专利名称：直角回转隔膜阀的制作方法
直角回转隔膜阀背景技术球阀可以在各种应用场合中使用。然而，球阀难以清洗。更具体 地说，典型地，球阀必须从安装球阀的系统中拆下、分解、人工清洗 和重新装配。球阀的拆下、分解、清洗、重新装配和重新安装的多步 工艺耗费非常多的时间，并且也需要球阀部件的产品存货。传统的隔膜阀虽然通常比球阀容易清洗，但是通常是多回转阀。 换言之，典型地， 一个操作者必须多个回转地手动转动把手、手轮或 其他这样的可转动部件，以在其闭合位置和开启位置之间操作常规的 隔膜阀。这样一个操作要求是非常耗时和麻烦的，并且安装隔膜阀的 系统的结构可能会阻挡接近隔膜阀。因此，产生了这样一种需求，即需求一种简单、容易清洗、快速 操作的阀。发明内容一种隔膜阀，包括具有入口和出口的阀体；以及设置在所 述阀体中的隔膜，其用于在闭合和开启位置之间移动，以限制和 控制流体的流动。该阀还包括输入轴，其用于在闭合方向上接收 扭转输入载荷和在相反的开启方向上接收扭转输入载荷。凸轮安 装在输入轴上。所述凸轮将所述输入载荷转换为线性输出载荷， 其中所述线性输出载荷在所述隔膜的闭合和开启位置之间使得所 述隔膜弯曲。
图1是显示利用本发明的直角回转阀的应用的示意图； 图2是根据本发明的阀的透视图，展示了其中具有携带箱的一个 应用；图3A是图2所示阀的局部剖切开的透视图，展示了在闭合位置处 的阀；图3B是与图3A类似的局部剖切开的透视图，展示了在开启位置 处的阀；图4是图2所示的阀的分解图。
具体实施方式
虽然在这里根据具体实施方式
来说明和描述本发明，但是并不意 味着本发明局限于所展示的细节。相反，可以在权利要求等同物的范 围和幅度内以及在没有脱离本发明的基础上，对细节进行各种改进。图1是一个可以利用本发明的阀12的应用场合(例如，涂料装载 系统10)的示意图。具体而言，涂料制造商通过使用可再用的涂料装 载器14 (也称为装载罐，totetank)将大量的涂料输送到终端用户。这 些装载器14容纳着透明和有色两种涂料P，以例如使用在汽车工业中。在示例性的应用中，装载器14在涂料生产设备处装满涂料P，并 运输到汽车厂。开启也称为装载阀12的阀12，以允许涂料P从装载罐 14排放到汽车厂的存储罐16。当装载器14变成空的，它被运输到装 载清洗设备处，然后送回到涂料生产厂，以重新填充涂料P，从而可以 重复上述过程。同时，可以通过操作者0或机器人将存储罐16中的涂 料P涂到汽车A上。图2示例说明了涂料装载系统10内的阀12，并展示了它与图1 示意性地表示的装载罐14的剖视关系。装载罐14典型地包括出口 18 和至少三个支脚20。如图2所示，支脚20安置在基座22上。可选地， 支脚20可以直接地安置在表面上，例如地面、卡车底板、平台或任何 适于支撑装载罐14的其他表面。阔12安装在装载罐14的底部上。更 具体地说，为了控制来自装载罐14的流动，阀12与出口18连接。阀 12位于装载罐14的覆盖区域内，来防止在运输期间的损坏。这个特征 也使得可以进行堆叠。阀12包括可转动大约90°的输入轴24 (如图3A、 3B和4所示) 和柔性隔膜26 (图3B和4所示)；其中，当输入轴24从一个位置旋 转到间隔开大约90。的另一个位置时，该柔性隔膜26通过凸轮28(图 3A、 3B和4所示)可操作地连接到输入轴24，以在阀开启和阀闭合 位置之间移动。输入轴24的旋转角不局限于大约90。，可以小于或稍 微大于90° 。把手26连接到输入轴24的端部，以方便输入轴24的旋 转。阀12在图2中处于闭合位置。通常在使用中，软管连接到阀12 的喷嘴部分28。把手26旋转大约90° (沿相对于图2方向的逆时针 方向)，来开启阀12以允许涂料P从装载罐14流动。在下面，阀12 的操作将解释的更详细。图3A和3B是阀12的部分剖切透视图，分别展示了阀12位于它 的闭合和开启位置处。在这些视图中，为了清楚的目的，阀12相对于 图2的方向以顺时针方向旋转。参考图3A和3B提供了阀12的示例
性部件的大体说明。在下面，各种阀部件相互关系的详述将根据图4 进行解释。如图3A(闭合位置)和3B (开启位置)所示，阀12包括阀体30， 其具有入口 32、出口 34和堰形件(weir) 56 (—个内部特征，在图4 表示得更清楚)。隔膜26 (图3B和4所示)邻近堰形件56安装，用 于在闭合和开启位置之间移动，来限制和允许通向出口34的流动。输 入轴24从把手26 (图2所示)处接收闭合方向上的扭转输入载荷和在 相反的开启方向上的扭转输入载荷，如同上述参考图2所解释的那样。 凸轮28安装在输入轴24上，以将闭合方向扭转输入载荷转换成闭合 方向线性输出载荷，其中该线性输出载荷克服堰形件56的作用使得隔 膜26弯曲以闭合阀12 (如图3A所示)，并且所述凸轮28将开启方向 扭转输入载荷转换成相反的开启方向线性输出载荷，以沿远离堰形件 56方向来弯曲隔膜26，从而开启阀12 (如图3B所示)具有指状元件36F的挤压件36位于凸轮28和隔膜26之间。更具 体地说，挤压件36可滑动地连接到凸轮28，并且固定地连接到隔膜 26。挤压件36逆着堰形件56来推动隔膜26以闭合阀12 (如图3A所 示)，并且拉动隔膜26远离堰形件56以开启阀12 (如图3B所示)。如图4所示，阀帽形半部(bonnethalves) 44A和44B包封着大多 数的阀12的部件。每个阀帽形半部44A、 44B包括槽G，用于引导挤 压件36的指形元件36F。为了清楚的目的，阀帽形半部44在图3A和 3B中已经被移除。锁定板38安装在输入轴24上，并且被构造成，当输入轴24转动 到闭合位置时(如图3A),锁定板38将阀12锁定在闭合位置；当输 入轴24转动到开启位置时(如图3B)，锁定板38将阀12锁定在开启 位置。锁定板38包括通孔40A和40B，以便具有锁定特征。更具体地 说，当阀12在闭合位置(如图3A所示)时，系套件、销或其他合适 的紧固装置(没有示出)可以穿过通孔40A和阀帽形半部44B (图4 所示)的孔42进行螺纹连接。(为了清楚的目的，阀帽形半部44B在 图3A和3B中已经移除。)这样的结构通过阻止输入轴24的转动而在 闭合位置锁定了阀12。同样地，当阀12位于开启位置(如图3B)，系 套件、销或其他的合适紧固装置(没有示出)可以穿过通孔40B和阀 帽形半部44的孔42 (图4所示)进行螺纹连接。这样的结构通过阻止 输入轴24的转动而在开启位置锁定了阀12。可以理解，当需要对阀 12解锁时，很容易移除开上述紧固装置。如图2所示，为了在装载罐14底部上安装阀12，阀12还包括邻 近入口 32处的安装法兰46。现在参考图4的部件分解图，来解释各种的阀部件的具体相互关 系。在这个视图中，为了清楚的目的，与图3A和3B类似，阀12相 对于图2的方向进行了旋转。把手26 (图2所示)连接到输入轴24的端部，以带动输入轴24 的转动。凸轮28是可转动地安装在输入轴24上的板件。凸轮28具有 槽48，其中衬套套筒50可滑动地设置在其中。衬套套筒50可转动地 安装在辊子销52上，其中辊子销52连接到挤压件36上。挤压件36 通过管螺母54固定地连接到隔膜26上。
隔膜26包括隔膜体26A和背衬垫26B。隔膜体26A由塑料或弹 性体材料例如聚四氟乙烯(PTFE)、三元乙丙橡胶(EPDM)等制成。如图3A所示，在使用时，阀12可以位于闭合位置。在闭合位置， 靠着堰形件56推动隔膜26以产生密封。为了开启阀12，通过转动把 手26大约90。(相对于图2方向的逆时针方向)，将开启方向扭转输 入载荷施加到把手26上(图2所示)。把手26的转动带动输入轴24 的转动，其依次带动凸轮28的转动。当凸轮28从图3A所示的位置转 到图3B所示的位置时，衬套套筒50 (其可转动地安装在辊子销52上) 沿着槽48移动。因为辊轮销52连接到挤压件36上，所以挤压件以线 性的方式从图3A所示位置移动到图3B所示位置。通过在阀帽形半部 44A、 44B的槽G内进行引导的指状元件36F，来限制挤压件36的转 动运动。因为挤压件36通过管螺母54固定地连接到隔膜26，所以挤 压件36向远离堰形件56的方向拉动隔膜26，以开启阔12。换言之， 凸轮28将开启方向扭转输入载荷转换成开启方向线性输出载荷，以沿 远离堰形件56的方向弯曲隔膜26，从而开启阀12。为了从开启位置(如图3B所示)向闭合位置(如图3A所示)关 闭阀12，上面描述的过程是相反的。更具体地说，为了闭合阔12，通 过使把手26沿逆时针方向转动大约90°到图2所示的位置，将闭合方 向扭转输入载荷施加到把手26上。把手26的转动带动了输入轴24的 转动，也反过来带动了凸轮28的转动。当凸轮28从图3B所示的位置 转到图3A所示的位置，衬套套筒50 (其可转动地安装在辊子销52上) 沿槽48移动。因为辊子销52连接到挤压件36上，所以挤压件以线性
的方式从图3B所示位置移动到图3A所示位置。因为挤压件36通过 管螺母54固定地连接到隔膜26上，所以挤压件36贴着堰形件56来 推动隔膜26以闭合阀12。换言之，凸轮28将闭合方向扭转输入载荷 转换为闭合方向线性输出载荷，以使得贴着堰形件56来弯曲隔膜26， 从而闭合阀12。本发明的阔12可以在原位清洗；也就是说，为了清洗，它不需要从安装的系统中拆下。当装载罐14变成空的时，可以使用水、蒸汽和 /或稀的溶剂进行动力清洗。阀12自始至终通常是开启，并且蒸汽棒可 插入出口 34内来清洗阀12。阀12不需要分解、手工清洗，也不需要再装配，这减少部件的可 能损坏。这些有利特点节省宝贵的时间，并且增加了每天可以清洗的涂料 装载系统10的数量。此外，利用本发明阀12的涂料装载系统10可以 使用透明和有色涂料制品。由于更迅速的回收时间和多种涂料功能， 这些特征也反过来减少了具体涂料装载系统队列的尺寸。可选地，本发明的阀12可以应用于包括衬套的装载罐14。阀12 的多用性消除了使用带有或者不带有衬套的专门独特装载罐14的需 要。这个特征简化了管理特定漆装载系统队列的物流要求。尽管本发明优选的实施方式已经展示和描述，但是可以理解，这 样的具体实施方式
仅仅是示例性质的。在不脱离本发明精神的基础上， 本领域技术人员将想到许多的改进、变化以及替换。因此，可以理解， 随后的权利要求书覆盖了落在本发明的精神和范围之内的所有变型。
权利要求
1、一种直角回转阀，包括具有入口和出口的阀体；设置在所述阀体中的隔膜，其用于在闭合和开启位置之间移动以闭合和开启所述出口；输入轴，其用于在闭合方向上接收扭转输入载荷和在相反的开启方向上接收扭转输入载荷；和安装在输入轴上的凸轮，所述凸轮将所述输入载荷转换为线性输出载荷，其中所述线性输出载荷使得所述隔膜在所述隔膜的闭合和开启位置之间弯曲。
2、 如权利要求l所述的阀，还包括堰形件，其中，所述凸轮 将所述闭合方向上的扭转输入载荷转换为闭合方向上的线性输出 载荷，其中所述线性输出载荷使得所述隔膜贴着所述堰形件弯曲， 以闭合所述阀；并且，所述凸轮将所述开启方向上的扭转输入载 荷转换为相反的开启方向上的线性输出载荷，其中所述线性输出 载荷沿远离所述堰形件的方向使得所述隔膜弯曲，以开启所述阀。
3、 如权利要求l所述的阀，还包括位于所述凸轮和所述隔膜 之间的挤压件，其中所述挤压件可滑动地连接到所述凸轮上，并 且固定地连接到所述隔膜上。
4、 如权利要求3所述的阀，其特征在于所述挤压件推动所 述隔膜以闭合所述阀，并且拉动所述隔膜以开启所述阀。
5、 如权利要求l所述的阀，其特征在于，所述隔膜由塑料或 弹性体材料组成。
6、 如权利要求l所述的阀，还包括安装在所述输入轴上的锁 定板，其中当所述输入轴转到所述闭合位置时，所述锁定板将所 述阀锁定在闭合位置，并且当所述输入轴转到所述开启位置时， 所述锁定板将所述阀锁定在开启位置。
7、 如权利要求l所述的阀，其特征在于，所述阀体包括邻近 所述入口的安装法兰。
8、 如权利要求l所述的阀，还包括连接到所述输入轴端部的 把手，所述把手用于带动所述输入轴的转动。
9、 如权利要求l所述的阀，其特征在于，所述凸轮包括 可转动地安装在所述输入轴上的板，并且所述板具有槽；以及可滑动地设置在所述槽中的衬套套筒，所述衬套套筒可转动 地安装在辊子销上，该辊子销被连接到所述挤压件上。
10、 一种直角回转阀，包括具有入口和出口的阀体；设置在所述阀体中的隔膜，其用于在闭合和开启位置之间移动，以闭合和开启所述出口；输入轴，其可在闭合位置和与闭合位置间隔开90°的开启位置之间转动； 安装在输入轴上的凸轮，其中当输入轴转动至闭合位置时， 所述凸轮使得隔膜朝向闭合位置弯曲，以闭合所述出口；当输入 轴转动至开启位置时，所述凸轮使得隔膜朝向开启位置弯曲，以 开启所述阀。
11、 如权利要求10所述的阀，还包括堰形件，其中，所述凸 轮使得隔膜贴着堰形件弯曲以闭合所述阀，并且使得隔膜偏离堰 形件弯曲以开启所述阀。
12、 如权利要求10所述的阀，还包括位于所述凸轮和所述隔 膜之间的挤压件，其中所述挤压件可滑动地连接到所述凸轮上， 并且固定地连接到所述隔膜上。
13、 如权利要求12所述的阀，其特征在于所述挤压件推动 所述隔膜以闭合所述阀，并且拉动所述隔膜以开启所述阀。
14、 如权利要求10所述的阀，其特征在于，所述隔膜由塑料 或弹性体材料组成。
15、 如权利要求10所述的阀，还包括安装在所述输入轴上的 锁定板，其中当所述输入轴转到所述闭合位置时，所述锁定板将 所述阀锁定在闭合位置，并且当所述输入轴转到所述开启位置时， 所述锁定板将所述阀锁定在开启位置。
16、 如权利要求10所述阀，其特征在于，所述阀体包括邻近 所述入口的安装法兰。
17、 如权利要求10所述的阀，还包括连接到所述输入轴端部的把手，所述把手用于带动所述输入轴的转动。
18、 如权利要求10所述的阀，其特征在于，所述凸轮包括 可转动地安装在所述输入轴上的板，并且所述板具有槽；以及可滑动地设置在所述槽中的衬套套筒，所述衬套套筒可转动 地安装在辊子销上，该辊子销被连接到所述挤压件上。
19、 一种涂料装载系统，其包括 具有出口的容器；和由凸轮操作的直角回转阀，其连接到所述出口上，用于控制 来自所述容器的流动。
20、 如权利要求19所述涂料装载系统，其特征在于，所述阀安装在所述容器的底部，并且包括可转动90°的输入轴以及柔性 隔膜；其中，当所述输入轴从一个位置转动到相距大约90°的另 一个位置时，所述柔性隔膜通过凸轮可操作地连接到所述输入轴 上，用于在阀开启和阀闭合位置之间移动。
全文摘要
一种直角回转阀，包括具有入口(32)和出口(34)的阀体；以及设置在所述阀体中的隔膜(26)，其用于在闭合和开启位置之间移动，以限制和控制流体的流动。该直角回转阀还包括输入轴(24)，其用于在闭合方向上接收扭转输入载荷和在相反的开启方向上接收扭转输入载荷。凸轮(28)安装在输入轴上。所述凸轮将所述输入载荷转换为线性输出载荷，其中所述线性输出载荷在所述隔膜的闭合和开启位置之间使得所述隔膜弯曲。
文档编号F16K7/06GK101133272SQ200680006637
公开日2008年2月27日 申请日期2006年2月14日 优先权日2005年3月1日
发明者R·D·施卢德 申请人:Itt制造企业公司