致动系统的改进或与之相关的改进的制作方法

1.本发明涉及用于高压流体动力装置的致动系统。
2.特别地，但不仅是，本发明涉及阀和致动其以释放或传递能量的方法。


背景技术：

3.需要控制和释放能量，特别是由高压流体传输、提供或释放的能量。
4.在一个实施例中，高压流体，例如压缩的气体，例如空气，或二氧化碳，可用于做功。在一个这样的实施例中，压缩的空气可以通过阀来驱动工作舱中的活塞或类似物来做功，例如驱动紧固件，例如在诸如但不限于钉枪等工具中。
5.在这种情况下，能量通过膨胀从高压流体源中提取。气体的膨胀总是与压力的降低有关，除非对系统加热、额外做功(压缩)或添加额外气体。
6.存在气动钉枪，通常通过系绳连接到气动压缩机，其使用加压气体来驱动往复式活塞，该活塞进而将钉子或紧固件驱动到要紧固的材料中。在这些压缩机供应系统中，通过阀连续供应空气，以保持活塞后面的压力足够高以执行所需的驱动功能。然后该阀或另一个阀允许活塞返回到准备工作位置。
7.保持进气低温对于保持压缩的气体的高效使用很重要，这在多次燃烧循环之后是困难的或不可能的。这对于工具的功能很重要，因为如果压力没有保持在高水平，则较低的压力可能不足以将钉子钉入。这当然取决于特定设计中实施的特定基板、钉子类型、舱体容积和活塞直径。
8.这些工具(尤其是框架变体)在使用压缩的气体方面效率低下。他们使用大量空气来驱动每个钉子并返回驱动活塞。因此，它们无法脱离压缩机运行，而压缩机是压缩的空气的来源，其用于任何有意义的商业用途。因此，效率通常不是这些工具的主要性能指标，因为压缩机只是运行时间更长一点，而对用户的成本或麻烦却很少。取而代之的是，动力、可靠性、坚固性、紧凑性和其他生物舒适性优先于效率，其中一些直接或间接通过系留式压缩机的有效无限空气供应而实现。
9.为了至少解决系绳问题，已经开发了几种不同的系统。
10.一种这样的系统利用诸如丁烷的可燃气体来提供驱动工具运行的爆炸。鉴于该工具通常包括用于可燃气体的存储装置和彼此靠近的燃烧源，这样的燃烧系统具有其自身的安全问题。气体和储气筒往往很昂贵，并且只能从选定的供应商处获得。此外，当完成时，储气筒是一种废物流，可能并不总是被回收利用。此外，他们通常需要电池作为点火源。同样，当这些用尽时，即使它们是可充电的，它们也可能无法回收。此外，爆炸的热量和冲击往往会严重磨损工具，导致它们需要经常维护。如果工具暴露在雨水等湿气中，电气部件很容易发生故障。所有这些因素都会增加额外的成本、废物流和给用户带来不便的因素。此外，它们的性能可能会在快速打火的情况下受到影响，因为它们必须排出燃烧气体并充注新鲜的气体和空气，并在打火前适当混合。此外，由于没有使用燃烧充注的全部压力，它们可能效率低下。此外，它们会产生可能对用户健康造成危害的气体，尤其是在密闭空间中。
11.最近，已经开发了便携式压力源，通过该压力源可以通过调节器将包含加压流体(例如二氧化碳)的容器连接到传统上由空气压缩机提供动力的工具。这些系统允许以更便携的方式使用工具，而不受传统设置的软管要求的限制。然而，可用的气动工具是为气动装置设计的，压缩的空气或气体的供应实际上是无限的。因此，压缩的气体的能量传输和使用再次相对低效，尤其是在驱动机构中。
12.通常，这种压缩的气体驱动工具是低效的，至少因为为了简化它们的制造和组装，它们具有这样的架构，其中一个向执行工作的驱动活塞供应压缩气体的阀具有两种功能。因此，至少有很短的时间，在主加压流体供应源和大气之间存在流路，该流路通过驱动活塞在其中往复运动的舱体。虽然压力区域通常会设计为快速停止该流路，但它可能是导致某些设计效率低下的重要原因，即使在短时间内，高压源也有直接通往大气的路径，因此浪费存在于这种高压流体中的能量。在这些已建立的设计中，即使这种临时泄路被有效地最小化，该机构仍然以将大量全压气体排放到大气中的方式运行，这些气体没有做任何功，因此被浪费了。从热力学上讲，这是非常低效的。
13.因此，气动工具的驱动机构在压缩的气体或高压流体的消耗方面更有效将是有利的。
14.一种避免与远程供应高压流体系绳、使用燃烧或低效使用高压流体的解决方案是我们自己的专利nz573990中公开的阀和致动系统。这种阀和致动系统可用于许多应用，包括用于木材、混凝土和相关建筑材料的冲击钉枪。然而，相同的致动和阀系统可以在许多其他应用中找到用途，包括但不限于害虫防治、气动马达或任何需要高效阀控制的地方。
15.在nz573990中，将高压流体释放到工作腔中的阀通过冲击它的打火锤将其打开以允许流体进入工作舱做功。这是一个非常有效的系统，并且很少浪费高压流体。
16.在本说明书中，在已经对专利说明书、其它外部文档或其它信息来源进行参考的情况下，一般是出于提供讨论本发明特征的背景的目的。除非另有具体规定，否则对此类外部文档的参考不应被理解为承认在任何司法管辖权限内此类文件或此类信息来源是现有技术，或形成本领域内一般公知常识的一部分。
17.本发明的一个目的是提供一种用于高压流体的改进的致动和/或阀系统，或提供用于高压流体的改进的致动和/或阀系统，其效率更高并且主要或单独由高压流体或气体致动，或克服上述缺点或解决上述需求，或至少为公众提供一个有用的选择。


技术实现要素：

18.在第一方面，本发明在于一种装置，包括或包括，
19.排放舱，其用于接收来自高压流体源的高压流体，
20.剂量舱，其用于通过从排放舱到剂量舱的流路接收来自排放舱的高压流体流，具有出口，
21.工作舱，其在其一端具有入口端，
22.剂量阀构件，其具有围绕入口端的环形密封面，
23.其中，当剂量阀构件处于关闭状态时，密封面与环形座接触以密封出口；并且在剂量阀构件处于打开状态的情况下，在环形密封面和座之间存在间隙以允许高压流体从出口移动到入口，
24.其中，排放舱中的高压流体至少部分地将剂量阀构件保持在关闭状态，直到排放舱中的高压流体压力降低，由此剂量舱中的高压流体将剂量阀构件解封到打开位置。
25.优选地，当剂量阀构件打开时，防止高压流体流进入剂量舱或排放舱。
26.优选地，当剂量阀构件打开时，防止高压流体流进入排放舱。
27.优选地，流入工作舱的高压流体然后对其中的工作载荷做功，以将其从工作舱的相对端排出或移向工作舱的相对端。
28.优选地，当工作载荷从第一端(或入口端)驱动到第二端(或相对端)时，没有从任何高压流体源到工作载荷驱动组件或舱体的流体连接可用。
29.优选地，剂量阀构件线性滑动。
30.优选地，剂量阀构件沿着平行于装置主轴线的线性轴线滑动。
31.优选地，工作载荷，无论是固定的，例如活塞，还是被排出的，例如射弹，都沿着工作舱从入口端线性滑动到或朝向相对的远端，平行于主轴线。
32.优选地，排放舱、剂量舱和工作舱与主轴线同心或平行。
33.优选地，排气阀在入口端处或朝向入口端偏置打开，并且在离开剂量舱的高压流体的致动下关闭排气口。
34.优选地，当工作载荷在或接近相对端时，在偏置的作用下，排气口打开。
35.优选地，排气阀是活塞或隔膜，其至少部分地被剂量阀包围。
36.优选地，剂量阀在关闭状态下至少部分地偏置。
37.优选地，剂量舱是从工作舱径向向外或向内的中空容积。
38.优选地，流路通过剂量阀。
39.优选地，流路在剂量阀的裙部中。
40.优选地，在从排放舱到剂量舱的流路中存在限制，使得排放舱即使在填充剂量舱时也会增加剂量阀的关闭压力。
41.优选地，在从排放舱到剂量舱的流路中存在单向阀。
42.优选地，排放舱是中空的圆柱形容积，例如环形舱。
43.优选地，排放舱中的压力通过触发机构或类似物来降低。
44.优选地，触发机构将排放舱中的压力排放到大气中。
45.优选地，工作载荷通过其后侧的流体垫、后侧或前侧的弹簧、或从前侧连接到或朝向入口端的拉伸构件返回到入口端。
46.优选地，排气阀上的偏置是弹簧。
47.优选地，其中或此外，排气阀上的偏置是连接在工作载荷和排气门之间的拉伸构件。
48.优选地，存在安全阀以选择性地从剂量舱排放压力以防止装置运行。
49.优选地，如果高压流体供应压力下降到剂量舱的压力以下，则缓慢泄漏安全阀从剂量舱释放流体压力。
50.在另一方面，本发明包括一种操作高压流体装置的方法，包括以下步骤，
51.用高压流体填充排放舱，
52.通过作用在阀构件后侧的高压流体增加阀构件的密封压力，以将阀构件保持在关闭状态，阀构件在剂量舱的出口和工作舱的入口之间具有环形密封面，
53.通过流路将高压流体从排放舱传递到剂量舱，
54.降低排放舱的压力，使得剂量舱中的高压流体作用于阀构件的前侧，迫使阀构件处于打开状态，在入口和出口之间存在间隙，
55.高压流体然后从剂量舱进入工作舱以对工作舱内的工作载荷做功。
56.优选地，排放舱和剂量舱在减压之前被填充时处于几乎相同的压力。
57.优选地，排气阀移动到将排气口与工作舱关闭的位置，直到在工作载荷上完成工作，此时排气口打开，例如在偏置下。
58.优选地，该方法包括允许工作载荷返回到工作舱的入口端的步骤，工作载荷和入口端之间的任何流体通过排气口离开。
59.优选地，排气口偏置打开，除非高压流体离开剂量舱，使得偏置被克服，并且排气阀移动到排气口的关闭位置。
60.优选地，一旦工作载荷移动到或朝向相对端，剂量阀构件就移动到关闭位置。
61.优选地，触发机构降低排放舱中的压力。
62.优选地，工作载荷通过偏置返回到入口端，例如但不限于流体垫/压力偏置，或在工作载荷的背面、非工作侧上的压缩构件，和/或在工作载荷前工作侧的拉伸构件。
63.优选地，一旦剂量阀构件处于关闭位置，排放舱和剂量舱就可以再次自由填充。
64.优选地，其中或另外地，排放舱的填充有助于关闭剂量阀构件。
65.优选地，该方法包括可选地将剂量舱中的高压流体排放到大气中以防止装置运行的步骤。
66.在另一方面，本发明包括如本文参考附图中的任何一个或多个所述的装置。
67.在另一方面，本发明包括一种操作高压流体装置的方法，如本文参考任何一个或多个附图所述。
68.如本文所使用，术语“和/或”是指“和”或“或”或两者。
69.如本文所使用，在名词之后的“(一或多个)”是指所述名词的复数和/或单数形式。
70.如本说明书中所使用，术语“包括”是指“至少部分地由
……
组成”。当对在本说明书中包括术语的陈述进行解释时，在每个陈述中由术语引出的特征都需要存在，但其他特征也可以存在。诸如“包括”和“被包括”的相关术语将以相同的方式解释。
71.预期对本文所公开的数字范围(例如1到10)的引用也结合在所述范围内的所有有理数(例如1、1.1、2、3、3.9、4、5、6、6.5、7、8、9和10)以及也在所述范围内的任何有理数范围(例如2到8、1.5到5.5和3.1到4.7)的引用。
72.上文和下文中引用的所有申请、专利和公开的全部公开内容(如果有的话)通过引用并入本文中。
73.广泛地说，本发明还可以在于单独地或共同地在本技术的说明书中提及或指示的部分、元件和特征，和任意两个或更多个所述部分、元件或特征中的任意或所有组合，并且当具有本发明所涉及的领域中的已知等效物的特定的整数在此被提到时，此类已知等效物被认为如单独地进行阐述一般并入本文中。
74.本发明的其他方面可从仅以实施例方式且参考附图给出的以下描述变得显而易见。
附图说明
75.现在将参考附图描述本发明的优选形式，其中；
76.图1显示了在未施加高压流体的静止状态下通过符合本发明的装置的垂直横截面，
77.图2显示与图1类似的视图，显示压力安全释放阀的位置以及排放舱的供应和排放口，
78.图3显示与图1类似的视图，显示排放舱已装满，并且从那里流向剂量舱并填充，
79.图4显示图3的下一阶段，此时剂量舱也已充满，
80.图5显示图4的下一个阶段，其中排放舱已排完，
81.图6显示了图5之后的下一个阶段，此时剂量阀打开以允许从剂量舱的出口流到工作舱的入口，
82.图7显示了图6之后的下一个阶段，排气阀关闭，工作载荷(在本例中为活塞)被驱向工作舱的相对端，
83.图8显示了图7之后的下一个阶段，其中工作舱相对端的工作载荷，
84.图9显示了图8之后的下一个阶段，其中工作载荷(在本例中为活塞)开始返回工作舱，排气阀现在打开，
85.图10显示了图9之后的下一个阶段，其中工作载荷返回到工作舱的阀端，
86.图11显示了与图1类似的视图，增加了一个拉伸构件以帮助活塞或工作载荷返回，和/或至少部分充当排气阀，在a处显示活塞处于准备工作位置并且抗拉构件基本上未拉伸，b活塞移动到它已完成其工作的位置，抗拉构件在活塞和排气阀之间延伸并处于延伸状态，并且c活塞在至少部分由拉伸构件辅助的情况下，正在向工作舱的后方移动，并且
87.图12显示了本发明的几个实施方式的示意图。
具体实施方式
88.现在将参考图1至图12来描述优选的实施方式。所示视图是沿主轴线的垂直横截面，因此所示实施方式及其部件在很大程度上是径向对称的。
89.一种新型气动力致动阀设计利用触发力致动阀的压力排放器以从高压流体产生高效能量提取，例如压缩的气体，例如但不限于空气或二氧化碳。还提出了一种新型基于压力的活塞返回和排气流量控制系统，以允许工作载荷后面的压力排出，该系统与力致动阀紧密集成，该阀可用于高循环率系统，也高效使用高压流体。
90.参考图1至10描述了装置的部件和特征。
91.装置1具有来自流体源4的高压流体3的供应。在一种优选的形式中，流体源4连接到工具或装置1所属的类似工具，并与之一体，例如手持钉子或紧固枪、害虫捕集器、救援漂浮装置发射器或气体脉冲清洁器，或其他需要本发明阀布置的组件。在这种情况下，高压流体源4是容纳高压流体的加压容器或罐。在其他实施方式中，流体源4可以位于远处并且流体连接，例如在阀系统或类似物中。
92.高压流体3直接或通过调节器、安全阀或类似物供应排放舱2。通常需要一个调节器，除了其安全方面和任何安全阀外，它还确保为任何触发系统和排放舱供应恒定的工作压力。通常，高压流体在罐或容器中，并将高压流体保持在4500psi或更高，并将其调节至工
作压力，例如大约400至600psi。高压流体源中的压力当然可以根据需要而高，例如当装置是无系绳装置时所需的容量。调节器或其下游的阀将阻止向排放舱供应过低的压力，以确保装置的正确运行。
93.如图所示，排放舱2是环形容积，这具有几个优点。它提供了一个更紧凑的系统。此外，鉴于剂量阀构件11的环状性质并且它沿装置的主纵轴线性滑动，则排放舱2至少部分地由剂量阀构件11在打火时滑入的环形空间形成，在移动到关闭位置13时滑出。此外，将排放舱2作为环形容积，则允许独立排气阀20和排气口21(稍后描述)位于内部，优选地，同心位于内部(尽管必要时可能偏离剂量阀构件11的轴)。这提供了简化和优化的排气正时和控制。
94.排放舱2的下游是剂量舱5。两者由剂量阀构件11隔开。剂量舱5也是一个环形舱，它也可以被描述为一个中空的圆柱形容积或空隙。两者之间是剂量阀构件11，简要描述。在排放舱2和剂量舱5之间是流路6。流路6可以通过剂量阀构件11主体，或可以通过单独的流路流动到剂量舱5，例如通过每个所述舱体的壁中的一个或多个端口，流体连接各舱体。当排放舱2充满工作流体3时，通常处于高压，那么剂量舱5可以通过流路6填充。在优选形式中，流路至少部分地由剂量阀构件11提供，如图3所示。或者，它可以由围绕剂量阀构件11的泄路提供。在一种形式中，流路6在排放舱2和剂量舱5之间一直打开。然而，在其他形式中，它仅可以在剂量阀构件11处于密封剂量舱5的关闭位置时打开。
95.在优选形式中，在排放舱2和剂量舱5之间的流路6中存在限制25。在其他形式中，剂量舱和排放舱之间可以有止回阀或单向阀26。在某些应用中，这是不必要的，但在高循环率应用中，这将非常有益。例如，当排放舱压力降低时，如果没有单向阀26，则压力可能从剂量舱5流回排放舱2，然后可能流回大气。止回阀可以由剂量阀构件2周边上的凹槽中的o形环形成，该o形环位于凹槽中的单个或一系列孔之上。空气可以通过移动o形环从孔中流出，但被o形环阻止通过孔返回，例如从排放舱到剂量舱。止回阀可以由任何其他方式形成，例如提升阀或球止回阀。在连接排放舱2和剂量舱5的流路6不通过剂量阀构件11的设计中，这些替代的止回阀选项可能更合适。
96.提供这种止回阀具有以下优点，
97.a.)在快速填充有好处的应用中快速填充剂量舱，例如在紧固工具等高循环率(《1s循环)应用中，
98.b.)在触发和倾卸排放舱中的压力时，不允许剂量舱气体流回排放舱，然后流回大气。这通过使开启力偏置最大化来提高致动机构的可靠性，并且由于更少的空气被排放到大气中而提高了效率。
99.c.)止回阀在某些应用中需要其他安全功能(下面提到的附加止回阀)
100.d.)在不存在止回阀的情况下，可以存在通过剂量阀构件或连接排放舱和剂量舱的单独流路的流动限制，其中触发排气流量超过通过排放至剂量流路6的流量。
101.在优选形式中，剂量舱5也是环形舱，其也可以描述为中空圆柱形容积，类似于排放舱2。在如图1所示的优选形式中，它沿着排放舱2。
102.一个安全特征是能够独立地从剂量舱5以及可能还从排放舱2排放压力。这样，阀和致动系统1可以进入安全或非运行模式。在没有剂量阀构件11的任何其他锁定系统的情况下，至少从剂量舱5排放压力将防止剂量阀构件11的打火，并因此防止工作载荷17打火。
103.在优选形式中，排放剂量舱5的压力也将排放排放舱2的压力，因为这通过流路连接，但是顺序地完成，首先是剂量舱，然后是排放舱，或以任何其他受控方式，其中剂量舱中的压力不能超过排放舱中的压力，因此剂量阀构件保持关闭，因此装置不能打火。
104.例如，当本发明的结构用于钉枪时，排放剂量舱5的压力将解除钉枪并防止其发射。即使扣动触发器，也可能存在防止高压流体流入倾卸舱体2(并因此流入剂量舱体)或至少流入剂量舱体的进一步锁定，直到操作者准备好再次使用该工具并重新启动该工具，从而关闭来自剂量舱5的任何安全阀，并允许工作流体进入排放舱2，因此剂量舱5——工具或至少装置1准备再次操作..简单地排放排放舱2并且不允许进一步的工作流体进入它也是一种选择，但是这不安全，因为剂量舱5已准备好，然后将打火工作舱8和其中的任何工作载荷17。出于这个原因，“关闭”或“确保安全”功能不得从排放舱2排放压力，相反，它必须至少仅或首先从剂量舱5排放或释放。
105.在优选形式中，排放舱2的中心轴线和剂量舱5的中心轴线平行于装置的主轴线18，并且在优选形式中它们都是同心的。然而，在某些形式中，虽然是平行的，但它们也可能是相互独立的。
106.为了提高安全性，可能会有意外的压力损失安全止回阀29a和29b，这是紧固应用中需要的功能。
107.其中第一个是灾难性供应故障止回阀29a。在触发器上游出现大泄漏流路的极端事件中，这可能导致排放舱2失去压力。一个直列式止回阀，其中供应从排放舱进入排放舱2，阻止排放舱2通过泄漏倒回并触发火灾事件。根据系统的外壳类型和完整性以及其他部件的流量，可能会决定不需要此安全功能，尽管这必须是一个经过深思熟虑的决定。
108.其中第二个是缓慢泄漏安全止回阀29b。在发生意外缓慢泄漏或通过压力供应排气的正常压力损失的情况下，不得允许剂量舱5处于比排放舱2更高的压力，因为这将导致火灾事件。灾难性供应故障止回阀上游的止回阀实现了这一点。随着供应压力下降到剂量舱压力以下，空气从剂量舱流出泄漏安全止回阀，并最终从故障泄漏点流出到大气中。
109.触发机构可以使用滑阀，该滑阀将排放排放舱2中的压力。或者，可以使用滑阀来中断工作流体3到排放舱2的流动，并将排放舱2连接到通往大气的排放管。然后滑阀可以恢复到第一状态，在该状态下它关闭排气并将供应重新连接到排放舱2。这将具有在第一位置供应高压流体以对排放舱和剂量舱进行充注，然后当移动到第二位置时完全切断高压流体的供应，然后将排放舱连接到大气或参考或较低的压力。这然后允许排放舱释放其压力，从而使剂量舱打开剂量阀，并为工作舱或工作载荷31充注，然后做功。
110.在排放舱2和剂量舱5之间有剂量阀构件11。剂量阀构件11具有如图2所示的关闭位置13和如图7所示的打开位置15。在一种形式中，剂量阀构件11被偏置关闭。剂量阀构件11具有环形密封面12，其在优选形式中是或基本上是钝的或圆形的刀刃，如图所示。该环形密封面12在关闭位置13依次密封在密封构件34上。在优选形式中，密封构件34是o形环、方形截面环、x(或“四”形)环、或集成的共模制密封元件、或类似截面的橡胶或橡胶类材料，如图所示，尽管也可以接受其他形式，只要它们可以根据需要密封到密封面12上，也可以使用相反的布置，如下所述。密封构件34例如在剂量舱的壁上或其近端，如图2所示。替代地，密封构件34可以在剂量阀构件11上，并且密封面12可以在剂量舱体的壁上或其近端。
111.当剂量阀构件处于打开位置15时，如图6和7所示，在环形密封面12和密封构件34
之间出现或产生或形成间隙16。这形成了从剂量舱5到工作舱8的出口7。这允许处于压力下的工作流体进入工作舱8。
112.在优选形式中，剂量阀构件11被偏置关闭，例如通过剂量弹簧35。
113.如图所示，剂量阀构件11具有细长裙部23，其沿着并平行于其线性轴线18延伸。当处于打开位置15时，该细长裙部23被接收到排放舱2中。在优选形式中，细长裙部23填充整个排放舱2。当处于关闭位置13时，细长裙部部分地形成环形空隙的壁，即排放舱2。排放舱中的流体压力作用在剂量阀构件11的后表面36上以部分地保持其关闭。因此，该流体压力作用以进一步迫使排放阀构件11进入关闭位置13，从而增加环形密封面12和密封构件34之间的密封。这与剂量弹簧35结合或代替剂量弹簧35。
114.剂量阀构件11的前表面37也受到来自剂量舱中的工作流体3的压力。然而，剂量阀构件通过与排放舱的压力差和/或面积差保持在关闭位置。只有当排放舱中的该压力降低时，剂量阀构件11才打开。由于高压，这种打开非常快，发生在0.01到2秒内，优选小于0.5秒。
115.在稳态情况下，剂量舱5和排放舱2之间的压力将基本相同，并且通常对于大多数快速打火情况它们也是如此。然而，排放舱2在后表面36上具有比呈现给剂量舱5的前侧更大的用于压力作用的区域，因此剂量阀构件11保持关闭。只有当排放舱2中的压力降低、排放、排气或释放时，例如通过如前所述的触发系统，剂量舱5才有足够的力来打开剂量阀构件11。
116.剂量舱5及其出口7的下游是工作舱8。它在入口端10处具有入口9，当剂量阀构件11移动到打开位置15时，其从剂量舱5接收工作流体3。
117.工作舱8包含工作载荷17。这可以是固定工作载荷，例如但不限于在活塞内往复运动的活塞，或者可以是非固定工作载荷，例如从工作舱8弹出的射弹或类似物。或者，在工作舱中可能没有任何物理物品，例如活塞或射弹，它可以是压力波然后被释放到舱体中或从舱体中释放以做功。
118.在优选形式中，工作载荷位于入口端10，在剂量阀构件11打开之前，其后面优选不存在空隙或容积。
119.也存在于剂量舱5和剂量阀构件11的下游是排气阀20。这可以在工作舱8的上游，或者可以在与工作舱8相同流位置，即工作流体3将在相同或相似的时间对两者进行操作。
120.排气阀20还具有如图3所示的打开位置和如图7所示的关闭位置。当处于打开位置时，它暴露一个或多个排气口21，而在关闭时它关闭这些排气口。在优选形式中，排气阀20被偏置到打开位置，例如通过排气弹簧38，或者附加地或替代地，如下所述的拉伸构件28。
121.当剂量阀构件11打开时，排气阀20通过工作流体3移动到关闭位置，从而关闭排气口21，从而为工作舱8提供封闭容积。
122.当工作舱8暴露于该加压工作流体3时，其中的工作载荷从工作流体接收能量并被作用，例如它移动到工作舱8的相对端22。然后它可以从那里被排出，例如作为一个射弹，或者它可以然后返回，例如作为一个活塞。
123.如上所述，将工作载荷返回到发射位置(即剂量阀端或入口端附近)的一种方法是在工作载荷的前侧31上使用气垫，例如在活塞的前侧31上。这是由返回舱39形成的。也可以在后侧使用弹簧或类似物。
124.另一种方法，作为替代或补充，是在工作载荷的后侧32上使用拉伸构件28，例如活塞，如图11a-c所示。拉伸构件28可以例如是有弹性的弹性元件，例如但不限于硅胶或类似材料，其在其松弛或接近松弛状态下将工作载荷保持在接近或抵靠工作舱入口端的位置。
125.当致动系统1被启动并且工作载荷向下移动到工作舱8时，拉伸元件28延伸。当打火冲程完成时，工作载荷需要返回工作舱8的阀端或入口端10，并且工作载荷的工作侧或后侧压力减小。拉伸构件本身，或与气垫或其他存储在工作载荷前侧31上的能量相结合，然后将要再次收缩。以这种方式，它将在气垫推动工作载荷的同时将工作载荷拉回工作舱8的入口端10。
126.拉伸构件28可以连接到工作舱8的内部或者可以延伸穿过工作舱的壁并且通过外表面、主体、固定或紧固方法连接或约束。
127.在其他形式中，拉伸构件可以连接到排气阀20，例如座、活塞或移动元件，如图11a-c所示。如上所述，排气阀20在打火时将在工作载荷沿工作舱8向下行进时关闭排气口21。在工作冲程完成或接近完成时，排气阀20定时打开排气口21以降低工作载荷前部的压力，从而使其易于返回到工作舱8的入口端10的起始位置。
128.当拉伸构件28连接到排气阀20时，拉伸构件28被调整为至少部分或全部有助于控制排气阀20的运动并打开排气口21.这是通过基于工作载荷的位置在排气元件上施加力来调整和计时排气口21打开的附加方式。这可以提供一个优势，因为它可以用于完全移除活塞返回舱39(从而减少部件数量、密封失效的可能性和/或复杂性)，或移除它的一些组件，例如单向止回阀，或至少允许活塞返回舱39的尺寸减小或将允许活塞返回舱在较低压力下有效运行。
129.此外，如果拉伸构件28是弹性材料，至少对于它将经历的延伸，那么通常它会随着它的延伸而减小横截面面积并且随着它的膨胀而扩大横截面面积。这清楚地显示在图11a-c中。
130.如图11所示的拉伸构件28可以至少部分地通过排气阀20连接。因此，当拉伸构件28延伸时，它将减小其横截面积，如图11b所示，并打开其连接排气阀20的那部分，通常在工作载荷处于其冲程的极限时，因此功高压流体已经完成工作，且工作载荷准备返回。然后，排气阀20将在上述作用下打开，并且可选地还由于拉伸构件20的拉力和变薄，并且将移动到打开位置，远离端口21。然后，拉伸构件28的变薄允许通过排气阀20的主体，在这种情况下为中心，的进一步排气路径。
131.该特征可进一步用于定时打开排气阀20和排气口21。这样可以减少排气阀20打开和关闭端口21所需的线性运动。
132.该装置至少部分包含在内，并且形成了由外壳33描述的一些结构。该装置具有运行其主要长度的主轴线18。
133.现在参照图1至图10描述与本发明一致的阀和致动系统的操作方法。阀、工作载荷和工作流体3的移动方向由箭头表示，并且工作流体的位置用交叉阴影线明确。
134.在图3中，排放舱2比剂量舱5填充得更快，从而产生或增加剂量阀构件11的关闭和密封力偏置。这种填充速度差是不可避免的，因为剂量舱5由排放舱2经由流路6供应，并且在该流路中阀26的任何限制25，产生的压力差的量取决于进出排放舱2的流道的流量。剂量舱5也可以通过单向阀填充。在图4中，剂量舱5显示已充注。
135.在图5中，当触发机构27被致动时，排放舱2被排出或释放，在这种情况下到较低压力，例如大气或参考压力。由于内密封、外密封和面密封的压力区域，剂量阀构件11上的力平衡被交换。在其他形式中，排放舱可以排气到工作舱8(将略微提高效率，并且将部分减轻使剂量舱5的效率极低的需要)
136.然后剂量阀5在图6中打开，加压气体流动以填充工作载荷17后面的小空间，在这种情况下，如图所示，为活塞。这
137.a.进一步增加剂量阀构件11上的打开力偏置，将其完全打开并推出排放舱2中的任何剩余气体。
138.b.开始为排气阀通电，开始将其移向关闭位置。
139.c.开始将工作载荷向下移动到工作舱。
140.如图7所示，剂量舱5中的工作流体3膨胀，压力下降并将工作载荷17推下工作舱8。如图所示为活塞形的排气阀20被密封在其面密封上以密封排气口21，从而密封工作载荷后面的工作舱。
141.工作载荷，在这种情况下是活塞，当它移动时，通过图8中的返回舱单向阀40，允许工作载荷前侧31上的工作舱压力膨胀到活塞返回舱39中。如果剂量阀构件11装配有力偏置弹簧35(未示出)，则它将根据调整在现在、稍早或稍晚关闭剂量阀构件11。
142.如图9所示，达到排气压力，使排气弹簧38克服压力打开排气阀20，从而打开排气口21。这允许工作载荷返回或加载，由活塞返回舱39中的工作流体3和/或拉伸构件28驱动。如果包括剂量弹簧35，则剂量阀构件11在该阶段移动到关闭位置13-但如果没有，剂量阀构件11将处于打开状态，并且剂量舱5将完全排入工作舱，然后在排气口打开后排入大气。
143.工作载荷17后面的剩余工作流体3通过端口21排放到大气中，并且工作载荷17，如图10所示，返回到入口端10。
144.在拉动或以其他方式启动触发器时，工作流体向打火机构的供应，即向排放舱2的供应，被切断。然后在释放触发机构27时，排放舱2和剂量舱5被快速再充注。在其他形式中，启动触发机构27将暂时关闭供应，但随后将重新填充排放舱2，即使触发机构未被释放。
145.触发器27的释放可以是自动的、锁定的或以某种方式弹起以允许在触发器仍然被压下时重新填充，也就是说触发器仅在短时间内有效，或者依赖于另一个触发元件，例如在钉枪所使用的安全元件，它确保工具作为触发动作的一部分紧靠工件。
146.排气也可独立于剂量阀构件11的位置发生
147.本发明可以在穿透式紧固工具、气动马达、射弹发射器、快速脉冲空气或流体阀等方面具有潜在应用。工作流体可以是压缩的气体，并且优选地是高度压缩的，使用4500psi或更高作为源，尽管这可以被调低，例如空气、二氧化碳、氮气或类似物。在替代形式中，工作流体可以是液压流体、超临界流体或类似流体。
148.与现有技术相比，本发明提供了许多优点：
149.·
阀非常有效，并且可以从高压流体中提取高百分比的可用能量。这允许从高压流体源获得更多的重复次数，从而降低与补充源相关的成本并增加使用运动传输装置的便利性。
150.·
由于系统的封闭性以及从循环开始到结束流体压力的大幅降低，装置产生的噪音污染大大减少并提高了其可用性。
151.·
每个循环所需的加压流体量越少，就可以安全地实现更多的重复次数。
152.·
在致动系统排气期间排出的较小容积的加压流体降低了与此过程相关的排气要求和潜在的安全隐患。例如，在加压流体是二氧化碳的情况下，降低了在排气中形成干冰的风险。
153.·
阀的开口面积相对于剂量舱的容积较大，阀面积打开迅速。因此，完全充注的高压气体非常迅速地离开剂量舱，并且阀可以在打开后很快返回关闭状态。这允许该机构以非常高的循环率有效地运行，并且即使在工作载荷沿着舱体向下移动时，剂量舱和排放舱也可以充注并准备再次启动。
154.·
允许使用可靠的压力排放、力偏置密封和触发器实现高功率密度和极其高效的气动力致动。
155.本发明的上述描述包括其优选形式。在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行修改。