[发明专利]多压力球形提升控制阀

说明书

该申请是2000年3月16日申请的第09/527,395号待审专利申请的连续申请。

技术领域

本发明涉及用于操纵一个流体致动装置的流体控制阀，特别是涉及使用一个或多个球形提升件的选择或初级流体控制阀。尽管本申请的原理可以应用于气动和液动流体控制阀，但其特别适用于高压气动控制阀，以及适用于在两个或多个不同的出口压力间选择地切换的气动控制。

背景技术

许多流体控制阀，尤其是具有气动特性的控制阀已经用于具有多种高压需求的场合，包括用在塑料瓶或其他类似容器的吹模过程中。尽管这种控制阀具有能够满足它们应用的过程的功能，但是高工作流体压力导致控制阀过渡磨损，从而具有相对短的使用寿命。此外，由于致动流体的高压，以前的流体控制阀还具有不能接受的内部工作流体泄露程度的缺陷，比如当打开阀的供给部分和关闭阀的排出部分以使工作流体供给到流体致动装置时发生的横向泄露。结果是，这些因素导致了使用前述流体控制阀的系统的高操作费用和高维护费用。

此外，许多应用场合，尤其是气动系统需要具有在两个或多个控制阀出口压力间选择的能力。这种应用的实例之一是上面提到过的塑料瓶或其他类似容器的吹模过程。在该过程中，通常需要首先使一个相对较低的压力施加到模具以将塑料(或其他材料)引入模腔，然后施加一个较高的压力来迫使材料膨胀成由模具的形状所限定的预定形状。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种改进的高压或多种压力流体控制阀，它能够明显地减少磨损并且基本上消除了内部工作流体的泄露，从而该流体控制阀具有长的使用寿命并减少了系统的操作费用和维护费用。本发明的目的还在于提供一种能够有选择地分送两个或多个不同的压力到工作系统的控制阀。

根据本发明，一个用于操纵流体致动装置的初级控制阀最好具有一个与压力工作流体源连通的入口、一个与流体致动装置连通的出口通道和出口、以及一个用于工作流体从入口到出口间流通的的流体供给通道。该控制阀最好包括一个位于流体供给通道中的通常为截锥形的供给阀座，该供给阀座具有一个小直径下游端和一个大直径上游端。一个通常为球状的供给提升件或供给球形提升件在供给封闭和供给打开位置间可以有选择地移动，以进入和离开与供给阀座的小直径端密封的基本上是线接触的位置。该球状供给球形提升件在其与阀座的小直径下游端线接触处的弦长尺寸小于该供给阀座的大直径上游端。这种设置也可以用在一个根据本发明的压力选择流体控制阀中，其将在下面描述。

供给阀座的每侧都具有一个相对于供给阀座中心线的供给阀座角度，该角度大于由供给阀座的中心线和当供给球形提升件位于其关闭位置时的一根与位于上述线接触位置的供给球形提升件相切的直线间的角度。中心线两侧的阀座角度最好大约为90度。这在供给阀座和球状供给球形提升件间形成一个环状区域，这形成了当供给球形提升件最初移动到其打开位置并且高速、高压工作流体经过阀座的小直径端最初向下流过供给球形提升件时的上述线接触处的一个限制供给流动区域上游。这非常有利，因为高速、高压工作流体经过该环形限制供给流动区域导致的任何音速流动侵蚀都基本上被立即转换到与该环形限制供给流动区域邻接的供给阀座的上游表面。更重要的是，供给阀座的该上游表面不与供给球形提升件密封接触。因此，音速损伤区域的立即转换使基本上与供给球形提升件直线接触的供给阀座的近乎是“刃边”的小直径下游端的音速损伤最小化。根据本发明的控制阀，其具有供给阀门和排出阀门，最好类似的设置也使用在排出通道中，该排出通道用于排出流体在负载出口通道(负载出口)和排出口间的流体。如上所述，该设置也可以同样地用在压力选择流体控制阀中，其将在后面描述。