专利名称：带致动器的阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及阀，它与能打开和关闭阀的致动器连接。
在要求阀能承受1500psi以上高压的情况下，要求一个致动器能有足够的力量打开和关闭阀，同时其大小还要适于装入将阀与致动器结合的可用空间内，这是存在的问题。已知的阀致动器，不论是气动、液压或电动类型，要想达到必须的能量标准，对用于有限的空间中都体积过大。
在先有技术中，方向性阀与伺服阀连用，伺服阀能将液体压力引导到方向性阀阀塞的端头。这种阀的设置方式并不适用于有限的安装空间，或者不适于需在大于1.5cm直径的管中间调整液流的阀。还有，方向性阀的阀塞一般是由独立的液压管线推动的。
本发明的目的在于提供一种阀和阀致动器，其组合能在多数情况下产生管线压力以致动阀。
本发明的阀包括一个活塞，借助它管线液体流进腔室，施压力于活塞的后端，该后端面积大于活塞前端面积，因此使活塞向前贴合至阀。阀致动器最初打开活塞上的提动阀，使管线压力通过活塞传至腔室中。随关闭阀杆上的第二阀就会给腔室加压。阀杆移动会打开阀，以关闭安装了提动阀的活塞，同时打开从活塞后侧排出液体压力的通路。其后管线压力用来移动活塞至打开位置。活塞上有一个扩展段用来阻止管压下的液体进入上述腔室中，以于关闭阀时能为活塞的贴靠起缓冲作用。本发明的阀由一个小的致动器打开或关闭，因为该致动器仅移动装有提动阀的阀杆以起动活塞过程，所以可以有减小的能量输出，而不象先前的致动器，后者设有由在线压力承载的流量控制球、塞栓或阀塞端，并要求较高的启开力。
本发明的重要内容是设置一个阀和一致动器，其中管线压力用来部分地移动一活塞以打开并关闭阀;阀和致动器的设置可包括使用各种线性致动器，如气缸、螺线管或马达，所有这些仅需小的能量要求，或是紧凑设计，阀和致动器是紧凑设计而设置的，能最充分地利用极受限制的空间，阀与致动器的结合设置也适用于高管线环境，阀带有很少的直线方式运动的部件，不易磨损，阀寿命较长，该阀用于无泄漏无排出环境中。
以下描述附图，其中
图1是本发明阀的垂直剖视图;
图2类似图1，表示阀关闭的位置;
图3是沿图2中3-3线截取的阀的垂直剖视图;
图4是从图3中4-4线右侧观察的侧剖视图;
图5类似图1，表示本发明阀的一种改进类型;
图6类似图5，表示改进阀关闭的位置;
图7是沿图5中7-7线截取的垂直剖视图;
图8是沿图5中8-8线截取的垂直剖视图。
附图中的1表示本发明的阀，它有带角度的液流通路。
阀体2包括一腔室3，腔室中有一活塞4。活塞前表面5的面积小于活塞后表面6A与6B的面积和。
阀体2中有第一阀座7，它能容纳活塞4的前倾角边缘，通过中断连通阀的进口8和出口9来关闭阀。
致动器12由机制螺杆13固定于阀体2，其在液压缸15中有一活塞14。液流管16、17与一定向控制阀(未示)连通，在阀操作时液体受压从液压缸15排出。
阀杆20由活塞14致动，它包括一个带倒角表面21的阀装置，能容置于阀体2上的第二阀座22中。在阀杆20的前端，在阀杆的螺纹段20B上装有提动阀23。提动阀贴合于流量控制活塞4的前表面5上，活塞开孔并以液密封方式贴靠提动阀。阀杆20上还设有盘状扩展段24，从图3和图4中可以看出，提动阀23的肩20A和杆25使扩展段在阀杆上定位。杆有内螺纹可容纳阀杆20的带螺纹端部20B。扩展段24上有孔24A，用以防止液体流入腔室3中。
出口通路27接收腔室3中的加压液体，并通过一止回阀28将液体导向阀出口9。阀打开时，当阀装置21脱离阀座22时，液体流从出口通路27流过。活塞4的孔10是液流通路，并能容纳提动阀23。出口26提供一个任何渗漏通过活塞4的指示器。螺旋弹簧29推动阀杆20向前。
图5至图8中，表示出改进阀30，它与设在口33、34中的进口和出口31、32沿轴向对齐。阀体35包括一壳体36，壳体中液体可由通道37、38、39、40从进口33流至出口34。另外阀体35还包括一个头部42，它部分地构成腔室43。头部42的孔44可滑动地支承活塞45，该活塞具有前表面46，其面积小于活塞后表面47A和47B的面积和。
阀体35有一个第一阀座50，活塞45的带倒角外缘贴靠在阀座50上使阀关闭。致动器52包括一个端帽53，后者是阀体35的一部分。端帽螺栓54将端帽紧固于阀体35的其余部分上。一缸体55，最好是气动的，形成于端帽53中并可容置带密封设施的活塞56。活塞与杆57相连接，该杆上有阀装置，当杆从出口通路62向前靠近腔室43时，阀装置的带倒角表面60贴合在第二阀座61上。阀杆57的前端具有螺纹段57B，其上有提动阀64，阀设在孔59中，并贴靠于活塞45的前表面46。在阀杆57上也有一个扩展段65，它呈盘状并以确保能随杆移动的方式固定在阀杆57上。螺旋弹簧49迫使活塞45向前移动至闭合位置。阀体的头部42由端帽螺栓68固定在端帽53和中间阀体件67上，该螺栓沿头部42的周边间隔开设置，各螺栓穿过头部上的孔以及中间阀体件67上的同心孔。具有螺纹的插口开设在腹板70上，腹板70间隔地绕缸体55设置以容置端帽螺栓68的螺纹端部。因此，头部42和中间阀体件67固定于端帽53上，进口33和出口34间的沿轴向的液流流过通路37-40。63表示出口球止回阀。
将液体送入缸体和从缸体55排出液体须经过通道72和73，其上各有用于液体通路的固定件74和75。
以下按阀操作程序描述阀的操作，它同样适用于本发明的两种阀组件，但上述两实施例的液流形式不同，分为带角度和沿轴向两种。在图1中，从管路17进入缸体15闭端的加压液体推动活塞14沿同一方向向前推动提动阀23和扩展段24。前行的扩展段24移动其自身贴至活塞4的后表面6B，继续将活塞向前推动至活塞座7。管压下的液体向后流过未靠在阀座上的提动阀23，通路中的液体不能流入腔室3中，而流进扩展段的孔24A中。致动器14继续向阀座7推动活塞4向前移动，直到阀装置21贴靠在阀座22上而封闭了液体从腔室3中流出的通路。因此，阀装置21关闭时，腔室3由于通过提动阀23进入的管线压力而被增压，该压力同时作用在活塞的后表面6A和6B的面积上，再推动活塞4的最后行程，将其前表面5的较小表面贴靠在阀座7上。此时阀关闭，直到致动器14的后续致动程序开始。通过向后移动活塞4来打开阀组件是通过经管路16向致动缸15加压，以开始向后移动致动器14，使提动阀23贴靠至活塞的前表面5上来实现的。同时，阀装置21离开阀座22，通过出口通路27使腔室3排气。管路压力作用在活塞的前表面5上，而腔室3中的液压由管路27、止回阀28卸载并进入出口9。作用在活塞前表面5上的管路压力使活塞向后移动，打开阀组件。
本发明的优选实施例阀组件利用联合的活塞后表面积6A-6B和47A-47B，比相应的活塞4和45的前表面积5和46大46%。
权利要求
1.一个带致动器的阀，它包括一阀体，具有进口和出口，该阀体接近进口处有第一阀座；一活塞，可与所述阀座贴合，也可以在所述阀体的腔室中移动，该活塞的前表面与进口连通，而其后表面部分地限定所述腔体，且其面积大于所述前表面面积；一出口通路设置在阀体中，被控制地与所述腔室及所述出口连通；一阀杆，其在所述活塞前表面上有一提动阀，沿该阀杆设有阀装置，能与所述阀体的第二阀座配合，控制经通路从腔室中流出的液体流量；一致动器，安装在所述阀杆上，移动阀杆离开所述提动阀，并关闭阀装置，使从进口进入腔室的液体加压，并压活塞的后表面，使其向前移动与第一阀座贴合关闭所述进口，该致动器可沿相反方向操作以拉回所述活塞杆从而关闭提动阀，并打开阀装置，从腔室中卸压，使进口中的液压向后移动活塞，以连通进口和出口。
2.如权利要求1所述的阀，其中，所述阀体包括一壳体，壳体的两相对端上设有进口和出口。
3.如权利要求1所述的阀，其中，所述致动器是压力反应式的。
4.一阀组件，它包括一阀体，具有承受管线压力的进口和出口，并限定一腔室;一流量控制件，对该腔室和进口中的液压敏感响应，能控制阀体中的液体直线运动，所述流量控制件中有液流通路，能使液体从进口进入腔室中;一致动器;一活塞杆沿轴向设置在该致动器上，包括一个控制从进口经通道至腔室的液流的阀，杆上有阀装置，当杆处于前端位置时，该阀装置阻止液体从上述腔室中流出，在阀杆上的装置对所述流量控制件进行初始关闭运动，所述杆的初始关闭运动能使所述阀移开，使液压由所述通道进入腔室中，且关闭阀装置，阻止腔室的液体排出;所述流量控制件有不同尺寸的前后表面，其后表面积大于前表面积，腔室中的液压实现流量控制件的最终关闭运动，进口中的管路压力作用在流量控制件的前表面上，对控制件作向后打开运动，以打开阀组件。
5.如权利要求4所述的阀组件，其中，所述阀是一个提动阀，所述流量控制件的前表面上有供提动阀贴靠的阀座。
6.如权利要求4所述的阀组件，其中，所述阀体包括一壳体，所述进口和出口相对地设于阀体上。
7.如权利要求4所述的阀组件，其中，在所述阀体有通道与所述出口连通，引导液体从腔室流进出口。
8.如权利要求4所述的阀体，其中，在所述阀杆上的装置包括弹簧装置，能对阀杆和提动阀施加压力直到打开位置。
9.如权利要求4所述的阀组件，其中，所述阀杆包括一个扩展段阻止液流进入腔室。
10.一个阀，其特征在于它包括一阀体，具有进口和出口，出口处有一阀座，阀体内有一腔室;一活塞，可贴靠在所述阀座上以关闭阀，并具有一前表面以承受上述进口的液压，该活塞的后表面积大于前表面积并承受腔室中的液压;一致动器;一由该致动器定位的阀杆，延伸过上述活塞，阀杆上有第一阀装置，当开始允许液体从所述进口进入腔室时，阀杆上的第二阀装置同步地阻止液体从所述腔室的排出，致使腔室被加压，活塞向前与阀座贴靠而关闭阀;所述致动器能将阀杆定位关闭所述第一阀装置并能打开第二阀装置，使进口中的液压移开所述活塞并使液流从进口流至出口。
11.如权利要求10所述的阀，其中，所述阀杆是被弹簧向前压缩的，所述第一阀装置是一个弹簧，向着相对活塞的移开位置加压。
12.如权利要求10所述的阀，其中，所述第二阀装置在使活塞贴靠在阀座前阻止液体从所述腔室中排出，腔室中的液压压迫活塞贴靠在阀座上。
13.如权利要求10所述的阀，其中，所述第一阀是一个提动阀，可以滑动地置于所述活塞中。
14.如权利要求10所述的阀，其中，所述阀体包括一壳体，该壳体具有沿轴向的通路，当活塞移开时，液体从通路中流过。
全文摘要
带致动器的阀，当其打开和关闭时，阀由对管线压力反应的活塞控制。致动器移动阀杆，以打开活塞中的提动阀，使管线压力进入腔室中，作用于活塞后表面，以推动活塞关闭阀。活塞的关闭动作由致动器开始，后由管线压力继续。阀控制腔室连通，腔室关闭使活塞贴向阀座。致动器的打开运动使阀接近安装了提动阀的活塞，打通腔室使管线压力移动活塞向后至打开位置，带致动器阀的另一种类型包括一壳体，其限定长度方向的通道连通进口与出口。
文档编号F16KGK1093784SQ9410227
公开日1994年10月19日 申请日期1994年3月10日 优先权日1993年3月10日
发明者雷蒙特·B·布什内尔 申请人:布什内尔工程公司