專利名稱：球式提升氣動控制閥門的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及例如用于控制作為氣動驅動缸裝置的氣動工作流體的壓縮空氣的流動的那種氣動流體控制閥門，驅動缸裝置則用于驅動機器或其它設備。更具體來說，本發明涉及能夠高效、快速工作而基本沒有氣動工作流體的內部泄漏的這種氣動控制閥門。
大家知道，為了控制氣動驅動機構如氣動的缸-活塞裝置的工作要使用氣動控制閥門，而缸-活塞裝置則用于驅動各種機器或設備如壓床、加工或裝配線裝置或各種其它的公知工具或設備。這種氣動流體控制閥門一般需要快速、可滑動地及精確地在閥門本身及其用于控制的設備的壽命中工作幾百萬次以上的工作循環。另外，由于效率要求、精度工作參數、對環境廠房條件的要求或其它設計上要考慮的因素。上述閥門往往在工作中需要極低的氣動工作流體內部泄漏。雖然許多結構或類型的目前使用的氣動流體控制閥門可很好地滿足上述需要，但是，日益提高的技術需要對上述閥門提出了更高的性能需要。
因此，本發明的目的是提供一種能夠更快、更精確工作，而且內部工作流體泄漏更低、接近于零的氣動流體控制閥門設備。
按照本發明的氣動流體控制閥門設備包括一個閥門本體部分，它具有一個可連接于外部加壓氣動工作流體源的工作流體入口、一個或多個工作流體負載出口、一個或多個相應的排放口和一個設在閥門本體中的活動閥門機構。控制閥門設備可連接于傳統的引導操縱器(pilotoperator)，其適于有選擇地將氣動流體壓力施加在活動閥門機構上，以便使負載出口中的一個首先與工作流體入口連通，然后，與相應的一個排放口連通，因而交替地使氣動工作流體送至驅動裝置及從驅動裝置排出。
本發明的活動閥門機構最好包括一個活動地設置在閥門本體中的第一腔中的第一活動閥件，第一腔與第一工作流體負載出口和第一相應的排放口連通。一個第二活動閥體活動地安裝在閥門本體中的第二腔中，第二腔與第一腔、工作流體入口和第一工作流體負載出口連通。活動閥門機構也可以包括一個第三活動閥件，它活動地安裝在閥門本體部分中的第三腔中，第三腔與第二腔、第二工作流體負載出口和第二相應排放口連通。一個可變形的連接器以基本抵接關系設置在第一和第二活動閥件之間，一個第二可變形的連接器可設置在第二和第三活動閥件(如果這樣裝備的話)之間，以便可變形地在其間傳遞協調運動即反應運動。一對活塞設置在閥門本體部分的相對兩端，分別抵接第一和第二(或者第一和第三)活動閥件，以便將上述協調運動傳至活動閥門機構，從而有選擇地使工作流體入口與工作流動負載出口中的一個或另一個連通并使相反的一個工作流體負載出口與排放口連通。
在本發明的一個推薦形式中，可變形的連接器沿活動閥件的運動路徑基本在一條直線上順列布置，活動閥件最好至少在鄰近其有關的閥門本體中的閥座的部分上呈球面(或至少部分球面)拱形。另外，在本發明的一個推薦形式中，這種可變形連接器是可彈性變形的螺簧，不過也可以采用其可彈性變形的連接器結構。每個推薦的可彈性變形的連接器彈性壓縮，使其相鄰的活動閥件中的一個在將上述協調運動傳至其相鄰的活動閥件中的另一個以便將其移至其行程的相反端之前移動一個相當大的量。
另外，為了減小活動閥件的磨損，推薦的螺簧連接件的端部磨削成基本呈球面凹拱形的形狀，該形狀與上述相鄰的推薦活動閥件的球面拱形互補。
按照本發明的氣動流體控制閥門設備的這種推薦結構在工作的速度和精度以及消除或至少減小在閥件運動過程中氣動流體的有害內部交迭泄漏方面具有顯著的優越性。還應注意的是，本發明可以有利地應用在多種類型的控制閥門中，包括三通閥、四通閥、能夠并聯工作或用作四通閥的雙三通閥，以及本專業技術人員容易想到的其它結構中。
現在對照以下附圖進一步描述本發明的目的、優點和特征。


圖1是按照本發明的五孔四通氣動流體控制閥設備的縱剖圖(為清楚起見，某些流道示意地表示)，圖中閥設備處于下述狀態來自進口的氣動工作流體與一個工作流體負載出口連通，并與另一個工作流體負載出口的流體連通被阻斷，所述另一個工作流體負載出口與其相關的排出孔連通。
圖2是與圖1類似的視圖，但是表示氣動流體控制閥設備的活動閥機構處于初始過渡運動狀態，正開始使工作流體進口和一對工作流體負載出口中所述另一個之間可以流體連通。
圖3是與圖2類似的視圖，但是表示活動閥門機構進一步移動，在工作流體進口和所述另一個工作流體負載出口之間形成完全的流體連通，阻斷工作流體進口和首次提及的工作流體負載出口之間的流體連通，首次提及的工作流體負載出口開始打開以便排放。
圖4是類似于圖3的視圖，但是表示活動閥門機構完成運動以進一步提供首次提及的工作流體負載出口和其有關排放孔之間的完全流體連通。
圖5是與圖4類似的視圖，但是表示活動閥門機構開始其運動周期的第二半周(即返回部分)，其中，活動閥門機構已開始其向著圖1所示狀態返回的反向運動。
圖6是與圖5相似的視圖，但是表示活動閥門機構朝向圖1所示狀態返回的進一步反向運動。
圖7是推薦的彈性螺簧連接器，其一端即將磨削成需要的球面凹拱形狀。
圖8是與圖7類似的視圖，但是表示彈性螺簧連接器端部的磨削情況。
圖9表示抵接在有關的相鄰活動閥件之間的可彈性變形的連接器的一種替代實施例。
圖10表示本發明在控制閥設備中的一種替代實施例，它帶有雙引導操縱器，其中一個處于“引導斷開(pilot-off)”狀態，而另一個處于“引導接通(pilot-on)”狀態，因而使閥門設備處于四通工作方式。
圖11是與圖10類似的視圖，但是表示閥門設備的兩個操縱器都處于“引導斷開”狀態，因而用作并聯的雙三通閥門，兩個閥門部分都處于排放方式。
圖12是與圖10和11類似的視圖，但是表示控制閥門設備的兩個引導操縱器都處于“引導接通”狀態，因而也用作并聯的雙三通閥門，兩個閥門部分處于“壓力輸出(pressure-out)”狀態。
圖1至12表示按照本發明的氣動流體控制閥門設備的各種推薦實施例。本專業技術人員從下述說明及附圖可以容易地看出，本發明的圖示實施例只是可采用本發明原理的各種控制閥門設備機構的舉例說明。
現在參閱圖1至圖6。五孔四通流體控制閥門設備10一般包括一個本體12，該本體具有一個主孔即中央孔14，中央孔縱向貫通，兩端分別由端蓋16和18封閉。本體12也包括一個副孔20，副孔一般直徑較小且縱向貫通，一中空流動管22在端蓋16和18之間在副孔20中穿過。
閥門本體12一般包括一個工作流體進口24、一對工作流體負載口26和28，以及一對相應的排放口30和32。在控制閥門設備10的一種典型應用中，負載口26和28可分別連接于氣缸34的兩側或兩端，在氣缸中可滑動地設置活塞35。
氣動控制閥門設備10的一種推薦形式包括基本呈圓筒形的第一套筒36，它具有相關的閥座37和39；以及一個基本呈圓筒形的套筒42，套筒42具有相關的閥座41和43，他們都基本沿直線排列在閥門主體12的主孔即中央孔14內。套筒36的中空內部形成一個第一腔36a，套筒36和42的內部共同形成一個第二腔38a，套筒42的內部形成一個第三腔42a。
設有一種推薦使用的活動閥件，它呈球46的形狀，在套筒36(因而在腔36a)中直線縱向運動，并且能夠與閥座37密封接合。類似地設有一個第二活動閥件，即，球48，它在腔38a中縱向移動，可交替地與有關的閥座39和41接合。以相同的方式設有一個第三活動閥件，即，球50，它在套筒42(因而在腔42a)中直線縱向移動，并且能夠與閥座43密封接合。在相鄰的球46和48，以及相鄰的球48和50之間分別設置可變形的閥件連接器，它們最好呈可變形的彈簧連接器47和49的形式，彈簧連接器47和49基本抵接其相鄰的那對球狀閥件，以便在其間彈性地傳遞協調運動。
在套筒36中也設有活塞52，它可直線縱向移動，基本與球狀閥件46呈抵接關系。活塞腔36b處于活塞52的左側(在圖1至6中看去)。同樣，在中央孔14的相反端，一個第二活塞54基本與球狀閥件50呈抵接關系，該活塞具有從其縱向伸出的整體桿56。活塞54及其整體桿56最好設置在活塞套筒58中以便在其中作縱向移動，套筒58中形成一對活塞腔58a和58b。
在圖1至6所示的本發明實施例中，一個單一的引導操縱器60與控制閥門設備10相連并包括一個第一引導口61(引導源)，它借助穿過閥門本體12的通道64與副孔20流體連通(在中空流動管22之外并與其隔絕)。由于這種連通總是存在，因而活塞54右側或外側的腔58a的部分當氣動工作流體的外部源“接通(on)”時總保持加壓。在引導操縱器60中的第二引導口63(引導排放)借助穿過閥門本體12的示意表示的通道65和套筒36中的通道66與腔36a流體連通(閥門排放)。活塞腔36借助穿過閥門本體12的通道68與中空流動管22的隔絕內部流體連通。隔絕的流動管22借助穿過閥門本體12的示意表示的通道69和穿過活塞套筒58的通道70與活塞腔58b流體連通。一個第三引導口62是內部引導控制口，它可選擇地在引導操縱器60工作期間(按照本專業技術人員公知的方式)與引導口61或63相連接，以便實現氣動控制閥門設備10的啟動，這將在下文描述。引導口62借助示意表示的通道72和穿過套筒36的通道73與活塞腔36b流體連通。引導操縱器60可以是電動、手動或以任何其它公知傳統裝置來啟動的。
現參閱圖1至6所示的程序描述氣動流體控制閥門設備10的工作。在圖1中，當外部氣動流體源“接通”時，加壓氣動工作流體通過入口24及通過通道71送入由套筒36和42限定的入口腔38a，并且送入被密封的流動管22外側的副孔20。加壓工作流體也從腔38a通過工作流體負載口28流向氣缸34的一側，從而將活塞35驅向氣缸34的相反側。由于引導操縱器60被斷開并且引導輸出口62處于零壓力，因而閥門處于圖1所示狀態。加壓氣動工作流體沿副孔20的長度，通過右側(在圖1中看去)端蓋18中的通道67流入腔58a，作用在活塞54和其桿56上。這就在球狀閥件50，48和46及其彈簧連接器49和47及活塞52上作用一個向左的力。應注意的是，在圖1所示狀態中，腔36a連通排放口30，引導口62與內部引導排放口63連接，因而在活塞52左端(在圖1中看去)的腔36b中沒有加壓氣動流體。
在圖2中，氣動控制閥門設備10處于閥門機構向右運動的開始狀態，該運動是由于引導操縱器60以本專業技術人員公知的方式賦能而引起的，使引導口61連接于引導口62。這又使加壓氣動流體從(包圍流動管22的)副孔20的部分流過通道64。然后，該壓力通過通道72流入在引導口62外的引導口61，并借助套筒36中的通道73流入腔36a。腔36a中的該加壓氣動工作流體向右(在圖2中看去)作用在活塞52上。該加壓氣動流體也從腔36a通過通道68向外流入流動管22的密封隔絕的中空內部。加壓氣動流體從流動管22的隔絕的內部借助閥門本體12中的示意畫出的通道69，通過套筒58的通道70，流入腔58b，在該腔中向右(在圖2中看去)作用在活塞54和桿56的環形區域上。
向右(在圖2中看去)推動活塞54的加壓引導流體大大地減小了腔58a中氣動流體作用在活塞54相反側的向左的力。因此，來自活塞54的大大減小了的向左的力使活塞52可將閥件46和48向右推至其各自的閥座37和41，并使閥件50可向右移動以便使負載口28連通排放口32。如圖2所示，球狀閥件46已開始向右移動，彈簧連接器47已壓縮，因而開始將球狀閥件48向右壓離其閥座39。但是應注意的是，由于彈簧連接器47的彈性可壓縮性，在球狀閥件48開始移動之前，球狀閥件42移動了相當的距離。
在圖3中，圖2所示閥件的向右移動繼續直至球狀閥件46完全抵靠在套筒36的閥座37上，由于前述壓縮螺簧47的“快速反應(snap-reaction)”的延續，球狀閥件48現已向右移至密封抵靠套筒42的閥座41的那個點位，因而壓縮彈簧連接器49。再次應注意的是，在閥件50已開始移動之前，球狀閥件48已移動的相當距離。
在圖4中，前述壓縮的彈簧連接器49的快速反應力，以及(包圍桿56的)活塞54的環形區域上的上述向右的力因而很迅速地迫使球狀閥件50完全移離其在排放腔42a的閥座43。桿56和活塞54同樣已快速被迫移至其行程的右限。在這種狀態中，負載口26現與流體入口24完全地自由連通，并被阻斷與其相應的排放口30的流體連通。同樣，負載口28被阻斷與流體入口24的流體連通，但與其排放口32完全地自由連通。這種組合導致氣缸34的右側部分的排放及氣缸34左側部分的加壓，因而使活塞35受到向右(在圖4中看去)的壓迫。
在圖5中，由于引導已被操縱者返回至其去能狀態，因而引導口61和62之間的連通再一次被阻斷，因此，又一次使引導口62與引導排放口63連通。這又使腔36b減壓并釋放作用在活塞52上以及向右作用在包圍桿56的活塞54的環形區域上的壓力。由腔58a向左作用在活塞54上的壓力當通過入口24的工作加壓氣動流體供應接通時總是存在，因而活塞54現已開始向左移動。這迫使球狀閥件50向左，壓縮彈簧連接器49，被最終將向左的力傳至閥件48、彈簧連接器47、閥件46及活塞52。
圖5所示的向左移動如圖6所示繼續進行以便完全使球狀閥件50抵靠閥座43，并將球狀閥件48和46向左移動，直至它們返回圖1所示的原始的抵靠位置。在這種返回狀態中，象對照圖1所作的描述那樣，加壓氣動工作流體再次借助腔36a并通過排放口30從負載口26排放，并且加壓工作流體從入口24流至負載口28，并進入氣缸34，從而向左(在圖中看出)壓迫活塞35。
可彈性變形的彈簧連接器47和49的快速反應，如對照圖1至6順序地描述的那樣，發生得十分迅速，球狀閥件46，48和50也十分迅速地移至其行程兩端的相反的位置。同樣由于內在的彈性，根據圖1至6所示工作程序的比較可以看出，在下一個相鄰的球狀閥件開始按照協調反應移動之前，每個球狀閥件顯著(向左或向右)移動并壓縮相鄰的彈簧連接器。因此，氣動工作流體可從入口24通過負載口26及其排放口30，或者類似地連通于負載口28及其排放口32的時間可顯著地縮短。閥門機構在過渡運動中可直接從入口至出口的流動時間的這種縮短可以減少交迭損失(cross-over losses)。
推薦的球狀閥件46，48和50可以由硬質的適度耐用的材料如不銹鋼或高硬度橡膠、彈性體或塑料制成。但是，為了防止或至少減少球狀閥件的過度或非正常磨損、擦傷或其它損傷(因而防止因抵接不正常而引起的泄漏)，已經發現在推薦的螺簧連接器兩端上形成基本球面的凹拱形狀是很有益處的。這種成形工作可以按照圖7和8所示那樣進行，正在由球磨床80磨削的(例如)螺簧連接器47的端部具有適當的半徑，它與球狀閥件46，48和50的半徑互補。這種磨削操作在圖7中處于開始狀態，在圖8中處于結束狀態，這種磨削操作不僅用于在螺簧連接器47的端部形成上述互補的球面凹拱形狀，而且也減小了螺簧端環自由終止端存在尖銳的簧絲尖端的傾向，從而可防止抵接的球狀閥件的擦傷、劃傷等損傷。
雖然圖1至6所示的螺簧連接器47和49特別推薦用于實施本發明的原理，但是，本專業技術人員容易認識到在按照本發明構制的控制閥門中也可以有利地采用其它可彈性變形的連接器。圖9表示這種替代連接器的一個實例，其中，彈性連接器147和149是中空管狀的，具有多個徑向穿過它們各自的壁的開口，以便使氣動流體可以流過。這種管狀連接器可以由高硬度橡膠、適當的彈性體或塑料，或其它天然或合成的可彈性變形的彈性材料制成，只要連接器的彈性模量適當，給出控制閥門工作中所涉及的力度即可。
圖10至12表示本發明的另一個替代實施例，適用于雙引導氣動控制閥門設備210，其可以用作四通閥門，也可以用作并聯工作的雙三通控制閥門，這取決于兩個引導操縱器的“通/斷(on/off)”狀態。應注意的是，圖10至12所示控制閥門設備的許多零件與圖1至6所示控制閥門設備10的相應零件相同或至少相似。因此，圖10至12中與圖1至6相應零件相似的零件使用相同的標號加上200前綴。還應注意的是，圖10至12表示的是替代閥門設備210經過水平面的剖面圖而不是圖1至6中的那種經過豎直面的剖面圖。
在圖10至12中，引導操縱器260a和260b只以示意的方式畫出，控制閥門設備210包括一個本體212、一個(多級的)單一的主孔或中央孔214和在兩相對端部的端蓋216及218。象圖1至6所示的控制閥門設備10那樣，控制閥門設備210具有一個入口224(在圖10，12中看不到)、一對工作流體負載口226和228和一對相應的排放口230和232，這些入口、負載口和排放口豎直向下(在圖10至12中看出)穿過閥門本體212的底部。從下面的描述可以看出，控制閥門210可以用在多種控制應用中，包括那些適用于啟動單一的缸-活塞驅動裝置的應用，甚至適用于通過整體控制閥門設備啟動兩個或更多缸-活塞驅動裝置的應用。
控制閥門設備210與(圖1至6所示)控制閥門設備10的不同之處還在于，在閥門本體212中沒有副孔，也沒有中空流動管。另外，或許更為顯著的是，控制閥門設備10的中央腔38a中推薦的球狀閥件48被一個拼裝式閥件替代，該拼裝式閥件具有兩個設置在中央腔238a中的基本呈半球狀的閥件，即，半球閥件248a和248b。半球閥件248a和248b最好分別包括凹口245a和245b，在其各自的平側面形成以便裝納中央彈簧連接器255。該中央彈簧連接器255將半球閥件248a和248b彈性地壓向分開的關系(例如圖11所示)，而使半球閥件248a和248b可以移至相互抵靠的關系，如圖10所示，也可以分開呈圖11所示的關系。
當引導操縱器260a處于其賦能狀態即“接通(on)”狀態，且引導操縱器260b處于去能狀態即“斷開(off)”狀態時，如圖10所示，氣動工作流體從入口224(在圖10，12中看不到)可以通過腔238a和閥門本體212中的一條通道(按照對于圖1至6的控制閥門設備10描述方式類似的方式)流入腔258a并向左方(在圖10中看去)作用在活塞254上。同時，如圖10所示，由于引導操縱器260b處于去能狀態，沒有反向作用的加壓工作流體向右方作用在活塞252上。因此，閥件246，248a，248b和250，以及彈簧連接器247，255和249都受到向左的壓迫，以便使加壓工作流體能夠從入口224通過負載口228流向氣動操縱的啟動裝置(未畫出)。在圖10所示的狀態中，負載口228被阻斷與其相關的排放口232的流體連通。然而與之對照，負載口226與其相關的排放口230自由流體連通，但是被阻斷與入口224的連通。在這種圖示狀態中，由于引導操縱器260a被賦能，而引導操縱器260b被去能，因而氣動控制閥門設備210用作四通控制閥。
在圖11中，引導操縱器260a和260b都處于其去能狀態即“斷開(off)”狀態，因此使流體可在負載口228和226和它們各自的相應排放口232和230之間連通。由于沒有反向的加壓氣動工作流體作用在活塞252和254的外側，因而中央偏壓彈簧連接器255的力可迫使半球閥件248a和248b分開，從而阻斷從入口224向負載口226或228的流動。在這種狀態中，兩個引導操縱器都處于其去能狀態即“斷開(off)”狀態，閥門設備210用作并聯雙三通閥。
同樣，如圖12所示，兩個引導操縱器260a和260b都被賦能，即，處于其“接通(on)”狀態，活塞252和254都被向內迫向閥門本體212中央，因此克服了中央彈簧連接器255的向外偏壓的彈簧力。這使半球閥件248a和248b再次受迫相互抵靠，從而使加壓氣動工作流體可從入口224通過兩個工作流體負載口226和228流向一個或多個氣缸或其它流體操縱驅動裝置。在這種狀態中，兩個引導操縱器260a和260b被賦能，控制閥門設備210也用作并聯雙三通閥。
最后，在引導操縱器的與圖10所示相反的狀況中，引導操縱器260a被去能，即，處于其“斷開(off)”狀態，而引導操縱器260b處于其賦能即“接通(on)”狀態，因而迫使閥件及彈簧連接器進入與圖11所示位置相反的位置。在這種狀態中，控制閥門設備210用作四通閥，使加壓氣動工作流體可從入口224通過負載口226流向一個或多個氣動流體操縱的驅動裝置。
當比較圖10至12所示各種工作狀態時，本專業技術人員可容易地看出，替代的控制閥門設備210可以用于多種應用場合。這些應用場合包括兩個或多個驅動裝置的并聯工作、兩個或多個驅動裝置的分開的和獨立的工作，或者甚至包括單一驅動裝置的更為特殊和精確的控制，其中需要超出簡單推拉驅動的多種驅動狀態。
另外，雖然為說明的目的在圖1至12中本發明的原理結合具有兩個負載口和兩個相應的排放口的閥門結構來表示，但是應注意的是，本發明的原理同樣適用于只有一個入口、一個負載口和一個相應排放口的控制閥門結構。這種應用的實例適用于缸-活塞驅動裝置的簡單操作，這種驅動裝置具有一個活塞，該活塞借助一回位彈簧彈回其返回位置，只是當加壓流體可進入氣缸內部時才抵抗回位彈簧的偏壓力移動。這種彈性回位彈簧當上述加壓流體從氣缸內排放時就用于將活塞返回其初始位置。
但是，在包括圖1至12的所有應用中，彈性的彈簧連接器都使一個相鄰閥件在另一個相鄰閥件作迅速的“快速反應”運動之前移動一個相當的量。
上面的討論只是為了說明的目的公開和描述了本發明的典型實施例。本專業技術人員從這種討論可容易地認識到，對其可作各種修改和變化而并不超出本發明的范圍。
權利要求
1.一種氣動流體控制閥門設備，它具有一個閥門本體部分；一個可連接于加壓工作流體源的閥門本體部分上的入口；至少一個閥門本體部分上的工作流體負載出口；至少一個閥門本體部分上的工作流體排放口和一個活動閥門機構，該控制閥門設備可連接于一個引導操縱器，其用于可選擇地將氣動控制流體壓力施加在活動閥門機構上，以便可選擇地使負載出口與工作流體入口或工作流體排放口連通，其改進在于所述活動閥門機構包括一個活動地安裝在閥門本體部分中的第一腔中的第一活動閥件，所述第一腔與工作流體負載出口連通；一個活動地安裝在閥門本體部分中的第二腔中的第二活動閥件，所述第二腔與所述第一腔、所述工作流體入口和所述工作流體負載出口連通；一個基本抵靠地設置在所述第一和第二活動閥件之間的可變形的連接器，其用于可變形的傳遞其間的協調運動，所述可變形連接器響應于所述第一和第二活動閥件中的一個的運動在將所述協調運動傳遞至所述第一和第二活動閥件中的另一個之前變形。
2.根據權利要求1所述的改進，其特征在于所述第一腔中具有第一腔閥座，所述第一腔閥座可被所述第一活動閥件密封地接合，以便有選擇地阻斷所述第一和第二腔之間，以及所述第一腔和所述工作流體負載出口之間的連通，所述第二腔具有第二腔閥座，所述第二腔閥座可被第二活動閥件密封地接合，以便有選擇地阻斷所述第一和第二腔之間，以及所述第二腔和所述工作流體負載出口之間的連通。
3.根據權利要求1所述的改進，其特征在于所述流體控制閥門設備還包括一個引導裝置，其用于可選擇地控制所述活動閥件的運動。
4.根據權利要求2所述的改進，其特征在于所述活動閥門機構還包括一個鄰近所述第一腔活動設置的活塞，該活塞基本與所述第一活動閥件形成抵接關系，以便有選擇地向其傳遞運動。
5.根據權利要求4所述的改進，其特征在于所述流體控制閥設備還包括一個引導裝置，其用于有選擇地控制所述活塞的運動。
6.根據權利要求1所述的改進，其特征在于所述活動閥件和所述可變形的連接器沿著所述活動閥件的運動路徑基本在一直線上順列布置。
7.根據權利要求2所述的改進，其特征在于每個所述活動閥件至少鄰近其有關閥座基本具有球面拱形。
8.根據權利要求1所述的改進，其特征在于每個所述活動閥體基本呈球狀。
9.根據權利要求1所述的改進，其特征在于所述可變形連接器是可彈性變形的。
10.根據權利要求1所述的改進，其特征在于所述可變形的連接器是可彈性變形的螺簧。
11.根據權利要求1所述的改進，其特征在于每個所述活動閥件基本呈球狀，所述可變形的連接器具有至少一個基本呈球面凹拱形狀的端部基本與所述基本呈球狀的活動閥件中鄰近的一個形成抵接關系。
12.根據權利要求11所述的改進，其特征在于所述可變形的連接器是可彈性變形的螺簧，所述基本呈球面凹拱形狀的端部是在所述螺簧的有關環端部分上形成的。
13.根據權利要求1所述的改進，其特征在于所述活動閥件是由金屬材料制成的。
14.根據權利要求1所述的改進，其特征在于所述活動閥件是由彈性材料制成的。
15.一種氣動流體控制閥門設備，它具有一個閥門本體部分；一個可連接于加壓氣動工作流體源的閥門本體部分上的工作流體入口；一對在閥門本體部分上的工作流體負載出口；以及一個活動閥門機構，該控制閥門設備可連接于一個引導操縱器，其用于有選擇地向活動閥門機構施加氣動控制流體壓力，以便使選擇的一個負載出口與工作流體入口連通，其改進在于所述活動閥門機構包括一個活動地安裝在閥門本體部分中的第一腔中的第一活動閥件，所述第一腔與第一工作流體負載出口連通；一個活動地安裝在閥門本體部分中的第二腔中的第二活動閥件，所述第二腔所述第一腔、所述工作流體入口和所述第一工作流體負載出口連通；一個活動地安裝在閥門本體部分中的第三腔中的第三活動閥件，所述第三腔與所述第二腔和第二工作流體負載出口連通；一個基本抵接地設置在所述第一和第二活動閥件之間用于可變形地在其間傳遞協調運動的第一可變形的連接器；以及一個基本抵接地設置在所述第二和第三活動閥件之間用于可變形地在其間傳遞協調運動的第二可變形的連接器，每個所述可變形的連接器響應于所述活動閥件中鄰近的一個的運動在將所述有關的協調運動傳遞至所述活動閥件中相鄰的另一個之前變形。
16.根據權利要求15所述的改進，其特征在于所述第一腔中具有第一腔閥座，所述第一腔閥座可被所述第一活動閥件密封地接合，以便有選擇地阻斷所述第一和第二腔之間，以及所述第一腔和所述第一工作流體負載出口之間的連通，所述第二腔具有一對第二腔閥座，所述第二腔閥座基本設置在所述第二腔的相對兩端，所述第二腔閥座中的一個可被所述第二活動閥件密封地接合，以便有選擇地阻斷所述第一和第二腔之間，以及所述第二腔和所述第一工作流體負載出口之間的連通，所述第二腔閥座中的另一個可被所述第二活動閥件密封地接合，以便有選擇地阻斷所述第二和第三腔之間，以及所述第二腔和所述第二工作流體負載出口之間的所述連通，所述第三腔具有第三腔閥座，所述第三腔閥座可被所述第三腔活動閥件密封地接合，以便有選擇地阻斷所述第二和第三腔之間，以及所述第三腔和所述第二工作流體負載出口之間的所述連通。
17.根據權利要求16所述的改進，其特征在于所述流體控制閥設備在閥門本體部分上具有第一和第二工作流體排放口與大氣連通，所述第一工作流體排放口與所述第一腔連通，所述第二工作流體排放口與所述第三腔連通，所述第一腔閥座被第一活動閥件的密封接合也有選擇地阻斷所述第一工作流體入口和所述第一工作流體排放口之間的連通，所述第三腔閥座被所述第三活動閥件的密封接合也有選擇地阻斷所述第二工作流體出口和所述第二工作流體排放口之間的連通。
18.根據權利要求15所述的改進，其特征在于所述流體控制閥門設備還包括一個引導裝置，其用于有選擇地控制所述活動閥件的運動。
19.根據權利要求16所述的改進，其特征在于所述活動閥門機構還包括一個鄰近所述第一腔活動地設置基本與所述第一活動閥件形成抵接關系以便向其傳遞運動的第一活塞，以及一個鄰近所述第三腔活動地設置，基本與所述第三活動閥件形成抵接關系以便向其傳遞運動的第二活塞。
20.根據權利要求19所述的改進，其特征在于所述流體控制閥門設備還包括一個引導裝置，其用于有選擇地控制所述第一和第二活塞的運動。
21.根據權利要求17所述的改進，其特征在于所述流體控制閥門設備還包括一個引導裝置，其用于有選擇地控制所述活動閥件的運動。
22.根據權利要求17所述的改進，其特征在于所述活動閥門機構還包括一個鄰近所述第一腔活動設置與所述第一活動閥件基本形成抵接關系以便向其傳遞運動的第一活塞，以及一個鄰近所述第三腔活動設置與所述第三活動閥件基本形成抵接關系以便向其傳遞運動的第二活塞。
23.根據權利要求22所述的改進，其特征在于所述流體控制閥門設備還包括一個引導裝置，其用于有選擇地控制所述第一和第二活塞的運動。
24.根據權利要求15所述的改進，其特征在于所述活動閥件和所述可變形的連接器沿所述活動閥件的運動路徑基本在一條直線上順列布置。
25.根據權利要求16所述的改進，其特征在于每個所述活動閥件到少鄰近其有關閥座具有基本呈球面拱形的形狀。
26.根據權利要求15所述的改進，其特征在于每個所述活動閥件基本呈球狀。
27.根據權利要求15所述的改進，其特征在于所述可變形的連接器是可彈性變形的。
28.根據權利要求15所述的改進，其特征在于所述可變形的連接器是可彈性變形的螺簧。
29.根據權利要求15所述的改進，其特征在于每個所述活動閥件基本呈球狀，每個所述可變形的連接器具有至少一個基本呈球面凹拱形的端部基本與所述基本呈球狀的活動閥件中相鄰的一個形成抵接關系。
30.根據權利要求29所述的改進，其特征在于所述可變形的連接器是可彈性變形的螺簧，所述基本呈球面凹拱形的端部是在所述螺簧的有關環的端部形成的。
31.根據權利要求15所述的改進，其特征在于所述活動閥件是由金屬材料制成的。
32.根據權利要求15所述的改進，其特征在于所述活動閥件是由彈性材料制成的。
33.一種氣動流體控制閥門設備，它具有一個閥門本體部分；一個可連接于加壓氣動工作流體源的在閥門本體部分上的工作流體入口；一對在閥門本體部分上的工作流體負載出口；以及一個活動閥門機構，該控制閥門設備可連接于一個引導操縱器，其用于有選擇地將氣動控制流體壓力施加在活動閥門機構上以便使選擇的一個負載出口與工作流體入口連通，其改進在于所述活動閥門機構包括一個活動地設置在閥門本體部分中的第一腔中的第一活動閥件，所述第一腔與第一工作流體負載出口連通；一個活動地設置在閥門本體部分中第二腔中的第二活動閥件，所述第二腔與所述第一腔、所述工作流體入口和所述第一工作流體負載出口連通；一個活動地設置在閥門本體部分中的第三腔中的第三活動閥件，所述第三腔與第二腔和第二工作流體負載出口連通；一個基本抵接地設置在所述第一和第二活動閥件之間用于可變形地在其間傳遞協調運動的第一可變形的連接器；以及一個基本抵接地設置在所述第二和第三活動閥件之間用于可變形地在其間傳遞協調運動的第二可變形的連接器，每個所述可變形的連接器響應于所述活動閥件中相鄰的一個運動在將所述有關的協調運動傳遞至所述活動閥件中相鄰的另一個之前變形，所述第二活動閥件由兩個第二活動閥門半件構成，所述兩個第二活動閥門半件可以在所述第二腔中相互接合而形成相互抵接的關系，所述半件也可以在所述第二腔中相互脫開形成分開的關系，所述活動閥門機構還包括一個第三可變形的連接器，它設置在所述半件之間，將所述半件偏壓向所述分開的關系。
34.根據權利要求33所述的改進，其特征在于所述第一腔中具有一個第一腔閥座，所述第一腔閥座可被第一活動閥件密封地接合，以便有選擇地阻斷所述第一和第二腔之間，以及所述第一腔和所述第一工作流體負載出口之間的連通，所述第二腔具有一對第二腔閥座，所述第二腔閥座基本設置在所述第二腔的相對兩端，所述第二腔閥座中的一個可被所述第二活動閥門半件中的一個密封地接合，以便有選擇地阻斷所述第一和第二腔之間，以及所述第二腔和所述第一工作流體負載出口之間的連通，所述第二腔閥座中的另一個可被所述第二活動閥門半件中的另一個密封地接合，以便有選擇地阻斷所述第二和第三腔之間，以及所述第二腔和所述第二工作流體負載出口之間的連通，所述第三腔中具有一個第三腔閥座，所述第三腔閥座可被所述第三活動閥件密封地接合，以便有選擇地阻斷所述第二和第三腔之間，以及所述第三腔和所述第二工作流體負載出口之間的連通。
35.根據權利要求34所述的改進，其特征在于所述流體控制閥門設備具有在閥門本體部分上的第一和第二工作流體排放口與大氣連通，所述第一工作流體排放口與所述第一腔連通，所述第二工作流體排放口與所述第三腔連通，所述第一腔閥座被所述第一活動閥件的所述密封接合也有選擇地阻斷所述第一工作流體入口和所述第一工作流體排放口之間的連通，所述第三腔閥座被所述第三活動閥件的所述密封接合也有選擇地阻斷所述第二工作流體出口和第二工作流體排放口之間的連通。
36.根據權利要求33所述的改進，其特征在于所述流體控制閥門設備還包括一個引導裝置，其用于有選擇地控制所述活動閥件的運動。
37.根據要求要求34所述的改進，其特征在于所述活動閥門機構還包括一個鄰近所述第一腔活動地設置與所述第一活動閥件基本形成抵接關系以便有選擇地向其傳遞運動的第一活塞，以及一個鄰近所述第三腔活動地設置與所述第三活動閥件基本形成抵接關系以便向其傳遞運動的第二活塞。
38.根據權利要求37所述的改進，其特征在于所述流體控制閥門設備還包括一個引導裝置，其用于有選擇地控制所述第一和第二活塞的運動。
39.根據權利要求35所述的改進，其特征在于所述流體控制閥門設備還包括一個引導裝置，其用于有選擇地控制所述活動閥件的運動。
40.根據權利要求35所述的改進，其特征在于所述活動閥門機構還包括一個在所述第一腔中活動設置基本與所述第一活動閥件形成抵接關系以便向其傳遞運動的第一活塞，以及一個在所述第三腔中活動地設置基本與所述第三活動閥件形成抵接關系以便向其傳遞運動的第二活塞。
41.根據權利要求40所述的改進，其特征在于所述流體控制閥門設備還包括一個引導裝置，其用于有選擇地控制所述第一和第二活塞的運動。
42.根據權利要求33所述的改進，其特征在于所述活動閥件和所述可變形的連接器沿所述活動閥件的運動路徑基本在一條直線上順列布置。
43.根據權利要求34所述的改進，其特征在于每個所述活動閥件至少鄰近其有關的閥座具有基本呈球面拱形的形狀。
44.根據權利要求33所述的改進，其特征在于所述第一和第三活動閥件中的每個都基本呈球狀，所述第二活動閥門半件每個呈半球狀，且當其形成相互抵接關系時基本呈球狀。
45.根據權利要求33所述的改進，其特征在于所述可變形的連接器是可彈性變形的。
46.根據權利要求33所述的改進，其特征在于所述可變形的連接器是可彈性變形的螺簧。
47.根據權利要求33所述的改進，其特征在于每個所述第一和第三活動閥件基本呈球狀，所述第二活動閥門半件基本呈半球狀，當其形成相互抵接關系時基本形成球狀，每個第一和第二可變形的連接器具有至少一個基本呈球面凹拱形的端部基本與所述基本呈球狀的活動閥件中相鄰的一個形成抵接關系。
48.根據權利要求47所述的改進，其特征在于所述可變形的連接器是可彈性變形的螺簧，所述基本呈球面凹拱形的端部是在所述螺簧的有關端環上形成的。
49.根據權利要求33所述的改進，其特征在于所述活動閥件是由金屬材料制成的。
50.根據權利要求33所述的改進，其特征在于所述活動閥件是由彈性材料制成的。
全文摘要
一種氣動流體控制閥門包括一個具有可連接于外部加壓氣動工作流體源的流體入口的閥門本體、一個或多個負載出口、一個或多個相應的排放口和一個活動閥門機構。活動閥門機構包括至少一對活動閥件,最好還包括基本抵接在相鄰活動閥件之間用于可變形地在其間傳遞協調運動的可彈性變形的連接器。可彈性變形的連接器使一個活動閥件在上述協調運動傳至另一個活動閥件前能夠移動并壓縮連接器,以便減少內部泄漏。
文檔編號F16K11/056GK1250853SQ9910500
公開日2000年4月19日 申請日期1999年4月14日 優先權日1998年4月14日
發明者小查爾斯·A·韋勒, 保羅·G·斯托爾斯 申請人:羅斯控制閥公司