的前导部包括：一个前导壳体，它含有一个前导空腔，从前导壳体外部通到前导空腔的进入通道和从前导空腔通到前导壳体外部的中间排放通道;以及一个可在前导空腔内往复运动的前导活塞，该活塞可连接到到活门装置上，该活门装置可以在加载位置（此时引出空腔与上述中间排放通道和引出部的出口隔断）和放泄位置（此时引出空腔与上述中间排放通道和上述出口相连通）之间运动。

阀的引出部包括：一个内有引出空腔的引出壳体，所述引出空腔上有一个进口，一个出口和储存装置，当所述活门装置处于加载位置时上述出口与引出空腔隔断，当活门处于放泄位置时上述出口与引出空腔连通;以及一个装在引出空腔内可往复运动的引出提动头，提动头可以在加载位置（此时压力流体进入引出空腔，并迫使提动头堵住通向出口的流体而让流体进入储存装置）和放泄位置（此时压力流体从储存装置进入出口）之间运动，与引出空腔相通的储存装置与出口相邻。

在其最佳实施例中，提动头及其相关的引出空腔是圆柱形的，提动头的面对排放口的一端包括一个截头圆锥面，以便于它与提动头座充分接合而堵住来自中间空腔的流体。采用这种截头圆锥形接合面有助于加速阀的开启，这是因为当压力从引出空腔放出，提动头开始离开其环形座时，逸出的流体就面对较大的面积，从而提动头上就承受较大的力，使其更快地离开座的位置。

在最佳实施例中，壳体是整体式的，用金属制造，而提动头和活塞则用塑料制造。

本发明的第四部分是提出一种气动脉冲分离装置以及为其配套的上述阀的系统，分离装置包括由弹性模数不低于40，000千帕斯卡的材料制成的外表面层和装在其下的至少一个可吹胀的管形件，当管形件充以脉冲流体时，就会使外表面层产生运动，使积聚在其上面的冰之类各种材料分离并去除。在某些最佳实施例中，外表面层是用弹性模数不小于275，000千帕斯卡的材料制成的;而在某些最佳实施例中，外表面层是用金属制成的，可选用钛和钛合金、铝和铝合金、镁和镁合金以及不锈钢。

作为本发明的第五部分是提出了一套分离系统，它由一个包括前导部和引出部的主阀，一个或多个包括前导部和引出部的随动阀以及一个或多个流体脉冲分离装置组成。主阀的引出流体可经过通道进入一个或多个随动阀的前导部，从而主阀放泄时就会引起随动阀放泄。主阀和（或）随动阀的其它引出流体可经过通道进入流体脉冲分离装置中。只要将各阀和通道布置得当，可使一个或多个流体脉冲分离装置中若干个可胀管形件作顺序的或几乎同时的加载。

在结合作为说明书一部分的附图来对本发明的各最佳实施例作如下说明之后，本发明的上述以及其它特点和优点就更加一目了然。在各附图中，不同最佳实施例的同类零件使用类似的编号。

图1是根据本发明的分离系统中所用的主阀的局部剖出的侧视图。

图2是根据本发明的阀的替代最佳实施例的局部剖出的侧视图。

图3是根据本发明的阀的另一个最佳实施例的局部剖出的侧视图。

图4是根据本发明的阀的又一个最佳实施例的局部剖出的侧视图。

图5是根据本发明的流体脉冲分离装置和阀的示意和剖视复合图。

图6是根据本发明的流体脉冲分离装置，通道网络和阀的综合示意图。

下面对主阀的最佳实施例作详细介绍。

参见图1，其中三级阀10由前导部20、中间部50和引出部70组成。阀10用作后述的分离系统中的主阀。前导部20有一内开前导空腔22的前导壳体21。进入通道23从前导壳体21的外部通到前导空腔。排放通道24从前导空腔22通到前导壳体的外部。中间通道25从前导空腔22开始，到中间空腔52的进口53为止。前导部20里还有活门装置28，该活门在加载位置（如图1所示，此时进入通道23与中间通道25相连通）和放泄位置（未表示出，此时排放通道24与中间通道25相连通）之间移动。当活门28处于放泄位置时，进入通道23与中间通道之间就完全堵住不再相通。在图示的最佳实施例中，活门装置28有一个由不锈钢制成的圆珠29，它可由柱塞33和弹簧24向上推入加载位置，在阀的工作循环的加载工况，圆珠29与排放通道24的环形座31接触。

在阀10的前导部20上装有一个通用的电磁螺线管36;当螺线管未通电时，芯棒38的末端正好在圆珠29之上。当螺线管36通电时，芯棒38被向下推动，因而使圆珠29向下移动，脱开排放通道座引而落到进入通道座30上。定位架32可保证圆珠在座30和31之间作直线运动。定位架32上开有若干个径向伸展的通道39，以利于流体在前导空腔22和中间通道25之间流通。定位架32和柱塞33的上端的形状允许流体从进入通道23经过进入通道座30而进入前导空腔22。

阀10的中间部50有一中间壳体51，如图所示，该壳体可以与前导部20和引出部70的壳体成一整体。中间部50内开一个中间空腔52，空腔有一与中间通道25连通的进口53。在中间空腔的另一端，有一个与排放口54相通的环形提动头座59。在排放口54附近有一个出口55，该出口的伸展方向与圆柱形中间空腔52和排放口54的公共轴向中心线大体成直角。圆柱形的提动头57在中间空腔52内往复运动，该提动头57做成可以在加载位置（如图1所示）和放泄位置（未表示出，此时提动头移到脱开提动头座59的位置，亦即从图1所示位置向右移）之间移动。提动头57有一截头圆锥形端面58，当它与环形提动头座59接合时，就可以防止流体进入排放口54。在图1中，提动头处于加载位置，此时压力流体可经过进入通道23，前导空腔22和中间通道25而进入中间空腔52。提动头57的外径略小于圆柱形中间空腔52的内径。在提动头57上未装密封环，提动头57和中间空腔52之间的这种尺寸几乎相等的配合，在阀10的工作循环处于开启或者说放泄阶段而呈动态时可对流体形成密封，而当阀10的工作循环处于充分阶段而呈静态时使流体可通过提动头57和中间空腔52内壁之间有限向环状间隙而进入出口55和引出通道56。

阀10的引出部70有一引出壳体71，该壳体可以象图中所示那样与中间部50和前导部20的壳体成一整体。引出部内开有一引出空腔72，上面开有一个与引出通道56连通的进口73，在引出空腔72的相对端开有出口74。在出口74附近有一预定容积的储存室75，它与引出空腔72相通。在圆柱形的引出空腔72的靠近出气口74的端部，装有一个环形活塞座78。圆柱形活塞76有一截头圆锥形端面77，当端面77与活塞座78接触时，可以堵住来自储存室75和引出空腔72的高压流体。活塞76的外径略小于引出空腔72的内径。活塞76上未装密封环。活塞76和引出空腔72之间的这种尺寸几乎相等的配合，在阀的工作循环处于开启或者说放泄阶段而呈动态时可对流体形成密封，而当阀的工作循环处于加载阶段而呈静态时压力流体可通过活塞76和圆柱形引出空腔壁之间的环形间隙而进入储存室75。活塞76装在引出空腔72里，并可以在加载位置（如图1所示的位置）和放泄位置（未表示出，此时活塞移开活塞座78而靠近进气口73）之间移动。当处于加载位置时，压力流体可通过进口73进入引出空腔72，并穿过活塞76和引出空腔72的柱形壁之间的环形间隙而充满储存室75。当处于放泄位置时，储存室75中的压力流体放出，并穿过活塞76的截头圆锥形的端面77与活塞座78之间的环形间隙而进入出口74。

下面介绍一种替代的主阀。参见图2，其中的二级阀200由前导部20和引出部250组成。前导部20可以与图1所示阀10的相同。前导部20有一个内开有前导空腔22的前导壳体21。进入通道23从前导壳体21的外部通到前导空腔22。排放通道24从前导空腔22通到前导壳体的外部。中间通道25从前导空腔22开始，到中间空腔52的进口53为止。前导部20也有一活门装置28，它可以在加载位置（如图1中所示，此时进入通道23与中间通道25相连通）和放泄位置（如图2中所示，此时排放通道24与中间通道25相连通）之间移动。当活门28处于放泄位置时，进入通道23就与中间通道25隔断。在图2所示的最佳实施例中，活门装置28有一个不锈钢圆珠29，它被柱塞33和弹簧34向上推入加载位置，在阀200的工作循环的加载阶段圆珠29与排放通道24的环形座31接触。

在阀200的前导部20上装有一个通用的电磁螺线管36，当螺线管未通电时，芯棒38的末端正好在圆珠29之上。螺线管36通电后，芯棒38被向下推动，使圆珠29向下脱开排放通道座31而落到进入通道座30上。在图2中，螺线管36处于通电状态。定位架32可保证圆珠在座30和31之间作直线运动。定位架32上开有若干个径向伸展的通道39，以利于流体在前导空腔22和中间通道25之间流通。定位架32和柱塞33的上端的形状允许流体从进气通道23经过进气通道座30而进入前导空腔22。

阀200的中间部250有一中间壳体51，如图所示，该壳体可以与前导部20和可调储存部270的壳体成一整体。中间体250内开一中间空腔52，上面有一个与中间通道25相通的进口53。在中间空腔52的另一端，有一个与排放口54相通的环形提动头座59。在排放口54附近有一个出口55，该出口的伸展方向与圆柱形中间空腔52和排放口54的公共轴心线大体成直角，圆柱形的提动头57能在中间空腔内往复运动。该提动头57可以在加载位置（如图1所示）和放泄位置（如图2所示，此时提动头移到脱开提动头座59的位置，亦即从图1所示位置向右移）之间移动。提动头57有一截头圆锥形端面58，当它与环形提动头座59接触时就可以防止流体进入排放口54。在图1中，提动头处于加载位置，此时压力流体可经过进入通道23、前导空腔22和中间通道25而进入中间空腔52。提动头57的外径略小于圆柱形中间空腔52的内径。在提动头57上未装密封环。提动头57和中间空腔52之间的这种尺寸几乎相等的装合，在阀200的工作循环处于开放或者说放泄阶段呈动态时可对流体形成密封，而当阀200的工作循环处于加载阶段而呈静态时气流可通过提动头57和中间空腔52的柱形壁之间有限的环状间隙而进入出口55和引出通道56。

阀200的储存部270有一储存壳体271，如图所示，它与中间部250和前导部20成一整体。储存部270内开一储存室272，上面有一个与储存通道56相连通的孔口73。外部加工出螺纹的圆柱形柱塞273与壳体271的配对内螺纹啮合，并装有O型环274，防止流体洩漏。储存部的内部容积可以调节，柱塞273朝着孔口73继续拧入壳体271时该容积减小，柱塞朝着离开孔口73的相反方向拧出时该容积加大。

作为另一个最佳实施例（未表示出），储存部采用环形结构构，该部布置在提动头57的周围并与它同轴。该同轴储存部的容积可以变化，方法是使中间部的壳体做成用螺纹连接的交搭的同轴筒形件，其上用O形环密封。

参见图3，其中的二级流体操作阀300用前导部320和中间部350组成。除了用来操纵长杆338的零件以外，阀300的其它结构与图2所示的阀200相同。阀300的前导部320有前导活塞316，它可以在前导缸322内往复运动。将压力流体引入进口323，推动前导活塞316向下，并带动前导长杆338向下，从而使圆珠29脱离排放通道座31而不落到进入通道座30上。在图3中，阀300的各零件处于加载位置。阀300的其它结构可以与图1或图2中所示的相同，于是只要拧下一个装上另一个，就能以图3所示的流体前导部驱动装置来代替图1，2所示的螺线管。

下面介绍另一个最佳实施例流体操纵二级阀。参见图4，其中二级阀400由前导部420和引出部470组成。前导部420有一内开前导空腔422的前导壳体421。前导进入通道425从前导壳体421的外部通到前导空腔422。前导排放通道426从前导空腔422通到前导壳体421的外部。前导部420里也有一个活门装置428，该活门可以从充气位置（如图4所示，此时高压中间排放通道424被堵住而与引出空腔472隔开）移开。当活门428处于放泄位置时（未表示出），高压进入通道423和引出空腔472在圆柱形引出提动头476以上部分就与高压中间排放通道424相连通。在这一所示最佳实施例中，活门装置428上包括用PEEK之类塑性材料制的形状复杂的活塞429，该活塞被弹簧433和顶在底面430上的压力向上顶入加载位置。活塞429的弹头圆锥形密封端面431与前导部420的环形座432接合。

簧433把活塞429向上顶，从而使截头圆锥形密封端面431与环形座432紧密接合，使之密不透气。一旦引出空腔472中形成压力，截头圆锥形密封端面431与环形座432接触的力就加大。

当在前导进入通道425中加进足够大的压力，就把活塞429向下推，并使截头圆锥形密封端面431脱开座432，于是在引出空腔472内提动头476以上积聚的压力就通过高压中间排放通道424逸出。由于高压进入通道423的进口473的尺寸远小于高压中间排放通道424的排放口，即使向进入通道423不断提供高压流体，在提动头476以上的压力仍会因通过中间排放通道424排放而迅速降压。

仍参见图4，阀400的引出部470有一引出壳体471，该壳体可以与前导部的壳体成一整体。引出部470包括一个引出空腔472，后者经过进口473与高压进入通道423相通;在引出空腔472的另一端有一个出口474。在出口474附近有一个预定容积的储存室475，储存室与引出空腔472相通。圆柱形的引出空腔472靠近出口474的一端处有一环形提动头座478。圆柱形提动头476有一截头圆锥形端面477，当它与提动头座478接触时，就能防止压力流体从储存室475和引出空腔475中逸出。提动头476的外径略小于引出空腔472的内径。在提动头上未装密封环。提动头476和引出空腔472之间的这种尺寸几乎相等的配合，在当阀400的工作循环处于开放或者说放泄阶段而呈动态时可对流体形成密封，然而当阀的工作循环处于加载阶段而呈静态时压力流体可通过提动头476和圆柱形引出空腔壁之间的环形间隙而进入储存室475。提动头476处在引出空腔472之中，并可以在加载位置（如图4中所示）和放泄位置（未表示出，此时提动头脱开提动头座478向进口473移动）之间往复运动。在处于加载位置时，压力流体可通过进口473进入引出空腔472，并通过提动头476和引出空腔472的柱形壁之间的环形间隙而充满储存室475。当处于放泄位置时，在储存室475中的压力流体通过提动头476的截头圆锥形端面477和提动头座478之间的环形间隙，由出口474排出。

尽管阀的前导部、中间部和引出部的壳体均可分别做出，但建议如图示那样将所述任何一个最佳实施例的阀体或者说壳体做成整体结构。壳体可用铝、钢或能承受预期压力的其它材料制造。为了能与飞机除冰装置配合使用，壳体材料最好是用铝。尽管从有效地完成其功能来讲不一定要作阳极氧化处理，但为了进一步提高壳体耐磨损和抗腐蚀的能力;最好还是作阳极氧化处理。拥有未作阳极处理的铝壳体和用PEEK制的提动头和活塞的那种如图1所示的最佳实施例阀，曾成功地工作二百万次以上。

图1中的中间部50，图2中的中间部250和图3中的中间部350的提动头57，图1中的引出部70的活塞76，以及图4中引出部470的提动头476，最好都做成中空圆柱体，尽可能减小它们的质量，以便能对阀工作循环的放泄工况开始尽快作出反应。提动头和活塞可以用任何种合适金属或非金属材料制造。但是，已发现象PEEK之类高性能塑料可解决磨损和腐蚀问题，所以是非常适用的材料。一种非常适合的材料搭配是用PEEK（聚醚酮醚）制造提动头和活塞或其中之一，用铝制造壳体，因为这种材料搭配的耐腐蚀性能优良，滑动摩擦系数小，而且在飞行设备工作温度范围内热膨胀系数相当一致。在采用这种材料搭配情况下，提动头和活塞与它们各自的腔体之间的径向间隙在室温下最好大体为0.0005英寸。间隙较大会减慢阀的反应，降低引出脉冲压力。据信最大径向间隙约为0.005英寸，但对此未经试验证实。提动头和活塞的圆周方向可有凹槽，正如图1中活塞76有凹槽79，这样可以减少为达到严格公差所需的机加工费用，并可在工作中减少摩擦。加工这种凹槽还可以进一步降低提动头和活塞的质量，从而可增加在阀工作循环放泄工况开始时的反应速度。

在图4中所示的最佳实施例中，活塞429最好是由两部分组成，带有环形密封面431的下部用螺纹连接到活塞429上部的柄434上。活塞429最好也用PEEK之类塑料制造。就前导部420而言，其中弹簧433最好用300系列不锈钢或电镀高碳琴用钢丝制造，以防锈蚀。柄434与其在内往复滑动的壳体之间的间隙大小并不重要，只要往复运动不受阻碍以及截头圆锥面与其环形座对中即可。

就图1和图2中的前导部20和图3中的前导体320而言，其中的柱塞弹簧34最好是用300系列不锈钢或电镀的高碳琴用钢丝来制造，以防锈蚀。圆珠29最好是用不锈钢（推荐用440C型）制造。螺线管可选用标准推式28伏直流螺线管，只要求其尺寸能适合前导部，并能产生适当运动，保证通电时能使圆珠29脱开排放通道24的座31而与进入通道23的座30紧密接触。

图中所示的提动头57、活塞76和提动头476均有截头圆锥形端面，这是为了能与各自的座紧密接触;但也可以采用其它结构，例如环形台肩或逐渐收缩的区域（未表示出），以及带有与座相应的密封面。可以在提动头、活塞或它们相应的座上安装O型密封环，以使它们接触时能满足密封要求。不过这些变通方案不如前面图示和详细介绍的那些最佳实施例，因为它们不能象截头圆锥形密封端面那样对开启提供可靠的气动弹出速度。

本发明是以图1所示的由三部分组成的最佳实施例来介绍阀的，但也可以采用由四部分式更多部分组成的阀，以进一步缩短最终引出部的放泄反应时间，所谓放泄反应时间就是引出部活塞从全闭到全开位置所需的时间。在这个被描述的最佳实施例中，可以容易地使放泄反应时间少于0.01秒，也已能使活塞从全闭到全闭到全开位置所需的时间仅0.001秒或更少，例如对于Cr为5左右时仅需0.0005秒。同样，图2和图3中所示的最佳实施例也可以改为由三部分甚至更多部分组成，以进一步减少最终引出部的放泄反应时间。

此外，放泄循环时间也极短，所谓放泄循环时间就是图1所示的活门装置28之类的前导部活门从其充气位置移到放泄位置（即螺线管36通电到压力流体开始从储存室75放泄入出口74所需的时间。对于类似图1所示的最佳实施例来说，很容易使放泄循环时间达到0.01秒以下，也已达到放泄循环时间不足0.005秒。对于图1所示的最佳实施例说来，从螺线管通电的瞬间到压力流体脉冲从储存室75进入出口74时所需的时间为不足0.004秒。

图2和图3所示的最佳实施例都是二级阀。对于图1所示的最佳实施例来说，很容易达到极短的放泄反应时间。这个最佳实施例的放泄循环时间也极短。图2所示的最佳实施例可能不象图1、图3和图4所示的各最佳实施例那样适用，对图2所示的结构来说，随着操纵压力的提高诱发放泄的螺线管就急剧加大、加重、费用也很贵，而图1、3、4所示的最佳实施例容易得到较高的引出部压力，如高于500磅/英寸²。

下面介绍各种结构方案的阀的工作原理。

本发明提出的分离系统和阀最适合与大大超过大气压的可压缩流体源配合使用。一般这种流体压力至少为500磅/英寸²，而作为理想的压力应为5，000磅/英寸²或更高。

当使用时，处于图1所示加载位置的阀10，其进入通道23、前导空腔22、中间通道25、进口53、中间空腔52、出口55、引出通道56、进口73、引出空腔72和储存室75里均进入压力流体。由于提动头57与中间空腔52的柱形壁之间以及活塞76的圆柱形表面与引出空腔72的柱形壁之间均有径向间隙，所以压力流体能进入引入空腔72和储存室75之中。一般在进入通道23中的压力至少为500磅/英寸²，而作为理想的压力应为5，000磅/英寸²或更高。此时圆珠29与排气通道24的环形座31作密封接触，从而可防止压力从进入通道23或中间通道25中流失。

当螺线管36通电时，图1所示的阀就开始进入工作循环的放泄工况。螺线管36通电后就将芯棒38下推，紧靠圆珠29，並带动钢珠29从排放通道座31下移，与进入通道23的座30作密封接合。这样就使前导空腔22与排放通道24接通，而把前导空腔22与进入通道23封闭。流体通过中间通道25、前导空腔22和排放通道24排放，从而中间空腔52中的压力开始下降，当作用在提动头57的靠近中间通道25的端部上的压力减小时，在引出通道56和引出空腔72中的流体压力就远高于作用在提动头57的平端部60的流体压力，这个压力差就使提动头57的截头圆锥形端面头58脱离其座59，这样在活塞26的平端面80以上的引出空腔72里的高压流体就通过排放口54排放。在活塞76的平端面80上的压力下降后，储存室75中的压力就远高于平端面80上的压力，这个压力差就作用在活塞76的截头圆锥形端面77和直径缩小区81，並使活塞从活塞座78上升起，从而在储存室75中的高压流体就排放到出口74中。

当提动头57和活塞76开始从它们各自的座59和78上升起时，它们各自的截头圆锥形端面58和77就有更多面积受到流体压力差的作用。这种结构就产生一种如前所称的可靠的流体弹出速度;由于有这种流体弹出速度，当提动头57和活塞76脱离它们各自的座59和78而移向在各自的圆柱形空腔52、72的另一端处的全开位置时，就会使提动头57和活塞76大大加速。提动头57与其中间空腔52的柱形壁之间以及活塞76与其引出空腔72的柱形壁之间的环形间隙都很小，所以在动态下由于逆向流动造成的压力下降微乎其微。

在放泄及前导部20的活门28回到其图1所示的加载位置后，储存室75中的压力短时间内又回升到与进入通道23中压力大体相同的水平，对于图示那样进入压力为1500磅/英寸²。储存室75容积为约1英寸³的最佳实施例中，这一时间通常不到1秒钟。

图2所示的最佳实施例的工作原理与图1所示最佳实施例的前导部和中间部的工作原理很相似，只是其中的压力流体可以流入储存室272中，並由柱塞273和环形密封环274堵住，防止从阀流出。图2所示的最佳实施例的工作循环的放泄工况与图1所示的最佳实施例相同，只是前者作用在提动头57的靠近中间通道25的端部上的压力会减小，从而使引出通道56和储存室272中的压力远远高于作用在提动头57的平端面60上的压力。这种压力差使提动头57的截头圆锥形端面58脱离提动头座59，从而使储气室272中的压力流体进入排放口54中。

图3所示最佳实施例的工作原理与图2所示最佳实施例的大体相同，只是前者的工作循环的放泄工况是随着压力流体进入进入通道323而开始的，进入的流体把活塞316向下推，並带动长杆338向下，顶住圆珠29下移。图3所示最佳实施例的其它部分的工作情况与图2所示最佳实施例相同。当先前进入进入通道323的压力降低后，弹簧34把活塞316、长杆338和圆珠29上顶，使阀300回复到工作循环的加载位置。

图4所示最佳实施例的工作原理如下。在图4中，阀400处于加载位置，当流体进入高压进入通道423、进口473和引出空腔472中时储存室475中的压力逐渐加大。压力流体之所以能进入储存室475，是由于在活塞476与引出空腔472的柱形壁之间有微小的径向间隙的缘故。进入通道423内的压力通常至少达500磅/英寸²，作为理想的压力应达5000磅/英寸²或更高。引出空腔472内的压力流体也作用在活塞429上，从而推动密封面431与座432接合。密封面431与432的初始接触还得到顶在活塞429的上半部的下侧面上的弹簧433的协助。

随着低压流体进入进入通道425，图4所示最佳实施例的工作循环就开始进入放泄工况;此时进入的流体推着活塞429向下，从而使截头圆锥形的密封面431脱开环形座432。随着流体通过高压中间排放通道424排出，引出空腔472中活塞476的上端面479以上空间内的压力开始下降。在作用在活塞476的靠近环形密封面431和432的上端面479上的压力降低时，储存室475中的压力就高得多;如此形成的压力差就使活塞476的截头圆锥形端面477脱开活塞座478，储存室475中的流体就通过截头圆锥形端面477和环形活塞座478之间的环形通道排出。于是储气室475中的压力排放到出口474中，由于活塞476和引出空腔472的柱形壁之间的环形间隙很小，在这种动态下由于逆向流动造成的压力下降微乎其微。在储存室475向出口474排放的情况下，截头圆锥形端面477这种结构可产生一种可靠的流体弹出速度。

在储存室475中的高压流体排放之后以及进入通道425中的低压流体通过低压通道426排放到大气（或者通过通道425流回）之后，弹簧433把活塞429顶回到其上限位置，从而使截头圆锥形密封面431与环形座432紧密接合。再使用进入进气口473中的高压流体使活塞476与座478重新接合，同时引出空腔472和储存室475在较短时间内再次充压，对于图示的那种进入压力为1500磅/英寸²、储存室容积约1英寸³的最佳实施例来说充压过程一般不到一秒钟。

尽管上面对本发明的介绍只是结合某几种最佳实施例进行的，显然，对于熟悉此项技术的人来说很容易据此引出本发明阀的其它变化方案，然而这些变化方案仍属本说明书和权利要求书的范围之内。可以使阀的各部分布置成其它方位来设计出阀。例如，图1和图2中的引出部可以转过180°、处于螺线管的旁边，或者转过90°使之进入或移出图1和图2的图面。储存室可大可小，也可用其它形状，它还可以连接到一个外部储存室或通道上。可以不用螺线管而改用手动、气动、液压操纵器或凸轮机构。提动头和活塞不一定像图示和介绍的那样是中空的，也不一定有圆锥形密封端面。提动头和活塞上可以装O形环或其它密封环，也可以在上面开狭小的通道，以使中间部和引出部内能形成压力，例如从中间空腔的上游部至引出空腔的上游部之间穿过活塞体开小小通道。在图4中，如果允许通过进口425的逆向流体处于受控制状态，则可以不设低压通道426。

下面参见图5，该图综合表示流体脉冲分离系统500。流体脉冲分离系统500由流体脉冲阀502和504、有关的通道以及流体脉冲分离装置514组成。压力流体通过通道503送入主阀502和随动阀504的前导部。主阀的动作会引起一个或多个阀动作，后面的这些阀的操纵器用通道连到主阀的一个或多个引出口。通道501接到主阀502的引出部上，主阀类似图1所示的由螺线管操纵的那种阀，该阀可从其一个排放口向随动阀提供压力流体（随动阀可采用图3或图4所示的流体操纵阀），从其另一个排气口向流体脉冲分离装置提供压力流体，在图示的这个最佳实施例中分离装置是装在飞机的机翼或稳定鳍之类翼面上。在图示的这个最佳实施例中，流体脉冲分离装置514由下列各部分组成：成翼面形的外表面层（或称外壳）515，粘接在外壳515背面上的粘接层516，纤维增强的可吹胀管517以及聚合基层518。基层518是用来把上述结构粘接到翼型的底层支承结构519之类的刚性底板上。外壳515的材料的弹性模数至少应达40，000千帕斯卡，最好要超过275，000千帕斯卡。在某些最佳实施例中，外壳515用钛或钛合金、铝或铝合金、镁或镁合金或者用不锈钢制成。在美国专利4，747，575号和4，706，911号中对这些适用的气动脉冲分离装置有更详细的介绍，此处只写出一部分以供参考。

继续参看图5，主阀502的中间部550的引出口由通道520连接到随动阀504的箭导部的流体操纵器的入口，随动阀504的结构与图3所示的阀300相似。当主阀502的螺线管536通电时，就供中间部550的引出口的流体排放到通道520中，並使随动阀504也排放。因此随动阀是一个由主阀操纵並随之阀而动的流体操纵阀。图4所示的阀400可以取代图3所示的阀300。阀504的前导部引出口由通道522连接到另一个随动阀（未表示出）的前导部的低压进口。在采用这种串联布置情况下，对随动阀的数量没有限制;当主阀的放泄循环开始时，这些随动阀的放泄循环也随之开始。也可以把几个串联布置的随动阀组都连接到装在主阀引出口上的一根总管（未表示出）上。

参看图6，该图综合表示流体脉冲分离系统600的背面。流体脉冲分离系统600由主流体脉冲阀610、随动阀620、630、640、650、660、670、680以及有关的通路组成。在采用图示布置时，操纵一个单独主阀610，即能对此翼展很长的机翼690按预定顺序进行除冰。主阀610以及各随动阀620、630、640、650、660、670和680，由通道603连接到高压空气源（未表示出）上。每个阀底部的高压引出口连接到流体脉冲分离装置614上，该装置有多根可吹胀的脉冲管615、616、617、618和619。一根或数根可吹胀的脉冲管可以连接到一个单独阀上。如图6所示，主阀610阀底部的高压引出口将流体排入脉冲管615。随动阀630和640阀底部的高压引出口将流体排入脉冲管616。随动阀670和680阀底部的高压引出口将流体排入脉冲管617。随动阀650和660阀底部的高压引出口将流体排入脉冲管618。随动阀620阀底部的高压引出口将流体排入脉冲管619。在图6中，第一级的主阀610的螺线管通电以后，压力就从阀的中间部612进入通道613，并把高压脉冲送入脉冲管615。通道613的另一头是连接到第二级的随动阀620的前导部。因此从主阀610出来的流体脉冲引起随动阀620排放。从随动阀620的前导部出来的流体由通道623同时引入随动阀630和640各自的前导部631和641。从随动阀630的前导部631出来的流体通过通道633引入随动阀650、660各自的前导部651和661，並引起相隔一定距离的各自的引出部652、662把流体排放入流体脉冲管618中。从随动阀640的前导部641出来的流体通过通道643引入随动阀670和680的前导部671和681中，並引起相隔一定距离的各自的引出部672和682把流体排放入流体脉冲分离管617。于是主阀610开始排放流体就会引起各随动阀按它们连接的次序随着排放流体。在图6中，分离装置614的流体脉冲管的吹胀次序为：先是615、619和616，随后是618和617;618和617几乎是同时通电，这取决于随动阀630、640、650、660、670、680的反应时间以及连接各前导部的通道的相对长度。对于有1立方英寸储气能力的阀来说，其放出的高压流体能够吹胀10～12英寸的单脉冲管除冰装置。脉冲管可以像图6所示那样顺翼面的翼展方向延伸，也可以顺弦向或既顺翼展又顺弦向，甚至可斜向延伸（未表示出）。斜向就是既不是顺翼展方向又不是顺弦向，而是介于它们之间。主阀和任一随动阀的高压排出流体可以通到另一个流体脉冲分离装置里（该装置在图6所示的那个装置614附近的里侧或外侧），或通往另一些分离装置（该装置如图5所示的装置514，位于上方或下方，或就在前缘中心线之后）。

如果所用工作压力不足1000磅/英寸²，那未这里介绍和图示的二级阀，特别是图2所示的最佳实施例就特别适用。

本发明所提出的阀还可以用于射钉枪，试验飞机涡轮机对吸入鸟类的承受能力的发射器，网球和棒球练习用的体育球发射器，冰发射，还可用作冲模剪切机或成型机的控制机构或驱动机构的零件，或用来为安全约束气囊或漂浮装置充气。

对本发明的各种最佳实施例上面已作了详细介绍，显然，可以在下列各权利要求的范围之内对本发明作出各种各样的变化。

Claims (52)

1、一种包括前导部、中间部和引出部的阀，

所述前导部包括：一个前导壳体，它含有一个前导空腔，从前导壳体外部通到前导空腔的进入通道、从前导空腔通到前导壳体外部的排放通道和从前导空腔通到阀的中间部的中间通道；以及活门装置，所述活门装置可以在加载位置(此时进入通道与中间通道相连通)和放泄位置(此时进入通道与中间通道隔开，而排放通道与中间通道相连通)之间运动；

所述中间部包括：内有一个中间空腔的一个中间壳体，所述中间空腔含有一个与上述中间通道相连通的进口、一个排放口和一个与出入通道连通的出口，所述出口与排放口相邻近；以及一个装在所述中间空腔内的提动头，该提动头可以在加载位置(此时压力流体可进入中间空腔，迫使提动头把要进入排放口的流体堵住，而让流体进入出口)和放泄位置(此时压力流体可从出口通道流入排放口)之间运动；

所述引出部包括：内有引出空腔的一个引出壳体，所述引出空腔含有一个与上述出口通道相连通的进口、一个出口和储存装置，所述储存装置上有一开口与所述引出空腔相通并与所述出口相邻近；以及装在所述引出空腔内的一个活塞，所述活塞可以在加载位置(此时压力流体经过进口进入引出空腔，迫使活塞把要进入出口的流体堵住，而让流体进入储存装置)和放泄位置(此时压力流体从所述储存装置流入所述出口)之间运动。

2、一种包括前导部和引出部的阀，

所述前导部包括：一个前导壳体，它含有一个前导空腔、从前导壳体外部通到前导空腔的进入通道、从前导空腔通到前导壳体外部的排放通道和从前导空腔通到阀的引出部的中间通道;以及活门装置，所述活门装置可以在加载位置（此时进入通道与所述中间通道相连通）和放泄位置（此时进入通道与所述中间通道隔开，而排放通道与所述中间通道相连通）之间运动;

所述引出部包括：内有引出空腔的一个引出壳体，所述引出空腔含有一个与所述中间通道相连通的进口，一个排放口及一个与引出通道和储存装置相通的出口，所述出口邻近排放口;以及装在引出空腔内的一个提动头，它可以在充气位置（此时压力流体进入引出空腔，迫使提动头把要进入排放口的流体堵住，而让流体进入出口）和放泄位置（此时压力流体从所述储存装置通过引出通道进入所述排放口）之间运动。

3、根据权利要求1或2所述的阀，还包括装在前导部上的一个螺线管，用来使所述活门装置在其加载位置和放泄位置之间运动。

4、根据权利要求1或2所述的阀，还包括装在前导部上的一个流体操纵器，在向该流体操纵器送进压力流体时就可把所述活门装置从其加载位置移到其放泄位置。

5、根据权利要求1或2所述的阀，其特征为，该阀的所述前导部包括一个前导空腔以及分别接到该空腔上的所述进入通道、排放通道和中间通道，所述前导空腔里有一包含圆珠的所述活门装置，该圆珠可以在加载位置（此时圆珠允许流体从所述进入通道进入所述中间通道）和放泄位置（此时圆珠不让流体从所述进入通道进入中间通道，而让流体从所述中间通道进入排放通道）之间运动。

6、根据权利要求5所述的阀，还包括装在所述前导部上的一个螺线管，当螺线管通电时其芯棒可把圆珠从其充气位置移到其放泄位置。

7、根据权利要求5所述的阀，还包括装在所述前导部上的一个流体操纵器，该操纵器包括一个可在前导缸内往复运动并支承在前导杆上的前导活塞，该前导活塞推动前导杆，从而压力流体引入前导缸并作用在前导活塞的支承前导杆的相对面上时就使圆珠从其充气位置移到其放泄位置。

8、根据权利要求1或2所述的阀，其特征为储存装置是一个在引出壳体内的一个室。

9、根据权利要求1或2所述的阀，其特征为储存装置的容积可调节。

10、根据权利要求1或2所述的阀，其特征为储存装置是一个在引出壳体外围的室。

11、根据权利要求1或2所述的阀，其特征为：提动头和引出空腔是圆柱形的，提动头的外径略小于引出空腔的内径，引出空腔的一端有所述进口，引出空腔的另一端有一环形提动头座，该座与所述排放口相通，朝着提动头座的那个提动头面包括一个截头圆锥形的面，当该面与所述提动头座接合时就能密封住流体。

12、根据权利要求6所述的阀，其特征为：提动头和中间空腔是圆柱形的，提动头的外径与中间空腔的内径是尺寸几乎相等的配合，中间空腔的一端有所述进口。该中间空腔的另一端有一环形提动头座，该座与排放口相通，朝着提动头座的那个提动头面包括一个截头圆锥形的面，当该面与提动头座接合时就能密封住流体。

13、根据权利要求7所述的阀，其特征为：提动头和中间空腔是圆柱形的，提动头的外径与中间空腔的内径是尺寸几乎相等的配合，中间空腔的一端有所述进口，该中间空腔的另一端有一环形提动头座，该座与排放口相通，朝着提动头座的那个提动头面包括一个截头圆锥形的面，与该面与提动头座接触时就能密封住流体。

14、根据权利要求1或2所述的阀，其特征为，前导部、中间部和储存装置在同一个壳体内。

15、根据权利要求12所述的阀，其特征为，前导部和中间部在同一个壳体内。

16、一个系统，它包括根据权利要求1或2所述的阀，及一个可压缩流体源，该流体源的压力远高于大气压力。

17、一个系统，它包括根据权利要求7所述的阀，及一个可压缩流体源，该流体源的压力远高于大气压力。

18、根据权利要求1或2所述的阀，其特征为，当阀的进口连通到压力远高于大气压力的可压缩流体源上时，阀的放泄循环时间不超过0.01秒。

19、根据权利要求7所要求的阀，其特征为，当阀的进口连通到压力远高于大气压力的可压缩流体源上时，阀的放泄循环时间不超过0.01秒。

20、根据权利要求1或2所要求的阀，其特征为，引出部从加载位置到放泄位置的反应时间不超过0.001秒。

21、根据权利要求7所要求的阀，其特征为，引出部从加载位置到放泄位置的反应时间不超过0.001秒。

22、根据权利要求12所述的阀，其特征为，壳体由金属制成，提动头由塑料基体制成。

23、根据权利要求13所述的阀，其特征为，壳体由金属制成，提动头由塑料基体制成。

24、一种产生可压缩气体脉冲的方法，该方法包括：

提供一个根据权利要求1所述的阀，使该阀的前导部活门装置处于其加载位置;把所述阀的进口连通到压力远高于大气压力的可压缩流体源上，流体经过所述进入通道、中间通道，绕过提动头，再经过引出通道，绕过活塞，进入所述储存装置，直到存储存装置中的压力大体等于进口处的压力;

把所述前导部活门装置顶到其放泄位置，于是迅速顺次引起如下动作：在中间通道中以及在中间空腔的所述提动头与进口之间那一部分中的压力通过排放通道排出，提动头向进口方向移动，在所述引出通道中以及在引出空腔的所述活塞与进口之间那一部分中的压力通过排放口排出，活塞向所述进口方向移动，使储存装置中的压力流体排入出口中。

25、一种产生可压缩流体脉冲的方法，该方法包括：

提供一个根据权利要求2所述的阀，该阀的前导部活门装置处于其加载位置;把所述阀的进口连通到压力远高于大气压力的可压缩流体源上，流体经过进入通道、中间通道，绕过提动头，再经过引出通道，进入所述储存装置，直到储存装置中的压力大体等于进口处的压力;

把所述前导部活门装置顶到其放泄位置，于是迅速顺次引起如下动作：在中间通道中以及在中间空腔的所述提动头与进口之间那一部分中的压力通过排放通道排出，提动头向进口方向移动，在所述引出通道中以及在引出空腔的所述活塞与进口之间那一部分中的压力气体通过排放口排出，使储存装置中的压力流体经过引出通道排入排放口中。

26、根据权利要求24所述的方法，其特征为，在所述前导部活门装置移到放泄位置之后不超过0.01秒时间内即向出口提供可压缩流体脉冲。

27、根据权利要求25所述的方法，其特征为，所述前导部分活门装置移到放泄位置之后不超过0.01秒时间内即向排放口提供可压缩流体脉冲。

28、根据权利要求26或27所述的方法，其特征为，在所述前导部活门装置回复到其加载位置后1秒钟左右时间内，所述储存装置中的压力又大体回复到进口处的压力水平。

29、根据权利要求24或25所述的方法，其特征为，压力使提动头或活塞加速从加载位置移到放泄位置。

30、根据权利要求24或25所述的方法，其特征为：提动头或活塞可以在0.001秒时间里从加载位置移到放泄位置。

31、一个系统，它包括：根据权利要求1或2所述的阀与流体脉冲分离装置，所述分离装置包括：杨氏弹性模数大于40，000千帕斯卡的外表面层，以及至少一个设在外表面层下面的可吹胀的管形件，使得流体脉冲吹胀所述管形件时就引起所述外表面层运动。

32、一个系统，它包括，根据权利要求12所述的阀与流体脉冲分离装置，所述分离装置包括：杨氏弹性模大于275，000千帕斯卡的外表面层，以及至少一个设在外表面层下面的可吹胀的管形件，使得流体脉冲吹胀所述管形件时就会引起所述外表面层运动。

33、一个系统，它包括：根据权利要求4所述的阀与流体脉冲分离装置，所述分离装置含有：杨氏弹性模数大于275，000千帕斯卡的外表面层，以及至少一个设在外表面层下面的可吹胀的管形件，使得流体脉冲吹胀所述管形件时就会引起所述外表面层运动。

34、一种包括前导部和引出部的阀，所述前导部包括：一个前导壳体，它含有一个前导空腔，从前导壳体外部通到前导空腔的进入通道和从前导空腔通到前导壳体外部的中间排放通道;以及一个装在前导空腔内可往复运动的前导活塞，该活塞连接到活门装置上，所述活门装置可以在加载位置（此时引出空腔与所述中间排放通道和引出部的出口隔断）和放泄装置（此时引出空腔与上述中间排放通道和所述出口相连通）之间运动。

所述引出部包括：内有引出空腔的一个引出壳体，该引出空腔含有一个进口、一个出口和储存装置，当所述活门装置处于加载位置时所述出口与引出空腔隔断，当所述活门装置处于放泄位置时所述出口与引出空腔连通，以及一个装在引出空腔内可往复运动的引出提动头，提动头可以在加载位置（此时高压流体进入引出空腔，并迫使提动头堵住通向出口的流体而让流体进入储存装置，）和放泄位置（此时高压流体从储存装置进入出口）之间运动，与引出空腔相通的储气装置与出口相邻近。

35、根据权利要求34所述的阀，其特征为：所述活门装置有一环形座，当所述活塞处于其加载位置时，前导活塞的有环形截头圆锥面的那一部分伸过环形座，并与所述环形座气密接合。

36、根据权利要求35所述的阀，其特征为，所述提动头的面向出口的那个端包括一个截头圆锥形面，当该面与处于引出空腔的邻近出口的那一端的出口座接触时就能堵住通过出口的流体。

37、根据权利要求35所述的阀，其特征为，所述储存装置是一环形室，它布置在所述引出空腔的周围;

38、根据权利要求35所述的阀，其特征为，所述活门装置由两部分组成，它们在分别制成后连接在一起。

39、根据权利要求38所述的阀，其特征为，所述活门装置由活塞端和截头圆锥面端组成，这两端由直径小于它们的一根杆连接起来。

40、根据权利要求35所述的阀，该阀还包括弹簧装置，该弹簧促使活门装置的截头圆锥面与环形座密封接合。

41、一个系统，它包括如下部分：

（1）根据权利要求1所述的一个主阀;

（2）根据权利要求4所述的一个或多个随动阀;

（3）一个或多个气动脉冲分离装置，该装置包括一个杨氏弹性模数不低于40，000千帕斯卡的材料制成的外表面层和一根或多根设在外表面层下面的可吹胀的管形件，使得流体脉冲吹胀所述管形件可以引起外表面层运动。

其特征为：所述主阀的前导部或中间部的排放口与一个或多个随动阀的前导部的进入通道连通，所述主阀的出口连接到一个可吹胀的管形件上，所述随动阀的出口也连接到可吹胀管形件上。

42、一个系统，它包括如下部分：

（1）根据权利要求1或2所述的一个主阀;

（2）根据权利要求34所述的一个或多个随动阀;

（3）一个或多个气动脉冲分离装置，该装置包括一个由杨氏弹性模数不低于40，000千帕斯卡的材料制成的外表面层和一根或多根设在外表面层下面的可吹胀的管形件，使得气动脉冲吹胀任何所述管形件可以引起外表面层运动。

其特征为：所述主阀的前导部或中间部的一个排放口由通道连通到一个或多个随动阀的前导部的进入通道，所述主阀的出口由通道连通到一个或多个可吹胀的管形件上，一个或多个所述随动阀的出口连通到一个或多个可吹胀的管形件上;

43、根据权利要求41所述的系统，其特征为，所述主阀的出口连通到可吹胀的管形件上，所述随动阀的出口连通到同一个可吹胀的管形件上，两连接通道之间相距较远。

44、根据权利要求41所述的系统，它包括至少两个随动阀，当主阀排放时，有关的通道直接使每个随动阀把流体排放进相应的可吹胀的管形件中。

45、根据权利要求41所述的系统，它包括多个随动阀和多个流体脉冲分离装置，各随动阀和各分离装置由通道连接起来，当主阀排放流体时，几乎同时地使随动阀分别向有关的分离装置排放。

46、根据权利要求41所述的系统，它包括多个随动阀和多个流体脉冲分离装置，主阀、各随动阀和各分离装置由通道连接起来，主阀排放流体使一个所述随动阀向其有关分离装置排放，并相继地使另外的所述随动阀向有关分离装置排放。

47、根据权利要求42所述的系统，它包括多个随动阀和多个流体脉冲可吹胀管形件，主阀、各随动阀和各气动脉冲可吹胀管形件由通道连接起来，主阀排放流体会使所有随动阀向各自所连接的可吹胀管形件排放流体，排放按随动阀连接的次序的进行。

48、一个系统，它包括下列部分：一个根据权利要求1或2所述的主阀，一个根据权利要求4所述的随动阀，以及由杨氏弹性模数不低于40，000千帕斯卡的材料制成的外表面层和设在其下的两个以上可吹胀管形件组成的流体脉冲分离装置;管形件的流体脉冲吹胀会使外表面层运动，主阀、随动阀和两个以上的可吹胀管形件连接起来，主阀排放气体使至少两个可吹胀的管形件中的一个加载，同时使随动阀排放流体，导致至少两个可吹胀管形件中其余的管形件加载。

49、一个系统，它包括下列部分：一个根据权利要求3所述的主阀，一个或多个根据权利要求5所述的随动阀，由杨氏弹性模数不低于40，000千帕斯卡的材料制成的外表面层和设在其下的至少两个可吹胀管形件组成的流体脉冲分离装置;所述管形件的流体脉冲吹胀会使外表面层运动，所述主阀、随动阀和至少两个可吹胀管形件连接起来，主阀排放流体使至少两个可吹胀管形件中的一个加载，同时使随动阀排放流体，导致至少两个可吹胀管形件中其余的管形件加载。

50、根据权利要求49所述的系统，它还包括一个或多个权利要求34所述的阀，该阀连接到权利要求7所述的随动阀或主阀中的一个上，所述主阀排放流体会导致所有的随动阀按它们连接的次序排放流体。

51、一个系统，它包括下列部分：一个根据权利要求3所述的主阀，至少一个根据权利要求34所述的随动阀，由杨氏弹性模数不低于40，000千帕斯卡的材料制成的外表面层和设在其下的至少两根可吹胀管形件组成的流体脉冲分离装置;所述管形件的流体脉冲吹胀会使外表面层运动，所述主阀、随动阀和至少两个可吹胀管形件连接起来，主阀排放流体使所述至少两个可吹胀管形件中的一个管形件加载，同时使随动阀排放流体，导致所述至少两个可吹胀管形件中其余的管形件加载。

52、根据权利要求51所述的组合系统，它还包括至少一个权利要求7所述的随动阀，该阀连接到权利要求34所述的随动阀或主阀中的一个上，所述主阀排放流体会导致所有的随动阀按它们连接的次序排放流体。

Images