[发明专利]流体致动的阀门及安装工具

说明书

相关申请的交叉引用

本申请得自于2009年10月22日提交的美国临时专利申请序列号61/279,552的优先权。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及阀门，并且更具体的是涉及流体（液压或气压）致动的阀门。

2.背景说明

在现有技术中众所周知的是用于对流过其中的气体、空气或流体的流动进行控制的直接操作的、或致动的流体阀门。这类阀门典型地包括一个阀体，该阀体具有一个经过该阀体的形成的流动通道。一个阀门构件被支撑在该流动通道内并且是从一个位置到另一个位置可移动的以便直接响应于通过致动器作用在该阀门构件上的一个操作力来对流体的流动进行调节。多个端口被提供为将该阀门组件连接到一个加压的流体源上以及连接到该阀门可以控制的多个不同的活动器件上。致动器典型地是一个电磁或压电螺线管，该螺线管受到激励以便将阀门构件移动到流动通道内的一个预定位置上。经常使用一个复位弹簧来偏置该阀门构件返回到一个已知的非激励的位置上。这种类型的阀门被用在要求高流速以及快的响应时间的广泛多样的制造环境中。

示例性的这类阀门是William R.Hayes在美国专利5,413,308（1995）中实施的应急开放的螺线管致动的阀门。Hayes阀门是弹簧偏置正常打开的螺线管致动的阀门，它包括一个阀体，该阀体具有一个阀座，该阀座限定了位于一个流体入口端口与一个流体出口端口之间的一个阀门端口。在滑阀芯控制之下，杆上的密封构件在纵向上是可移动进入或离开阀门端口的以便控制流体的流动。当螺线管是解除励磁时，阀门的滑阀芯通过一个压缩弹簧被偏置打开。在螺线管被激励时该密封构件接触该内部阀座因此将阀门关闭。在螺线管被有意地解除启用或由于电故障而使得阀门未能到达一个打开位置。

这类阀门在范围从发动机到工业系统到气压性工具的广泛多样的背景中得到使用。当设计者试图使这类系统变得更快、费用较少以及轻型时，用于这类系统的运行参数逐渐增长。这对于用于这类系统的阀门提出了更多要求。现在制造者要求多个控制阀门，这些控制阀门可以提供在几毫秒之内的极端快速的正向关闭和打开。这个速度在流体阀中是非常难于实现的。

诸位发明人的流体控制阀门的其他实例包括：在2006年11月28日发布的美国专利7,140,332中说明的用于内燃发动机的气压致动阀门，2002年2月26日发布的美国专利6,349,691中说明的用于内燃发动机的压力响应式空气进气阀门，它们通过引用被各自结合在此。美国专利6,349,691披露了一种用于内燃发动机（总体上具有一个固定的阀座壳体以及一个滑阀构件）自动致动的、压力响应式空气进气阀门。该阀座壳体是用螺纹拧接在内燃发动机上的一个工作室的头部中的。滑阀构件响应于阀门任何一侧上的压力差而往复经过该壳体。该滑动构件具有一个空心室，该空心室在阀座壳体的侧壁上是打开的，由此引导一个从阀门结构向外的空气流。美国专利7,140,332披露了一种气压致动的阀门组件，该组件用作内燃发动机上的进气和/或排气阀门。该组件包括一个阀门、阀门壳体、以及压缩气体分布和正时机构。该阀门由一个短的轻型的空心圆柱体组成，该圆柱体带有一个带帽的下端以及一个打开的上端。此外该阀门由邻近该下端的多个端口以及邻近该上端环绕该本体的一个套环限定。该阀门壳体是空心的且管状的，它具有一个较大直径的上部区段和一个较小直径的下部区段，阀门在这些区段中向上滑动直到关闭以及向下滑动直至打开。该壳体进一步包括多个空心通道，这些通道对由分布和正时机构管理的压缩气体进行引导（可替代地以规则的间隔朝向阀门套环之上以及之下的这些区域）以便对应地打开和关闭阀门。

发明概述

本发明的目的是一种直接流体致动的阀门组件，该阀门组件可以提供在几毫秒之内的极快的正向关闭和打开。该阀门组件包括一个阀门壳体，该阀门壳体具有一个内部流体端口，该内部流体端口是由一个较大的室和一个邻近的较小的室限定的，而这两个室由一个肩台分离开；一个阀体，该阀体坐入阀门壳体中并且它是由多个端口（围绕其圆周在圆周上被均匀地间隔开）、在这些端口之间的多个支撑壁区段（竖框）、以及多个内部叶片限定的，这些叶片各自沿一个用于提供其增强作用的对应的竖框延伸，所述叶片是倾斜和和/或弯曲的以便促进阀体内的一种圆形的内部流体流动。具有环形套环的一个阀盖被附接到阀体上，并且阀体以及阀盖/套环在阀门壳体中在一个打开位置与一个关闭位置之间被可滑动的携带。