CN1111319A - 减少结冰的低摩擦空气阀 - Google Patents

Abstract

一种用于往复式空气发动机的外空气阀，它能将 压缩空气的热传给阀座以防结冰，它有一用于阀滑块 的低摩擦机构以增加可靠性。其结构具有一形成空 气腔的外壳；位于腔内的是一包含两阀座的滑块，两 阀座轮流地将通向发动机活塞的上下腔出口盖住。 滑块具有带切口的滚轴以便滑动时减小气动荷载和 减少摩擦。移动杆上设有一中央阀弹簧位于滑块的 开孔内，连同弹簧保持板以便有助于结合一个掣子移 动该阀以保证阀位于两个操作位置之一上。

Description

本发明涉及一种减少结冰的低摩擦空气阀。

用以驱动往复式液压泵那种型式的往复式空气发动机已经应用多年了。这种空气发动机的缺点之一就是当它们连续操作时由于潮气的反复凝结和在操作时特别是在空气阀机构内产生的相关连的冷却而趋向于结冰。

美国专利4，921，408号（与本发明共同转让并通过引用结合在本文中）涉及在操作时减少结冰的一个方面内容，而本发明以及1992年6月25日申请的目前共同待批中的美国专利申请序号07/904，447（两者都与本发明共同转让），则涉及另一个方面内容。

因此本发明的目的在于提供一种用于往复式空气发动机的空气阀，它可以在操作时大大地减少结冰。

本发明另一个目的是提供一种空气阀的设计，这种设计极其可靠并且可提供低摩擦操作，以及不会在操作时意外停机或失速。

一个敞口的外壳（这里所用的“口”一字实际上指的是面对空气发动机的空气阀的侧边）具有一个位于其内的大致为长方形的滑块。滑块具有两个朝上的阀座和围绕在每个阀座周围的长方形密封垫。最重要的是，滑块包括多个翅片和小孔以便将来自进入空气的热转送至滑块，特别是阀座上。

由于可靠性的重要性，在滑块的顶部设有四条细长形的切口，其中每一个切口中都包含一个圆柱形的滚轴。上述的滚轴与密封垫接触着固定在外壳顶部上的阀盘，而外壳则固定在空气发动机的侧边上。使用了滚轴大大地减少了滑块和密封垫加在阀盘上的气动荷载并大大地减少了该装置中固有的摩擦从而增加了可靠性。

一对装有弹簧的掣子和掣子斜坡用于将滑块定位于两个位置中的一个或另一个上。一根移动杆穿过腔的中部而一个移动弹簧连同在其每一端的弹簧座圈位于其中心处。弹簧/座圈组件位于滑块的中央开孔中并促使滑块从一个位置至另一个位置来回移动。一对摇臂来回地活动着，摇臂是由推杆驱动的，而推杆又是连在活塞和空气发动机上的。

共同待批中的美国专利申请序号07/904，447中所示的阀工作良好但是趋向于过早地磨损。当滑阀腔口由于较高的流速水平引起的阀腔内空气压力的降低而被暴露在阀腔内时，由排出空气造成的滑块一端的较高压力会导致力的不平衡。本发明限制了进入滑阀腔的流量因而在阀腔内维持了空气压力（和力的平衡）。一个密封表面上的槽口使少量的空气在滑块移动时泄入滑阀腔内避免了失速并避免增大重新调整的时间。

本发明的这些和其它目的和优点通过下面结合附图的描述将更加明了，附图中同样的标号在各视图中表示同样或相似的部件。

附图中：

图1是本发明的顶视图，其中一部份被切去以显示出各种不同部件。

图2是沿着图1中2-2线截取的截面图。

图3是沿着图1中3-3线截取的截面图。

图4是沿着与图3中类似的截面截取的截面图，但是显示出滑块处于与图3中不同的另一位置。

图5是沿着图1中5-5线截取的截面图。

图6是一幅部份切去的视图，显示本发明的空气阀与往复式空气发动机连为一体。

图7是一个类似于图2的视图显示出一个优选实施例中移动杆和弹簧座圈的详细情况。

本发明空气阀总的以标号10表示，概略地显示在图1中，并应用在一个空气发动机50上，如图6所示。外壳12具有第一端头12a和第二端头12b，并包含有一个具有第一端头14a和第二端14b的滑动件14。滑块14还包括由翅片14d和小孔14e构成的热吸收装置。

滑块14的顶表面（如图1所示）上设置有面朝上的两个或更多的阀座16，阀座的四周包有周边塑料密封垫18。每个密封垫18具有一个密封表面18a连同一个排泄槽口18b，该排泄槽口18b向上与密封表面18a隔开（在优选实施例中为大约0.5毫米）并从阀座向远外延伸终止在近边18d对面的一个远边18c处。排泄槽口18b具有一个大约为4毫米的宽度，与之相比，排气口42的宽度约为9毫米。还设置有多个细长形切口20，每一个切口中都包含一根细的圆柱形滚轴22，其直径小于切口的长度以便使其能前后滚动。

掣子组件24位于滑块14的中心，包括一个掣子区14c，掣子区是滑块14的一部份，滑动可以经铸造，机械切削或用另外的方法形成一个单独构件。掣子组件24还包括一个塑料插入件26，掣子件28，和一个掣子张力弹簧30。掣子滚轴32连接在掣子件28上，并且依次骑跨在掣子轨道34上，该轨道具有两个相当于两个如图3和4中所示位置的凹陷34a。

阀盘36由螺钉38固定到外壳12上。每个所述阀盘具有两个口，一个滑阀腔口40和一个排气口42。当阀10连接到空气发动机50上时，滑阀腔口40分别连接在上和下腔44（如图6所示）上，而排气口42则被连接到排气机构上，该机构在前述的美国专利4，921，408号上有较详细的描述。

推杆46间歇地由空气发动机活塞51所操动并且本身又操动摇臂48。摇臂48依次又使移动杆52前后移动。在图6的实施例中，移动杆52实际上是由两个半体如下面所述装配而成。移动杆52的每个半体都插入到弹簧座圈56内的槽口56a内。座圈56的机内端头56b除了在转换时，平常是彼此隔开的。座圈56的远端56c由滑块14内的开孔56的端头58a所封闭。

在图7所示的优选实施例中，移动杆52是由至少两个构件装配而成并具有一对台肩52d接合在座圈56上，而座圈则将弹簧54夹在其间。同样情况，座圈56的机内端除了在转换时，平常是彼此隔开的。

于是，在操作时，一个压缩空气源附接到外壳12的内腔60内，从而将内腔60充满压缩空气。当此机构处于如图1和3所示的位置时，通向腔44的滑阀腔口40直接连接到充满压缩空气的内腔60并与其相通，因而相连接的腔44也被增压。

在这个位置上，排气口42与阀座16相连通，它的其它部份为阀盘36的坚硬表面部份所阻。当活塞51接近其行程的终点时，它接触到推杆46，推杆又操动摇臂48并使移动杆52开始从一个位置移向另一位置。

在图7的实施例中，移动杆52上的台肩52d压在座圈56上从而压缩弹簧54将能量贮入其内。当座圈端头56b相接触时，来自移动杆的力穿过第一座圈56，弹簧54和另一个座圈，从而使滑块14开始移动。当掣子组件24移动得足够远时，压缩在弹簧54内的能量将使得滑块迅速穿过掣子进入如图4中所示的另外位置，在那里阀座16使滑阀腔口40和排气口42相连通，从而使来自该腔的空气穿过排气口42排出。

可以看出，两个滑阀腔44总是进行着完全相反的操作过程，也就是说，当上滑阀腔44被增压时，下滑阀腔44就被排空，倒过来也是这样。虽然图3和4只是显示出滑块14和阀座16的一端，但可以理解到在其另一端使用的是同样的一般过程。

可以想象到，对于这个不结冰的低摩擦空气阀可以做出各种不同的变化和变更而不会偏离由下面权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (9)

1、一种与一个具有一个往复式活塞和第一和第二滑阀腔的空气发动机相结合的空气阀，所述空气阀包括：

一个具有第一和第二端头并在其内形成一个阀腔的外壳，所述阀腔与一个压缩空气源相连；

一个具有第一和第二端头并滑动地位于所述阀腔内作往复运动的滑块；

第一和第二阀盘，每个所述阀盘包括第一和第二排气口和第一和第二滑阀腔口；

位于所述滑块内的第一和第二阀座，每个所述阀座具有一个围在其周边上的密封表面，相互朝对着的近端以及远端，所述阀座间歇地将所述进入的压缩空气从所述阀腔导入到每个所述滑阀腔内，然后当所述滑块作往复滑动时又从每个所述滑阀腔进入所述排气口，因而当所述阀座中之一个将所述滑阀腔口中之一个和所述排气口连接时，所述另一个阀座远端基本上阻塞住所述另一个滑阀腔口以便调节流至那里的空气流入量，从而在所述阀腔内维持空气压力。

2、如权利要求1的空气阀，其特征在于它还包括掣子装置以便将所述滑块定位于所述阀腔内的第一和第二位置中的一个位置上。

3、如权利要求1的空气阀，其特征在于它还包括一个从所述第一阀腔端穿过所述阀腔至所述第二阀腔端的移动杆。

4、如权利要求3的空气阀，其特征在于它还包括在所述滑块中的一个开孔;和一个位于所述移动杆周围和所述开孔内的弹簧。

5、如权利要求4的空气阀，其特征在于它还包括将所述弹簧保持在所述移动杆上并且容许压缩所述弹簧但防止所述弹簧胀开超出一定长度的装置。

6、如权利要求5的空气阀，其特征在于其中所述保持装置包括：

在所述移动杆大约中心处终止在台肩的每一端的一个减少直径的一节段;和

靠压在所述台肩上并将所述弹簧夹在中间的第一和第二座圈。

7、如权利要求1的空气阀，其特征在于其中所述的远端在所述密封表面上各包括一条槽口。

8、如权利要求1的空气阀，其特征在于它在所述滑块和所述阀盘之间还包括滚轴装置以减小所述滑块和所述阀盘之间的气动荷载和摩擦。

9、如权利要求8的空气阀，其特征在于其中所述滚轴装置在所述滑块的顶部包括多个细长形切口，每个所述切口内包含一个圆柱形滚轴。

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