专利名称：堵塞排放阀组件的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及气动和液压阀，具体涉及一种具有可由机器操作或手动操作的 单个运动部件的三向、柔性密封阀。
背景技术：
在多种应用场合中，使用三向阀来控制各种气动和液压系统中的流体流动已经有 较长历史。在一些这样的阀组件中，阀构件呈球体和致动针的形式，该球体可在一对阀座之 间自由运动，而该致动针用于将所述球体推靠在所述两个阀座中的一个阀座上。这类球阀 具有若干局限性，包括不能足够精确地控制流体的流动。此外，在球构件介于所述两个阀座 之间时，球构件有时会妨碍流体流通侧端口的整体流动。一类三向阀为堵塞排放阀，其用于控制流体在压力源和由该压力源致动的至少两 个阀之间的流体连通。这些类型的阀通常用于对流体在压力源、导阀和安全阀之间的流动 进行控制。这些类型的阀通常包括布置在阀的不同腔室部分之间的隔膜或隔断物，这些不 同的腔室在阀运转的某些阶段内在不同的压力下运行。所述隔膜会变劣，这会妨碍阀的运 行，从而需要经常更换。这些类型的阀在歧管内还包括两个分离的阀其中一个阀对压力源 的导通进行控制，而另一个阀允许流体在压力下排出或排放。因为这些类型的阀实际上包 括两个相互独立的阀，从而它们要从多个部件组装而成，需要复杂的连接体系，并且会由于 操作错误的阀或由于操作仅仅一个阀而发生错误。本发明通过提供一种堵塞排放阀而避免了现有技术的这些限制，该堵塞排放阀具 有单个手动或机器操作的可运动构件，该可运动构件在第一和第二位置之间容易且快速地 移位，用以分别隔离和连接压力操作装置和气动或液压压力源。设有“柔性的”防漏密封件 以将压力源和压力操作装置隔离，从而排出或排放流体。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种压力系统中的三向气动或液压阀，其用于将诸 如仪器或工具之类的装置与压力动力源隔离，以对所述装置进行校准、维修、维护，或者取 下或更换所述装置。本发明的另一目的是提供一种具有单一移动部件的压力阀，该移动部件能同时堵 塞和排放密闭容器或系统中的压力。本发明的又一目的是在压力系统中提供一种单一的机器或手动操作阀，该操作阀 具有最少数量的移动部件，所述移动部件使得无需系统停止运转即可对关键部件进行维护 或更换。本发明的再一目的是提供一种用于液压或气动系统的三向阀，当所述三向阀在其 打开和关闭位置之间运动时，所述三向阀限制压力介质的流动，从而防止内部系统干扰并 使泄漏最少。本发明提出一种堵塞排放阀组件，该堵塞排放阀组件包括联接至压力流体源、流体压力操作装置以及流体排出器的壳体。所述阀还包括布置在所述壳体内并联接至所述流 体源、所述流体压力操作装置以及流体排出器的腔室。在所述阀腔室内布置有密封构件，该 密封构件可在第一和第二位置之间运动。在所述密封构件的第一位置，所述流体源与所述 阀腔室隔离开，且所述阀腔室内的流体从所述流体排出器排出。在所述密封构件的第二位 置，压力流体被提供至所述流体压力操作装置，且流体被阻止而不能经由排出器从所述阀 腔室排出。所述三向阀还包括遥控装置，该遥控装置联接至所述密封构件，以用于使所述密 封构件在所述第一位置和所述第二位置之间运动，从而关闭和打开阀。
所附权利要求阐明了表征本发明的那些新特征。然而，结合附图参照以下对优选 实施方式的详细描述将最好地理解本发明本身及其其他的目的和优点，在各附图中相同的 附图标记代表着相同的元件，其中图1为本发明的堵塞排放阀的横向剖视图；图2、图3和图4为本发明阀组件的布置在阀壳体内的阀杆的横向剖视图，其中分 别示出了处于关闭位置、中间位置以及打开位置的所述阀组件；图5和图6为本发明的堵塞排放阀组件的一部分的横向剖视图，分别示出了其中 第一密封件处于关闭阀的位置、而第二密封件处于排出流体的位置的第一操作模式；图7和图8为本发明的堵塞排放阀组件的一部分的横向剖视图，分别示出了其中 第二密封件处于防止流体排出的位置、而第一密封件处于打开位置以允许流体在压力下通 向压力操作装置的第二操作模式；图9为本发明的堵塞排放阀组件中使用的阀杆的部分分解横向视图；图10为阀衬套的部分分解横向视图，该阀衬套布置在所述阀壳体内，用于将所述 阀杆维持在所述壳体内的适当位置；且图11为阀壳体内部的简化横向剖视图，其中，根据本发明，阀杆位于阀壳体内。
具体实施例方式参照图1，其示出了根据本发明原理的堵塞排放阀10的横向剖视图。本发明的堵 塞排放阀10包括阀壳体12，该阀壳体12具有入流或供给端口 14、输出或使用端口 16、以 及排出通道18。入流端口 14、出流端口 16以及排出通道18都与细长的、大致为直线形的 孔或槽68相连，该孔或槽的横截面为圆形，其直径朝向壳体12内部逐渐减小。在孔68内 布置有外阀衬套22和内杆24的组合。以下将详细描述的图2、图3和图4示出了外阀衬 套22和内阀杆24的组合的横向剖视图。图9示出了杆24的局部分解侧视图。图10示出 了阀衬套22的横向剖视图。图11示出了位于阀组件壳体内的孔或内槽68的横向剖视图。 阀壳体12、阀衬套22和阀杆24都由诸如钢的硬质、高强度的材料构成。孔68和阀壳体12的内端由大体呈筒形的阀腔室27构成。上述入流端口 14布置 在阀壳体12内，并延伸穿过阀壳体12的一个侧壁。上述出流端口 16布置在阀壳体12内， 并延伸穿过阀壳体12的上表面。最后，上述排出或排放通道18布置在阀壳体12内，并延 伸穿过阀壳体12的下表面且与孔68连通。入流端口 14通过入流通道17连接至阀腔室27 的第一端部，而输出端口 16通过装置通道31连接至阀腔室27的侧部。压力流体源15连接至入流端口 14，并与入流端口 14连通。压力可以是气动的(气体)或液压的(液体)。 响应于气压或液压的压力操作装置20附连至输出端口 16。压力操作装置20通常为仪表或 工具。本发明的堵塞排放阀10可与几乎任何类型的压力流体源15和压力操作装置20 — 起使用。如图11所示，在孔68的内表面上、邻近其外端部处设有螺纹部70。如图10所示， 在阀衬套22的外表面上布置有对应的螺纹部64。螺纹部64和70适于在将阀衬套22插 入孔68时相互接合，从而如图1所示形成阀组件壳体12和阀衬套的互配螺纹28。在阀衬 套22的外表面上设置有间隔开的第一环形凹部46和第二环形凹部48。第一外垫圈或筒状 密封件32以及第二外垫圈或筒状密封件34分别布置第一环形凹部46和第二环形凹部48 内。第一外垫圈32和第二外垫圈34还与孔68的内表面接触，从而如图1所示在阀壳体12 和阀衬套22之间形成防漏密封。阀杆24包括细长的、大致呈柱状的轴50，该轴50具有沿着其一部分长度延伸的螺 纹部50a。轴50的该螺纹部50a适于与阀衬套22内部上的对应螺纹部22a相互接合。互 配螺纹部22a和50a在图1中示出为单一元件29，它们允许杆24沿着图1中的箭头30的 方向作直线移位。杆24在第一方向上的旋转使得杆向阀壳体12内部移位，而杆在相反的 第二方向上的旋转允许杆在阀壳体内向外运动。为了便于杆24的旋转移位，通过连接销74 和孔口 76的组合将手动控制旋钮26附连至杆的外端部。尽管可以手动操作，但是阀杆24 还可结合至机器或旋转装置并由机器或旋转装置操作，该机器或旋转装置在图2、图3和图 4中以虚线示出为元件72。根据本发明的一个方面，使用机器72来将阀杆24定位在阀壳 体12内可形成对堵塞排放阀10的自动操作。如图1所示，内垫圈36定位在位于细长轴50 外表面上的环形凹部52内。布置在环形凹部52内的内垫圈或筒状密封件36也与阀壳体 12中的孔68紧密接触，从而在阀杆24和阀壳体之间形成流体密封。垫圈32、34和36优选 由诸如橡胶或合成聚合物等高强度的、柔性的、有一定压缩性的材料构成。在轴50的内端部布置有另一带孔联接件60b。该带孔联接件60b适于联接至布 置在安装构件25内的另一带孔联接件62。可通过将联接销插入穿过对准了的带孔联接件 60b和62的孔口而将安装构件25牢固地附连至轴50的内端部。安装构件25的相对端部 上牢固地附连有第一密封件38和第二密封件40。第一密封件38和第二密封件40中的每 个密封件都由诸如橡胶或合成聚合物之类的可压缩密封材料构成。通过传统的方式，例如 通过粘合剂或为了清楚而在图中未示出的机械联接件将第一密封件38和第二密封件40牢 固地附连至安装构件25的相对端部。堵塞排放阀10按照以下方式运行。在沿杆的长度从其外端部向其内端部观察时， 若杆24沿着顺时针方向旋转，则杆向左运动，或进入到阀壳体12内，如图1所示。在图5和 图6中分别以箭头54和56示出了该向左的方向，图5和图6示出了堵塞排放阀闭合或密 封状态下的第一密封件38和第二密封件40的位置。杆24在这一旋转作用下直线移位，使 得附连至杆的内端部上的第一密封件38与设置在入流通道17和阀腔室27交接处的第一 密封表面或阀座42接合。因为密封件38与第一密封表面42紧密接触，从而防止了压力流 体源15的流体进入到阀腔室27内并到达压力操作装置20。图1和图2示出了第一密封件 38在阀腔室27内的闭合位置。在从杆的外端部观察时，若杆24沿着逆时针方向运动，则 第一密封件38从第一密封表面42移开，且第二密封件40向着第二密封表面44运动。为
7了实现这一状态，应使阀杆24沿着图7和图8分别所示的箭头58和59的方向运动。当堵 塞排放阀10全开时，第一密封件38移位离开第一密封表面42，从而允许压力流体进入阀 腔室27并流向压力操作装置20，且第二密封件40与第二密封表面44紧密接触，从而防止 流体经由排出通道18从阀腔室27排出。第一密封表面43和第二密封表面44向着阀腔室 27的相邻端部向内逐渐缩小，从而在堵塞排放阀打开或关闭时形成高压密封。阀杆24从而可在图2所示的全闭位置与图4所示的全开位置之间运动，在该全闭 位置，流体被阻止流向压力操作装置20，从而可从阀腔室27排放流体，而在该全开位置，流 体可从流体源15通向压力操作装置，但是被阻止不能从阀腔室27排出。在这两个位置之 间时，阀杆24通过一系列中间位置，图3示出了其中一个这样的中间位置。在这些中间位 置，第一密封件38不与第一密封表面42接触，而第二密封件40不与第二密封表面44接触。 大致呈柱形的安装构件25的外径小于阀腔室27的内径，从而允许压力流体在阀腔室27内 绕安装构件的外周流动至压力操作装置20和排出通道18。因此，在打开和关闭阀的过程 中，流体在压力下提供至压力操作装置20和排出通道18。可根据使用堵塞排放阀10的应 用场合选择安装构件25与阀腔室27之间的间距。例如，在流体压力系统的操作中需要频 繁中断的情况下，安装构件25与阀腔室27的相邻部分之间的间距可能要较大，应为0. 01 英寸左右，这样便于阀的闭合和排放。相反，在操作中断不频繁且需要较低排放率时，安装 构件25与阀腔室27的相邻部分之间的间距可能要较小，例如应为0. 0025英寸左右。在一 优选实施方式中，安装构件25的外表面与阀腔室27之间的间距选择为在阀的打开和关闭 过程中对流体的流动进行限制，以避免内部流体系统的干扰和泄露。尽管已经示出和描述了本发明的具体实施方式
，但是本领域技术人员显而易见的 是，可作出改变和修改而不偏离本发明的较宽范围。因此，所附权利要求的目的在于涵盖落 入本发明真实精神和范围内的所有这样的改变和修改。前述说明和附图中阐明的主题是仅 通过示例的方式而给出的，而不是限制。应基于现有技术正确地理解所附权利要求，此时这 些权利要求限定了本发明的实际范围。
权利要求
一种连接至压力流体源的三向阀，所述三向阀包括适于联接至所述压力流体源的壳体，所述壳体内具有细长的、直线形孔；腔室，该腔室布置在所述壳体内并将所述压力流体源连接至所述孔；连接至所述腔室并响应于压力流体的装置；联接至所述孔的排出端口；可旋转的杆，该杆设置在所述孔内且与所述孔相连，而且所述杆能在所述壳体内在第一位置和第二位置之间直线运动；第一密封件和第二密封件，所述第一密封件和第二密封件以间隔开的方式附连至所述杆的内端并且布置在所述腔室内，其中，在所述杆处于所述第一位置时，所述第一密封件防止压力流体从所述压力流体源进入所述阀腔室，而所述第二密封件允许流体从所述阀腔室排出，在所述杆处于所述第二位置时，所述第一密封件允许压力流体到达所述装置，而所述第二密封件防止流体从所述阀腔室排出。
2.根据权利要求1所述的三向阀，所述三向阀还包括第一螺纹部和第四螺纹部，所述 第一螺纹部和第四螺纹部相互接合，并分别布置在所述杆的外表面上和所述孔的内表面 上。
3.根据权利要求2所述的三向阀，其中，当所述杆沿着第一方向旋转时，所述第一螺纹 部和所述第四螺纹部引导所述杆在所述壳体内向内运动，当所述杆沿着相反的第二方向旋 转时，所述第一螺纹部和所述第四螺纹部引导所述杆在所述壳体内向外运动。
4.根据权利要求1所述的三向阀，所述三向阀还包括控制旋钮，该控制旋钮附连至所 述杆的外部，以便于对所述杆进行手动旋转。
5.根据权利要求1所述的三向阀，所述三向阀还包括附连至所述杆以用于旋转所述杆 的设备。
6.根据权利要求5所述的三向阀，其中，所述设备为用于自动旋转所述杆的机器。
7.根据权利要求1所述的三向阀，所述三向阀还包括第一密封器件，该第一密封器件 设置在所述杆和所述孔之间，并与所述杆和所述孔接合，以用于防止压力流体泄漏。
8.根据权利要求7所述的三向阀，其中，所述第一密封器件为垫圈。
9.根据权利要求1所述的三向阀，其中，所述第一密封件和所述第二密封件间隔开地 布置在所述阀腔室内，且具有合适的尺寸，从而当所述杆在所述第一位置和所述第二位置 之间运动时，对所述阀腔室内的压力流体的流动进行限制，从而避免内部系统干扰并使流 体泄漏最少。
10.根据权利要求1所述的三向阀，其中，所述阀腔室大致呈筒形，且所述第一密封件 和所述第二密封件大致呈圆形。
11.根据权利要求10所述的三向阀，所述三向阀还包括分别将所述压力流体源和所述 孔连接至所述腔室的相对部分的第一和第二向内渐缩的密封表面。
12.根据权利要求1所述的三向阀，所述三向阀还包括布置在所述杆和所述孔之间并 联接至所述杆和所述孔的衬套。
13.根据权利要求12所述的三向阀，所述三向阀还包括第二螺纹部和第三螺纹部，所 述第二螺纹部和第三螺纹部分别布置在所述衬套的内部和外部，并且适于分别与所述杆上 的所述第一螺纹部和所述孔上的所述第四螺纹部接合。
14.根据权利要求1所述的三向阀，所述三向阀还包括间隔开的多个垫圈，所述多个垫 圈布置在所述衬套的外表面和所述孔的内表面之间，并与所述衬套的外表面和所述孔的内表面接合。
15.根据权利要求1所述的三向阀，所述三向阀还包括位于所述壳体中的入流端口和 出流端口，所述入流端口和所述出流端口分别与所述压力流体源和所述装置连通。
16.根据权利要求15所述的三向阀，所述三向阀还包括将所述入流端口连接至所述腔 室的压力源通道以及将所述腔室连接至所述出流端口的装置通道。
17.根据权利要求1所述的三向阀，其中，所述第一密封件和所述第二密封件由可压缩 的材料构成。
18.根据权利要求17所述的三向阀，其中，所述可压缩材料为橡胶或合成聚合物。
19.根据权利要求1所述的三向阀，该三向阀用于与气体或液体流体一起使用。
20.一种用于在加压系统中使用的三向阀，所述三向阀包括联接至压力流体源、流体压力操作装置和流体排出器的壳体；阀腔室，该阀腔室布置在所述壳体内，并联接至所述压力流体源、所述流体压力操作装 置和所述流体排出器；密封构件，该密封构件布置在所述阀腔室内，并能够在第一位置和第二位置之间移动， 在该第一位置，所述压力流体源与阀腔室隔离，且所述阀腔室内的流体通过所述流体排出 器排出，在该第二位置，压力流体被提供至所述流体压力操作装置，并被阻止而不能通过所 述流体排出器从所述阀腔室排出；以及遥控装置，该遥控装置联接至所述密封构件，以用于使所述密封构件在所述第一位置 和所述第二位置之间运动。
21.根据权利要求20所述的三向阀，其中，所述阀腔室分别通过第一、第二和第三孔口 联接至所述流体压力源、所述流体压力操作装置和所述流体排出器，并且其中所述第一孔 口和所述第三孔口布置在所述阀腔室的相对部分上，而且所述第二孔口在所述第一孔口和 所述第二孔口之间布置在所述阀腔室的中间部分上。
22.根据权利要求21所述的三向阀，其中，所述密封构件包括布置在所述密封构件的 相对部分上的第一密封件和第二密封件，所述第一密封件和所述第二密封件适于分别与所 述阀腔室的所述第一孔口和所述第三孔口接合。
23.根据权利要求22所述的三向阀，其中，所述第一密封件和所述第二密封件由可压 缩材料构成。
24.根据权利要求23所述的三向阀，其中，所述第一密封件和所述第二密封件由橡胶 或合成聚合物构成。
25.根据权利要求24所述的三向阀，其中，所述第一密封件和所述第二密封件为盘状， 且所述第一孔口和所述第三孔口大致为圆形，并包括均适于以密封方式接收相应的所述盘 状密封件的相应的向内渐缩的阀座部分。
26.根据权利要求25所述的三向阀，其中，所述遥控装置包括细长的、大致为直线形的 轴，该轴延伸穿过所述壳体内的孔，并具有附连至所述密封构件的内端。
27.根据权利要求26所述的三向阀，其中，所述孔通过所述第三孔口连接至所述阀腔 室，并且所述流体排出器通过所述第三孔口和所述孔连接至所述阀腔室。
28.根据权利要求25所述的三向阀，所述三向阀还包括布置在所述孔内、并且连接至 所述壳体和所述轴的衬套。
29.根据权利要求28所述的三向阀，所述三向阀还包括分别布置在所述孔内和所述衬 套的外表面上、以及所述衬套的内部和所述细长轴上的第一和第二互连螺纹部，所述第一 和第二互连螺纹部用于允许所述密封构件在所述细长轴的旋转移位的作用下在所述阀腔 室内线性移位。
30.根据权利要求29所述的三向阀，所述三向阀还包括附连至所述细长轴的远端的手 动控制旋钮或机器连接器，以便于所述轴的旋转移位以及所述密封构件在所述阀腔室内的 线性移位。全文摘要
一种三向阀，该三向阀包括定位在壳体中的筒状、直线形孔内的可旋转轴。流体压力源通过输入端口联接至包括阀腔室的孔的内端。在所述壳体内还布置有联接至压力操作装置的输出端口，作为排出端口的该输出端口连接至阀腔室。所述轴的内端附连有第一密封件，且在所述轴上与所述第一密封件紧密间隔开地附连有第二密封件。所述轴顺时针的旋转移位使得所述第一密封件隔断所述流体压力源与所述阀腔室，而允许流体通过排放端口排出。所述轴沿着相反的第二方向的旋转移位使所述压力操作装置通过阀腔室连接至压力源，并将阀腔室与排出端口隔离。
文档编号F15B13/04GK101918721SQ200980102097
公开日2010年12月15日 申请日期2009年1月13日 优先权日2008年1月14日
发明者邓肯·M·汤普森 申请人:Blac公司