TWM485986U - 流體控制閥及其應用之流體調節裝置 - Google Patents

Description

流體控制閥及其應用之流體調節裝置

本創作係關於一種流體控制閥及其應用之流體調節裝置；特別關於一種流體控制閥及其應用之流體調節裝置，其係利用偏心環旋鈕開關，達到同步控制二個或二個以上的閥門作動。

一般而言，流體控制閥係採用針軸及旋鈕所組成的結構來控制流體的供給與否。請參照第6圖所示，習用的流體控制閥60主要係包括一旋鈕結構61、一進氣口62以及一出氣口63。進氣口62係可連接一高壓氣瓶(圖中未顯示)，而出氣口63係可連接一減壓閥或一調壓閥(圖中未顯示)，再藉由減壓閥或調壓閥連接一負載元件(圖中未顯示)，藉此在高壓氣瓶與負載元件之間形成一個密閉腔室。旋鈕結構61係由一旋鈕帶動針軸位移，而控制進氣口62與出氣口63之間的啟閉狀態，進而控制氣體的供給與否。

然而，此種結構由於未有洩壓閥的設計，因此當高壓氣瓶中的空氣未完全用盡時，氣體係充滿在密閉腔室內，由於氣壓壓迫的緣故，將使得負載元件無法與流體控制閥60分離。另外，向外突出的旋鈕設計，容易因遭受撞擊而損壞，例如裝設在氣瓶上的流體控制閥60因氣瓶傾倒而使外突的旋鈕因撞擊而使針軸變形，導致旋鈕或閥門卡住而失效。因此，提供一種整合洩壓閥設計且兼具體積小及方便操作的流體控制閥及其應用之流體調節裝置，實屬當前重要課題之一。

有鑒於此，本創作提供一種流體控制閥，其係包括 一閥本體以及一旋轉環。閥本體具有一進氣端、一出氣端、一第一閥門及一第二閥門。第一閥門與第二閥門係位於進氣端與出氣端之間，第一閥門係藉由一進氣通道而與進氣端相互連通，並藉由一出氣通道而與出氣端相互連通。第二閥門係藉由一洩氣通道而與出氣端連通。旋轉環係相對於第一閥門與第二閥門而套設於閥本體。旋轉環之一內緣具有一封止部，其係運動於第一閥門與第二閥門之間。

本創作另提供一種流體調節裝置，其係包括一閥本 體、一旋轉環以及一壓力調節器。閥本體具有一進氣端、一出氣端、一第一閥門及一第二閥門。第一閥門與第二閥門係位於進氣端與出氣端之間，第一閥門係藉由一進氣通道而與進氣端相互連通，並藉由一出氣通道而與出氣端相互連通。第二閥門係藉由一洩氣通道而與出氣端連通。旋轉環係相對於第一閥門與第二閥門而套設於閥本體。旋轉環之一內緣具有一封止部，其係運動於第一閥門與第二閥門之間。壓力調節器係與閥本體之進氣端連結。 其中，壓力調節器係將一具有一第一壓力之第一氣體調節為一具有一第二壓力之第二氣體，並輸出至閥本體之進氣端。

本創作又提供一種流體調節裝置，其係包括一閥本 體、一旋轉環以及一壓力調節器。閥本體具有一進氣端、一出氣端、一第一閥門及一第二閥門。第一閥門與第二閥門係位於進氣端與出氣端之間。第一閥門分別藉由一進氣通道及一出氣通道而與進氣端及出氣端連通。第二閥門藉由一洩氣通道與出氣端連通。旋轉環係相對於第一閥門與第二閥門而套設於閥本體。旋轉環之一內緣具有一封止部，其係於第一閥門與第二閥門之間運動。壓力調節器係與閥本體之出氣端連結。其中，閥本體之出氣端係輸出一具有一第一壓力之第一氣體至壓力調節器，而壓力調節器係將第一氣體調節為一具有一第二壓力之第二氣體，並輸出之。

承上所述，本創作之流體控制閥及其應用之流體調 節裝置係利用位於旋轉環內緣的封止部製造出偏心環的效果，當轉動旋轉環而使封止部運動於第二閥門時，可同時開啟第一閥門並關閉第二閥門，則流體可由進氣端經由進氣通道及第一閥門而流向出氣端。當轉動旋轉環而使封止部運動於第一閥門時，可同時開啟第二閥門並關閉第一閥門，則殘留於出氣端的流體可經由洩氣通道而由第二閥門排出，達到洩壓的功能，因此可同步控制二個閥門的作動，並可隨時卸除與流體控制閥所連接的負載元件。另外，經由適當的設計，可將壓力調節器選擇連接至流體控制閥的進氣端或出氣端，以作為流體調節裝置。

1‧‧‧流體調節裝置

10、60‧‧‧流體控制閥

11‧‧‧閥本體

111‧‧‧進氣端

112‧‧‧出氣端

113‧‧‧第一閥門

114‧‧‧第二閥門

115、116‧‧‧浮動式擋止元件

117‧‧‧氣密元件

118、119‧‧‧鋼珠

12‧‧‧旋轉環

121‧‧‧內緣

122‧‧‧封止部

20‧‧‧壓力調節器

30‧‧‧氣瓶

61‧‧‧旋鈕結構

62‧‧‧進氣口

63‧‧‧出氣口

P01‧‧‧進氣通道

P02‧‧‧出氣通道

P03‧‧‧洩氣通道

第1圖係根據本創作較佳實施例之一流體控制閥之一外觀示意圖。

第2圖係根據本創作較佳實施例之一流體控制閥之一結構爆炸圖。

第3圖係沿第1圖A-A線段之一剖面圖。

第4A圖至第4D圖係本創作較佳實施例之旋轉環之變化態樣之示意圖。

第5圖係根據本創作較佳實施例之一流體調節裝置之一示意圖。

第6圖係習用流體控制閥之一示意圖。

以下將結合附圖，以較佳實施例並配合圖式詳細描述本創作之一種流體控制閥及其應用之流體調節裝置。

請參照第1圖所示，依據本創作較佳實施例之一流體控制閥10，其係包括一閥本體11以及一旋轉環12。於本實施例中，流體控制閥10係為一氣體控制閥。

以下請同時配合參照第2圖與第3圖。其中，第2圖為流體控制閥10之一結構爆炸圖，第3圖為第1圖沿A-A線段 之一剖面圖。閥本體11具有一進氣端111、一出氣端112、一第一閥門113及一第二閥門114。其中，於進氣端111以及出氣端112之間具有一中間段，而第一閥門113及第二閥門114即係位於中間段。於本實施例中，閥本體11係為一體成形的結構，其材質係可選自含有銅、鐵、不鏽鋼、鋁及其合金，主要考量為閥本體11所應用之壓力程度。

第一閥門113係藉由一進氣通道P01而與進氣端111 相互連通，並藉由一出氣通道P02而與出氣端112相互連通。第二閥門114則係藉由一洩氣通道P03與出氣端112相互連通。於本實施例中，第一閥門113與第二閥門114係分別為一凹部，其表面形狀係呈錐狀。

旋轉環12之一內緣121係相對於第一閥門113與第 二閥門114而套設於閥本體11。旋轉環12之內緣121具有一封止部122，其中，封止部122係位於旋轉環121之部分內緣121，而使得旋轉環12整體具有偏心環的效果，可在旋轉時產生角度位移間隙，使得封止部122於第一閥門113與第二閥門114之間運動。 封止部122係可以外加的方式設置於旋轉環121之內緣121，藉由黏合等方式固定。於本實施例中，旋轉環12與封止部122則係為一體成形，其係以CNC車床加工而成。

於本實施例中，為了使得轉動旋轉環12時更為省 力，可於旋轉環12的外緣增加提升摩擦力之結構。請參照第4A圖所示，其係在旋轉環12的外緣製作凹凸的表面，以增加使用者接觸使用時的摩擦力。當然，於旋轉環12的外緣再增加例如橡膠材質的元件(圖中未顯示)來增加摩擦力亦為可行之方式。

在其他的實施例中，旋轉環12之外緣的形狀亦可如 第4B圖所示為單純圓形之外觀，或如第4C圖所示為四邊形之外觀，又可如第4D圖所示為六邊形之外觀。於此，旋轉環12之外緣形狀僅為舉例性，其亦可為其他形狀，諸如八邊形或是為了符合特殊工具或使用者人體工學而具有弧形的外觀，於此並不加以 限制。

請再參照第2圖及第3圖所示，於本實施例中，流 體控制閥10更包括一第一浮動式擋止元件115及一第二浮動式檔止元件116，其例如分別為一活塞(piston)，其材質可選自塑膠或耐磨金屬。第一浮動式擋止元件115係位於第一閥門113與旋轉環12之內緣121之間，而第二浮動式檔止元件116係位於第二閥門114與旋轉環12之內緣121之間。於本實施例中，第一閥門113及第二閥門114為錐形凹部，而浮動式擋止元件115、116之底部亦呈錐狀，故可與閥門113、114緊密配合。另外，於第一浮動式擋止元件115與第一閥門113之間更設置一氣密元件117，其例如係為一O型環(O-ring)，用以隔離第一閥門113與外界的連通。

上述的流體控制閥10在使用時，係藉由轉動旋轉環 12使得封止部122於第一閥門113與第二閥門114之間運動，藉以同步控制第一閥門113與第二閥門114的啟閉。於此，所謂的同步控制係指在正常操作下，第一閥門113與第二閥門114一開一關的時間差約在0.5秒鐘以內，最佳的閥門距離與封止部的設計將可達到沒有時間差的同步控制。第一閥門113與第二閥門114之中心延伸軸線之夾角係介於30度至180度之間，較佳者，夾角係介於45度至90度之間。當夾角越小時則旋轉環12的轉動行程可以越小，換言之，使用者可以在更短的時間內同時控制閥門的作動。然，角度的考量必須與應用的壓力範圍作適當地設計，因角度越小亦代表閥門間的距離越短，所以其間隔的壁厚必須要能承受應用的壓力。

另外，為了降低旋轉環12之內緣121在轉動時的摩擦力， 因此在本實施例中，於浮動式擋止元件115、116與旋轉環12之內緣121接觸的表面上，更可分別設置一圓球118、119，使得封止部121能更順暢的在第一閥門113及第二閥門114之間運動。圓球118、119的材質係可依據旋轉環12的材質而配合選用，例如選自鐵、鋼、鋁及塑膠，一般係選用硬度較為相近的材質。於本實施例中，圓球118、119係分別為一鋼珠。

在上述的實施例中，經由適當地選用封止部的材質 及設計其位置，使得轉動旋轉環12之後能夠使封止部121緊密的密封第一閥門113或第二閥門114，則第一浮動式擋止元件115以及第二浮動式擋止元件116將可省略。

以下以一實例簡述流體控制閥10的作動方式。請參 照第5圖並配合第3圖所示，流體控制閥10之進氣端111係經由一壓力調節器20而連接一氣瓶30作為供氣來源。流體控制閥10之出氣端112係可連接一負載元件(圖中未顯示)。其中，負載元件例如係為氣槍體或流量計等元件。氣瓶30所輸出之具有一第一壓力之第一氣體係經由壓力調節器20調節為一具有一第二壓力之第二氣體，而輸入至流體控制閥10之進氣端111。於本實施例中，流體控制閥10與壓力調節器20係稱之為一流體調節裝置1，其中，壓力調節器20係可為一活塞式壓力調節器或為一隔膜式壓力調節器。

當轉動旋轉環12而使封止部122位於第二閥門114 時，旋轉環12在相對於第一閥門113的位置具有一間隙。此時，第二氣體可由進氣端111經由進氣通道P01流向第一閥門113，且第二氣體會帶動浮動式擋止元件115之位移以填滿間隙，且由於氣密元件117隔離了第一閥門113與外界的連通，因此，第二氣體會再經由第一閥門113流向出氣通道P02，並再由出氣端112進入負載元件。

當欲移除氣瓶時，可轉動旋轉環12而使封止部122 運動至第一閥門113的位置。由於封止部122會壓迫浮動式擋止元件115，使其錐形底部與第一閥門113緊密配合，因此第二氣體會被封止在進氣通道P01。於封止部122運動至第一閥門113的同時，第二閥門114與旋轉環12之內緣產生了間隙，因此出氣端112之殘留氣體的壓力會推動第二浮動式擋止元件116以填滿間隙，且由於此處並無設置氣密元件，因此殘留氣體可經由洩氣通道P03而由第二閥門114排出洩壓，而使得流體控制閥10得以與負載元 件分離。

如此一來，流體控制閥10即可同時控制二個閥門的 作動。經由適當地設計閥門與封止部的數量與位置，應用相同的原理將可同時控制更多的閥門作動。

另外，在其他實施例中，壓力調節器20亦可與流體 控制閥10之出氣端112連結。換言之，流體控制閥10之進氣端111係與氣瓶連結，而氣瓶所提供之第一氣體係經由流體控制閥10控制啟閉而由出氣端112進入壓力調節器20。再經由壓力調節器20將第一氣體調節為第二氣體之後輸出至負載元件，以供其使用。意即，流體控制閥10與壓力調節器20的搭配可視實際應用之需要而彈性配合。

綜上所述，本創作之流體控制閥及其應用之流體調 節裝置係利用位於旋轉環內緣的封止部製造出偏心環的效果，當轉動旋轉環而使封止部運動於第二閥門時，可同時開啟第一閥門並關閉第二閥門，則流體可由進氣端經由進氣通道及第一閥門而流向出氣端。當轉動旋轉環使封止部運動於第一閥門時，可同時開啟第二閥門並關閉第一閥門，則殘留於出氣端的流體可經由洩氣通道而由第二閥門排出，達到洩壓的功能，因此可同步控制二個閥門的作動，並可隨時卸除與流體控制閥所連接的負載元件。 因此，本創作之流體控制閥及其應用之流體調節裝置將供氣閥及洩壓閥整合後具有體積小、結構簡單及操作便利之優點。

本創作符合創作專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士，爰依本案創作精神所作之等效修飾或變化，皆應包括於以下之申請專利範圍內。

111‧‧‧進氣端

112‧‧‧出氣端

113‧‧‧第一閥門

114‧‧‧第二閥門

115、116‧‧‧浮動式擋止元件

118、119‧‧‧鋼珠

12‧‧‧旋轉環

121‧‧‧內緣

122‧‧‧封止部

Claims (10)

1. 一種流體控制閥，包含：一閥本體，具有一進氣端、一出氣端、一第一閥門及一第二閥門，該第一閥門與該第二閥門係位於該進氣端與該出氣端之間，該第一閥門係分別藉由一進氣通道及一出氣通道而與該進氣端及該出氣端連通，該第二閥門係藉由一洩氣通道與該出氣端連通；以及一旋轉環，相對於該第一閥門與該第二閥門而套設於該閥本體，該旋轉環之一內緣具有一封止部，該封止部係於該第一閥門與該第二閥門之間運動。
2. 如請求項1所述之流體控制閥，更包含一浮動式擋止元件，其係位於該第一閥門與該旋轉環之該內緣之間，或係位於該第二閥門與該旋轉環之該內緣之間。
3. 如請求項2所述之流體控制閥，更包含一氣密元件，環設於該浮動式擋止元件與該第一閥門之間，或環設於該浮動式擋止元件與該第二閥門之間。
4. 如請求項1所述之流體控制閥，其中該第一閥門與該第二閥門之中心延伸軸線之一夾角係介於30度至180度之間。
5. 一種流體調節裝置，包含：一閥本體，具有一進氣端、一出氣端、一第一閥門及一第二閥門，該第一閥門與該第二閥門係位於該進氣端與該出氣端之間，該第一閥門係分別藉由一進氣通道及一出氣通道而與該進氣端及該出氣端連通，該第二閥門係藉由一洩氣通道與該出氣端連通；一旋轉環，相對於該第一閥門與該第二閥門而套設於該閥本體，該旋轉環之一內緣具有一封止部，該封止部係於該第一閥門與該第二閥門之間運動；以及一壓力調節器，其係與該閥本體之該進氣端連結，其中，該壓力調節器係將一具有一第一壓力之第一氣體調節為 一具有一第二壓力之第二氣體，並輸出至該閥本體之該進氣端。
6. 如請求項5所述之流體調節裝置，其中該第一閥門與該第二閥門之中心延伸軸線之夾角係介於30度至180度之間。
7. 如請求項5所述之流體調節裝置，其中該壓力調節器係為一活塞式壓力調節器，或為一隔膜式壓力調節器。
8. 一種流體調節裝置，包含：一閥本體，具有一進氣端、一出氣端、一第一閥門及一第二閥門，該第一閥門與該第二閥門係位於該進氣端與該出氣端之間，該第一閥門係分別藉由一進氣通道及一出氣通道而與該進氣端及該出氣端連通，該第二閥門係藉由一洩氣通道與該出氣端連通；一旋轉環，相對於該第一閥門與該第二閥門而套設於該閥本體，該旋轉環之一內緣具有一封止部，該封止部係於該第一閥門與該第二閥門之間運動；以及一壓力調節器，其係與該閥本體之該出氣端連結，其中，該閥本體之該出氣端係輸出一具有一第一壓力之第一氣體至該壓力調節器，該壓力調節器係將該第一氣體調節為一具有一第二壓力之第二氣體，並輸出之。
9. 如請求項8所述之流體調節裝置，其中該第一閥門與該第二閥門之中心延伸軸線之夾角係介於30度至180度之間。
10. 如請求項8所述之流體調節裝置，其中該壓力調節器係為一活塞式壓力調節器，或為一隔膜式壓力調節器。