专利名称：气体阀门等的外壳和将两个外壳部分连接在一起的方法
技术领域：
本发明涉及气体阀门等的外壳，上述外壳包括第一外壳部分，该部分通过中间放入柔性密封件连接于第二外壳部分，各个外壳部分具有基本为环形的接触面，密封件压靠在该接触面上。这种外壳还可以用于控制流体的构件和用于施加流体动力的构件，由此在外壳内的空间和周围大气之间可能存在压力差。本文所用术语“气体阀门”被认为是这种构件的例子。
这种外壳包括两个或多个外壳部分，这些部分必须相结合形成该构件的气密的或液密的封壳。因此重要的是密封件能够在外壳部分之间提供充分的密封。另外，密封必须可靠，即在不太熟练的装配情况下，密封也必须满足对其所作的所有要求。
用常规密封法时，得同时对其间放置柔性密封件的两个接触表面加压，加压压力的大小确定密封质量，然而通常很难保证能施加要求的压力，特别是在必须不用任何特殊工具进行装配操作时。
本发明的目的是提供一种外壳，该外壳可以以有效和充分的方式在两个外壳部分之间提供充分的可靠的密封。
为达到该目的，密封件和/或其中一个接触面或两个接触面这样成形，即使得在接触面处仅有一部分接触面与密封件的一部分表面接触，并且两个外壳部分由连接装置保持分开预定的距离，使得仅在位于接触面之间的密封件的一部分上发生局部形变。接触面之间的空间不是整个地由密封件的各部分充满，因而接触面只用相对较小的力相互挤压，为此密封件仅局部形变。在接触面之间间隔的小量差别可容易地由密封件补偿。因此接触面的压封力很难有任何变化。
在优选实施例中，接触面形状对应于圆锥表面，在另一实施例中，接触面大体是平的平面。
按照本发明的另一方面，密封件具有至少一个环形肋，该肋以其部分表面压靠接触面。在肋表面不压靠接触面的区域，存在空隙，该空隙可用于柔性密封件在其中产生形变。虽然以后将应用单数的肋这一词，但最好使用一个以上的肋。
按照本发明的另一方面，环形肋在横截面图中从密封件的表面向外逐渐变细，其取向是对着环的中心轴。该肋在上述横截面图中大体为三角形、而且压靠接触面的肋部分容易形变。因为肋是稍微倾斜地对着中心轴，所以上述形变发生在径向向内的方向。这样的结果是，在外壳内作用的任何额外压力将使密封更为有效。这将在说明附图时更详细地加以解释。
按照本发明的另一方面，接触面具有至少一个环形肋，该肋局部地压入密封件，因此使密封件局部形变。在此实施例中，在接触面和密封件之间的局部位置也存在一定间隔，该间隔在通过外壳中心轴线的横截面中可以见到。
最好使用一种构件的外壳，该构件包括膜片，由此按照本发明的一个方面，密封件构成上述膜片的一部分。上述膜片的边缘形成密封件，而膜片的其它部分将上述外壳内的空间分成例如两部分。密封件和膜片的整体性导致相当简化的结构，该密封件和膜片必须均具有高度柔性。
按照本发明的另一方面，连接装置由卡箍连接装置组成，弹性卡箍啮合第一外壳部分的若干部分以及第二外壳部分的若干部分，由此使上述外壳部分彼此固定。这样，便以简单和可靠的方式实现两个外壳部分彼此相对的准确固定。上述卡箍最好由大体环形的、横截面为圆形的金属杆组成，该卡箍可以压靠在第一和第二外壳部分的径向取向的止动表面上。
按照本发明的另一方面，一个外壳部分在靠近其接触面处具有一个沿径向向外方向开口的槽口，在该槽口中可配置上述卡箍，在许多位置处上述槽口具有在上述卡箍后面延伸的凹部，另一个外壳部分的连接部分可伸入上述凹部中，上述连接部分具有钩形部分，当使外壳部分相互对接时该钩形部分可以反抗卡箍的弹力移动卡箍，该钩形部分具有压靠上述卡箍的止动面，因而可以防止外壳部分分开。这样，在接触面由欲将其推开的密封件的推力作用而保持在其相对位置的同时，便确定了接触面之间的最大间隔。下面通过实施例更详细说明这种卡箍连接装置的结构。
为彼此相对准确定位两个外壳部件，按本发明另一方面的连接部分在其径向内侧具有圆筒形止动表面，该止动表面包围在外壳部分相互连接位置的上述一个外壳部分的圆筒表面。
本发明还涉及具有上述外壳的构件和将两个外壳部分连接在一起的方法，它们由权利要求书进行限定。下面参照
本发明的其它一些方面，这些方面可以单独使用也可以结合使用，它们由权利要求书确定。
下面参照附图用举例的方法说明气体阀门外壳的一些实施例。
图1是气体阀门的截面图；图2是气体阀门的侧面图；图3是气体阀门的平面图；图4是气体阀门的分解图；图5示出另一种阀体；图6示出图5的VI处的细节；图7示出气体阀门的第二实施例；图8示出图7的VIII处的细节；图9示出第二实施例阀体的截面图；图10示出图9的X处的细节；图11和12示出第二实施例阀体的透视图；图13示出另一个实施例的细节。
这些图仅示意示出实施例，各图中的相同部件编号相同。
图1以截面图形式示出气体阀门的不同部件。气体阀门包括由阀壳1和盖子2构成的外壳。阀壳1包括气体入口3和气体出口4。两个开口上具有连接装置，从而可将气体管连接于其上。在所示实施例中，上述连接装置由开口3、4内的内螺纹构成，所以具有外螺纹端部的管子可以拧到上述开口内。适当选择合适的螺纹形状或插入密封件，可以形成气密密封。
在图1所示的气体阀门位置，上述阀门是关闭的。在该位置，阀部件5压靠在阀座6上。阀座6的结构可使得在阀门的打开位置气体阻力为最小。阀座6最好设计为具有相对较大的半径，并且阀部件在该阀座上是以这样的方式形成密封的，即使得阀部件5和阀座6之间的环形结合表面是圆锥面。
阀部件5连接到膜片7，该膜片的外边缘固定在阀壳1和盖子2之间。膜片7是柔性的，其柔性可允许阀部件5上升离开阀座6，使得气体可以自由地由气体入口3流到出口4。阀壳1具有三个导向杆8(图中仅示出一个)，该导向杆8在阀部件5运动期间对其进行导向。
在图1的实施例中，膜片7的下侧直接与气体入口3接触，所以气源的压力作用在膜片的这一侧。控制室9形成在膜片7的另一侧，该控制室9通过节流通道10连接于气体入口。盖子2还具有连接孔11，上述控制室经该连接孔连接于一个控制装置(未示出)。上述控制装置(未示出)能够关闭连接孔11，使得没有一点气体流过连接孔11，同时上述控制装置还能使气体经连接孔11流出控制室9，从而打开气体阀门。
图1所示气体阀门的操作如下。只要阻止气体流过连接孔1，阀门便位于关闭位置，因为阀部件5压靠在阀座6上。气体入口3的气源压力因此高于气体出口4的气体压力。气源压力不仅作用在气体入口3和膜片7的底侧，而且还作用在控制室9内，该控制室9通过节流通道10连接于上述气体入口。只要连接孔11是关闭的，作用在膜片和阀部件上的合力其方向将向下，结果，气体阀门保持关闭。使气体经连接孔11流出控制室9将使气体阀门打开，因而控制室9中的气压降低。因而作用于膜片和阀部件上的合力其方向将向上。通过节流通道10输送的气体量不足以形成控制室9中的足够压力，因而作用于膜片7底侧的气源压力将使阀门保持打开，直到停止经连接孔11放气，此时气体又经节流通道10输送到控制室9，又重新在控制室9中形成压力，该压力将使气体阀门关闭。
连接于连接孔11的控制装置可以是电磁阀，该电磁阀直接连接在连接孔11上。也可以用一个中心控制装置控制若干个气体阀门，使得通向上述中心控制装置的气体管连接于连接孔11。
图2是图1气体阀门的侧视图，而图2是其平面图。
阀部件5装在膜片7上，即膜片7装在阀部件5的一个径向向外的槽中。为此，膜片7在其中心部分具有圆孔。通过膜片7的形变可将膜片装在槽12中，该膜片是用柔性材料作的。膜片7上的孔也可以作得充分大，使得可以放置阀部件5而不必膨胀上述孔，由此形成一定游隙地将阀部件5装在膜片上，因为在阀壳1和盖2之间模片7不是在一个平的平面上进行固定而是在一个稍为倾斜的即圆锥面上固定，所以可给于膜片一定的偏压，该偏压在气体阀门中不存在任何压差时将保持阀门在关闭位置。膜片7装在阀壳1和盖子2之间，其间有一定游隙，即阀壳1和盖子2之间的距离稍大于膜片的厚度。如图13详细示出的那样，膜片之所以固定和密封在于，阀壳1和/或盖子2具有一个或多个刃边13、14，该刃边稍微压入膜片7的表面。这样，只要将盖子2相对于阀壳1定位在预定位置而不必使用相当的压力将盖子2和阀壳1压合在一起便可以获得充分的固定和密封。
盖子2利用卡箍15连接于阀壳1，该卡箍15基本上由环形的弹性圆杆构成。卡箍15装在阀壳1的径向向外的槽口16中，该槽口16包括三个圆弧部分，如图4特别示出的那样。卡箍15装在上述槽口16中，因此槽口16的至少一个侧壁形成径向止动表面。盖子2具有连接部分17，该连接部分同样分为三个圆弧部分，该连接部分17在该盖子2装在阀壳1上时在卡箍15的后面延伸。连接部分17具有包含倾斜表面的钩形部分12，在将盖子2压在阀壳1上时，该钩形部分可反抗卡箍的弹力将其推开。连接部分17还包括径向取向的止动表面，该止动表面在盖子2装在阀壳1上的位置时压靠该卡箍16。在内侧，连接部分17的三个部分构成圆筒止动表面的部分，这些部分可以压靠阀壳1的相应部分，因而可正确地相对于阀壳1定位盖子2。
这样便以简单而又非常有效的方式将盖子2装在阀壳1上，为此，首先将卡箍15装在阀壳1上，然后将盖子移置就位，并用力下压使其快速卡上。另外还可用简单的方法从阀壳1上卸下盖子2，方法是用改锥脱开卡箍15，然后便可以从阀壳1上取下盖子2。另外，形成凹口18以便可以脱开卡箍15，改锥的端部可以插入该凹口中。通过上述卡箍连接装置用手而不用特殊的工具便可将盖子2装在阀壳1上，同时保持了充分的密封。通过密封件7的小量形变可保持该密封件7的密封作用。
从图1可以特别明显看出，使用阀部件5使得可以在阀壳中要求的位置对中地与阀座配合，而阀部件7可以靠近盖子2安装，以便得到体积最小的控制室。应用该阀部件还可以实现最佳的气体流通，因为在选择阀座的形状方面有较大的自由度。
图5示出阀部件5和膜片7的另一实施例，其中膜片7包括具有肋21的外周边缘，如图6的放大图所示。在横截面图中可以看到，上述肋21在膜片7的两侧伸出并从该膜片向外端部变细。肋21沿阀部件5的中心轴方向倾斜，因而阀壳1中的气体压力将使肋21压靠在阀壳1和盖子2的部件上，因而在上述部件之间放入膜片7的边缘时便形成密封。这将在后面参照图8详细加以说明。
图7示出气体阀门的第二实施例，其中包括膜片7以及阀部件5的阀体用相同材料，最好用塑料形成整体。阀体的构成膜片7的部分其壁相对较薄，以便获得要求的柔性，而阀体的构成阀部件5的部分其壁较厚，而且还具有增强肋20。
图8是细节图，示出膜片7的外周边缘被夹紧在阀壳1和盖子2之间的方法。膜片7的边缘装在阀壳1和盖子2之间的腔中，因此稍微使四个肋21形变，便可得到膜片的充分固定，该四个肋位于膜片的两侧，靠近膜片7的边缘，每侧两个。
膜片7受到一定偏压，因为从截面图中看到，肋21从膜片7向外变细，并且向阀部件5的方向倾斜(同时参照图10)，所以在固定时发生的形变将使得肋21的密封作用因阀壳内气体压力的作有而更为增强。由此，阀壳1和盖子2被压在一起的作用力是有限的，因而阀壳1和盖子可以用手接合在一起而不必用任何辅助装置。另外，密封作用对于阀壳1和盖子2之间的间隙的微小变化是不敏感的，因而可以采用上述卡箍连接装置而不会发生任何问题。
图9是阀体5、7的截面图，该图示出，至少膜片7的一部分在稳定形状下基本上是圆锥形。因为阀体5、7在阀门关闭位置多多少少具有这种稳定形状，所以很明显，实际上完全不需要用于导向该阀部件5的另外的导向装置例如导向杆8。膜片7在阀门关闭期间可以导向该阀部件5。
图10是膜片7的边缘视图，示出肋21，在膜片的两侧各有两个肋。肋21最好是倾斜取向的，并且如在截面图中见到的那样是逐渐变细的。图11和12是阀体5、7的透视图，其中可以清楚看出节流通道10和增强肋20。
上述实施例应当认为是例子，了解本发明的专业技术人员可以明显看出，可能有许多应用本发明的变型例。
权利要求
1.一种阀门等的外壳，上述外壳包括第一外壳部分(1、2)，该外壳部分连接于第二外壳部分(2、1)，其间插入柔性密封件(7)，其中各个外壳部分(1、2)具有基本为环形的接触面，上述密封件(7)压靠在上述接触面上，其特征在于，上述密封件(7)和/或接触面中之一或两个接触面这样成形使得在接触面处仅有一部分接触面与密封件(7)的一部分表面接触，并且两个外壳部分(1、2)由连接装置(12、15、16、17)保持分开预定距离，因而在配置于上述接触面之间的那部分密封件(7)上仅有局部形变。
2.如权利要求1所述的外壳，其特征在于，上述密封件(7)具有至少一个环形肋(21)，该肋以其部分表面压靠在接触面上。
3.如权利要求2所述的外壳，其特征在于，从横截面图上看到，上述环形肋(21)从密封件(7)的表面向外逐渐变细，并向环的中心轴取向。
4.如上述权利要求中任一项所述的外壳，其特征在于，接触面上至少具有一个环形肋(13、14)。
5.如上述权利要求中任一项所述的外壳，其特征在于，上述密封件(7)构成膜片的一部分，该膜片配置在上述外壳(1、2)内。
6.如上述权利要求中任一项所述的外壳，其特征在于，上述连接装置(12、15、16、17)包括卡箍连接装置，其中弹性卡箍啮合上述第一外壳部分(1、2)的部分以及第二外壳部分(2、1)的部分，同时彼此相对固定上述外壳部分。
7.如上述权利要求中任一项所述的外壳，其特征在于，上述卡箍由基本为环形的其横截面为圆形的金属杆构成，该卡箍压靠在两个外壳部分(1、2)的沿径向取向的止动表面上。
8.如权利要求7所述的外壳，其特征在于，一个外壳部分(1)靠近其接触面，该接触面具有沿径向向外方向开口的槽口(16)，上述卡箍(15)配置在该槽(16)中，上述槽口(16)在多个位置形成在上述卡箍(15)后面延伸的凹部，另一外壳部分(2)的连接部分(17)伸入该凹部中，上述连接部分(17)具有钩形部分(12)，在外壳部分(1、2)彼此对接时，该钩形部分(12)可以反抗卡箍的弹力移动该卡箍(15)，该钩形部分还具有压靠上述卡箍(15)的止动表面，因此可以防止上述外壳部分(1，2)分离。
9.如权利要求8所述的外壳，其特征在于，上述连接部分(17)在其径向内侧具有圆筒止动表面，该止动表面包围位于上述外壳部分的相互连接位置的上述一个外壳部分(1)的圆筒表面。
10.一种用于控制流体和/或施加流体动力的构件，该构件具有如上述任一项权利要求所述的外壳(1，2)。
11.一种将两个外壳部分(1、2)连接在一起的方法，一个外壳部分(1)包括装有弹性卡箍(15)的槽，其中密封件(7)放置在两个外壳部分(1、2)的接触表面之间，并且用手对在上述一个外壳部分(1)上的另一个外壳部件(2)施加压力，使得另一个外壳部件(2)的连接部分(17)反抗卡箍(15)的弹力移动该卡箍，随后上述连接部分(17)啮合在上述弹性卡箍(15)的后面，并以其止动面压靠该卡箍(15)，从而使两个外壳部分(1、2)相互连接。
12.一种用手连接两个外壳部分(1、2)的方法，其中应用如权利要求1-9中任一项所述的外壳。
全文摘要
一种气体阀门等的外壳,上述外壳包括第一外壳部分,该第1外壳部分连接于第二外壳部分,其间插入柔性密封件,各个外壳部分具有大体为环形接触面,上述密封件压靠在上述接触面上。上述密封件和/或接触面中之一或两个接触面这样成型,即使得在接触面处仅有一部分接触表面与密封件的一部分表面接触。两个外壳部分由连接装置保持分开预定距离,因而配置在接触表面之间的那部分密封件上仅有局部形变。密封件具有至少一个环形肋,该肋以其部分表面压靠在接触面上。从横截面图中可以看到,该肋从密封件的表面向外逐渐缩小,并且对着环的中心轴取向。
文档编号F16J3/00GK1177396SQ96192323
公开日1998年3月25日 申请日期1996年3月4日 优先权日1995年3月2日
发明者扬·V·D·齐 申请人:Asco控制公司