具有用控制桿操作的閥的加壓流體容器的制造方法
【專利說明】具有用控制桿操作的閥的加壓流體容器
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種具有截止閥的加壓流體容器。
[0002]具體來說，本發(fā)明涉及一種用于與例如醫(yī)用氣體、焊接氣體等一起使用的加壓流體汽缸。
[0003]此類汽缸傳統(tǒng)地在汽缸的頂部處設(shè)置有由防護(hù)件保護(hù)的截止閥。閥具有通過螺旋機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)而朝向和遠(yuǎn)離座移動(dòng)的閥元件。螺旋機(jī)構(gòu)由具有外螺紋的手輪構(gòu)成，所述外螺紋與閥體中的內(nèi)螺紋配合。因此使用者可以通過旋轉(zhuǎn)手輪以升高和降低閥元件來打開和閉合截止閥。
[0004]盡管此類機(jī)構(gòu)被廣泛使用，但是它們存在許多問題。手輪需要進(jìn)行多圈旋轉(zhuǎn)以便使其旋轉(zhuǎn)，這是耗時(shí)的，并且當(dāng)防護(hù)件就位時(shí)，手輪是特別不易觸及的。此外，它可能被卡在全開或全閉的位置中。盡管常常在輪子上呈現(xiàn)箭頭以向使用者指示打開或閉合的方向，但是很難通過目測(cè)確定輪子的當(dāng)前位置，使得使用者可能例如試圖打開已經(jīng)全開的閥并錯(cuò)誤地認(rèn)為閥被卡住。
[0005]沒有清晰位置指示的事實(shí)的另一個(gè)困難之處在于:由于沒有閥已經(jīng)到達(dá)全閉位置的清晰指示，使用者可能沒有全閉閥，從而導(dǎo)致容器的疏忽泄漏。
[0006]通過使用控制桿替換手輪以便通過偏心聯(lián)接器賦予閥線性力而克服了許多這些問題。
[0007]基于控制桿的系統(tǒng)提供的優(yōu)點(diǎn)在于:它可被設(shè)計(jì)成具有兩個(gè)相異的位置，即全開位置和全閉位置，使得使用者能夠容易地確定閥的位置。然而，這兩個(gè)離散的位置與手輪相比具有的缺點(diǎn)在于:利用手輪，使用者可以簡(jiǎn)單地持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)閥，直到他們經(jīng)歷指示閥閉合的高度阻力。在控制桿的情況下，這大體是不可能的，因?yàn)槭褂谜弑仨殞⒖刂茥U移動(dòng)到固定且預(yù)定的閉合位置。在偏心聯(lián)接器與閥元件座之間將存在合理數(shù)量的部件，使得控制桿布置應(yīng)能夠適應(yīng)由此引起的尺寸公差。此外，隨時(shí)間推移，這些部件的相對(duì)位置很可能改變，特別是很可能磨損的閥元件本身。如果基于控制桿的系統(tǒng)要在控制桿到達(dá)固定的閉合位置時(shí)可靠地閉合，那么基于控制桿的系統(tǒng)應(yīng)能夠適應(yīng)尺寸公差和磨損。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，提供一種具有截止閥的加壓流體汽缸，所述截止閥包括:閥元件，其可在朝向和遠(yuǎn)離閥座的線性方向上移動(dòng)，以選擇性地閉合所述截止閥；控制桿，其通過偏心聯(lián)接器聯(lián)接到所述閥元件，使得所述控制桿的旋轉(zhuǎn)致使所述閥元件線性運(yùn)動(dòng)；以及彈力構(gòu)件，其在所述閥元件與所述偏心聯(lián)接器之間作用，以便驅(qū)使這些部件分開。
[0009]起作用來驅(qū)使閥元件和偏心聯(lián)接器偏置分開的彈力構(gòu)件的存在意味著，無論偏心聯(lián)接器與閥座之間可存在的尺寸公差如何和/或如果任何部件遭受磨損，在偏心聯(lián)接器與閥座之間一直維持所需的密封力。因此，保證將控制桿移動(dòng)到固定的閉合位置，以將閥元件移動(dòng)到正確的閉合位置，而不管公差和/或磨損中的任何變化。
[0010]彈力構(gòu)件可被布置來提供恒定的預(yù)設(shè)偏置力。然而，優(yōu)選地，汽缸還包括彈力構(gòu)件調(diào)節(jié)螺母，其允許調(diào)節(jié)由彈力構(gòu)件提供的偏置力。
[0011]優(yōu)選地，偏心聯(lián)接器通過閥桿聯(lián)接到閥元件，并且彈力構(gòu)件容納在閥桿內(nèi)。
[0012]偏心聯(lián)接器可以是凸輪機(jī)構(gòu)或曲柄機(jī)構(gòu)。
[0013]閥元件優(yōu)選地在加壓容器外部，使得它是通過流體壓力來偏置打開，或它可在加壓容器內(nèi)部，使得它是通過流體壓力來偏置閉合。另外，可提供閥元件偏置構(gòu)件來驅(qū)使閥元件朝向或遠(yuǎn)離閥座。
[0014]現(xiàn)在將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的一種汽缸的實(shí)例，在附圖中:
[0015]圖1是穿過汽缸的頂部和截止閥的橫截面；并且
[0016]圖2是更詳細(xì)示出截止閥的內(nèi)部布置的橫截面。
[0017]閥包括螺旋到如本領(lǐng)域中熟知的加壓汽缸2中的閥體1。氣體出口路徑3向上延伸穿過閥體1的下部部分的中心，之后具有向左傾斜的部分和向右邊傾斜的另一部分，如圖1所示。這些傾斜部分對(duì)于可同樣應(yīng)用于筆直軸向氣體流動(dòng)路徑或氣體路徑的任何布置的本發(fā)明是不必要的。
[0018]剩余壓力閥4和計(jì)量器5都在加壓區(qū)域中在閥元件6上游與氣體出口路徑3連通。閥元件6是環(huán)，其被設(shè)計(jì)來以圍繞氣體出口通道3的出口的環(huán)形淺槽的形式坐落于閥座7中。如圖1中所示，在閥元件6在打開位置中的情況下，連通對(duì)氣體出口 8開放。
[0019]閥通過控制桿10的操作來打開和閉合，控制桿10通過偏心聯(lián)接器11 (如曲柄或凸輪)連接，隨之，控制桿10的旋轉(zhuǎn)通過偏心聯(lián)接器11連接到閥桿11并因此閥元件6的線性移動(dòng)，以便打開和閉合閥，如下文描述。偏心聯(lián)接器11由可旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器13聯(lián)接到閥桿12，當(dāng)旋轉(zhuǎn)控制桿時(shí)，可旋轉(zhuǎn)聯(lián)接器13將在閥桿內(nèi)旋轉(zhuǎn)，但是仍然將向閥桿傳輸軸向力。
[0020]閥桿12可在閥套14內(nèi)滑動(dòng)，閥套14通過互補(bǔ)螺紋15螺旋到閥體2中。高壓密封件16密封閥體2與閥套14之間的接口。還存在如圖2中所示的支承環(huán)17的選項(xiàng)。
[0021]閥桿12的主體由許多部件組成。閥元件保持構(gòu)件20最靠近閥元件6，閥元件保持構(gòu)件20保持閥元件6并且可在閥套14內(nèi)滑動(dòng)，閥元件保持構(gòu)件20與閥套14由高壓0形密封件21密封。還存在如圖2中所示的支承環(huán)22的選項(xiàng)。
[0022]在與閥元件6相反的末端處，閥元件保持構(gòu)件20螺旋到預(yù)加載軸23中。預(yù)加載軸23具有向外突出的環(huán)形凸緣24。第一彈簧25 (在這種情況下是螺旋盤繞的彈簧)在閥套14與環(huán)形凸緣24之間作用，以便將預(yù)加載軸23并因此將閥元件6驅(qū)使到打開位置中。
[0023]在凸緣24的相反側(cè)上，出于下文描述的原因，預(yù)加載軸由呈一摞貝氏彈簧墊圈或片彈簧形式的第二彈簧26圍繞。
[0024]如圖2中最佳地示出，在預(yù)加載軸23的與閥元件保持機(jī)構(gòu)20相反的末端處，預(yù)加載軸23螺旋到預(yù)加載螺母27中。這個(gè)預(yù)加載螺母靠在位于第二彈簧28的頂部上的墊圈28上。預(yù)加載螺母27螺旋到預(yù)加載軸23上的程度將確定由第二彈簧26提供的偏置力。如在圖2中可見，預(yù)加載軸23上的凸肩29限制第二彈簧26可被壓縮的程度。
[0025]滑塊30附接到上文描述的偏心聯(lián)接器13?；瑝K30可在閥套14內(nèi)滑動(dòng)，并且靠在墊圈28的頂部表面上，如圖2中最佳地示出?；瑝K30并非剛性地聯(lián)接到預(yù)加載軸23或預(yù)加載螺母27。
[0026]這樣，偏心聯(lián)接器11將滑塊30推動(dòng)到閥套14中，這個(gè)力通過墊圈28、第二彈簧26、凸緣24和閥元件保持構(gòu)件20來傳輸，以便抵抗第一彈簧25和流體壓力的作用來閉合閥元件6。當(dāng)偏心聯(lián)接器轉(zhuǎn)動(dòng)以使滑塊30從套筒14中撤出時(shí)，這簡(jiǎn)單地釋放閥桿部件上的閉合力，使得由第一彈簧25提供的偏置力連同流體壓力致使閥打開。
[0027]第二彈簧26的存在允許機(jī)構(gòu)收緊由閥部件內(nèi)的尺寸公差或由部件(如閥座6)的磨損造成的任何松弛。例如，如果閥座6隨時(shí)間推移而磨損，那么由第二彈簧26提供的偏置力將通過由環(huán)形凸緣24和預(yù)加載軸23施加的力而迫使閥元件保持構(gòu)件20進(jìn)一步向左，如圖1中所示。因此，即使一旦閥部件磨損，控制桿10也可總是返回到完全相同的開口和閉合位置，并且第二彈簧26保證閥元件將仍然在所需的力下閉合。
[0028]此外，雖然汽缸與汽缸之間存在尺寸公差，但是第二彈簧26的存在意味著所有這些汽缸可具有相同的打開和閉合位置，使得如果使用者展望許多汽缸，這些汽缸看上去都將是統(tǒng)一的，因?yàn)樗鼈兊目刂茥U將在相同的位置中。如果所有控制桿要在不同的位置中閉合，那么這將關(guān)于汽缸是否全閉在使用者的心里造成不確定性，而且看上去將不整齊，從而產(chǎn)生閥未得到良好設(shè)計(jì)的印象。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有截止閥的加壓流體汽缸，所述截止閥包括:閥元件，其可在朝向和遠(yuǎn)離閥座的線性方向上移動(dòng)，以選擇性地閉合所述截止閥；控制桿，其通過偏心聯(lián)接器聯(lián)接到所述閥元件，使得所述控制桿的旋轉(zhuǎn)致使所述閥元件線性運(yùn)動(dòng)；以及彈力構(gòu)件，其在所述閥元件與所述偏心聯(lián)接器之間作用，以便驅(qū)使這些部件分開。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽缸，其中所述汽缸還包括彈力構(gòu)件調(diào)節(jié)螺母，其允許調(diào)節(jié)由所述彈力構(gòu)件提供的偏置力。3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的汽缸，其中所述偏心聯(lián)接器通過閥桿聯(lián)接到所述閥元件，并且所述彈力構(gòu)件容納在所述閥桿內(nèi)。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的汽缸，其中所述偏心聯(lián)接器是凸輪機(jī)構(gòu)。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的汽缸，其中所述偏心聯(lián)接器是曲柄機(jī)構(gòu)。
【專利摘要】一種具有截止閥的加壓流體汽缸(2)，所述截止閥具有包括閥元件(6)的線性可移動(dòng)閥?？刂茥U(10)通過偏心聯(lián)接器(11)聯(lián)接到所述閥元件，使得所述控制桿的旋轉(zhuǎn)致使所述閥元件線性運(yùn)動(dòng)。彈力構(gòu)件(26)在所述閥元件與所述偏心聯(lián)接器之間作用以驅(qū)使這些部件分開。
【IPC分類】F17C13/04
【公開號(hào)】CN105324602
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480034473
【發(fā)明人】D·威爾士, N·詹卡洛
【申請(qǐng)人】蘭德股份公司
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2014年5月20日
【公告號(hào)】CA2912874A1, EP2999912A1, US20160091144, WO2014187815A1