专利名称：具有选择性可变节流孔的气动装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及例如压力转换器这样的气动装置，更具体地说，涉及 具有选择性可变节流孔组件并用于提供所选气体输出信号的气动装置。
背景技术：
在例如电-气转换器这样的气动装置中，有必要将电信号转换为称作气 体流的成比例的气体输出信号。这种装置通常被称为"电流-压力"转换器。 在这种装置中，压缩空气源被供应到进气口，并且此气源必须在该装置中被 转换为所需的气体流。
另外，电-气转换器具有控制所述气体流在该转换器输出端被多快地增 加和/或减少的动态特性。这一般被称作电-气转换器的动态性能。通常，电-气转换器利用气动回路中的固定限制，所述固定限制在该转换器中产生单一 的动态特性或固定的动态性能。因此，针对来自电-气转换器的气体输出仍 然需要更多的控制以及选择能力。
发明内容
根据本发明的一个方面， 一种具有选择性可变气体输出端的气动装置包括 气室，所述气室具有一适于与压缩空气源相连的入口以及一出口，所述入口和 出口沿一流动通路流体连通。 一节流孔板i殳置在所述入口和出口之间的流动通 路中，所述节流孔板包括具有第 一尺寸的第一主节流孔和具有第二尺寸的第二 主节流孔。 一选择器板邻近所述节流孔板设置并且包括一控制节流孔，所述选 择器板和节流孔板在第一位置和第二位置之间可相对于彼此移动，在所述第一 位置，所述控制节流孔与所述第一主节流孔对正，以允许穿过所述第一主节流 孔和控制节流孔流动，同时阻止穿过所述第二主节流孔流动，在所述第二位置，
所述控制节流孔与所述第二主节流孔对正，以允许穿过所述第二主节流孔和控 制节流孔流动，同时阻止穿过所述第 一主节流孔流动。
根据另一优选实施例，所述节流孔板和选择器板包括同心的圆盘，并且一 密封件或密封板可形成或者设置在所述节流孔板和选择器板之间，该密封件具 有与所述选择器板的控制节流孔对正的通孔。优选地，所述节流孔板和选择器 板由可拆卸的紧固件相连。
所述气室包括具有可拆卸的盖的进入口 ，其中所述节流孔板和选择器板可 穿过该进入口拆卸。优选地，在该气室内设置O形圈来提供适当的密封。 一过 滤器可设置在所述流动通路中，所述过滤器的尺寸设置为使该过滤器邻接所述
选择器板和节流孔板中的至少一个。所述o形圈的尺寸可设置为帮助所述过滤 器和/或节流孔组件保持在适当的位置。
还优选的是，每个所述选择器板、节流孔板和密封板都包括安装孔，并 且所述安装孔可轴向对正。 一紧固件可以有效地并可拆卸地连接所述节流孔 板和选择器板，所述紧固件被布置为可在所述第一位置和第二位置之间改变 所述节流孔板和选择器板的位置。
根据本发明的另一方面， 一种具有选择性可变气体输出端的气动装置，
包才舌 一适于与压缩空气源相连的入口以及一出口 ，所述入口和出口沿一流 动通路流体连通。 一可变节流孔板设置在所述入口和出口之间的流动通路 中，所述可变节流孔板包括多个不同尺寸的主节流孔。 一选择器板有效地与 所述可变节流孔板相连并且具有次节流孔。所述选择器板和可变节流孔板可 在多个位置之间相对于彼此移动，所述主节流孔布置在所述可变节流孔板 上，以使所述选择器板上的次节流孔选择性地与所述主节流孔中的任一个对 正，同时阻塞其余主节流孔。
根据本发明的又一方面， 一种具有选择性可变气体输出端的气动装置，包 括可与一气源相连的入口以及设置在一流动通路中的出口；位于所述流动通 ;洛中的控制组件，所述控制组件具有多个不同尺寸的主节流孔。所述控制组件 包括具有次节流孔的选择器，所述选择器在多个位置之间可相对于所述主节流
孔移动，所述主节流孔和次节流孔可相对于彼此布置成使所述次节流孔可与所 述主节流孔中所选的一个主节流孔流体连通。所述控制组件进一步在所述次节 流孔与所述主节流孔中所选的一个主节流孔对正时阻塞其余的主节流孔。
图1为包含一个根据本发明的阐述组装的选择性可变节流孔组件的气 动装置的透视图。
图2为选择性可变节流孔组件的透视画法的放大分解视图。 图3为所述选择性可变节流孔组件的放大透视图。 图4为所述选择性可变节流孔组件的另一放大透视图。 图5为所述气动装置中邻近一圓柱形空室的选择性可变节流孔组件的 放大透^L图。
图6为图1的气动装置的部分剖视的放大局部透视图，显示设置在所述 圓柱形空室中的选择性可变节流孔组件。
图7为显示设置在所述圓柱形空室中的选择性可变节流孔组件的放大 剖面图。
图8为显示设置在所述气动装置中的选择性可变节流孔组件的切开的 透视图。
具体实施例方式
现在参见附图，图1表示可采用压力转换器形式的气动装置10。该压 力转换器IO与示意性图示在图1中的适当的气源12相连。此压力转换器 IO通常将由气源12按例如通常为20磅/平方英寸(psig)范围的压力供给 的输入气体信号转换为所需的输出气体流。
现在参见图6-图7，压力转换器10包括一个具有圆柱形空室16的壳 体14，该空室16被设置在大致在进气孔20和出气孔22之间延伸的流动通 路18中。所述进气孔20与所述气源12流体连通。图中显示了一个根据本
发明的阐述组装的选择性可变节流孔组件，并且该节流孔组件 一般用附图标
记24表示。如图5-图8中所示，所述节流孔组件24的尺寸设置为使该节 流孔组件可插入到所述圓柱形空室16的内部。
现在参见图2,其中显示了节流孔组件24。该节流孔组件24包括节流 孔板28、选择器板30和密封件32。所述节流孔板28包括多个通孔或主节 流孔28a_ 28h。该节流孔板28根据需要可包括另外的或者更少的主节流孔。 所述节流孔板28还包括带有适当螺纹36的中心安装孔34。所述选择器板 30包括控制节流孔38和被凸起的法兰41围绕的中心安装孔40。所述密封 件32包括节流孔42和中心安装孔44。
优选地，所述节流孔板28、选择器板30和密封件32每个都为大致呈 圆盘形，安装孔34、 40和44被定位为使这些孔可轴向对正，所述节流孔板 28、选择器板30和密封件32可使用适当的紧固件46和可选的垫圈48彼 此相连(如图3和图4所示)。可以理解，当如图3和图4所示被组装时， 所述紧固件46将与所述节流孔板28上的螺紋36啮合。
还可以理解，当将所述节流孔组件24如图所示定位时，所述控制节流 孔38、节流孔42和主节流孔28a - 28h中所选的一个主节流孔可沿单一轴线 A对正。在所示的实例中，所述选择器板30上的控制节流孔38的轴线A, 与所述密封件32上的节流孔42的轴线A2以及与所述节流孔板28上的主节 流孔28a的轴线A3成一条直线。可以理解，所述节流孔组件24可被组装成， 使所述主节流孔28b _ 28h中的另外一个主节流孔与所述控制节流孔38以及 节流孔42对正。
在所公开的实例中，可以理解，所述节流孔板28、选择器板30和密封 件32都采用同心圓盘的形式。也可选择其他适合的形状，并且所述节流孔 板28、选择器板30和密封件32可相互呈现不同的形状。此外，可以理解， 所述密封件32优选由例如橡胶这样的弹性材料形成。而其他材料可证实也 是合适的。
现在参见图5 -图8，所述圓柱形空室16包括内端16a (在图5中被遮
住了 )和外端16b。该圓柱形空室16被设置在所述壳体14中，这样该圓柱 形空室16的外端16b限定进入口 47，该进入口 47可被可拆卸的盖49所覆 盖。该可拆卸的盖49可用适当的紧固件连接。
所述圓柱形空室16的尺寸被设置为可容纳一对O形圈50、 52以及一 个空气过滤器54。该空气过滤器54优选为圓柱形的，并且包括大致圓柱形 的内孔56。还要优选的是，现在参见图6-图8,所述空气过滤器54具有 略小于所述圓柱形空室16的直径D2的外径D,。由于直径D,和D2之间的差 异，因而在所述空气过滤器54的外表面60和所述圓柱形空室16的内表面 62之间限定有环形间隙58。
所述可拆卸的盖49包括大致圓形的支座64，该支座的尺寸被设置为使 该支座与所述外O形圈52相邻接。所述内O形圈50的尺寸被设置为使该 内O形圈50邻近所述圓柱形空室16的内端16a。当如图所示#1组装时，所 述节流孔组件24邻接所述内0形圈50，而所述空气过滤器54邻接所述节 流孔组件24。反过来，所述空气过滤器54又与所述外O形圈52相邻接， 这样这些部件通过所述盖板49而固定在适当位置。所述内O形圈50密封 所述出气孔22周围的区域，而所述外O形圈52密封所述盖板49周围的区 域。
因此，沿所述流动通路18流动的空气大致^^皮封闭在所述圆柱形空室16 内，所述空气穿过所述进气孔20流入，沿着该流动通路18穿过所述间隙 58，穿过所述过滤器54，再穿过所述节流孔组件24，进入由所述节流孔组 件24、空室16的内端16a和0形圈50所限定的空间66,然后穿过所述出 气孔22排到所述圆柱形空室16之外。
在使用中，所述节流孔组件24可以被组装成，使得所述控制节流孔38 (以及所述密封件32中的相邻的节流孔42)与所述主节流孔28a- 28h中所 选的一个节流孔(即选择所述主节流孔28a、 28b、 28c、 28d、 28e、 28f、 28g 或28h中的任一个)对正。在所公开的实例中，这可简单地通过将所述节流 孔组件24拆卸然后再组装成例如图3和图4的同心布置来实现，从而将所
选的主节流孔28a-28h与所述控制节流孔对正。可以理解，由于所^^开实 例的圆盘形或盘形布置，其余主节流孔被所述选择器板和/或密封件32的对 应部分所阻塞。所述密封件32不必采用圓盘形密封件或垫圈的形式。相反， 该密封件可采用单独的环的形式，或者所述选择器板30和节流孔板28的相 对面可适于形成一密封件，而不采用单独的部件。
如图8所示，所述气动装置10包括可以是常规结构的电流-压力转换 器68。该电流_压力转换器68包括电输入端70以及与所述出气孔22流体 连通的气体输出端72。根据所公开实例的所述节流孔组件24可更好地控制 该气体输出端72。
进一步根据所公开的实例，所述气动装置10以及所结合的上述节流孔 组件24可产生稳定的动态特性，或者在采用另外的固定通道几何结构(即 出气孔22的尺寸保持固定)时产生稳定的电-气组件的增益与相位之间的关 系。根据所公开的实例，所述气动装置10的可变调节可通过提供从所述电 流-压力转换器输出的受控的气体流72来实现，这样可提供应用中的最佳 性能。根据所公开的实例，这可通过提供一套分散的通道节流孔以改变所述 设备的动态响应来实现。
根据前面的描述，本发明的许多附加修改以及替换实施例对于本领域技 术人员而言是显然的。上述描述应被认为仅是举例说明性的，是为了向本领 域技术人员阐述实施本发明的最佳方式。所述结构和方法的细节在基本不脱 离本发明的精神的情况下可以改变，并且可保留所有落入附带权利要求的范 围内的修改的专有使用。
权利要求
1、一种具有选择性可变气体输出端的气动装置，该装置包括气室，所述气室具有一适于与压缩空气源相连的入口以及一出口，所述入口和出口沿一流动通路流体连通；节流孔板，所述节流孔板设置在所述入口和出口之间的流动通路中，所述节流孔板包括具有第一尺寸的第一主节流孔和具有第二尺寸的第二主节流孔；以及选择器板，所述选择器板邻近所述节流孔板并具有控制节流孔，所述选择器板和节流孔板在第一位置和第二位置之间可相对于彼此移动，在所述第一位置，所述控制节流孔与所述第一主节流孔对正，以允许穿过所述第一主节流孔和控制节流孔流动，同时阻止穿过所述第二主节流孔流动，在所述第二位置，所述控制节流孔与所述第二主节流孔对正，以允许穿过所述第二主节流孔和控制节流孔流动，同时阻止穿过所述第一主节流孔流动。
2、 根据权利要求1所述的装置，其中所述节流孔板和选择器板包含同心圆盘。
3、 根据权利要求1所述的装置，包括设置在所述节流孔板和选择器板之间 的密封件，该密封件具有与所述选择器板的控制节流孔对正的通孔。
4、 根据权利要求1所述的装置，其中所述节流孔板和选择器板由可拆卸的 紧固件相连。
5、 根据权利要求4所述的装置，其中所述气室包括具有可拆卸的盖的ii7v 口 ，并且其中所述节流孔板和选择器板可穿过所述进入口进行拆卸。
6、 根据权利要求1所述的装置，包括，没置在所述流动通路中的过滤器，所 述过滤器的尺寸被设置为使该过滤器邻接所述选择器板和节流孔板中的至少一 个。
7、 根据权利要求1所述的装置，包括设置在所述选择器板和节流孔板之间 的密封板，该密封板具有与所述控制节流孔保持对正的通孔，其中所述节流孔 板、选择器板和密封板包含同心圆盘。
8、 根据权利要求7所述的装置，其中所述选择器板、节流孔板和密封板每 个都包括安装孔，并且所述安装孔沿轴向对正。
9、 根据权利要求1所述的装置，包括有效连接所述节流孔板和选择器板的 紧固件，所述紧固件被布置为可在所述第一位置和第二位置之间改变所述节流 孔板和选择器板的位置。
10、 一种具有选择性可变气体输出端的气动装置，该装置包括 一适于与压缩空气源冲目连的入口以及一出口 ，所述入口和出口沿一力t动通路流体连通；可变节流孔板，所述可变节流孔板设置在所述入口和出口之间的流动通路 中，所述可变节流孔板包括多个不同尺寸的主节流孔；以及选择器板，所述选择器板有效地与所述可变节流孔板相关联并且具有次节 流孔，所述选择器板和可变节流孔板在多个位置之间可相对于彼此移动，所述 主节流孔布置在所述可变节流孔板上，以允许所述选择器板的次节流孔选择性 地与所述主节流孔中的任一个对正，同时阻塞其余主节流孔。
11、 根据权利要求IO所述的装置，其中所述节流孔板和选择器板包含同心 圆盘。
12、 根据权利要求IO所述的装置，包括设置在所述节流孔板和选择器板之 间的密封件。
13、 根据权利要求10所述的气动装置，包括邻近所述控制节流孔设置的密 封件，以控制所述控制节流孔附近的泄漏。
14、 根据权利要求10所述的气动装置，包括设置在所述选择器板和节流孔 板之间的密封板，其中所述密封板、选择器板和节流孔板包含同心圆盘。
15、 根据权利要求11所述的气动装置，其中所述主节流孔布置在围绕所述 圆盘轴线的圓上。
16、 根据权利要求15所述的气动装置，其中所述气动装置包括一壳体，该 壳体具有设置在所述流动通路中的圆柱形空室，其中所述圆盘的尺寸被设置为使该圆盘可插入所述圓柱形空室中，1所述气动装置进一步包括一过滤器，该过 滤器的尺寸被设置为使该过滤器可插入所述空室中并且所述过滤器^^布置为邻 接至少一个所述圓盘。
17、 根据权利要求IO所述的装置，包括有效地连接所述节流孔板和选择器板的紧固件，所述紧固件被布置为可在所述第一位置和第二位置之间改变所述 节流孔板和选择器板的位置。
18、 根据权利要求IO所述的装置，包括位于所述流动通路中的气室，所述 气室包括具有可拆卸的盖的进入口 ，其中所述节流孔板和选择器板可穿过所述 进入口进行拆卸。
19、 根据权利要求18所述的装置，包括一圆柱形过滤器，所述过滤器的尺 寸被设置为使该过滤器可穿过所述进入口并插入到所述气室中，所述过滤器的 尺寸还使所述节流孔板和选择器板中的至少一个与所述气室的一端保持邻接。
20、 根据权利要求IO所述的装置，包括设置在所述选择器板和节流孔板之 间的密封件，该密封件具有与所述控制节流孔保持对正的通孔，其中所述节流 孔板、选择器板和密封板包含轴向对正的同心圆盘。
21、 一种具有选择性可变气体输出端的气动装置，该装置包括 一适于与压缩空气源相连的入口以及一出口 ，所述入口和出口沿一流动通路流体连通；控制組件，所述控制组件设置在所述入口和出口之间的流动通路中，所述 控制组件包括多个不同尺寸的主节流孔；并且所述控制组件包括具有次节流孔的选择器，所述选择器可在多个位置之间 相对于所述主节流孔移动，所述主节流孔和次节流孔可相对于彼此布置成可4吏 所述次节流孔与所选的一个主节流孔流体连通，所述控制组件进一步净皮布置为 在所述次节流孔与所选的一个主节流孔对正时阻塞其余主节流孔。
全文摘要
一种具有选择性可变气体输出端的气动装置(24)，包括可与一气源相连的入口和设置在一流动通路中的出口；位于该流动通路中的控制组件，该控制组件具有多个不同尺寸的主节流孔(28a-28h)。所述控制组件包括具有次节流孔(39)的选择器(30)，所述选择器可在多个位置之间相对于所述主节流孔移动，所述主节流孔和次节流孔可相对于彼此布置成可使所述次节流孔与所述主节流孔中所选出的一个主节流孔流体连通。所述控制组件进一步在所述次节流孔与所述主节流孔中所选出的一个主节流孔对正时阻塞其余主节流孔。
文档编号F16K3/08GK101107449SQ200680002448
公开日2008年1月16日 申请日期2006年1月3日 优先权日2005年2月16日
发明者巴里·L·加德尔, 杰克·塞吉亚特·唐, 罗纳德·布尔 申请人:费希尔控制产品国际有限公司