CN114658913A - 比例电磁阀 - Google Patents

Abstract

一种阀，其包括阀组件和电磁线圈组件。电磁线圈组件结合到阀组件以驱动该阀组件。电磁线圈组件包括与阀组件的提升阀接合的可移动电枢。具有弹簧力的板簧定位在阀组件和电磁线圈组件之间，该板簧配置成将提升阀的阀构件偏置成与阀座接合。基于板簧的弹簧力和施加到电磁线圈的电压或电流，电磁线圈组件配置成控制阀构件相对于阀座移动的距离以成比例地控制允许通过阀组件的流量。

Description

比例电磁阀

技术领域

本公开涉及一种比例电磁阀。

背景技术

本部分提供与本公开相关的背景信息，这不一定是现有技术。

具有比例控制的阀提供对能够通过阀的流体量的加强控制。这在医疗程序之前、期间或之后向患者提供特定量的气体(例如氧气)的应用中尤其重要。就这一点而言，如果没有向患者提供正确量的气体，则患者可能会受到负面影响。可能需要比例控制的其他应用包括为饮料提供正确的碳酸化量、为流动性辅助单元提供流体压力控制以及需要流体计量的应用。

以前的比例控制阀使用例如步进电机的昂贵部件来驱动阀。此外，以前的阀对压力波动敏感，这会影响可能允许通过阀的流体量。因此，需要一种比较便宜的阀，其具有对能够通过阀的流体量的加强控制，并且该阀包括对压力波动不敏感的设计，所述压力波动会影响通过阀的流量。

发明内容

本部分对本公开进行了概括性总结，并不是对其全部范围或所有特征的全面公开。

根据本公开的第一方面，提供了一种包括块体的阀，该块体具有定位在流体入口和流体出口之间的空腔。阀组件定位在该空腔内，其选择性地允许流体入口和流体出口之间的连通。阀组件包括中空的阀保持器，其具有与流体入口连通的第一端口、与流体出口连通的第二端口、以及在第一端口和第二端口之间的阀座。中空的阀保持器容纳包括阀构件的可移动的提升阀，该阀构件配置成与阀座接合和脱离接合以允许流体从流体入口通过第一端口行进到第二端口，然后流到流体出口。电磁线圈组件结合到阀组件，并配置成驱动阀组件以允许流体入口和流体出口之间的连通。电磁线圈组件包括与提升阀接合的可移动的电枢、围绕电枢的第一衬套、定位在电枢和第一衬套之间的板簧以及配置成移动电枢和提升阀以允许流体入口和流体出口之间连通的电磁线圈。板簧配置成将提升阀的阀构件偏置成与阀保持器的阀座接合。板簧具有可预测的弹簧力。电磁线圈配置成基于施加到电磁线圈的电压或电流移动电枢和提升阀，并且基于板簧的弹簧力和施加到电磁线圈的电压或电流，电磁线圈组件配置成控制阀构件相对于阀保持器的阀座移动的距离，以成比例地控制允许通过阀组件的流量。

在根据第一方面的阀中，阀组件还可以包括可调节阀座，该可调节阀座结合到阀保持器、定位在提升阀周围并且包括终端，当阀构件移动远离阀保持器的阀座时，该终端与阀构件可接合。

在根据第一方面的阀中，可调节阀座以螺纹方式结合到阀保持器，并且可调节阀座的位置通过调节可调节阀座和阀保持器之间的螺纹啮合量而可变化。

在根据第一方面的阀中，电磁线圈组件可以包括极片，该极片在电磁线圈组件中的位置是可调节的，并且结合调节可调节阀座的位置，阀组件配置成在流体入口和流体出口之间提供不同的流动能力。

在根据第一方面的阀中，电磁线圈组件还可包括第二衬套，该第二衬套容纳靠近电枢的极片，并且该极片配置成被线圈磁化以吸引电枢从而打开阀组件。

在根据第一方面的阀中，板簧包括环形主体，该环形主体具有配置成用于接收电枢的中心孔口以及从中心孔口径向向外定位的多个二级孔口。

在根据第一方面的阀中，第一衬套可包括配置成用于接收板簧的阶梯状凹部，其中阶梯状凹部包括第一环形表面和从第一环形表面径向向内定位的第二环形表面，板簧安装于该第一环形表面。

在根据第一方面的阀中，阀还可以包括适配器衬套，该适配器衬套配置成将电磁线圈组件连接到阀组件。

在根据第一方面的阀中，阀组件还可包括第一隔膜和第二隔膜，该第一隔膜靠近阀保持器的第一端，该第二隔膜靠近阀保持器的相对的第二端和电枢，其中第一隔膜和第二隔膜配置成平衡在流体入口和流体出口处施加的流体压力，以防止在流体入口和流体出口处施加的流体压力的波动影响阀组件的性能。

在根据第一方面的阀中，第一隔膜和第二隔膜均可以由环形板形成，该环形板包括围绕环形板的中心孔口的环形卷边，其中该卷边由第一环形倾斜表面和第二环形倾斜表面限定。

在根据第一方面的阀中，阀组件还可包括与阀保持器的第一端配合的第一端盖以及与阀保持器的相对的第二端配合的第二端盖，其中第一隔膜夹在第一端盖与阀保持器的第一端之间，第二隔膜夹在第二端盖与阀保持器的第二端之间。

在根据第一方面的阀中，阀组件可包括在提升阀和阀保持器之间的多个密封构件，该多个密封构件配置成平衡在流体入口和流体出口处施加的流体压力以防止在流体入口和流体出口处施加的流体压力的波动影响阀组件的性能。

根据本公开的第二方面，提供了一种包括块体的阀，该块体具有定位在流体入口和流体出口之间的空腔。阀组件定位在该空腔内，其选择性地允许流体入口和流体出口之间的连通。阀组件包括具有第一端和相对的第二端的中空的阀保持器、与流体入口连通的第一端口、与流体出口连通的第二端口以及在第一端口和第二端口之间的阀座；位于阀保持器内的可移动的提升阀，其中该提升阀包括阀构件，该阀构件配置成与阀座接合和脱离接合以允许流体从流体入口通过第一端口行进到第二端口，然后到达流体出口；可调节阀座，其中该可调节阀座结合到阀保持器、定位在提升阀周围并包括终端，当阀构件移动远离阀保持器的阀座时，该终端与阀构件可接合；靠近阀保持器的第一端的第一隔膜；靠近阀保持器的相对的第二端的第二隔膜；与阀保持器的第一端配合的第一端盖；以及与阀保持器的相对的第二端配合的第二端盖，其中第一隔膜夹在第一端盖和阀保持器的第一端之间，并且第二隔膜夹在第二端盖和阀保持器的第二端之间。电磁线圈组件结合到阀组件，并配置成驱动阀组件以允许流体入口和流体出口之间的连通。电磁线圈组件包括与提升阀接合的可移动的电枢、围绕电枢的第一衬套、定位在电枢和第一衬套之间的板簧以及配置成移动电枢和提升阀以允许流体入口和流体出口之间连通的电磁线圈。板簧配置成将提升阀的阀构件偏置成与阀保持器的阀座接合，板簧具有弹簧力，电磁线圈配置成基于施加到电磁线圈的电压或电流移动电枢和提升阀，并且基于板簧的弹簧力和施加到电磁线圈的电压或电流，电磁线圈组件配置成控制阀构件相对于阀保持器的阀座移动的距离，以成比例控制允许通过阀组件的流量。

在根据第二方面的阀中，可调节阀座可以螺纹方式结合到阀保持器，以使得通过调节可调节阀座和阀保持器之间的螺纹啮合量可改变可调节阀座的位置。

在根据第二方面的阀中，电磁线圈组件可以包括极片，该极片在电磁线圈组件中的位置是可调节的，并且结合调节可调节阀座的位置，阀组件配置成在流体入口和流体出口之间提供不同的流动能力。

在根据第二方面的阀中，电磁线圈组件还可包括第二衬套，该第二衬套容纳靠近电枢的极片，该极片配置成被线圈磁化以吸引电枢从而打开阀组件。

在根据第二方面的阀中，板簧包括环形主体，该环形主体具有配置成用于接收电枢的中心孔口以及从中心孔口径向向外定位的多个二级孔口。

在根据第二方面的阀中，第一衬套包括配置成用于接收板簧的阶梯状凹部，其中阶梯状凹部包括第一环形表面和从第一环形表面径向向内定位的第二环形表面，并且板簧安装于第一环形表面。

在根据第二方面的阀中，该阀可以包括配置成将电磁线圈组件连接到阀组件的适配器衬套。

在根据第二方面的阀中，第一隔膜和第二隔膜均由环形板形成，该环形板包括围绕环形板的中心孔口的环形卷边，其中该卷边由第一环形倾斜表面和第二环形倾斜表面限定。

在根据第二方面的阀中，第一隔膜和第二隔膜配置成平衡在流体入口和流体出口处施加的流体压力，以防止在流体入口和流体出口处施加的流体压力的波动影响阀组件的性能。

从这里提供的描述中，进一步的应用领域将变得显而易见。这一概述中的描述和具体示例仅用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于说明选定的实施方式而非所有可能的实现方式，并且不旨在限制本公开的范围。

图1至图3是根据本公开第一方面的阀的透视图；

图4是图1至图3所示的阀的分解透视图；

图5是沿图3中5-5线的剖视图；

图6是沿图3中6-6线的剖视图；

图7至图9是根据本公开的第二方面的阀的透视图；

图10是图7至图9所示的阀的分解透视图；

图11是沿图9中11-11线的剖视图；以及

图12是沿图9中12-12线的剖视图。

相应的附图标记表示附图的多个视图的相应的部分。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。

首先，应当理解，提供示例实施方式是为了使本公开内容详尽，并且将把范围充分传达给本领域技术人员。为了提供对本公开的实施方式的透彻理解，阐述了许多特定细节，例如特定部件、设备和方法的示例。对本领域技术人员将显而易见的是，不需要采用特定细节，示例实施方式可以以许多不同的形式实施并且均不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施方式中，众所周知的工艺、众所周知的设备结构和众所周知的技术不进行详细描述。

此外，当一个元件或层被称为“在另一个元件或层上方”、“接合到”、“连接到”或“结合到”另一个元件或层时，它可以直接在另一个元件或层上方、接合到、连接到或结合到另一个元件或层，或者可以存在中间元件或层。与此相反，当一个元件被称为“直接在另一元件或层上方”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，可以不存在中间元件或层。用于描述元件之间关系的其他词应该以类似的方式解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何以及所有组合。

此外，尽管术语第一、第二、第三等在本文中可用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开来。除非上下文明确指出，本文使用的例如“第一”、“第二”的术语和其他数字术语并不暗示次序或顺序。因此，在不脱离示例实施方式教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。

此外，为了便于描述，本文中可以使用空间相对术语例如“内部”、“外部”、“下方”、“下面”、“下部”、“上方”、“上部”等来描述如图所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。除附图中所描绘的方向之外，空间相对术语可旨在涵盖设备在使用或操作中的不同方向。例如，如果将图中的设备翻转，那么被描述为在其他元件或特征“下面”或“下方”的元件将被定向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例术语“下面”可以包括上面和下面的方向。设备可以以其他方式定向(旋转90度或位于其他方向)，并且在此使用的空间相对描述词进行相应地解释。

图1至图6说明了根据本公开的第一方面的比例电磁阀装置10。阀装置10配置成按比例控制流体(包括液体和气体)的流动。阀装置10包括外壳或孔型空腔块体12。空腔块体12通常是具有多个侧面14a、14b、14c、14d、14e和14f的立方结构或矩形立方结构。侧面14a包括螺纹入口16，而相对的侧面14b包括螺纹出口18。如图5最佳所示的，入口16未与出口18轴向对齐。侧面14f包括开口20，其通向在空腔块体12内形成的内空腔22。空腔22与入口16和出口18中的每一个连通。侧面14e包括细长的凹部23，该凹部具有中心通气口25。凹部23可用于将空腔块体12安装到使用阀装置10的系统。

虽然入口16被图示为形成在与包括出口18的侧面14b相对的侧面14a上，但应当理解的是，如果需要的话，入口16和出口18可以形成在空腔块体12的相邻侧面上。此外，虽然入口16和出口18被描述为带螺纹的，这允许提供和/或接收流体流的适配器或一些其他类型的设备连接到空腔块体12，但应当理解的是，也考虑其他连接方法。还应当理解的是，入口16和出口18可以将其功能反转(即，入口16可以用作出口，而出口18可以用作入口)。在任一配置中，阀装置10将以相同的方式起作用。空腔块体12优选地由刚性材料形成，例如金属(例如，黄铜、钢、铝等)，但也可以由其他材料(例如，聚合材料)形成，这取决于阀组件10被打算使用的应用。

如图3至图6最佳所示的，阀装置10包括位于空腔22内的阀组件24。阀组件24包括阀保持器主体26、提升阀28和可调节阀座30。阀保持器主体26优选地由刚性材料(例如金属)或聚合材料形成，并且是大体圆柱形的中空结构，该中空结构包括第一端32和相对的第二端36，第一端32是封闭的并且配置成靠近空腔22的端壁34，第二端36是打开的并且配置成靠近空腔22的开口20。第一端32包括第一径向向内延伸凹部38，其配置成用于接收第一阀保持器主体O形环40。第二端36包括第二径向向内延伸凹部42，其配置成用于接收第二阀保持器主体O形环44。第三径向向内延伸凹部46位于第一径向向内延伸凹部38和第二径向向内延伸凹部42之间，其配置成用于接收第三阀保持器主体O形环48。阀保持器主体O形环40、44和48中的每一个配置成在阀保持器主体26和空腔22的内表面50之间提供流体密封。

阀保持器主体26包括位于第一径向向内延伸凹部38和第三径向向内延伸凹部46之间的第一对孔口52或流体端口。第二对孔口54或流体端口位于第二径向向内延伸凹部42和第三径向向内延伸凹部46之间。第一孔口52配置成与入口16对齐，而第二孔口54配置成与出口18对齐。虽然第一孔口52和第二孔口54被图示为槽形的，但是应当理解的是，第一孔口52和第二孔口54可以具有本领域技术人员所期望的任何形状。

提升阀28配置成被接收在阀保持器主体26的中空结构内，并且可沿阀组件24的轴线X移动。提升阀28优选地由刚性材料(例如金属)或聚合材料形成，并且包括近端56和相对的远端58，近端56配置成靠近阀保持器主体26的第一端32，远端58配置成靠近阀保持器主体26的第二端36。阀构件60位于近端56和远端58之间。当阀组件24处于关闭位置时，阀构件60配置成紧靠阀座62，该阀座是阀保持器主体26的一部分。当阀组件24被驱动时，这将在后面更详细地描述，阀构件60将移动远离阀座62，这进而将允许流体从入口16流过第一孔口52、朝向提升阀28的远端58经过阀构件60、并通过第二孔口54进入出口18。可选地，如果出口18用作入口，那么流动方向可以配置成使得流体将从出口18流过第二孔口54、经过阀构件60、通过第一孔口52、并从入口16流出。

提升阀28还包括第一密封构件64和第二密封构件68，第一密封构件64连接到形成在近端56处的第一凹陷66，第二密封构件68连接到形成在远端58处的第二凹陷70。第一密封构件64和第二密封构件68与第一O形环40、第二O形环44和第三O形环48相似，但尺寸与提升阀28相对应。第一密封构件64配置成与阀保持器构件26在第一端32的内表面72密封接合。第二密封构件68配置成与可调节阀座30的内表面74密封接合。

仍参见图3至图6，可调节阀座30是圆柱形构件，其配置成接收提升阀28的远端58。可调节阀座30包括外螺纹表面76，该外螺纹表面配置成与在阀保持器构件26的第二端36处的内表面形成的内螺纹表面78配合。可调节阀座30描述为在一定程度上是“可调节的”，如图5最佳所示的，使得可调节阀座30的终端80可与在阀保持器主体26中形成的第二孔口54重叠，当阀构件60接触终端80时，这可限制通过第二孔口54的流量。为了增加或减少通过在阀保持器主体26中形成的第二孔口54的流量，可以调节(即，减少或增加)可调节阀座30的外螺纹表面76和阀保持器主体26的内螺纹表面78之间的螺纹啮合量，以使得终端80不与第二孔口54重叠。可调节阀座30包括在其中形成的凹槽82，该凹槽配置成用于接收可调节阀座O形环84，该可调节阀座O形环与阀保持器主体26的内表面72a密封接合。

阀装置10包括配置成驱动阀组件24的电磁线圈组件86。电磁线圈组件86包括配置成将电磁线圈组件86连接到阀组件24的适配器衬套88。就这一点而言，适配器衬套88包括具有第一部分92的中空圆柱体90，该第一部分的直径小于第二部分94。如图5最佳所示的，第一部分92包括内螺纹96，该内螺纹96配置成与在阀保持器主体26上形成的外螺纹98配合。此外，第一部分92包括外表面100，该外表面配置成与空腔块体12的开口20配合。

电枢102位于电磁线圈组件86内。电枢102是由可被磁性吸引的材料形成的实心构件，并且包括配置成与提升阀28的内螺纹端106配合的配合端104。配合端104包括螺纹突起108，其通过径向变窄的颈部112连接到电枢102的主体110。提升阀28的内螺纹端106配置成用于接收螺纹突起108。径向变窄的颈部112通过径向扩张的肩部116连接到电枢102的主体110，肩部116的直径大于螺纹突起108、颈部112和主体110中的每一个。主体110的直径大于螺纹突起108和颈部112的直径。电枢102是可移动的，以使得当将电压或电流施加到电磁线圈组件86时，电枢102可以在打开和关闭位置之间移动提升阀28。

中空的下衬套118在适配器衬套88内引导电枢102的主体110。下衬套118包括沿电枢102的主体110的外表面122延伸的内表面120。下衬套118包括主体124和管状套筒126。主体124包括螺纹表面128，该螺纹表面配置成与容纳电磁线圈134的电磁线圈壳体132的螺纹表面130配合。主体124的面向径向扩张肩部116的端面136包括阶梯状环形凹部138，其配置成用于为定位在肩部116和环形凹部138之间的板簧140提供间隙。凹部138是阶梯状的，以使得与凹部138的第二环形表面144相比，凹部138的第一环形表面142更靠近肩部116。板簧140安装至第一环形表面142，并且因为第二环形表面144的位置离肩部116更远，所以随着电枢102移向和远离阀组件24，允许板簧140弯曲。

如图4最佳所示的，板簧140包括具有中心孔口148的环形主体146，该中心孔口148配置用于接收电枢102的主体110。多个二级孔口150位于中心孔口148的径向外侧。二级孔口150可以是圆形或椭圆形，但是可以选择二级孔口150的任何形状以允许板簧140随着电枢102移动而弯曲。板簧140可由刚性但柔性的材料形成。示例材料包括金属材料和聚合材料。板簧140设计成将阀组件24置于关闭位置。

如上所述，电磁线圈壳体132容纳电磁线圈134。线圈134安装到中空圆柱形支撑结构152。如图4和图6最佳所示的，线圈134包括一对电引线154，其允许将电流或电压施加到线圈134。包括由可磁化材料形成的极片158的上衬套156位于中空支撑结构152内。

上衬套156是套筒状结构，其包括沿极片158延伸的圆柱形套筒160和径向向外延伸的凸缘162，该凸缘配置成位于支撑结构152和壳体132的径向向内延伸的壁164之间。极片158包括螺纹表面158，其与在壳体132的壁164中形成的螺纹表面160配合以将极片158和上衬套158固定到壳体132。虽然极片158被示为具有中心轴向延伸的孔口166，但是极片158不被要求具有该特征。覆盖件168连接到壳体132。覆盖件168被设计为允许电流或电压施加装置(未示出)耦合到线圈134的电引线154的插头。

在向线圈134施加电流或电压时，极片158被磁化，使得极片158可以磁性地吸引电枢102。随着电枢102被拉向极片158，电枢102会将提升阀28拉向极片158，并且板簧140将在径向扩张的肩部116和下衬套118之间弯曲。当提升阀28被拉向极片158时，阀构件60将与阀保持器主体26的阀座62脱离接合以打开阀组件24，这允许流体从入口16穿过第一孔口52，朝向提升阀28的远端58经过阀构件60，并通过第二孔口54进入出口18。为了关闭阀组件24，停止向线圈134施加电流或电压，此时板簧140可以在远离极片158的方向上偏压电枢102和提升阀28。然后提升阀28的阀构件60与阀座62重新接合以关闭阀组件24。即使阀入口16和阀出口18的功能相反，也会发生相同的操作。

应当理解的是，可调节阀座30的位置、施加到线圈134的电流或电压的大小以及由板簧140施加的弹簧力的组合提供了对可能被允许通过阀组件24的流体的量的加强控制。换而言之，可调节阀座30的位置、施加到线圈134的电流或电压的大小以及由板簧140施加的弹簧力的组合控制了阀构件60可以相对于阀座62移动的距离，以增加和减少可以通过阀组件24的流体的量。

就这一点而言，如上所述，可调节阀座30的位置可以通过调节可调节阀座30的外螺纹表面76和阀保持器主体26的内螺纹表面78之间的螺纹啮合量来调节。此外，板簧140的弹簧力可以在被放置在阀装置10中之前确定，以控制板簧140将提升阀的阀构件60偏压成与阀座62接合的偏压量。一旦确定了板簧140的弹簧力，阀装置10就可以进行测试以确定在向线圈134施加不同的电流或电压时发生的电枢102的移动量。通过这种方式，在不同电流或电压下流过阀组件24的流体的比例量可以在将阀装置用于其中的系统(未示出)中使用之前确定。此外，应当理解的是，板簧140的弹簧力可以通过修改二级孔口150的尺寸和/或数量、通过调整板簧140的厚度、或通过选择形成板簧140的材料来调整。

不管采用哪种方式来确定板簧140的弹簧力，应当理解的是，可以通过对板簧140的选择和施加至线圈134的电压或电流的组合来改进对阀构件60相对于阀座62移动的距离的加强比例控制。与施加到线圈134的电流或电压相关联的数据可以存储在连接到电流或电压施加装置(未示出)的控制器(未示出)的存储器(未示出)中。

还应当理解的是，阀装置10是平衡设计，其中流体供应压力的任何波动都不会影响阀装置10的性能特性。就这一点而言，应当理解的是，当阀装置10处于关闭位置时(即，当提升阀28的阀构件60与阀保持器26的阀座62接触时)，施加在入口16处的流体力通过由提升阀28的密封件64对阀保持器26的内表面72施加的力被平衡(即被抵消)。类似地，当阀装置10处于完全打开位置时(即，当提升阀28的阀构件60与可调节阀座30的终端80接触时)，施加在出口18处的流体力通过由提升阀28的密封件64对阀保持器26的内表面72施加的力被平衡(即被抵消)。当阀装置10处于中间打开位置时(即，当提升阀28的阀构件60与阀座62脱离，但不与可调节阀座30的终端80接触时)，施加在入口16和出口18处的流体力通过由密封件64对阀保持器的内表面72施加的力、密封件68对可调节阀座30的内表面74施加的力以及密封件84对阀保持器26的表面72a施加的力被平衡(即被抵消)。因此，即使在入口16和出口18处施加的流体力发生波动，入口16和出口18处的流体力也会通过由密封件64、68和84施加的力被平衡，这使得阀组件24能够在阀装置10的整个操作压力范围内提供一致的性能(例如，以正确的压力和量输出流体)。

现在参考图7至图12，现在将描述根据本公开的第二方面的比例电磁阀装置200。阀装置200类似于以上描述的阀装置10。因此，阀装置200与阀装置10的相同的特征将具有相同的附图标记，共同特征的描述将被省略。

阀装置200包括外壳或孔型空腔块体202。空腔块体202基本上类似于空腔块体12，但包括与开口20连通的第二开口204，以使得空腔22完全延伸穿过空腔块体202。阀组件206定位在空腔块体202的空腔22内。阀组件206包括阀保持器主体26、提升阀28、可调节阀座30和阀保持器主体O形环40、44和48。阀组件206和阀组件24之间的主要区别在于阀组件206还包括端螺钉208、下隔膜210、下端盖212、上隔膜214和上端盖216。隔膜210、214和端盖212、216的使用提高了阀组件206的密封性——尤其是对于液体和低泄漏应用。

下隔膜210和上隔膜214是类似的环形板218，其包括边缘部分220、限定中心孔口224的中心部分222，以及在中心部分222和边缘部分220之间延伸的环形卷边226。边缘部分220在朝向中心部分222的方向上过渡到第一环形倾斜表面228，该第一环形倾斜表面终止于卷边226。第二环形倾斜表面230从卷边226延伸到中心部分222。卷边226以及第一倾斜表面228和第二倾斜表面230的使用允许隔膜210和214在阀组件206的使用期间稍微弯曲以帮助密封阀组件206。就这一点而言，隔膜210、214、端盖212、216、端螺钉208和电枢102的使用消除了在提升阀28和阀保持器26之间防止阀组件206泄漏的密封构件的需要。

此外，通过消除对提升阀28和阀保持器26之间的密封构件的需要，提升阀28在被电磁线圈组件86驱动时更容易控制，从而实现对阀200的额外的比例控制。就这一点而言，不需要额外的力来克服提升阀28和阀保持器26之间的摩擦力，这种额外的力在提升阀28和阀保持器26之间存在密封构件64和68时是被需要的。隔膜210和214可由刚性但柔性的材料形成，例如弹性材料或聚合材料。

下隔膜210的边缘部分220夹在下端盖212和阀保持器构件26之间。就这一点而言，下端盖212包括具有内螺纹表面234的第一圆柱部分232，该内螺纹表面234与形成在阀保持器构件26上的螺纹表面236配合。直径小于第一圆柱部分232的第二圆柱部分238通过径向向内延伸的邻接表面240连接到第一圆柱部分232。邻接表面240面向阀保持器构件26的第一端32，与本公开的第一方面相比，该第一端是打开的而不是关闭的。边缘部分220夹在邻接表面240和阀保持器构件26的打开的第一端32之间。

下隔膜210的中心部分222夹在提升阀28的近端56和端螺钉208之间。端螺钉208包括螺纹杆242，其延伸穿过中心孔口224并与在提升阀28的近端56中形成的螺纹孔口244配合。螺纹螺钉208的头部246从沿着中心部分222延伸到第二环形倾斜表面230的杆242径向向外延伸。头部246包括凹部248，该凹部248配置成接收工具(未示出)，该工具可以旋转端螺钉208以与提升阀28的螺纹孔口244配合。

上隔膜214的边缘部分220夹在上端盖216和阀保持器构件26之间。就这一点而言，上端盖216包括具有内螺纹表面252的第一圆柱部分250，该内螺纹表面与在阀保持器构件26上形成的螺纹表面254配合。直径小于第一圆柱部分250的第二圆柱部分256通过径向向内延伸的邻接表面258连接到第一圆柱部分250。邻接表面258面向阀保持器构件26的第二端36。边缘部分220夹在邻接表面258和阀保持器构件26的第二端36之间。在这种配置中，重要的是注意下隔膜210的卷边226在与上隔膜214的卷边226延伸的方向相反的方向上延伸。

上隔膜214的中心部分222夹在提升阀28的远端58和电枢102的径向扩张的肩部116之间。电枢102包括延伸穿过中心孔口224并与在提升阀28的近端56中形成的螺纹孔口262配合的螺纹杆260。电枢102的径向扩张的肩部116从杆260径向向外延伸并沿中心部分222延伸至第二环形倾斜表面230。

上端盖216还包括与适配器衬套88的内螺纹96配合的外螺纹264。除了结合到上端盖216的外螺纹264的适配器衬套88的内螺纹96之外，适配器衬套88与关于阀装置10所描述的适配器衬套相同。此外，阀装置200包括电磁线圈组件86，其包括与阀装置10相同的特征。即，阀装置200的电磁线圈组件86包括下衬套118、板簧140、电磁线圈壳体132、线圈134、引线154、上衬套156、极片158和覆盖件168。

在向线圈134施加电流或电压时，极片158被磁化，使得极片158可以磁性地吸引电枢102。当电枢102被拉向极片158时，电枢102会将提升阀28拉向极片158，并且板簧140将在径向扩张的肩部116和下衬套118之间被压缩。当提升阀28被拉向极片158时，阀构件60将与阀保持器主体26的阀座62脱离接合以打开阀组件206，这允许流体从入口16穿过第一孔口52，朝向提升阀28的远端58经过阀构件60，并通过第二孔口54进入出口18。为了关闭阀组件206，停止向线圈134施加电流或电压，此时板簧140可以在远离极片158的方向上偏压电枢102和提升阀28。然后提升阀28的阀构件60与阀座62重新接合以关闭阀组件206。即使入口16和出口18的功能颠倒，阀组件206也可以以相同方式操作。

类似于阀装置10，应当理解的是，可调节阀座30的位置、施加到线圈134的电流或电压的大小以及由板簧140施加的弹簧力的组合提供了对允许通过阀组件206的流体的量的加强控制。换而言之，可调节阀座30的位置、施加到线圈134的电流或电压的大小以及由板簧140施加的弹簧力的组合控制了阀构件60可以相对于阀座62移动的距离，以增加和减少可以通过阀组件206的流体的量。

此外，因为阀组件206还包括隔膜210、214、端盖212、216和端螺钉208，所以不需要在提升阀28和阀保持器26之间的密封构件。此外，通过消除对提升阀28和阀保持器26之间的密封构件的需要，提升阀28在被电磁线圈组件86驱动时更容易控制，从而实现对阀200的附加的比例控制。就这一点而言，不需要额外的力来克服提升阀28和阀保持器26之间的摩擦力，这种额外的力在提升阀28和阀保持器26之间存在密封构件时是被需要的。

还应当理解的是，类似于阀装置10，阀装置200是平衡设计，其中流体压力的任何波动都不会影响阀装置200的性能特性。就这一点而言，虽然阀装置200不包括密封件64、68和84，但平衡设计由隔膜210和214提供。更具体地，当阀组件206处于打开或关闭位置时，应当理解的是，来自入口16的流体可以位于下隔膜210的环形卷边226和提升阀28之间。由于通过倾斜表面228和230形成的环形卷边226，下隔膜210在与入口16和出口18正交的方向(即，沿轴线X)施加力，当阀组件206分别处于打开或关闭位置时，该力平衡在入口16或出口18处施加的流体力。当阀组件206处于中间打开位置时(即，当提升阀28的阀构件60没有与阀保持器26的阀座62接合或没有与可调节阀座30接合时)，在入口16和出口18处施加的流体力通过由隔膜210和214的每个环形卷边216施加在流体上的力被平衡(即被抵消)。因此，即使在入口16和出口18处施加的流体力发生波动，入口16和出口18处的流体力也会通过由隔膜210和214施加的力被平衡，这使得在阀装置200的整个操作压力范围内性能一致。

最后，应当理解的是，上述阀装置10和200中的每一个都能够被修改以在更宽的流体压力范围内具有不同的流动能力，而不必改变其整体结构。更具体而言，如果要改变特定应用中的流速，以前的阀装置设计将需要对阀装置进行结构重新设计，例如改变孔口尺寸、增加弹簧以平衡不同的流动压力，或增大和/或减小阀装置的各种部件的尺寸。然而，本公开的阀装置10和200仅需要对例如可调节阀座30的位置或极片158的位置进行微小的修改来调节阀装置的流动能力。

就这一点而言，如上所述，极片158与壳体132螺纹啮合。因此，极片158的位置可以通过调节与壳体132的螺纹啮合量来调节，当被电磁线圈组件86驱动时，这可以允许提升阀28移动更大或更小的距离。因此，通过调节极片158结合调节可调节阀座30的位置，阀装置10和200不需要在结构上重新设计就可以在更宽的压力范围内适应不同的流量输出。

已经出于说明和描述的目的提供了实施方式的前述描述。其并非旨在穷举或限制本公开。特定实施方式的个别元件或特征通常不限于该特定实施方式，而是在适用的情况下是可互换的并且可以在选定实施方式中使用，即使未具体示出或描述。同样也可以在许多方面变化。此类变化不应被视为偏离本公开，并且所有此类修改均旨在包括在本公开的范围内。

Claims (21)

1.一种阀，其包括：

块体，所述块体具有定位于流体入口和流体出口之间的空腔；

位于所述空腔内的阀组件，所述阀组件选择性地允许所述流体入口和所述流体出口之间的连通，所述阀组件包括中空的阀保持器，所述阀保持器具有与所述流体入口连通的第一端口、与所述流体出口连通的第二端口、以及所述第一端口和所述第二端口之间的阀座，所述中空的阀保持器容纳包括阀构件的可移动的提升阀，所述阀构件配置成与所述阀座接合和脱离接合以允许流体从所述流体入口通过所述第一端口行进到所述第二端口，然后到所述流体出口；

结合到所述阀组件的电磁线圈组件，所述电磁线圈组件配置成驱动所述阀组件以允许所述流体入口和所述流体出口之间的连通，所述电磁线圈组件包括与所述提升阀接合的可移动的电枢、围绕所述电枢的第一衬套、定位于所述电枢和所述第一衬套之间的板簧，以及配置成移动所述电枢和所述提升阀以允许所述流体入口和所述流体出口之间连通的电磁线圈，

其中所述板簧配置成将所述提升阀的阀构件偏置成与所述阀保持器的阀座接合，所述板簧具有弹簧力，

所述电磁线圈配置成基于施加到所述电磁线圈的电压或电流来移动所述电枢和所述提升阀，并且

基于所述板簧的弹簧力和施加到所述电磁线圈的电压或电流，所述电磁线圈组件配置成控制所述阀构件相对于所述阀保持器的阀座移动的距离以成比例地控制允许通过所述阀组件的流量。

2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述阀组件还包括可调节阀座，所述可调节阀座结合到所述阀保持器、定位在所述提升阀周围，并且包括终端，当所述阀构件移动远离所述阀保持器的阀座时，所述终端能够与所述阀构件接合。

3.根据权利要求2所述的阀，其中，所述可调节阀座以螺纹方式结合到所述阀保持器，所述可调节阀座的位置通过调节所述可调节阀座和所述阀保持器之间的螺纹啮合量而能够变化。

4.根据权利要求3所述的阀，其中，所述电磁线圈组件包括极片，所述极片在所述电磁线圈组件中的位置是能够调节的，并且结合调节所述可调节阀座的位置，所述阀组件配置成在所述流体入口和所述流体出口之间提供不同的流动能力。

5.根据权利要求1所述的阀，其中，所述电磁线圈组件还包括第二衬套，所述第二衬套容纳靠近所述电枢的极片，所述极片配置成被线圈磁化以吸引所述电枢从而打开所述阀组件。

6.根据权利要求1所述的阀，其中，所述板簧包括环形主体，所述环形主体具有配置成用于接收所述电枢的中心孔口以及从所述中心孔口径向向外定位的多个二级孔口。

7.根据权利要求1所述的阀，其中，所述第一衬套包括用于接收所述板簧的阶梯状凹部，所述阶梯状凹部包括第一环形表面和从第一环形表面径向向内定位的第二环形表面，所述板簧安装于所述第一环形表面。

8.根据权利要求1所述的阀，其还包括适配器衬套，所述适配器衬套配置成将所述电磁线圈组件连接到所述阀组件。

9.根据权利要求1所述的阀，其中，所述阀组件还包括第一隔膜和第二隔膜，所述第一隔膜靠近所述阀保持器的第一端，所述第二隔膜靠近所述阀保持器的相对的第二端和电枢，所述第一隔膜和所述第二隔膜配置成平衡在所述流体入口和所述流体出口处施加的流体压力，以防止在所述流体入口和所述流体出口处施加的流体压力的波动影响所述阀组件的性能。

10.根据权利要求9所述的阀，其中，所述第一隔膜和所述第二隔膜均由环形板形成，所述环形板包括围绕所述环形板的中心孔口的环形卷边，所述卷边由第一环形倾斜表面和第二环形倾斜表面限定。

11.根据权利要求9所述的阀，其中，所述阀组件还包括与所述阀保持器的第一端配合的第一端盖以及与所述阀保持器的相对的第二端配合的第二端盖，其中所述第一隔膜夹在所述第一端盖与所述阀保持器的第一端之间，所述第二隔膜夹在所述第二端盖与所述阀保持器的第二端之间。

12.根据权利要求1所述的阀，其还包括在所述提升阀和所述阀保持器之间的多个密封构件，所述多个密封构件配置成平衡在所述流体入口和所述流体出口处施加的流体压力以防止在所述流体入口和所述流体出口处施加的流体压力的波动影响所述阀组件的性能。

13.一种阀，其包括：

块体，所述块体具有定位于流体入口和流体出口之间的空腔；

位于所述空腔内的阀组件，所述阀组件选择性地允许所述流体入口和所述流体出口之间的连通，所述阀组件包括：

中空的阀保持器，所述阀保持器具有第一端和相对的第二端、与所述流体入口连通的第一端口、与所述流体出口连通的第二端口、以及在所述第一端口和所述第二端口之间的阀座；

位于所述阀保持器内的可移动的提升阀，所述提升阀包括配置成与所述阀座接合和脱离接合的阀构件以允许流体从所述流体入口通过所述第一端口行进到所述第二端口，然后到达所述流体出口；

可调节阀座，所述可调节阀座结合到所述阀保持器、定位在所述提升阀周围并包括终端，当所述阀构件移动远离所述阀保持器的阀座时，所述终端能够与所述阀构件接合；

靠近所述阀保持器的第一端的第一隔膜；

靠近所述阀保持器的相对的第二端的第二隔膜；

与所述阀保持器的第一端配合的第一端盖；以及

与所述阀保持器的相对的第二端配合的第二端盖，

其中，所述第一隔膜夹在所述第一端盖和所述阀保持器的第一端之间，并且所述第二隔膜夹在所述第二端盖和所述阀保持器的第二端之间；以及

结合到所述阀组件的电磁线圈组件，所述电磁线圈组件配置成驱动所述阀组件以允许所述流体入口和所述流体出口之间的连通，所述电磁线圈组件包括与所述提升阀接合的可移动的电枢、围绕所述电枢的第一衬套、定位于所述电枢和所述第一衬套之间的板簧、以及配置成移动所述电枢和所述提升阀以允许所述流体入口和所述流体出口之间连通的电磁线圈，

其中所述板簧配置成将所述提升阀的阀构件偏置成与所述阀保持器的阀座接合，所述板簧具有弹簧力，

所述电磁线圈配置成基于施加到所述电磁线圈的电压或电流来移动所述电枢和所述提升阀，并且

基于所述板簧的弹簧力和施加到所述电磁线圈的电压或电流，所述电磁线圈组件配置成控制所述阀构件相对于所述阀保持器的阀座移动的距离以成比例地控制允许通过所述阀组件的流量。

14.根据权利要求13所述的阀，其中，所述可调节阀座以螺纹方式结合到所述阀保持器，所述可调节阀座的位置通过调节所述可调节阀座和所述阀保持器之间的螺纹啮合量而能够变化。

15.根据权利要求14所述的阀，其中，所述电磁线圈组件包括极片，所述极片在所述电磁线圈组件中的位置是能够调节的，并且结合调节所述可调节阀座的位置，所述阀组件配置成在所述流体入口和所述流体出口之间提供不同的流动能力。

16.根据权利要求13所述的阀，其中，所述电磁线圈组件还包括第二衬套，所述第二衬套容纳靠近所述电枢的极片，所述极片配置成被线圈磁化以吸引所述电枢从而打开所述阀组件。

17.根据权利要求13所述的阀，其中，所述板簧包括环形主体，所述环形主体具有配置成用于接收所述电枢的中心孔口以及从所述中心孔口径向向外定位的多个二级孔口。

18.根据权利要求13所述的阀，其中，所述第一衬套包括配置成用于接收所述板簧的阶梯状凹部，所述阶梯状凹部包括第一环形表面和从第一环形表面径向向内定位的第二环形表面，所述板簧安装于所述第一环形表面。

19.根据权利要求13所述的阀，其还包括适配器衬套，所述适配器衬套配置成将所述电磁线圈组件连接到所述阀组件。

20.根据权利要求13所述的阀，其中，所述第一隔膜和所述第二隔膜均由环形板形成，所述环形板包括围绕所述环形板的中心孔口的环形卷边，所述卷边由第一环形倾斜表面和第二环形倾斜表面限定。

21.根据权利要求13所述的阀，其中，所述第一隔膜和第二隔膜配置成平衡在所述流体入口和所述流体出口处施加的流体压力，以防止在所述流体入口和所述流体出口处施加的流体压力的波动影响所述阀组件的性能。

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