CN104603509B - 能通过螺线管促动器运动的弹性闸门阀 - Google Patents

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Abstract

一种用于阀的弹性门具有环形弹性带，该环形弹性带夹在第一和第二门部件之间，该第一门部件和第二门部件各自限定了在其打开位置部分中的贯通开口，该贯通开口共同形成穿过弹性门的通道。第一门部件包括紧固件，该紧固件与第二门部件的紧固件接收部件连接，从而将第一和第二门部件固定在一起作为一个单元。该弹性门单元与促动器操作地连接，用于在导管的袋穴内线性平移，以便控制流过导管的流体。这样装配的装置可以利用旋转焊接来制造，以便使得导管与装入促动器的壳体密封地接合。

Description

能通过螺线管促动器运动的弹性闸门阀
相关申请
本申请要求美国临时专利申请No.61/872402的优先权，该美国临时专利申请No.61/872402的申请日为2013年8月30日，该文献整个被本文参引。
技术领域
本申请涉及弹性闸门阀，更特别是涉及一种螺线管提供动力的弹性闸门阀，该弹性闸门阀用于以减小的螺线管操作力来选择性地控制空气或其它流体的流动，从而使得螺线管促动器能够比以前设想的更小。
背景技术
在汽车发动机中，在进气歧管内形成的或由真空发生器(例如真空泵或吸气器)产生的真空通常用于向气动附件(例如动力制动助力器)提供动力。发生器和/或附件的开/关操作经常由闸门阀来控制，其中，刚性门横过导管配置，以便阻止流体(在该示例用途中是空气)流过该阀。在自动或“命令”阀中，门通常由螺线管驱动，并响应于施加给螺线管线圈的电流而打开或关闭。这些电磁驱动的闸门阀也将包括线圈弹簧、隔膜或其它偏压元件，该线圈弹簧、隔膜或其它偏压元件将门偏压向无动力的“常开”或“常闭”位置。因为偏压力必须克服阻止门运动的摩擦力以便使它返回至它的正常位置，且因为螺线管机构必须克服这些相同摩擦力和任意偏压力以便使得该门运动至主动提供动力的位置，因此摩擦力将规定所需的螺线管操作力的大小，即，摩擦力越大，需要越大功率的螺线管。
良好的密封通常需要在门和导管壁之间的一定程度的干涉。因此，增加设计的干涉以获得可靠和高质量的密封(特别是当考虑到部件在合理公差内的变化时)将增加阻止门运动的摩擦力以及所需的螺线管操作力。不过，当密封的可靠性和质量能够通过更低摩擦阻力来保持时，螺线管操作力的减小将有利地允许降低螺线管机构的尺寸、重量和散热需求，因此允许减小整个闸门阀的尺寸、重量和功率需求。
发明内容
这里公开了一种电磁驱动的闸门阀，该闸门阀提供了可靠和高质量的密封，同时减小了操作力需求。阀包括螺线管线圈和与阀机构连接的电枢，该阀机构包括导管，该导管有连接开口、相对布置的袋穴以及弹性门组件，该弹性门组件可在袋穴内线性运动和通过连接开口(当运行长度需要时)。弹性门组件包括第一门部件、与该第一门部件相对的第二门部件以及保持在该第一和第二门部件之间的环形弹性带，该第一和第二门部件与用于往复线性运动的电枢机械联接。在一个实施例中，该机械联接包括从第一门部件和第二门部件的后端凸出的连接部件，它们共同限定了多部件插座，该多部件插座允许弹性门绕它的中心纵向轴线相对于电枢旋转360度或更多。多部件插座包括最远离后端的大致环形开口和相对于该大致环形开口更接近后端的更大腔室。
在一个实施例中，第一和第二门部件相互机械固定，以便容易装配，特别是插入导管中的袋穴内。通过第一门部件的紧固件由第二门部件的紧固件接收部件接收而实现机械固定，从而将第一和第二门部件固定在一起。紧固件可以是锁栓，紧固件接收部件可以是掣子。
在一个实施例中，第一环形弹性带为大致8字形，设置在各第一和第二门部件中的轨道内。在另一实施例中，环形弹性带为波纹形弹性带，它可以定向成横向于流体流过的方向。
在一个实施例中，第一门部件限定了在其关闭位置部分中的第二穿过开口，第二门部件在其关闭位置部分中包括插塞，该插塞从它的内表面朝着第一门部件中的第二开口而凸出。
在另一方面，公开了一种阀装置，该阀装置包括弹性门(sprung gate)和促动器。促动器可以是螺线管促动器。
在另一方面，公开了一种用于装配阀装置的方法。该装配的装置可以使用旋转焊接来制造，以便使得导管与包围促动器的壳体密封地匹配。该方法包括提供：促动器，该促动器装入壳体内，并有从壳体凸出的杆；未装配的弹性门；以及导管。壳体包括凸缘，导管包括匹配凸缘。该方法包括使得第一门部件和第二门部件相互固定，并有夹在它们之间的环形弹性带，弹性门的各门部件的连接部件布置在杆周围，以便限定装配的弹性门。然后，使得装配的弹性门与导管的袋穴匹配，直到壳体的凸缘密封抵靠导管的匹配凸缘，或者相反。然后，该方法包括将壳体的凸缘旋转焊接在导管的匹配凸缘上。
环形弹性带允许弹性门组件产生在袋穴内的干涉配合，而没有较大摩擦力，该较大摩擦力将通过压缩由单个更刚性材料构成的整体门而产生，且该环形弹性带降低了较窄部件公差的要求。可滑动的机械联接允许弹性门组件通过螺线管机构和机械联接(该机械联接并不与门组件精确对齐)而在连接开口和袋穴之间线性运动，从而进一步降低了阻碍门组件运动的可能的摩擦阻力。
附图说明
图1是包括促动器壳体和阀机构的阀的透视图。
图2是图1的阀沿阀机构的导管的纵向轴线和流动方向的剖视图，其中门处于主动提供动力的打开位置。
图3是图1和2的阀沿阀机构的导管的纵向轴线的剖视图，其中阀处于无动力的关闭位置。
图4是阀的类似实施例沿与阀机构的导管的纵向轴线和流动方向垂直的平面的剖视图，其中门处于主动提供动力的关闭位置。
图5是图4的阀沿与阀机构的导管的纵向轴线垂直的平面的剖视图，其中门处于无动力的打开位置。
图6是关于基于吸气器的真空发生器和动力制动助力器组件的普通实施例的示意图。
图7-9分别是弹性门组件的一个实施例的侧视透视图、仰视图和侧视透视分解图。
图10-11分别是弹性门组件的另一实施例的侧视透视图和侧视透视分解图。
图12-14是变化的弹性门部件的正视图、变化的弹性门组件的侧剖图和变化的弹性门组件的俯视透视图。在图12中表示了一对锁栓281。
图15-17是弹性门组件的另一实施例的侧视透视图、正视图和纵剖图。
图18是用于波纹状环形弹性带的实施例。
图19是图18的波纹状环形弹性带的纵剖图。
图20是弹性门组件的实施例的侧剖装配图。
图21是向导管的运动端中看时的端视图，其中弹性门处于打开位置。
图22是闸门阀的一个实施例沿导管的纵向轴线的剖视图，其中门处于关闭位置。
具体实施方式
下面的详细说明将示例说明本发明的总体原理，本发明的实例另外在附图中表示。在附图中，相同参考标号表示相同或功能类似的元件。
这里使用的“流体”的意思是任意液体、悬浮液、胶体、气体、等离子体或它们的组合。
图1-3表示了闸门阀100的一个实施例，该闸门阀100用于选择地控制流体的流动，例如从进气道流向制动真空助力器系统的空气。闸门阀100可以有壳体102，该壳体102容纳促动器103，该促动器103有螺线管线圈104和可与阀机构120连接的电枢106。电枢106包括：插入端106a，该插入端106a接收于螺线管线圈104内；以及邻接的本体部分107，该本体部分107在向线圈施加电流时更充分地接收于螺线管线圈内。在一个结构中，插入端106a和本体部分107可以是由磁性或顺磁性材料制造的柱体，例如含铁的合金或含铁氧体的复合材料。在另一结构中，插入端106a和本体部分107可以是具有内部凹口108的柱体，该内部凹口108从插入端106a沿本体部分107的方向渐缩，以便用于逐渐增加拉入力。所述渐缩形状可以设置成使得拉入力大于由偏压元件110产生的相反方向的偏压力。如图2中所示，偏压元件110可以是线圈弹簧112，该线圈弹簧112包围电枢106的本体部分107，并抵靠螺线管线圈104和非插入端106b，但是应当知道，偏压元件可以是抵靠非插入端或与非插入端相联的隔膜或扁簧、抵靠非插入端或与非插入端相联的片簧等。如图22中所示，闸门阀的另一实施例表示为包括偏压元件110，该偏压元件110接收于电枢106的本体部分107的孔111内。本领域技术人员还应当知道，螺线管实际上可以是包括其它偏压元件的双稳态螺线管。
阀机构120包括：导管122，该导管122限定了连接开口124，该连接开口124面对电枢106并通向袋穴126中，该袋穴126用于接收弹性门组件128；以及弹性门组件128，该弹性门组件128可在袋穴126内和连接开口124内线性运动。如图2中所示，袋穴126将导管122分离成第一部分122a和第二部分122b，且导管的与袋穴126相邻的端部限定了阀开口123。导管122可以是连续地沿纵向轴线“A”从两端朝着阀开口123逐渐缩小或变窄的管，因此它的最小内径在阀开口123处。导管通路的这种沙漏形状截面125降低了在弹性门组件128朝向或离开打开或关闭位置的线性运动过程中作用在弹性门组件128的表面上的摩擦力。导管122的这种逐渐变窄也减小了横过所述阀的压力降。在所示结构中，与纵向轴线“A”垂直的截面是圆形的，但是，在变化形式中，截面127可以是椭圆形(具有均匀或逐渐变小的横向和共轭直径)、多边形(具有均匀或逐渐变小的特征宽度)等。
在图1-3的实施例中，弹性门组件128通过从内部凹口108内凸出的杆114而与电枢106机械地相联。在图22的实施例中，杆114从电枢106的插入端106a凸出。在另一实施例中，杆114可以从电枢106的非插入端凸出，这取决于螺线管线圈104和电枢106设置成是朝向还是远离阀机构120和连接开口124来拉动所述杆。如图4-5的实施例中所示，螺线管线圈104、电枢106、偏压元件110和杆114的相对布置方式可以变化，以便使得闸门阀100从常闭阀转变成常开阀或者相反(这取决于弹性门组件128的具体结构，如后面进一步所述)。在一些结构中，杆114可以是成一体的、从电枢106凸出的部分，但是在其它结构中，杆可以是由另外(优选是非磁性)材料制造的固定凸出部分。
杆114的近端114a可以固定在弹性门组件128上，但是机械联接件优选地使得弹性门组件128能够沿至少与导管的纵向轴线平行的方向滑动，特别是响应于由位于弹性门组件128的部件130、132之间的环形弹性带134施加的偏压力。在一些结构中，机械联接件包括导轨系统160，该导轨系统160允许弹性门组件128的部件130、132相对于杆114沿与纵向轴线A平行的方向滑动。这种可滑动的机械联接件使得促动器103能够使弹性门组件128在袋穴126内线性运动，而不会将门组件拉向导管122的任一端。另外发现，螺线管线圈104、电枢106和/或杆114与阀机构120的不完全对齐将使得弹性门组件128从它的通路倾斜，因此将增加在门组件和导管122的壁之间的摩擦力。
在图2-3、7-9和10-11所示的实施例中，导轨系统160可以包括导轨162，该导轨162位于杆114的近端114a附近，具有布置在其相对侧上的沟道槽164。弹性门组件128相应地包括滑动器166，该滑动器166设置成包绕导轨162并凸出至沟道槽164内。在变化结构中，导轨系统160可以颠倒，其中，滑动器166位于杆114的近端114a附近，弹性门组件128的部件130、132各自包括导轨162和沟道槽。
在图4-5所示的实施例中，杆114的近端114a可以包括扩大的板状头部167。如图12-14中更好所示，弹性门组件128的部件230’、232’可以共同限定多部件插座268，该多部件插座268卡扣在头部167周围，以便允许沿与弹性门组件的线性运动通路垂直的多个方向来滑动。类似的，图20的门部件430、432也共同限定了多部件插座468。如图20和21中所示，板状头部167可以是在杆114的近端114a处的环形凸缘，因此，在装配过程中，弹性门组件128(特别是图12-14的弹性门228”或图20的弹性门428)相对于杆114自由地旋转360度或更大。
参考图2和3，阀机构120可以包括排放口170，该排放口170与连接开口124以及(如后面进一步所述)弹性门组件128和袋穴126流体连通，以便排出经过弹性门组件泄漏至袋穴内的流体。在高度动态的流动环境中，例如在涡轮增压用于使得进气歧管内的空气压力增压的汽车发动机中，横过闸门阀100的压力差可能有较大变化，甚至瞬间反向。泄漏至袋穴126内的高压空气可以使得袋穴增压并改变闸门阀100内的螺线管操作力、偏压力和预期摩擦力的平衡。螺线管机构和袋穴126的增压的较大差异可能阻止弹性门机构在袋穴内完全地线性运动，从而使得阀操作成局部打开和关闭状态。当流体将容纳于系统内时，排放口170可以开口于导管122内部，以便允许流体从袋穴126流向导管122a的进口端(如图2-3中所示)，或者当流体可以释放至环境时，排放口170可以开口于阀机构120的外部。
下面参考图6，闸门阀100可以用于控制流过真空助力制动系统的空气流。导管122可以在进口端122a处与进气道180连接，并在出口端122b处与真空发生器(在所示实例中是吸气器190)连接。在示例的涡轮增压发动机结构中，涡轮增压器和空气中间冷却器182可以使得供给进气歧管184的空气增压，使得进气歧管内的压力超过在进口端122a处的空气压力，并可能使得流过吸气器190的流动瞬间反向。止回阀192防止动力制动助力器194损失它的真空负荷，不过，流过吸气器190的反向流动可能使得在出口端122b处的流体压力超过在进口端122a处的流体压力。这种反向压力差甚至可以大于横过闸门阀100的普通压力差，因为涡轮增压器通常提供大约1大气压(相对)的增压压力，且在这样高的增压压力下，在进口端122a处的压力很可能明显小于1大气压(绝对)。因此，弹性门组件128(后面将进一步介绍)的不同实施例可以更好地适合一些用途。另外，本领域技术人员应当知道，闸门阀100可以用于其它用途，包括非汽车用途和具有不同于空气的流体。
参考图7-9，图中表示了弹性门组件的第一实施例，总体由参考标号228表示。弹性门组件228包括第一门部件230、第二门部件232和环形弹性带234，该环形弹性带234接收于第一和第二门部件230、232之间。环形弹性带234可以介绍为夹在第一和第二门部件230、232之间。如图9中所示，第二门部件232包括作为其内表面252的一部分的轨道236，用于接收环形弹性带的一部分。尽管在图7-9中不可见，但是第一门部件230也包括轨道236。在一个实施例中，弹性材料是天然或合成橡胶。
第一和第二门部件230、232可以是相同或基本类似的部件，但是并不这样进行限制。如图7和9中所示，第一和第二门部件230、232相同，因此能够定位成面对导管122的进口端122a或出口端122b。这产生了不管流体在导管122内流动的方向如何都有类似性能的阀。
特别参考图7和9，第一和第二门部件230、232都有在其中的开口233，该开口233共同限定了通道229。在打开位置中，如图5中所示，穿过弹性门组件228的通道229与导管122对齐，以便允许流体流过。在本文中，门的具有通道229的部分称为打开位置部分240(图7)，而相邻部分(表示为与滑动器266相反)称为关闭位置部分242，因为门228的该部分在运动至关闭位置时将阻塞导管122，以便防止流体流过。在该实施例中，各门部件230、232的关闭位置部分242具有基本平滑的连续外表面250。本领域技术人员应当知道，打开位置和关闭位置部分240、242可以颠倒，其中，打开位置部分240与滑动器266相反，从而提供了使得闸门阀设计从常闭变成常开(或者相反)的第二方式。
在该第一实施例中，环形弹性带234为大致卵形形状，因此包括限定了开口空间的内周282、外周284以及相对的第一和第二侧部286、288。环形弹性带234接收于第一和第二门部件230、232的轨道236中，其中第一侧部286接收于一个轨道236中，第二侧部288接收于另一轨道236中。当环形带234设置在第一和第二门部件230、232的轨道236中时，第一和第二门部件230、232相互间隔开距离D(图7)。将轨道236定位成也使得环形弹性带234从门部件的外周凹入或嵌入一定距离。如图8中所示，这种结构限定了槽道254，该槽道254环绕在第一和第二门部件230、232之间的环形弹性带234的外表面，用于使得流体环绕弹性门228在袋穴126内流动。当存在排放口170时，槽道254与它流体连通。这样通过槽道254的排出通常垂直于流体流过导管122的方向，并当电枢106使得门更充分地进入袋穴时从该袋穴126排出流体。
环形弹性带234可在第一和第二门部件230、232之间压缩，因此用作与流体流过导管122的方向平行地作用的弹簧。另外，环形弹性带可响应于由流过导管122的流体施加在环形弹性带234上的力而径向向外膨胀，以便形成在环形弹性带234以及第一和第二门部件230、232中的轨道236的外壁部分之间的密封。环形弹性带234将第一和第二门部件偏压成与袋穴126的相对壁密封接合。
在操作中，在如图2和5中所示的打开位置并参考图7-9的弹性门组件，流过导管的流体(不管从左向右流动还是从右向左流动)经过在弹性门组件228内的通道229，且流体的压力提供沿径向向外方向作用在环形弹性带234上的力，从而将环形弹性带按压成与轨道236的外周密封接合。这种密封接合降低或防止流体泄漏至促动器103中，这使得弹性门组件228比单材料均匀刚性的门更防泄漏。该实施例很好的适用于自然吸气的发动机，特别是空气在大气压下或低于大气压下流过导管122。不过，在导管122与增压吸气系统的增压压力侧连接时，由环形弹性带234提供的防泄漏将帮助防止流过导管122的流体产生在袋穴126内的压力，该压力可能作用而将弹性门组件228(和电枢106等)推向另一位置，或者以其它方式阻碍组件的受控运动。在增压发动机中通常由弹性门组件228和闸门阀100受到的压力在大约5psi和大约30psi之间的范围内。
环形弹性带234还产生了门，该门对于制造公差并不敏感，特别是对于袋穴126的尺寸和门部件230、232的厚度而言(因为存在环形弹性带)。袋穴126通常形成为其宽度比弹性门228的未负载宽度更小，以便产生干涉配合。在弹性门组件228中，当弹性门228插入袋穴126中时，环形弹性带234在第一和第二门部件230、232之间压缩。当插入(楔入)袋穴126内时环形弹性带的弹簧力或者在第一和第二门部件230、232上的偏压作用将各门部件按压成与袋穴的壁密封接合，以便降低或防止泄漏。最重要的是，环形弹性带的基本较低的弹性模量与刚性门部件230、232的弹性模量或者单个刚性门的弹性模量的相对意味着作用在弹性门组件228上阻碍组件沿它的通路线性运动的法向力大大降低。这降低了摩擦力(摩擦力等于法向力乘以摩擦系数)，因此降低了所需的螺线管操作力。这样的优点同样用于下面介绍的其它实施例。
下面参考图10和11，图中提供了弹性门组件的第二实施例，总体表示为参考标号228'，该弹性门组件228'同样包括第一门部件230'、第二门部件232'和环形弹性带235，该环形弹性带235接收于第一和第二门部件230'、232'之间。环形弹性带235可以介绍为夹在第一和第二门部件230'、232'之间。如图9中所示，第二门部件232'包括作为其内表面252'一部分或者凹入其内表面252'中的轨道237，用于接收环形带235的一部分。尽管在图10和11中未示出，第一门部件230'也包括轨道237。两个门部件230'、232'还包括滑动器266'，用于使得门组件228'与电枢106可滑动地联接，如上面所述。不过，如上所述，在所有这些实施例中，部件230、230'、232、232'等可以替代地包括导轨和沟道槽，与杆114的导轨162和沟道槽164类似，或者共同限定了用于接收环形板头部167的多部件插座468。
这里，如图11中所示，环形弹性带235大致为弹性材料的8字形带，因此包括限定了第一开口空间的第一内周272、限定了第二开口空间的第二内周273、外周274和相对的第一和第二侧部276、278。环形弹性带235接收于第一和第二门部件230'、232'的轨道237内，其中，第一侧部276接收于一个轨道237内，第二侧部278接收于另一轨道237内。因为环形弹性带235为8字形，因此轨道237通常也为8字形。当环形弹性带235设置在第一和第二门部件230'、232'的轨道237'中时，第一和第二门部件230'、232'相互间隔开一定距离D'(图10)。轨道237定位成使得环形弹性带235从第一和第二门部件230'、232'的外周凹入一定距离。
在图10和11所示的实施例中，第一和第二门部件230'、232'在结构上彼此不同，但是都有在其中的第一开口233'，该第一开口233'共同限定通道229'，在打开位置中，该通道229'与导管122对齐，以便允许流体流过。门的该部分称为打开位置部分240'(图10)，且与其相邻的部分(与滑动器266'相反)称为关闭位置部分242'，因为弹性门组件228'的该部分在运动至关闭位置时阻塞导管122，以便防止流体流过。在该实施例中，第一门部件230'的关闭位置部分242'包括穿过其中的第二开口244。第二开口的尺寸可以设置成与第一开口233'基本相同。第二门部件232'并不包括在其关闭位置部分242'中的第二开口。相反，第二门部件232'的关闭部分242'有基本连续的平滑外表面。第二门部件232'可以选择地包括从它的内表面252'凸出的插塞253。该插塞253装配在由环形弹性带235限定的第二开口空间的尺寸中，且尺寸设置成至少为第一门部件230'中的第二开口244的尺寸，这限定了比环形弹性带235的第二内周273更小的开口。插塞253可以是第二门部件232'的内表面252'的基本平滑部分。
在打开位置中，流过通道229'的流体提供了沿径向向外方向作用在环形弹性带235上的力，从而将环形弹性带按压成与轨道237的外周密封接合。这种密封接合减少或防止流体泄漏至促动器103和袋穴126中，这使得在图10和11的实施例中的门228'比单材料均匀刚性的门更防泄漏。
在关闭位置中，导管122中的流体流可以沿朝着弹性门228'的由第一门部件230'限定的一侧的方向，即第一门部件230'可以面对闸门阀100的进口端122a。特别是，当导管122与增压进气系统的增压压力侧连接并大致操作成阻止增压流体流过时，这种流动方向很有利。这是因为增压流体经过第二开口244，并由插塞253导向环形弹性带235的第二内周273，以便径向向外作用在环形弹性带上，从而使它密封接合抵靠第一和第二门部件230'、232'的轨道237。第二开口244的存在还减小了第一门部件230'的外表面(增压压力能够在该外表面上施加与导管122内的流动方向平行地作用的力，以轴向压缩环形弹性带235)的表面面积。当增压压力沿轴向方向压缩环形弹性带235时，门部件230'、232'中的一个将运动而更接近另一个，从而减小D'，并产生在袋穴126的一个壁和该门部件之间的间隙，流体可能通过该间隙泄漏。这是不希望的结果。因此，对于门部件228'，不希望增压流体沿将撞上第二门部件232'的基本连续平滑外表面的方向流入导管中。在图6所示的实例中，相反的流动方向很有利，因为最高的压力差很可能是由在横过吸气器至闸门阀出口侧的进气歧管内的增压压力引起的反向压力差。
下面参考图12-14和图20，在该实施例或其它实施例的变化形式中，图12-14的其中一个门部件230'、232'和图20的门部件430、432可以(分别)包括锁栓281、481，另一门部件230'、232'可以(分别)包括相应布置的掣子283、483。如图所示，所述一个门部件可以包括多个锁栓281、481，所述另一门部件可以包括多个掣子，或者各门部件可以包括一个锁栓281、481和一个掣子283、483，且锁栓281、481和掣子283、483布置在门部件230'、232'或430、432的相对端上，以便与它的配对元件的布置相对应。锁栓281、481和掣子通过在插入袋穴126内之前使得该组件有效保持在装配结构而有助于弹性门组件228'(或128、228、428等)的装配。
下面参考图15-17，图中表示了通用弹性门组件(可在朝向第一或第二门部件流动的情况下操作)，并由参考标号328表示。通用弹性门328有：与图10和11中的实施例相同的第一门部件230'；第二门部件332，该第二门部件332具有与第一门部件230'相同的总体结构；内部门部件334，该内部门部件334提供用于关闭位置所需的阻塞；第一环形弹性带346，该第一环形弹性带346布置在限定于第一门部件230'和内部门部件334之间的轨道内；以及第二环形弹性带348，该第二环形弹性带348布置在限定于第二门部件332和内部门部件334之间的轨道内。第二门部件332(见图16)可以包括滑动器366、在打开位置部分240'中的第一开口333和在其关闭位置部分242'中的第二开口344。内部门部件334包括在其打开位置部分240'中的开口336，并有限定了关闭位置部分242'的相对的基本连续外表面，该基本连续外表面能够在通用弹性门328处于关闭位置时阻止流体流过导管。
在图15-17的实施例中，8字形环形弹性带是优选的，这是因为在各第一和第二门部件230'、332中的两个开口。8字形环形弹性带346、348如上所述。这里，第一环形弹性带346设置在内部门部件334的第一轨道352中和第一门部件230'的轨道237中，该第一轨道352和轨道237优选是为8字形形状，尺寸设置成用于接收第一环形弹性带346。类似地，第二环形弹性带348设置在内部门部件334的第二轨道354中和第二门部件332的轨道337中，该第二轨道354和轨道337优选是为8字形形状，尺寸设置成用于接收第二环形弹性带348。
在操作中，通用弹性门328在打开位置和关闭位置中都如上面对于图10和11的弹性门228'的第一门部件侧所述来操作。通用弹性门328可以用于正常吸气、增压或涡轮增压发动机，而不需要任何特殊的流动方向。它的通用结构以及各第一和第二门部件在关闭位置部分中的减小表面面积的优点使得该门的功能能够密封该门，以便减小或防止泄漏至促动器103和126中(不管流过导管的方向如何)。该实施例还有环绕环形弹性带的外部提供多个槽道254的优点，以便提供在促动器和排放口170(如果有的话)之间的流体连通。
还有，在该实施例或其它实施例的变化形式中，如图12-14中和图20的实施例中所示，图12-14的门部件230'、232'和图20的430、432各自包括从其后端260朝着促动器103的杆114凸出的连接部件270。后端260是在门组件插入袋穴126内的过程中相对于前端262而言的。连接部件270共同限定多部件插座268，该多部件插座268有：大致环形开口272，用于接收杆114的一部分；以及更大的腔室274，用于接收板形头部167，该板形头部167也可以为环形形状。多部件插座268卡扣在机械联接件的杆114的头部167周围，如图22中所示。多部件插座268通过在插入袋穴126内之前将组件有效保持在杆114上而有助于弹性门组件228'(或128、228等)的装配。更大腔室274通常大于杆114的板形头部167，从而提供用于弹性门组件绕杆114旋转的间隙。如上所述，这很有利，因为弹性门组件228'、428将在装配过程中相对于杆114自由地旋转360度或更大。
参考图12和14，一个或多个门部件230'、232'可以包括定向部件286，该定向部件286可用于这里公开的弹性门组件的所有实施例中。在一个实施例中，定向部件286可以是从一个或多个门部件230'、232'的侧部向外凸出的凸片。因此，袋穴126将有接收定向部件(未示出)，该接收定向部件的形状和尺寸设置成用于接收所述定向部件286。定向部件286和接收定向部件可以是任意类型的键和键槽结构，且袋穴或门组件可以有它们中的任意部分。
另外，为了容易插入袋穴126中，任一弹性门组件可以包括渐缩支腿288，如图13、14和20中所示，该渐缩支腿288从门部件230'、232'、430、432中的任意一个或两个的前端262伸出，其中，支腿288的渐缩形状是在门部件的外表面中，该渐缩形状向内沿大致朝向与相同门部件的内表面重合的平面的方向。
下面参考图20，图中提供了弹性门组件的第五实施例，总体以参考标号428表示，该弹性门组件同样包括第一门部件430、第二门部件432和环形弹性带434，如这里对于图18和19所述，该环形弹性带434接收于第一和第二门部件430、432之间。环形弹性带434可以介绍为夹在第一和第二门部件430、432之间。在该实施例中，第一和第二门部件430、432的总体结构与对于图10和11所述的结构相对应。第二门部件432包括作为其内表面452的一部分或者凹入该内表面452内的轨道437，第一门部件430也是这样，因此，一旦装配在一起，轨道437各自接收环形弹性带434的一部分，且第一和第二门部件430、432在结构上彼此不同，但是都有其中的第一开口433，该第一开口433共同限定通道429。在该实施例中，关闭位置由在第一门部件中的第二开口444来限定，该第二开口444与从第二门部件432的内表面452凸出的插塞453对齐。该插塞453装配至由环形弹性带434限定的第二开口空间的尺寸内，且其尺寸设置成至少是在第一门部件430中的第二开口444的尺寸，该第二开口444限定了比环形弹性带434的相应内周更小的开口。插塞453可以是第二门部件432的内表面452的基本平滑部分。
在这里公开的弹性门的各实施例中，环形弹性带表示为具有大致矩形截面的大致平滑的带，如图9和11中所示。不过，环形弹性带并不局限于这种结构。在另一实施例中，环形弹性带可以有大致不规则的内表面和外表面，如图18和19中所示。在该实施例中，环形弹性带大致称为波纹形的环形弹性带434，该环形弹性带434具有波状的外周474以及与其相对呈波状的内周476。当环形弹性带434具有大致8字形结构时，形成8字的中心的横向部件435也可以为波纹形。如图18和19中所示，在横向部件435和带的主要部分中的波纹方向横向于流体流过导管(因此流过环形弹性带自身)的方向。波纹形弹性带434很有利，因为它提供了所述带在第一和第二门部件之间的更均匀的压缩。
如上所述，这里公开的实施例的多个方面的一个优点是，更小的螺线管促动器能够用于使得门在它的打开位置和关闭位置之间线性平移。特别是，这里公开的弹性门实施例需要小于3磅的力来使得门从第一位置线性平移至第二位置(打开至关闭或关闭至打开)，且需要很小或不需要来自螺线管促动器的保持力，即，只要足够的力来克服返回弹簧力。在一个实施例中，螺线管促动器(该螺线管促动器包括壳体，它装入该壳体中，但是没有弹性门组件或导管)的尺寸是它的重量只有大约350克或更小。在另一实施例中，螺线管促动器的尺寸是它的重量为大约290克。
能够用于这些更小的螺线管促动器的阀装置的另一方面在图21中表示。在这里的任意实施例的各第一和第二门部件中的开口433(如图20中标记)(该开口433限定了穿过弹性门的通道229、429)大致为矩形，且它的纵向轴线C大致垂直于导管的纵向轴线A。导管122在袋穴126附近有大致圆形或卵形的内部尺寸，其中，在各第一和第二门部件中的开口433的面积具有与导管的大致圆形或卵形内部尺寸近似相同的面积。开口433的矩形形状提供了门，该门不需要运行得远至完全打开位置或完全关闭位置，这需要更小功率，因为运行的距离减小了。因此，可以使用更小的螺线管。具有与导管的内部尺寸近似相同的面积的开口是具有相同面积的开口或者具有导管的内部尺寸的面积+/-5％的面积的开口。具有近似相同的面积意味着，限定了穿过弹性门的通道的开口具有大致相同的导管流动面积。
下面参考图22，图中表示了阀装置500，该阀装置500与图1-3的装置类似，因此，相同参考标号表示相同或类似的部件。阀装置500包括容纳促动器103的壳体502，该促动器103有螺线管线圈104和电枢106，该电枢106可与阀机构120连接，并与电连接器109电联接。偏压元件(图中的线圈弹簧112)将电枢106偏压至打开位置或关闭位置。阀机构120包括限定了连接开口124的导管122，该开口124面对电枢106，并开口于用于接收弹性门组件128的袋穴126，该弹性门组件128可在袋穴126内线性运动。袋穴126将导管122分离成第一部分122a和第二部分122b，且导管的、邻近袋穴126的端部限定了阀开口123。导管122可以是沿纵向轴线“A”从两端朝着阀开口123连续逐渐变小或变窄的管，从而在阀开口123处有它的最小内径，如上所述。
壳体502包括用于使得壳体与阀机构120(特别是导管122)连接的凸缘504。在这两个部件之间希望有气密密封，在这里通过将壳体502的凸缘504旋转焊接至导管的匹配凸缘506上而实现。导管包括匹配凸缘504，该匹配凸缘504为布置在袋穴126的连接开口124周围的大致环形凸缘。壳体502的凸缘504可以有大致V或W形截面型面，导管122的匹配凸缘506具有与它相对的型面。例如，如图22中所示，壳体502的凸缘504为大致W形截面型面，导管122的匹配凸缘506为大致V形截面型面。因此，V形型面的臂设置在由W形型面限定的间隙中。
一旦凸缘504和匹配凸缘506相互匹配，壳体或导管可以保持静止，其它部件可以在施加压力的情况下相对于它旋转360度或更多，以便将部件焊接在一起。这里，至少凸缘504和匹配凸缘506包括塑料材料，通常为热塑性材料，它们由于压力和通过一个部件相对于另一部件旋转而产生的摩擦力而熔化和焊接在一起。
在实施例中，阀装置的装配包括旋转焊步骤。该方法包括提供促动器、未装配的弹性门和导管，该促动器装入壳体内，例如壳体502，该壳体有从其上凸出的杆，并有凸缘，该导管(例如导管122)具有匹配的凸缘。然后，该方法包括使得第一门部件和第二门部件相互固定，且环形弹性带夹在它们之间，弹性门的各门部件的连接部件布置在杆周围，以便限定装配的弹性门。然后，装配的弹性门与导管的袋穴匹配，且壳体的凸缘和导管的匹配凸缘旋转焊接在一起。凸缘和匹配凸缘可以如上面对于图22所述。
旋转焊可以包括提供：静止夹具，该静止夹具的形状和结构设置成用于保持壳体或导管静止；以及相对的夹具或夹盘，该夹具或夹盘可相对于静止夹具旋转。夹盘的形状和结构设置成用于保持壳体或导管。在一个实施例中，静止夹具的形状和结构设置成用于保持壳体静止，夹盘的形状和结构设置成使得导管和弹性门一起相对于壳体旋转。旋转焊可以包括使得导管和装配的弹性门相对于壳体旋转至少360度。
应当知道，实施例并不将它们的用途或使用限制为在附图和说明书中所示的部件和步骤的结构和布置的细节。所示实施例、结构和变化的特征可以实施或包含在其它实施例、结构、变化和变形中，并可以以多种方式来实现或实施。而且，除非另外说明，这里使用的术语和措辞选择为用于介绍本发明示例实施例的目的，以方便读者，而不是用于限制本发明的目的。
已经参考优选实施例详细介绍了本发明，但是应当知道，在不脱离由附加权利要求限定的本发明范围的情况下能够进行变化和改进。

Claims (14)

1.一种用于阀的弹性门，包括：
环形弹性带，该环形弹性带有限定了至少第一开口空间的内周；以及
第一门部件和第二门部件，该第一门部件和第二门部件各自限定了在其打开位置部分中的贯通开口；
其中，环形弹性带夹在第一门部件和第二门部件之间，且其开口空间的方位与第一门部件和第二门部件中的开口对齐，它们对齐以便形成穿过弹性门的通道；以及
第一门部件包括紧固件，该紧固件与第二门部件的紧固件接收部件连接，从而将第一门部件和第二门部件固定在一起，
其中环形弹性带可在第一和第二门部件之间压缩，且所述环形弹性带在压缩时用作与流体流过穿过弹性门的通道的方向平行地作用的弹簧以将第一和第二门部件远离彼此偏压，
其中：第一门部件和第二门部件各自包括轨道，环形弹性带设置在该轨道内，环形弹性带可响应于由流过穿过弹性门的通道的流体施加在其内周的力而径向向外膨胀，以便形成在环形弹性带以及第一和第二门部件每一个中的轨道之间的密封。
2.根据权利要求1所述的弹性门，其中：紧固件是锁栓，紧固件接收部件是在第二门部件中的掣子。
3.根据权利要求1所述的弹性门，其中：第一门部件包括在其后端处的第一紧固件和在其前端处的第二紧固件，第二门部件包括定位成用于与第一紧固件对齐的第一紧固件接收部件和定位成用于与第二紧固件对齐的第二紧固件接收部件。
4.根据权利要求1所述的弹性门，其中：环形弹性带使得第一门部件与第二门部件间隔开一定距离。
5.根据权利要求1所述的弹性门，其中：环形弹性带大致为8字形。
6.根据权利要求1所述的弹性门，其中：第一门部件和第二门部件各自包括从其后端凸出的连接部件，该连接部件一起共同限定了多部件插座，其中，多部件插座使得弹性门能够绕它的中心纵向轴线旋转360度或更多。
7.根据权利要求1所述的弹性门，其中：第一门部件限定了在其关闭位置部分中的第二贯通开口，第二门部件在其关闭位置部分中包括插塞，该插塞从第二门部件的内表面朝着第一门部件中的第二开口凸出。
8.根据权利要求5所述的弹性门，其中：环形弹性带是波纹形弹性带，所述波纹的方位横向于流体流过的方向。
9.一种阀装置，包括：
阀机构，该阀机构包括导管，该导管由袋穴分离成第一部分和第二部分，该袋穴有设置于其中的、根据权利要求1所述的弹性门；
促动器，该促动器与弹性门连接；
其中，促动器使得弹性门在袋穴内相对于导管在打开位置和关闭位置之间线性运动，
其中：第一门部件限定了在其关闭位置部分中的第二贯通开口，第二门部件在其关闭位置部分中包括插塞，该插塞从第二门部件的内表面朝着第一门部件中的第二开口凸出。
10.根据权利要求9所述的阀装置，其中：促动器包括刚性活塞，该刚性活塞至少部分地以气动方式驱动或者促动器为螺线管促动器。
11.根据权利要求9所述的阀装置，其中：环形弹性带为大致卵形或者大致8字形。
12.根据权利要求9所述的阀装置，其中：在各第一门部件和第二门部件中的限定所述通道的开口大致为矩形，且开口的纵向轴线定向得大致垂直于导管的纵向轴线，所述导管具有在袋穴附近的大致圆形或卵形的内部尺寸，在各第一门部件和第二门部件中的开口的面积具有与导管的大致圆形或卵形内部尺寸近似相同的面积。
13.一种用于装配促动器-弹性门组件的方法，该方法包括：
提供螺线管促动器，该螺线管促动器装入壳体内，并有从壳体凸出的杆，其中，壳体包括凸缘；
提供根据权利要求6所述的弹性门；
提供导管，该导管由袋穴分离成第一部分和第二部分，该导管有匹配凸缘；
使得第一门部件和第二门部件相互固定，环形弹性带夹在它们之间，第一门部件和第二门部件的连接部件布置在促动器的杆周围，以便限定所装配的弹性门；
使得装配的弹性门与导管的袋穴匹配；以及
通过将导管和弹性门或者装在壳体内的螺线管促动器旋转至少360度而将壳体的凸缘旋转焊接在导管的匹配凸缘上。
14.根据权利要求13所述的方法，其中：壳体的凸缘有大致V或W形截面型面，导管的匹配凸缘具有大致V或W形截面型面，且凸缘和匹配凸缘具有不同的截面型面。
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