加压容器阀门的制作方法
【专利说明】加压容器阀门
[0001]本发明涉及用于加压容器或气瓶中的阀门。
[0002]气瓶通常通过抵靠气体阀门底座推动滑动/可移动构件而密封。这种可移动构件可位于气瓶内或气瓶外。如果它位于气瓶内，那么通过瓶内的高气压推动阀门关闭，且在需要时使用手轮或杠杆打开。一旦已通过这种方式打开阀门，高压气体接着就被驱动穿过阀门进入瓶中。这样一种系统的实例示于US 2005/0173007中。
[0003]在一些情况下，在加气期间，加压气体可能在使用手轮或杠杆打开阀门之前通过阀门。这可能例如在操作者疲劳或分神的情况下发生。在这些情况下，高压气体本身可能产生足够的力来打开阀门并且进入瓶中。但是，这种情况下的阀门可抵靠阀门底座震颤(由于阀门上的偏置力和来自输入气体的不规则力)。当使用某些气体(例如氧气)时，这种震颤可能造成引燃风险。
[0004]因此，本发明涉及一种气瓶，其无法在这样一种手轮或杠杆尚未被开始压低时加气。
[0005]因此，本发明提供一种根据权利要求1所述的用于加压流体缸的阀门。
[0006]当致动元件在它的开始、未压低位置中时，输入流体的压力单独作用在第一活塞和第二活塞上。由于第一活塞的直径大于第二活塞的直径，所以来自气体的压力形成朝向第一活塞的净力，将连接元件压离截止阀。这个位置中第二活塞与孔之间的密封件阻止加气气体到达截止阀。阀门因此无法在致动元件未被压低时由加气气体打开，使得“震颤”问题不会出现。
[0007]仅在连接元件通过操作者移动致动元件而被移动至它的第二位置时，气体可流动经过第二位置以给气缸加气。
[0008]现仅通过举例参考附图详细描述本发明，其中:
[0009]图1A和图1B示出根据本发明的阀门。图1A示出处于第一闭合位置中的阀门，且图1B示出处于第二打开位置中的阀门。
[0010]其中所示的阀门10由阀体11形成，阀体11具有大体上圆柱形形状的阀孔12。阀孔12具有纵轴L-L。加气进口 14从加压源(未示出)传递气体，并且包括进口通道20，其经由孔的侧壁上的开口穿过阀体11流体连接至阀孔12。通向气缸的底座26位于孔12的底部，而控制口 18在阀孔12顶部中形成开口。
[0011]截止阀22位于底座26下方且通过弹簧24偏置至闭合位置中并且偏置至与阀门底座26接合。
[0012]连接元件28 (形状大致圆柱形)位于阀孔12内且可沿着轴L-L移动。在连接元件28顶部处的是第一活塞30，其在第一位置中与阀孔12的侧壁接合并且具有接触阀孔12中的肩部32的顶部表面。连接至活塞30的这个顶部表面的是致动元件31 (例如，杠杆)，其由用户操作以压低连接元件28。朝向连接元件28的底部的是第二活塞34，其在第一位置中与阀孔12的侧壁接合。位于连接元件28的底部处的是接触表面36，其选择性地抵靠截止阀22。
[0013]如在图1A中所示，第一活塞和第二活塞横跨加气进口 14。
[0014]第一活塞30的底部表面和第二活塞34的顶部表面各自界定各自气体接触区域30A、34A，其由活塞30、34的横截面积减去活塞之间的连接元件28的横截面积而界定。在阀门的闭合位置中(图1A)，来自加气进口 14的加压气体作用在这些接触区域30A、34A上。第一活塞30具有比第二活塞34大的气体接触区域。
[0015]为了防止流体在闭合位置中时泄漏穿过第一活塞30和第二活塞34，每个活塞具有圆周ο环密封件38，其与阀孔12的侧壁接合。
[0016]孔12的直径沿着其轴L-L成阶状，如图1Α和图1Β中所示，且大体上由五个部分形成。孔的第一最顶部部分12Α具有第一直径，其经设定尺寸来抵靠第一活塞30的直径密封。在孔12的第一部分下方的是第二部分12Β，其具有第二直径，第二直径小于第一部分12Α的直径且经设定尺寸来在阀门处于其闭合位置中时抵靠第二活塞34的直径密封。第二部分12Β下方的是第三部分12C，其具有比第二部分12Β大的直径。孔的第三部分12C下方的第四部分12D被设定尺寸来容纳阀门底座26，而第五和最底部部分12Ε被设定尺寸来有间隙地容纳止回阀22。
[0017]如果用户尝试在阀门10和致动元件31处于图1Α中所示的闭合位置中时给气缸加气，那么从加气进口 14进入阀孔12的加压气体作用在气体接触区域30Α、34Α上。由于第一活塞30的气体接触区域30Α大于第二活塞34的气体接触区域34Α，所以来自阀孔12中的加压气体的净力将连接元件28向上推，且将第一活塞30的顶部表面推至在孔12的顶部与肩部32接合。这将第二活塞34带至孔的第二部分12Β中，由此密封至截止阀22的路径。因此，在闭合位置中，加压气体被容纳在两个活塞30、34之间。因此，加气单元无法将流体供应至气缸。
[0018]当用户需要将加气气体递送至气缸时，他们通过使用致动元件31来在第一活塞30的顶部表面上施加向下力F而压低连接元件28，向下力F超过由加压气体施加在连接元件28和弹簧24上的净力。施加至第一活塞30的顶部表面上的向下力压迫连接元件28且因此将止回阀22向下压低至图1Β中所示的阀门的第二打开位置中。
[0019]在这个打开位置中，虽然第一活塞30仍用阀孔12的第一部分12Α和侧壁密封，但是它的顶部表面从肩部32脱离且其气体接触区域30Α的一部分落在阀孔12的第二肩部33上(其由孔12的第一部分和第二部分之间的界面界定)。这个肩部33阻止连接元件28移动超出其第二位置。也在打开位置中，第二活塞34移动超出阀孔12的第二部分12Β的侧壁至孔12的第三部分12C中；且接触表面36接触截止阀22，将截止阀向下压并且压离其阀门底座26。因此，在打开位置中，来自加气进口 14的加压气体可绕第二活塞34经过，穿过开放截止阀22并且进入气缸。
[0020]当足够的气体已被供应至气缸时，来自连接至进口 14的加气单元(未示出)的气体供应可被隔离，关闭流动穿过孔12的加压气体供应。使用致动元件31施加的来自用户的向下力F可接着被移除。在这样做的情况下，来自气缸的压力和来自弹簧24的力关闭截止阀22。
[0021]虽然已参考当致动元件被压低时，从进口 14馈送，经过止回阀22并且进入气缸的加压气体描述上述阀门；但是将了解在正常使用中(即，当气缸未被加气时)，当致动元件31被压低并且穿过加气进口 14(其变为阀门的出口)被压出时，截止阀22可被下推以允许来自气缸的加压气体绕止回阀经过。
【主权项】
1.一种用于加压流体气缸的阀门，所述阀门包括: 外壳，其具有含阀门总成的孔，所述阀门总成包括: 截止阀，其抵靠底座偏置以密封所述气缸； 致动元件，其可线性移动以抵抗所述偏置力而打开所述阀门；和 连接元件，其将所述致动元件親接至所述截止阀；朝向所述连接元件的顶部的第一活塞，其用具有第一直径的所述孔的第一部分密封，朝向所述连接元件的底部的第二活塞，其用所述孔的第二部分密封在第一位置中，所述孔的第二部分具有小于所述第一直径的第二直径，所述连接元件可移动至其中所述第二活塞进入所述孔的第三部分的第二位置，所述孔的第三部分具有大于所述第二直径的直径，使得所述第二活塞不再用所述孔密封； 气体加气进口，其与所述孔的所述第二部分连通；所述第一活塞具有暴露给所述气体加气进口的面，所述面大于所述第二活塞暴露给所述气体加气进口的面，使得加气气压将所述连接元件远离所述阀门偏置； 其中在压低位置中的所述致动元件抵靠所述连接元件推动以将所述连接元件向下固持且所述阀门打开，使得所述气缸可被加气；和 其中当所述致动元件处于非压低位置中时，所述连接元件用所述加气气压自由移动，使得其与所述阀门隔开。
【专利摘要】一种用于加压流体气缸的阀门。阀门包括截止阀(22)，其抵靠底座(26)偏置以密封气缸。致动元件(31)其可线性移动以抵抗偏置力而打开所述阀门(22)。连接元件(28)将致动元件(31)耦接至截止阀(22)并包括朝向其顶部的第一活塞(30)和朝向其底部(34)的第二活塞。阀门还包括活塞(30、34)之间的气体加气进口(14)使得加气气压将连接元件(28)远离所述阀门(22)偏置。在压低位置中的致动元件(31)抵靠连接元件(28)推动以将连接元件(28)向下固持且所述阀门打开(22)，使得气缸可被加气。当致动元件(31)处于非压低位置中时，连接元件(28)用加气气压自由移动，使得其与所述阀门(22)隔开。
【IPC分类】F17C13/04
【公开号】CN105308383
【申请号】CN201480035263
【发明人】D·威尔士
【申请人】兰德股份公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年6月30日
【公告号】CA2916171A1, EP3014167A2, US20160123474, WO2014207255A2, WO2014207255A3