專利名稱：一種數(shù)字式閥門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制氣體或液體流體的流量和/或其壓力。大家知道，數(shù)字式閥門能夠被直接連結(jié)到一種進(jìn)行該流量控制的純數(shù)字式電子控制系統(tǒng)上。
目前的一種數(shù)字式閥門包括以下零件，這些零件至少部分與本發(fā)明的閥門通用。
數(shù)字式閥門包括一個安裝在閥門軸線上用來承接經(jīng)由流入邊流入具有流入壓力的流體的流入管，以及一個安裝在同一軸線上用來讓處于流出壓力基本很低的所述流體經(jīng)由流出邊流出的流出管。
一些閘門，每個閘門在其打開時，把孔口放開讓該流體以該閘門獨(dú)有的流量經(jīng)該流入管流到該流出管，同時在它們關(guān)閉時，阻止該流體流過。
一個閥門，它有許多個按角度在該閥門軸線周圍繞成一個圈、直徑大于該流入管直徑的一圈閘門分布的座，至少所述每個座以在該流入管和該流出管之間并聯(lián)地把所述這些閘門連結(jié)在一起的形式安裝相應(yīng)的一個所述閘門，使流過打開的各閘門的流體匯合在一起，以及多個分別傳動相應(yīng)一個所述閘門的傳動機(jī)構(gòu)。
在當(dāng)前的這種閥門中，在各個相同的座上安裝上具有不同特定流量的閘門，因此至少在一定范圍內(nèi)能把一種通用的閥體用于各不同組閥門。把這些閘門按角度分布在閥的軸線的周圍，因為這首先使安裝各閘門和其傳動機(jī)構(gòu)比較簡單，其次在需要時可單獨(dú)地接近每個閘門進(jìn)行修理或更換。同軸地安裝流入管和流出管有利于把該閥門與管道裝在一條直線上。
例如美國專利3937248號已闡述了當(dāng)前的這種數(shù)字式閥門。
一般來說，以可能的最小流量為參考單位流量，在比值為2的幾何級數(shù)的連續(xù)項如1，2，4，8，16，32等范圍內(nèi)分配各個閘門特定的流量。用最少的項數(shù)把它們相加可以得到一個范圍在1到最大數(shù)例如63之間的任何一個整數(shù)。換句話說，閘門流量的這種分配方法有一個優(yōu)點(diǎn)即用最少量閘門可以得到單位流量內(nèi)的每個中間流量。然而，其他分配方法也是可能的并可能有更多優(yōu)點(diǎn)。
這些閥門的主要特性可以說是它們把流量匯合在一起的精確性。當(dāng)具備這種特性時，閥的流量總等于各個打開閘門流量的總和，不管那個閘門是打開著的以及不管有多少閘門是開著的，因為每個閘門獨(dú)有的流量等于這唯一閘門打開時流過它的流量。當(dāng)流過兩個打開的閘門的流體發(fā)生使流體在兩閘門中任何一個附近改變其壓力和/或流速的相互作用時，將要失去這種精確特性，此時通過閘門的流量與其單獨(dú)的流量不一樣。如果加大閥門的流入和流出邊之間的壓差，即如果加大通過該閥門的壓力頭損耗和/或如果相對于被控制的流量加大閥門尺寸，即如果增加其體積，該精確性比較容易得到實現(xiàn)。
當(dāng)前的數(shù)字式閥門有以下一個或幾個缺點(diǎn)閥門的制作成本;
使一個閥門滿足不同流量步長大小的費(fèi)用;
各個閘門?？杀徊鹦缎蘩砘蚋鼡Q的容易程度;
體積;
流量相加的精確性;
壓力頭損耗;
在兩個連續(xù)被控流量質(zhì)之間轉(zhuǎn)換的速度;以及，輸送大流量;
本發(fā)明的目的是要以簡單的方式改變當(dāng)前數(shù)字式閥門的這些缺點(diǎn)。
更具體地說，本發(fā)明力圖使拆除各個閘門模件的最大容易程度和一個結(jié)構(gòu)緊湊而且使流量精確相加的閥門之間取得協(xié)調(diào)。
本發(fā)明的閥門包括上述通用零件，并且與上述當(dāng)前閥門相比該閥門有以下特征;
該閥體里的所述每個座呈開口向外并朝流入方向的凹二面角形式。該二面角的一個側(cè)面由位于相應(yīng)的一個所述閘門的沿徑向的內(nèi)側(cè)面上的并沿園周方向和沿軸向或朝外斜的方向延伸的流入隔板構(gòu)成，該角的另一側(cè)面由位于該閘門流出方向上的并沿圓周方向和沿徑向或朝流出方向傾斜延伸的流出隔板構(gòu)成;
每個所述閘門裝在相應(yīng)的閘門模件里，該閘門模件有形成角度與所述凹二面角角度一樣的凸二面角的兩個支承面;
模件的固定裝置可拆卸地把每個閘門模件通過該支承面固定在該座的流入或流出隔板上。
所述每個座的所述流入或流出隔板以及包括一個該閘門的相應(yīng)的所述閘門模件在該閘門打開時為該流體形成一個彎曲的管道，其流入支路基本上垂直于該流入隔板，同時流出支路基本上垂直于該流出隔板，這使該流體能流入流出室，該流出室至少為所述這些座公用并與該流出管溝通或使它在該流出管處構(gòu)成;以及在該閘門模件所述支承面和該流入和流出支路周圍的該座的隔板之間有密封裝置。
該二面角可在其頂部附近被切平。在該流入隔板外由一個面沿徑向構(gòu)成的該二面角的流入側(cè)面在軸向截面里可嚴(yán)格地沿著軸向或能傾斜到45°，朝流入方向偏斜開軸線。由該流出隔板的一個流入面構(gòu)成的該二面角的流出側(cè)面同樣可以嚴(yán)格地沿徑向或可以朝流出方向向內(nèi)偏斜，可斜到30°或甚至到45°。
這種簡單的布局能夠在拆卸閘門模件和閥件之間的固定之后沿徑向同時也可沿軸向朝流入方向，即便有一斜角的情況下，幾乎不用什么拆卸工序以及不擦傷通常構(gòu)成密封裝置的密封圈情況下取出閘門模件。同時還看到，即使相對于閥門尺寸某些流量大時，這種布局也能夠保持流量相加的精確性。至于流出室，最簡單的解決辦法是它為閥體的所有扇形區(qū)分用。
根據(jù)本發(fā)明，在情況許多時，也可采用以下最佳布局這些座的所述流入隔板作得其半徑大于所述流入管的半徑，以及一個逐漸變大的擴(kuò)張型管子把所述流體從該流入管導(dǎo)入由這些所述隔板形成的并構(gòu)成該流入支路的各所述流入通道部分里，因此構(gòu)成了與所述流入隔板相連的公用流入室，并且其大小足夠阻止流入與開啟閘門相應(yīng)的流入通道的流體之間的有害作用，并且甚至在流入管本身的直徑小時，該室也適用。當(dāng)流經(jīng)閥門的流體是氣體時，流入室及流入管的尺寸隨管里的壓力的增加而減小。
把由所述流出隔板構(gòu)成的所述流出支路的各流出通道部分作得半徑大于該流出管的半徑，并且一個匯合管以阻止流出這些所述流出通道的流體之間發(fā)生相互作用的形式把流出該流出室的流體漸漸導(dǎo)入該流出管，因為這種相互作用有改變通過該閘門流量的作用?，F(xiàn)已觀察到，通過各個打開的閘門的流體之間的有害作用的危險性從流出通道朝流出方向最大，這首先有阻礙流出室半徑與流入室半徑一樣大的作用，其次要求把流出的流體小心地收集在一起。特別是這些流體開始必須彼此平行或幾乎平行。
從該閘門往流出方向的每個所述流出支路上安裝上一個使流體規(guī)則化的柵網(wǎng)。
在每個該閘門模件里，該彎曲管包括有在所述流入支路一段里有一直線部分，一個彎頭以及一個該流出支路的內(nèi)直線部分。這種布局的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)直線部分組成大部分彎曲管的長度時有利于模件加工。
每個所述閘門有一個位于該流出支路內(nèi)部部分上的流入-流出軸線，并且包括一個垂直于該流入/流出軸線的傳動機(jī)構(gòu)的軸，所述各傳動機(jī)構(gòu)被安裝在該傳動機(jī)構(gòu)的軸上并按角度分布在所述閘門的一圈之外圍繞著傳動機(jī)構(gòu)的一個圈上。這種布局有可能用便于加工和標(biāo)定的常用閥門組成這些閥門，并保證有適合于它們各傳動機(jī)構(gòu)的足夠大的空間。
所述各閘門是繞該傳動機(jī)構(gòu)軸旋轉(zhuǎn)的并由該傳動機(jī)構(gòu)經(jīng)該軸驅(qū)動的旋塞式閥，這些閥門是球形旋塞式常用型方便的閥。它們能夠讓最高流量的閘門達(dá)到比數(shù)字式閥門的尺寸大的單獨(dú)流量。
該傳動機(jī)構(gòu)是一種氣動或液壓傳動機(jī)構(gòu)，其動力來自公用的壓縮掌蚱淥魈逶礎(chǔ)２⑶頤扛齟怪遼儆幸桓齙緲胤?，并能用道`郵摯刂葡低晨刂撲８么鼓芄輝謚械確延孟倫韉澆涎桿俚 更換，如果該傳動機(jī)構(gòu)的尺寸大，就便于把它們安裝在上面提到的最佳布局中的這圈所述傳動機(jī)構(gòu)里，當(dāng)然可以在該電子控制系統(tǒng)和每個該電控閥之間裝上相應(yīng)電子放大器以控制該液壓或氣動傳動機(jī)構(gòu)。
然而，有時最好直接使用電傳動機(jī)構(gòu)，特別在單個小型數(shù)字式閥門時更如此。
下面通過非限制性實例并參照附圖詳細(xì)說明上述內(nèi)容的本發(fā)明的實施方法。當(dāng)同一零件出現(xiàn)在幾個圖中時，它們都標(biāo)以同一參考符號。例中給出的施實方法包括上述本發(fā)明的最佳布局。應(yīng)當(dāng)明白，所提到的各個零件可用其他具有四樣技術(shù)作用的零件代替。


圖1是本發(fā)明數(shù)字式閥門的軸向剖視圖，圖2是表示圖1閘門部分的放大圖，圖3表示該數(shù)字式閥門的流出邊。
該數(shù)字式閥門有一軸線6，閥門的所述流入管2有一個耦合法蘭4并且把該流入管在其流出端焊到一個逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)張型管8上，然后把管8又焊接到閥體10上。該閥體一般呈中央孔用隔板壁12封住的園環(huán)形。該環(huán)的各個按角度連續(xù)分布的扇形部分都有一個所述流出隔板18以及一個如有構(gòu)成一個平臺的外平面16的所述流入隔板14，因此每個這種扇形部分構(gòu)成了一個二面角式的座，因此該角的流入一側(cè)基本上平行于該閥的軸線，并且該角它的流出一側(cè)垂直于該軸線。在流入隔板14里從隔板壁12向流入方向構(gòu)成了流入室20。把一個近似立方體形的閘門模件24用螺釘如26固定到在所述流入和流出隔板間形成的座中的流入和流出隔板上。用25和27表示這些所述支承面。用一個由這段管道28在模件24里延伸的所述徑向流入通道貫穿該流入隔板14。則流體導(dǎo)管在模件24里有一個呈90°的彎頭30，其后是另外一段導(dǎo)管32，往后是一沿軸向穿過流出隔板18的流出通道34。把O-型密封圈29和33安裝在模件24和隔板14及18之間的界面上的28及32部分的四周。所有流出通道如34都通到公用的環(huán)形流出室36，該室的外邊界為匯合管38，內(nèi)邊界為凸出部分40，該匯合管38把該室與帶耦合法蘭44的流出管42連在一起。
模件24包括一個閘門46;閘門46有個置于內(nèi)側(cè)流出部分32上并貫穿球形旋塞50的小孔48。各種不同的閘門，例如4種，都有根據(jù)流過閘門的正常流量鉆成不同直徑小孔的同一直徑的球形旋塞，該孔的最大直徑與流出支路32，34的一樣。12個閘門組成的數(shù)字式閥門可有三種不同直徑球形旋塞。分別在52處和旋塞50和旋塞閥體56之間的54處，閥體和模件24間的56處以及閥體與隔板18之間的58處安裝上密封圈。柵網(wǎng)69使從旋塞50流出的流體更有規(guī)律。
通過一個把該旋塞與用來自總管道66的壓縮空氣驅(qū)動的氣動傳動機(jī)構(gòu)64連在一起的控制軸60經(jīng)電控閥68使旋塞旋轉(zhuǎn)。該總管道66呈沿該數(shù)字式閥門四周的整個路徑上分布的靠近其傳動機(jī)構(gòu)(例如64)的管路形式，它的直徑足夠大以構(gòu)成壓縮空氣緩沖源。從壓縮機(jī)(未標(biāo)出)依次向它送氣。用一個公用電子系統(tǒng)70控制這些電控閥如68。由按角度分布在軸6周圍的各閘門如46及各傳動機(jī)構(gòu)如64構(gòu)成了所述這幾圈閘門和傳動機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字式閥門，包括一個裝在閥門軸線(6)上的用于接收經(jīng)流入方流入的處于流入壓力的流體的流入管(2)，以及一個裝在同一軸線上的用于讓處于流出壓力基本很低的所述流體經(jīng)流出方流出的流出管(42)；一些閘門(46)，每個閘門打開時可接通孔(48)讓所述流體以各個所述閘門獨(dú)自的流量從所述流入管流到所述流出管，并且在每個閘門關(guān)閉時，阻止所述流體流過；一個閥門(10)，它有一些按角度在該閥門軸線周圍繞各閘門一圈分布著的座，該圈的直徑比該流入管的大，至少每個座以把這些所述流入管和所述流出管之間的各所述閘門并接起來以使流過打開各閘門的流體匯合在一起的形式安裝一個相應(yīng)所述閘門；以及，一些傳動機(jī)構(gòu)(64)，每個用于驅(qū)動一個相應(yīng)的所述閘門；該數(shù)字式閥門的特征在于在所述閥門(10)里的每一個所述座(14，18)呈開口向外并朝流入方向的凹二面角形式，該二面角的一個側(cè)面由裝在一個相應(yīng)所述閘門(46)的徑向側(cè)面上并沿圓周方向和軸向或朝外斜的方向延伸的流入隔板(14)構(gòu)成，以及，該二面角的另一側(cè)面由裝在該閘門流出方向上并沿圓周方向及徑向或朝流出方向傾斜的方向延伸的流出隔板(18)構(gòu)成；每個所述閘門(46)被安裝在相應(yīng)的閘門模件里，該模件有兩個支承面(25，27)，它們形成一個角度與該凹二面角一樣的凸二面角；模件的固定裝置(26)可拆卸地把每個所述閘門模件經(jīng)各所述支承面固定到基座的所述流入及流出隔板上；每一個所述座的所述流入及流出隔板及包括一個所述閘門的相應(yīng)所述閘門模件在所述閘門打開時為所述流體形成一個彎曲的導(dǎo)管(22，28，30，32，34)，該導(dǎo)管有一個基本上與該流入隔板垂直的流入支路(22，28)及一個基本上與該流出隔板垂直的流出支路(32，34)，這使該流體貫穿進(jìn)入到流出室(36)，該室至少為這些所述座后用并與該流出管(42)溝通或在流出管處形成該室；以及在該模件的所述支承面及所述流入及流出支路周圍座的所述隔板之間安裝的密封裝置(29，33)。
2.一個如權(quán)利要求1的閥門，其特征還有，座(14，18)的所述流入隔板(14)作得半徑大于該流入管(2)的半徑。一個逐漸擴(kuò)大的擴(kuò)張型管(8)把所述流體從該流入管導(dǎo)入由該隔板形成的并組成該流入支路(22，28)部分的流入通道(22)。
3.一個如權(quán)利要求1的閥門，其特征還有，由流出隔板(18)構(gòu)成該流出支路(32，34)的流出通道(34)部分作得半徑大于該流出管(42)的半徑，以及匯合管(38)把流出所述流出室(36)的流體以防止流出這些所述流出通道的流體相互發(fā)生作用的形式逐步導(dǎo)入該流出管，因為這種相互作用可能有改變通過該閘門的流量的作用。
4.一個如權(quán)利要求1的閥門，其特征還有，在由該閘門(46)流出的每一個所述流出支路(32，34)上安裝了使流體規(guī)則化的柵網(wǎng)(69)。
5.一個如權(quán)利要求1的閥門，其特征還有在每一個所述閘門模件(24)的里面，所述彎管(22，28，30，32，34)在所述流入支路(22，28)的(28)部分內(nèi)有一直線部分，一個彎頭(30)及該流出支路(32，34)的內(nèi)直線部分(32)。
6.一個如權(quán)利要求5的閥門，其特征還有每個所述閘門(46)都有一個位于該一流出支路的里邊部分地流入-流出軸線(32)，并且有一個與該流入/流出軸線垂直的傳動機(jī)構(gòu)的軸(60)，所述各傳動機(jī)構(gòu)(64)被安裝在該傳動機(jī)構(gòu)的軸上并按角度分布在所述各閘門的一圈之外圍繞著傳動機(jī)構(gòu)的一個圈上。
7.一個如權(quán)利要求6的閥門，其特征還有所述各閘門(46)是繞該傳動機(jī)構(gòu)的軸(60)轉(zhuǎn)動的并由該傳動機(jī)構(gòu)(64)經(jīng)所述軸驅(qū)動的旋塞閥。
8.一種如權(quán)利要求6的閥門，其特征還有所述各傳動機(jī)構(gòu)(64)是用壓縮空氣或其他流體的公用源(66)驅(qū)動的氣動或液壓的傳動機(jī)構(gòu)，每個傳動機(jī)構(gòu)至少有一個電控閥(68)，使得能通過電子數(shù)字控制系統(tǒng)(70)控制它。
全文摘要
一種數(shù)字式閥門包括一些在該數(shù)字式閥門的流入管(2)及流出管(42)之間并聯(lián)的各閘門(46)，每個閘門(46)由能單獨(dú)輸送流量的基本的球形旋塞閥構(gòu)成。這些閘門按角度分布在數(shù)字式閥門的軸線的周圍，每個閘門被裝到帶標(biāo)準(zhǔn)座(14，18)的模件(24)里，因此容易拆卸任一模件。本發(fā)明特別適用于通過數(shù)字式電子系統(tǒng)(70)控制下在液體或氣體的不同流量之間快速地更換。
文檔編號F16K5/10GK1036819SQ8910182
公開日1989年11月1日 申請日期1989年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月31日
發(fā)明者吉爾·孔特, 安德烈·維奧德 申請人:索熱萊爾格, 新奧克辛姆公司