CN1093231C - 具有软起动性能的流体控制阀 - Google Patents

Abstract

流体控制阀具有可调的软起动性能，它处在设有闭合位置时切断进口并使出口与排气口相通。在闭合位置上锁定流体控制阀的装置。该阀移到开启位置时，切断排气口并通过活塞继续阻滞进出口之间的流体的流量，从而延缓进出口之间的充分相通，可调的旁通通道使活塞周围的压缩流体从进口流到出口，直到在出口处升到规定压力为止。当出口处的压力达到规定压力时，活塞从阻滞进口到出口流体的位置移到进出口之间达到充分相通的位置。

Description

具有软起动性能的流体控制阀

本发明涉及在气动回路中使用的流体控制阀，更具体来说，本发明涉及在气动回路中使用的安全载流阀，当流体压力首先传入气动回路时，这种截流阀需要具有软起动性能。

制造厂使用气缸和其它空气驱动装置用以控制机器。操作工具以及进行其它不同的生产活动。这些装置在单向上可以是气动的而返回时则通过弹簧和/或重力，或者这些装置可以在双向上都是气动的，而利用空气阀来达到控制这些装置的目的。在某些时刻，例如当需要保养或维修时，需要切断对装置的压缩空气的供应。当需要切断压缩空气的供应时，一般的防护要求是，只要有人有装置上工作时，断流阀必须锁住以防再次启动。在空气操作设备的情形中，应该使用锁闭阀切断供应到设备的压缩空气，并排出任何储存的或残留的下游空气，为单独进行这种保养或维修提供防护。一旦完成这种保养和/或维修，压缩空气再供应到这些装置，系统全压力的压缩空气的瞬时供应可导致控制装置突然的和具有潜在危险的移动。

在压缩空气供应系统和由压缩空气提供动力的具体装置的控制阀之间设置活塞、滑阀或提动阀芯驱动的流体控制阀，这在本专业中是公知的技术。流体控制阀的活塞通常是用弹簧推到其闭合位置的，而环绕活塞周围设置受限制的旁通通道并通到阀的出口。用这种结构在阀最初开启时，可防止全系统的压力流过流体控制阀。环绕活塞周围的受限制的旁通通道将缓慢地升高在流体控制阀增压一侧的空气压力，这样就通过阀的控制缓慢地安全地移动装置。当在阀的出口一侧的空气压力达到预定值时，流体控制阀将充分开启，并通过流体控制阀为正常操作提供充分的供应压力。

在这种流体控制阀的某些类型中，受限制的旁通通道是以小孔的形式穿通阀的，这种类型的流体控制阀不能精细调节供应系统全压力的定时，因而限制了它的实际使用。其它类型的流体控制阀提供能调节的受限制的旁通通道。一些调节型的流体控制阀制造费用大且组装和检修复杂。

本发明的目的是提供一种具有所期望的能调节的软起动性能的流体控制阀。本发明使用一种阀室，这种阀室是和没有软起动性能的开/关阀使用的阀室相同。用一种具有能移动的活塞/密封圈组件的滑阀来代替设有软起动性能的开/关阀的滑阀，上述活塞/密封圈组件能在阀起动的时候可供操作使用。这种能够移动的活塞/密封圈组件即使阀柄已经推到“开”的位置，也能导致流过阀室的气流由“进”到“出”的反复闭塞。受限制的旁通通道缓慢地增加下游段的压力，直到该下游段的压力将活塞/密封圈组件移到流体控制阀充分开启的位置。

按照本发明的第一方面，提供一种流体控制阀，包括：限定进口、出口和排气口的阀室；能在开启位置和闭合位置之间相对于所述阀室移动的滑阀组件，当所述滑阀组件在所述开启位置时，所述进口与所述出口相通；当所述滑阀组件处在闭合位置时，所述出口与所述排气口相通；与所述滑阀组件配合动作以便当所述阀从所述闭合位置移到所述开启位置时延缓所述进口和所述出口之间充分相通的装置，该装置包括：设置在所述滑阀组件上能滑动的活塞，当所述阀开始从所述闭合位置移向所述开启位置时，所述活塞阻塞所述进口和所述出口之间的充分相通；设置在所述进口和所述出口之间的旁通通道，当所述阀开始从所述闭合位置向所述开启位置时，将所述旁通通道打开，所述旁通通道允许流体以规定的速率从所述进口流向所述出口，当在所述出口处的流体压力达到规定值时，所述活塞移动，使所述进口和所述出口之间可以充分相通。

按照本发明的第二方面，提供一种流体控制阀，包括：限定进口、出口和排气口的阀室；能在开启状态和闭合状态之间相对于所述阀室移动的滑阀组件；所述出口连接于所述排气口，当所述阀处于所述闭合状态时，所述出口连通于所述排气口；在所述进口连接于所述出口，当所述阀处于所述开启状态时，所述进口连通于所述出口；一条通道在所述进口和所述出口之间延伸，该通道当所述阀从所述闭合状态向所述开启状态移动时开启，该通道早于所述进口和所述出口之间的所述连通开启，并且在所述进口和所述出口之间的所述连通之前，在规定的时间内保持开启状态。

按照本发明的第三方面，提供一种流体控制阀，包括：限定进口、出口和排气口的阀室：所述出口连接于所述排气口；所述进口连接于所述出口；能在所述开启位置和闭合位置之间相对于所述阀室移动的滑阀组件，当所述滑阀组件处在闭合位置时，所述进口和所述出口之间的所述连接被闭合，并且所述出口和所述排气口之间的所述连接被开启，当所述阀处在所述开启状态时，所述出口和所述排气口之间的所述连接被闭合；设置在所述滑阀组件上能滑动的活塞，所述活塞能在开启位置和闭合位置之间移动，当所述滑阀组件首先移动到开启位置时，设置在所述闭合位置上的所述活塞闭合所述进口和所述出口之间的连接；贯穿所述滑阀组件把所述进口和所述出口连接起来的通道，当所述活塞处在闭合位置时，所述通道开启，允许流体的规定流量在所述进口和所述出口之间通过，这样，在所述出口的流体压力比所述进口和所述出口之间的所述连接被开启时以较慢的速率增加，当在所述出口处的所述流体压力达到规定压力时，所述活塞从所述闭合位置移到所述开启位置，开启所述进口和所述出口之间的所述连接。

按照本发明的流体控制阀具有软起动性能，在其操作中，能提供所期望的调节能力，并且生产成本较低，而同时提供简单的操作、维护和修理。

本专业的技术人员从下面对照附图的详细说明中可以更清楚理解本发明的其它的优点和目的。

现对照以下附图来说明实施本发明的最佳方式。

图1是根据本发明的流体控制阀在其闭合位置上的部分剖开的侧视图；

图2是根据本发明的阀室的侧剖图。

图3是根据本发明的滑阀的部分剖开的侧视图。

图4是类似于图1所显示的视图，但是图中阀处于刚刚启动后的位置。

图5是类似于图1和图4所显示的视图，但是图中阀处于充分开启的位置上。

现在参看附图，在附图中相同的标号表示相同的构件或在所有的几张视图中相对应的部分。在图1中显示根据本发明的具有软起动性能的流体控制阀，通常用标号10表示，流体控制阀10包括阀室12和滑阀组合件14。

现在参看图1和图2，阀室12限定闭锁凸缘18和纵向延伸的孔20。孔20通过进气室24和进口22连通，通过输出腔28和出口26连通，通过排气室32和排气口30连通。进口22适宜于和压缩空气的气源相连接，出口26适宜于和空气操作装置的负载线相连接，排气口30适宜于和消音器或通向外部空气的类似装置相连接。孔20限定在室32和28之间设置的第一密封面34、在室28和24之间设置的第二密封面36和在室24和空气之间设置的第三密封面38。环形槽40从孔20伸进阀室12，为制动弹簧′42提供了簧座。制动弹簧42与滑阀组件14相配合，以便能解脱地将流体控制阀保持在闭合位置或开启位置上。闭锁凸缘18限定孔44，孔44接纳荷包锁46或其它类似物。荷包锁46和滑阀组合件14相配合，以便在闭合位置上锁定流体控制阀10。密封面34、36和38与滑阀组件14相配合，当流体控制阀处在闭合位置时，切断进口22内的流体压并使出口26和排气口30相通；当流体控制阀处在开启位置时，切断排气口30并使进口22和出口26相通。

参看图1和图3，滑阀组件14包括滑阀体50、柄52、排气阀块54、活塞56和调节杆58。滑阀体50基本是圆柱形构件，在其一端设置有状部分60。管状部分60与塞62相接形成径向肩部64。滑阀体50限定贯穿管状部分60和塞62的轴向伸展的孔66。孔66包括位于管状部分60端部的第一螺纹部分68、位于肩64附近孔66中部的台阶部分70和位于塞62端部的第二螺纹部分72。一对斜向通道74从肩部64延伸到孔66，如图3所示。

塞62的外表面限定内设密封圈78的第一环形密封槽76、内设密封圈82的第二环形密封槽80，以及一对环形槽84，其与弹簧42相配合，以便能解脱地将流体控制阀10保持在闭合位置或开启位置上。柄52固定在相对于管状部分60的塞62的端部并通过滚动销86保持其位置。滚动销86压入穿过柄52的孔88中，在滑阀体50的塞62上形成槽90。在滑阀体50插进阀室12的孔20之后，柄52连接在滑阀体50上。通孔92贯通柄52，为调节杆52提供了通道。

排气阀块54通过螺栓94固定在相对于塞62的管状部分60的端部。螺栓94以螺纹旋入腔66的螺纹部分68内。孔96与孔98相配合贯穿排气阀块54，孔98、96贯穿管状部分60和孔66相通。

排气阀块54的外表面限定环形槽100，在环形槽100内设置密封圈102。

活塞56能滑动地安装在肩部64和排气滑块54之间的阀体50的管状部分60上。弹簧104设置在活塞56和排气阀块54之间，使活塞56朝肩部64方向移动。活塞56的外表面限定环形槽106，在环形槽106内设置密封圈108。

调节杆58贯穿柄52的孔92、贯穿阀体50的孔66并包括部分110，部分110以螺纹旋在孔66的螺纹部分72上。在孔66内设置的杆58的端部具有一个锥形头112，它和孔66的台阶部分70相配合为流体控制阀10的能调节的旁通路提供可变化的孔。在杆58上设置密封圈114，以防止旁通路的气流由沿杆58的长度方向的缝隙泄漏到大气中。在孔92内设置的相对于锥形头112的杆58的端部限定槽116，该槽116用来旋转杆58，用以调整孔、旁通路的孔或旁通路流通面积的大小。这样，旋转杆58调整锥形头112相对于孔66的台阶部分70的位置，这种情况又调整了压力升高的速率，在这种情况下本发明的软起动性能得以实现。

在图1中显示了流体控制阀的闭合位置，通过柄52接触阀室12的径向端部120而限止了它的移动，这时滑阀组件14完全插入阀室12。由于密封圈82接触密封面36和密封圈78接触密封面38而阻断进口22。因为排气阀块54上的密封圈102是在非密封位置上，所以出口26与排气口30相通，这样，从出口26到排气口30的大气能自由流通。靠近肩部64设置的活塞56允许压缩空气从出口26到排气口30自由流通。通过荷包锁46插入闭锁凸缘18上的孔44而能使流体控制阀10闭锁在该闭合位置上，如图1所示。荷包锁延伸到设置在柄52上的环形槽122内。一旦荷包锁46与流体控制阀10组装好，由于滑阀组件14不能相对于阀室12移动，从而阻止流体控制阀10的开启。

现在参看图3和图4，流体控制阀10的开启先要和荷包锁46脱离，随着和荷包锁46的脱离，柄52能把滑阀组件14拉到启动位置上，如图4所示。在这一启动位置上，密封圈82从它与密封面36接触的进气室24的一侧移动到它与密封面38接触的进气室24的相对的一侧，这一移动推动滑阀体50的塞部62通过进气室24，但活塞56仍停留在密封圈108和密封面36接触的位置上，把出口26和排气口30与进口22相隔绝。此外，排气阀块54这样移动：使密封圈102接触密封面34，从而把排气口30与进口22和出口26相隔绝。本发明的软起动性能是由通道74提供的。从进口22进入的压缩空气提供到进气室24，压缩流体流过通道74并通过杆58的锥形部分112和孔66的台阶部分70所限定的孔进入孔66。压缩空气向下流入孔66并通过孔96和98流出孔66，开始与出口26连接的流体管线的缓慢增压。通过在锥形部分112和台阶部分70之间的孔来控制从进口22到出口26的压缩空气的流动速率。孔的大小是能够通过使用改锥和槽116转动螺纹杆58来调节的。孔的大小控制与出口26连接的负载的增压速率。

最初，由于压缩空气提供到进气室24，使活塞56离开肩部64，停留在其下部位置上，空气的压力作用在活塞56的顶部表面上，将活塞56保持在其下部位置上。活塞56的上述位置通过在进气室24内的压力保持，直到由于上述旁路系统使输出腔28的压力升高时为止。当输出腔28内的压力与弹簧104的负载联合在一起超出进气室24内的压力产生的负载时，活塞56才从图4所示位置移动到图5所示位置。图5所示位置是流体控制阀10充分开启的位置。

在图5所示的充分开启位置上，活塞56就移到紧靠肩部64的位置，进口22与出口26充分相通，密封圈78和82与密封面38相接触，密封圈102与密封面34相接触。

当想要关闭流体控制阀10时，滑阀组件14从图5所示位置移到图1所示位置，这就立即切断来自进口22的压缩空气的供应，并释放从出口26排气口30的压缩空气。

虽然上面已经详细地叙述了本发明的优选实施例，但应该明白，本发明可以有许多变型而不超出本发明的范围。

Claims (15)

1.一种流体控制阀，包括：

限定进口、出口和排气口的阀室；

能在开启位置和闭合位置之间相对于所述阀室移动的滑阀组件，当所述滑阀组件在所述开启位置时，所述进口与所述出口相通；当所述滑阀组件处在闭合位置时，所述出口与所述排气口相通；

与所述滑阀组件配合动作以便当所述阀从所述闭合位置移到所述开启位置时延缓所述进口和所述出口之间充分相通的装置，该装置包括：

设置在所述滑阀组件上能滑动的活塞，当所述阀开始从所述闭合位置移向所述开启位置时，所述活塞阻塞所述进口和所述出口之间的充分相通；

设置在所述进口和所述出口之间的旁通通道，当所述阀开始从所述闭合位置向所述开启位置时，将所述旁通通道打开，所述旁通通道允许流体以规定的速率从所述进口流向所述出口，当在所述出口处的流体压力达到规定值时，所述活塞移动，使所述进口和所述出口之间可以充分相通。

2.根据权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于：一个设置在所述旁通通道中的调节阀调节所述规定的速率。

3.根据权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于还包括：在所述开启位置或所述闭合位置上用以可解脱式地固定所述滑阀组件的固定装置。

4.根据权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于还包括：在所述闭合位置上用于锁定所述滑阀的装置。

5.一种流体控制阀，包括：

限定进口、出口和排气口的阀室；

能在开启状态和闭合状态之间相对于所述阀室移动的滑阀组件；

所述出口连接于所述排气口，当所述阀处于所述闭合状态时，所述出口连通于所述排气口；

在所述进口连接于所述出口，当所述阀处于所述开启状态时，所述进口连通于所述出口；

一条通道在所述进口和所述出口之间延伸，该通道当所述阀从所述闭合状态向所述开启状态移动时开启，该通道早于所述进口和所述出口之间的所述连通开启，并且在所述进口和所述出口之间的所述连通之前，在规定的时间内保持开启状态。

6.根据权利要求5所述的流体控制阀，其特征在于还包括：设置在所述滑阀组件上能滑动的活塞，当所述阀从所述闭合位置移到所述开启位置时，所述活塞闭合所述进口和所述出口之间的所述连通并开启所述通道。

7.根据权利要求5所述的流体控制阀，其特征在于：通过设置在所述通道内的孔来控制所述的规定期间。

8.根据权利要求5所述的流体控制阀，其特征在于：一个设置在所述通道内的调节阀调节所述孔。

9.根据权利要求5所述的流体控制阀，其特征在于：一个设置在所述通道内的调节阀调节所述的规定期间。

10.根据权利要求5所述的流体控制阀，其特征在于还包括：在所述闭合位置上用于锁定所述滑阀的装置。

11.一种流体控制阀，包括：

限定进口、出口和排气口的阀室：

所述出口连接于所述排气口；

所述进口连接于所述出口；

能在所述开启位置和闭合位置之间相对于所述阀室移动的滑阀组件，当所述滑阀组件处在闭合位置时，所述进口和所述出口之间的所述连接被闭合，并且所述出口和所述排气口之间的所述连接被开启，当所述阀处在所述开启状态时，所述出口和所述排气口之间的所述连接被闭合；

设置在所述滑阀组件上能滑动的活塞，所述活塞能在开启位置和闭合位置之间移动，当所述滑阀组件首先移动到开启位置时，设置在所述闭合位置上的所述活塞闭合所述进口和所述出口之间的连接；

贯穿所述滑阀组件把所述进口和所述出口连接起来的通道，当所述活塞处在闭合位置时，所述通道开启，允许流体的规定流量在所述进口和所述出口之间通过，这样，在所述出口的流体压力比所述进口和所述出口之间的所述连接被开启时以较慢的速率增加，当在所述出口处的所述流体压力达到规定压力时，所述活塞从所述闭合位置移到所述开启位置，开启所述进口和所述出口之间的所述连接。

12.根据权利要求11所述的流体控制阀，其特征在于：通过孔来控制在所述出口处的所述流体压力的增加速率。

13.根据权利要求12所述的流体控制阀，其特征在于：一个设置在所述通道内的调节阀调节所述孔。

14.根据权利要求11所述的流体控制阀，其特征在于：一个设置在所述通道内的调节阀调节在所述出口的所述流体压力的所述增加的速率。

15.根据权利要求11所述的流体控制阀，其特征在于：还包括：在所述闭合位置上用于锁定所述滑阀的装置。

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