專利名稱：一種球形座進氣－排氣閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣動流體控制閥，具體地，涉及一種引導氣動流體的進氣-排氣閥。
背景技術：
進氣-排氣閥傳統上用作氣動控制閥的提升閥來引導氣流。傳統的進氣-排氣閥具有橡膠或粘結橡膠面密封設計，使用橡膠座來接觸座表面并提供適當的密封。這種設計一般使用成本高的粘接工藝來將橡膠座黏附到進氣-排氣閥。粘接工藝并不可靠，只能利用破壞性分析方法來檢查粘接質量。
由于溫度變化，污染和/或橡膠座的退化導致的泄漏和性能變化一般是由進氣/排氣閥的面密封設計造成的。此外，這些設計的流動特性一般是擾動的，在眾多原因中的主要原因是平面密封和氣流的急轉。該擾動使氣流通過閥的速度放慢。
傳統設計通常要求封閉引導，以保證配合部分規矩地定位，以便減少泄漏。橡膠座設計也具有固有的滯后作用，這是因為橡膠座受到壓縮和在完全離開閥座之前必須解除壓力。
發明內容
本發明提出了一種閥，可用于氣動制動系統，包括殼體，具有至少一個氣動流體流過的供應端口、控制端口、輸送端口和排氣端口。位于所述殼體內的活塞響應通過所述控制端口施加的控制氣流的壓力，與進氣-排氣提升閥連通，選擇性地打開和關閉供應端口、輸送端口和排氣端口。所述進氣-排氣閥門具有圓柱部分和從中延伸的空腔，并具有內徑和外徑。第一閥座在圓柱部分的第一端的外徑形成，并具有圓整的座表面，表面是球形的，最好為凸出表面。進氣-排氣閥的第二閥座具有圓整的座表面，表面是球形的，最好是凹進表面，并位于圓柱部分的內徑。進氣-排氣閥座圓整成可相對進行配合的對應座表面自調整對準。
圖1是傳統的具有進氣-排氣閥的氣動控制閥的截面圖；圖2是根據本發明的進氣-排氣閥的截面圖；圖3是圖2的進氣-排氣閥的放大的單獨視圖；和圖4是圖3的進氣-排氣閥的放大詳圖。
具體實施例方式
本發明相對氣動制動系統進行介紹，比如用于重型車的制動系統。盡管本發明具有這個用途，但本發明并不限于所介紹的特定實施例。特定實施例的細節可根據其他用途進行改進，不脫離本發明的精神或范圍。例如，盡管對氣動空氣制動器的優選實施例進行了詳細介紹，本發明可用于任何引導流體通過不同流動路徑的系統。本文所使用的用語“或”是包括性的，不是排他性的。可參考Bryan A.Garner的《現代法律用語字典》(1995年第二版)的624頁。本文所用的術語“氣動流體”涉及氣體或液體。優選的氣動流體是空氣。
傳統的用于重型車的空氣制動系統的氣動控制閥10在圖1顯示。氣動控制閥10具有殼體12，其包括供應端口14，排氣端口16，輸送端口18，和控制端口20。控制信號通過控制端口20進行傳遞并作用到活塞30，克服輸送端口18的氣動流體施加的壓力，使其向下移動(如圖1所示，實際方向取決于使用者選擇的具體閥結構)。可設置壓差彈簧32，如果希望在控制端口20的流體壓力和輸送端口18的流體壓力之間有另外的壓差。如果沒有壓差彈簧18，涉及通過控制端口20和輸送端口18施加的壓力的活塞30周圍的力平衡決定了活塞30的移動和位置。根據所討論的內容，可認為應設置壓差彈簧32，本發明的范圍和精神不因設置或不設置壓差彈簧32而改變。
控制信號可通過壓下制動踏板(未顯示)來促動，一般通過控制氣動流體進行傳遞，控制氣動流體可以是或不是與氣動控制閥設計采用的控制氣動流體相同的流體。這樣可推動排氣座34與進氣-排氣閥40接合。
進氣-排氣閥40包括徑向肩部42，其上黏結有橡膠座44。排氣座34和橡膠座44之間的接合防止了輸送端口18和排氣端口16之間的連通。繼續向下移動的活塞30將進氣-排氣閥40的橡膠座44從殼體12上的相關的座46移開，建立供應端口14和輸送端口18之間的連通。隨流動路徑的開通，氣動流體提供到制動促動器或通過輸送端口18提供到其他的氣動載荷。當通過控制端口20釋放控制信號時，回位彈簧32(和輸送端口18的氣動流體)施加力到活塞30，向上移動活塞，使橡膠座44重新接觸相關的座46，中斷氣動流體從供應端口14到輸送端18的流動路徑。活塞30響應隨控制壓力減少導致的力平衡變化沿向上方向的進一步移動可脫開排氣閥34與橡膠座44的接合，打開輸送端口18和排氣端口16之間的流動路徑，使得氣動流體通過排氣端口16排出。
圖2顯示了根據本發明的進氣-排氣閥50，其一般是圓柱形，具有中心通道52。徑向延伸的肩部54設置在一端，并設有表面56，可與偏壓彈簧58接合，推動進氣-排氣閥50，具體是第一或進氣座60，壓向閥殼體64上的第一座表面61。
進氣-排氣閥50的第一或進氣座60進行了圓整，一般具有球形，最好是向外凸出的表面。第一座表面61一般進行圓整，圓整的第一或進氣座60可密封地位于圓整的第一座表面61上。
當控制氣動壓力通過控制端口90施加到活塞80，活塞80移動并使進氣-排氣閥50的設置到進氣-排氣閥50內徑的排氣座62與第二座表面72接合。與排氣座62接合的第二座表面72一般經過圓整，最好是球形的，圓整的第二座表面72密封地接合圓整的排氣座62，中斷輸送端口88和排氣端口86之間的氣動流體的流動路徑。
當進一步施加控制氣動壓力到活塞80的表面，活塞80移動進氣-排氣閥50，克服偏壓彈簧58的偏壓力和作用到進氣-排氣閥50的氣動流體力，沿向上的方向移動(如圖2所示的上方，實際的方向將取決于使用者選擇的閥結構)。這樣提供了供應端口84和輸送端口88之間的流動路徑，使得氣動流體流過。
當釋放控制壓力的信號從控制端口90到達活塞80，偏壓彈簧58施加力到表面56，輸送壓力作用到活塞80的相對側面，沿向下方向移動進氣-排氣閥50和活塞80，使進氣座60又接合第一座表面61，從而中斷了供應端口84和輸送端口88之間的流動路徑。來自輸送端口88的壓力(和壓差彈簧，如果存在)進一步施加向下的力到活塞80，使得第二座表面72脫開排氣座62，提供了輸送端口88和排氣端口86之間流動路徑。
如圖2、3和4所示的優選實施例，第一或進氣座60和第二或排氣座62設置在進氣-排氣閥50的同一端。在另外的結構中，進氣座60和排氣座62中的一個可設置在進氣-排氣閥50的相對端，這取決于將要接合的座表面的結構和取決于氣動控制閥組件的其余部分的結構。在另外的結構中，座60，62可設置在沿圓柱體的任何位置，這取決于使用者的選擇和具體應用情況，包括氣動控制閥組件的具體結構。如圖3所示，第一或進氣座60最好進行圓整，一般為球形，具有凸出的形狀。第二或排氣座62最好進行圓整，一般為球形，具有凹進形狀。
圖4顯示了圓整的進氣座60和圓整的第一座表面61之間的接合，以及圓整的排氣座62和活塞80的圓整的第二座表面72之間的接合。如圖4所示，當活塞80繼續沿向下的方向移動時，進氣座60和第一座表面61的密封就位將中斷，形成其間的流動路徑。當活塞80沿圖4中的向上方向移動時，則圓整的排氣座62和圓整的第二座表面72之間的密封就位會被中斷，提供了其間的流動路徑。
進氣座60和排氣座62的圓整結構可使得這些座相對其座表面61，72自調整對正。無須另外引導來保證座60，62密封地接合座表面61，72，因為座60，62的圓整部分允許自調整對準接合圓整的座表面61，72，無須另外引導。當這些部分未完全對正時，這些圓整結構可保證以線接觸密封就位，形成更均勻的單位載荷。
進氣-排氣閥50最好是單件，最好用塑料制造，但其他結構也可考慮，這取決于各個特定閥的設置情況。制造進氣-排氣閥50的優選方法是模制，如塑料注射模制。進氣-排氣閥50還可以用其他材料制造。無論是金屬或非金屬材料，還可以使座表面或肩部54用不同于進氣-排氣閥50主體的材料來制造。從如圖1所示的傳統的進氣-排氣閥取消橡膠座44減少了由于橡膠座44壓縮產生的滯后作用，并改進了傳統的平面橡膠座閥的冷溫度性能。此外，使用單件塑料進氣-排氣閥令使用者可選擇塑料來改進橡膠座44的化學抵抗力，因此，可延長要求提高化學抵抗力的場合所用部件的壽命。
盡管本發明通過上面介紹的實施例進行了說明，同時對實施例進行了詳細介紹，本申請人不想以任何方式限制本發明的范圍于這些細節。所屬領域的技術人員很容易進行另外的優選和改進。因此，廣義上本發明不限于這些具體細節、代表性的裝置和方法，以及所介紹和顯示的說明性示例。因此，在不脫離本申請人的總的概念或發明概念的精神或范圍的情況下可對細節進行改動。
權利要求
1.一種控制閥，包括殼體，具有一個或多個部件；活塞，位于所述殼體內；和閥門，與所述活塞連通，所述閥門設有圓柱部分，并至少具有第一和第二閥座，所述閥座圓整成可相對對應的座表面自調準。
2.一種進氣-排氣閥組件，可引導流體流動，其包括圓柱部分，帶有從中延伸的空腔，并具有內徑和外徑；第一閥座，具有圓整的座表面，位于所述圓柱部分的外徑；和第二閥座，具有圓整的座表面，位于所述圓柱部分的內徑。
3.根據權利要求1所述的閥組件，其特征在于，所述第一閥座位于圓柱部分的第一端，所述第二閥座位于所述圓柱部分的第一端或第二端。
4.根據權利要求1所述的閥組件，其特征在于，所述第一閥座的圓整的座表面一般是凸出的。
5.根據權利要求1所述的閥組件，其特征在于，所述第二閥座的圓整的座表面一般是凹進的。
6.根據權利要求1所述的閥組件，其特征在于，所述第一和第二閥座與所述圓柱部分整體形成。
7.根據權利要求5所述的閥組件，其特征在于，所述圓柱部分和所述整體形成的第一和第二閥座主要用塑料形成。
8.根據權利要求1所述的閥組件，其特征在于，所述閥組件還包括肩部，基本從所述圓柱部分的第一端徑向延伸，所述肩部具有與偏壓彈簧連接的表面，和圓整的部分，其形成了一部分外徑。
9.根據權利要求7所述的閥組件，其特征在于，所述第一閥座沿所述肩部的圓整部分設置。
10.根據權利要求1所述的閥組件，其特征在于，所述第一閥座和第二閥座都位于所述圓柱部分的第一端。
11.根據權利要求9所述的閥組件，其特征在于，所述第一閥座和所述第二閥座的圓整的座表面互相相交。
12.一種控制閥，用于引導氣動系統中的氣流，包括殼體，具有至少一個供應端口、控制端口、輸送端口和排氣端口；活塞，位于所述殼體內，與所述控制端口連通，所述活塞具有至少一個座表面；和進氣-排氣閥，與所述活塞連通，所述進氣-排氣閥具有圓柱部分，和至少具有第一進氣-排氣閥座和第二進氣/排氣閥座；其中所述第一和第二進氣-排氣閥座圓整成可相對對應的配合座表面自調整對正；所述活塞和所述進氣-排氣閥之間的連通決定了所述供應端口和輸送端口之間及所述輸送端口和所排氣端口之間的流體路徑。
13.根據權利要求12所述的控制閥，其特征在于，所述第一進氣-排氣閥座的對應的配合座表面與所述殼體整體形成。
14.根據權利要求12所述的控制閥，其特征在于，所述第二進氣-排氣閥座的對應的配合座表面與所述活塞整體形成。
15.根據權利要求12所述的控制閥，其特征在于，所述第一進氣-排氣閥座一般是凸出的。
16.根據權利要求12所述的控制閥，其特征在于，所述第二進氣-排氣閥座一般是凹進的
17.根據權利要求12所述的控制閥，其特征在于，所述第一和第二進氣-排氣閥座位于所述圓柱部分的一端。
18.根據權利要求12所述的控制閥，其特征在于，所述圓柱部分具有中心通道，提供了流體的流動路徑。
19.根據權利要求12所述的控制閥，其特征在于，所述控制閥還包括第一偏壓彈簧，可偏壓所述進氣-排氣閥，中斷所述供應端口和所述輸送端口之間的流體流動路徑。
20.根據權利要求18所述的控制閥，其特征在于，所述進氣-排氣閥包括徑向延伸的肩部，具有與所述第一偏壓彈簧連接的表面。
21.根據權利要求12所述的控制閥，其特征在于，所述控制閥還包括第二偏壓彈簧，可偏壓所述活塞，提供所述輸送端口和所述排氣端口之間的流動路徑。
22.一種閥組件，包括圓柱部分，具有內徑和外徑；第一閥座，具有圓整的座表面，位于所述圓柱部分的內徑和外徑中的一個；和第二閥座，具有圓整的座表面，位于所述圓柱部分的內徑和外徑中的一個。
全文摘要
提出一種進氣－排氣閥，設有帶空腔的圓柱部分(50)，可用于氣動控制閥。該進氣－排氣閥至少具有兩個座(60，62)，一個位于圓柱部分(50)的內徑，另一個(60)位于圓柱部分的外徑。兩個座圓整成可相對對應的座表面(61，72)自調準。
文檔編號F16K11/10GK1678855SQ03819962
公開日2005年10月5日 申請日期2003年8月25日 優先權日2002年8月26日
發明者R·J·赫爾布斯特, T·侯, D·R·約翰遜 申請人:奔迪士商業運輸系統公司