閥組件的製作方法
2023-08-06 08:58:21
專利名稱：閥組件的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及流體流動控制閥。
背景技術：
越來越多的流動控制應用超出了現有電磁閥的設計。這些應用常常涉及到在工作過程中不明確或變化的壓力條件。例如，已知的電磁閥可能出現過量的內部洩漏。為了獲得較佳的性能，就需要閥的調整。常常要求不一致的開啟電壓以及控制範圍，且要求多種孔件尺寸，以適應工作流體的範圍。
本發明的裝置致力於消除與現有技術有關的缺陷發明內容根據本發明，提供一種閥組件，它包括一個限定一第一表面的孔件。一個柱塞可相對於該孔件移動，且一個導向彈簧設置在該孔件和該柱塞之間。該導向彈簧的一部分裝接到該柱塞的第一端上，使得該導向彈簧和該孔件確定出彼此相對密封的共平面的表面，以阻止流體在閥進口和閥出口之間流動。一個也可以是平的彈簧的第二導向彈簧裝接到該柱塞的相對端上。
在閱讀了下面的詳細說明以及參考附圖後可以清楚地了解本發明的其他目的和優點，其中圖1是按照本發明某些教導所構造的閥的一些部分的剖視圖；圖2是表示圖1詳細示出的閥的那些部分的集合在一起剖視圖；
圖3表示按照本發明教導的柱塞組件；圖4是沿圖3中的線IV-IV取的剖視圖；以及圖5是表示按照本發明教導的常開閥的一些部分的剖視圖。
具體實施例方式
雖然本發明允許有各種變型和替代形式，但其具體實施例已經通過示例在附圖中示出並在此進行詳細地描述。然而，應當理解，在此對具體實施例的描述並非要將本發明限制於所公開的特定形式，恰好相反，這些描述意在包括落入本發明的精神與範圍內的所有變型、等價物以及替代方案。
現在描述本發明的圖示實施例。為了清楚起見，在本說明書中沒有描述實際實施過程的所有特點。當然，將會認識到，在任何這樣一種實際實施的拓展過程中，必須做出大量具體實施的決定，以實現拓展者的從一種實施向另一種實施變化的具體目標，例如，和與系統相關的以及與工作相關的限制相適應。然而，將會認識到，這樣一種拓展的努力也許是複雜而耗時的，但對於具有本發明利益的本領域技術人員來說仍然會是一種常規的任務。
圖1是一個按照本發明教導的閥100的剖視圖。圖示的該示例性閥100是一個常閉閥。閥100包括一個閥本體102和流動控制部分104。閥本體102限定一個流體入口106和一個流體出口108。流體控制部分104包括一個閥柱塞110，該閥柱塞可相對於一個孔件112移動。一個閥杆組件114包括一個保持塊體部分115和一個磁極件116，該保持塊體部分包圍著柱塞110和孔件112，而該磁極件被一個線圈118包圍，以如所希望的致動該閥100。柱塞110和閥杆組件114由軟的磁性材料製成。
圖2詳細地表示出流動控制部分104的各部分。閥柱塞110具有一個裝接於其上的第一或下部導向彈簧130，該導向彈簧130設置在柱塞110和孔件112之間。柱塞110，且因此第一導向彈簧130相對於孔件112移動，以控制流過閥100的流體。第一導向彈簧130和在該第一導向彈簧130附近的孔件112的上表面(如圖1和2中所示)確定出當閥110閉合時彼此抵靠相互密封的表面。
這樣，該閥包括一個抵靠導向彈簧130的一個重疊表面密封的孔件的重疊表面。當閥保持塊體部分115堅實地壓緊在閥本體102上時，該彈簧的重疊表面壓靠在孔件112的頂部的重疊表面上。由於這兩個表面位於相同的平面(共面)上，彈簧130和孔件112的密封區域彼此相互接觸。這一設計特點產生幾個優點。例如，兩個彼此接觸的平面表面實質上消除了密封表面之間的任何不平行的問題。兩個彼此接觸的平行的重疊表面產生了非常低的洩漏率值。在該閥循環開閉的過程中重疊的密封表面隨著受控制的向下力降低了閥座和孔的變形。這減少了伴隨金屬變形產生的顆粒出現。
在某些實施例中，第一導向彈簧130通過兩個小範圍的點焊連接到柱塞110上。為了減小在焊接期間重疊的彈簧表面的變形，將兩個不通的平底開口132蝕刻在導向彈簧130上。可以對彈簧臂進行蝕刻而形成這些開口132。開口132的深度依據導向彈簧130的厚度而改變。這樣提供了一個通過其進行焊接的較薄的區段，降低了需要實施焊接的力量，且因此，減少了焊接周圍的熱效應區。
一個第二或上部導向彈簧140裝接到柱塞110的頂表面上。在所示的實施例中，平的彈簧140被焊接到柱塞110的頂表面上。在所示的實施例中，第二導向彈簧140在一個夾具中被拉伸，以將彈簧臂永久變形到一個特定的長度。這確保了第二彈簧140的頂表面與磁極片116的相鄰表面接觸，以形成一個無磨擦支持部件。在圖1和2中所示的常閉閥中，彈簧140提供一個朝向柱塞110的小的向下的力，以確保在所有閥安裝位置斷路。彈簧140還確保柱塞110在徑向上得到支承，防止當在閥100工作期間柱塞110被拉向磁極片116時柱塞110徑向移動。最終的結果是實現一個受控/預期的向下力，該向下力在閥開啟電流中轉換為更大的一致性。在另一個實施例中，一個低彈性常數的螺旋壓縮彈簧用來替代平的彈簧140，以向柱塞110提供一個預加載的力。
一個鎳材料的密封墊圈144在孔件112和閥本體102之間提供一個密閉密封，也起到增加將第一彈簧130剛性保持在孔件112和柱塞110之間的力的作用。該鎳材料的密封墊圈114的優點在於，它可以圍繞其周緣非均勻地變形，且因此適應部件的任何不平行性。在其它實施例中，密封墊圈144由不是鎳的其它材料製成。例如，密封墊圈144可以由完全退火的不鏽鋼製成，用於某些工作流體與鎳不兼容的應用場合。一個鎳材料的第二密封墊圈145在保持塊體115和閥本體102之間提供一個密閉密封，該密封墊圈145防止工作流體洩漏到外部環境中。密封墊圈145可以用於一種耐腐蝕彈性體材料替代，用於涉及與鎳不兼容的工作流體的應用場合。
第二導向彈簧140具有將一個預加載力增加到柱塞110上的低彈性常數。可以改變柱塞110的長度，以按照孔件112的尺寸大小控制柱塞110和磁極片116之間的氣隙。可以改變下部導向彈簧130的厚度，以使閥的控制範圍最佳化。典型地，較小的孔件將使用較厚的具有較高彈性常數的下部導向彈簧130，而較大的孔件將使用較薄的帶有較低彈性常數的下部導向彈簧130。
在所示實施例中的柱塞110長度是短的，因為它沒有穿透到閥線圈118中。這種短的長度與由上部導向彈簧140提供的徑向支承相結合確保當閥在各種安裝狀態運行時柱塞110不會在徑向上移動。
當閥保持塊體部分115堅實地壓緊在閥本體102上時，該閥的內部元件被夾緊在一起。因此不需要有內螺紋。內螺紋對於超淨產品來說是難以進行機械拋光的。這些內螺紋也可能產生微粒、溼氣以及碳氫化合物汙染。
圖3和4示出了用於柱塞110和下部導向彈簧130的另一種構形。所示出的組件使用一種模製的彈性體嵌入件150，該嵌入件接納在一個由柱塞110所限定的開口152中。該嵌入件150在下部導向彈簧130焊接到柱塞110上時被保持在該開口152中。延伸經過下導向彈簧130的過量的橡膠件成為與下導向彈簧齊平的底面，以提供共面的表面。
圖5示出按照本發明教導的常開閥101的一些部分。在該常開閥101中，當對線圈116供電時柱塞110被拉向磁極片118。在沒有通電的情況下，下部導向彈簧130返回到其平的位置。間隔裝置160安裝在下部導向彈簧130和孔件112的外臺面之間，以使流體在沒有通電期間流過。
由於對於本領域技術人員而言本發明可以以具有在此教導的利益的不同但等價的方式進行改變和實施，因此，以上公開的特定實施例僅僅是說明性的。進而，除了如以下權利要求書所描述的內容外，並不打算對在此示出的結構或設計的細節做任何的限制。因此，顯然上述公開的具體實施例是可以改變或變型的且所有這些變化都應認為是在本發明的精神與範圍之內。
權利要求
1.一種閥組件，它包括限定第一表面的孔件，所述孔件具有進口和出口；可相對所述孔件移動的柱塞；位於所述孔件和所述柱塞之間的第一導向彈簧，且所述第一導向彈簧的一部分裝接到所述柱塞的第一端，所述第一導向彈簧限定第二表面，所述第二表面可密封到所述第一表面上，以阻止流體在所述進口和所述出口之間流動。
2.按照權利要求1所述的閥組件，其特徵在於，所述第一彈簧通過點焊裝接到所述柱塞的所述第一端上。
3.按照權利要求2所述的閥組件，其特徵在於，所述第一彈簧在其中限定開口，其中，所述第一彈簧焊接到與所述開口相反的所述柱塞上。
4.按照權利要求1所述的閥組件，其特徵在於，其還包括裝接到所述柱塞的第二端上的第二導向彈簧。
5.按照權利要求1所述的閥組件，其特徵在於，其還包括閥本體；以及位於所述孔件和閥本體之間的密封件。
6.按照權利要求5所述的閥組件，其特徵在於，所述密封件包括鎳材料的墊圈。
7.按照權利要求1所述的閥組件，其特徵在於，其還包括接納在由所述柱塞限定的開口中的彈性體嵌入件。
8.按照權利要求1所述的閥組件，其特徵在於，所述閥是常閉閥。
9.按照權利要求1所述的閥組件，其特徵在於，所述閥是常開閥。
10.按照權利要求4所述的閥組件，其特徵在於，所述第二導向彈簧包括平的彈簧。
全文摘要
一種流動控制閥，它包括流體進出該閥的進口和出口。一個具有裝接到其上的導向彈簧的柱塞，使得該導向彈簧設置在該柱塞和一閥孔件之間。該柱塞，且因此該導向彈簧可相對於該孔件移動，以控制流過該閥的流體。該導向彈簧和鄰近該導向彈簧的該孔件的表面在該閥關閉時確定出彼此相互密封的共平面的表面。
文檔編號F16K7/12GK1864020SQ200480029539
公開日2006年11月15日 申請日期2004年10月8日 優先權日2003年10月9日
發明者W·D·羅伯遜三世, T·J·麥克尼科爾斯, S·克拉默 申請人:艾默生電氣公司