专利名称：带有气路的压力致动器隔膜外壳的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及控制阀，更具体地讲，涉及压力关闭型的压力致动器，以及涉及在上隔膜外壳中气路的使用。
背景技术：
将压力关闭型(pressure-to-close type)的控制阀压力致动器设计成在气压丧失时停止工作，从而使该控制阀的位于上隔膜外壳内表面顶部的隔膜保持在打开位置。该隔膜被多个弹簧偏压向打开位置，并且空气在高压作用下通过上隔膜外壳顶部提供的排气孔或气门进入，从而将隔膜推动到远离上隔膜外壳的关闭位置。
由于很大的弹簧力沿指向上隔膜外壳的方向施加在隔膜上，所以会出现隔膜紧贴在上外壳上的问题。结果，隔膜会粘在上端，即处于不能打开的位置上。虽然某些人试图通过使用一些额外的材料，将其装在隔膜上面和/或在上隔膜外壳内表面的下面来解决这个问题，但是所期望的是不借助于额外的材料就能够减少或完全消除压力关闭型控制阀压力致动器中的这个或其它问题，因为使用额外的材料会不利地增加成本和生产时间，而且仍然不可能完全防止隔膜粘在打开位置上，特别是在长期使用后，随着时间的推移，这些材料可能会退化。
发明内容
本发明提供一种压力关闭型控制阀压力致动器，其具有包括上隔膜外壳和下隔膜外壳的外壳。在该外壳中，由腈之类用布增强橡胶制成的隔膜被安装在隔膜板上，然后安装在一或多个弹簧上。该一或多个弹簧用于将隔膜偏压向打开位置，即压向上隔膜外壳的内表面顶部，这样在气压丧失的情况下，该控制阀压力致动器停止工作，隔膜处于打开位置。
为了避免隔膜紧贴在上隔膜外壳的内表面上，期望在隔膜和上隔膜外壳的内表面之间的区域总能让空气流通，即便是在隔膜处于最上端的位置，即失效的位置上时也应该是这样。为了使空气流通，我们发现可以在上隔膜外壳上加上限定气路的通道。
这些气路不仅会增加隔膜上用于增压的有效面积，从而解决隔膜紧贴在上隔膜外壳内表面上的问题，而且还会有利地提供上隔膜外壳增加的刚性。增加的刚性使得控制阀压力致动器即便在高于惯用隔膜外壳到达超压状态之前的压力下也可以工作。
此气路优选在模压上隔膜外壳时就添加在上隔膜外壳上，但也可以注塑在上隔膜外壳上。已经发现，气路的数量和结构可以不同，可以由隔膜外壳制造者根据特定尺寸的隔膜外壳的要求来选定。例如，相对较小的上隔膜外壳缺少足够的表面积来提供许多这样的气路，而且还需要提供足够大的平坦表面以在其上设置任何必须和/或要求的诸如型号、控制阀说明、等级、制造日期等标记，而相对较大的隔膜外壳可以有足够大的表面积来容纳相对较多的气路。
由于气路可增加用于在隔膜上增压的有效面积，所以气路能够至少部分地防止隔膜紧贴在上隔膜外壳上。
结合以下优选实施例的详细描述和若干附图，用于上隔膜外壳的气路的这些和其它优点将变得很清楚，其中图1为控制阀压力致动器的透视图；图2为沿图1中线2-2所取的横截面图；以及图3为控制阀压力致动器的可替换实施例的透视图。
具体实施例方式
参见图1和2，所示的控制阀压力致动器10具有上隔膜外壳14和下隔膜外壳16。在上隔膜外壳14中具有排气孔或气门18，其优选在上隔膜外壳14中心，以利于安装压力管路(未示出)。控制阀压力致动器10是压力关闭型，即当气压不存在时，上隔膜外壳14中的隔膜20在邻近上隔膜外壳14的内表面22的打开位置停止工作。
隔膜20安装在隔膜板24上。隔膜板24安装在一或多个弹簧26上，该弹簧用来将隔膜20偏压向打开位置。多个螺栓28和螺母30用在上隔膜外壳14和下隔膜外壳16的间隔位置上，隔膜20紧固在它们之间。
图1中所示上隔膜外壳14的顶面32包括两个高出的突起，其优选从上隔膜外壳14的中心径向向外导引。在高出的突起的正下面是通道34、36，其限定上隔膜外壳14内的气路。这些气路通道34、36优选被模压到上隔膜外壳14中，并在隔膜20上形成一个区域，该区域使得隔膜20即便在其邻近上隔膜外壳14的内表面22的完全打开位置上时，隔膜20上方的空气也可以流通。或者，气路通道34、36可以被注塑到上隔膜外壳14中。使用在其顶面具有隆起的模具，对上隔膜外壳14进行模压或注塑，这样可以在上隔膜外壳14上形成每个气路通道34、36。每个气路通道34、36具有最高的内表面38、40，它们要高于上隔膜外壳14的内表面22。
气路通道34、36优选与气门18连通。气路通道34、36还有利地增强上隔膜外壳14的刚性，从而使控制阀压力致动器10在高于缺少这样的气路通道的隔膜外壳的压力情况下也能够工作。
应该认识到，气路通道34、36的数量和方向可以根据制造者的要求而改变。例如图3中，所示的控制阀压力致动器50具有上隔膜外壳54。从气门56径向向外的凸起是四个气路通道58、60、62和64，其中气门优选位于上隔膜外壳54的中心。四个气路通道58、60、62和64类似于前述实施例中的气路通道34、36，其中它们每个都具有高于上隔膜外壳54内表面(未示出)的最高内表面(也未示出)。即便在隔膜68处于其邻近上隔膜外壳54顶部内表面的完全打开位置上时，气路通道58、60、62和64也可以使隔膜68上方的空气流通(隔膜68的外边缘被显示为被夹入在上隔膜外壳54和下隔膜外壳70之间)。隔膜68上方空气的流通，可以防止隔膜68在其处于完全打开位置上时紧贴在上隔膜外壳54顶部的内表面上，并且可增强上隔膜外壳54的刚性，使得控制阀压力致动器50在高于缺少这样的气路通道的可比压力致动器的压力情况下也能够工作。
虽然图1和2所示的上隔膜外壳14的第一实施例具有两个气路通道34、36，而且图3所示的上隔膜外壳54的第二实施例具有四个通道58、60、62和64，但在上隔膜外壳上还可以提供更多的气路通道。气流通道的个数优选在1到6个的范围内，但其数量只取决于模压和注塑气路通道的能力。因为在上隔膜外壳14和54的顶面32和66上的空间有限，并且在顶面32和66上设置诸如型号、控制阀说明、等级和生产日期等标记对于制造者来说很重要，因此较大的控制阀压力致动器可以在上隔膜外壳中容纳较多的气流通道，同时在其上表面还有足够的面积来显示必需和/或所需要的标记。例如，上隔膜外壳可以具有6个径向延伸的气路通道，沿中心定位的气门布置成星状(“*”)。
作为替换，应该认识到，气路通道还可以通过隔膜板上形成隆起而形成，以替代或补充(只要没有排成直线)上隔膜外壳中提供的气流通道。在这样的实施例中，隔膜板的外形，因为其上的隆起会导致隔膜所在表面变得不平整。因而在隔膜顶部和上隔膜外壳顶部内表面之间形成气流通道，从而增加在上隔膜外壳顶部下面用于使隔膜增压的面积，其作用方式类似于前述实施例的位于上隔膜外壳中的气流通道。
虽然叙述了若干优选实施例，但是应该认识到，在所附权利要求的范围内可以对其作各种该变。
权利要求
1.一种改进的控制阀压力致动器，包括其中具有气门的上隔膜外壳、下隔膜外壳和位于该上下隔膜外壳之间的隔膜，该隔膜被安装在隔膜板上，并由一或多个弹簧偏压向邻近上隔膜外壳顶部内表面的完全打开位置，所述改进包括在该上隔膜外壳中的一或多个气路通道，所述气路通道便于该隔膜处在完全打开位置时其上方空气的流通。
2.根据权利要求1的改进的控制阀压力致动器，其中所述改进还包括所述一或多个气路通道从气门径向向外伸出。
3.根据权利要求1的改进的控制阀压力致动器，其中所述改进还包括一或多个气路通道的数量范围为1至6。
4.根据权利要求1的改进的控制阀压力致动器，其中所述改进还包括所述一或多个气路通道中的每个从该上隔膜外壳项部的大致平坦表面向上伸出。
5.一种防止压力关闭型控制阀压力致动器的隔膜紧贴在打开位置上的方法，包括(a)形成用于上隔膜外壳的模具，在该模具顶面上具有一或多个隆起；(b)利用所形成的模具模压或注塑用于控制阀压力致动器的上隔膜外壳，由此而使所述一或多个隆起相应地在上隔膜外壳中产生一或多个气路通道；以及(c)使用所模压的上隔膜外壳组装控制阀压力致动器，使得气路通道定位在位于上隔膜外壳和下隔膜外壳之间的隔膜上方，从而当该隔膜处在邻近上隔膜外壳顶端内表面的完全打开位置上时，便于隔膜上方空气的流通。
6.根据权利要求5的方法，其中在形成模具中，所述一或多个隆起从该模具顶面的中心径向向外伸出。
7.根据权利要求5的方法，其中在形成模具中，该模具具有隆起的数量范围为1至6。
8.一种用于控制阀压力致动器的上隔膜外壳，包括(a)适于紧固在隔膜和下隔膜外壳上的下部；以及(b)其上具有大致平坦表面的上部，该上部包括对应于上部内侧中的一或多个气路通道的一或多个突起，当隔膜处于邻近该上隔膜外壳上部内表面的完全打开位置上时，所述一或多个气路通道便于该隔膜上方空气的流通。
9.根据权利要求8的上隔膜外壳，还包括位于上表面上的气门，该气门与所述一或多个气路通道中的每个连通。
10.根据权利要求9的上隔膜外壳，其中所述一或多个气路通道中的每个从该上隔膜外壳上部的中心径向向外伸出。
11.根据权利要求9的上隔膜外壳，其中该气门被布置在该上隔膜外壳上部的中心，并且所述一或多个气路通道中的每个从该气门径向向外伸出。
12.根据权利要求8的上隔膜外壳，其中所述一或多个气路的数量范围为1至6。
全文摘要
提供一种带有外壳的压力关闭型控制阀压力致动器(10)，其中上隔膜外壳(14)包括一或多个气路通道(34、36)。每个气路通道便于压力致动器(10)中隔膜(20)上方的空气总能流通，包括隔膜(20)在完全打开位置上时。通过允许隔膜(20)上方的空气流通，即便在邻近上隔膜外壳(14)顶部内表面的完全打开位置上时，对于被弹簧(26)偏压向该打开位置的隔膜(20)，也不存在粘贴到上隔膜外壳(14)顶部的内表面上的倾向。
文档编号F16K31/126GK1748087SQ200480003482
公开日2006年3月15日 申请日期2004年1月21日 优先权日2003年2月6日
发明者查得·M·恩格勒, 林恩·迪安·曼克 申请人:费希尔控制产品国际有限公司