專利名稱：氣動調(diào)壓器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及調(diào)壓器，更具體地說，本發(fā)明涉及具有可調(diào)節(jié)的調(diào)壓器活塞的氣動調(diào)壓器。
背景技術(shù)：
氣動調(diào)壓器是本領(lǐng)域公知的并且用在許多情況中以便于將氣壓供給壓力調(diào)節(jié)為指定的系統(tǒng)壓力。之后使用由所述調(diào)壓器提供的受控系統(tǒng)壓力以操縱系統(tǒng)內(nèi)的各種氣動裝置。所述調(diào)壓器用于保持預期的操作壓力以及用于消除供給壓力波動。這樣，所述調(diào)壓器確保有源系統(tǒng)器件將在可靠并可重復的驅(qū)動下適當?shù)夭僮鳌?br> 在應用中，存在多種制造和加工環(huán)境，所述環(huán)境期望較高的壓縮氣體流率和極快的響應時間。將精確調(diào)節(jié)的氣壓供給到這些環(huán)境中的有源器件是重要的。由于這些生產(chǎn)環(huán)境中的加工技術(shù)已有所改進，因此已增加了對于更小并且更精確的有源空氣器件的需求，以及對于用于控制供給壓力的更小并且更精確的調(diào)壓器的需求。另外，取決于具體應用，為了實現(xiàn)更大的控制和精確性，可在氣動系統(tǒng)各處的各種位置處使用多個調(diào)壓器，甚至于達到為每個獨立有源器件提供一個獨立調(diào)壓器的程度。在這些情況中，最好將調(diào)壓器布置得極接近于有源器件。這又將調(diào)壓器放置得極靠近于制造和加工環(huán)境，因此需要將調(diào)壓器放置于具有極小尺寸的的緊密空間中。
利用隔膜以控制輸出壓力的已知調(diào)壓器通常都太大而無法用在這些情況中。這是已驅(qū)使活塞-受控調(diào)壓器的當前的提高和改進一個因素。這種類型的調(diào)壓器通常使用可移動地支撐在鏜孔中的活塞。所述活塞用于調(diào)節(jié)作用在其上的下游壓力。所述活塞可操作地連接于提升控制閥或與提升控制閥相聯(lián)系，從而作為隨著下游壓力而移動的活塞。更具體地，當下游壓力超過預期最大值時，繼續(xù)進行控制以便于將輸入壓力調(diào)節(jié)為預期輸出壓力。
通常來講，活塞式調(diào)壓器比本領(lǐng)域中通常已知類型的隔膜操作調(diào)壓器更適合于用在上述操作環(huán)境的緊密范圍中。然而，在過去，某些設(shè)計的阻擋層已限制了活塞尺寸可減小的程度，進而限制了調(diào)壓器其本身可減小的程度。當活塞的有效表面區(qū)域減小到預定量之下時，可能會喪失精確的壓力控制。為了克服這個問題，可遠離于氣動系統(tǒng)的其余部分使用相關(guān)領(lǐng)域中公知的較大活塞受控調(diào)壓器。然而，這些較大的、較遠設(shè)置的調(diào)壓器會遭遇這樣的連續(xù)性需求，即，它們必須通過管道或其他流道相互連接，這需要輔助的硬件和管件，并且可能降低氣壓效率并且引起系統(tǒng)內(nèi)的線路損耗。
雖然在過去較大的、較遠設(shè)置的調(diào)壓器通常比較適用，但是在本領(lǐng)域中存在對于簡單的氣動系統(tǒng)的持續(xù)需求，進而通過形成愈來愈小但仍高度精確的活塞受控的調(diào)壓器而降低制造和/或裝配成本。較小的調(diào)壓器可被布置得極接近于有源系統(tǒng)部件，從而縮短流動路徑，減小或消除輔助的管件和硬件，并且增加氣壓流動效率。在企圖獲得預期調(diào)壓器尺寸標準時，在相關(guān)技術(shù)中已提出的所述較小調(diào)壓器未能解決當活塞的有效表面區(qū)域降至最小活塞尺寸之下時所產(chǎn)生的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了相關(guān)技術(shù)氣動調(diào)壓器裝置中的缺點。所述氣動調(diào)壓器裝置包括調(diào)壓器外殼，該調(diào)壓器外殼具有適合于在第一高壓下與氣壓源流體連通的入口；適合于在第二較低的調(diào)節(jié)壓力下向至少一個下游氣動裝置提供氣壓的至少一個出口；以及調(diào)壓器閥組件。調(diào)壓器閥組件具有可移動地支撐在調(diào)壓器外殼中于打開位置與關(guān)閉位置之間的閥部件。活塞組件可移動地支撐在調(diào)壓器外殼中并且用于當流過出口的下游壓力低于預定值時將閥部件偏壓至其打開位置。活塞組件包括形成具有長軸和短軸的幾何形狀的壓力響應表面，其中長軸大于短軸?；钊M件響應于在入口和出口之間流動的氣壓以減小作用在閥部件上的偏壓力，從而當流過出口的下游壓力超過預定值時使得閥部件移動到其關(guān)閉位置。
本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，它提供了一種精確并且高響應性的調(diào)壓器，與傳統(tǒng)技術(shù)中可得到的調(diào)壓器相比較，可將所述調(diào)壓器構(gòu)成具有更小的尺寸。更具體地說，與相關(guān)技術(shù)中已知調(diào)壓器相比較，可減小本發(fā)明調(diào)壓器的寬度以使其較薄，同時仍然提供相對于活塞的充足的表面區(qū)域，從而所述調(diào)壓器保持其響應性。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于，通過提供更小尺寸的調(diào)壓器，可將本發(fā)明設(shè)置于待調(diào)節(jié)的裝置上或設(shè)置得極接近于待調(diào)節(jié)的裝置，從而使得它們之間的流動路徑縮短并減少相關(guān)硬件部件的數(shù)量。這簡化了氣動系統(tǒng)的設(shè)計，從而可降低成本、增加效率和便利性。


結(jié)合附圖參照以下詳細描述可容易地明白本發(fā)明的其他優(yōu)點并且可更好地理解本發(fā)明，其中圖1是本發(fā)明氣動調(diào)壓器裝置的透視圖；圖2是在調(diào)壓器閥裝置處于其打開位置時所看到的本發(fā)明氣動調(diào)壓器裝置的截面?zhèn)纫晥D；圖3是在調(diào)壓器閥裝置處于其關(guān)閉位置時所看到的本發(fā)明氣動調(diào)壓器裝置的截面?zhèn)纫晥D；圖4是在調(diào)壓器閥裝置處于其關(guān)閉位置并且泄放孔打開時所看到的本發(fā)明氣動調(diào)壓器裝置的截面?zhèn)纫晥D；圖5是沿圖4的線5-5所截的本發(fā)明氣動調(diào)壓器裝置的端視圖；圖6是本發(fā)明的調(diào)壓器活塞的透視圖；圖7是所述調(diào)壓器活塞的壓力響應表面的端視圖；以及圖8是本發(fā)明的調(diào)壓器活塞的端視圖。
具體實施例方式
在圖1-圖4中，通常以附圖標記10表示本發(fā)明的氣動調(diào)壓器裝置。本發(fā)明的氣動調(diào)壓器裝置10被設(shè)計得用作任何數(shù)量氣動系統(tǒng)的一部分以將供給壓力調(diào)節(jié)為預定系統(tǒng)壓力。裝置10包括通常以附圖標記12表示的調(diào)壓器外殼。調(diào)壓器外殼12包括主體18和調(diào)節(jié)罩20。主體18由一對側(cè)壁22、24和一對端壁26、28限定，所述端壁26、28在這對側(cè)壁之間延伸以限定調(diào)壓器裝置10的寬度。主體18還分別包括上部和下部安裝表面30、32。通過任何傳統(tǒng)方式將調(diào)節(jié)罩20安裝于主體18的上部安裝表面30。因此，調(diào)節(jié)罩20具有相似的并且對應的側(cè)壁和端壁結(jié)構(gòu)。更具體地說，調(diào)節(jié)罩20包括一對側(cè)壁34、36和在它們之間延伸的一對端壁38、40。調(diào)節(jié)罩20還具有適合于被安裝于主體18的相應的上部安裝表面30的下部安裝表面42。最后，如以下將更詳細地描述的，調(diào)節(jié)罩20包括通常以附圖標記44表示的調(diào)壓器調(diào)節(jié)組件。
如圖1中清楚示出的，在優(yōu)選實施例中，調(diào)壓器外殼12的形狀基本是矩形的，其端壁尺寸小于其側(cè)壁尺寸。這賦予外殼12較薄的形狀，從而有助于其用在緊密空間中。如以下將詳細描述的，本發(fā)明調(diào)壓器裝置10的某些特征有助于該最佳形狀。然而，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員將理解的是，在所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，調(diào)壓器外殼可具有任何適合的幾何形狀。
如圖2-圖4中清楚示出的，調(diào)壓器外殼12的主體18支撐通常以附圖標記46表示的調(diào)節(jié)器閥組件和通常以附圖標記48表示的活塞組件。調(diào)壓器外殼12的主體18包括入口50和至少一個出口52。在這些圖中所示的優(yōu)選實施例中，入口50和出口52都是通過主體18的下部安裝表面32形成的。入口50在已知方式下可操作地與氣壓源相連接。如本領(lǐng)域中公知的，氣壓源處于第一高壓下。另外，調(diào)壓器主體18還可包括例如可被形成于主體18的端壁26或28中的第二出口54。第二出口54可通過任何已知的附著方式，諸如以附圖標記56表示的螺紋，被物理地連接于外部量規(guī)或外部壓力監(jiān)控線(未示出)并與之流體連通?；蛘?，可使用以附圖標記59表示的以陰影示出的塞子封堵第二出口54。
調(diào)節(jié)器閥組件46被支撐在調(diào)壓器外殼12的主體18中入口50和出口52之間以及入口50和第二出口54(如果使用的話)之間。這樣，調(diào)節(jié)器閥組件46控制通過其調(diào)壓器裝置10的氣壓的流速。因此，調(diào)節(jié)器閥組件46包括通常以附圖標記58表示的閥部件、通常以附圖標記60表示的閥偏壓組件、以及通常以附圖標記62表示的閥保持件。如以下將詳細描述的，閥保持件62包括頭部分64、閥座66以及在頭部分64與閥座66之間延伸的主體部分68。調(diào)節(jié)器閥組件46的閥部件58包括閥桿70和閥元件72。閥桿70是細長的并且終止于遠端74中。出于以下將詳細描述的目的，閥元件72限定了密封表面76。
如圖2中所示的，閥部件58被可操作地設(shè)置在閥保持件62中，以使得當閥元件72與閥座66相隔開時閥部件58處于其打開位置，從而允許入口50和出口52之間的流體連通。如圖3中所示的，當閥元件72處于其關(guān)閉位置時，閥密封表面76適合于與閥座66密封接合，從而當下游壓力超過預定值時斷開入口50和出口52之間的流體連通。因此，閥保持件62可包括一個或多個o形圈密封78，該o形圈密封78被共同接納于形成在相應的閥保持件62中或調(diào)壓器外殼12的主體18中的槽中。
閥偏壓組件60包括被俘獲在杯狀保持件82與主體18之間的偏壓部件80。偏壓部件80用于逆著閥座66將閥元件72偏壓至其關(guān)閉位置。更具體地，當閥部件58處于其關(guān)閉位置時，閥偏壓組件60將用于把閥部件的密封表面76壓在閥座66上。如這些圖中所示的，偏壓部件80可為螺旋彈簧。在優(yōu)選實施例中，與閥桿70的遠端74相對，杯狀保持件82被整體形成為閥部件58的一部分。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明白的是，偏壓部件80可通過任何傳統(tǒng)方式形成并且杯狀保持件82可形成為與閥部件58相分離的獨立部件。
閥元件72被形成在閥桿70與杯狀保持件82之間。在優(yōu)選實施例中，閥部件58為在適當?shù)奈恢弥心Ｖ朴羞m合彈性材料(諸如橡膠)或任何已知彈性體的鋁調(diào)壓器提升閥。更具體地，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應該明白的是，密封表面76的材料可由任何已知的略微易變形，也具有高彈性的合成物制成，所述材料可被粘著于或模制于閥元件72上。與閥保持件62相似，閥部件58也可包括一個或多個o形圈密封84，所述o形圈密封84被共同接納于例如關(guān)于杯狀保持件82的圓周形成的或任何其他適當位置處所形成的槽85中，閥保持件62的頭部分64包括通常以附圖標記86表示的級形表面，級形表面86與限定于調(diào)壓器外殼12的主體18中的相應的表面88合作。保持件90與主體18合作以便于將閥保持件62保持在固定位置中。另外，主體部分68限定了在其中延伸的閥桿通路92。更具體地說，主體部分68最好是中空且為圓柱形的，并且限定了閥部件58的閥桿70從中延伸穿過的閥桿通路92。閥部件58與閥保持件62的頭部分64合作以使得遠端74和閥桿70的一部分可操作地穿過與閥座66相對的閥保持件62的頭部分64中的開口94。開口94略大于閥桿70的直徑，從而允許頭部分64的閥桿70之間的相對移動。
閥保持件62的主體部分68包括關(guān)于閥保持件62的主體部分68的圓周彼此徑向上間隔開的多個流動通路96。閥桿通路92和流動通路96提供調(diào)壓器裝置10的入口50與出口52之間的流體連通。另外，具有關(guān)于閥保持件62的頭部分64的圓周彼此徑向上間隔開的多個頭流動通路95，所述頭流動通路95允許閥桿通路92與如下所述的活塞缸筒102之間的流體連通。
活塞組件48包括調(diào)壓器活塞98。在優(yōu)選實施例中，活塞組件48被設(shè)置在主體18中而調(diào)壓器調(diào)節(jié)組件44被設(shè)置在調(diào)節(jié)罩20中。更具體地，活塞組件48可移動地支撐在主體18中并且當流過出口52的下游壓力低于預定值時用于將閥部件58偏壓至其打開位置。相應的活塞缸筒102被限定在調(diào)壓器外殼18(原文如此，是否應為12)中?；钊淄?02在主體18的上部安裝表面30處打開?；钊?8可移動地支撐在活塞缸筒102中。密封部件104關(guān)于活塞的外圓周被設(shè)置，以便于幫助活塞98與活塞缸筒102之間的空氣密封。
活塞組件48包括形成具有長軸“A”和短軸“B”的幾何形狀的壓力響應表面106，其中長軸“A”大于短軸“B”。在優(yōu)選實施例中，壓力響應表面106被形成在活塞98的一側(cè)上。這樣，壓力響應表面106具有使得調(diào)壓器外殼12的主體18中的薄矩形區(qū)域中的表面區(qū)域最大化的細長形狀。如以下將詳細描述的，這種結(jié)構(gòu)有助于使得精確并且高響應調(diào)壓器10具有比先前相關(guān)技術(shù)可得到的調(diào)壓器更小的物理尺寸。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應該明白的是，活塞98本身也可形成具有長軸“A”和短軸“B”的任何幾何形狀，其中長軸“A”大于短軸“B”?；钊淄?02形成了與活塞98互補的幾何形狀，因此也可具有長軸“A”和短軸“B”，其中長軸“A”大于短軸“B”。在優(yōu)選實施例中，并且如圖6-圖8中清楚示出的，活塞98包括細長側(cè)壁108和110，所述細長側(cè)壁108和110平滑地與在它們之間延伸的磨圓但較短的端壁112和114合并在一起。在優(yōu)選實施例中，壓力響應表面106，其中長軸“A”大于短軸“B”。在優(yōu)選實施例中，壓力響應表面106、活塞98和活塞缸筒102都形成了橢圓形狀。當用在本文中時，術(shù)語“橢圓”是指其長軸大于其短軸的任何幾何形狀而不是意味著壓力響應表面106僅限于橢圓或拋物線形狀。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應該明白的是，在不脫離本發(fā)明保護范圍的前提下，壓力響應表面106、活塞98和活塞缸筒102可包含其長軸大于其短軸的多種幾何形狀。
活塞98還具有形成在其壓力響應表面106上的容座116，所述容座116適合于接納閥桿70的遠端74。如以下將更詳細地描述的，泄放孔118穿過活塞98從而供泄壓之用。在入口50和出口52之間流動的氣壓通過閥桿通路92和如上所述穿過閥保持件62的頭部分64的開口94被輸送到壓力響應表面106。這使得活塞98移動到圖中所示的右側(cè)并且減小作用在閥部件58上的活塞偏壓力因此當流過所述出口52的下游壓力超過預定值時使得閥部件58移動到其關(guān)閉位置。
調(diào)壓器調(diào)節(jié)組件44包括通常以附圖標記120表示的調(diào)節(jié)部件和設(shè)置于調(diào)節(jié)部件120與活塞98之間通常以附圖標記122表示的偏壓部件。偏壓部件122通過使得調(diào)節(jié)部件120朝向活塞或遠離活塞移動而施加可選擇性地調(diào)節(jié)的偏壓力，其中所述調(diào)節(jié)與預定壓力值相對應?；钊珘翰考?22可包括設(shè)置在調(diào)節(jié)部件120與活塞98之間的至少一個螺旋彈簧。在優(yōu)選實施例中，活塞偏壓部件122包括以彼此同心且同軸的關(guān)系支撐的一對螺旋彈簧124、126。彈簧124可被稱作內(nèi)部同心彈簧。彈簧126可被稱作外部同心彈簧。內(nèi)部彈簧124的一端128被形成在活塞98頂邊132上的相應的側(cè)翼130所接納。同樣地，外部彈簧126的一端128被形成在活塞98頂邊132上的相應的側(cè)翼136所接納。如以下更詳細地描述的，每個螺旋彈簧124、126的各個相對端部138、140適合于與調(diào)節(jié)部件120相接合。
調(diào)節(jié)部件120包括可移動地支撐在用于朝向或遠離活塞98移動的螺紋調(diào)節(jié)桿144上的調(diào)節(jié)螺母142。調(diào)節(jié)桿144的一端148延伸到以同心方式設(shè)置的螺旋彈簧124、126中的調(diào)節(jié)罩20中。調(diào)節(jié)鈕146被設(shè)置在調(diào)節(jié)桿144的另一端150上并且通過已知方式(諸如通過通常以附圖標記152表示的花鍵或鍵槽)與調(diào)節(jié)桿144牢固接合。調(diào)節(jié)鈕146的轉(zhuǎn)動使得螺紋調(diào)節(jié)桿144轉(zhuǎn)動，從而使得調(diào)節(jié)螺母142朝向或遠離活塞98移動。這樣，首先使得調(diào)節(jié)螺母142移動得與內(nèi)部螺旋彈簧124的一端138相接合從而向活塞98施加第一級偏壓。調(diào)節(jié)螺母142沿桿144的進一步移動使得螺母142與外部螺旋彈簧126的一端140相接合從而向活塞98提供輔助級偏壓力。這樣，在兩個彈簧124、126以組合方式作用的情況下，偏壓部件122適合于供兩級增量調(diào)節(jié)(即，過程和精細增量)之用，從而提供對于下游壓力的廣范圍的調(diào)節(jié)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應該明白的是，偏壓部件122的雙彈簧結(jié)構(gòu)提供了對于施加在活塞98上的壓力的多種變化的更大的響應。還應該明白的是，在不脫離本發(fā)明的精神或保護范圍的前提下，如本申請可特別授權(quán)的，偏壓部件122可為單螺旋彈簧、多螺旋彈簧、或相關(guān)技術(shù)中已知的任何其他偏壓部件。
調(diào)壓器調(diào)節(jié)組件44還包括鎖緊螺釘156。鎖緊螺釘156以旋擰的方式被接合在調(diào)節(jié)桿144的端部中，從而當鎖緊螺釘156被擰緊時將整個調(diào)節(jié)組件44牢固地保持在適當位置中。當放松鎖緊螺釘156時，調(diào)節(jié)鈕146能夠自由轉(zhuǎn)動并且通過調(diào)節(jié)螺母142沿調(diào)節(jié)桿144長度的轉(zhuǎn)動而調(diào)節(jié)施加到活塞98的偏壓力，如上所述或是增加或是減小施加在偏壓部件122上的壓力。
操作在操作中，應該明白的是，調(diào)壓器裝置10將通過入口50與氣壓源流體連通并將通過出口52與確定器件相通。操作者可隨意地選擇將由本發(fā)明調(diào)壓器裝置10輸出到下游有源器件的預定調(diào)節(jié)氣壓。鎖緊螺釘156被放松并且轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)鈕146以獲得作用在活塞98上的特定偏壓力。當閥桿70的遠端74被接納在容座116中時，由偏壓部件122施加在活塞98上的偏壓力通過閥桿70的遠端74作用。到該力超過閥偏壓部件80的偏壓力的程度時，它使得閥部件58移動到其打開位置。這使得所供給的氣壓從入口50移動穿過閥元件72和閥座66、進入到閥保持件62、通過多個流動通路96并穿過出口52、到達氣動裝置(未示出)。通過第二出口54以可操作的方式連接有例如外部壓力計以便于監(jiān)控兩個出口52的下游壓力。
通常，在高于有源器件的操作所期望的壓力下輸送系統(tǒng)壓力。因此，調(diào)壓器10必須將過度的供給壓力減小或“調(diào)節(jié)”為操作者所選擇的預定值。因此，調(diào)節(jié)組件44的操作所選擇的偏壓力與通過閥桿通路92作用在壓力響應表面106上的活塞98的抗衡氣壓級相互關(guān)聯(lián)。
特別地，當下游壓力超過如通過偏壓部件122施加在活塞98上的偏壓力設(shè)定的指定預期調(diào)節(jié)壓力級時，過度的下游壓力將從出口50通過保持件62的多個流動通路96返回到閥桿通路92中并且穿過閥保持件62的頭部分64中的多個頭流動通路95，與活塞98的壓力響應表面106相對。該壓力與閥偏壓部件60所產(chǎn)生的偏壓力相組合使得活塞98移動到圖3中所示的右側(cè)。當活塞98充分移動到右側(cè)時，使得閥元件72移動到其關(guān)閉位置，在那里密封表面76位于閥座66上。當閥元件72被關(guān)閉時，中斷了氣壓在入口50與出口52之間的流動。
如圖4中清楚示出的，如果任何超出的壓力保留或從出口52返回的話，活塞98將繼續(xù)逆著活塞偏壓部件122所施加的偏壓力被推回，以使得穿過活塞98的泄放孔118露出，從而使得附加壓力通過調(diào)節(jié)罩20泄出。該狀態(tài)將持續(xù)進行致悼下游壓力下降或波動。如果氣動裝置不使用調(diào)節(jié)壓力并且不泄露從而產(chǎn)生壓力平衡的話可無限期地保持該狀態(tài)。另一方面，如果氣動裝置下游在運轉(zhuǎn)并且使用本發(fā)明所提供的調(diào)節(jié)壓力的話，該狀態(tài)可為即刻的。
當使用所供給的調(diào)節(jié)壓力并且作用在活塞98響應表面上的氣壓降至預定值之下時，活塞偏壓部件122將再次自動使得活塞98移動從而使得閥部件58移動到其打開位置(圖2)，重新建立入口與出口之間的流體連通。
以這種方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應該明白的是，本發(fā)明提供了超越現(xiàn)有技術(shù)的獨特優(yōu)點。更具體地說，本發(fā)明具體表現(xiàn)為與相關(guān)技術(shù)相比較具有大大減小的寬度的調(diào)壓器外殼12，同時使得活塞98上的壓力響應表面106保持有足夠大的載體表面區(qū)域，從而提供精確并且具有高響應性的調(diào)壓器10。與傳統(tǒng)技術(shù)中可得到的調(diào)壓器相比較，這種結(jié)構(gòu)有助于使得調(diào)壓器10具有更小的尺寸。而且，通過提供更小尺寸的調(diào)壓器10，可將本發(fā)明設(shè)置于待調(diào)節(jié)的任何裝置上或設(shè)置得極接近于待調(diào)節(jié)的任何裝置，從而使得它們之間的流動路徑縮短并減少相關(guān)硬件部件的數(shù)量。這簡化了氣動系統(tǒng)的設(shè)計，從而可降低成本、增加效率和便利性。
已經(jīng)以示例的方式描述了本發(fā)明。應該理解的是，已使用的術(shù)語應被理解為用于描述的詞語而不是用于限制的詞語。在上述技術(shù)的基礎(chǔ)上可對本發(fā)明作出許多修正和改變。因此，在所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，可除具體限定以外實踐本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種氣動調(diào)壓器裝置(10)，它包括調(diào)壓器外殼(12)，所述調(diào)壓器外殼(12)具有適合于在第一高壓下與氣壓源流體連通的入口(50)；適合于在第二、較低的調(diào)節(jié)壓力下向至少一個下游氣動裝置提供氣壓的至少一個出口(52)；調(diào)壓器閥組件(46)，所述調(diào)壓器閥組件(46)具有可移動地支撐在調(diào)壓器外殼(12)中于打開位置與關(guān)閉位置之間的閥部件(58)；以及活塞組件(48)，所述活塞組件(48)可移動地支撐在所述調(diào)壓器外殼(12)中并且用作當流過出口(52)的下游壓力低于預定值時將所述閥部件(58)偏壓至其打開位置，所述活塞組件(48)包括形成具有長軸A和短軸B的幾何形狀的壓力響應表面(106)，其中長軸大于短軸，所述活塞組件(48)響應于在所述入口(50)和所述出口(52)之間流動的氣壓以減小作用在閥部件(58)上的偏壓力，從而當流過所述出口(52)的下游壓力超過預定值時閥部件需要移動到其關(guān)閉位置。
2.如權(quán)利要求1所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述活塞組件(48)包括形成具有長軸A和短軸B的幾何形狀的活塞(98)，其中長軸大于短軸。
3.如權(quán)利要求2所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，其還包括被限定在所述調(diào)壓器外殼(12)中的活塞缸筒(102)，所述活塞(98)可移動地支撐在所述活塞缸筒(102)中，所述活塞缸筒(102)小齒輪與所述活塞(98)互補的幾何形狀，并且具有長軸和短軸，其中長軸大于短軸。
4.如權(quán)利要求3所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述活塞(98)和所述活塞缸筒(102)形成為橢圓形狀。
5.如權(quán)利要求1所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述調(diào)壓器閥組件(46)包括具有閥元件(72)和閥桿(70)的閥部件(58)，并且所述閥元件(72)具有閥密封表面(76)，所述閥桿(70)具有與所述閥元件(72)相對的遠端(74)。
6.如權(quán)利要求5所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述調(diào)壓器外殼(12)包括具有閥座(66)、頭部分(64)以及在它們之間延伸的主體部分(68)的閥保持件(62)，所述主體部分(68)限定閥桿通路(92)并且包括關(guān)于主體部分(68)彼此相對徑向上間隔開的多個流動通路(96)，所述多個流動通路(96)提供所述出口(52)與所述閥桿通路(92)之間的流體連通。
7.如權(quán)利要求6所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述閥部件(58)相對于閥保持件(62)可操作地支撐以使得當閥元件(72)的所述閥密封表面(76)與所述閥座(66)間隔開時所述閥部件(58)處于其打開位置從而允許所述入口(50)與所述出口(52)之間的流體連通，當所述閥元件(72)處于其關(guān)閉位置時所述閥部件(58)適合于與所述閥座(66)密封接合從而當下游壓力超過預定值時中斷所述入口(50)與所述出口(52)之間的流體連通。
8.如權(quán)利要求7所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述閥桿(70)被所述閥桿通路(92)接納，所述閥保持件(62)的所述閥桿通路(92)具有大于所述閥桿(70)的外徑的內(nèi)徑，從而閥桿通路(92)適合于使得氣壓穿過圍繞所述閥桿的所述閥桿通路(92)。
9.如權(quán)利要求6所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述閥保持件(62)的所述頭部分(64)包括從中延伸穿過的開口(94)，所述閥桿(70)延伸穿過所述開口(94)以使得所述閥桿(70)的所述遠端(74)與所述活塞組件(48)處于操作接觸，所述閥桿(70)的所述遠端(74)用作從所述活塞組件(48)處轉(zhuǎn)移偏壓力以使得所述閥元件(72)移動到其打開位置，從而使得所述閥元件(72)的所述閥密封表面(76)與所述閥座(66)間隔開。
10.如權(quán)利要求9所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述活塞組件(48)具有包括適合于接納所述閥桿(70)的所述遠端(74)的容座(116)的活塞(98)。
11.如權(quán)利要求10所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述活塞(98)包括從中延伸穿過的泄放孔(118)，當所述閥部件(58)處于打開位置時，所述泄放孔(118)適合于被所述閥桿(70)的所述遠端(74)封閉，當所述閥部件(58)移動到其關(guān)閉位置時，所述泄放孔(118)適合于被打開。
12.如權(quán)利要求5所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述閥部件(58)為鋁提升閥，所述閥元件(72)的所述閥密封表面(76)在所述閥部件(58)與所述閥座(66)相接合的點處過模制有彈性材料。
13.如權(quán)利要求5所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述調(diào)壓器閥組件(46)還包括閥偏壓組件(60)，所述閥偏壓組件(60)具有與所述閥元件(72)操作接觸的杯狀保持件(82)和設(shè)置在所述調(diào)壓器外殼(12)與杯狀保持件(82)之間的閥偏壓部件(80)，所述偏壓部件(80)適合于通過在所述調(diào)壓器外殼(12)與杯狀保持件(80)之間施加偏壓力將所述閥部件(58)偏壓至其關(guān)閉位置。
14.如權(quán)利要求13所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述閥偏壓部件(80)包括至少一個螺旋彈簧。
15.如權(quán)利要求10所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在干，其還包括調(diào)壓器調(diào)節(jié)組件(44)，所述調(diào)壓器調(diào)節(jié)組件(44)包括活塞偏壓部件(122)，所述偏壓部件(122)在所述活塞(98)上施加偏壓力以便于將所述閥部件(58)偏壓至其打開位置。
16.如權(quán)利要求15所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述調(diào)壓器調(diào)節(jié)組件(44)包括調(diào)節(jié)部件(120)，所述活塞偏壓部件(122)被設(shè)置在所述調(diào)節(jié)部件(120)與所述活塞(98)之間，從而通過使所述調(diào)節(jié)部件(120)朝向活塞(98)或遠離活塞(98)移動而可選擇性調(diào)節(jié)由所述活塞偏壓部件(122)施加的偏壓力，以進行與預定壓力值相對應的偏壓力的調(diào)節(jié)。
17.如權(quán)利要求16所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述活塞偏壓部件(122)包括設(shè)置在所述調(diào)節(jié)部件(120)與所述活塞(98)之間的至少一個螺旋彈簧(124、126)。
18.如權(quán)利要求16所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述活塞偏壓部件(122)包括以彼此同心且同軸的關(guān)系支撐在所述調(diào)節(jié)部件(120)與所述活塞(98)之間的多個螺旋彈簧(124、126)。
19.如權(quán)利要求15所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述調(diào)壓器調(diào)節(jié)組件(44)包括螺紋調(diào)節(jié)桿(144)和以旋擰的方式支撐在所述調(diào)節(jié)桿(144)上以便于朝向或遠離活塞(98)移動的調(diào)節(jié)螺母(142)，所述活塞偏壓部件(122)設(shè)置在所述活塞(98)與所述螺母(142)之間。
20.如權(quán)利要求19所述的氣動調(diào)壓器裝置(10)，其特征在于，所述調(diào)壓器調(diào)節(jié)組件(44)包括可操作地連接于所述調(diào)節(jié)桿(144)的調(diào)節(jié)鈕(146)，因此調(diào)節(jié)鈕(146)的轉(zhuǎn)動使得帶螺紋的調(diào)節(jié)桿(144)轉(zhuǎn)動，從而使得調(diào)節(jié)鈕(146)朝向或遠離活塞(98)移動。
全文摘要
一種氣動調(diào)壓器裝置(10)，它包括調(diào)壓器外殼(12)，其具有適合于在第一高壓下與氣壓源流體連通的入口(50)；適合于在第二較低的調(diào)節(jié)壓力下向至少一個下游氣動裝置提供氣壓的至少一個出口(52)；以及調(diào)壓器閥組件(46)。調(diào)壓器閥組件(46)具有可移動地支撐在調(diào)壓器外殼(12)中打開位置與關(guān)閉位置之間的閥部件(58)。當出口壓力低于預定值時活塞組件(48)用于將閥部件(58)偏壓至其打開位置?；钊M件(48)包括形成具有長軸和短軸的幾何形狀的壓力響應表面(106)，其中長軸A大于短軸B。活塞組件(48)響應于在所述入口(50)和所述出口(52)之間流動的氣壓以減小作用在閥部件(58)上的偏壓力，從而當出口壓力超過預定值時使得閥部件(58)移動到其關(guān)閉位置。
文檔編號G05D16/10GK1618047SQ02827917
公開日2005年5月18日 申請日期2002年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月6日
發(fā)明者R·H·內(nèi)夫, J·S·辛蒙茲 申請人:馬克閥門公司