用于阀的促动器及包括此类促动器的阀的制作方法
【专利摘要】一种用于阀(2)的促动器(1)，包括第一活塞(11)、第一活塞杆(13)和用于实现第一活塞(11)和第一活塞杆(13)的移动的第一流体室(12)。促动器(1)具有第二活塞(40)、第二活塞杆(45)，第二活塞杆(45)与第一活塞杆(13)同轴布置，并且沿径向包围第一活塞杆(13)的至少一部分。第二流体室(43)布置用于第二活塞(40)，用于实现第二活塞(40)和第二活塞杆(45)的移动。第一流体通道(80)布置成与第一流体室(12)和第二流体室(43)中的各个连通，用于在流体引入到第一流体通道(80)中时实现第一活塞(11)和第二活塞(40)的移动。还公开了包括此类促动器(1)的阀。
【专利说明】用于阀的促动器及包括此类促动器的阀
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及用于阀的促动器和包括此类促动器的阀。
【背景技术】
[0002]阀和尤其是采样阀可用于简化样品从例如槽、反应器和管线的抽出。大体上，采样阀包括样品流体入口、流体出口、清洁流体入口、阀座，以及布置成设定阀来控制入口与出口之间的流动的促动器。
[0003]尤其是在食品行业中，存在关于暴露于产品的所有表面的清洁可能性的严格要求。当样品流体入口封闭时，清洁可通过经由阀从清洁流体入口、经过阀座并且至流体出口喷射的热蒸汽来完成。
[0004]采样阀的操作需要布置在阀的促动器中的一个或若干个活塞与彼此一起或独立的移动，这典型地取决于操作循环。操作循环基本上包括闭合位置、开启位置和清洁位置。在通常称为默认位置的闭合位置，防止了样品流体入口的任何流出。在开启位置，样品流体入口开启，允许样品流体经由流体出口收集。在清洁位置，阀座的一部分暴露，以允许其清洁，同时从样品流体入口的任何样品流仍封闭。在闭合位置，在清洁位置暴露的阀座的部分与活塞直接接触或间接接触，该活塞形成促动器的部分并且/或者与密封膜片接触，该密封膜片覆盖活塞的部分。通过在清洁位置，使阀座的部分暴露，残余物可通过在清洁流体入口处供应并且在暴露部分上面流动的清洁流体流来除去。
[0005]为了实现此类清洁，已知的是向促动器提供同轴地布置的双活塞杆。双活塞杆的操作经由三个流体供应入口控制。这影响了促动器的复杂性，并且还影响了用于制造和维护的成本。
[0006]相同问题对于其它类型的阀也成立，S卩，存在对降低用于制造和维护阀促动器的复杂性和成本，以及特别是其中一个活塞杆与另一个活塞杆同轴布置的促动器的大体需要。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供具有更简单的设计的阀促动器，其允许降低成本。另一个目的在于提供使用此类简化的促动器的阀。
[0008]这借助于用于阀的促动器来实现，该促动器包括:包括第一活塞杆的第一活塞、用于实现第一活塞和第一活塞杆在流体引入到第一流体室中时移动的用于第一活塞的第一流体室、包括第二活塞杆的第二活塞、与第一活塞杆同轴地布置并且沿径向包围第一活塞杆的至少一部分的第二活塞杆、用于实现第二活塞和第二活塞杆在流体引入到第二流体室中时移动的用于第二活塞的第二流体室。促动器的特征在于流体通道与第一流体室和第二流体室中的各个连通，用于实现在流体引入到第一流体通道中并且因此还引入到第一流体室和第二流体室中时第一活塞的移动和第二活塞的移动。
[0009]通过与同一个流体通道连通的两个流体室，第一活塞和第二活塞的操作可由同一个流体供应源控制，同时允许两个活塞杆沿相同或相反方向操作。这允许涉及较少构件和因此降低的总体成本的简化解决方案。在一个实施例中，第一活塞沿第一方向移动，而第二活塞沿与第一方向相反的第二方向移动。在另一个实施例中，第一活塞和第二活塞沿相同方向移动。第一流体通道可包括仅一个流体供应入口。
[0010]第一流体室可由第一活塞和驱动件限定，驱动件可滑动地布置在促动器的壳体中。驱动件可用于将由除第一活塞之外的活塞生成的移动转换成第一活塞和其活塞杆(鉴于壳体)的移动。在此类移动期间，没有相对移动将在驱动件与第一活塞之间发生。这允许了减少数量的构件和因此较小的促动器。
[0011]促动器还可包括布置在第一活塞的活塞杆侧上的第一弹性器件，其中第一弹性器件可布置成抵消第一活塞的移动，该移动对应于第一活塞杆的延伸或伸长。用语〃延伸〃应当理解为活塞杆鉴于壳体沿离开或远离壳体的方向的相对移动。
[0012]通过由弹性器件抵消的移动，需要至第一流体室(或第三流体室，下文所述)的流体供应，以便使第一活塞移动。
[0013]第一弹性器件可为布置成在第一活塞的活塞杆侧与第二活塞的盖端侧之间作用的压缩弹簧。
[0014]促动器还可包括布置在第二活塞的盖端侧上的第二弹性器件，其中第二弹性器件布置成抵消第二活塞的移动。
[0015]通过由弹性器件抵消的第二活塞的移动，需要至第二流体室(或至第三流体室，下文所述)的流体供应，以便使第二活塞移动。由于第一流体室和第二流体室经由流体通道与彼此连通，故至流体室中的一个的流体供应将自动地导致至其它流体室的流体供应。
[0016]第二弹性器件可为布置成在第二活塞的盖端侧与驱动件的部分之间作用的压缩弹黃。
[0017]促动器还可包括第三活塞、以及用于实现第三活塞在流体引入到第三流体室中时移动的用于第三活塞的第三流体室，以及用于实现在流体经由流体供应入口引入到第三流体室中时第三活塞的移动的用于第三流体室的第三供应入口，由此第三活塞布置成使第二活塞和第一活塞一起沿相同方向移动。
[0018]第三活塞典型地可布置成使第一活塞和第二活塞以及它们相应的活塞杆移动至收缩位置。
[0019]第三活塞可定位在第一活塞和第二活塞的活塞杆侧上。
[0020]促动器还可包括布置在壳体的盖端侧上的壁部分与驱动件的盖端侧上的壁部分之间的第三弹性器件。
[0021]促动器的默认位置将为由促动器控制的阀的闭合位置，因为第三弹性器件通过驱动件可一起操作第一活塞和第二活塞以及它们相应的活塞杆至两个活塞杆的延伸位置。在该操作期间，典型地不存在第一活塞与第二活塞之间的相对移动。
[0022]依靠第三弹性器件，加压流体必须供应至第三流体室，用于开启由促动器控制的阀。
[0023]第三弹性器件可布置成在第一活塞与第二活塞一起移动时被压缩。
[0024]第一活塞可具有面对第一流体室的活塞面区域，并且第二活塞可具有面对第二流体室的活塞面区域，可需要由流体将第一促动力施加于第一活塞的活塞面区域以便使第一活塞沿第一方向移动至延伸的端部位置，并且可需要由流体将第二促动力施加于第二活塞的活塞面区域以便使第二活塞沿第二方向移动至收缩端部位置，并且其中所需的第一促动力小于所需的第二促动力，使得第一活塞将在第二活塞将移动至收缩端部位置之前移动至延伸端部位置。
[0025]活塞的此类移动可通过分别确定第一活塞和第二活塞以及第一弹性器件和第二弹性器件的大小来完成，以使第一所需的促动力低于第二所需的促动力。接着，通过使第一流体室和第二流体室布置成与彼此连通并且供应有具有相同流体压力的流体，第一活塞将在第二活塞之前自动地移动。
[0026]根据另一个方面，本发明涉及一种阀，其包括具有以上给出特征的促动器、样品流体入口、流体出口、清洁流体入口、阀座和膜片，膜片能够操作成借助于促动器的第一活塞杆和第二活塞杆密封地接合阀座，由此促动器布置成控制样品流体从样品流体入口到流体出口的流动，并且控制清洁流体从清洁流出入口到流体出口的流动，同时封闭样品流体从样品流体入口的任何流动。
[0027]阀可连接于例如槽、接收器和管线，以便能够允许样品从其取出。
[0028]促动器可布置在采样阀中，以在以下之间操作第一活塞杆和第二活塞杆:i)闭合位置，其中第一活塞杆的前缘部分和第二活塞杆的前缘部分设定成操作膜片来接合阀座，以密封地封闭样品流体从样品流体入口到流体出口的任何流动，ii)开启位置，其中第一活塞杆的前缘部分和第二活塞杆的前缘部分设定成操作膜片来允许样品流体从样品流体入口流至流体出口，以及iii)清洁位置，其中第一活塞杆的前缘部分设定成操作膜片来接合阀座，以密封地封闭样品流体从样品流体入口到样品流出口的任何流动，同时第二活塞杆的前缘部分收缩，使得阀座的一部分暴露并且因此清洁流体可从清洁流体入口在暴露部分上面流动并且流至流体出口。
[0029]根据另一个方面，提供了一种操作阀的方法。
[0030]另外的目的和特征将从【具体实施方式】和权利要求中清楚。具体而言，促动器不限于用于采样阀的操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]现在将经由实例参照附图更详细描述本发明的实施例，在该附图中:
图1为具有将阀设定在闭合位置的促动器的阀的示意性截面视图。
[0032]图2公开了在设定在开启位置时的图1的阀。
[0033]图3公开了在设定在清洁位置时的图1的阀。
[0034]图4公开了随流体压力变化的促动器的第一活塞和第二活塞的移动的一个实例。
[0035]图5公开了阀促动器的另一个实施例。
【具体实施方式】
[0036]图1为示意性截面视图，示出了具有促动器I的阀2。截面沿促动器I的纵向中心轴线CA截取。
[0037]促动器I形成阀2的部分，其包括样品流体入口 3、流体出口 4、清洁流体入口 5、阀座6和膜片7。膜片7能够操作成借助于促动器I密封地接合阀座6。因此，促动器I布置成控制样品流体从样品流体入口 3至流体出口 4的流。促动器还控制清洁流体从清洁流体入口 5的流如何流过阀座6并且流至流体出口 4，同时封闭样品流体从样品流体入口 3的任何流。
[0038]促动器I在图1中公开为处于其闭合位置，该闭合位置也称为默认位置，其封闭从样品流体入口 3的任何流。
[0039]为了便于描述和理解独立特征和移动，将使用用语前端和后端。前端理解为旨在在使用期间面对阀座6的促动器I的端部，即，前端可看作是最接近阀座6的促动器I的端部。还称为盖端侧的后端是指旨在在使用期间背对阀座6的促动器I的端部，即，后端可看作是最远离阀座6的促动器I的端部。
[0040]此外，使用用语活塞杆侧。该用语是指活塞杆从其延伸的活塞的侧部。
[0041]为了描述活塞杆的移动，使用了用语延伸位置和收缩位置。延伸将沿第一方向Dl发生，而收缩将沿第二方向D2发生。用语延伸应当理解为活塞杆离开壳体的移动，即，伸长。
[0042]促动器I包括壳体9，壳体9分成后部9a和前部％。前部9b具有连接于阀体32的突出区段10，阀体32形成样品流体入口 3、流体出口 4、清洁流体入口 5和阀座6。
[0043]促动器I包括收纳在第一流体室12中的第一活塞11。第一活塞11包括第一活塞杆13。第一活塞11和第一活塞杆13可形成为一个集成单元或两个或更多个互连部分。
[0044]第一活塞杆13布置成平行于中心轴线CA延伸，其中前端边缘部分14在壳体9外延伸。
[0045]第一活塞11和第一活塞杆13两者具有圆形截面，但将理解可使用其它截面形状。
[0046]第一流体室12由驱动件16限定，驱动件16布置成能够在促动器I的操作期间在壳体9内或更具体是在壳体的前部9b内沿轴向移动。
[0047]在公开的实施例中，驱动件16具有管状纵向形状，其具有直径方向的分隔壁17，直径方向的分隔壁17具有收纳第一活塞11和第一活塞杆13的贯穿开口 18。
[0048]分隔壁17的活塞杆侧17a上的内纵向壁部分17d具有阶梯几何形状。第一阶梯表面19形成约束第一活塞11的收缩(即，其沿第二方向D2的移动)的第一活塞11的座部。
[0049]螺母75将垫圈76连接于第一活塞杆13的上端。为驱动件16的部分的分隔壁17具有上邻接表面77。在图1中所示的闭合位置，存在垫圈76与邻接表面77之间的距离。第一活塞11能够在第一流体室12内移动，由此第一活塞杆13关于驱动件16和连接于驱动件16的第三活塞60的行程长度X由垫圈76与邻接表面77之间的距离确定。
[0050]隔间100位于促动器I中。一个或更多个弹性器件(在图2中)61布置成与固定地连接于驱动件16的第三活塞60协作。这些弹性器件61将在下文中称为第三弹性器件61。
[0051]驱动件16关于壳体9的内纵向壁滑动地布置。
[0052]第一流体室12经由流体通道80与第一流体供应入口 27连通。流体通道80包括布置在驱动件16的纵向壁中的贯穿通道28。
[0053]促动器I包括第二活塞40，其包括布置在第一活塞11的活塞杆侧Ila上的第二活塞杆45。第二活塞40具有管状本体的形状，其具有底壁41。第二活塞40形成面对第一活塞11的活塞杆侧Ila的外周盖端边缘部分42。
[0054]第二活塞40收纳在第二流体室43中，即，可以说促动器I具有用于第二活塞40的第二流体室43。第二流体室43位于第二活塞40与第三活塞60之间。
[0055]第二活塞40能够沿第一方向Dl和第二方向D2移动。第二活塞40及其活塞杆45关于驱动件16和第三活塞60的行程长度Y由驱动件16的外周活塞杆侧缘部分30与第二活塞40的外周盖端边缘部分42之间的距离确定。
[0056]第二流体室43经由第三活塞60中的通道65与第一流体供应入口 27连通。通道65形成流体通道80的部分。
[0057]第二活塞杆45沿第一活塞杆13的一部分延伸。第二活塞40和第二活塞杆45可形成为一个单元或两个互连部分。第二活塞杆45与第一活塞杆13同轴地布置，并且沿径向包围第一活塞杆13的至少一部分。
[0058]第二活塞40和第二活塞杆45具有圆形截面，但将理解，可使用其它截面。第二活塞杆45的内径略微超过第一活塞杆13的外径,使得它们能够在Dl和D2方向上关于彼此沿轴向移动。
[0059]第二活塞杆45具有前端部分50。在所示的实施例中，前端部分50具有凹口 47，其布置成与对应的径向凸起25协作，对应的径向凸起25布置在第一活塞杆13上。第一活塞杆13的凸起25可在两个活塞杆13，45操作时用作驱动件，即，在第一活塞杆13沿第二方向D2移动至其收缩位置时，其可沿相同方向驱动第二活塞杆45。然而，当使第一活塞13沿第一方向Dl移动时，第二活塞杆45将不跟随。凹口 47和凸起25是可选的。
[0060]第一活塞11布置成与第一弹性器件30协作。第一弹性器件30围绕第一活塞杆13的部分同轴地布置。在公开的实施例中，第一弹性器件30为弹簧，例如，呈布置成以第一活塞11的活塞杆侧Ila与第二活塞40的盖端侧41a之间的预压缩作用的压缩弹簧的形式。
[0061]第二活塞40布置成与第二弹性器件48协作。第二弹性器件48围绕第一活塞杆13的一部分同轴地布置。在公开的实施例中，第二弹性器件48为弹簧，例如，呈压缩弹簧的形式。第二弹性器件48布置成以驱动件16的砧座22的活塞杆侧22b与第二活塞40的底壁41的盖端侧41a之间的预先压缩作用。有可能将驱动件16构造成使得第二弹性器件48在驱动件16与盖端侧41a之间作用。砧座22的使用是可选的，并且典型地取决于促动器I的尺寸。
[0062]第三活塞60主要布置在第一活塞11和第二活塞40的活塞杆侧11a，40a上。第三活塞60收纳在第三流体室66中，即，可以说促动器I具有用于第三活塞60的第三流体室66。
[0063]第三活塞60具有带底壁64的管状本体的形状。如提到的，第三活塞60连接于驱动件16，典型地经由构件中的各个上的螺纹。第三活塞60的纵向侧壁68延伸成包围第二活塞40的外纵向壁49和驱动件16的纵向壁的一部分(在将第三活塞连接于驱动件的螺纹的位置处)。
[0064]第三活塞60的内壁68a具有阶梯几何形状，其接合形成在第二活塞40的外纵向壁49上的对应阶梯51。
[0065]第三活塞60的外纵向壁部分68b用作引导表面,其与壳体9的内纵向壁部分协作。
[0066]第三活塞60收纳在第三流体室66中。第三流体室66由壳体9的内侧壁的区段和第三活塞60的底壁64的前端侧64b限定。
[0067]第三活塞60具有行程长度Z，其由壳体9的内后壁9c与驱动件16的外周端侧17c之间的距离限定。行程长度Z也在图2中示为限定在壳体9的内前壁9e与底壁64的前端侧64b之间。
[0068]第三活塞60布置成与第三弹性器件61协作。在公开的实施例中，使用了两个弹性器件。第三弹性器件61布置成在壳体9的内后壁9d与驱动件16的分隔壁17的盖端侧17b之间作用。第三弹性器件61布置有这两个表面之间的预压缩。在公开的实施例中，第三弹性器件61由两个同轴地布置的压缩弹簧制成。将理解，仅一个或甚至多于两个的弹性器件可取决于壳体9的后端中的可用空间使用。
[0069]第三活塞60的纵向侧壁68的下部分包括通道65。通道65在第二流体室43与形成在壳体9的内纵向壁部分与第三活塞60的外纵向壁部分68b之间的第一流体通道80之间延伸。该第一流体通道80与第一流体供应入口 27连通。第一流体室12和第二流体室43经由该第一流体通道80与彼此连通。
[0070]第一流体供应入口 27布置成通过将流体分别供应至第一流体室12和第二流体室43来操作第一活塞11和第二活塞40。供应流体将沿第一方向Dl操作第一活塞11，同时沿相反的第二方向D2操作第二活塞40。
[0071]第二流体供应入口 71布置成借助于第三流体室66来操作第三活塞60。第二流体供应入口 71将沿第二方向D2操作第三活塞60。
[0072]流体供应入口 27，71布置成连接于提供加压流体的一个或两个未公开的流体源。
[0073]在下文中，将论述上文所述的促动器I的操作。促动器I在形成阀2的部分时，布置成借助于在闭合位置、开启位置和清洁位置之间的第一活塞杆13和第二活塞杆45设定阀2。三个位置是指阀座6与第一活塞杆13的前端边缘部分14和第二活塞杆45的前缘部分50之间的接合。在公开的实施例中，膜片7布置在阀座6与两个活塞杆13，45的前缘部分14，50之间。
[0074]以图1开始，促动器I设定至为默认位置的闭合位置。在该位置，第一活塞杆13和第二活塞杆45两者以它们的前端边缘部分14，50定位成作用在膜片7上，膜片7继而相对于阀座6密封地作用。在该位置，膜片7优选借助于作用在其上的两个活塞杆13，45伸展至一定程度。
[0075]第一活塞杆13和第二活塞杆45通过第三弹性器件61的预压缩来带至该位置。第三弹性器件61布置成以壳体9的内后壁9d与驱动件16的分隔壁17的盖端侧17b之间的预压缩作用。通过预压缩，第三弹性器件61将沿第一方向Dl的压力施加于驱动件16。因此，驱动件16通过其与第三活塞60的连接朝壳体9的内前端壁9e推动第三活塞60。移动对应于第三活塞60的行程长度Z。
[0076]通过预压缩成在第二活塞40的盖端侧40b与第一活塞11的活塞杆侧I Ia之间作用的第一弹性器件30，第一活塞11被朝驱动件16的分隔壁17的活塞杆侧17a压制并且邻接其。
[0077]当第三活塞60移动距离Z时，第一活塞11和第二活塞40移动距离Z。这通过第三活塞60在阶梯51处邻接第二活塞40并且通过在第二活塞40升高时〃升高〃第一活塞11的第一弹性器件30的预压缩来实现。因此，第一活塞11和第一活塞杆13可连同第三活塞60和驱动件16移动对应于第三活塞60的行程长度Z的距离。
[0078]通过为预压缩弹性器件的第三弹性器件61，如果没有流体供应提供至第三流体室66，则其将促动器I默认设定至该闭合位置。因此，安全确保了样品流体入口 3即使在电力故障的情况下也闭合。
[0079]将理解，取决于如何操作从清洁流体入口 5的清洁流体的供应，可容许清洁流体从清洁流体入口 5流至流体出口 4，同时样品流体入口 3封闭。
[0080]现在转到图2，促动器I公开为在其开启位置。在该位置，容许从样品流体入口 3流至流体出口 4。
[0081]为了将促动器I设定至该位置，加压流体经由第二流体供应入口 71供应至第三流体室66。由此类加压流体供应的流体压力P应当高到足以抵消第三弹性器件61的预压缩，并且使第三活塞60沿第二方向D2移动对应于其行程长度Z的距离。
[0082]供应流体将作用在第三活塞60的前侧表面60a上，使第三活塞60移动对应于其行程长度Z的距离。第三活塞60将推动驱动件16沿相同距离移动。第三活塞60与驱动件16之间没有相对移动将发生。另外，在将促动器I设定至开启位置时，将不发生第一活塞11与第二活塞40之间的相对移动。
[0083]因此，在第三活塞60的移动期间，第一活塞杆13和第二活塞杆45的第一端部边缘部分14，50将收缩相同距离Z，释放它们与阀座6的密封接合。密封接合将经由膜片7布置。膜片7将因此回弹。因此提供了样品流体入口 3与流体出口 4之间的自由通路。
[0084]现在转到图3，将描述促动器I的清洁位置。从图1的闭合位置开始，加压流体经由第一流体供应入口 27供应至第一流体室12和第二流体室43。由于两个流体室12，43经由第一流体通道80连通，故两个室将供应有相同的流体压力P。由于流体压力P，故将操作第一活塞11和第二活塞40两者,然而沿相反方向。第一活塞11将操作成使第一活塞杆13沿第一方向Dl延伸。第二活塞40将操作成使第二活塞杆45沿第二方向D2收缩。
[0085]以第一活塞11开始，这将由流体压力P操作如下。供应至第一流体室12的流体将流体压力P施加于第一活塞11的盖端侧lib。该流体压力P将传送至布置成在第一活塞11的活塞杆侧Ila与第二活塞40的盖端侧40b之间作用的第一弹性器件30。假如流体压力P足够高以使第一弹性器件30变形，第一弹性器件30将被压缩，从而使第一活塞移动对应于其行程长度X的距离。在该位置，第一活塞11处于其延伸端部位置。因此，第一活塞11的前端边缘部分14将移动对应距离，以与膜片7和阀座6更紧密接合。通过具有小于第二活塞杆45的半径的第一活塞杆13，第一活塞杆45的前端边缘部分14可延伸到样品流体入口 3中，同时封闭来自样品流体入口的任何流。
[0086]在另一方面，供应至第二流体室43的流体将流体压力P施加于第二活塞40的活塞杆侧40a。该流体压力P将传送至第二弹性器件48，其布置成在第二活塞40的盖端侧40b与砧座22的活塞杆侧22b之间作用。假如流体压力P足够高以使第二弹性器件48变形，第二弹性器件将被压缩，从而使第二活塞40移动对应于其行程长度Y的距离。在该位置，第二活塞40处于其收缩端部位置。第二活塞杆45因此将沿第二方向D2收缩，由此第二活塞杆45的前端边缘部分50将松开其与膜片7的接合，膜片7将弹回并且使阀座6的部分73暴露。接着，可容许清洁流体入口 5与流体出口 4之间的清洁流体的流动，用于允许阀座6的由此所得的暴露部分73的清洁。捕集在该部分73中的任何残余物因此可由清洁流体除去。因此，部分73可被清洁。
[0087]大体上，流体压力P与所需的促动力F之间的关系限定为P=F/A，其中A为活塞面区域，像区域11c，40c,即，第一活塞11和第二活塞40的区域分别经受流体压力P。所需的促动力F为使第一活塞11或第二活塞40分别移动对应于它们的行程长度X和Y的距离所需的力。
[0088]所需的促动力F确定为F=c* (L1 + L2)，其中c为弹性器件的弹簧常数，并且其中L1为弹性器件的初始预压缩长度，而L2为通过经由施加流体压力P进一步压缩弹性器件而接收的所需的活塞移动。L2等于行程长度X或Y。
[0089]通过供应有相同流体压力P的第一流体室12和第二流体室43，第一活塞11和第二活塞40的操作顺序，即，第一活塞11和第二活塞40中的哪个将首先移动，是确定第一活塞11和第二活塞40的活塞面区域11c，40c的大小和确定第一弹性器件30和第二弹性器件48的大小的问题。第一弹性器件30和第二弹性器件48通过选定具有预定弹簧常数c的弹性器件，在选定的弹性器件安装在促动器中时的预压缩L1,以及旨在由弹性器件操作的活塞的行程长度X，Y来确定大小。
[0090]为了安全确保第一样品流体入口3的受控封闭，在第二活塞40应当移动至其收缩端部位置(即，行程长度Y)之前，第一活塞11应当首先移动至其延伸端部位置，即，行程长度X。这由图4示出，图4显示了一个实施例，其中第一活塞11和第二活塞40的活塞移动公开为随流体压力变化。从图4清楚地示出了第一活塞11将在第二活塞40将开始沿与第一方向Dl相对的第二方向D2移动至其收缩端部位置之前沿第一方向Dl移动至其延伸端部位置。
[0091]当完成清洁时，供应至第一流体供应入口 27的流体压力P可被释放。因此，第一弹性器件30和第二弹性器件48中的储存能量将第一活塞11和第二活塞40重设至它们的初始位置，即，至图1中所示的位置。第一活塞11接着将沿第二方向D2移动，同时第二活塞40将沿第一方向Dl移动。
[0092]弹性器件30，48，61已经公开和描述为压缩弹簧，其与重合轴线同轴地布置。但将理解，可使用其它类型的弹性器件。还将理解，可使用除同轴之外的其它位置。经由实例，多个弹性器件诸如片簧或弹性衬垫可对称地布置有保持功能。
[0093]还将理解，同轴地布置的弹性器件30，48，61的数量可取决于可用空间变化。在公开的实施例中，第三弹性器件61由两个同轴地布置的压缩弹簧包括。这些可由单独一个更强的弹性器件或以多于两个的不太强的弹性器件替换。
[0094]此外，将理解，弹性器件的功率由诸如流体压力和摩擦的因素确定。
[0095]将理解，驱动件16、活塞11，40，60和活塞杆13，45可以以一定数量的方式设计有其余的功能。这尤其是关于驱动件16、活塞11，40，60和弹性器件30，48，61的接合表面的情况。
[0096]促动器I包括相互作用的可移动构件之间的一定数量的滑动表面。为了减小摩擦，它们中的至少一些可设有任何摩擦减小器件，诸如，滑动轴承或表面处理。摩擦减小是技术人员公知的，由此这不进一步论述。
[0097]为了确保没有流体从流体室12，43，66泄漏，这些设有密封件。为了图示的目的，在图2中示出了关于第一流体室12的密封件90。这是技术人员公知的，并且由此并未进一步论述。
[0098]促动器可为气动的或液压的，由此流体可为加压气体，诸如，空气或加压液体流体。
[0099]膜片7优选为由柔性材料制成的一件部件，诸如橡胶或塑料。将理解，膜片7可具有一定数量的设计和位置，即，公开的几何形状和设计仅为许多可能中的一个。
[0100]将理解，公开的阀2为仅一个可能的实施例。
[0101]阀2例示和公开为带阀2的采样阀，阀2具有样品流体入口 3、流体出口 4和清洁流体入口 5。然而，将理解，促动器I大体上适用于阀。例如，参照图5，当压力经由与第一流体室112和第二流体室143中的各个连通的一个流体通道180供应至第一流体室112和第二流体室143时，有可能使第一活塞111和第二活塞130沿相同方向移动。压力经由单个流体入口 127给送至流体通道180。如上文，活塞111，130的区域和抵消由供应压力生成的力的弹簧130，148的弹簧常数可选定成使得第一活塞111在第二活塞130开始朝第二活塞130的端部位置移动之前移动至第一活塞111的端部位置。第一活塞111和第二活塞130可一起通过将压力供应在第三活塞160上来升高。
[0102]因此，将认识到，本发明的前述实施例的各种变型在所附权利要求的范围内是可能的。
【权利要求】
1.一种用于阀(2)的促动器(I)，包括: 包括第一活塞杆(13)的第一活塞(11), 用于所述第一活塞(11)的第一流体室(12)，用于在流体引入到所述第一流体室(12)中时实现所述第一活塞(11)和所述第一活塞杆(13)的移动， 包括第二活塞杆(45)的第二活塞(40)，所述第二活塞杆(45)与所述第一活塞杆(13)同轴地布置，并且沿径向包围所述第一活塞杆(13)的至少一部分， 用于所述第二活塞(40)的第二流体室(43)，用于在流体引入到所述第二流体室(43)中时实现所述第二活塞(40)和所述第二活塞杆(45)的移动，其特征在于， 与所述第一流体室(12)和所述第二流体室(43)中的各个连通的第一流体通道(80)，用于在流体引入到所述第一流体通道(80)中并且因此还引入到所述第一流体室(12)和所述第二流体室(43)中时实现所述第一活塞(11)的移动和所述第二活塞(40)的移动。
2.根据权利要求1所述的促动器(I)，其特征在于，所述第一流体通道(80)包括仅一个流体供应入口(27)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的促动器(I)，其特征在于，所述第一流体室(12)由所述第一活塞(11)和驱动件(16)限定，所述驱动件(16)可滑动地布置在所述促动器⑴的壳体(9)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的促动器(I)，其特征在于，所述促动器(I)还包括布置在所述第一活塞(11)的活塞杆侧(Ila)上的第一弹性器件(30)，其中所述第一弹性器件(30)布置成抵消所述第一活塞(11)的移动，所述移动对应于所述第一活塞杆(13)的延伸。
5.根据权利要求4所述的促动器(I)，其特征在于，所述第一弹性器件(30)为布置成在所述第一活塞(11)的活塞杆侧(Ila)与所述第二活塞(40)的盖端侧(40b)之间作用的压缩弹簧。
6.根据前述权利要求中任一项所述的促动器(I)，其特征在于，所述促动器(I)还包括布置在所述第二活塞(40)的盖端侧(40b)上的第二弹性器件(48)，其中所述第二弹性器件(48)布置成抵消所述第二活塞(40)的移动。
7.根据权利要求3和权利要求6所述的促动器(I)，其特征在于，所述第二弹性器件(48)为布置成在所述第二活塞(40)的盖端侧(40b)与所述驱动件(16)的部分(22)之间作用的压缩弹簧。
8.根据前述权利要求中任一项所述的促动器(I)，其特征在于，所述促动器还包括: 第三活塞￠0)和用于所述第三活塞￠0)的第三流体室(66)，用于在流体引入到所述第三流体室￠6)中时实现所述第三活塞￠0)的移动，以及 用于所述第三流体室￠6)的流体供应入口(71)，其用于在流体经由所述流体供应入口(71)引入到所述第三流体室￠6)中时实现所述第三活塞￠0)的移动，由此 所述第三活塞￠0)布置成使所述第二活塞(40)和所述第一活塞(11) 一起沿相同方向(D2)移动。
9.根据权利要求8所述的促动器(I)，其特征在于，所述第三活塞￠0)定位在所述第一活塞(11)和所述第二活塞(40)的活塞杆侧(11a，40a)上。
10.根据权利要求3至权利要求9中任一项所述的促动器(I)，其特征在于，所述促动器(I)还包括布置在所述壳体(9)的盖端侧(9a)上的壁部分(9d)与所述驱动件(16)的盖端侧(17b)上的壁部分(17c)之间的第三弹性器件(61)。
11.根据权利要求10所述的促动器(I)，其特征在于，所述第三弹性器件￠1)布置成在所述第一活塞(11)与所述第二活塞(40) —起移动时被压缩。
12.根据前述权利要求中任一项所述的促动器(I)，其特征在于，所述第一活塞(11)具有面对所述第一流体室(12)的活塞面区域(11c)，而所述第二活塞(40)具有面对所述第二流体室(43)的活塞面区域(40c)， 第一促动力(Fl)需要由所述流体施加于所述第一活塞(11)的活塞面区域(11c)，以便使所述第一活塞沿第一方向(Dl)移动至延伸端部位置，而第二促动力(F2)需要由所述流体施加于所述第二活塞(40c)的活塞面区域，以便使所述第二活塞(40)沿第二方向(D2)移动至收缩端部位置，并且其中 所需的第一促动力(Fl)小于所需的第二促动力(F2)，使得所述第一活塞(11)将在所述第二活塞(40)将移动至所述收缩端部位置之前移动至所述延伸端部位置。
13.—种阀(8)，包括根据权利要求1至权利要求12中任一项所述的促动器(I)、样品流体入口(3)、流体出口(4)、清洁流体入口(5)、阀座(6)和膜片(7)，所述膜片(7)能够操作成借助于所述促动器(I)的第一活塞杆(13)和第二活塞杆(45)来密封地接合所述阀座(6), 由此所述促动器(I)布置成控制样品流体从所述样品流体入口(3)到所述流体出口(4)的流动，以及控制清洁流体从所述清洁流体入口(5)到所述流体出口(4)的流动，同时封闭来自所述样品流体入口(3)的样品流体的任何流动。
14.根据权利要求13所述的阀(8)，其特征在于，所述促动器(I)布置成在以下之间操作所述第一活塞杆(13)和所述第二活塞杆(45): 闭合位置，其中所述第一活塞杆(45)的前缘部分(14)和所述第二活塞杆(45)的前缘部分(50)设定成操作所述膜片(7)以接合所述阀座￠)，以密封地封闭样品流体从所述样品流体入口(3)到所述流体出口(4)的任何流动， 开启位置，其中所述第一活塞杆(13)的前缘部分(14)和所述第二活塞杆(45)的前缘部分(50)设定成操作所述膜片(7)，以允许样品流体从所述样品流体入口(3)流至所述流体出口(4)，以及 清洁位置，其中所述第一活塞杆(13)的前缘部分(14)设定成操作所述膜片(7)，以接合所述阀座(6)来密封地封闭样品流体从所述样品流体入口(3)到所述样品流出口(4)的任何流动，同时所述第二活塞杆(45)的前缘部分(50)收缩，使得所述阀座(6)的部分(73)暴露，并且清洁流体因此可从所述清洁流体入口(5)在所述暴露部分(73)上面流动并且流至所述流体出口(4)。
15.一种操作阀(8)的方法，所述阀(8)包括 包括第一活塞杆(13)的第一活塞(11), 用于所述第一活塞(11)的第一流体室(12)，用于实现在流体引入到所述第一流体室(12)中时所述第一活塞(11)和所述第一活塞杆(13)的移动， 包括第二活塞杆(45)的第二活塞(40)，所述第二活塞杆(45)与所述第一活塞杆(13)同轴地布置，并且沿径向包围所述第一活塞杆(13)的至少一部分， 用于所述第二活塞(40)的第二流体室(43)，用于实现在流体引入到所述第二流体室(43)中时所述第二活塞(40)和所述第二活塞杆(45)的移动， 与所述第一流体室(12)和所述第二流体室(43)中的各个连通的第一流体通道(80)，用于在流体引入到所述第一流体通道(80)中并且因此还引入到所述第一流体室(12)和所述第二流体室(43)中时，实现所述第一活塞(11)的移动和所述第二活塞(40)的移动，以及 样品流体入口(3)、流体出口(4)、清洁流体入口(5)、阀座(6)和膜片(7)，所述膜片(7)能够操作成借助于所述促动器(I)的第一活塞杆(13)和第二活塞杆(45)来密封地接合所述阀座(6)， 所述方法包括在以下之间设定第一活塞杆(13)和所述第二活塞杆(45): 闭合位置，其中所述第一活塞杆(45)的前缘部分(14)和所述第二活塞杆(45)的前缘部分(50)设定成操作所述膜片(7)以接合所述阀座￠)，以密封地封闭样品流体从所述样品流体入口(3)到所述流体出口(4)的任何流动， 开启位置，其中所述第一活塞杆(13)的前缘部分(14)和所述第二活塞杆(45)的前缘部分(50)设定成操作所述膜片(7)，以允许样品流体从所述样品流体入口(3)流至所述流体出口(4)，以及 清洁位置，其中所述第一活塞杆(13)的前缘部分(14)设定成操作所述膜片(7)，以接合所述阀座(6)来密封地封闭样品流体从所述样品流体入口(3)到所述样品流出口(4)的任何流动，同时所述第二活塞杆(45)的前缘部分(50)收缩，使得所述阀座(6)的部分(73)暴露，并且清洁流体因此可从所述清洁流体入口(5)在所述暴露部分(73)上面流动并且流至所述流体出口(4)。
【文档编号】F16K41/10GK104334947SQ201380029716
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年6月4日 优先权日:2012年6月7日
【发明者】J.B.尼伊森, J.埃布森 申请人:阿尔法拉瓦尔股份有限公司