專利名稱：有兩個關閉位置的充氣閥的制作方法
有兩個關閉位置的充氣閥
本發明涉及氣體特別是二氧化碳氣體的充氣閥，更具體地，該閥門包
括鉆有管道的閥座、抵抗貼靠在閥座上的回位彈簧的壓縮在管道內活動的 芯軸、和壓縮在閥座與芯軸之間以便在芯軸移動到第一關閉位置即低壓位
置時封閉管道的彈性材料密封墊.
涉及使用二氧化碳氣體C02的空調系統的文件US6637726公開了這 樣的充氣閥。
在低壓關閉位置，也就是說對于60巴以下的氣體壓力，彈性材料密 封墊足以密封封閉管道。但是芯軸上的壓力隨著氣體壓力的增加而增加， 可能達200巴以下。這樣，可觀察到管道關閉的密封性逐漸降低，彈性材 料的密封墊變得越來越可滲透，尤其是在高溫下例如180攝氏度(。C )的 溫度以下。
本發明的目的是改進上述類型的充氣閥，以便不僅保證管道的低壓密 封，而且保證高壓密封。
為此，本發明的目的是一種氣體特別是二氧化碳充氣岡，該閥門包括 鉆有管道的閥座、在管道內的芯軸，該芯軸可以抵抗貼靠在閥座上的回位 彈簧活動，和壓縮在閥座與芯軸之間的彈性材料密封墊，所述彈性材料密 封墊用于在芯軸移動到第一封閉位置即低壓位置時將管道封閉，該閥門的
特征在于，包括可變形^a^t變大于彈性材料密封墊的聚合物的熱塑密封墊
附加在閥座或芯軸上，以便在熱塑密封墊被壓縮在閥座與抵抗彈性材料密 封墊的附加壓縮而處于第二封閉位置即高壓封閉位置的芯軸之間時將管 道封閉。
在施加在芯軸上的氣體壓力增加的作用下，熱塑密封墊被逐漸壓縮在 金屬閥座與芯軸之間。因此使熱塑密封塾變形，可以保證與閥座和芯軸的 密封接觸。該設置保證管道在高壓關閉位置的密封關閉。熱塑密封墊的變 形小于彈性材料密封墊的變形，熱塑密封墊可以有利地限制彈性材料密封 墊的附加壓縮，避免彈性材料密封墊被壓壞。
熱塑密封墊最好是聚醚醚酮(poly6therahercaone)密封墊，以<更有 利地在可能達到250°C的溫度范圍保持良好的機械性能。
當彈性材料密封墊與非常小的分子如二氧化碳氣體的分子形成的氣 體介質接觸時，這些氣體分子將在彈性材料密封墊的物質中遷移，并造成 彈性材料密封墊的材料膨脹。該膨脹導致該彈性材料密封墊從它在閥座與 芯軸之間的槽中移出的危險，如果該密封墊在它的槽中安裝得太緊，還會 導致密封墊撕裂的危險。彈性材料密封墊的膨脹甚至可能導致附加在閥座 或芯軸上的熱塑密封墊脫出的危險。它可能導致彈性材料密封墊和熱塑密 封墊處密封性降低。
當容器在壓力下時，機構開放時刻可能產生另一現象。實際上，M 開放時刻產生的負壓也可能導致彈性材料密封墊從它占據的位置移出。
為了消除這些危險，附加在閥座或芯軸上的熱塑密封墊設有突起的保 持部件，以便使彈性材料密封墊保持壓縮在閥座與芯軸之間，同時在熱塑 密封墊與彈性材料密封墊之間設置允許彈性材料密封墊在氣體存在時膨 脹的間隙。
由于該保持裝置，當彈性材料密封墊被壓縮在閥座與芯軸之間時被很 好地保持，該裝置的突起使得在彈性材料密封墊與熱塑密封墊之間產生自 由空間或間隙，當氣體特別是二氧化碳氣體存在導致彈性材料密封墊膨脹 時可以有利地利用該自由空間。
閱讀下面對附圖
表示的四個實施例的描述可以了解本發明的其它優點。
圖la和lb表示根據本發明第一實施例充氣閥的剖面圖，該閥門分別 處于低壓和高壓關閉位置，其中，彈性材料密封墊與閥座連在一起。
圖2a和2b表示根據本發明第二實施例的充氣閥的剖面圖，該閥門分 別處于低壓和高壓關閉位置，其中，彈性材料密封墊與閥座連在一起，并 被熱塑密封墊和閥座上形成的突起保持裝置保持。
圖2c是圖2b的放大圖。
圖3a和3b表示根據本發明第三實施例的充氣閥的剖面圖，該閥分別 處于低壓和高壓關閉位置，其中，彈性材料密封墊與芯軸連在一起，并被 熱塑密封墊和芯軸上形成的突起保持裝置^。
圖3c是圖3b的放大圖。
圖4a表示才艮據本發明第四實施例的充氣閥的剖面圖，該閥處于高壓 關閉位置，其中熱塑密封墊設有唇緣。
圖4b是圖4a的放大圖。
參照圖la和lb，充氣閥包括鉆有管道3的閥座1和抵抗貼靠在閥座 l上的回位彈簧的壓縮在管道3內活動的芯軸5。芯軸5從管道3的開放 位置向笫一關閉位置即低壓位置移動，在該位置，彈性材料密封墊9與芯 軸分開，以便釋放它的通道，或者密封接觸壓縮在芯軸5與閥座1之間， 以便堵塞該管道。
該機構用于安裝在圖中未示出的閥體中，例如通過閥座上形成的螺紋 13擰在閥體上.第二彈性材料密封墊15保證閥座與閥體之間的密封性。 第二彈性材料密封墊15的壓縮由螺紋13在閥體中的鎖緊力確定。然后閥
體安裝在給定系統的壁上，例如作為二氧化碳氣體C02空調系統一部分
的供給管。
被二氧化碳氣體充填的管子中的壓力可能從低壓到高壓變化， 一般為 0到160巴，尤其是在溫度增加的作用下。
根據本發明，熱塑密封墊ll附加在閥座1或芯軸5上，以便在熱塑 密封墊11被壓縮在閥座1與抵抗彈性材料密封墊9的附加壓縮而處于第 二關閉位置即高壓位置的芯軸5之間時將管子3關閉。
在圖la-lb和圖2a-2c中，熱塑密封墊11在凹槽12中與閥座l連在 一起.
才艮據圖3a-3c和4a-4b，熱塑密封墊11附加在芯軸5的其中一端，環 繞芯軸5的約束裝置14。
熱塑密封墊11在閥座1與芯軸5之間壓縮變形，以便在管子3的第 二關閉位置中密封接觸，即高壓關閉。當芯軸5抵抗彈性材料密封墊9 的附加壓縮從第一關閉位置即低壓位置移動時達到第二關閉位置。
熱塑密封墊11的變形更具體地示于放大圖2c和3c中。用沒有摻入 玻璃纖維的聚瞇酸酮熱塑密封墊實現的試驗表明，氣體例如二氧化碳充氣 閥在130巴以下的壓力和130。C的溫度下是密封的，年滲漏小于lg。在 同樣的試驗條件下，如果形成熱塑密封墊11的部分由金屬合金制成，例 如與閥座和芯軸相同的合金，這樣得到的充氣閥的密封性下降到5克/年， 甚至更多。il^明，根據本發明的充氣閥的熱塑密封墊作為密封墊而起作 用，而不僅僅作為限制彈性材料密封墊的附加壓縮的^阻擋。
參照圖2a-2c，這些圖表示本發明的第二實施例，其中通過保持裝置 10a和10b保持彈性材料密封墊9。正如表示圖2b的放大細節的圖2c中
可以清楚地看到的，這些保持裝置由環團構成，在這里的情況下是在閥座
1的凹槽12的表面18上突起形成的上環團10a和在熱塑密封墊11的表 面16上突起形成的下環團10b。該設置在彈性材料密封墊9與閥座1之 間產生間隙8a，該間隙允許彈性材料密封墊9膨脹，而不會在熱塑密封 墊11上施加很可能降低高壓關閉位置密封性的壓力。
根據圖3a-3c所述的第三實施例，通過分別在芯軸5的表面19和熱 塑密封墊11的表面16上突起形成的環形保持件10a和10b保持彈性材料 密封墊9。該設置在彈性材料密封墊9與芯軸5之間產生間隙8a,并在彈 性材料密封墊9與熱塑密封墊11之間產生間隙8b。這兩個間隙8a和8b 允許彈性材料密封墊9膨脹，而不會在熱塑密封墊11上施加具有降低高 壓關閉位置密封性甚至使熱塑密封墊脫出的危險的壓力。彈性材料密封墊 的這種膨脹由二氧化碳氣體在彈性材料密封墊中的遷移和充氣閥使用過 程中的溫度上升產生。
換句話說，彈性材料密封墊9還未壓縮并且也未被氣體膨脹時，間隙 8a和8b形成未被彈性材料密封墊9占據的自由容積或空間。由于該空間， 在閥門運行的過程中，彈性材料密封墊9在間隙8a和8b形成的空腔中的 膨脹是可能的，而沒有使該彈性材料密封墊撕裂和熱塑密封墊11脫出的 危險。
保持裝置10a和10b改善了彈性材料密封墊9在閥座1與芯軸5之間 的保持。有利地，彈性材料密封墊9通過夾持在兩個保持裝置10a與10b 之間得到局部保持，同時保留了間隙8a和8b產生的用于彈性材料密封墊 9的膨脹的自由空間。還很有利的是，保持裝置10在空穴8中的配置可 以最大程度地減小閥門的滲漏率。
參照圖4a和4b，這些圖表示根據本發明的充氣閥機構的第四實施例， 該閥處于第二關閉位置，即高壓位置。如圖4b給出的細節中可以更好看 到的，彈性材料密封墊9承受附加壓縮，直到與芯軸5連接的形成熱塑密 封墊11的部分在管子3中與閥座1密封接觸。為此，熱塑密封墊ll具有 唇緣21 ，以便通過唇緣21的變形更好地保證與閥座1的密封接觸，特別 是與管道3的截錐形段17的密封接觸。在熱塑密封墊11與岡座1連在一 起的情況下，唇緣21變形，以更好地保證對芯軸5的密封接觸。
熱塑密封墊ll最好為柱形。但是，也可考慮設計錐形熱塑密封墊， 以便與閥座1或芯軸5的柱形段密封接觸。在本發明的每個實施例中，盡 管由于芯軸抵抗彈性材料密封墊9的附加壓縮從低壓關閉位置移動到高
壓關閉位置使氣體壓力增加，通過熱塑密封墊11在管子3內貼靠閥座1 和芯軸5的變形接觸可以保持本發明的充氣閥的密封性。 一方面的熱塑密 封墊11和另一方面的金屬閥座1和芯軸5實現"剛性"密封接觸，與實 現"柔性"密封接觸的低壓關閉密封墊9相反。這里"剛性"和"柔性" 表示熱塑密封墊11的變形比彈性材料密封墊9小。
符合本發明的^的設計很簡單，因為閥門安裝到使用的空調系統供 給管上后不需要機械干預，
權利要求
1.氣體特別是二氧化碳的充氣閥，該閥包括鉆有管道(3)的閥座(1)、抵抗貼靠在閥座(1)上的回位彈簧(7)的壓縮在管道(3)內活動的芯軸(5)和被壓縮在閥座(1)與芯軸(5)之間的彈性材料密封墊(9)，所述彈性材料密封墊(9)用于在芯軸(5)移動到第一關閉位置即低壓位置時關閉管道(3)，其特征在于，在閥座(1)或芯軸(5)上附加熱塑密封墊(11)，以便在熱塑密封墊(11)被壓縮在閥座(1)與抵抗彈性材料密封墊的附加壓縮而處于第二關閉位置即高壓位置的芯軸(5)之間時關閉管道(3)。
2. 如權利要求l所述的充氣閥，其特征在于，熱塑密封墊由聚醚醚 酮制成。
3. 如權利要求1或2所述的充氣閥，其特征在于，附加在閥座(l) 或芯軸(5)上的熱塑密封墊(11)設有突起保持裝置(10b)，以保持被 壓縮在閥座(1)與芯軸(5)之間的彈性材料密封墊(9),并在熱塑密封 墊(11 )與彈性材料密封墊(9)之間設置允許彈性材料密封墊(9)在氣 體存在時膨脹的間隙(8b)。
4. 如權利要求3所述的充氣閥，其特征在于，閥座(1)或芯軸(5) 還設有突起保持裝置(10a )，以便保持被壓縮在閥座(1)與芯軸(5 )之 間的彈性材料密封墊(9 )，并在彈性材料密封墊(9 )與閥座(1)或芯軸(5)之間設置間隙(8a)。
5. 如上述權利要求之一所述的充氣閥，其特征在于，保持裝置由環 圍(10a、 10b)構成。
6. 如權利要求1所述的充氣閥，其特征在于，熱塑密封墊(11)具 有唇緣(21)，用于保證在管道(3)中與閥座(1)或芯軸(5)的密封接 觸-
全文摘要
氣體特別是二氧化碳的充氣閥，該閥包括鉆有管道(3)的閥座(1)、抵抗貼靠在閥座(1)上的回位彈簧(7)的壓縮在管道(3)內活動的芯軸(5)、和壓縮在閥座(1)與芯軸(5)之間的彈性材料密封墊(9)，所述彈性材料密封墊(9)用于在芯軸(5)移動到第一關閉位置即低壓位置時關閉管道(3)，根據本發明，在閥座(1)或芯軸(5)上附加熱塑密封墊(11)，以便在熱塑密封墊(11)被壓縮在閥座(1)與抵抗彈性材料密封墊的附加壓縮而處于第二關閉位置即高壓位置的芯軸(5)之間時封閉管道(3)。
文檔編號F16K1/46GK101371066SQ200780002484
公開日2009年2月18日 申請日期2007年1月17日 優先權日2006年1月17日
發明者桑德拉·盧卡斯 申請人:施雷德有限公司