液压截流阀 本发明涉及一种具有阀塞的液压截流阀,此阀塞带有一阀簧、一夹持件以及一阀座,阀簧、夹持件和阀座均被设计成双部式或单部式的组件,阀簧还被设计成一具有内腔的体部。
上述这类液体截流阀在从两侧进行截流并起快速闭合式连接器作用的软管连接器中是周知的。在这种周知的连接器中,是将连接套推到接头上,并在此推动过程中用例如一种弹子插头使连接套与接头相锁合而形成连接。当把此连接套推到接头上时,两个阀塞会从连接套和连接头的密封表面上升,从而在软管的两端形成连接。上述周知的软管连接器的阀塞包括多个独立的部件,这些部件通常相互插接在一起。这里,将夹持件用作连接头或连接套内整个阀塞的紧固件。
阀座被设计成另一种独立的组件,同时起到用作阀簧和夹持件的承载件的作用。在另一个周知的示例性实施例中,阀簧被设计成一种螺纹软管,此管的两端分别被夹持在套筒形夹持件内以及套筒形阀座内。业已发现,当上述螺纹胶管的两端分别夹持在套筒形夹持件与套筒形阀座之间时,管壁上的凹陷部就会形成死空间,从而会形成对软管中所运送的物质产生不利影响的集尘间隙。此外,当把高纯化合物用作所输送的物质时,是不允许金属部件与化合物接触的,否则,金属离子就会污染该化合物。如果用这种污染了的化合物来生产电子零件,就会产生问题,这是因为金属离子会进入电子零件中而污染这些电子零件。
DE 3050957C2和DE3618233C2中公开了这样一些截流阀,在这些截流阀中,阀塞的阀簧是波纹管。业已发现,这种波纹管会因疲劳而逐渐损坏,既然波纹管的恢复力会逐渐减弱,故它只能在有限地范围内用作弹性件。此外,波纹管的弹性常数也很低。
本发明的目的是在DE 3050957C2的基础上,以阀塞基本不会引起问题特别是不会在高纯化合物区域中引起问题的方式,对本文开头所述类型的液压截流阀作进一步的改进。
依照本发明,通过用一螺旋塞或用一可焊接上的罩盖以气密的方式封闭所说的内腔,可以达到上述目的。
本发明的阀塞具有这样的优点:它具有较高的弹性常数并且能以较小的公差制成。除此,不会出现死空间。
气密地封住所说内腔能提供这样的优点,即在挤压弹性件时,同样能使封装在内腔中的气体收缩,而产生出沿弹力方向的恢复力。这种来自封闭气体的恢复力可以减缓弹性件的松弛。因此本发明的阀塞的弹性常数或是此阀塞阀簧的弹性常数在较长时间内是恒定的。此外,封装在内腔中的气体还会提高弹性常数,从而甚至可以把弹性系数较低的材料用作弹性件的材料。
依照本发明,阀塞是设置在软管连接器的连接套和接头内。而且,可以相当容易地将阀塞安装到连接套和接头内。
为了能增加阀塞及压缩气体的弹力,可在阀塞的内腔中再插入另外一个由适当材料最好由塑料材料构成的部件。如果这个安装在阀塞内腔中的辅助弹性件具有螺旋形的形状,则必须按与拧入阀塞方向相反的方向绕制该辅助弹性件的螺旋。这样就能防止阀室内的阀座因软管连接器的活动而产生松动。
在通常的连接器结构中,一般都假定所述一些弹性件的弹性特性曲线在连接器的两个部分即连接套和接头内是大致相同的,并且,这些弹性特性曲线在使用过程中不会改变或者至少是以相同的方式改变。这是在连接器的两个部分连在一起时能以最佳方式打开这两部分的阀门的先决条件。如果所说的这些弹性特性曲线例如由于两个弹性件中的一个过早疲劳而有所不同,则会有这样的危险,即有一个阀门只能是不完全地打开或者根本没有打开。因此,或多或少地会限制连接器系统中的流速,或者完全使通路中断。
在本发明中,通过在阀座内额外安装一个隔栓,可以消除产生上述缺陷的可能。该隔栓既可以大致地插在阀座的外壳内也可以用固定的方式连接于阀座的外壳上。
依照本发明一最佳实施例,可以用波纹管或螺纹软管构成阀簧。这里的波纹管具有波浪形的壁面。在另一个示例性的实施例中,波纹管具有之字形壁面。波浪形或之字形壁面的壁面结构会以特定的方式对弹性常数产生影响,波浪形壁面适用于高弹性常数,而之字形壁面则适用于较低的弹性常数。用浅的波浪形或之字形可以进一步提高弹性常数。
在另一个示例性实施例中,阀簧则是由一盘簧构成的。
依照本发明,阀塞是用机加工法或注模法制成的。在这种情况下,阀座带有一工作头,此工作头用作处在该阀座远离阀簧一侧处的阀塞。当接头连接于连接套时,工作头就会贴靠在另一个阀塞的阀座上,并且在进一步将接头推进到连接套内时使阀座高于密封表面。同时,阀座还会连同工作头一道从密封表面上升,结果,软管的两端会彼此相连接,而所输送的物质便能无阻碍地通过两个阀门。利用工作头的长度可将开放的间隙设置成特定的尺寸。
依照一最佳的示例性实施例,阀座是由塑料,特别是由PEA(全氧烷氧基树脂)、PTFE(聚四氟乙烯)、TFM(三氟甲基硝基苯酚)、PEEK(聚醚醚酮)之类的氟塑料等构成。具体地说,在输送高纯度化合物时就要使用这类氟塑料。如果阀簧带有一气密的内腔,则可无条件地使用这类塑料,这是因为通过封装的气体能使这类塑料的弹性常数上升到一定的范围,并且由于封装的气体能提供性质与金属弹性件相似的恢复力,所以,这类塑料没有疲劳的迹像。
用于液压截流阀中的本发明的阀塞最好在软管连接器内使用,以便与输送高纯化合物的软管相连接。这种新颖的阀塞特别是在用于上述使用目的时,可以证明具有特别的优点,因为它的性质可与具有金属弹性件的阀塞相同但却能避免使用金属组件所带来的问题。即使出现问题,例如本发明的阀塞发生了泄漏,也不会使用通常两端都被致密焊合的塑料软管所包围的金属弹性件那样,会有例如金属离子来污染高纯的化合物。因此,在制造电子组件如微型芯片或类似组件的过程中,可以无条件地使用本发明的软管连接器。
借助于将另外一个弹性部件插入阀簧的内腔,可以进一步地以特定的方式影响弹性常数特别是弹性特性曲线。通过这种方式,可以由例如线性地、递减地或递增地调整弹性特性曲线,或者以使此种曲线带有一弯折点的方式来改变此弹性特性曲线。
从以下参照附图对最佳实施例的详细说明中,可以看出本发明的其它优点、特点和细节,在附图中:
图1以示意性的方式表明了一软管连接器的侧视图,该软管连接器带有一连接套和一接头以及一阀塞;
图2以放大的方式表明了阀塞第一实施例的纵剖面;而
图3以放大的方式表明了阀塞第二实施例的纵剖面。
图1示明了软管连接器1,通过该连接器可将输送流体介质的两个软管的端部2和3彼此连在一起。软管连接器1包括一个接头4以及一连接套5,此连接套带有一个能以可移动方式安装的滑动套6。在把接头4推入连接套5内之前,必须使滑动套6沿箭头7的方向移动,以便打开滑动套6内侧的弹子插头(未显示)。然后,将接头4推入连接套5内并使滑动套6沿与箭头7相反的方向移动。在这一过程中,此弹子插头会嵌入为此而设置在接头4上的圆形凹槽8内,从而使此接头牢靠地固定在连接套5内。在接头4内示意地(用虚线)表明了阀塞9,此阀塞9在软管连接器1打开时密封住了接头4。在连接套5内也设置有这种类型的一个阀塞,因此,在软管连接器1打开时也能密封住连接套。当连接器1连起来时,上述两个阀塞会打开,使得软管的端部2和3会彼此连在一起,而使输送的流体通过连接器1。
图2示明了阀塞9的第一示例性实施例,该阀塞被设计成一单部式组件。阀塞9带有夹持件10、阀簧11以及阀座12。用分别固定在接头4和连接套5内,具体地说是拧在该连接头和连接套内的夹持件10将相应的阀座9安装进接头4和连接套5内。在上述两种情况下,拧入的方向都是沿连接器的开口方向离开软管2或3的端部。为了能拧入阀塞9,例如可通过一联管螺母13卸下接头4,以便能从后部够到该接头。可以按相同的方式拆下或卸下连接套5以便插入或卸除阀塞9。
在夹持件10上借助两个连接板14以共轴的方式设备有一弹性承载件15,该弹性承载件与阀簧11相连。阀簧11被设计成一波纹管16并带有波浪形的壁面17。除波浪形以外,壁面17也可以呈之字形或矩形结构。通过这里用角a表示的各个壁面截面的斜度,可以改变弹性常数。但是,也可以用壁面的厚度、阀簧11的长度、波浪的曲率半径等来改变弹性常数。
支承阀座12的套筒形延伸件18与阀簧11相邻接。在所述的示例性实施例中,阀座12具有锥形结构,但是,它也可以设置有一密封件。延伸件18带有内部螺纹19,螺旋塞20能以气密的方式拧合到上述内部螺纹上。也可以粘合或焊接一圆盘以代替延伸件18与螺旋塞20之间的螺旋接合。通过这种方式,可以形成带有内腔21的体部22,并且可以用阀簧11来压缩该体部。在这一过程中,内腔21的容积会减小,因而其中所含的气体会被压缩。以这种方式所存储的能量会产生沿阀簧11弹力方向即沿阀座9关闭方向的恢复力。这种恢复力会防止阀簧11疲劳或松弛,因此,该弹性件会在较长的时间内具有实际上是恒定的弹性常数。
如果需要的话,也可用另外的弹性件如盘簧或类似性弹性件来充填到内腔21内,以便以特定的方式影响阀塞9的弹性特性曲线。插在内腔21中的弹性件可由金属构成,但用塑料构成是最佳的。阀塞9本身是由塑料特别是由氟塑料构成。
即使阀塞9在软管连接件1的操作过程中出现问题,但由于阀塞9是用塑料构成的,所以不存在金属离子污染所输送的流体的危险。
在图3的示例性实施例中,将一盘簧作为另一种弹性件23插入到内腔21中,该盘簧具有与拧入阀座12的方向相反的卷绕方向。有一松弛地靠定在盘簧23上的隔栓24与内腔21中的盘簧23相共轴地设置。