CN105264282A - 加压流体容器 - Google Patents

Abstract

一种具有截止阀的加压汽缸，所述截止阀具有与阀座(11)密封的阀元件(6)以及联接到所述阀元件的可线性移动的阀杆(18)。控制杆(27)通过偏心联接器(38)联接到所述阀杆，使得所述控制杆围绕枢轴线(L)的旋转致使所述阀元件线性移动。在所述偏心联接器与所述阀杆之间，在所述阀的打开方向上存在一定量的游隙(39)。当所述阀闭合时，弹性构件(50)在所述偏心联接器上提供将所述偏心联接器并因此将所述控制杆保持在全闭位置中的偏置力。

Description

加压流体容器

本发明涉及一种具有截止阀的加压流体容器。

具体来说，本发明涉及一种用于与例如医用气体、焊接气体等一起使用的加压流体汽缸。

此类汽缸传统地在汽缸的顶部处设置有由防护件保护的截止阀。阀具有通过螺旋机构的旋转而朝向和远离座移动的阀元件。螺旋机构由具有外螺纹的手轮构成，所述外螺纹与阀体中的内螺纹配合。因此使用者可以通过旋转手轮以升高和降低阀元件来打开和闭合截止阀。

尽管此类机构被广泛使用，但是它们存在许多问题。手轮需要进行多圈旋转以便使其旋转，这是耗时的，并且当防护件就位时，手轮是特别不易触及的。此外，它可能被卡在全开或全闭的位置中。尽管常常在轮子上呈现箭头以向使用者指示打开或闭合的方向，但是很难通过目测确定轮子的当前位置，使得使用者可能例如试图打开已经全开的阀并错误地认为阀被卡住。

没有清晰位置指示的事实的另一个困难之处在于：由于没有阀已经到达全闭位置的清晰指示，使用者可能没有全闭阀，从而导致容器的疏忽泄漏。

通过使用控制杆替换手轮克服了许多这些问题。

在控制杆的情况下，所需要的是将控制杆的旋转移动转变成阀杆和阀元件的线性移动的偏心联接器，如凸轮或曲柄。这个联接器中可存在许多部件，所有这些部件将会将公差问题引入到联接器中。此外，偏心联接器的各种部件和阀元件本身经受磨损，这在它们的尺寸上造成变化。为了对此进行补偿，在偏心联接器与阀杆之间引入一定量的线性游隙，以确保对于所有阀，即使在它们磨损时，阀元件也正确地落座。这采取联接器在阀杆/元件的闭合方向上移动短距离而不与阀杆接合的自由度的形式。

然而，因此，当闭合阀时，在控制杆与阀元件接合之前必须将控制杆提起短距离。这意味着在运输期间控制杆自由地四处游荡，这可能是嘈杂的，并且甚至如果重复的时间足够长则造成损坏。另外，这造成阀闭合机构的质量差的感觉。

根据本发明，提供一种具有截止阀的加压汽缸，所述截止阀包括：阀元件，其与阀座密封；阀杆，其联接到所述阀元件，所述阀杆可线性移动以选择性地使所述阀元件朝向和远离所述阀座移动，从而选择性地打开所述阀；控制杆，其通过偏心联接器联接到所述阀座，使得所述控制杆围绕枢轴线的旋转致使所述阀元件线性移动；其中在所述偏心联接器与所述阀杆之间，在所述阀的打开方向上存在一定量的游隙；所述汽缸还包括弹性构件，当所述阀闭合时，所述弹性构件在所述偏心联接器上提供保持所述偏心联接器并因此保持所述控制杆朝向全闭位置的偏置力。

通过提供将偏心联接器和控制杆保持在全闭位置中的弹性构件，所述弹性构件将抵抗将倾向于使控制杆游荡的任何小的力。另外，因为弹性构件专用于在控制杆处于闭合位置时使偏心联接器偏置，所以弹性构件可提供相对小的偏置力，这是由于它无需促成闭合阀元件的偏置力。因为这提供相对弱的力，所以使用者在打开控制杆时容易克服这个弹性构件的力。为了促进这一点，优选地，由弹性构件在控制杆上提供的力被布置来一旦阀元件开始打开就减小。

弹性构件可以是内部弹性构件。然而，优选地阀元件和阀杆容纳在阀体中，并且其中弹性构件配合在阀体之上。如果弹性构件受损，那么容易进行更换。更优选地，弹性构件是使连接销偏置的弹簧夹，所述连接销是偏心联接器的部分。

一定量的游隙可由具有突出的阀元件提供，所述突出与偏心联接器中的狭槽接合，所述狭槽在侧向方向上是细长的。然而，优选地，游隙由具有销的偏心联接器提供，偏心联接器通过销联接到阀杆中的细长狭槽。游隙的量优选地小于2mm并且优选地约1mm。

当阀闭合时，弹性构件在偏心联接器上提供的力优选地小于70N并且更优选地小于50N。

优选地，阀元件由弹簧偏置闭合。更优选地，控制杆被配置来从闭合位置向打开位置移动时经过上死点位置，并且弹簧被布置来在打开位置中使控制杆偏置打开。在这种情况下，优选地，由弹性构件产生的峰值力小于由弹簧产生的峰值力的10％并且优选地小于5％。弹簧提供防止控制杆偶然地从全开或全闭位置移开的强的双稳态布置。弹性构件防止在闭合位置中的控制杆游荡，但在其他方面则不会过度地影响控制杆操作。

现在将参照附图描述根据本发明的一种汽缸的实例，在附图中：

图1是穿过汽缸的顶部和阀体的横截面；

图2是沿图1中的线II到II取得的横截面；

图3是阀体的透视图；

图4更详细地示出图1的顶部部分；

图5示出阀体的顶部部分的前视图，其更详细地示出回位弹簧；

图6是类似于图5的侧视图；并且

图7A至图7C是分别示出使用者在弹簧夹、弹簧以及两者相结合的角位移下所感觉到的力的曲线图。

流体汽缸由用于加压流体的汽缸主体1和阀体2构成。汽缸1设置有内螺纹3，所述内螺纹3与阀体2的下部部分的外表面上的外螺纹4配合。

阀体具有居中地向上延伸穿过阀体2的轴向气体出口路径5。穿过气体出口路径5的流动由阀元件6控制，所述阀元件6选择性地阻断通向气体出口端口7的流动。阀元件6的压力侧的侧向端口8通向如本领域所熟知的压力计G。

在阀元件6上方，由内部9和外部10高压O形环密封件密封压缩气体路径。

将阀元件6从其座11提起选择性地打开和闭合汽缸外的气体流动路径。现在将描述用于提起阀元件6的机构。

阀元件6由弹簧15偏置闭合，弹簧15的顶端靠在阀体中的凸肩16上并且弹簧15的底部靠在形成阀杆18的部分的环形凸缘17上。如在图中所示的，阀杆18包括全都刚性地固定在一起的主杆19、阀元件保持构件20和阀元件联接器21。

为了抵抗弹簧15的作用打开阀元件6，提供控制杆机构。控制杆机构包括通过一对凸台28和剪切销29连接的控制杆27，这对凸台28和剪切销29可与轴31一起围绕固定控制杆轴线L旋转。剪切销从轴31的两端突出到凸台28中，并且在打开方向上保护阀机构免受意外的围绕控制杆轴线L的力。

止挡件40从阀体2凸出并且充当在闭合位置中的控制杆27的止挡件。控制杆27的一部分靠在止挡件40上，使得控制杆上所不需要的闭合力得以传输到止挡件40而不是阀元件。

轴安装在相应凸台33中的轴承32中，凸台33位于阀体的顶部处，如图4中最好地示出。偏心销35形成轴31的中心部分并被安装来围绕偏心轴线E旋转，所述偏心轴线E与控制杆轴线L偏离并且在控制杆27操作时移动。连杆构件37通过销轴承可旋转地安装到偏心销35，并在其下端处延伸到连接销38，所述连接销38延伸穿过并联接到阀元件联接构件21中的细长孔39。

这提供曲柄布置，随之，将升降杆27从图1和图4中所示的其静止位置处提起初始地致使连接销38并因此阀元件向下移动，从而压缩弹簧15。这有效地确保阀锁定在闭合位置中，因为在可以打开阀之前必须克服弹簧力。一旦控制杆27到达超过中心的位置，由控制杆施加到连接销38的力的方向反向，并且这与通过初始压缩存储在弹簧中的能量和汽缸中的气体压力一起致使阀元件6快速打开。

如具体地从示出在闭合位置中的阀的图2和图5可理解，在这个销与细长孔30之间在连接销38上方存在间隙。因此，控制杆27的初始移动几乎没有遇到阻力并因此能够容易地在细长孔39内提起连接销38。这将致使控制杆在运输期间游荡。

为了防止这一点，提供弹簧夹50。如图2至图6的组合所示，弹簧夹50保持在位于阀体一侧上的细长凸台51以及位于相反侧上的一对凸台52下面。

然而，必要时，任一侧上可存在一个或两个凸台。

如图4至图6中所示，弹簧夹50在连接销38的两端之上延伸并且保持在沟槽53中。如最佳地从图4可见，弹簧夹50的存在在连接销38上提供约50N的向下偏置的力，这抵抗否则将倾向于使控制杆27振动的任何小的力。

现在将参考图7A至图7C更详细地描述打开操作，图7A至图7C示出使用者在处于各种角度位置中的控制杆上所感觉到的力的曲线图。图7A示出可归因于弹簧夹50的力，图7B示出可归因于弹簧15的力，并且图7C示出结合力。弹簧15的目的是提供强的双稳态力，这在阀元件6上提供相对强的偏置力，并且然后在控制杆打开时(其中控制杆在从闭合位置到打开位置的过渡中已经经过上死点位置)提供保持阀打开的偏置力。因此这个弹簧保持阀处于打开和闭合位置中并且防止阀的偶然打开或闭合。提供弹簧夹50仅仅是为了：在处于闭合位置时，在联接器上并因此在控制杆上给出相对弱的偏置力，以防止控制杆游荡。

这从图7A可以看出，图7A显示弹簧夹50在全闭位置中产生足以防止这种游荡的小的力。这个力然后在控制杆打开时逐渐减小，并且目的是一旦连接销38已经达到细长孔30的顶部，由弹簧夹提供尽可能小的力。

相比之下，由弹簧50提供的力在销38沿细长孔30上行时初始地为0。一旦销38到达狭槽的顶部，销38就开始抵抗提供急剧增大的力的弹簧15的力提起阀元件，如图7B所示。在把手接近上死点时，使用者所经历的力随后渐渐消失。在把手经过达上死点时，弹簧啪地将把手打开。这在图7B和图7C中由与轴线交叉并且在全开位置之前不久变为负的力曲线表示。

如从图7C可理解，除了在控制杆远离全闭位置的运动的第一部分期间之外，弹簧夹具有很小影响。

Claims (10)

1.一种具有截止阀的加压汽缸，所述截止阀包括：阀元件，其与阀座密封；阀杆，其联接到所述阀元件，所述阀杆可线性移动以选择性地使所述阀元件朝向和远离所述阀座移动，从而选择性地打开所述阀；控制杆，其通过偏心联接器联接到所述阀杆，使得所述控制杆围绕枢轴线的旋转致使所述阀元件线性移动；其中在所述偏心联接器与所述阀杆之间，在所述阀的打开方向上存在一定量的游隙；所述汽缸还包括弹性构件，当所述阀闭合时，所述弹性构件在所述偏心联接器上提供将所述偏心联接器并因此将所述控制杆保持在全闭位置中的偏置力。

2.根据权利要求1所述的加压汽缸，其中所述游隙由具有销的所述偏心联接器提供，所述偏心联接器通过所述销联接到所述阀杆中的细长狭槽。

3.根据前述权利要求中任一项所述的汽缸，其中由所述弹性构件在所述控制杆上提供的力被布置来一旦所述阀元件开始打开就减小。

4.根据前述权利要求中任一项所述的汽缸，其中所述阀元件和所述阀杆容纳在阀体中，并且其中所述弹性构件配合在所述阀体之上。

5.根据权利要求4所述的汽缸，其中所述弹性构件是使连接销偏置的弹簧夹，所述连接销是所述偏心联接器的部分。

6.根据前述权利要求中任一项所述的汽缸，其中所述游隙的量小于2mm并且优选地约1mm。

7.根据前述权利要求中任一项所述的汽缸，其中由所述弹性构件提供的最大力小于70N并且更优选地小于50N。

8.根据前述权利要求中任一项所述的汽缸，其中所述阀元件由弹簧偏置。

9.根据权利要求8所述的汽缸，其中所述控制杆被配置来从闭合位置向打开位置移动时经过上死点位置，并且所述弹簧被布置来在所述打开位置中使所述控制杆偏置打开。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的汽缸，其中由所述弹性构件产生的峰值力小于由所述弹簧产生的峰值力的10％并且优选地小于5％。