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CN101548123B - 摇杆阀机构和摇杆阀 - Google Patents

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CN101548123B CN2006800560844A CN200680056084A CN101548123B CN 101548123 B CN101548123 B CN 101548123B CN 2006800560844 A CN2006800560844 A CN 2006800560844A CN 200680056084 A CN200680056084 A CN 200680056084A CN 101548123 B CN101548123 B CN 101548123B
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Abstract

按照本发明提供一种摇杆阀机构(125)。摇杆阀机构(125)包括具有多个孔口(113-115)的孔口部分(110)、第一柱塞(130)以及与第一柱塞(130)相反作用并大致平行于第一柱塞(130)运动。摇杆阀机构(125)朝着堵塞第三孔口(115)的第一位置偏压并构造成致动到堵塞第一孔口(113)的第二位置。

Description

摇杆阀机构和摇杆阀
技术领域
本发明涉及一种摇杆(rocker)阀机构和摇杆阀。
背景技术
阀包括具有阀机构的阀主体。入口和出口孔口在阀机构和外部世界之间连通。主体通常包括组装在一起以便形成包括一个或多个阀座和例如入口和出口孔口的两个或多个通道的阀腔室的多个部分。阀机构可在阀主体内运动，并且可有选择地接触和开启一个或多个阀座，以便进行阀功能，由此选择和取消选择孔口。
越来越希望的是使得阀单元紧凑和可以互换。另外，希望的是使得阀单元可以构造，包括选择的能力，和/或例如构造致动力、孔口尺寸和孔口间距。这种构造和互换性能使得阀单元更加灵活和更便宜地使用。
发明内容
按照本发明提供一种摇杆阀机构。摇杆阀机构包括具有多个孔口的孔口部分、第一柱塞以及相反作用并大致平行于第一柱塞运动的第二柱塞。摇杆阀机构朝着阻塞第一孔口的第一位置偏压，并构造成致动到阻塞第三孔口的第二位置。
按照本发明提供一种摇杆阀。摇杆阀包括阀主体和至少部分定位在阀主体内的摇杆阀机构。摇杆阀机构包括具有多个孔口的孔口部分、第一柱塞以及相反作用并大致平行于第一柱塞运动的第二柱塞。摇杆阀机构朝着阻塞第一孔口的第一位置偏压，并构造成致动到阻塞第三孔口的第二位置。
按照本发明提供一种摇杆阀。摇杆阀包括阀主体和至少部分定位在阀主体内的摇杆阀机构。摇杆阀机构包括具有多个孔口的孔口部分、第一柱塞以及相反作用并大致平行于第一柱塞运动的第二柱塞。摇杆阀机构朝着阻塞第一孔口的第一位置偏压，并构造成致动到阻塞第三孔口的第二位置。摇杆阀机构还包括在第一柱塞和第二柱塞上延伸的密封构件。密封构件通过第一柱塞和第二柱塞运动，以便交替地接触第一孔口的第一阀座和第三孔口的第二阀座。
在摇杆阀机构的一个实施例中，摇杆阀机构朝着第一柱塞阻塞第一孔口的第一位置偏压，并构造成致动到第二柱塞阻塞第三孔口的第二位置。
在摇杆阀机构的另一实施例中，多个孔口隔开预定间距。
在摇杆阀机构的另一实施例中，多个孔口包括多个可构造孔口。
在摇杆阀机构的另一实施例中，摇杆阀机构还包括在第一柱塞和第二柱塞上延伸的密封构件，密封构件可通过第一柱塞和第二柱塞运动，以便交替地接触第一孔口的第一阀座和第三孔口的第二阀座。
在摇杆阀机构的又一实施例中，摇杆阀机构还包括从孔口部分延伸的枢轴、枢转地附接在枢轴上的上部枢转臂、枢转地附接在枢轴上的下部枢转臂、构造成通过致动器致动的第一柱塞，其中第一柱塞枢转的附接在上部枢转臂和下部枢转臂的第一端上，以及构造成朝着通过摇杆偏压装置朝着闭合位置偏压的第二柱塞，其中第二柱塞枢转地附接在上部枢转臂和下部枢转臂的第二端上。
在摇杆阀机构的再一实施例中，摇杆阀机构还包括构造成将偏压力置于第二柱塞上的摇杆偏压装置以及构造成朝着通常闭合位置偏压密封构件的第一密封区域并接触第一孔口的第一阀座的致动器。
在摇杆阀的另一实施例中，摇杆阀机构包括模块化摇杆阀机构。
在摇杆阀的又一实施例中，摇杆阀还包括构造成与电枢偏压装置相反地将外部致动力传递到摇杆阀机构的手动致动柱塞。
在摇杆阀的又一实施例中，摇杆阀还包括构造成与电枢偏压装置相反地将外部致动力传递到摇杆阀机构的手动致动柱塞，其中手动致动柱塞包括具有倾斜面的致动器突出部。
在摇杆阀的又一实施例中，摇杆阀还包括产生有关摇杆阀机构的致动位置的位置信号的位置传感器。
在摇杆阀的又一实施例中，摇杆阀还包括固定在摇杆阀机构上的磁体和固定在阀主体上的位置传感器，其中位置传感器产生有关摇杆阀机构的致动位置的位置信号。
附图说明
在所有附图中相同的参考标号表示相同的元件。应该理解到附图不需要按照比例。
图1是按照本发明实施例的摇杆阀的截面图；
图2是按照本发明实施例的摇杆阀机构的细节的截面图；
图3是表示摇杆阀机构在未致动位置上的截面图；
图4是按照本发明实施例的摇杆阀机构的截面图；
图5是按照本发明实施例的摇杆阀机构的局部截面图；
图6是按照本发明实施例的摇杆阀机构的侧视图；
图7表示按照本发明实施例的摇杆阀机构的下侧。
具体实施方式
图1-7和下面的说明书描述特定的实例以便教导本领域的普通技术人员制造和使用本发明的最佳模式。为了教导本发明的原理，某些传统方面被简化或省略。本领域普通技术人员将从落入本发明范围内的这些实例中理解多种变型。本领域普通技术人员将理解到下面描述的特征可以多种方式组合以便形成本发明的多种变型。因此，本发明不局限于下面描述的特定实例，而只通过权利要求及其等同物来限定。
图1是按照本发明实施例的摇杆阀100的截面图。摇杆阀100包括具有腔室102的阀主体101、至少部分定位在腔室102内的摇杆阀机构125以及致动器145。致动器145致动并运动摇杆阀机构125。摇杆阀100还包括第一孔口113、第二孔口114和第三孔口115。第一孔口113与第一阀座112a连通，第三孔口115与第二阀座112b连通(见图2)。摇杆阀100可阻塞和开启第一孔口113和第三孔口115，并且因此可调节流体流动。摇杆阀机构125的部件及其操作下面结合图2根据详细描述。
致动器145包括致动器柱塞146、电枢147、电枢偏压装置148以及电磁线圈149。电枢147通过线圈149致动。电枢147接触致动器柱塞146，并且致动器柱塞146继而作用在摇杆阀机构125上并使其致动。
在所示实施例中，致动器145包括电磁致动器。但是应该理解到致动器145可包括以大致往复运动形式运动致动器柱塞146的任何形式的致动器。
可以从图中看到电枢147以及摇杆阀机构125在中间位置。在通常的未致动位置上(即在电磁线圈149断电时)，电枢147松开并且通过电枢偏压装置148偏压到完全向下位置(见图3)。电枢偏压装置148大致与摇杆偏压装置140相反地作用。在电磁线圈149不通电时，电枢偏压装置148压制(overpower)摇杆偏压装置140。另外，摇杆偏压装置140压迫致动器柱塞146，以便在电枢147运动到完全向上的致动位置(见图2)跟随电枢147。
摇杆阀机构125包括第一柱塞130、第二柱塞131和密封构件120。第二柱塞131与第一柱塞130相反作用并大致平行于第一柱塞130运动。第一柱塞130和第二柱塞131运动密封构件120的多个部分以便阻塞和开启第一孔口114和第三孔口115。
摇杆阀机构125的致动经由致动器柱塞146通过致动器145来提供。摇杆阀机构125构造成朝着阻塞第一孔口113的第一未致动位置偏压(见图3)。摇杆阀机构125还构造成致动到阻塞第三孔口115的第二位置(见图2)。此致动位置出现在电磁线圈149通电时。第一柱塞130可阻塞第一孔口113，并且第二柱塞131可交替地阻塞第三孔口115。因此，第一孔口113包括通通常闭合(NC)的孔口，并且第三孔口115包括通常开启(NO)的孔口。
摇杆阀机构125包括孔口部分110。孔口部分110包括多个孔口113-115，其中孔口113-115隔开预定间距。该间距以及孔口的尺寸和形状可以变化(见图7和相伴的描述)。因此，摇杆阀100在某些实施例中可因此在孔口轴线之间具有非常小的距离，使得阀的总体尺寸减小。
在摇杆阀机构125组装时，密封构件120定位在孔口部分110和阀主体101之间。孔口部分110在某些实施例中接收至少密封构件120的一部分。有利的是密封构件120可将孔口部分110密封到阀主体101上。
在某些实施例中，密封构件120通过密封保持件124保持在阀主体101内。密封保持件124定位在孔口部分110和阀主体101之间。密封保持件124贴靠孔口部分110将密封构件120保持就位。
在某些实施例中，密封构件120通过第一柱塞130和第二柱塞131接触和移动。因此，密封构件120通过第一柱塞130和第二柱塞131运动以便交替地堵塞和开启第一孔口113和第三孔口115。
摇杆阀机构125在某些实施例中包括模块化单元。由于摇杆阀机构125的模块化，孔口部分110可被选择，其中孔口113-115具有所需性能。例如，尤其是，孔口部分110可按照所需孔口尺寸和/或按照所需孔口间距来选择。另外，由于模块化，摇杆阀机构125可按照所需阀性能来选择，例如阀致动速度、柱塞行程长度、阀致动力、偏压装置力/尺寸等。可以考虑其他阀性能，并且在说明书和权利要求的范围内。
图2是表示按照本发明实施例的摇杆阀机构125的细节的截面图。此附图表示致动位置上的摇杆阀100，其中电磁线圈149通电并且贴考电枢偏压装置148向上拉动致动器柱塞146。因此，第一孔口113开启，并且第三孔口115被堵塞。
除了前面描述的部件之外，摇杆阀机构125包括从孔口部分110延伸的枢轴133。上部枢转臂135通过枢销152枢转固定在枢轴133上。下部枢转臂136通过另一枢销152枢转地固定在枢轴133上。第一柱塞130在第一端161处通过枢销151枢转地固定在上部枢转臂135和下部枢转臂136上。第二柱塞131在第二端162处通过枢销151枢转地固定在上部枢转臂135和下部枢转臂136上。枢轴133的任一侧上的枢转臂135和136的长度可以是相同长度或者是不同长度。
第二柱塞131通过摇杆偏压装置140向下偏压。第二柱塞131可因此将密封构件120的相应区域压靠第二阀座112b。在所示实施例中，摇杆偏压装置140包括螺旋或盘绕弹簧。但是，摇杆偏压装置140可包括任何数量的偏压装置。
可以从附图中看出摇杆偏压装置140的一部分可以某些方式安装在第二柱塞131或通过其保持。摇杆偏压装置140的另一部分可安装在阀主体101上或通过其保持。在所示实施例中，摇杆偏压装置140的一部分可安装在阀主体101的腔室102内形成的孔口或凹座内。
在线圈149通电时，第一柱塞130通过致动器柱塞146向上运动。同时，第二柱塞131通过摇杆偏压装置140按压。因此，上部枢转臂135和下部枢转臂136一起向上运动第一柱塞130。因此，在第一柱塞130通过致动器柱塞146松开时，上部和下部枢转臂135和136将摇杆偏压装置140提供的致动力提供给第一柱塞130。因此，第三(NO)孔口115被堵塞，并且第一(NC)孔口113开启。
两个枢转臂135和136改善了机构的刚性。摇杆阀机构125因此具有较小的固有斜度和较小的固有柔曲，形成改善的致动行程和改善的致动力。
在某些实施例中，第一柱塞130包括第一柱塞头137，并且第二柱塞131包括第二柱塞头138。相应地，密封构件120可包括第一密封区域121和第二密封区域122。第一和第二密封区域121和122可包括凹座，其中第一柱塞头137和第二柱塞头138安装在第一密封区域121和第二密封区域122内。第一和第二密封区域121和122因此可附接在第一和第二柱塞130和131上。相应地，第一和第二柱塞130和131不仅向下推动密封构件120的区域，而且还向上拉动密封构件120的区域。这改善了柱塞的开启动作，并且增加流过孔口的流量。
作为选择，第一和第二柱塞130和131只接触第一和第二密封区域121和122的顶表面，其中第一和第二密封区域121和122包括密封构件120的较重部分，以便适应密封构件120的运动和/或柔曲。
有利的是，摇杆阀100可通过摇杆阀机构125(或特定部件的选择)的适当选择来构造。例如，上部和下部枢转臂135和136可被选择，以便选择杠杆臂，因此选择传递到第二柱塞131的力和致动行程。应该理解到枢转臂135和136在枢轴133的任一侧上的长度不需要是相同的。
另一优点在于第一或第二密封部分121或122总是垂直于相应阀座112a或112b移动。另外，第一或第二密封部分121或122大致平行于另一密封部分122或121移动。这造成包括较高压力能力的密封质量的改进、增加经过摇杆阀100的流量、减小致动器145内消耗的功率以及增加密封构件120的期望寿命。
图3是表示摇杆阀机构125在未致动位置上的截面图。在此附图中，线圈149已经断电，松开电枢147并且使得电枢偏压装置148完全向下运动电枢147和致动器柱塞146。因此，第一柱塞130完全向下运动，堵塞第一孔口113。同时，第二柱塞131升高，开启第三孔口115。
图4是按照本发明实施例的摇杆阀机构125的截面图。在此实施例中，摇杆阀机构125不包括密封保持件124(见图1-3)。相反在此实施例中，摇杆阀机构125包括周向密封件154，其中周向密封件154在孔口部分110和阀主体101之间压缩并密封。在一个实施例中，周向密封件154包括O形圈。但是，第一和第二柱塞130和131还包括第一和第二密封区域121和122。第一和第二密封区域121和122在此实施例中可与周向密封件154分开。
图5是按照本发明实施例的摇杆阀机构125的局部截面图。摇杆阀机构125在此实施例中另外包括手动致动柱塞501和手动柱塞偏压装置506。手动致动柱塞501位于阀主体101内的孔口500内，并且可在孔口500内以往复方式运动。孔口500可包括防止手动致动柱塞501离开孔口500的止挡508。手动柱塞偏压装置506位于孔口500内，并且通过手动致动柱塞501接触。在手动致动柱塞501上没有致动力时，手动柱塞偏压装置506将手动致动柱塞501返回到缩回、未致动位置。
手动致动柱塞501包括从手动致动柱塞501延伸的致动器突出部502。致动器突出部502包括倾斜面503。致动器突出部502和倾斜面503构造成接触摇杆阀机构125的一部分，并且将摇杆阀机构125从未致动位置压迫到致动位置。
在一个实施例中，倾斜面503接触并按压第二柱塞131的一部分。在另一实施例中，倾斜面503接触并按压上部枢转臂135一部分。
图6是按照本发明实施例的摇杆阀机构125的侧视图。此附图表示手动致动柱塞501与摇杆阀机构125的空间关系。另外，附图表示位置传感器160与摇杆阀机构125的空间关系。
位置传感器160电子检测摇杆阀机构125的位置，并且产生位置信号。位置信号可用来确定阀100是致动还是未致动。位置信号可用来确定摇杆阀机构125在致动和未致动位置之间的任何位置。
在所示的实施例中，位置传感器160与磁体162相互作用，以便产生位置信号。磁体162固定在摇杆阀机构125上。
在附图所示的实施例中，磁体162固定在上部枢转臂135上。但是，应该理解到磁体162可固定在摇杆阀机构125的其他结构上，例如包括下部枢转臂136或第一柱塞130。
图7表示按照本发明实施例的摇杆阀机构125的下侧。此视图表示第一孔口113、第二孔口114和第三孔口115。在所示实施例中，第一孔口113和第三孔口115包括细长细槽，而第二孔口114包括大致圆形的孔口。相应的配件可通过孔口113-115接收。摇杆阀机构125还可包括将一个或多个相应配件密封到孔口部分110上的垫片170。配件可包括垫片170以便形成密封。
如果需要，按照本发明的摇杆阀机构和摇杆阀可按照任何的实施例来应用，以便提供多种优点。本发明提供一种密封部分大致相互平行移动的摇杆阀机构。本发明提供一种具有减小的摇杆偏压装置的移动跨度的摇杆阀机构。本发明提供一种具有改进刚性的摇杆阀机构。本发明提供一种可以构造成提供所需致动力和所需致动行程的摇杆阀机构。本发明提供一种确保密封构件和阀座之间接触的摇杆阀机构。本发明提供一种具有改进密封构件寿命的摇杆阀机构。本发明提供一种可以构造孔口尺寸和孔口间距的摇杆阀机构。本发明提供一种适应不同阀座直径的摇杆阀机构。本发明提供一种提供减小内部死容积并且可比现有技术更加快速冲洗的摇杆阀机构。本发明提供一种可减小孔口界面区域的可构造孔口部分。

Claims (21)

1.一种摇杆阀(100)，包括：
阀主体(101)；以及
摇杆阀机构(125)，至少部分定位在阀主体(101)内，摇杆阀机构(125)包括：
孔口部分(110)，包括多个孔口(113-115)；
枢轴(133)，从孔口部分(110)延伸；
上部枢转臂(135)，枢转地附接在枢轴(133)上；
下部枢转臂(136)，枢转地附接在枢轴(133)上；
第一柱塞(130)构造成通过致动器(145)致动，其中第一柱塞(130)枢转地附接在上部枢转臂(135)和下部枢转臂(136)的第一端(161)上；以及
第二柱塞(131)，其枢转地附接在上部枢转臂(135)和下部枢转臂(136)的第二端(162)上，且与第一柱塞(130)相反作用并大致平行于第一柱塞(130)运动，其中摇杆阀机构(125)朝着堵塞第一孔口(113)的第一位置偏压并构造成致动到堵塞第三孔口(115)的第二位置。
2.如权利要求1所述的摇杆阀(100)，其特征在于，摇杆阀机构(125)包括模块化摇杆阀机构(125)。
3.如权利要求1所述的摇杆阀(100)，其特征在于，多个孔口(113-115)隔开预定间距。
4.如权利要求1所述的摇杆阀(100)，其特征在于，多个孔口(113-115)包括多个可构造的孔口(113-115)。
5.如权利要求1所述的摇杆阀(100)，其特征在于，摇杆阀机构(125)还包括在第一柱塞(130)和第二柱塞(131)上延伸的密封构件(120)，密封构件(120)通过第一柱塞(130)和第二柱塞(131)运动，以便交替地接触第一孔口(113)的第一阀座(112a)和第三孔口(115)的第二阀座(112b)。
6.如权利要求1所述的摇杆阀(100)，其特征在于，第一柱塞(130)包括第一柱塞头(137)，并且第二柱塞(131)包括第二柱塞头(138)，其中第一柱塞头(137)安装在第一密封区域(121)内，并且第二柱塞头(138)安装在第二密封区域(122)内。
7.如权利要求1所述的摇杆阀(100)，其特征在于，摇杆阀机构(125)还包括：
摇杆偏压装置(140)，构造成将偏压力置于第二柱塞(131)上；以及
致动器(145)，构造成朝着闭合位置偏压第一柱塞(130)和密封构件(120)的第一密封区域，并且与第一孔口(113)的第一阀座(112a)接触。
8.如权利要求1所述的摇杆阀(100)，其特征在于，还包括构造成与电枢偏压装置(148)相反地将外部致动力传递到摇杆阀机构(125)的手动致动柱塞(501)。
9.如权利要求1所述的摇杆阀(100)，其特征在于，还包括构造成与电枢偏压装置(148)相反地将外部致动力传递到摇杆阀机构(125)的手动致动柱塞(501)，其中手动致动柱塞(501)包括具有倾斜面(503)的致动器突出部(502)。
10.如权利要求1所述的摇杆阀(100)，其特征在于，还包括产生有关摇杆阀机构(125)的致动位置的位置信号的位置传感器(160)。
11.如权利要求1所述的摇杆阀(100)，其特征在于，还包括固定在摇杆阀机构(125)上的磁体(162)以及固定在阀主体(101)上的位置传感器(160)，其中位置传感器(160)产生有关摇杆阀机构(125)的致动位置的位置信号。
12.一种摇杆阀(100)，包括：
阀主体(101)；以及
摇杆阀机构(125)，至少部分定位在阀主体(101)内，摇杆阀机构(125)包括：
孔口部分(110)，包括多个孔口(113-115)；
第一柱塞(130)；
第二柱塞(131)，与第一柱塞(130)相反作用并大致平行于第一柱塞(130)运动，其中摇杆阀机构(125)朝着堵塞第一孔口(113)的第一位置偏压并构造成致动到堵塞第三孔口(115)的第二位置；
密封构件(120)，在第一柱塞(130)和第二柱塞(131)上延伸，密封构件(120)通过第一柱塞(130)和第二柱塞(131)运动，以便交替地接触第一孔口(113)的第一阀座(112a)和第三孔口(115)的第二阀座(112b)，以及
手动致动柱塞(501)，其构造成与电枢偏压装置(148)相反地将外部致动力传递到摇杆阀机构(125)，其中所述手动致动柱塞(501)包括具有倾斜面(503)的致动器突出部(502)。
13.如权利要求12所述的摇杆阀(100)，其特征在于，摇杆阀机构(125)朝着第一柱塞(130)堵塞第一孔口(113)的第一位置偏压，并且构造成致动到第二柱塞(131)堵塞第三孔口(115)的第二位置。
14.如权利要求12所述的摇杆阀(100)，其特征在于，摇杆阀机构(125)包括模块化摇杆阀机构(125)。
15.如权利要求12所述的摇杆阀(100)，其特征在于，多个孔口(113-115)隔开预定间距。
16.如权利要求12所述的摇杆阀(100)，其特征在于，多个孔口(113-115)包括多个可构造的孔口(113-115)。
17.如权利要求12所述的摇杆阀(100)，其特征在于，第一柱塞(130)包括第一柱塞头(137)，并且第二柱塞(131)包括第二柱塞头(138)，其中第一柱塞头(137)安装在第一密封区域(121)内，并且第二柱塞头(138)安装在第二密封区域(122)内。
18.如权利要求12所述的摇杆阀(100)，其特征在于，摇杆阀机构(125)还包括：
枢轴(133)，从孔口部分(110)延伸；
上部枢转臂(135)，枢转地附接在枢轴(133)上；
下部枢转臂(136)，枢转地附接在枢轴(133)上；
第一柱塞(130)构造成通过致动器(145)致动，其中第一柱塞(130)枢转地附接在上部枢转臂(135)和下部枢转臂(136)的第一端(161)上；
第二柱塞(131)构造成通过摇杆偏压装置(140)朝着闭合位置偏压，第二柱塞(131)枢转地附接在上部枢转臂(135)和下部枢转臂(136)的第二端(162)上。
19.如权利要求12所述的摇杆阀(100)，其特征在于，摇杆阀机构(125)还包括：
摇杆偏压装置(140)，构造成将偏压力置于第二柱塞(131)上；以及
致动器(145)，构造成朝着闭合位置偏压第一柱塞(130)和密封构件(120)的第一密封区域，并且与第一孔口(113)的第一阀座(112a)接触。
20.如权利要求12所述的摇杆阀(100)，其特征在于，还包括产生有关摇杆阀机构(125)的致动位置的位置信号的位置传感器(160)。
21.如权利要求12所述的摇杆阀(100)，其特征在于，还包括固定在摇杆阀机构(125)上的磁体(162)以及固定在阀主体(101)上的位置传感器(160)，其中位置传感器(160)产生有关摇杆阀机构(125)的致动位置的位置信号。
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