軸向流體閥的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種軸向流體閥，其具有弧形或角形的閥體。本實(shí)用新型公開(kāi)的一個(gè)示例裝置包括在入口和出口之間限定通路的閥體，該入口沿著第一軸線對(duì)齊且該出口沿著第二軸線對(duì)齊。該示例裝置包括位于入口和出口之間的流量控制構(gòu)件。該示例裝置還包括致動(dòng)裝置，該致動(dòng)裝置具有連接該流量控制構(gòu)件的桿，以在該通路中沿著第三軸線移動(dòng)該流量控制構(gòu)件。在該示例裝置中，第三軸線基本上平行于并偏移于第一軸線或第二軸線中的至少一個(gè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】軸向流體閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型大體上涉及軸向流體閥，并且更具體而言，涉及具有弧形或者角形的閥體的軸向流體閥。

【背景技術(shù)】
[0002]流體控制閥(例如滑動(dòng)閥桿閥、截止閥、旋轉(zhuǎn)閥、蝶閥、球閥等)在過(guò)程控制系統(tǒng)中用于控制過(guò)程流體的流動(dòng)且通常包括用于自動(dòng)操作閥門(mén)的致動(dòng)裝置(例如旋轉(zhuǎn)致動(dòng)裝置、線性致動(dòng)裝置等)。其中某些流體控制閥雖然在很多應(yīng)用中有效，但是涉及權(quán)衡。例如，蝶閥可以用于以有效的方式控制大流量的體積，但是僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)適度的準(zhǔn)確性，并且其中密封件的生命周期和溫度范圍往往有限。另一方面，截止閥一般提供剛性極強(qiáng)的內(nèi)件和精確的控制，但通常為給定的管道尺寸提供較低流動(dòng)能力。
[0003]線性或者軸向流體控制閥是上述流體控制閥的替代方案。軸向閥的一個(gè)好處是其包含截止閥型的內(nèi)件，并因此具有所述優(yōu)點(diǎn)。此外，在軸向閥中，該內(nèi)件能夠面向相對(duì)流體流動(dòng)路徑，以提高效率并降低由于噪音和紊流造成的能量損失。一些已知的軸向閥包括安裝到閥體的外表面的致動(dòng)裝置并定位，使得該致動(dòng)裝置的輸出軸(例如桿、主軸等)移動(dòng)或者其中的一部分基本上垂直于閥的流體流動(dòng)路徑。致動(dòng)裝置的輸出軸通常通過(guò)傳輸構(gòu)件或者其他致動(dòng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件，例如齒條靠齒條的組件、齒條和小齒輪組件或者類(lèi)似的齒輪組件，連接閥體內(nèi)的流量控制構(gòu)件(例如塞)。該致動(dòng)裝置相對(duì)于處于開(kāi)啟位置和閉合位置之間的座圈(例如閥座)移動(dòng)閥體內(nèi)的流量控制構(gòu)件，以允許或者阻止流體流經(jīng)該閥。因此，在許多已知的軸向流體閥中出現(xiàn)致動(dòng)裝置和密封件(例如墊片、填料、密封環(huán))的問(wèn)題，因?yàn)檫@些已知的軸向流體閥通常在流體流動(dòng)路徑內(nèi)使用致動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置，且因此需要大量的密封件和墊圈來(lái)防止齒輪和其他致動(dòng)構(gòu)件的過(guò)程流體加壓。
[0004]除此之外，在這些已知的軸向流體閥中，在閥體上形成孔或者通道以允許該致動(dòng)構(gòu)件連接流體流動(dòng)路徑內(nèi)的流量控制構(gòu)件。因此，該流體流動(dòng)路徑改道圍繞容納致動(dòng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件的孔或通道。流體流動(dòng)路徑中的這些改道和障礙物造成了紊流，且因此降低了閥的流動(dòng)效率。此外，以如此大量的運(yùn)動(dòng)零件運(yùn)行軸向流體閥需要大量的密封件，這大大增大了流體泄露到閥體外的可能性并增加了制造和維護(hù)成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]在許多已知的軸向流體閥中出現(xiàn)致動(dòng)裝置和密封件(例如墊片、填料、密封環(huán))的問(wèn)題，因?yàn)檫@些已知的軸向流體閥通常在流體流動(dòng)路徑內(nèi)使用致動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置，且因此需要大量的密封件和墊圈來(lái)防止齒輪和其他致動(dòng)構(gòu)件的過(guò)程流體加壓。除此之外，在這些已知的軸向流體閥中，在閥體上形成孔或者通道以允許該致動(dòng)構(gòu)件連接流體流動(dòng)路徑內(nèi)的流量控制構(gòu)件。因此，該流體流動(dòng)路徑改道圍繞容納致動(dòng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件的孔或通道。流體流動(dòng)路徑中的這些改道和障礙物造成了紊流，且因此降低了閥的流動(dòng)效率。此外，以如此大量的運(yùn)動(dòng)零件運(yùn)行軸向流體閥需要大量的密封件，這大大增大了流體泄露到閥體外的可能性并增加了制造和維護(hù)成本。為了解決以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種軸向流體閥。
[0006]本實(shí)用新型所公開(kāi)的示例軸向流體閥包括在入口和出口之間限定通路的閥體，該入口沿著第一軸線對(duì)齊且該出口沿著第二軸線對(duì)齊。該示例軸向流體閥包括位于入口和出口之間的流量控制構(gòu)件。該示例軸向流體閥還包括具有連接該流量控制構(gòu)件的桿的致動(dòng)裝置以沿著該通路中的第三軸線移動(dòng)該流量控制構(gòu)件。在該示例軸向流體閥中，該第三軸線基本上平行于并且偏離于第一軸線或第二軸線中的至少一個(gè)。
[0007]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，所述第一軸線和所述第二軸線基本相同。
[0008]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，示例軸向流體閥還包括位于所述入口和所述出口之間的閥座，其中，與所述閥座鄰近的所述通道的部分與所述第三軸線對(duì)齊。
[0009]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，沿著示例軸向流體閥導(dǎo)向所述閥座的平面基本上垂直于所述第一軸線或所述第二軸線中的至少一個(gè)。
[0010]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，示例軸向流體閥還包括耦接所述閥體或者所述桿的、用于確定所述桿相對(duì)于所述閥體的位置的傳感器。
[0011]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，所述傳感器用于向所述致動(dòng)裝置傳達(dá)所述桿的位置。
[0012]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，所示閥體包括用于容納所述桿的孔并且基本上沿著所述第三軸線對(duì)齊。
[0013]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，所述桿具有沿著所述第三軸線方向的縱向軸線。
[0014]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，所述第三軸線以大于大約所述通路的半徑的距離偏離所述第一軸線。
[0015]本實(shí)用新型公開(kāi)的另一個(gè)示例軸向流體閥包括在入口和出口之間限定通路的閥體。在該示例軸向流體閥中，入口毗鄰具有在第一方向上的第一流體流動(dòng)路徑的第一通路部分且出口毗鄰具有在基本上與第一方向相同的第二方向上的第二流體流動(dòng)路徑的第二通路部分。該示例軸向流體閥包括能夠在第三通路部分內(nèi)活動(dòng)的塞，該第三通路部分具有基本上與第一方向和第二方向相同的第三方向的第三流體流路徑。在該示例軸向流體閥中，閥體在第一通路部分和第三通路部分之間具有第一弧形或角形的部分。
[0016]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，示例軸向流體閥還包括用于在所述通路的第三部分內(nèi)手動(dòng)移動(dòng)所述塞的手輪。
[0017]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，示例軸向流體閥還包括具有桿的致動(dòng)裝置，所述桿被耦接至所述塞以在所述通路的第三部分內(nèi)移動(dòng)所述塞。
[0018]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，所述致動(dòng)裝置用于在所述第三方向上移動(dòng)所述桿。
[0019]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，所述致動(dòng)裝置被耦接至所述閥體的外表面。
[0020]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，所述致動(dòng)裝置為線性的致動(dòng)裝置。
[0021]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，所述閥體還包括在所述通路的第三部分和所述通路的第二部分之間的第二弧形或角形的部分。
[0022]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，所述通路的第二弧形或角形的部分具有基本上恒定的直徑。
[0023]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，示例軸向流體閥還包括設(shè)置在所述通路的第三部分內(nèi)的籠以容納所述塞。
[0024]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施形式中，所述籠被耦接至所述閥體并且具有基本上與所述第三方向?qū)R的縱向軸線。
[0025]然而本實(shí)用新型公開(kāi)的另一個(gè)示例軸向流體閥包括具有包括入口、出口和流量控制孔的流動(dòng)通道的閥體。在該示例軸向流體閥中，流體將以基本上相同的方向流過(guò)入口、出口和該孔。在該示例軸向流體閥中，流動(dòng)通道的中心軸線的至少一部分是非線性的。該示例軸向流體閥還包括流量控制構(gòu)件以沿著流體流流過(guò)孔的方向移動(dòng)來(lái)控制通過(guò)閥體的流體流量。
[0026]本實(shí)用新型公開(kāi)的軸向流體控制閥的示例有利地減少需要大量密封件和墊片的致動(dòng)構(gòu)件的數(shù)量，并且提高流動(dòng)效率。軸向流體控制閥的示例還減少不必要的泄漏，因?yàn)橹聞?dòng)構(gòu)件設(shè)置在液體流的壓力邊界之外。此外，軸向流體控制閥的示例包括大大減少的活動(dòng)零件，從而大大降低生產(chǎn)和維護(hù)成本并降低閥的重量。本實(shí)用新型公開(kāi)的示例閥還包括具有最小曲線的通路并幫助提供更少的通過(guò)閥的限制流動(dòng)路徑。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1A示出了根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)的軸向流體控制閥的示例在第一(開(kāi)啟)位置的剖視圖；
[0028]圖1B示出了圖1A中的軸向流體控制閥的示例在第二(閉合)位置的剖視圖；
[0029]圖1C示出了圖1A和圖1B中的軸向流體控制閥的示例的部分剖視圖；
[0030]圖1D示出了具有偏置的入口和出口的圖1A-1C中的軸向流體控制閥的示例的部分剖視圖；
[0031]圖2示出了具有位置傳感器的圖1A-C的中軸向流體控制閥的示例的部分剖視圖；
[0032]圖3示出了具有手輪操作的致動(dòng)裝置的軸向流體控制閥的示例的部分剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033]某些示例在上述的圖中示出并在下文中詳細(xì)描述。在描述這些示例的過(guò)程中，相似或者相同的引用編號(hào)用于標(biāo)記相同或者相似的元件。這些附圖不必按比例繪制并且為了清楚和/或簡(jiǎn)潔這些附圖的某些特征和某些視圖可以被按比例或者示意性地放大。此外，在該說(shuō)明書(shū)中已經(jīng)描述了若干個(gè)示例。任何示例的任何特征可以被包括、替換或者以其他方式與其他示例的其他特征相結(jié)合。
[0034]本實(shí)用新型公開(kāi)的軸向流體閥的示例降低了噪音和空化，提供相對(duì)暢通的通路來(lái)降低紊流流動(dòng)和提高流動(dòng)能力，顯著消除需要大量密封件和墊圈的流驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，大大省略容納這些元件的結(jié)構(gòu)(例如通道、孔)，并提高整體流動(dòng)效率。一般情況下，本實(shí)用新型公開(kāi)的軸向流體閥的示例包括弧形或角形的閥體，該閥體將入口和出口之間的流體的流動(dòng)變道到閥體的部分，該閥體的部分包括運(yùn)動(dòng)到與該流體的流動(dòng)基本對(duì)齊的方向的流量控制構(gòu)件。更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型公開(kāi)的軸向流體閥使得截止閥式的內(nèi)件(例如塞和墊圈)使用基本上與通路的一部分、因此與該流體流動(dòng)路徑一致。該軸向流體閥的示例的閥體限定通路，該通路在流體流動(dòng)路徑的方向上仍然保持線性致動(dòng)時(shí)比傳統(tǒng)截止閥或者滑動(dòng)桿閥具有更小的曲率和/或尖角，從而降低閥中的湍流。該示例軸向閥提供更為流線型的流動(dòng)路徑。
[0035]在一些示例中,流量控制構(gòu)件(例如塞、閥塞)通過(guò)閥桿有效地連接致動(dòng)裝置(例如氣動(dòng)致動(dòng)裝置、液壓致動(dòng)裝置、電的致動(dòng)裝置)。閥體以以下方式為弧形或角形，即允許致動(dòng)裝置在通路的一部分內(nèi)線性地移動(dòng)塞，而不用附加的致動(dòng)或轉(zhuǎn)換構(gòu)件。因此，閥體的形狀減少了閥的外部和內(nèi)部的致動(dòng)構(gòu)件的數(shù)量，同時(shí)保持相對(duì)線性和平滑的流體流動(dòng)路徑。
[0036]更具體地，本實(shí)用新型公開(kāi)的軸向流體閥的示例包括具有入口和出口的第一閥體部分以及具有入口和出口的第二閥體部分。第一閥體部分的出口連接第二閥體部分的入口。當(dāng)連接在一起時(shí)，第一和第二閥體部分在第一閥體部分的入口和第二閥體部分的出口之間限定通路。流量控制構(gòu)件能夠滑動(dòng)地容納在靠近第一閥體部分的出口處的第一閥體部分內(nèi)并接合閥座(例如座圈)以阻止或允許流體流通該閥。
[0037]在本實(shí)用新型公開(kāi)的閥的示例中，第一閥體部分的入口沿著第一軸線對(duì)齊且第二閥體部分的出口沿著第二軸線對(duì)齊，在若干示例中，第二軸線基本上與第一軸線對(duì)齊，從而入口和出口同軸。第一閥體部分包括第一弧形或角形的部分，其引導(dǎo)流體從入口處的第一軸線流向毗鄰閥座的第一閥體部分的出口處的第三軸線。在一些示例中，第三軸線平行于并偏離第一和/或第二軸線。通過(guò)包含第一曲線部分，該閥體的示例使得致動(dòng)裝置具有足夠的空間和位置，以比在傳統(tǒng)的直線軸向流體閥中更少的致動(dòng)裝置/轉(zhuǎn)換構(gòu)件來(lái)在通路中線性地移動(dòng)流量控制構(gòu)件。
[0038]換言之，示例閥的通路引導(dǎo)流體沿著第一軸線以第一方向流過(guò)第一閥體部分的入口、流過(guò)第一弧形的部分、并且之后引導(dǎo)流體在流量控制構(gòu)件處以第三方向沿著第三軸線流動(dòng)。因此，第一閥體部分的弧形部分引導(dǎo)流體遠(yuǎn)離第一軸線流動(dòng)并且然后重新引導(dǎo)流體沿著與第一方向基本相同的方向沿著第三軸線流動(dòng)。在一些示例中，第二閥體部分接收流自沿著第三軸線的第一閥體部分的出口的過(guò)程流體，引導(dǎo)該過(guò)程流體通過(guò)遠(yuǎn)離第三軸線的第二弧形或角形的部分，且然后將該流體重新定向到沿著出口處的第二軸線的第二方向。在一些不例中，第一、第二和第三方向基本上相同。在另一些不例中，第二閥體部分的出口能夠沿著其他軸線對(duì)齊。
[0039]在某些示例中，軸向流體閥包括用于測(cè)量閥桿相對(duì)于閥體的位置的傳感器。該傳感器向致動(dòng)裝置提供反饋信號(hào)，以更精確地傳達(dá)該閥桿(以及因此流量控制構(gòu)件)的位置。在某些示例中，使用手輪以手動(dòng)操作閥。
[0040]本實(shí)用新型公開(kāi)的示例使得流體流動(dòng)路徑的通路保持相對(duì)平滑或線性，同時(shí)顯著減少或省略流體流動(dòng)路徑外部和內(nèi)部的致動(dòng)構(gòu)件，從而增大流體流動(dòng)效率。具有較少的致動(dòng)構(gòu)件，該軸向流體閥的示例簡(jiǎn)化了制造和加工要求，并且因此降低了制造軸向流體閥的成本。此外，因?yàn)樵?該些)致動(dòng)裝置能夠設(shè)置在流體流的外部，本實(shí)用新型公開(kāi)的軸向流體閥的示例降低了由密封失效造成的泄露。更進(jìn)一步，通過(guò)包含較少的活動(dòng)零件，本實(shí)用新型公開(kāi)的軸向流體閥的示例大大降低操作過(guò)程中的機(jī)械故障和泄露的可能性。
[0041]轉(zhuǎn)向附圖，圖1A和IB示出了本實(shí)用新型的軸向流體控制閥100的示例的剖視圖。閥100包括第一閥體部分102、第二閥體部分104、流量控制構(gòu)件106 (例如塞)和致動(dòng)裝置108。連接閥體部分102和104以限定通路110，當(dāng)該軸向流體控制閥100安裝在流體處理系統(tǒng)(例如分配管道系統(tǒng))時(shí)，通路I1形成處于入口 112和出口 114之間的流體流動(dòng)路徑(例如弧形流動(dòng)路徑、U形流動(dòng)路徑、角形流動(dòng)路徑等)。在某些示例中，第一閥體部分102和第二閥體部分104能夠?yàn)橐惑w成形，以限定該軸向流體控制閥100作為基本上整體式的部件或結(jié)構(gòu)。
[0042]在所示示例中，第一閥體部分102包括入口 112處的第一法蘭116和第二法蘭118，第二法蘭118可活動(dòng)地連接第二閥體部分104的第三法蘭120。在某些示例中，Btt鄰第二法蘭118的第一閥體102的部分被認(rèn)為是第一閥體部分102的出口且毗鄰第三法蘭120的第二閥體部分104的部分被認(rèn)為是第二閥體部分104的入口。第二閥體部分104還包括出口 114處的第四法蘭122。第一閥體部分102的第二法蘭118和第二閥體部分104的第三法蘭120通過(guò)法蘭緊固件124(例如螺栓)連接。在其他示例中，第二法蘭118和第三法蘭120能夠活動(dòng)地與任何其他合適的一個(gè)(多個(gè))緊固機(jī)構(gòu)連接。在操作過(guò)程中，第一閥體部分102的第一法蘭116能夠連接上游管(例如上游供應(yīng)源)且第二閥體部分104的第四法蘭122能夠連接下游管(例如下游供應(yīng)源)。雖然入口 112和出口 114分別被稱(chēng)為閥100的入口和出口，但是在其他示例中，入口和出口能夠?qū)Q，以致于該出口 114是閥100的入口且該入口 112是閥100的出口。
[0043]在圖1A所示的示例中，閥100處于第一(例如開(kāi)啟)位置且在圖1B所示的示例中，閥100處于第二(例如閉合)位置。閥100被插入在上游供給源和下游供給源之間的流體流動(dòng)路徑中，以控制過(guò)程流體的流動(dòng)，該過(guò)程流體能夠包括任何與例如化石燃料的生產(chǎn)、精煉和輸氣的應(yīng)用相關(guān)的工業(yè)流體。在操作過(guò)程中，塞106運(yùn)行于允許流體在入口 112和出口 114(圖1A)之間流動(dòng)的第一位置和阻止流體在入口 112和出口 114(圖1B)之間流動(dòng)的第二位置之間。
[0044]附圖1C示出了閥100的示例的局部剖視圖。如圖1A、1B和IC所示，塞106可滑動(dòng)地設(shè)置于籠126內(nèi)且在開(kāi)啟位置(圖1A和圖1C)和閉合位置(圖1B)之間活動(dòng)，以控制流體流經(jīng)閥100。桿128 (例如閥桿、塞桿)將塞106連接致動(dòng)裝置108，該致動(dòng)裝置108作用使得塞106朝向或者遠(yuǎn)離閥座130 (例如座圈、流量控制孔)運(yùn)動(dòng)。籠126連接第一閥體部分102的一個(gè)內(nèi)表面且可使用任何合適的(一個(gè)或幾個(gè))緊固機(jī)構(gòu)連接。在某些示例中，籠126可以?shī)A緊或擠壓在第一閥體部分102的部分和閥100的另一個(gè)構(gòu)件中。
[0045]如附圖1C更清楚地示出，閥座130包括第一法蘭部分132和閥座部分134。在所示示例中，閥座130的法蘭部分132連接(例如夾緊、擠壓)在第一和第二閥體部分102、104之間，并且更具體地，在第二法蘭118和第三法蘭120之間。在其他示例中，閥座130能夠使用其他合適的連接裝置(例如螺紋、螺栓等)連接到閥100。在所示示例中，閥座部分134延伸到通路110，使得塞106能夠接合閥座部分134來(lái)阻止流體流經(jīng)閥100，如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0046]在所示示例中，籠126包括至少一個(gè)當(dāng)流體閥100處于開(kāi)啟位置時(shí)(即當(dāng)塞106遠(yuǎn)離閥座130時(shí))流體能夠從中流過(guò)的開(kāi)口 136?；\126能夠以不同的方式(例如具有各種形狀，大小和間距的開(kāi)口 136)配置，以提供特定的理想的流體流動(dòng)特性，例如，以控制流量、降低噪聲和/或氣穴、以促進(jìn)過(guò)程流體壓力的降低等。
[0047]在所示示例中，籠126設(shè)置于形成于第一閥體部分102中的腔138內(nèi)。腔138的一部分由第一閥體部分102的壁部140限定。在所示示例中，桿128延伸穿過(guò)第一閥體部分102的壁部140中的孔142。孔142包括填料144，以保持通路110和閥100的外部之間的密封，并使塞桿128直線光滑地運(yùn)動(dòng)。填料144由壓蓋螺母或固定件146、148固定，從而能夠壓縮填料144以形成流體密封并且防止過(guò)程流體從通路110向閥100的外部泄漏。
[0048]在所示示例中，致動(dòng)裝置108包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)150和安裝/對(duì)齊的支撐152。支撐152能夠采用任何合適的機(jī)械緊固件、粘合劑等連接第一閥體部分的壁部140。在所示示例中，致動(dòng)裝置108是一種線性致動(dòng)裝置。然而，在其他示例中，示例閥100能夠適用于不同類(lèi)型的致動(dòng)裝置，例如旋轉(zhuǎn)致動(dòng)裝置。致動(dòng)裝置108能夠是任何類(lèi)型的致動(dòng)裝置，例如液壓致動(dòng)裝置，電的致動(dòng)裝置，機(jī)械致動(dòng)裝置，機(jī)電致動(dòng)裝置，壓電致動(dòng)裝置或任何其他合適的致動(dòng)裝置。
[0049]如圖1C中更清楚地顯示，塞106包括通道或?qū)Ч?54，以通過(guò)作用于塞106的過(guò)程流體的壓力來(lái)平衡或均衡橫跨作用于塞106的力。因此，能夠提供一個(gè)較小的致動(dòng)力(例如通過(guò)致動(dòng)裝置108)，以使得塞106在開(kāi)啟和閉合位置之間移動(dòng)。在其他示例中，塞130能夠包含更多或更少的通道來(lái)平衡籠126內(nèi)的在塞106后的壓力。在其他示例中，塞106能夠是任何其他的流量控制構(gòu)件如不平衡塞(例如不含通道或?qū)Ч艿娜?。
[0050]在所示示例中，塞106還包括用于容納塞密封組件158 (例如密封件、密封圈和防擠圈等)的凹部156。塞密封組件158接合籠126的內(nèi)表面160以防止流體在籠126和塞106的外表面162之間泄漏。在某些示例中，塞密封組件158也確保了塞106在籠126內(nèi)相對(duì)光滑和線性地移動(dòng)。
[0051]在圖1A-1C的所示示例中，在閥100的入口 112處與第一法蘭116相鄰的通路110 (例如軸向地)與第一軸線164對(duì)齊，且在閥100的出口 114處與第四法蘭122相鄰的通路110與第二軸線166對(duì)齊。在所示示例中，第一軸線164和第二軸線164基本上相同(即進(jìn)口 112和出口 114同軸)。在其他示例中，第一和第二軸線164、166能夠是平行但偏移的(例如彼此間隔或者隔開(kāi)、非同軸)，這能夠取決于與上游供應(yīng)管和下游供應(yīng)管的方向和位置。在某些示例中，第一和/或第二軸線164、166基本上是水平的，例如，當(dāng)上游和下游供應(yīng)管相對(duì)于地面水平對(duì)齊時(shí)。
[0052]在所示示例中，與閥座130相鄰的通道110的部分基本上沿著第三軸線168對(duì)齊。第三軸線168基本上平行于且偏離于第一和第二軸線164、166。在所示示例中，桿128的縱向軸線也與第三軸線168對(duì)齊。在某些示例中，孔142和/或籠126的縱向軸線還與第三軸線168基本對(duì)齊。在操作過(guò)程中，致動(dòng)裝置108通過(guò)桿128沿第三軸線168在閥100的通路110內(nèi)部移動(dòng)塞106。更具體地說(shuō)，塞106被移動(dòng)遠(yuǎn)離閥座130(圖1A)以允許或增加通過(guò)閥100的流體流量以及靠近閥座130 (圖1b)以限制或者阻止通過(guò)閥100的流體流動(dòng)。與閥座相鄰的通路106的部分基本上沿著第三軸線168對(duì)齊，并且因此，流經(jīng)這部分的流體的流向也沿著第三軸線168對(duì)齊。
[0053]在所示示例中，進(jìn)入入口 112的流體在第一方向基本上沿著第一軸線164對(duì)齊且流出閥100的出口 114的流體在第二方向基本上沿著第二軸線166對(duì)齊。在某些示例中，第一方向與第二方向基本上是相同的(例如右、東等)。在某些這樣的示例中，第一和第二軸線164、166能夠是基本相同的(例如同軸)或平行但彼此偏離的。在某些示例中，閥100插入具有相同軸線的上游供應(yīng)管道和下游供應(yīng)管之間，因此，第一和第二軸線164、166基本上相同。
[0054]在所示示例中，流過(guò)第一和第二體部分102、104之間的閥座130的流體在第三方向基本上沿著第三軸線168對(duì)齊流動(dòng)。在某些示例中，第三方向基本上與第一和/或第二方向相同(例如右、東等)。換言之，在某些示例中，在入口 112處的流體流動(dòng)路徑向第一方向延伸且在出口 114處的流體流動(dòng)路徑在基本上與第一方向相同的第二方向上延伸，并且在閥座130處(例如，在塞106允許或阻止流體流動(dòng)處)的流體流動(dòng)路徑在與第一和第二方向基本相同的第三方向延伸。示例閥100將流體的流向從入口 112處沿著第一軸線164的第一方向轉(zhuǎn)向閥座130處沿著第三軸線168的第三方向再到出口 114處沿著第二軸線166的第二方向。因此,在某些示例中，整個(gè)流動(dòng)通道的中心軸線(例如,從入口 112到出口 114)是非線性的。
[0055]在所示示例中，與致動(dòng)裝置108連接的壁部140基本上垂直于第三軸線168。然而，在其他示例中，第一閥體部分102的外表面能夠不包括用于安裝致動(dòng)裝置108的垂直壁部。在這些示例中，致動(dòng)裝置108能夠連接第一閥體部分102的角形的或弧形的部分。
[0056]在所示示例中，第一閥體部分102的第一弧形或角形的部分(例如一部分、一節(jié)、一段等)被弧形或角形以引導(dǎo)流體流動(dòng)路徑沿著入口 112處的第一軸線164和閥座130處(即第一閥體部分102的出口)的第三軸線168之間的第四軸線170。在所示示例中，與第四軸線170對(duì)齊的第一閥體部分102的第一弧形或角形的部分基本上是線性的。然而，在其他示例中，第一閥體部分102能夠不包括線性部分而是連續(xù)的曲線(例如平滑的曲線、S形曲線、圓弧形)。如圖所示，第一角度Θ I形成于第一軸線164與第四軸線170之間。在某些示例中，第一角度Θ1能夠是0°和90°之間的任何角度。
[0057]在所示示例中，第二閥體部分104的第二弧形或角形的部分被弧形化或角形化以引導(dǎo)流體流動(dòng)路徑沿著閥座130(即第二閥體部分104的入口)處的第三軸線168和出口114處的第二軸線166之間的第五軸線172。在所示示例中，沿著第五軸線172對(duì)齊的第二閥體部分106的第二弧形或角形的部分基本上是線性的。在其他示例中，第二閥體部分106能夠不包括線性部分而是連續(xù)的曲線(例如平滑的曲線，S形曲線等等)。第二角度Θ2形成于第五軸線172與第二軸線166之間。在某些示例中，第二角度Θ2能夠是0°和90°之間的任何角度。根據(jù)流體處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)或規(guī)格，第一和第二角度Θ1和Θ2能夠基本上相同或不同。在所示示例中，第二閥體部分106中的通路110的直徑基本上是恒定的。然而，在其他示例中，第二閥體部分104中的通路110的直徑是可變的。
[0058]在操作過(guò)程中，由上游供應(yīng)管供應(yīng)的過(guò)程流體流入閥100的入口 112處。流入第一閥體部分102入口 112處的流體(例如通過(guò)通路110的第一部分)在第一方向流動(dòng)并且基本上沿著第一軸線164對(duì)齊。流體的流動(dòng)改變方向(例如由第一角度Θ I形成)并沿著第一閥體部分102中的第四軸線170流動(dòng)。當(dāng)流體接近籠126時(shí)，塞106與閥座130(例如，在通路110的第三部分)、第一閥體部分102為弧形以將流體流動(dòng)改變?yōu)檠氐谌S線168的第三方向。當(dāng)閥100在第一(開(kāi)啟)位置時(shí)，流體流過(guò)籠中的開(kāi)口 136并流過(guò)第一和第二閥體部分102、104之間的閥座130。在某些示例中，閥座130處于基本上垂直于第一、第二和/或第三軸線164、166、168的平面上。
[0059]在流體流經(jīng)閥座130后，流體改變方向(例如由第二角度Θ 2形成)并沿著第二閥體部分104中的第五軸線172流動(dòng)。當(dāng)流體接近出口 114 (例如通過(guò)通路110的第二部分)時(shí)，流體流動(dòng)路徑為弧形以改變流體的流向?yàn)榛旧涎刂诙S線166對(duì)齊的第二方向。在某些示例中，第三軸線168平行于并偏離于第一和/或第二軸線164、166。在某些示例中，第一，第二和/或第三方向基本上相同。
[0060]在所示示例中，線性致動(dòng)裝置108沿基本上平行但相對(duì)于第一和第二軸線164、166偏移(即非同軸)的第三軸線168。桿128沿著第三軸線168 (例如在第三方向)線性移動(dòng)塞106。因此，內(nèi)件組件(例如塞106與閥座130)被定向并相對(duì)于沿著第三軸線168上的通路110的部分大致線性移動(dòng)。這種線性的定向和流動(dòng)改善流動(dòng)效率并且降低閥門(mén)噪聲和湍流。在所示示例中，第一閥體部分102的形狀和曲線使致動(dòng)裝置108用很少的一如果有的話——驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件(例如傳輸、連桿組件等)沿著第三軸168線性移動(dòng)桿128和塞106。桿128能夠直接連接致動(dòng)裝置108的驅(qū)動(dòng)裝置150。因此，在某些示例中，僅僅需要用于桿128的足夠的空間來(lái)操作通路110里的塞106。因此，在某些示例中，第三軸線168僅僅以大約為閥座130處通路110的直徑的一半的距離偏離于第一和/或第二軸線164、166。
[0061]在所示示例中，第一閥體部分102、第二閥體部分104和/或流量控制構(gòu)件106能夠由任何合適的材料，例如鑄鐵、碳鋼、耐蝕材料如不銹鋼、高鎳合金鋼等，和/或任何其他合適的一種或多種材料，或它們的組合制成。在某些示例中，閥100能夠不包括第二閥體部分104，例如，當(dāng)上游供應(yīng)管和下游供水管彼此偏移時(shí)。在這樣的示例中，入口 112連接上游供應(yīng)管并且第一閥體部分(例如，與第二法蘭118相鄰)的出口直接連接下游供應(yīng)管。閥座130能夠連接在第二法蘭118和下游供應(yīng)管(或者相反的上游供應(yīng)管)的法蘭的之間。同時(shí)，在某些示例中，第一、第二和/或第三軸線164、166、168也能夠彼此為角形(即既不平行，也不相交)。
[0062]如上所述，在某些示例中，根據(jù)上游供應(yīng)管和下游供應(yīng)管的方向和位置，閥100的入口和出口能夠?yàn)槠叫械x的(例如彼此間隔或隔開(kāi)、非同軸)。在某些這樣的示例中，如圖1D所示(其中來(lái)自1A-1C的引用編號(hào)用來(lái)標(biāo)明與圖1A-1C相似或相同的元件)，第二閥體部分104(圖1A-1C)根本沒(méi)有被利用。如圖1D所示，閥100的出口處于第一閥體部分102的出口，并且因此基本上沿著第三軸線168對(duì)齊。在該示例中，第一閥體部分102的第二法蘭118能夠直接連接下游供應(yīng)管。在某些示例中，閥座130能夠連接在第一閥體部分102的第二法蘭118和下游供應(yīng)管的法蘭之間。第一軸線164和第三軸線168 (例如該示例中閥100的出口)能夠偏移任意量以使得閥100基本上與上游供應(yīng)管和下游供應(yīng)管對(duì)齊。
[0063]在示例的操作過(guò)程中，流體通過(guò)上游供應(yīng)管在入口 112處進(jìn)入第一閥體部分102，并在基本上沿著第一軸線164對(duì)齊的第一方向上流動(dòng)。流體的流動(dòng)改變方向(例如由第一角度Θ I形成)并沿著第一閥體部分102中的第四軸線170流動(dòng)。當(dāng)流體接近籠126、塞106與閥座130時(shí)，第一閥體部分102為弧形以將流體的流動(dòng)改變?yōu)檠刂谌S線168的第二方向。當(dāng)閥100處于第一(開(kāi)啟)位置時(shí)，流體流過(guò)籠中的開(kāi)口 136、流過(guò)閥座130并流出閥100進(jìn)入下游供水管。在某些示例中，第一和第二方向能夠基本上相同。圖1D所示的示例的閥100具有減少了的面對(duì)面的長(zhǎng)度并減少了的零件數(shù)量。
[0064]圖2示出了具有用于測(cè)定桿128的位置的傳感器模塊200的閥100的部分剖視圖，并且因此示出了閥100的通路110內(nèi)的流量控制構(gòu)件106。像通常所見(jiàn)在已知的閥中，在大量和重復(fù)使用后，一般磨損能夠松開(kāi)桿128和孔140中的填料144之間的密封接口。因此，在某些示例中，桿128能夠在第一閥體部分102中的孔142內(nèi)輕微移動(dòng)，并變得與第三軸線168不對(duì)齊。此外，在某些示例中，致動(dòng)裝置108的支撐152與第一閥體部分102的壁部140之間的接口能夠松開(kāi)并且進(jìn)一步移動(dòng)桿128相對(duì)于第一閥體部分102的對(duì)齊。這些移動(dòng)能夠使塞106變得相對(duì)于閥座130和第三軸線168偏離，并且因此對(duì)閥100的操作產(chǎn)生不利影響。
[0065]在所示示例中，傳感器模塊200連接第一閥體部分102。連接體202保持傳感器模塊200在相對(duì)于第一閥體部分102的預(yù)定位置。在該不例中，傳感器模塊200測(cè)量桿128的位置并提供反饋信號(hào)到致動(dòng)裝置108以更準(zhǔn)確地控制閥100中的流量控制構(gòu)件106的位置。該反饋信號(hào)立即引起桿128的對(duì)齊變化(例如活動(dòng)、反彈、放松)，且因此立即引起塞106的對(duì)齊變化。在某些示例中，傳感器模塊200包括調(diào)節(jié)桿128的位置的附加的儀器/裝置以引起桿128的位置的變化。在其他示例中，傳感器模塊200能夠連接桿128和/或支撐152以測(cè)量桿128相對(duì)于第一閥體部分102的位置。
[0066]圖3示出了包括具有手輪302的替代的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)300和安裝/對(duì)齊支撐304的閥100的部分剖視圖。手輪致動(dòng)裝置302允許操作者或技術(shù)人員通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪302手動(dòng)操作(例如打開(kāi)和關(guān)閉)閥100。在某些示例中，驅(qū)動(dòng)裝置300包括套筒和螺紋桿組件以使旋轉(zhuǎn)手輪302時(shí)移動(dòng)桿128。手輪致動(dòng)裝置操作302工作以使沿著第三軸線168移動(dòng)塞106來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉閥100。
[0067]本實(shí)用新型公開(kāi)的軸向流體控制閥100的示例有利地減少需要大量密封件和墊片的致動(dòng)構(gòu)件的數(shù)量，并且提高流動(dòng)效率。軸向流體控制閥100的示例還減少不必要的泄漏，因?yàn)橹聞?dòng)構(gòu)件設(shè)置在液體流的壓力邊界之外。此外，軸向流體控制閥100的示例包括大大減少的活動(dòng)零件，從而大大降低生產(chǎn)和維護(hù)成本并降低閥的重量。本實(shí)用新型公開(kāi)的示例閥還包括具有最小曲線的通路并幫助提供更少的通過(guò)閥的限制流動(dòng)路徑。
[0068]雖然本實(shí)用新型已經(jīng)描述若干示例裝置，但本專(zhuān)利的保護(hù)范圍不限于此。相反，該專(zhuān)利涵蓋了要么文字上要么在等同原則下完全落入所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)的所有方法、裝置和制造的產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種軸向流體閥，其特征在于，包括: 在入口和出口之間限定通路的閥體，所述入口沿著第一軸線對(duì)齊并且所述出口沿著第二軸線對(duì)齊； 位于所述入口和所述出口之間的流量控制構(gòu)件；以及 致動(dòng)裝置，所述致動(dòng)裝置具有連接所述流量控制構(gòu)件的桿以沿著第三軸線在所述通路內(nèi)移動(dòng)所述流量控制構(gòu)件，所述第三軸線基本上平行于并且偏移于所述第一軸線或者所述第二軸線中的至少一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向流體閥，其特征在于，所述第一軸線和所述第二軸線基本相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向流體閥，其特征在于，還包括位于所述入口和所述出口之間的閥座，其中，與所述閥座鄰近的所述通道的部分與所述第三軸線對(duì)齊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸向流體閥，其特征在于，沿著其導(dǎo)向所述閥座的平面基本上垂直于所述第一軸線或所述第二軸線中的至少一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向流體閥，其特征在于，還包括耦接所述閥體或者所述桿的、用于確定所述桿相對(duì)于所述閥體的位置的傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸向流體閥，其特征在于，所述傳感器用于向所述致動(dòng)裝置傳達(dá)所述桿的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向流體閥，其特征在于，所示閥體包括用于容納所述桿的孔并且基本上沿著所述第三軸線對(duì)齊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向流體閥，其特征在于，所述桿具有沿著所述第三軸線方向的縱向軸線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向流體閥，其特征在于，所述第三軸線以大于大約所述通路的半徑的距離偏離所述第一軸線。
10.一種軸向流體閥，其特征在于，包括: 在入口和出口之間限定通路的閥體，所述入口與所述通路的第一部分相鄰，所述通路的第一部分具有在第一方向上的第一流體流動(dòng)路徑，所述出口與所述通路的第二部分相鄰，所述通路的第二部分具有在與所述第一方向基本相同的第二方向上的第二流體流動(dòng)路徑；以及 在通路的第三部分內(nèi)能夠活動(dòng)的塞，所述通路的第三部分具有在與所述第一方向和所述第二方向基本相同的第三方向上的第三流體流動(dòng)路徑，其中，所述閥體具有在所述通路的第一部分和所述通路的第三部分之間的第一弧形或角形的部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的軸向流體閥，其特征在于，還包括用于在所述通路的第三部分內(nèi)手動(dòng)移動(dòng)所述塞的手輪。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的軸向流體閥，其特征在于，還包括具有桿的致動(dòng)裝置，所述桿被耦接至所述塞以在所述通路的第三部分內(nèi)移動(dòng)所述塞。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的軸向流體閥，其特征在于，所述致動(dòng)裝置用于在所述第三方向上移動(dòng)所述桿。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的軸向流體閥，其特征在于，所述致動(dòng)裝置被耦接至所述閥體的外表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的軸向流體閥，其特征在于，所述致動(dòng)裝置為線性的致動(dòng)裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的軸向流體閥，其特征在于，所述閥體還包括在所述通路的第三部分和所述通路的第二部分之間的第二弧形或角形的部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的軸向流體閥，其特征在于，所述通路的第二弧形或角形的部分具有基本上恒定的直徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的軸向流體閥，其特征在于，還包括設(shè)置在所述通路的第三部分內(nèi)的籠以容納所述塞。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的軸向流體閥，其特征在于，所述籠被耦接至所述閥體并且具有基本上與所述第三方向?qū)R的縱向軸線。
20.一種軸向流體閥，其特征在于，包括 具有流動(dòng)通道的閥體，所述流動(dòng)通道包括入口、出口和流動(dòng)控制孔，其中，流體將以基本相同的方向流經(jīng)所述入口、所述出口和孔，并且其中，所述流動(dòng)通道的中心軸線的至少一部分是非線性的；以及 流量控制構(gòu)件，所述流量控制構(gòu)件沿著流體流經(jīng)所述孔的方向移動(dòng)以控制流經(jīng)所述閥體的流體流動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F16K31/12GK204062106SQ201420388830
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月15日
【發(fā)明者】E·J·霍夫, R·A·謝德, A·L·肯尼, B·S·蒂本 申請(qǐng)人:費(fèi)希爾控制國(guó)際公司