CN105765279A - 弹簧控制阀 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种弹簧控制阀，其包括能够在伸展位置与压缩位置之间移动的弹簧(14)，在伸展位置中，弹簧的簧圈彼此间隔开，从而允许通过该阀的气体流动，在压缩位置中，簧圈彼此接触，从而基本防止通过该阀的气体流动。

Description

弹簧控制阀

相关技术的交叉引用

本申请要求于2013年5月20日提交的、名称为“SpringControlledValve(弹簧控制阀)”的美国专利申请No.13/897,969的权益，所述申请的全部公开内容通过引用明确地并入本文中。

技术领域

本公开涉及一种弹簧控制阀，并且更具体地涉及一种下述阀：在该阀中，通过室的流动以及/或者穿过室的压降是弹簧的弹簧常量的函数，该弹簧常量用于影响穿过室的流动和/或压降。

背景技术

出于各种目的，期望控制气体或流体的流动和/或压力。已知许多不同类型的阀。然而，这些阀都没有使用弹簧的簧圈来控制通过阀的气体的流动，并且在某些实施方式中，根据弹簧的常量来设定各种阀参数。

发明内容

在本公开的一个示例性实施方式中，提供了一种用于控制气体流动的阀。该阀包括弹簧，该弹簧具有中央开口、第一端部以及第二端部，所述第一端部连接至通向封闭件的内部的开口，以允许从内部至中央开口的气体流动，所述第二端部连接至板以防止从中央开口至封闭件的外部的气体流动，弹簧能够在正常伸展状态与压缩状态之间移动，在正常伸展状态中，弹簧的簧圈彼此间隔开，以允许从中央开口至封闭件的外部的气体流动，在压缩状态中，簧圈彼此接触，以防止气体从中央开口至封闭件的外部的气体流动。在本实施方式中，当封闭件的内部与外部之间的压力的差值高于某一值时，封闭件外部的气体向板施加足以克服弹簧的常量并迫使弹簧进入其压缩状态的力，从而防止从封闭件的内部通过弹簧的簧圈至封闭件的外部的气体流动，并且当差值低于某一值时，力不足以克服弹簧常量，并且弹簧移动至其正常伸展状态，从而允许从封闭件的内部通过弹簧的簧圈至封闭件的外部的气体流动。在本实施方式的一方面中，弹簧的簧圈涂覆有大致弹性材料，以使得当弹簧处于其压缩状态并且簧圈彼此接触时，弹性材料在簧圈之间形成气密密封。

在另一实施方式中，提供了一种用于控制气体流动的阀。该阀包括弹簧，该弹簧能够在压缩状态与伸展状态之间移动，在压缩状态中，弹簧的簧圈防止从弹簧的中央开口至外部空间的气体流动，在伸展状态中，簧圈允许从中央开口至外部空间的气体流动，弹簧具有与在第一压力下的气体流体连通的第一端部以及构造成防止从中央开口至外部空间的气体流动的第二端部。在本实施方式中，弹簧在第一压力足够低于外部空间中的气体压力时保持处于弹簧的压缩状态，从而防止从第一端部通过弹簧的簧圈的气体流动，并且弹簧在第一压力没有足够低于外部空间中的气体压力时移动至弹簧的伸展状态，从而允许从第一端部通过弹簧的簧圈的气体流动。在本实施方式的一方面中，在弹簧处于压缩状态时，处于第一压力的气体由弹簧密封在封闭件内。在本实施方式的另一方面中，弹簧的簧圈涂覆有大致弹性材料，以使得在弹簧处于其压缩状态并且簧圈彼此接触时，弹性材料在簧圈之间形成气密密封。

根据本公开的又一实施方式，提供了一种气体操作阀。该阀包括壳体、致动器和弹簧，其中，壳体具有上部部分和下部部分；致动器具有设置在上部部分中的活塞、设置在下部部分中的板以及将活塞连接至板的杆；弹簧设置在下部部分中，弹簧具有由多个簧圈限定的中央开口并且能够在伸展状态与压缩状态之间移动。在本实施方式中，壳体的上部部分具有用以接收壳体外部的控制气体的入口开口，并且壳体的下部部分具有用以接收供给气体的入口开口以及向应用提供供给气体的出口开口。另外，从下部部分的入口开口至出口开口的供给气体流动的量随着弹簧在伸展状态与压缩状态之间的运动而改变，在伸展状态中，供给气体流入到下部部分的入口开口中、流入到弹簧的中央开口中、通过簧圈之间的间隙流出中央开口并且通过出口开口流出下部部分，在压缩状态中，簧圈彼此接触，从而基本防止下部部分的入口开口与出口之间的供给流，弹簧的运动通过致动器的响应于上部部分的入口开口处的控制气体的压力的运动而被控制。在本实施方式的一方面中，壳体还包括具有孔的连接部分，所述孔在上部部分与下部部分之间延伸穿过连接部分，致动器的杆延伸穿过该孔。在本方面的变型中，壳体还包括O形圈，该O形圈以与杆接触的方式设置在孔中，以防止在上部部分与下部部分之间的气体流动。在本实施方式的另一方面中，致动器还包括O形圈，O形圈以与上部部分的内表面接触的方式绕活塞的周边设置，O形圈从而防止上部部分的下部室与上部部分的上部室之间的气体流动。在本方面的变型中，壳体还包括位于上部部分的下部室中的排气孔开口。在本发明的另一方面中，弹簧的簧圈涂覆有大致弹性材料，以使得在弹簧处于其压缩状态并且簧圈彼此接触时，弹性材料在簧圈之间形成气密密封。在又一方面，在控制气体的压力增大时，上部部分的入口开口处的控制气体向活塞的表面施加增大的压力，以使活塞朝向弹簧移动，从而导致板抵抗弹簧的常量的力而压缩弹簧，因此减小了簧圈之间的间隙，并且增大了供给气体从下部部分的入口开口至出口开口流动的阻力。在又一方面中，下部部分的入口开口通过弹簧的第一端部与弹簧的中央开口流体连通，使得在弹簧处于伸展状态时，供给气体流入到下部部分的入口开口中、通过弹簧的第一端部流入到弹簧的中央开口中、通过簧圈之间的间隙流出中央开口并通过出口开口流出下部部分。在本实施方式的再一方面中，弹簧的中央开口在弹簧的一个端部上由壳体的壁封闭，并且在弹簧的另一个端部上由致动器的板封闭。在本方面的变型中，下部部分的入口开口和出口开口设置在弹簧的端部之间，从而使得在弹簧处于伸展状态时，供给气体流入到下部部分的入口开口中、通过簧圈之间的间隙流入到弹簧的中央开口中、通过簧圈之间的间隙流出中央开口并通过出口开口流出下部部分。

根据本公开的再一实施方式，提供了一种机械操作阀。该阀包括壳体、弹簧和致动器，其中，壳体具有用于接纳供给气体的入口开口和用于向应用提供供给气体的出口开口；弹簧设置在壳体中，弹簧具有由多个簧圈限定的中央开口，所述多个簧圈在与入口流体连通的第一端部与第二端部之间延伸；致动器具有板、杆和驱动杆，其中，板以与弹簧的第二端部接触的方式设置在壳体中，以防止在第二端部处离开中央开口的气体流动；杆联接至板；驱动杆联接至杆，驱动杆能够在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置中，弹簧处于伸展状态，从而允许来自入口开口的供给气体通过弹簧的第一端部流入到中央开口中、通过簧圈之间的间隙流出中央开口并通过出口开口流出壳体，在第二位置中，驱动杆通过杆和板向弹簧的第二端部施加力，以使弹簧移动至压缩状态，在压缩状态中，弹簧的簧圈彼此接触，从而基本防止供给气体流出弹簧的中央开口。在本实施方式的一方面中，壳体还包括具有孔的连接部分，孔延伸穿过连接部分进入下部部分中，致动器的杆延伸穿过孔。在本方面的变型中，壳体还包括O形圈，O形圈以与杆接触的方式设置在孔中，以防止离开下部部分的气体流动。在本实施方式的另一方面，弹簧的簧圈涂覆有大致弹性材料，使得在弹簧处于其压缩状态并且簧圈彼此接触时，弹性材料在簧圈之间形成气密密封。

根据本公开的另一实施方式，提供了一种机械操作阀。该阀包括壳体、弹簧和致动器，其中，壳体具有用于接收供给气体的入口开口和用于向应用提供供给气体的出口开口；弹簧设置在壳体中，弹簧具有由多个簧圈限定的中央开口，所述多个簧圈在与壳体的下壁接触的第一端部与第二端部之间延伸；致动器具有板、杆和驱动杆，其中，板以与弹簧的第二端部接触的方式设置在壳体中，以防止在第二端部处离开中央开口的气体流动；杆联接至板；驱动杆联接至杆，驱动杆能够在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置中，弹簧处于伸展状态，从而允许来自入口开口的供给气体通过弹簧的簧圈之间的间隙流入到中央开口中、通过间隙流出中央开口并通过出口开口流出壳体，在第二位置中，驱动杆通过杆和板向弹簧的第二端部施加力，以使弹簧移动至压缩状态，在压缩状态中，弹簧的簧圈彼此接触，从而基本防止供给气体流入到弹簧的中央开口中。在本实施方式的一方面中，壳体还包括具有孔的连接部分，孔穿过连接部分延伸进入下部部分中，致动器的杆延伸穿过孔。在本方面的变型中，壳体还包括O形圈，O形圈以与杆接触的方式设置在孔中，以防止离开下部部分的气体流动。在本实施方式的另一方面，弹簧的簧圈涂覆有大致弹性材料，以使得在弹簧处于其压缩状态并且簧圈彼此接触时，弹性材料在簧圈之间形成气密密封。

根据本公开的又一实施方式，提供了一种压力调节器。该调节器包括壳体、弹簧和致动器，其中，壳体具有下部部分和上部部分，下部部分联接至用以接收供给气体的第一导管和用以向应用提供供给气体的第二导管，上部部分联接至作为龙头联接至第二导管的第三导管；弹簧设置在下部部分中，弹簧具有与壳体的壁接触的第一端部并且具有第二端部；致动器包括设置在上部部分中的活塞、以与弹簧的第二端部接触的方式设置在下部部分中的板以及将活塞连接至板的杆。在本实施方式中，弹簧能够在正常伸展状态与压缩状态之间移动，在正常伸展状态中，供给气体可以从第一导管通过弹簧的多个簧圈中的间隙流动至第二导管，在压缩状态中，簧圈彼此接触，从而基本防止供给气体从第一导管流动至第二导管。另外，当第一导管处的供给气体的压力增大时，第二导管处的供给气体的压力根据弹簧的常量而调节，这是由于流动通过第二导管的气体也流动通过第三导管进入上部室中并对活塞施加压力，从而导致板抵抗弹簧常量使弹簧朝向压缩状态移动，从而使簧圈移动成更靠近到一起并增大了气体流动的阻力。在本实施方式的一方面中，壳体还包括具有孔的连接部分，该孔在上部部分与下部部分之间延伸穿过连接部分，致动器的杆延伸穿过该孔。在本方面的变型中，壳体还包括O形圈，O形圈以与杆接触的方式设置在孔中，以防止上部部分与下部部分之间的气体流动。在另一方面，致动器还包括由活塞承载的O形圈，O形圈与上部部分的内表面接触，从而O形圈防止上部部分的下部室与上部部分的上部室之间的气体流动。在本方面的变型中，壳体还包括位于上部部分的下部室中的排气孔开口。在本实施方式的另一方面中，弹簧的簧圈涂覆有大致弹性材料，以使得在弹簧处于其压缩状态并且簧圈彼此接触时，弹性材料在簧圈之间形成气密密封。在又一方面中，弹簧的中央开口在第一端部处由壳体的壁封闭，并且在第二端部处由致动器的板封闭。在本实施方式的再一方面，第一导管和第二导管在弹簧的端部之间的位置处联接至下部部分，从而使得在弹簧处于伸展状态时，供给气体从第一导管通过簧圈之间的间隙流入到弹簧的中央开口中、通过簧圈之间的间隙流出中央开口并通过第二导管流出下部部分。

在本公开的再一实施方式中，提供了一种流量限制器。流量限制器包括壳体、弹簧和致动器，其中，壳体具有下部部分和上部部分，下部部分联接至用以接收供给气体的第一导管和用以向应用提供供给气体的第二导管，上部部分联接至作为龙头联接至第一导管的第三导管；弹簧设置在下部部分中，弹簧具有与壳体的壁接触的第一端部并且具有第二端部；致动器包括设置在上部部分中的活塞、以与弹簧的第二端部接触的方式设置在下部部分中的板以及将活塞连接至板的杆。在本实施方式中，弹簧能够在正常伸展状态与压缩状态之间移动，在正常伸展状态中，供给气体可以从第一导管通过弹簧的多个簧圈中的间隙流动至第二导管，在压缩状态中，簧圈彼此接触，从而基本防止供给气体从第一导管流动至第二导管。另外，当第一导管处的供给气体的压力增大时，第二导管处的供给气体的流动根据弹簧的常量来调节，这是由于流动通过第一导管的气体也流动通过第三导管而进入上部室中并向活塞施加压力，从而导致板抵抗弹簧常量而使弹簧朝向压缩状态移动，从而使簧圈移动成更靠近一起并增大气体流动的阻力。在本实施方式的一方面中，壳体还包括具有孔的连接部分，孔在上部部分与下部部分之间延伸穿过连接部分，致动器的杆延伸穿过该孔。在本方面的变型中，壳体还包括O形圈，O形圈以与杆接触的方式设置在孔中，以防止上部部分与下部部分之间的气体流动。在本实施方式的另一方面中，致动器还包括由活塞承载的O形圈，O形圈与上部部分的内表面接触，O形圈从而防止上部部分的下部室与上部部分的上部室之间的气体流动。在本方面的变型中，壳体还包括位于上部部分的下部室中的排气孔开口。在又一方面中，弹簧的簧圈涂覆有大致弹性的材料，该材料在弹簧处于压缩状态时在簧圈之间形成大致气密密封。在再一方面，弹簧的中央开口在第一端部处由壳体的壁封闭，并且在第二端部处由致动器的板封闭。在本实施方式的又一方面中，第一导管和第二导管在弹簧的端部之间的位置处联接至下部部分，使得在弹簧处于伸展状态时，供给气体从第一导管通过簧圈之间的间隙流入到弹簧的中央开口中、通过簧圈之间的间隙流出中央开口并通过第二导管流出下部部分。

在本公开的又一实施方式中，提供了一种背压调节器。该调节器包括壳体、弹簧和致动器，其中，壳体具有下部部分和上部部分，下部部分联接至用以接收供给气体的第一导管和用以向应用提供供给气体的第二导管，上部部分联接至作为龙头联接至第一导管的第三导管；弹簧设置在下部部分中，弹簧具有附接至壳体的壁的第一端部并且具有第二端部；致动器包括设置在上部部分中的活塞、以附接至弹簧的第二端部的方式设置在下部部分中的板以及将活塞连接至板的杆。在本实施方式中，弹簧能够在正常压缩状态与伸展状态之间移动，在正常压缩状态中，弹簧的簧圈彼此接触，从而基本防止供给气体从第一导管流动至第二导管，在伸展状态中，簧圈移动成彼此间隔开，从而允许供给气体从第一导管通过簧圈之间的间隙流动至第二导管。另外，弹簧基本防止通过壳体的下部部分的供给气体流，直到第一导管处的通过第三导管施加至活塞的供给气体的压力足以使致动器移动远离弹簧为止，从而克服了弹簧的常量并使弹簧移动离开正常压缩状态。在本实施方式的一方面中，壳体还包括具有孔的连接部分，孔在上部部分与下部部分之间延伸穿过连接部分，致动器的杆延伸穿过该孔。在本方面的变型中，壳体还包括O形圈，O形圈以与杆接触的方式设置在孔中，以防止上部部分与下部部分之间的气体流动。在本实施方式的另一方面中，致动器还包括由活塞承载的O形圈，O形圈与上部部分的内表面接触，O形圈从而防止上部部分的下部室与上部部分的上部室之间的气体流动。在本方面的变型中，壳体还包括位于上部部分的上部室中的排气孔开口，第三导管联接至上部部分的下部室。在本实施方式的另一方面，弹簧的簧圈涂覆有大致弹性材料，该材料在弹簧处于其压缩状态时在簧圈之间形成大致气密密封。在又一方面中，弹簧的中央开口在第一端部处由壳体的壁封闭，并且在第二端部处由致动器板封闭。在本实施方式的再一方面中，第一导管和第二导管在弹簧的端部之间的位置处联接至下部部分，使得在弹簧处于伸展状态时，供给气体从第一导管通过簧圈之间的间隙流入到弹簧的中央开口中、通过簧圈之间的间隙流出中央开口并通过第二导管流出下部部分。

在本公开的再一实施方式中，提供了一种背压调节器。该调节器包括壳体、弹簧和致动器，其中，壳体具有下部部分和上部部分，下部部分具有与壳体外部的气体流体连通的第一开口和与气体流体连通的开口，上部部分具有与联接至下部部分的第一开口的导管流体连通的第一开口；弹簧设置在下部部分中；致动器包括设置在上部部分中的活塞、以附接至弹簧的方式设置在下部部分中的板以及将活塞连接至板的杆。在本实施方式中，弹簧能够在正常压缩状态与伸展状态之间移动，在正常压缩状态中，弹簧的簧圈彼此接触，从而基本防止下部部分的第一开口与第二开口之间的气体流动，在伸展状态中，簧圈移动成彼此间隔开，从而允许通过簧圈之间的间隙而在下部部分的第一开口与第二开口之间的气体流动。另外，弹簧基本防止通过壳体的下部部分的气体流动，直到下部部分的第一开口处的通过导管施加至活塞的气体的压力足以使致动器移动远离弹簧为止，从而克服了弹簧的常量并使弹簧移动离开正常压缩状态。在本实施方式的一方面中，壳体还包括具有孔的连接部分，孔在上部部分与下部部分之间延伸穿过连接部分，致动器的杆延伸穿过该孔。在本方面的变型中，壳体还包括O形圈，该O形圈以与杆接触的方式设置在孔中，以防止上部部分与下部部分之间的气体流动。在本实施方式的另一方面中，致动器还包括由活塞承载的O形圈，O形圈与上部部分的内表面接触，O形圈从而防止上部部分的下部室与上部部分的上部室之间的气体流动。在本方面的变型中中，导管联接至上部部分的下部室。在本实施方式的又一方面中，弹簧的簧圈涂覆有大致弹性材料，该材料在弹簧处于其压缩状态时在簧圈之间形成大致气密密封。在本实施方式的再一方面中，弹簧包括中央开口，该中央开口在第一端部处与下部部分的第一开口流体连通，并且在第二端部处由致动器板封闭。在本方面的变型中，气体在弹簧处于伸展状态时从第一开口通过弹簧的第一端部流入到弹簧的中央开口中、通过簧圈之间的间隙流出中央开口并通过第二开口流出下部部分。

附图说明

通过结合附图参照本公开的实施方式的下文的描述，本公开的上述特征及其他特征以及获得本公开的上述特征及其他特征的方法将变得更明显，并且本公开本身将被更好地理解，在附图中：

图1(a)至图1(b)为根据本公开的教示的阀的爆脱实施方式的概念性侧视图；

图2(a)至图2(b)为根据本公开的教示的阀的第二爆脱实施方式的概念性侧视图；

图3(a)至图3(b)为根据本公开的教示的阀的气体操作实施方式的概念性侧视图；

图4(a)至图4(b)为根据本公开的教示的阀的第二气体操作实施方式的概念性侧视图；

图5(a)至图5(b)为根据本公开的教示的阀的机械操作实施方式的概念性侧视图；

图6(a)至图6(b)为根据本公开的教示的阀的第二机械操作实施方式的概念性侧视图；

图7(a)至图7(b)为根据本公开的教示的阀的压力调节器实施方式的概念性侧视图；

图8(a)至图8(c)为根据本公开的教示的阀的流量限制器实施方式的概念性侧视图；

图9(a)至图9(b)为根据本公开的教示的阀的背压调节器实施方式的概念性侧视图；

图10(a)至图10(c)为根据本公开的教示的阀的第二背压调节器实施方式的概念性侧视图；以及

图11(a)至图11(b)为根据本公开的教示的阀的第三背压调节器实施方式的概念性侧视图；

尽管附图表示根据本公开的各种特征和部件的实施方式，但是附图不一定是按比例的并且某些特征可以扩大，以便更好地理解及解释本公开。本文中所陈述的实例表示本公开的实施方式，并且这种实例不被解释为以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

出于促进对本公开的原理的理解的目的，现在将参照以下所述的在附图中示出的实施方式。以下公开的实施方式不意在是穷举的或将本发明限于下文的详细描述中所公开的精确形式。相反，所选择及描述的实施方式使得本领域技术人员可以利用其教示。将要理解的是，不意在由此限制本公开的范围。本公开包括在所示装置和所述方法以及本公开原理的进一步应用中的任何改变和进一步修改，这对与本公开相关的领域中的技术人员来说会正常地想到。

现在参照图1(a)至图1(b)，示出了根据本公开的原理的弹簧控制阀的基本实施方式。在本实施方式中，阀10A构造为安装至封闭件12的爆脱阀。阀10A包括其一个端部安装有盖板16的弹簧14。弹簧14的另一端部安装在封闭件12中的开口18上。弹簧14和盖板16可以以各种适合方式中的任意方式安装至封闭件12，从而使得在处于如图1(a)中所示的弹簧14的压缩状态时，弹簧14与盖板16一起防止气体从封闭件12的内部20流出开口18。应该理解的是，尽管在整个本公开中涉及气体，但是术语气体意在包括气体、液体或半液体物质的类型。所描述的各种阀实施方式都适于与任何此种物质一起使用。弹簧14可以涂覆有弹性材料例如橡胶，使得在弹簧14压缩时，气体不能在弹簧14的簧圈之间逸出。另外，弹簧14与盖板16之间的连接可以构造成使得气体不能在弹簧14与盖板16之间逸出。

在图1(a)中，封闭件12外部的压力P2大于封闭件12的内部20内的压力P1加上弹簧14的弹簧常量，弹簧14在其松弛状态(如图1(b)中所示)下是展开的。换句话说，只要压力P2在盖板16的上表面24上施加足够的力(由箭头22表示)来保持弹簧14处于其压缩状态，就防止内部20中的气体逸出。例如，压力P1可以是真空，并且弹簧14可以被选择以使得，在压力P2为大气压时，弹簧14保持压缩。替代性地，压力P1可以是正压力，但是封闭件12通常暴露于较高的压力P2，以使得弹簧14保持压缩，从而防止气体从封闭件12的内部20逸出。

现在参照图1(b)，当压力P2减小或压力P1增大(在封闭件12的内部20供有供给气体的实施方式中)，以使得压力P2不再在盖板16的上表面24上施加足够的力22来克服弹簧14的弹簧常量时，弹簧14伸展至其伸展状态，从而允许内部20与封闭件12外部的环境之间、弹簧14的簧圈之间的气体流动。在弹簧控制阀10A的一个示例应用中，封闭件12是真空密封的并且通常暴露于大气压力。真空密封的完整性可以通过观察处于压缩状态(图1(a))的弹簧14来容易地验证。然而，在封闭件12受损(例如，破裂、刺破或以其他方式打开)的情况下，此时压力P1将接近大气压(即，压力P1与压力P2之间的差值将接近零)，并且弹簧14将伸展至其如图1(b)中所示的松弛状态，从而表明封闭件12的真空密封失效。

图2(a)至图2(b)描绘了一种弹簧控制阀的类似的爆脱实施方式。图2(a)至图2(b)中的阀10B包括与图1(a)至图1(b)中的阀10A相同的部件，并且使用相同的附图标记。在本实施方式中，压力P1通常大于压力P2加上弹簧14的弹簧常量，弹簧14正常是展开的。在本示例中，封闭件12通常可以加压到例如大气压力P2以上，以使得压力P1处的气体向盖板24施加力22并且保持弹簧14处于压缩状态，从而防止气体从封闭件12的内部20流动。同样，如果封闭件12受损，则封闭件20内的加压气体从封闭件12逸出，并且压力P1下降直到弹簧14的弹簧常量克服压力P1与压力P2之间的差值为止，从而使弹簧14返回至其如图2(b)中所示的正常松弛状态。

将要理解的是，在图1和图2的实施方式的其他应用中，封闭件12通常可以位于加压室(未示出)中，从而使得压力P2比大气压力大。在这种应用中，弹簧14可以由于压力P2而不是压力P1的变化而从其压缩状态转变为其伸展状态。例如，在图1(a)中，压力P1可以比真空大，但比压力P2加上弹簧14的弹簧常量小。封闭件12可以保持其完整性，但是尽管如此，弹簧14仍可以由于压力P2的下降而伸展至其如图1(b)中所示的正常伸展状态。类似地，在图2(a)中，弹簧14可以由于压力P2的增大而不是如上所述的压力P1的下降而伸展至其如图2(b)中所示的正常伸展状态。当然，在其他应用中，弹簧14可以由于压力P1和压力P2两者的变化而伸展至其正常伸展状态。另外，图1和图2的实施方式可以容易地修改成使得弹簧14正常压缩(图1(a)和图2(a))，并且压力P1或压力P2的变化或者压力P1和压力P2两者的变化使弹簧14返回至其正常压缩状态。

图3(a)至图3(b)描绘了构造成用于对气体在开口之间的流动进行可变控制的气体操作式弹簧控制阀10C。如所示的，阀10C总体上包括壳体26、致动器28和弹簧30。壳体26包括上部部分32、连接部分34和下部部分36。壳体26的上部部分32包括入口开口38、排气孔40和活塞开口42。壳体26的连接部分34包括延伸穿过该连接部分的孔44，该孔44具有O形圈46，该O形圈46安装在该孔44中并构造成防止从壳体26的下部部分36至上部部分32的气体流动。壳体26的下部部分36包括与活塞孔44连通的活塞开口48、入口开口50以及出口开口52。

致动器28包括具有安装在其周边上的周向O形圈56的活塞54、从活塞54的下表面60延伸的杆58以及安装在杆58的下端部处的板62。如所示的，活塞54的O形圈56将壳体26的上部部分32分成与入口开口38流体连通的上部室64以及与排气孔40流体连通的下部室66。板62以与弹簧30接触或固定地联接至弹簧30的方式安装，并且板62在致动器28以下文所述的方式移动时在弹簧30上施加压缩力。弹簧30设置在板62与壳体的下部部分36的下壁68之间。

在本实施方式中，气体流入到壳体的下部部分36的入口开口50中、流动通过弹簧30中的敞开的空间并且流出出口开口52，以在需要调节气流的特定应用中使用。应当理解的是，弹簧30定尺寸成使得其簧圈的外表面与下部部分36的圆筒形侧壁接触，从而防止气体在弹簧30周围流动而不是流动通过簧圈。为此，弹簧30可以由在弹簧30的簧圈的外表面与下部部分36的圆筒形侧壁之间形成气密阻挡的材料(例如橡胶)形成或者涂覆有上述材料。

在本实施方式中，通过弹簧30的气体流动的量由壳体的上部部分32的入口开口38处的气体压力控制。在图3(a)中，入口开口38处的压力不足以克服如图3(a)中所示的处于其松弛位置时伸展的弹簧30的弹簧常量。因此，气体从入口开口50自由地流动至出口开口52。在入口开口38处的气体压力增大时，致动器28压缩弹簧30。更具体地，气体的压力向活塞54施加力，从而迫使活塞54如图中所示地向下，因此迫使板62(借助于杆58)抵靠弹簧30。由于活塞54向下移动，因此壳体的上部部分32的下部室66中的气体通过排气孔40排出。由于弹簧30压缩，因此允许从入口开口50通过弹簧30的簧圈至出口开口52的更少的气体流动。最后，如果入口开口38处的气体达到足够高的压力，则弹簧30完全压缩(如图3(b)中所示)，并且防止通过弹簧30并离开出口开口52的气体流动。

现在参照图4(a)至图4(b)，气体操作阀10D除壳体的下部部分36的入口开口50的位置之外与图3(a)至图3(b)中的阀10C相同。更具体地，下部部分36的下壁68是相连的，并且下部部分36的侧壁包括入口开口50。因此，气体通过弹簧的簧圈流入、流动通过弹簧30的中央开口并且通过弹簧的簧圈流出，而不是如图3(a)中所示的气体流入到弹簧30的中央开口中并通过弹簧簧圈流出。另外，阀10D的结构和功能与以上所述的结构和功能相同。当入口38处的气体达到足够高的压力时，弹簧30将如图4(b)中所示地完全压缩，从而防止通过壳体的下部部分36的气体流动。

现在参照图5(a)至图5(b)，描绘了与图3(a)至图3(b)中所描绘的实施方式类似的替代性实施方式，其中，主要的区别在于本实施方式包括对致动器28的运动进行机械控制而不是气动控制。更具体地，阀10E的壳体26不包括上部部分32，并且致动器28不包括活塞54。而是，壳体26包括支承件70，并且致动器28包括附接至杆58的驱动杆72。支承件70从壳体26的连接部分34延伸并终止于可动连接部74，以驱动杆72。可动连接部74可以是枢转连接部、铰链连接部或者是允许驱动杆72以下文所述的方式相对于支承件70运动的任何其他适合的连接部。还应该理解的是，在其他实施方式中，省去了支承件70，并且可动连接部74安装至一些其他结构，以使得驱动杆72定位成以文中所描述的方式运动。驱动杆72包括具有第一端部78和第二端部80的第一臂76以及具有第一端部84和第二端部86的第二臂82。如上文所指出的，第一臂76连接至可动连接部74。另一可动连接部88设置在第一臂76的第二端部80处，并且可动连接部88将第一臂76连接至第二壁82的第一端部84。第三可动连接部90设置在第二臂82的第二端部86处，并且第三可动连接部90将第二臂82连接至杆58。

在图5(a)至图5(b)中的实施方式中，弹簧30如图5(a)中所示地正常伸展，从而允许入口开口50与出口开口52之间(通过弹簧30)的气体流动。气体流动可以通过使第一臂76的第一端部78如由箭头92所示地向上移动来限制。这使第一臂76绕可动连接部74枢转，从而使第二端部80向下移动。可动连接部88和可动连接部90允许第二臂82使杆58向下驱动，以使得板62压缩弹簧30并如上所述地控制通过壳体26的下部部分36的气体流动。致动器28可以充分地移动，以使得弹簧30如图5(b)中所示地完全压缩，从而防止通过壳体26的下部部分36的气体流动。

现在参照图6(a)至图6(b)，机械操作阀10F除壳体的下部部分36的入口开口50的位置之外与图5(a)至图5(b)中的阀10E相同。更具体地，下部部分36的下壁68是相连的，并且下部部分36的侧壁包括入口50。因此，气体通过弹簧簧圈流入、流动通过弹簧30的中央开口并且通过弹簧簧圈流出，而不是如图5(a)中所示气体流入到弹簧30的中央开口中并且通过弹簧簧圈流出。另外，阀10F的结构和功能与以上所述的结构和功能相同。当致动器28充分地移动成使得弹簧30如图6(b)中所示地完全压缩时，防止通过壳体26的下部部分36的气体流动。

现在参照图7(a)至图7(b)，示出了根据本公开的原理的具有反馈控制的阀的实施方式。在本实施方式中，对压力调节应用中的阀10G进行了描绘，其中，气体或液体的压力由阀10G调节。阀10G总体上包括第一导管112、第二导管114以及具有上部部分116、连接部分118和下部部分120的壳体115。第二导管114通过第三导管122连接至上部部分116。上部部分116包括上部室124、下部室126以及与下部室126流体连通的排气孔128。下部部分120包括上部室130以及与第一导管112和第二导管114流体连通的下部室132。阀10G还包括致动器133，该致动器133具有活塞134以及O形圈136或其他器件，活塞134设置在壳体115的上部部分116内，O形圈136或其他器件防止上部部分116的上部室124与下部室126之间的气体流动。杆138的近端部137连接至活塞134的下端部并且延伸穿过连接部分118。防止上部部分116与下部部分120之间的气体流动的O形圈140或其他器件以与杆138接触的方式设置在连接部分118内。杆138的远端部139连接至板142，该板142接触弹簧144并且在本实施方式中将压缩力以下文所述的方式施加在弹簧144上。弹簧144设置在板142与下部部分120的下壁146之间，并且弹簧144在其松弛状态下伸展。

在本实施方式中，气体流入到第一导管112中、流动通过弹簧144的簧圈中的敞开的空间并流出第二导管114，以在需要调节的气体压力的特定应用中使用。应当理解的是，弹簧144定尺寸成使得其簧圈的外表面与壳体的下部部分20的圆筒形侧壁接触，从而防止气体在弹簧144周围流动而不是流过通过簧圈。为此，像前面描述的实施方式的情况那样，弹簧144可以由在弹簧144的簧圈的外表面与壳体115的下部部分20的圆筒形侧壁之间形成气密阻挡的材料(例如橡胶)形成或者涂覆有上述材料。

流动通过阀10G的气体的压力部分地由弹簧144的常量以文中所描述的方式控制。在气体流出第二导管114时也流入到第三导管122(其用作龙头)中并流入到上部部分116的上部室124中。进入到上部室124中的气体流动的压力施加至活塞134并且在活塞134和弹簧144上提供向下的力。由于下部室126中的气体通过排气孔128排出，因此该向下的力不受上部部分116的下部室126中的气体抵抗。因为弹簧144由于活塞134上的压力而压缩，因此弹簧144的簧圈变得更更靠近一起并且为通过下部部分120的气体流动提供了额外的阻力。因此，在第一导管112处的气体压力改变的应用中，气体离开第二导管114的压力由阀10G调节。

更具体地，图7(a)描绘了第一导管112处的气体压力相对较低的情况。因此，第二导管114处(并且因此第三导管122以及上部部分116的上部室124处)的气体压力也相对较低。因而，活塞134上的压力也相对较低，并且弹簧144在其正常伸展状态是大致松弛的，从而与弹簧144压缩的情况相比允许通过下部部分120的更多的气体流动。

现在参照图7(b)，进入第一导管112中的气体压力增大。在导管112处的气体压力增大时，导管114处(并且因此导管122以及上部部分116的上部室124处)的气体压力也增大。因此，活塞134向下移动，并且弹簧144压缩。该压缩增大了通过下部部分120的气体流动的阻力。因此，尽管导管112处的气体压力已经增大，但是通过导管114的气体压力没有成比例地增大并调节至与弹簧144的常量成比例的值。如将被本领域技术人员理解的是，导管122的尺寸和活塞134的面积也影响弹簧144的常量所影响的流动穿过下部部分120的气体的量。通过设计弹簧144的常量以及导管122和活塞134的尺寸，尽管导管112处的气体压力改变，但是气体离开导管114的压力仍可以调节至规定的公差内。

如将被本领域技术人员理解的是，可以容易地修改阀10G以调节空间。在这种应用中，导管122可以连接至上部部分116的下部室126，并且排气孔128可以移至上部室124。

图8(a)至图8(c)描绘了流量限制阀10H，该流量限制阀10H接收导管114处的气体,而不是像阀10G的情况那样接收导管112处的气体。阀10H的结构与阀10G的结构相同。在操作中，导管114处的入口气体也提供至导管122。气体流动通过壳体115的下部部分120(通过弹簧144)并流出导管112。在入口气体压力在导管114处增大时，通过导管122供给至活塞134的上表面的压力也增大，从而使致动器133如图中所描绘的那样向下移动。如图8(b)中所示，这压缩了弹簧144，从而限制通过下部部分120的气体流动。最后，如果入口气体达到某个压力的，则致动器133完全压缩弹簧144(如图8(c)中所示)并进一步防止通过下部部分120的气体流动。该切断气体压力是弹簧144的常量、导管122的尺寸以及活塞134的上表面的面积的函数。

图9(a)至图9(b)描绘了与图7(a)至图7(b)中的阀10G的构造类似的阀的另一实施方式，但是该阀构造为背压调节器。阀10J与阀10G的不同之处在于：阀10J的排气孔128设置在壳体的上部部分116的上部室124(而不是下部室126)中，并且导管122连接至壳体的上部部分116的下部室126(而不是上部室124)。另外，弹簧144在其松弛状态下压缩，并且气体流动是从导管114至导管112的。因此，气体流动是受限制的(如图9(a)中所示)或者甚至是被阻止的，直到导管114处的气体达到某一压力从而克服弹簧144的常量为止。弹簧144随后通过经由导管122施加至活塞134的下表面的压力而伸展，这将致动器133向上驱动(如图中所观察的)。弹簧144附接至下部部分120的下壁146和致动器133的板142。弹簧144随着导管114处的气体压力的增大而继续伸展，并且气体流动相应地增大。最终，如图9(b)中所描绘的，弹簧144在其达到完全伸展状态时将抵抗进一步的伸展，从而防止通过下部部分120的气体流动的进一步增大，即使在导管114处的压力继续增大的情况下也是如此。

在图10(a)至图10(c)中所描绘的实施方式中，背压调节阀10K通过入口气体压力的减小来调节气体流动，直到入口气体压力达到较低阈值为止，因此阻止了气体流动。阀10K在结构上与图8的阀10H类似，不同之处在于阀10K包括位于壳体的上部部分116的上部室124(而不是下部室126)中的排气孔128，并且导管122连接至壳体的上部部分116的下部室126(而不是上部室124)。另外，弹簧144在其松弛状态下压缩。在图10(a)中，导管114处的气体处于高压力，从而由于该高压力气体通过导管122施加至活塞134的下表面而使致动器133向上移动(如图中所观察到的)。这使弹簧144伸展(并且上部室124中的气体穿过排气孔128)，并且提供了通过下部部分120的最大气体流动。

在进入到导管114中的气体压力减小时，活塞134的下表面上的压力也减小。因此，弹簧144朝向其松弛的、压缩的状态移动，并且通过下部部分120的气体流动也减少。最终，在进入到导管114中的气体压力达到与弹簧144的常量对应的某一低阈值时，活塞134的下表面上的压力将不足以阻止弹簧144达到其松弛的、完全压缩的状态(如图10(c)中所示)。因而，当进入到导管114中的气体压力降到该阈值以下时，阻止了通过下部部分120的气体流动。因此，阀10K通过导管114处的入口压力的范围来调节离开导管112的气体压力，而在入口压力低于阈值时切断气体流动。

现在参照图11(a)至图11(b)，示出了根据本公开的原理的背压调节阀的另一实施方式。阀10L在真空调节应用中示出。如所示的，阀10L包括位于壳体115的上部室124中的开口148、位于下部部分120中的穿过下壁146的开口150以及开口152。开口150与导管122流体连通，导管122也与壳体的上部部分116的下部室126流体连通。

在本实施方式中，气体流动通过开口150、流动通过弹簧144的簧圈并且在开口150处的气体压力足够高时流出开口152。更具体地，开口150处的气体压力通过导管122施加至致动器133的下表面160。当压力足够高以克服弹簧144(在其松弛状态下正常压缩)的常量时，弹簧144以如图11(a)中所示的方式伸展，从而允许通过壳体115的下部部分120至大气的气体流动，从而减小并调节开口150处的压力。当开口150处的气体压力减小至阈值压力时，通过导管122所供给的气体不再足以使致动器133伸展弹簧144，并且弹簧144返回至其松弛的、完全压缩的状态(如图11(b)中所示)，从而防止通过壳体的下部部分120的气体流动。

尽管本发明已经描述为具有示例性设计，但是本发明可以在本公开的精神和范围内进行进一步修改。因此，本申请意在涵盖本发明的使用其基本原理作出的任何变型、使用或修改。此外，本申请意在涵盖与本公开有偏差但属于本发明所属技术领域中的已知或惯用做法的这些应用。

Claims (55)

1.一种用于控制气体流动的阀，所述阀包括：

弹簧，所述弹簧具有中央开口、第一端部和第二端部，所述第一端部连接至通向封闭件的内部的开口，以允许从所述内部至所述中央开口的气体流动，所述第二端部连接至板，以防止从所述中央开口至所述封闭件的外部的气体流动，所述弹簧能够在正常伸展状态与压缩状态之间移动，在所述正常伸展状态中，所述弹簧的簧圈彼此间隔开，以允许从所述中央开口至所述封闭件的所述外部的气体流动，在所述压缩状态中，所述簧圈彼此接触，以防止从所述中央开口至所述封闭件的所述外部的气体流动；

由此，当所述封闭件的所述内部与所述外部之间的压力的差值高于某一值时，所述封闭件外部的气体向所述板施加足以克服所述弹簧的常量并迫使所述弹簧进入其压缩状态的力，从而防止从所述封闭件的所述内部通过所述弹簧的所述簧圈至所述封闭件的所述外部的气体流动，以及当所述差值低于所述某一值时，所述力不足以克服所述弹簧常量并且所述弹簧移动至其正常伸展状态，从而允许从所述封闭件的所述内部通过所述弹簧的所述簧圈至所述封闭件的所述外部的气体流动。

2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述弹簧的所述簧圈涂覆有大致弹性材料，以使得在所述弹簧处于其压缩状态并且所述簧圈彼此接触时，所述弹性材料在所述簧圈之间形成气密密封。

3.一种用于控制气体流动的阀，所述阀包括：

弹簧，所述弹簧能够在压缩状态与伸展状态之间移动，在所述压缩状态中，所述弹簧的簧圈防止从所述弹簧的中央开口至外部空间的气体流动，在所述伸展状态中，所述簧圈允许从所述中央开口至所述外部空间的气体流动，所述弹簧具有第一端部和第二端部，所述第一端部与在第一压力下的气体流体连通，所述第二端部构造成防止从所述中央开口至所述外部空间的气体流动；

由此，所述弹簧在所述第一压力足够低于所述外部空间中的气体压力时保持处于所述弹簧的压缩状态，从而防止从所述第一端部通过所述弹簧的所述簧圈的气体流动，并且所述弹簧在所述第一压力不足够低于所述外部空间中的所述气体压力时移动至所述弹簧的伸展状态，从而允许从所述第一端部通过所述弹簧的所述簧圈的气体流动。

4.根据权利要求3所述的阀，其中，在所述弹簧处于所述压缩状态时，处于所述第一压力的所述气体由所述弹簧密封在封闭件内。

5.根据权利要求3所述的阀，其中，所述弹簧的所述簧圈涂覆有大致弹性材料，以使得在所述弹簧处于其压缩状态并且所述簧圈彼此接触时，所述弹性材料在所述簧圈之间形成气密密封。

6.一种气体操作阀，包括：

壳体，所述壳体具有上部部分和下部部分；

致动器，所述致动器具有设置在所述上部部分中的活塞、设置在所述下部部分中的板以及将所述活塞连接至所述板的杆；以及

弹簧，所述弹簧设置在所述下部部分中，所述弹簧具有由多个簧圈限定的中央开口并且能够在伸展状态与压缩状态之间移动；

其中，所述壳体的所述上部部分具有用以接收所述壳体外部的控制气体的入口开口，并且所述壳体的所述下部部分具有用以接收供给气体的入口开口和向应用提供所述供给气体的出口开口；以及

其中，从所述下部部分的所述入口开口至所述出口开口的所述供给气体流的量随着所述弹簧在所述伸展状态与所述压缩状态之间运动而改变，在所述伸展状态中，所述供给气体流入到所述下部部分的所述入口开口中、流入到所述弹簧的所述中央开口中、通过所述簧圈之间的间隙流出所述中央开口并且通过所述出口开口流出所述下部部分，在所述压缩状态中，所述簧圈彼此接触，从而基本防止所述下部部分的所述入口开口与所述出口开口之间的供给流，所述弹簧的运动通过所述致动器的响应于所述上部部分的所述入口开口处的所述控制气体的压力的运动而控制。

7.根据权利要求6所述的阀，所述壳体还包括具有孔的连接部分，所述孔在所述上部部分与所述下部部分之间延伸穿过所述连接部分，所述致动器的所述杆延伸穿过所述孔。

8.根据权利要求7所述的阀，所述壳体还包括O形圈，所述O形圈以与所述杆接触的方式设置在所述孔中，以防止所述上部部分与所述下部部分之间的气体流动。

9.根据权利要求6所述的阀，所述致动器还包括O形圈，所述O形圈以与所述上部部分的内表面接触的方式绕所述活塞的周边设置，所述O形圈从而防止所述上部部分的下部室与所述上部部分的上部室之间的气体流动。

10.根据权利要求9所述的阀，所述壳体还包括位于所述上部部分的所述下部室中的排气孔开口。

11.根据权利要求6所述的阀，其中，所述弹簧的所述簧圈涂覆有大致弹性材料，以使得在所述弹簧处于其压缩状态并且所述簧圈彼此接触时，所述弹性材料在所述簧圈之间形成气密密封。

12.根据权利要求6所述的阀，其中，在所述控制气体的压力增大时，所述上部部分的所述入口开口处的所述控制气体向所述活塞的表面施加增大的压力，以使所述活塞朝向所述弹簧移动，从而使所述板抵抗所述弹簧的常量的力来压缩所述弹簧，因此减小了所述簧圈之间的间隙，并且增大了所述供给气体从所述下部部分的所述入口开口流动至所述出口开口的阻力。

13.根据权利要求6所述的阀，其中，所述下部部分的所述入口开口通过所述弹簧的第一端部与所述弹簧的所述中央开口流体连通，以使得在所述弹簧处于所述伸展状态时，所述供给气体流入到所述下部部分的所述入口开口中、通过所述弹簧的所述第一端部流入到所述弹簧的所述中央开口中、通过所述簧圈之间的所述间隙流出所述中央开口并通过所述出口开口流出所述下部部分。

14.根据权利要求6所述的阀，其中，所述弹簧的所述中央开口在所述弹簧的一个端部上由所述壳体的壁封闭，并且在所述弹簧的另一端部上由所述致动器的所述板封闭。

15.根据权利要求14所述的阀，其中，所述下部部分的所述入口开口和所述出口开口设置在所述弹簧的所述端部之间，以使得在所述弹簧处于所述伸展状态时，所述供给气体流入到所述下部部分的所述入口开口中、通过所述簧圈之间的所述间隙流入到所述弹簧的所述中央开口中、通过所述簧圈之间的所述间隙流出所述中央开口并通过所述出口开口流出所述下部部分。

16.一种机械操作阀，包括：

壳体，所述壳体具有用于接收供给气体的入口开口和用于向应用提供所述供给气体的出口开口；

弹簧，所述弹簧设置在所述壳体中，所述弹簧具有由多个簧圈限定的中央开口，所述多个簧圈在与所述入口开口流体连通的第一端部与第二端部之间延伸；以及

致动器，所述致动器具有板、杆和驱动杆，其中，所述板以与所述弹簧的所述第二端部接触的方式设置在所述壳体中，以防止在所述第二端部处离开所述中央开口的气体流动；所述杆联接至所述板；所述驱动杆联接至所述杆，所述驱动杆能够在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述弹簧处于伸展状态，从而允许来自所述入口开口的供给气体通过所述弹簧的所述第一端部流入到所述中央开口中、通过所述簧圈之间的间隙流出所述中央开口并通过所述出口开口流出所述壳体，在所述第二位置中，所述驱动杆通过所述杆和所述板向所述弹簧的所述第二端部施加力，以使弹簧移动至压缩状态，在所述压缩状态中，所述弹簧的所述簧圈彼此接触，从而基本防止所述供给气体流出所述弹簧的所述中央开口。

17.根据权利要求16所述的阀，所述壳体还包括具有孔的连接部分，所述孔延伸穿过所述连接部分进入所述下部部分，所述致动器的所述杆延伸穿过所述孔。

18.根据权利要求17所述的阀，所述壳体还包括O形圈，所述O形圈以与所述杆接触的方式设置在所述孔中，以防止离开所述下部部分的气体流动。

19.根据权利要求16所述的阀，其中，所述弹簧的所述簧圈涂覆有大致弹性材料，以使得在所述弹簧处于其压缩状态并且所述簧圈彼此接触时，所述弹性材料在所述簧圈之间形成气密密封。

20.一种机械操作阀，包括：

壳体，所述壳体具有用于接收供给气体的入口开口以及用于向应用提供所述供给气体的出口开口；

弹簧，所述弹簧设置在所述壳体中，所述弹簧具有由多个簧圈限定的中央开口，所述多个簧圈在与所述壳体的下壁接触的第一端部与第二端部之间延伸；以及

致动器，所述致动器具有板、杆和驱动杆，其中，所述板以与所述弹簧的所述第二端部接触的方式设置在所述壳体中，以防止在所述第二端部处离开所述中央开口的气体流动；所述杆联接至所述板；所述驱动杆联接至所述杆，所述驱动杆能够在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述弹簧处于伸展状态，从而允许来自所述入口开口的供给气体通过所述弹簧的所述簧圈之间的间隙流入到所述中央开口中、通过所述间隙流出所述中央开口并通过所述出口开口流出所述壳体，在所述第二位置中，所述驱动杆通过所述杆和所述板向所述弹簧的所述第二端部施加力，以使所述弹簧移动至压缩状态，在所述压缩状态中，所述弹簧的所述簧圈彼此接触，从而基本防止所述供给气体流入到所述弹簧的所述中央开口中。

21.根据权利要求20所述的阀，所述壳体还包括具有孔的连接部分，所述孔延伸穿过所述连接部分进入所述下部部分，所述致动器的所述杆延伸穿过所述孔。

22.根据权利要求21所述的阀，所述壳体还包括O形圈，所述O形圈以与所述杆接触的方式设置在所述孔中，以防止离开所述下部部分的气体流动。

23.根据权利要求20所述的阀，其中，所述弹簧的所述簧圈涂覆有大致弹性材料，以使得在所述弹簧处于所述弹簧的压缩状态并且所述簧圈彼此接触时，所述弹性材料在所述簧圈之间形成气密密封。

24.一种压力调节器，包括：

壳体，所述壳体具有下部部分和上部部分，所述下部部分联接至用以接收供给气体的第一导管和用以向应用提供所述供给气体的第二导管，所述上部部分联接至作为龙头联接至所述第二导管的第三导管；

弹簧，所述弹簧设置在所述下部部分中，所述弹簧具有与所述壳体的壁接触的第一端部并且具有第二端部；以及

致动器，所述致动器包括设置在所述上部部分中的活塞、以与所述弹簧的所述第二端部接触的方式设置在所述下部部分中的板以及将所述活塞连接至所述板的杆；

其中，所述弹簧能够在正常伸展状态与压缩状态之间移动，在所述正常伸展状态中，所述供给气体能够从所述第一导管通过所述弹簧的多个簧圈中的间隙流动至所述第二导管，在所述压缩状态中，所述簧圈彼此接触，从而基本防止所述供给气体从所述第一导管流动至所述第二导管；以及

其中，当所述第一导管处的所述供给气体的压力增大时，所述第二导管处的所述供给气体的压力根据所述弹簧的常量来调节，这是由于流动通过所述第二导管的气体也流动通过所述第三导管进入所述上部室中并对所述活塞施加压力，从而导致所述板抵抗所述弹簧常量而使所述弹簧朝向所述压缩状态移动，从而使所述簧圈移动成更靠近一起并增大了气体流动的阻力。

25.根据权利要求24所述的调节器，所述壳体还包括具有孔的连接部分，所述孔在所述上部部分与所述下部部分之间延伸穿过所述连接部分，所述致动器的所述杆延伸穿过所述孔。

26.根据权利要求25所述的调节器，所述壳体还包括O形圈，所述O形圈以与所述杆接触的方式设置在所述孔中，以防止所述上部部分与所述下部部分之间的气体流动。

27.根据权利要求24所述的调节器，所述致动器还包括由所述活塞承载的O形圈，所述O形圈与所述上部部分的内表面接触，所述O形圈从而防止所述上部部分的下部室与所述上部部分的上部室之间的气体流动。

28.根据权利要求27所述的调节器，所述壳体还包括位于所述上部部分的所述下部室中的排气孔开口。

29.根据权利要求24所述的调节器，其中，所述弹簧的所述簧圈涂覆有大致弹性材料，以使得在所述弹簧处于其压缩状态并且所述簧圈彼此接触时，所述弹性材料在所述簧圈之间形成气密密封。

30.根据权利要求24所述的调节器，其中，所述弹簧的所述中央开口在所述第一端部处由所述壳体的所述壁封闭，并且所述弹簧的所述中央开口在所述第二端部处由所述致动器的所述板封闭。

31.根据权利要求24所述的调节器，其中，所述第一导管和所述第二导管在所述弹簧的所述端部之间的位置处联接至所述下部部分，以使得在所述弹簧处于所述伸展状态时，所述供给气体从所述第一导管通过所述簧圈之间的所述间隙流入到所述弹簧的所述中央开口中、通过所述簧圈之间的所述间隙流出所述中央开口并通过所述第二导管流出所述下部部分。

32.一种流量限制器，包括：

壳体，所述壳体具有下部部分和上部部分，所述下部部分联接至用以接收供给气体的第一导管和用以向应用提供所述供给气体的第二导管，所述上部部分联接至作为龙头联接至所述第一导管的第三导管；

弹簧，所述弹簧设置在所述下部部分中，所述弹簧具有与所述壳体的壁接触的第一端部并且具有第二端部；以及

致动器，所述致动器包括设置在所述上部部分中的活塞、以与所述弹簧的所述第二端部接触的方式设置在所述下部部分中的板以及将所述活塞连接至所述板的杆；

其中，所述弹簧能够在正常伸展状态与压缩状态之间移动，在所述正常伸展状态中，所述供给气体能够从所述第一导管通过所述弹簧的多个簧圈中的间隙流动至所述第二导管，在所述压缩状态中，所述簧圈彼此接触，从而基本防止所述供给气体从所述第一导管流动至所述第二导管；以及

其中，当所述第一导管处的所述供给气体的压力增大时，所述第二导管处的所述供给气体的流量根据所述弹簧的常量来调节，这是由于流动通过所述第一导管的气体也流动通过所述第三导管进入到所述上部室中并对所述活塞施加压力，从而导致所述板抵抗所述弹簧常量使所述弹簧朝向所述压缩状态移动，从而使所述簧圈移动成更靠近一起并增大气体流动的阻力。

33.根据权利要求32所述的流量限制器，所述壳体还包括具有孔的连接部分，所述孔在所述上部部分与所述下部部分之间延伸穿过所述连接部分，所述致动器的所述杆延伸穿过所述孔。

34.根据权利要求33所述的流量限制器，所述壳体还包括O形圈，所述O形圈以与所述杆接触的方式设置在所述孔中，以防止所述上部部分与所述下部部分之间的气体流动。

35.根据权利要求32所述的流量限制器，所述致动器还包括由所述活塞承载的O形圈，所述O形圈与所述上部部分的内表面接触，所述O形圈从而防止所述上部部分的下部室与所述上部部分的上部室之间的气体流动。

36.根据权利要求35所述的流量限制器，所述壳体还包括位于所述上部部分的所述下部室中的排气孔开口。

37.根据权利要求32所述的流量限制器，其中，所述弹簧的所述簧圈涂覆有大致弹性材料，所述弹性材料在所述弹簧处于所述压缩状态时在所述簧圈之间形成大致气密密封。

38.根据权利要求32所述的流量限制器，其中，所述弹簧的所述中央开口在所述第一端部处由所述壳体的所述壁封闭，并且所述弹簧的所述中央开口在所述第二端部处由所述致动器的所述板封闭。

39.根据权利要求32所述的流量限制器，其中，所述第一导管和所述第二导管在所述弹簧的所述端部之间的位置处联接至所述下部部分，以使得在所述弹簧处于所述伸展状态时，所述供给气体从所述第一导管通过所述簧圈之间的所述间隙流入到所述弹簧的所述中央开口中、通过所述簧圈之间的所述间隙流出所述中央开口并通过所述第二导管流出所述下部部分。

40.一种背压调节器，包括：

壳体，所述壳体具有下部部分和上部部分，所述下部部分联接至用以接收供给气体的第一导管和用以向应用提供所述供给气体的第二导管，所述上部部分联接至作为龙头联接至所述第一导管的第三导管；

弹簧，所述弹簧设置在所述下部部分中，所述弹簧具有附接至所述壳体的壁的第一端部并且具有第二端部；以及

致动器，所述致动器包括设置在所述上部部分中的活塞、以附接至所述弹簧的所述第二端部的方式设置在所述下部部分中的板以及将所述活塞连接至所述板的杆；

其中，所述弹簧能够在正常压缩状态与伸展状态之间移动，在所述正常压缩状态中，所述弹簧的簧圈彼此接触，从而基本防止所述供给气体从所述第一导管流动至所述第二导管，在所述伸展状态中，所述簧圈移动成彼此间隔开，从而允许所述供给气体从所述第一导管通过所述簧圈之间的间隙流动至所述第二导管；以及

其中，所述弹簧基本防止通过所述壳体的所述下部部分的供给气体流动，直到所述第一导管处的通过所述第三导管施加至所述活塞的所述供给气体的压力足以使所述致动器远离所述弹簧移动为止，从而克服了所述弹簧的常量并使所述弹簧移动离开所述正常压缩状态。

41.根据权利要求40所述的调节器，所述壳体还包括具有孔的连接部分，所述孔在所述上部部分与所述下部部分之间延伸穿过所述连接部分，所述致动器的所述杆延伸穿过所述孔。

42.根据权利要求41所述的调节器，所述壳体还包括O形圈，所述O形圈以与所述杆接触的方式设置在所述孔中，以防止所述上部部分与所述下部部分之间的气体流动。

43.根据权利要求40所述的调节器，所述致动器还包括由所述活塞承载的O形圈，所述O形圈与所述上部部分的内表面接触，所述O形圈从而防止所述上部部分的下部室与所述上部部分的上部室之间的气体流动。

44.根据权利要求43所述的调节器，所述壳体还包括位于所述上部部分的所述上部室中的排气孔开口，所述第三导管联接至所述上部部分的所述下部室。

45.根据权利要求40所述的调节器，其中，所述弹簧的所述簧圈涂覆有大致弹性材料，所述弹性材料在所述弹簧处于所述压缩状态时在所述簧圈之间形成大致气密密封。

46.根据权利要求40所述的调节器，其中，所述弹簧的所述中央开口在所述第一端部处由所述壳体的所述壁封闭，并且在所述第二端部处由所述致动器的所述板封闭。

47.根据权利要求40所述的调节器，其中，所述第一导管和所述第二导管在所述弹簧的所述端部之间的位置处联接至所述下部部分，以使得在所述弹簧处于所述伸展状态时，所述供给气体从所述第一导管通过所述簧圈之间的所述间隙流入到所述弹簧的所述中央开口中、通过所述簧圈之间的所述间隙流出所述中央开口并通过所述第二导管流出所述下部部分。

48.一种背压调节器，包括：

壳体，所述壳体具有下部部分和上部部分，所述下部部分具有与所述壳体外部的气体流体连通的第一开口和与所述气体流体连通的开口，所述上部部分具有与联接至所述下部部分的所述第一开口的导管流体连通的第一开口；

弹簧，所述弹簧设置在所述下部部分中；以及

致动器，所述致动器包括设置在所述上部部分中的活塞、以附接至所述弹簧的方式设置在所述下部部分中的板以及将所述活塞连接至所述板的杆；

其中，所述弹簧能够在正常压缩状态与伸展状态之间移动，在所述正常压缩状态中，所述弹簧的簧圈彼此接触，从而基本防止所述下部部分的所述第一开口与所述第二开口之间的气体流动，在所述伸展状态中，所述簧圈移动成彼此间隔开，从而允许通过所述簧圈之间的间隙而在所述下部部分的所述第一开口与所述第二开口之间的气体流动；以及

其中，所述弹簧基本防止通过所述壳体的所述下部部分的气体流动，直到所述下部部分的所述第一开口处的通过所述导管施加至所述活塞的所述气体的压力足以使所述致动器远离所述弹簧移动为止，从而克服了所述弹簧的常量并使所述弹簧移动离开所述正常压缩状态。

49.根据权利要求48所述的调节器，所述壳体还包括具有孔的连接部分，所述孔在所述上部部分与所述下部部分之间延伸穿过所述连接部分，所述致动器的所述杆延伸穿过所述孔。

50.根据权利要求49所述的调节器，所述壳体还包括O形圈，所述O形圈以与所述杆接触的方式设置在所述孔中，以防止所述上部部分与所述下部部分之间的气体流动。

51.根据权利要求48所述的调节器，所述致动器还包括由所述活塞承载的O形圈，所述O形圈与所述上部部分的内表面接触，所述O形圈从而防止所述上部部分的下部室与所述上部部分的上部室之间的气体流动。

52.根据权利要求51所述的调节器，其中，所述导管联接至所述上部部分的所述下部室。

53.根据权利要求48所述的调节器，其中，所述弹簧的所述簧圈涂覆有大致弹性材料，所述弹性材料在所述弹簧处于所述压缩状态时在所述簧圈之间形成大致气密密封。

54.根据权利要求48所述的调节器，其中，所述弹簧包括中央开口，所述中央开口在第一端部处与所述下部部分的所述第一开口流体连通，并且在第二端部处由所述致动器的所述板封闭。

55.根据权利要求54所述的调节器，其中，在所述弹簧处于所述伸展状态时，所述气体从所述第一开口通过所述弹簧的所述第一端部流入到所述弹簧的所述中央开口中、通过所述簧圈之间的所述间隙流出所述中央开口并通过所述第二开口流出所述下部部分。