TWI412677B - 先導式提動閥 - Google Patents

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Robert H Neff
Jeffrey Simmonds
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Mac Valves Inc
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Description

先導式提動閥
本發明係關於具有多重閥構件密封圈之一滑動閥構件之提動閥。
此章節提供關於本發明之背景資訊，其不必然為先前技術。
在用於控制加壓空氣或流體流動之技術中，氣動閥總成為熟知。目前使用於該關聯技術中之許多應用中之一種類型的氣動閥係大體上已知為一提動閥。提動閥發現結合先導操作氣動閥作為一總液壓動力系統之一部分之特殊用途。一普通提動閥配置包含可移動地支撐於預定位置之間的一閥主體內之一閥構件。此等位置係藉由安置該等座於該閥孔內而典型地界定。該閥構件具有接合該等座之一閥元件。
保持一恆定閥構件衝程且因而閥長壽命之一考量係該座與閥構件交互作用之特性。一般地使用於相關技術中之閥座典型地包含一直角切割或90°角表面。該對應的閥元件通常包含一相對圓錐形或有角度形成的閥密封表面。該閥元件最普遍係用一彈性材料經包覆成形或囊封以改良密封效果且當該閥構件與該正方形閥座交互作用時，提供該閥構件之一輕微緩衝。該閥座之該直角切割90°角可在閥操作期間穿透深入該提動閥元件中。當該直角切割90°角穿透時，施加至該閥元件之力係展開跨過該閥密封表面。由於當該閥元件之該密封表面上之該包覆成形材料靠著該座之邊緣時，該包覆成形材料輕微向內偏轉，故此密封交互作用最初趨向於產生一良好密封圈，因而建立繞該座之一環形密封圈。然而，當該閥被重複啟動當時，諸如在各且每閥關閉事件期間，當該閥構件移至抵靠該直角切割閥座之其固定位置時，藉由切割而引起該密封材料重複變形且最終損壞，此密封效果產生磨損。
當該密封材料開始永久變形且接著最終切割時，該致動器必須製成一越來越長衝程以密封該閥。該閥衝程之此進行中的伸長向該閥致動之定時引進一動態改變，該動態改變衰減正在執行之操作。由於該閥衝程中之改變轉化為最終需要閥更換之製程誤差及不一致性，故閥定時致動改變。其次，該閥密封材料之變形及切割可引起洩漏且通常引進該密封材料片進入該下游氣動流動路徑。
此章節提供本發明之一概要，而非本發明之完全範疇或其所有特徵之一綜合揭示。
根據本發明之一提動閥之若干實施例，一閥總成包含具有一閥孔之一閥主體。一閥構件係可滑動地安置於第一止擋位置與第二止擋位置之間的該閥孔內。連接至該閥構件之第一徑向延伸閥元件及第二徑向延伸閥元件具有相對於該閥構件之一縱軸線以相等角度定向之第一密封表面及第二密封表面。該第一密封表面及該第二密封表面之各者係經定向實質上與圓錐形第一座表面及第二座表面平行，第一座表面及第二座表面兩者皆相對於該縱軸線以相等角度定向且具有一可調整間距使得在該閥構件之該第一止擋位置中，該第一密封表面接觸該第一座表面且同時該第二密封表面同時接觸該第二座表面。
根據其他實施例，一閥總成包含一閥主體，該閥主體具有與一流體源流體連通之一入口埠、軸向延伸於該閥主體內之一閥孔及第一出口埠及第二出口埠。一閥構件係可滑動地安置於第一止擋位置與第二止擋位置之間的該閥孔內。第一徑向延伸彈性閥元件及第二徑向延伸彈性閥元件係連接至該閥構件，該第一閥元件具有一第一密封表面且該第二閥元件具有一第二密封表面。該第一密封表面及該第二密封表面係相對於該閥構件之一縱軸線以相等角度定向。該第一密封表面係經調適以接觸一圓錐形第一座表面，且該第二密封表面經調適以接觸一圓錐形第二座表面。該第一座表面及該第二座表面係經定向實質上平行於該第一密封表面及該第二密封表面。該第一座表面與該第二座表面之間的一間距等於該第一密封表面與該第二密封表面之間的一間距而在該第一止擋位置中提供該第一閥元件與該第一座表面之間及該第二閥元件與之該第二座表面之間的同時接觸。
根據另外實施例，一閥總成包含具有一閥孔之一閥主體。一閥構件係可滑動地安置於第一止擋位置與第二止擋位置之間的該閥孔內。第一彈性閥元件及第二彈性閥元件係連接至該閥構件。該第一閥元件具有一第一密封表面且該第二閥元件具有一第二密封表面。該第一密封表面及該第二密封表面係相對於該閥構件之一縱軸線以相等角度定向。該第一閥元件進一步具有一第三密封表面且該第二閥元件進一步具有一第四密封表面。該第三密封表面及該第四密封表面係經定向為該第一密封表面及該第二密封表面之一鏡像。該第一密封表面及該第二密封表面之各者係經定向實質上與圓錐形第一座表面及第二座表面平行。第一座表面及第二座表面兩者皆係相對於該縱軸線以相等角度定向且具有一可調整間距使得在該閥構件之該第一止擋位置中，該第一密封表面接觸該第一座表面且同時該第二密封表面接觸該第二座表面。該第三密封表面及該第四密封表面之各者係經定向實質上與圓錐形第三座表面及第四座表面平行。第三座表面及第四座表面兩者皆係相對於該縱軸線以相等角度定向使得在該閥構件之該第二止擋位置中，該第三密封表面接觸該第三座表面且同時該第四密封表面接觸該第四座表面。
適用性之另外區域將從此處所提供之描述獲深一層之瞭解。此內容中之描述及特定實例係意欲為僅說明之目的且不意欲為限制本發明之範疇。
此處所描述之該等圖式係僅用於選擇實施例而非所有可能實施項之說明性之目的，且未意欲限制本發明之範疇。
遍及諸圖式之該等若干視圖，對應參考數字指示對應零件。
現在實例實施例將更完全地參考以下附圖描述。
提供實例實施例使得本發明將為徹底，且將完全向熟習此項技術者表達範疇。許多特定細節(例如特定組件、裝置及方法之實例)係經闡述以提供本發明之實施例之一徹底理解。熟習此項技術者將瞭解不需要使用特定細節，可以許多不同形式體現實例實施例且亦不應解釋為限制本發明之範疇。在一些實例實施例中，未詳細描述熟知製程、熟知裝置結構及熟知技術。
此處所使用之術語係僅用於描述特殊實例實施例之目的且未意欲為限制性。如此處所使用，單數形式「一」、「一個」及「該」可意欲為亦包含複數形式，除非本文在其他方面清楚地指示。用語「包括」、「包含」及「具有」為包含且因此指定設定特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件之存在，但不排除額外一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其等群組之存在。此處所描述之該等方法步驟、製程及操作不應解釋為必須需要其等以描述或說明之特殊順序執行，除非特定識別為一執行順序。亦應理解可使用額外或替換步驟。
當一元件或層係稱為正「在…上」、「接合至」、「連接至」或「耦合至」另一元件或層時，其可直接在…上、接合、連接或耦合至其他元件或層，或可存在中介元件或層。反之，當一元件係稱為正「直接在…上」、「直接接合至」、「直接連接至」、或「直接耦合至」另一元件或層時，可不存在中介元件或層。用於描述元件之間的關係之其他單詞應以一相同方式解釋(例如「介於…之間」對「直接介於…之間」，「鄰近」對「直接鄰近」等)。如此處所使用，用語「及/或」包含該等關聯列出物品之一或多者之任何及所有組合。
儘管用語第一、第二、第三等等可用於此處以描述各種元件、組件、區域、層及/或區段，但此等元件、組件、區域、層及/或區段不應被此等用語所限制。此等用語僅可用於辨別一元件、組件、區域、層或區段與另一區域、層或區段。當用於此處時，用語(例如「第一」、「第二」)及其他數字用語並不意味一序列或順序，除非本文清楚地指示。因此，以下所討論之一第一元件、組件、區域、層或區段可稱為一第二元件、組件、區域、層或區段而不脫離該等實例實施例之教示。
此處可使用空間相對用語(例如「內」、「外」、「下方」、「下面」、「下」、「上方」、「上」及類似物)易於描述如該等圖中所說明之一元件或特徵與另一(外)元件或特徵之關係。空間相對用語可意欲為包含在使用或操作中之該裝置之不同定向，除該等圖中所描繪之定向之外。舉例而言，若翻轉該等圖中之該裝置，則描述為在其他元件或特徵「下面」或「下方」將經定向在其他元件或特徵「上方」。因此，實例用語「下面」可包含上方及下面之一定向。否則該裝置可經定向(旋轉90度或以其他定向)且對應地解釋此處所使用之該等空間相對描述符。
參考圖1，一四通閥10具有一螺線管先導閥11，該螺線管先導閥11具有連接至一螺線管主體14之一螺線管操作器12，該螺線管先導閥11螺線管主體可釋放地連接至一閥總成15。本發明不限於四通閥且亦可包含三通閥及其他組態閥。螺線管主體14包含一第一排放埠16、一軸向孔18、一第一埠20、一第二埠22、一第三埠24及一第二排放埠26。第三埠24充當接收螺線管先導閥11中之加壓空氣之一入口。在螺線管操作器12之一斷電(de-energized)條件下，可滑動地安置於軸向孔18中之一螺線管構件28係經對準以輸送接收於第三埠24中之加壓空氣通過第一埠20至一閥主體34之一閥孔32之一第一孔部30，此舉引起一閥構件36在一閥構件第一位移方向「A」上之一滑動運動。亦在該斷電條件下，第二埠22係與第一排放埠16對準以使一第二孔部38通氣至大氣。為了在一相對第二位移方向「B」上移動閥構件36，供電給螺線管操作器12以便螺線管構件28在一螺線管構件位移方向「C」上可滑動地移動以對準第三埠24與第二埠22以導引加壓空氣進入迫使閥構件36在該閥構件第二位移方向「B」上滑動之第二孔部38中。亦當供電給螺線管操作器12時，第二排放埠26係與第一埠20對準以使第一孔部30通氣至大氣。
可供電給一螺線管線圈40以軸向移位接觸且平移在該螺線管構件位移方向「C」上移位螺線管構件28之一接觸構件44之一電樞42。當斷電螺線管線圈40時，一偏置構件46之彈簧力在一返回方向「D」上返回螺線管構件28、接觸構件44及電樞42。一磁極件48可滑動地接收接觸構件44且可抵抗一偏置構件50之該偏置力移位以吸收電樞42及/或接觸構件44之位移能量。
一第一閥主體末端52可用於耦合閥主體34至螺線管主體14。一第二閥主體末端54係可釋放地連接至閥主體34之一相對末端，在閥組裝期間該相對末端用於接達，且在閥組裝之後若需要接達閥孔32中之該閥構件36以做出如須用於閥10之定時及操作之調整則移除該相對末端。第一埠20係連接至閥主體34之一第一流動通道56、第二閥主體末端54之一第一二通孔58及第一閥主體末端52之一第一轉移通道59以導引加壓空氣進入或流出第一孔部30。第三埠24係連接至第一閥主體末端52之一第二轉移通道60及閥主體34之一第二流動通道62以導引經由一流體入口埠64所接收之加壓空氣進入螺線管先導閥11中。
閥10進一步包含閥主體34、軸向延伸於該閥主體34內之閥孔32及至少一出口埠，該閥主體34具有與為螺線管先導閥11及閥總成15提供一氣體或流體(例如加壓空氣65)之一源流體連通之流體入口埠64。加壓空氣65亦可為經調適用於螺線管先導閥11及閥總成15之操作之任何液體或氣體(例如壓縮空氣、惰性氣體及類似物)。該至少一出口埠可包含第一出口埠66及第二出口埠68。閥主體34亦具有第一排放埠70及第二排放埠72。該閥構件36係軸向可滑動地安置於該閥孔32內，該閥孔32與經調適以選擇性地導引該加壓空氣65自該入口埠64流動通過該閥孔32至該第一出口埠66或該第二出口埠68之一者之預定第一止擋位置與第二止擋位置之間的閥主體34之一縱軸線74共軸。
舉例而言，作為包覆成形彈性材料元件，連接至該閥構件36之第一徑向延伸閥元件76及第二徑向延伸閥元件78具有相對於該閥構件36之該縱軸線74以相等角度定向之第一密封表面80及第二密封表面82。第一徑向延伸閥元件76及第二徑向延伸閥元件78係互相軸向隔開以允許二者同時地接觸延伸於界定該第一止擋位置之閥孔32中之一第一座84及一第二座86。第一座84自使用一第一螺紋連接90軸向定位於閥孔32內之一第一適配器88整合延伸。第二座86自使用一第二螺紋連接94軸向定位於閥孔32內之一第二適配器92整合延伸。第一螺紋連接90及第二螺紋連接94允許第一座84及第二座86之該等位置之軸向調整。如將進一步參考圖2及圖3討論，第一徑向延伸閥元件76及第二徑向延伸閥元件78亦可接觸整合連接至閥主體34之一第三座96及自第二適配器92整合延伸之一第四座98。
參考圖2，該第一適配器88及該第二適配器92係軸向可調整地定位於該閥構件36與該閥主體34之間的該閥孔32內且係經調適以可滑動地接收該閥構件36。若干實施例之至少一者且根據若干實施例，第一適配器88及第二適配器92兩者皆可軸向移動以相對於第二座86軸向調整第一座84之一位置，或相對於該固定位置第三座96軸向調整第四座98之一位置。該第一適配器88及該第二適配器92之各者可包含定位於該第一適配器88及該第二適配器92之一外周邊與該閥主體34之內壁之間的一或多個密封構件99。根據若干實施例，第一適配器88具有密封構件99、99'，且第二適配器92具有密封構件99"、99'''及99""。密封構件99可為O形環或墊圈，其經調適以在第一孔部30及第二孔部38中之加壓空氣65與閥孔32之間建立一流體邊界。
閥總成15包含諸如使用緊固件(圖中未繪示)可釋放地連接至閥主體34之第一閥主體末端52及第二閥主體末端54。第一活塞100及第二活塞102可建立在閥構件36之相對末端。為了最小化閥構件36之滑動摩擦，僅在該第一活塞100及該第二活塞102與建立於第一適配器88及第二適配器92中之一第一圓柱壁104及第二圓柱壁106之各者之間製成滑動接觸。為了進一步最小化閥構件36之滑動摩擦，該第一活塞100及該第二活塞102之各者僅具有一單孔密封圈，該單孔密封圈指定為定位於繞該第一活塞100及該第二活塞102之各者圓周建立之狹槽109、111中之第一孔密封圈108及第二孔密封圈110。第一孔密封圈108及第二孔密封圈110各者係經調適以建立與第一圓柱壁104及第二圓柱壁106之一滑動密封圈。根據若干實施例，第一孔密封圈108及第二孔密封圈110可為O形環或D形環，然而，可使用其他類型的密封圈(例如墊圈或膜片)。第一孔密封圈108及第二孔密封圈110滑動地接觸第一圓柱壁104及第二圓柱壁106以為接收於第一孔部30或第二孔部38中之該加壓空氣65提供一壓力邊界，因此加壓空氣65可進入該第一孔密封圈108或該第二孔密封圈110之一者且當閥孔32允許自該第一孔部30或該第二孔部38之另一者通氣時，其允許閥構件36之強迫位移。
第一閥元件76及第二閥元件78之該第一密封表面80及該第二密封表面82係經調適以接觸該第一座84及該第二座86之第一座表面112及第二座表面114。相似地，第一閥元件76及第二閥元件78亦包含經調適以接觸第三座96及第四座98之圓錐形第三座表面120及第四座表面122之第三密封表面116及第四密封表面118。第一座表面112及第二座表面114係經定向實質上平行於該第一閥元件76及該第二閥元件78之該第一密封表面80及該第二密封表面82使得第一閥元件76之該第一密封表面80接觸第一座84之該第一座表面112，且同時第二閥元件78之該第二密封表面82接觸第二座86之該第二座表面114。由於相同理由，第三座表面116及第四座表面118係經定向實質上平行於該第三座96及該第四座98之該第三密封表面120及該第四密封表面122使得第一閥元件76之該第三密封表面116接觸第三座96之該第三座表面120，且同時第二閥元件78之該第四密封表面118接觸第四座98之該第四座表面122而界定該第二止擋位置。
根據若干實施例，在該第一止擋位置中，與該第一座表面112接觸之該第一閥元件76之一表面區域係實質上等於與該第二座表面114接觸之該第二閥元件78之一表面區域。相似地，在該第二止擋位置中，與該第三座表面120接觸之該第一閥元件76之一表面區域係實質上等於與該第四座表面122接觸之該第二閥元件78之一表面區域。保持相等表面區域接觸保持藉由該第一閥元件76及該第二閥元件78施加至其等各自座表面之一實質上相等力。保持閥元件接觸之一實質上相等力提供包含均衡密封有效性且均衡該等閥元件與其等座表面之間的磨損之若干優點使得座位置之間的閥構件36之線性位移實質上不隨時間改變且變更閥10之輸出。
參考圖1及圖2，為了定位閥構件36於該第一止擋位置中，閥構件36係平移至如圖1及圖2中所繪示之在該閥構件第一位移方向「A」上之左側。為了在該閥構件第一位移方向「A」上平移閥構件36，斷電螺線管線圈40且允許偏置構件46之一偏置力在該螺線管構件返回方向「D」上移位螺線管構件28、接觸構件44及電樞42。螺線管構件28之此位移允許加壓空氣65自入口埠64通過第二流動通道62及第三埠24流入螺線管先導閥11中，且流出通過第一埠20、第一閥主體末端52之第一轉移通道59、第一流動通道56、第一二通孔58之各者且流入第一孔部30。同時，第二埠22係與第一排放埠16對準以從第二孔部38將剩餘空氣量128通過第一主體末端52之一第三轉移通道61且通過第二埠22經由第一排放埠16排放至大氣。閥構件36在該閥構件第一位移方向「A」上相對於縱軸線74軸向平移直到在該第一止擋位置，第一閥元件76接觸第一座84且同時第二閥元件78接觸第二座86。
參考圖3且再次參考圖1，繪示該第二止擋位置中之閥構件36平移至如圖3中所繪示之在該閥構件第二位移方向「B」上之右側之閥總成15。為了在該閥構件第二位移方向「B」上平移閥構件36，供電給螺線管線圈40且在該螺線管構件位移方向「C」上移位電樞42。如圖3中之在該螺線管構件位移方向「C」上所視，此位移向下推動接觸構件44及螺線管構件28，此舉允許加壓空氣65流動通過第二埠22、第一閥主體末端52之第三轉移通道61，且流入第二孔部38中。同時，第一埠20係與第二排放埠26對準以從第一孔部30將剩餘空氣128通過第一二通孔58、第一流動通道56、第一閥主體末端52之第一轉移通道59，且通過第一埠20經由第二排放埠26排放至大氣。螺線管先導閥11及第一閥主體末端52亦可連接至閥主體34之一相對末端(代替第二閥主體末端54)，因而翻轉該第一止擋位置與該第二止擋位置。
與第一活塞100接觸之加壓空氣65迫使閥構件36在該閥構件第二位移方向「B」上移位直到在該第二止擋位置，第一閥元件76之第三密封表面116接觸第三座96之第三座表面120，同時第二閥元件78之第四密封表面118接觸第四座98之第四座表面122。在閥總成15之該第二止擋位置中，加壓空氣65流動通過入口埠64，進入閥孔32中，且從第二出口埠68排放。亦在該第二止擋位置中，第一出口埠66係通過閥孔32之一第一部分124與第一排放埠70對準以使第一部分124及第一出口埠66通氣至大氣。此外，第二排放埠72使接近第二活塞102之閥孔32之一第二部分126通氣至大氣。
參考圖4，根據若干實施例，第一密封表面80界定相對於縱軸線74之一角α，且第二密封表面82界定相對於縱軸線74之一角β。角α及β為實質上相對於縱軸線74之相等角使得第一密封表面80及第二密封表面82係經定向實質上互相平行。第一座84及第二座86具有等於該第一閥元件76及該第二閥元件78之等同特徵(例如該等繪示的左手角)之一元件間距「F」的一互相座間距「E」。如此處先前注釋，座間距「E」係可調整以保持等於元件間距「F」使得該第一閥元件76接觸該第一座84，同時該第二閥元件78接觸該第二座86。第一座84及第二座86之該第一座表面112及該第二座表面114使經定向實質上平行於該第一閥元件76及該第二閥元件78之該第一密封表面80及該第二密封表面82。
該第三密封表面116及該第四密封表面118界定相對於該第一密封表面80及該第二密封表面82之鏡像定向。該第三密封表面116及該第四密封表面118係經定向實質上互相平行且係以相對於閥構件36之該縱軸線74之實質上相等角γ、Δ定向。角γ及Δ係實質上相等角以定向第一密封表面80與第二密封表面82互相平行。
第一座表面112界定相對於縱軸線74之一角ε且第二座表面114界定相對於縱軸線74之一角Z。根據若干實施例，角ε及Z係實質上等於角α及β以定向第一座表面112與第一密封表面80平行且第二座表面114與第二密封表面82平行。第三座表面120及第四座表面122係亦經相似定向而相對於第三密封表面116及第四密封表面118成平行。本發明之該等座表面及該等密封表面之該有角組態係與由本發明之受讓人Williams共同擁有之美國專利第6,668,861號中所繪示之該等相似，本發明之主旨係以引用的方式併入本文中。
再次參考圖1及圖3，該第一閥元件76及該第二閥元件78可經形成或加工且亦可為包覆成形至一金屬材料的閥構件36之一彈性撓性彈性材料(例如橡膠或一合成材料)之包覆成形。該閥構件36係可滑動地安置於預定第一止擋位置與第二止擋位置之間的該閥孔32內且在該閥構件第一位移方向「A」及該閥構件第二位移方向「B」之各者上可移動。圖1中所繪示之該第一止擋位置係經調適以允許加壓空氣65從該入口埠64通過該閥孔32流至該第一出口埠66。圖3中所繪示之該第二止擋位置係經調適以允許加壓空氣65從該入口埠64通過該閥孔32流至該第二出口埠68。
再次參考圖2及圖3，與第一座表面112接觸之第一密封表面80之一第一周邊接觸表面區域「G」係實質上等於與第二座表面114接觸之第二密封表面82之一第二周邊接觸表面區域「H」以均衡第一閥元件76及第二閥元件78之一安座力且均衡第一閥元件76及第二閥元件78之磨損。由於相同理由，與第三座表面120接觸之第三密封表面116之一第三周邊接觸表面區域「J」係實質上等於與第四座表面122接觸之第四密封表面118之一第四周邊接觸表面區域「K」。因為第一座84、第二座86、第三座96、第四座98為圓形，故當藉由第一閥元件76及第二閥元件78之該等密封表面而接觸時，該等接觸表面區域「G」、「H」、「J」及「K」界定該等座之圓形及圓錐形部分。
參考圖5，可保持該螺線管先導閥11、閥主體34、第一閥主體末端52及第二閥主體末端54之各者之一寬度「L」。閥10之寬度「L」可小於一長度「M」以允許多重閥總成10堆疊或定位於允許組裝空間間隙管路或管道連接至該等閥埠(僅繪示入口埠64及第一排放埠70及第二排放埠72)之並排配置組態中。
如此處所使用，用語「平行於」、「與…平行」、「實質上平行」、「實質上成相等角度」、「實質上相等角度」及類似用語包含多達包含±1.5°(包含1.5°)之製造公差變化。舉例而言且參考圖式，80、82係實質上在±1.5°內互相平行，且角α及β係實質上在±1.5°內的相等角。
參考圖6，為了減少第一孔密封圈108及第二孔密封圈110之磨損，一第一置中密封圈130可從接近第一孔密封圈108之第一活塞100上之一彈性材料包覆成形，且一第二置中密封圈132可從接近第二孔密封圈110之第二活塞102上之一彈性材料包覆成形。第一置中密封圈130及第二置中密封圈132各包含一凸起或圓錐端型周邊部分134。第一置中密封圈130之該周邊部分134接觸第一圓柱壁104以相對於縱軸線74置中第一活塞100，且第二置中密封圈132之該周邊部分134接觸第二圓柱壁106以相對於縱軸線74置中第二活塞102。使用比第一孔密封圈108及第二孔密封圈110之材料之一更硬材料用於第一置中密封圈130及第二置中密封圈132可減小偏轉且因此減小第一孔密封圈108及第二孔密封圈110之磨損。
本發明之閥總成提供若干優點。在需要更大閥構件軸向位移及/或閥容積流量之應用中，先導操作閥通常代替導引操作閥使用，且因此可具有更大座及閥構件間距及定時問題。藉由保持相對於閥總成15之座表面之第一閥元件76與第二閥元件78之間的一相等/可調整間距，且保持相對於閥總成15之第一止擋位置及第二止擋位置中之該等座表面之該第一閥元件76與該第二閥元件78之間的一相等表面接觸區域，第一閥元件76與第二閥元件78之各者將同時以相等力接觸一各自座表面且引起該第一閥元件76及該第二閥元件78及閥座之相等磨損。當使用例如加壓空氣之一加壓流體以快速穿梭該閥構件36於第一止擋位置及第二止擋位置之間時，藉由使用各活塞中之僅一單密封元件，此允許第一活塞100及第二活塞102之滑動摩擦最小化。
藉由進一步使用實質上皆與第一閥元件76及第二閥元件78之該等密封表面平行之圓錐形座表面，第一閥元件及第二閥元件之各者以一等同速率磨損且比具有不同成形閥元件表面及/或座表面之閥總成更容易且更恆定地對閥定時做出調整。此外，使用藉由兩圓錐形閥元件76、78所同時接觸之兩圓錐形座表面進一步保持一可重複閥關閉位置具有實質上相等接觸力及該等閥元件76、78與其等各自座之區域。如此處所使用之「可重複」係定義為實質上相等安座力且當該等閥元件76、78隨使用而磨損時，保持表面區域。當該閥被重複啟動時，本發明之圓錐形座及閥元件進一步減小或防止與已知尖角座關聯且藉由諸如當在各且每一閥關閉事件期間該閥構件移至抵靠該垂直切割閥座之其固定位置時，藉由切割而重複變形且最終損壞之該密封材料而引起之該等閥元件之切割作用磨損。
本發明亦不限於使用彈性及/或包覆成形材料用於該等閥元件76、78。此等元件亦可用金屬或其他非彈性材料製成，包含用該閥構件36之相同材料加工或形成，且其等圓錐形表面實質上匹配該等關聯座表面之角度或定向以提供該兩個閥元件與該等圓錐形座之同時接觸。
該等實施例之前述已提供用於說明及描述之目的。未意欲為徹底或限制本發明。一特殊實施例之個別元件或特徵係大體上不限於但可應用、可互換且可用於一選擇實施例中，即使未特定繪示或描述之該特殊實施例。相同項亦可以許多方式變化。此等變化不應認為違背本發明且所有此等修飾係意欲為含納於本發明之範疇內。
10．．．四通閥
11．．．螺線管先導閥
12．．．螺線管操作器
14．．．螺線管主體
15．．．閥總成
16．．．第一排放埠
18．．．軸向孔
20．．．第一埠
22．．．第二埠
24．．．第三埠
26．．．第二排放埠
28．．．螺線管構件
30．．．第一孔部
32．．．閥孔
34．．．閥主體
36．．．閥構件
38．．．第二孔部
40．．．螺線管線圈
42．．．電樞
44．．．接觸構件
46．．．偏置構件
48．．．磁極件
50．．．偏置構件
52．．．第一閥主體末端
54．．．第二閥主體末端
56．．．第一流動通道
58．．．第一二通孔
59．．．第一轉移通道
60．．．第二轉移通道
61．．．第三轉移通道
62．．．第二流動通道
64．．．入口埠
65．．．加壓空氣
66．．．第一出口埠
68．．．第二出口埠
70．．．第一排放埠
72．．．第二排放埠
74．．．縱軸線
76．．．第一徑向延伸閥元件
78．．．第二徑向延伸閥元件
80．．．第一密封表面
82．．．第二密封表面
84．．．第一座
86．．．第二座
88．．．第一適配器
90．．．第一螺紋連接
92．．．第二適配器
94．．．第二螺紋連接
96．．．第三座
98．．．第四座
99．．．密封構件
99'．．．密封構件
99"．．．密封構件
99'''．．．密封構件
99""．．．密封構件
100．．．第一活塞
102．．．第二活塞
104．．．第一圓柱壁
106．．．第二圓柱壁
108．．．第一孔密封圈
109．．．狹槽
110．．．第二孔密封圈
111．．．狹槽
112．．．第一座表面
114．．．第二座表面
116．．．第三密封表面
118．．．第四密封表面
120．．．第三密封表面
122．．．第四密封表面
128．．．剩餘空氣量
130．．．第一置中密封圈
132．．．第二置中密封圈
134．．．凸起或圓錐端型周邊部分
A．．．閥構件第一位移方向
B．．．閥構件第二位移方向
C．．．螺線管構件位移方向
D．．．螺線管構件返回方向
E．．．座間距
F．．．元件間距
G．．．第一周邊接觸表面區域
H．．．第二周邊接觸表面區域
J．．．第三周邊接觸表面區域
K．．．第四周邊接觸表面區域
L．．．寬度
M．．．寬度
Z．．．角
α．．．角
β．．．角
γ．．．角
Δ．．．角
ε．．．角
圖1係在圖5之截面1截取之本發明之一先導操作提動閥之一剖面前視圖；
圖2係圖1之該閥總成之一剖面前視圖；
圖3係與圖1相似之一剖面前視圖，其經修改以繪示一閥構件第二止擋位置；
圖4係圖2之區域4之一剖面前視圖；
圖5係本發明之該先導操作提動閥之一前左透視圖；且
圖6係自圖2修改以進一步包含包覆成形置中密封圈之一閥總成之一剖面前視圖。
15．．．閥總成
30．．．第一孔部
32．．．閥孔32
34．．．閥主體
36．．．閥構件
38．．．第二孔部
52．．．第一閥主體末端
54．．．第二閥主體末端
56．．．第一流動通道
58．．．第一二通孔
60．．．第二轉移通道
62．．．第二流動通道
64．．．入口埠
65．．．加壓空氣
66．．．第一出口埠
68．．．第二出口埠
70．．．第一排放埠
72．．．第二排放埠
74．．．縱軸線
76．．．第一徑向延伸閥元件
78．．．第二徑向延伸閥元件
80．．．第一密封表面
82．．．第二密封表面
84．．．第一座
86．．．第二座
88．．．第一適配器
92．．．第二適配器
96．．．第三座
98．．．第四座
99．．．密封構件
99'．．．密封構件
99"．．．密封構件
99'''．．．密封構件
99""．．．密封構件
100．．．第一活塞
102．．．第二活塞
104．．．第一圓柱壁
106．．．第二圓柱壁
108．．．第一孔密封圈
109．．．狹槽
110．．．第二孔密封圈
111．．．狹槽
112．．．第一座表面
114．．．第二座表面
116．．．第三密封表面
118．．．第四密封表面
120．．．第三密封表面
122．．．第四密封表面
128．．．剩餘空氣量
G．．．第一周邊接觸表面區域
H．．．第二周邊接觸表面區域

Claims (15)

  1. 一種閥總成，其包括：一閥主體，其具有一閥孔；一閥構件，其可滑動地安置於第一止擋位置與第二止擋位置之間的該閥孔內；第一徑向延伸閥元件及第二徑向延伸閥元件，其等連接至具有相對於該閥構件之一縱軸線以相等角度定向之第一密封表面及第二密封表面之該閥構件；該第一密封表面及該第二密封表面係經定向實質上與定位於該閥主體中之圓錐形第一座表面及第二座表面平行，第一座表面及第二座表面兩者皆相對於該縱軸線以相等角度定向且具有一可調整間距使得在該閥構件第一止擋位置中，該第一密封表面接觸該第一座表面且同時該第二密封表面接觸該第二座表面；及定位在該閥構件之相對末端之第一活塞及第二活塞，在該第一活塞及該第二活塞之各者中，該等相對末端各者具有僅一個經調適以建立一滑動密封之單孔密封。
  2. 如請求項1之閥總成，其中該第一閥元件包含一第三密封表面且該第二閥元件包含一第四密封表面，該第三密封表面及該第四密封表面界定相對於該第一密封表面及該第二密封表面之鏡像定向，該第三密封表面及該第四密封表面經定向互相平行且各者以相對於該閥構件之該縱軸線之實質上相等角度定向。
  3. 如請求項2之閥總成，其進一步包含各經調適以由該第 三密封表面及該第四密封表面之一者接觸之圓錐形第三座表面及第四座表面，第三座表面及第四座表面兩者皆相對於該縱軸線以相等角度定向且經定向平行於該等閥元件之該第三密封表面及該第四密封表面使得在該閥構件之一第二止擋位置中，該第三密封表面接觸該第三座表面，同時該第四密封表面接觸該第四座表面。
  4. 如請求項1之閥總成，其進一步包含：一螺線管總成，其連接至該閥主體且經調適以與加壓空氣連通；及一螺線管構件，其可滑動地定位於該螺線管總成中且經調適以改變該螺線管總成之第一埠、第二埠及第三埠之選擇項之流動對準以導引該加壓空氣至該第一活塞或該第二活塞以軸向平移該閥構件朝向該第一止擋位置或相對地朝向該閥構件之一第二止擋位置。
  5. 如請求項1之閥總成，其進一步包含各相對於該縱軸線選擇性地共軸定位且各包含該第一座表面及該第二座表面之一者之第一適配器及第二適配器。
  6. 如請求項1之閥總成，其中該第一閥元件及該第二閥元件為模製於該閥構件上之一彈性材料之包覆成形件，該第一閥元件經調適以抵靠該第一座表面密封而界定一第一周邊接觸表面區域且該第二閥元件經調適以抵靠該第二座表面密封而建立等於該第一周邊接觸表面區域之一第二周邊接觸表面區域。
  7. 如請求項1之閥總成，其中該閥主體進一步包含與一流 體源流體連通之一流體入口埠、第一出口埠及第二出口埠以及第一排放埠及第二排放埠，其中該第一出口埠及該第二出口埠經由該閥孔與該入口埠連通使得該入口埠係與該閥構件之該第一止擋位置中之該第一出口埠流體連通且該入口埠係與該閥構件之一第二止擋位置中之該第二出口埠流體連通。
  8. 如請求項1之閥總成，其中在該第一止擋位置中，與該第一座表面接觸之該第一閥元件之一表面區域係實質上等於與該第二座表面接觸之該第二閥元件之一表面區域。
  9. 一種閥總成，其包括：一閥主體，其具有一軸向延伸之閥孔；一閥構件，其可滑動地安置於第一止擋位置與第二止擋位置之間的該閥孔內；第一彈性閥元件及第二彈性閥元件，其等連接至該閥構件，該第一閥元件具有一第一密封表面且該第二閥元件具有一第二密封表面，該第一密封表面及該第二密封表面相對於該閥構件之一縱軸線以相等角度定向，第一閥元件更包括一第三密封表面且該第二閥元件更包括一第四密封表面；該第一密封表面經調適以接觸一圓錐形第一座表面而界定一第一周邊接觸表面區域，且該第二密封表面經調適以接觸一圓錐形第二座表面而界定等於該第一周邊接觸表面區域之一第二周邊接觸表面區域，該第一座表面 及該第二座表面經定向實質上平行於該第一密封表面及該第二密封表面，該第一座表面與該第二座表面之間的一間距等於該第一密封表面與該第二密封表面之間的一間距，而在該第一止擋位置中提供該第一密封表面與該第一座表面之間及該第二密封表面與該第二座表面之間的同時接觸；經定向互相平行且相對於該閥構件之該縱軸線以實質上相等角度定向之第三座表面及第四座表面；在該第一止擋位置及該第二止擋位置中之相對於該等座表面之形成於該第一彈性閥元件及第二彈性閥元件之間之接觸之一相等表面積；及定位在該閥構件之相對末端之第一活塞及第二活塞，各該第一活塞及該第二活塞具有一孔密封元件及一使孔密封居中之彈性材料，該孔密封具有一圓錐端型周邊部分，該周邊部分相對於該閥元件之一縱軸線接觸第一及第二圓柱牆使該第一活塞及該第二活塞居中。
  10. 如請求項9之閥總成，其中該第三密封表面及該第四密封表面界定相對於該第一密封表面及該第二密封表面之鏡像定向。
  11. 如請求項10之閥總成，其中該第三座表面及該第四座表面具有等於該第三密封表面與該第四密封表面之間的一間距之一間距。
  12. 如請求項10之閥總成，其中該第三座表面及該第四座表面係圓錐形且各經調適以被該第三密封表面或該第四密 封表面之一者接觸，第三座表面及第四座表面兩者皆經定向平行於該第三密封表面及該第四密封表面，藉此在該閥構件係定位於該第二止擋位置中時提供該第三密封表面與該第三座表面之間及該第四密封表面與該第四座表面之間的同時接觸。
  13. 如請求項10之閥總成，其中該第三密封表面經調適以接觸該第三座表面而界定一第三周邊接觸表面區域，且該第四密封表面經調適以接觸該第四座表面而界定等於該第三周邊接觸表面區域之一第四周邊接觸表面區域。
  14. 如請求項9之閥總成，其進一步包含可滑動地定位於該閥構件與該閥主體之間的該閥孔內且經調適以可滑動地接收該閥構件之至少一適配器，該至少一適配器可軸向移動以調整該第一座表面與該第二座表面之間的一間距。
  15. 如請求項9之閥總成，其中該閥主體進一步包含一入口埠及第一出口埠及第二出口埠，且其中在該第一止擋位置中，該閥構件係經調適以選擇性地導引一流體自該入口埠通過該閥孔流至該第一出口埠，且在一第二止擋位置中，該閥構件係經調適以選擇性地導引該流體自該入口埠通過該閥孔流至該第二出口埠。
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