本發(fā)明涉及閥。具體地,盡管不是唯一地,本發(fā)明涉及減壓閥。
背景技術(shù):
1、減壓閥(prv)用于在入口壓力超過所需極限時(shí)從過程中排出壓力。例如,這可以是但不限于安全,或者將過程保持在某些操作界限內(nèi)。
2、典型的減壓閥使用通電的閥構(gòu)件來保持入口處的壓力。當(dāng)入口處的壓力超過保持閥構(gòu)件關(guān)閉的力時(shí),閥構(gòu)件向端口打開、釋放、泄放或以其它方式允許過量的壓力逸出,通常通過出口逸出。對閥構(gòu)件通電可通過傳統(tǒng)方式由向下作用在閥構(gòu)件上的彈簧實(shí)現(xiàn),或通過其它方式實(shí)現(xiàn),例如先導(dǎo)操作、質(zhì)量負(fù)載或氣體負(fù)載(在作用在閥構(gòu)件上的活塞的后側(cè)上)。
3、所有這些現(xiàn)有的系統(tǒng)都有缺點(diǎn)。傳統(tǒng)安全閥具有閥的高坐靠力,其隨著壓力的升高而減小,直到壓力壓倒座彈簧力為止。這意味著當(dāng)閥位于倉庫中或通過不加壓的方式安裝時(shí),閥不斷地受到高壓力。這要求座椅/密封系統(tǒng)必須被設(shè)計(jì)成能夠承受全部的彈簧預(yù)載力。這或者通過金屬/金屬密封上的大坐靠表面實(shí)現(xiàn),這導(dǎo)致當(dāng)接近設(shè)定壓力時(shí)密封性能差,從而導(dǎo)致低壓預(yù)燃/警告/泄漏??商娲?,有時(shí)可以在較少麻煩的使用情況下結(jié)合硬止動(dòng)件來使用軟密封,以維持彈簧的較高的力并且防止軟密封的過度壓縮。然而,在一些情況下,例如對于高溫蒸汽使用,通常不推薦使用軟密封插入件。在硬止動(dòng)軟坐靠的傳統(tǒng)減壓閥的情況下,在軟密封上存在可實(shí)現(xiàn)的最大壓縮(由于硬止動(dòng)件)。聚合物密封材料可以(特別是當(dāng)暴露于較高溫度時(shí))壓縮形變-改變形狀-由此減小通過聚合物部件傳遞的坐靠力。隨著時(shí)間的推移,這可能導(dǎo)致降低的或可變的真實(shí)打開壓力或設(shè)定壓力-這是不希望的,因?yàn)樵O(shè)定壓力必須被控制在嚴(yán)格的參數(shù)內(nèi)。無法通過其設(shè)定壓力測試的減壓閥必須重新設(shè)定或停止使用,以便進(jìn)行維修或更換。
4、傳統(tǒng)prv還具有另外的缺點(diǎn),因?yàn)樵诖蟪叽鐣r(shí)成本高,大的噴嘴直徑和壓力導(dǎo)致大的力,彈簧和其它硬件。它們具有低的座緊度和預(yù)燃壓力(閥開始泄漏/幾乎打開時(shí)的壓力通常約為設(shè)定壓力的90%)。由于缺乏壓力平衡,它們在具有可變或高背壓的應(yīng)用中也具有差的性能。這不利地影響了它們的性能,并且它們可能由于出口壓力直接影響閥操作時(shí)的壓力而損失精度。為了在可變背壓環(huán)境中操作,需要波紋管或其他平衡方法,這些方法可以是機(jī)械敏感的并且與先導(dǎo)操作的釋放閥相比具有相對較低的背壓公差;增加平衡波紋管是昂貴的??商娲兀梢允褂眠^程流體體積與大氣(環(huán)境)之間的活塞密封來平衡心軸以消除這種影響。與波紋管相比,活塞密封的缺點(diǎn)在于,引導(dǎo)密封和心軸密封通常是彈性體或塑料,因此需要考慮與工作流體的溫度和化學(xué)相容性,并且對于高壓應(yīng)用仍然需要相同的高彈簧力,并且導(dǎo)致高坐靠負(fù)載。
5、此外,在使用軟(另外稱為“彈性”)坐靠元件而沒有硬止動(dòng)件的直接作用prv中,作用在軟坐靠元件上的恒定力可由于軟材料的壓縮設(shè)定而減少閥的壽命-導(dǎo)致過早泄漏或可變打開或設(shè)定壓力。
6、對于許多使用情況,傳統(tǒng)閥還需要大的、較高的力的彈簧。對于高流量或高壓的使用情況,必須使用大的彈簧,這是因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)減壓閥中,壓力感測面積等于噴嘴直徑,因此決定了最大可能的流量。
7、當(dāng)壓力增加時(shí),減小的坐靠力導(dǎo)致低于設(shè)定壓力的低預(yù)燃(另外稱為警告或泄漏),這對許多處理系統(tǒng)的效率是有害的。
8、傳統(tǒng)prv可能受到高的或可變的排放壓力的影響,因?yàn)檫@可能顯著地改變閥的設(shè)定點(diǎn),或者使得傳統(tǒng)閥不能用于某些使用情況,或者需要具有附加平衡特征的傳統(tǒng)閥,具有附加的成本和復(fù)雜性。
9、雖然平衡活塞prv閥在一些使用情況下可能是合適的,但是活塞密封必須具有與座相同的直徑,并且必須具有高完整性,因?yàn)樗鼘⑦^程流體與環(huán)境密封開。諸如高溫石墨或編織聚四氟乙烯之類的高抗泄漏/排放調(diào)節(jié)順應(yīng)性閥桿填料,尤其是那些高直徑的閥桿填料,傾向于導(dǎo)致高摩擦-過高而不能為關(guān)鍵安全系統(tǒng)提供足夠精確的設(shè)定點(diǎn)。
10、平衡波紋管prv提供了基本上無摩擦的密封,并且可以將閥與對閥的背壓的影響隔離開。然而,為了使波紋管prv提供所需的平衡效果,波紋管的直徑必須足夠大,以使噴嘴壓力區(qū)域和波紋管相匹配。為了使相對短、大直徑和耐壓的波紋管能夠移動(dòng)相當(dāng)大的距離,該波紋管必須由多個(gè)非常薄和易碎的層制成。在這些波紋管中表現(xiàn)出的設(shè)計(jì)折衷通常限制了它們能夠處理的背壓-通常,背壓必須被限制為閥設(shè)定壓力的20%或30%。
11、由于滑動(dòng)軟密封,先導(dǎo)操作的減壓閥(porv或poprv)具有有限的高溫應(yīng)用。由于管道和導(dǎo)閥的復(fù)雜和小直徑,它們也不能用于衛(wèi)生的就地清潔(cip)應(yīng)用中。由于導(dǎo)閥和管道中的小流動(dòng)路徑,porv可能不能很好地適合于高粘性或含有高含量顆粒的工藝介質(zhì)。在較小的尺寸中,porv通常比傳統(tǒng)閥成本更高,它們也經(jīng)常使用非標(biāo)準(zhǔn)的端口(例如api?526)。與傳統(tǒng)閥相比,porv通常被認(rèn)為是復(fù)雜的和專門的。在一些情況下,它們的多階段操作可以導(dǎo)致比直接作用閥更慢的反應(yīng)。它們需要單獨(dú)的先導(dǎo)控制閥,小口徑管道和感測閥-驅(qū)動(dòng)成本和組裝復(fù)雜性。
12、在已經(jīng)參考專利說明書、其他外部文獻(xiàn)或其他信息源的本說明書中,這通常是為了提供用于討論本發(fā)明的特征的上下文。除非另外明確說明,否則對此類外部文獻(xiàn)的引用不應(yīng)被解釋為承認(rèn)此類文獻(xiàn)或此類信息源在任何權(quán)利范圍內(nèi)是現(xiàn)有技術(shù)或形成本領(lǐng)域公知常識(shí)的一部分。
13、本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的減壓閥,或克服上述缺點(diǎn)或解決上述需要,或至少為公眾提供一種有用的選擇。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、在第一方面,本發(fā)明在于一種減壓閥,該減壓閥對入口受壓流體進(jìn)行操作以防止和允許入口流體從入口流動(dòng)到出口,該減壓閥包括或包含,
2、閥體,其具有通向所述閥體的內(nèi)部的入口,以及從所述內(nèi)部離開的出口,
3、閥構(gòu)件,其可操作地定位在所述閥體內(nèi),所述閥構(gòu)件在其第一側(cè)上具有與所述入口流體處于流體連通的第一壓力表面,以及在其第二側(cè)上的第二壓力表面,所述第二壓力表面與所述第一表面相反并且也與所述入口流體處于流體連通,在所述第一側(cè)上的第一密封表面,以將所述入口與所述出口密封隔離,
4、第一偏置力,其將所述閥構(gòu)件推動(dòng)到第一閥位置,由此所述第一偏置力將所述入口與所述出口密封開,
5、感測心軸,其與所述入口流體連通,所述感測心軸具有與所述入口流體流體連通的第三壓力表面,第二偏置力,所述第二偏置力抵抗作用在所述第三壓力表面上的所述入口流體壓力而將所述感測心軸推動(dòng)到第一心軸位置,所述第二偏置力不與所述第一偏置力相加,
6、使得在使用中,作用在所述第二壓力表面上的所述入口流體在將所述第一密封表面密封到所述入口上的過程中與所述第一偏置力相加,并且
7、當(dāng)入口壓力超過設(shè)定壓力時(shí),感測心軸移動(dòng)到或朝向第二心軸位置,所述第二心軸位置破壞第一密封表面和入口之間的密封,并且入口流體可以流出到出口。
8、優(yōu)選地,當(dāng)處于壓力但低于設(shè)定壓力時(shí),作用在所述第二壓力表面上的所述入口流體在將所述第一密封表面密封到所述入口時(shí)產(chǎn)生大于所述第一偏置力的力。
9、在第一方面,本發(fā)明在于一種減壓閥,該減壓閥對入口受壓流體進(jìn)行操作以防止和允許入口流體從入口流動(dòng)到出口,該減壓閥包括或包含,
10、閥體,其具有通向所述閥體的內(nèi)部的入口,以及從所述內(nèi)部離開的出口,
11、閥帽,其在所述第一端口與所述第二端口之間可移除地接合到所述閥體上,以便在其間進(jìn)一步限定管道,
12、閥構(gòu)件,其在所述管道內(nèi)具有環(huán)形裙部,所述環(huán)形裙部具有外周邊,所述閥體至少部分地圍繞所述外周邊限定了環(huán)形室,并且所述環(huán)形裙部具有內(nèi)周邊,所述內(nèi)周邊限定了內(nèi)室,所述閥構(gòu)件具有防止流體流動(dòng)的關(guān)閉位置以及允許流體流動(dòng)的打開位置,
13、所述環(huán)形裙部在所述打開位置與所述關(guān)閉位置處以及在所述打開位置與所述關(guān)閉位置之間與所述閥帽在第一密封直徑或周邊處滑動(dòng)和密封接合,
14、所述閥構(gòu)件的外部底座,當(dāng)處于所述關(guān)閉位置中時(shí),在一個(gè)第二密封直徑或周邊處密封抵靠所述閥體,
15、所述第一密封直徑或周邊大于所述第二密封直徑或周邊,第一壓力區(qū)域,所述第一壓力區(qū)域被限定在所述第一密封直徑或周邊與所述第二密封直徑或周邊之間,所述第一壓力區(qū)域在壓力下將流體接收到所述內(nèi)室中時(shí)提供朝向所述關(guān)閉位置的偏置,
16、當(dāng)處于所述打開位置時(shí),在所述閥體和閥構(gòu)件之間限定開口,以允許流體在所述第一端口之間經(jīng)由所述開口流動(dòng)到所述第二端口,
17、感測心軸,其在第三密封直徑或周邊(d3)處與所述閥帽滑動(dòng)和密封接合,所述第三密封直徑或周邊(d3)限定了第二壓力區(qū)域,所述第二壓力區(qū)域在接收到受壓流體時(shí)提供朝向所述打開位置的偏置,
18、這樣使得在使用中,作用在第二壓力表面上的入口流體在將第一密封表面密封到入口的過程中與第一偏置力相減,并且當(dāng)入口壓力超過設(shè)定壓力時(shí),感測心軸移動(dòng)到或朝向第二心軸位置,所述第二心軸位置在第一密封直徑處破壞密封,并且入口流體可以離開到出口。
19、優(yōu)選地,所述閥構(gòu)件被第一偏置偏置關(guān)閉。
20、優(yōu)選地,除了第一偏置之外,第一壓力區(qū)域還提供來自受壓流體的偏置。
21、優(yōu)選地,第三密封直徑小于第二密封直徑。
22、優(yōu)選地,存在與作用在第二壓力表面上的入口流體相反的作用在感測心軸上的第二偏置。
23、在另一個(gè)方面,本發(fā)明在于一種具有入口端口和出口端口的減壓閥,該減壓閥包括或包含,
24、閥構(gòu)件,其位于所述入口端口和所述出口端口之間,所述閥構(gòu)件在允許流體在所述端口之間流動(dòng)的打開位置與阻止流體流動(dòng)的關(guān)閉位置之間是可移動(dòng)的,
25、所述閥構(gòu)件與所述入口端口和所述出口端口流體連通,
26、與所述入口壓力和參考壓力處于流體連通的可移動(dòng)感測心軸,
27、所述感測心軸具有第一位置和第二位置,所述感測心軸朝向所述第二位置作用在所述閥構(gòu)件上以將所述閥構(gòu)件移動(dòng)離開其密封位置,
28、所述閥構(gòu)件處于除了其密封位置之外的任何位置都將導(dǎo)致入口和出口之間的流體連接。
29、在另一個(gè)方面,本發(fā)明在于一種減壓閥,該減壓閥對入口受壓流體進(jìn)行操作以防止和允許入口流體從入口流動(dòng)到出口,該減壓閥包括或包含,
30、閥體,其具有通向所述閥體的內(nèi)部的入口,以及從所述內(nèi)部離開的出口,
31、閥構(gòu)件,其可操作地定位在所述閥體內(nèi),所述閥構(gòu)件在其第一側(cè)上具有與所述入口流體處于流體連通的第一壓力表面,以及在其第二側(cè)上的第二壓力表面,所述第二壓力表面與所述第一表面相反并且也與所述入口流體處于流體連通,所述第一壓力表面與所述第二壓力表面的差限定了所述入口壓力和所述出口壓力作用于其上的第一壓力區(qū)域,在所述第一側(cè)上的第一密封表面,以將所述入口與所述出口密封隔離,
32、第一偏置力,其將所述閥構(gòu)件推動(dòng)到第一閥位置,由此所述第一偏置力將所述入口與所述出口密封開,
33、感測心軸,其與所述入口流體連通,所述感測心軸具有與所述入口流體流體連通的第二壓力區(qū)域,第二偏置力,所述第二偏置力抵抗作用在所述第二壓力區(qū)域上的所述入口流體壓力將所述感測心軸推動(dòng)到第一心軸位置,所述第二偏置力不與所述第一偏置力相加,
34、這樣使得在使用中,作用在所述第一壓力區(qū)域上的所述入口與出口流體之間的壓差在將所述第一密封表面密封到所述入口時(shí)與所述第一偏置力相加,并且
35、其中當(dāng)所述入口壓力超過設(shè)定壓力時(shí),所述感測心軸經(jīng)由所述第二壓力區(qū)域上的入口壓力的作用而移動(dòng)到或朝向第二心軸位置,由此作用在所述閥構(gòu)件上,以在所述閥構(gòu)件和所述密封表面之間產(chǎn)生分離,并且使得能夠在所述入口和所述出口之間流動(dòng)。
36、優(yōu)選地,當(dāng)感測心軸作用于閥構(gòu)件時(shí),感測心軸將閥構(gòu)件移動(dòng)到或朝向第二閥位置。
37、在另一個(gè)方面,本發(fā)明在于一種減壓閥,該減壓閥對入口受壓流體進(jìn)行操作以防止和允許入口流體從入口流動(dòng)到出口,該減壓閥包括或包含,
38、閥體,其具有通向所述閥體的內(nèi)部的入口,以及從所述內(nèi)部離開的出口,
39、閥構(gòu)件,其可操作地定位在所述閥體內(nèi),所述閥構(gòu)件具有第一壓力區(qū)域,所述入口壓力和所述出口壓力作用在所述第一壓力區(qū)域上,第一密封表面,所述第一密封表面位于所述第一側(cè)上以將所述入口與所述出口密封隔離,
40、第一偏置力,其將所述閥構(gòu)件推動(dòng)到第一閥位置,由此所述第一偏置力將所述入口與所述出口密封開,
41、感測心軸,其與所述入口流體連通,所述感測心軸具有與所述入口流體流體連通的第二壓力區(qū)域,第二偏置力,所述第二偏置力抵抗作用在所述第二壓力區(qū)域上的所述入口流體壓力將所述感測心軸推動(dòng)到第一心軸位置,所述第二偏置力不與所述第一偏置力相加,
42、這樣使得在使用中,作用在所述第一壓力區(qū)域上的所述入口與出口流體之間的壓差在將所述第一密封表面密封到所述入口時(shí)與所述第一偏置力相加,并且
43、其中當(dāng)所述入口壓力超過設(shè)定壓力時(shí),所述感測心軸經(jīng)由所述第二壓力區(qū)域上的入口壓力的作用而移動(dòng)到或朝向第二心軸位置,由此作用在所述閥構(gòu)件上,以在所述閥構(gòu)件和所述密封表面之間產(chǎn)生分離,并且使得能夠在所述入口和所述出口之間流動(dòng)。
44、優(yōu)選地,所述閥構(gòu)件在其第一側(cè)上具有與所述入口流體流體連通的第一壓力表面,并且在其與所述第一表面相對的第二側(cè)上具有也與所述入口流體流體連通的第二壓力表面,所述第一和第二壓力表面之間的差限定所述第一壓力區(qū)域。
45、在又一個(gè)方面,本發(fā)明在于一種減壓閥,該減壓閥對入口受壓流體進(jìn)行操作以防止和允許入口流體從入口流動(dòng)到出口,該減壓閥包括或包含,
46、閥體,其具有通向所述閥體的內(nèi)部的入口,以及從所述內(nèi)部離開的出口,
47、閥構(gòu)件,其可操作地定位在所述閥體內(nèi),所述閥構(gòu)件具有第一壓力區(qū)域,所述入口壓力和所述出口壓力作用在所述第一壓力區(qū)域上,第一密封表面,所述第一密封表面位于所述閥構(gòu)件的第一側(cè)上以便抵靠入口密封表面進(jìn)行密封并且將所述入口與所述出口密封隔離,
48、第一偏置力,其將所述閥構(gòu)件推動(dòng)到第一閥位置,由此所述第一偏置力能夠?qū)⑺鋈肟谂c所述出口密封開,
49、感測心軸,其與所述入口流體連通,所述感測心軸具有與所述入口流體流體連通的第二壓力區(qū)域,第二偏置力,所述第二偏置力抵抗作用在所述第二壓力區(qū)域上的所述入口流體壓力將所述感測心軸推動(dòng)到第一心軸位置,所述第二偏置力不與所述第一偏置力相加,
50、這樣使得在使用中,作用在所述第一壓力區(qū)域上的所述入口與所述出口流體之間的壓差與所述第一偏置力相加以便將所述入口與所述出口密封隔離,并且
51、其中在使用中當(dāng)所述入口壓力超過設(shè)定壓力時(shí),所述感測心軸經(jīng)由所述第二壓力區(qū)域上的入口壓力的作用而移動(dòng)到或朝向第二心軸位置,由此作用在所述閥構(gòu)件上,以在所述第一密封表面與所述入口密封表面之間產(chǎn)生分離并且使得流體能夠在所述入口與出口之間流動(dòng)。
52、優(yōu)選地,在閥構(gòu)件的第一側(cè)上具有與入口流體流體連通的第一壓力表面,以及在閥構(gòu)件的與第一壓力表面相對的第二側(cè)上具有也與入口流體流體連通的第二壓力表面,第一和第二壓力表面中的凈差限定了入口壓力和出口壓力作用于其上的第一壓力區(qū)域。
53、優(yōu)選地,作用在第一壓力區(qū)域上的入口和出口流體之間的壓差除了產(chǎn)生用于密封閥構(gòu)件的第一偏置力之外,還產(chǎn)生凈壓力。
54、優(yōu)選地,在所述感測心軸上具有限定所述第二壓力區(qū)域的第三壓力表面。
55、優(yōu)選地,第一密封表面和入口密封表面的分離減小了第一壓力區(qū)域提供的凈力,使得第一密封表面和入口密封表面進(jìn)一步被感測心軸分離,以使流體能夠在入口和出口之間流動(dòng)。
56、優(yōu)選地,第一和/或第二偏置是可調(diào)節(jié)的。
57、優(yōu)選地,第一偏置是彈簧或其它彈性或類似偏置,所述彈簧或其它彈性或類似偏置可提供初始力以將所述第一密封表面保持在所述入口密封表面上。
58、優(yōu)選地,感測心軸基本上容納在閥構(gòu)件內(nèi)。
59、優(yōu)選地,第二壓力表面的面積大于第一壓力表面的面積,以增加保持閥構(gòu)件密封的力。
60、優(yōu)選地,第一壓力表面與第二壓力表面的面積比可通過入口調(diào)節(jié),以改變關(guān)閉閥構(gòu)件的通電力。
61、優(yōu)選地,在閥構(gòu)件周圍存在與出口流體連通的環(huán)形室。
62、優(yōu)選地,第二壓力區(qū)域或心軸的壓力表面用于克服第一偏置的組合關(guān)閉力以及第一壓力區(qū)域和作用在其上的入口壓力和出口壓力的合力,以將閥構(gòu)件從第一閥位置移動(dòng)并且打開閥構(gòu)件的密封。
63、優(yōu)選地,閥構(gòu)件是環(huán)形構(gòu)件,第一密封表面靠近所述入口。
64、優(yōu)選地,第一密封表面是環(huán)形表面。
65、優(yōu)選地,入口密封表面是環(huán)形的以與第一密封表面配合。
66、優(yōu)選地,在第一壓力表面和第二壓力表面之間存在至少一個(gè)流體通道。
67、優(yōu)選地,流體通道在第一密封表面的周邊內(nèi),使得當(dāng)所述第一密封表面密封到所述入口密封表面時(shí),沒有到出口的流體連通。
68、優(yōu)選地,所述第一偏置力由圍繞所述閥構(gòu)件的外表面設(shè)置的螺旋彈簧提供。
69、優(yōu)選地,第二偏置力由螺旋彈簧提供。
70、優(yōu)選地,存在止動(dòng)件以抵抗第二偏置力將感測心軸保持在第一心軸位置。
71、優(yōu)選地,第二偏置在其力上是可調(diào)節(jié)的,以部分地允許設(shè)定壓力的調(diào)節(jié)。
72、優(yōu)選地,當(dāng)入口流體壓力增加但保持在設(shè)定壓力以下時(shí),第一壓力區(qū)域增加保持閥構(gòu)件密封的力。
73、優(yōu)選地,所述至少一個(gè)流體通道位于所述閥構(gòu)件的軸向中心處,并且所述感測心軸朝向所述入口穿過所述至少一個(gè)流體通道。
74、優(yōu)選地,感測心軸和閥構(gòu)件沿著縱向軸線從它們各自的第一位置平移到它們各自的第二位置。
75、優(yōu)選地,限定閥構(gòu)件的環(huán)形構(gòu)件,第一密封表面和入口密封表面與縱向軸線同心。
76、優(yōu)選地,在第一壓力區(qū)域和第二壓力區(qū)域之間存在附加的流體通道。
77、優(yōu)選地,當(dāng)所述感測心軸從其第一位置移動(dòng)到其第二位置或朝向其第二位置移動(dòng)時(shí),所述感測心軸的位于所述閥構(gòu)件上游的截面可用作掣子,以接合和打開所述閥構(gòu)件。
78、優(yōu)選地,截面的直徑大于感測心軸所穿過的流體通道的直徑,以使得感測心軸能夠接合并移動(dòng)閥構(gòu)件。
79、優(yōu)選地,該止動(dòng)件還用于形成該環(huán)形室,并且被密封到該環(huán)形室的內(nèi)周上。
80、優(yōu)選地,感測心軸和閥構(gòu)件與止動(dòng)件處于分開的滑動(dòng)密封。
81、優(yōu)選地,感測心軸具有止動(dòng)部,該止動(dòng)部與止動(dòng)件接合,以抵抗第二偏置力將感測心軸保持在第一心軸位置。
82、優(yōu)選地,在閥構(gòu)件上具有引導(dǎo)裙部,該引導(dǎo)裙部延伸到入口或延伸到入口中,并且與入口滑動(dòng)接合,以在閥構(gòu)件密封和不密封時(shí)引導(dǎo)閥構(gòu)件。
83、優(yōu)選地,所述引導(dǎo)裙部與所述入口滑動(dòng)密封接合。
84、優(yōu)選地,流體通道在閥構(gòu)件朝向第二閥位置的第一移動(dòng)中不密封,而閥裙部或其第二流體通道在閥構(gòu)件朝向第二閥位置的第二進(jìn)一步移動(dòng)中不密封。
85、優(yōu)選地,閥構(gòu)件相對于入口壓力和出口壓力平衡。
86、在另一方面,本發(fā)明在于一種操作減壓閥以對入口受壓流體進(jìn)行操作以防止和允許入口流體從入口流動(dòng)到出口的方法,該方法包括或包含,
87、偏置閥構(gòu)件以密封從所述入口到所述出口的開口,所述閥構(gòu)件具有第一壓力區(qū)域,除了所述閥構(gòu)件偏置以密封所述入口與所述出口之外,所述入口流體壓力能夠作用在所述第一壓力區(qū)域上以增加所述閥構(gòu)件在座上的密封力,
88、使感測心軸偏置而抵抗來自所述入口的作用在所述感測心軸的第二壓力區(qū)域上的入口流體壓力,所述感測心軸偏置不增加所述閥構(gòu)件偏置,所述感測心軸偏置提供設(shè)定壓力,在所述設(shè)定壓力下所述感測心軸不移動(dòng),其中,
89、在所述設(shè)定壓力以下,所述感測心軸不與閥構(gòu)件接觸,所述閥構(gòu)件偏置和第一壓力區(qū)域上的入口壓力保持閥元件密封,并且感測心軸偏置保持感測活塞抵靠硬止動(dòng)件,
90、在接近所述設(shè)定壓力時(shí),通過第一壓力區(qū)域的作用,所述閥構(gòu)件被更強(qiáng)有力地壓入其座中。
91、剛好在設(shè)定壓力之下,獨(dú)立于閥構(gòu)件的感測心軸朝向當(dāng)前靜止的閥構(gòu)件移動(dòng)并且接觸當(dāng)前靜止的閥構(gòu)件,但是入口壓力不足以克服閥構(gòu)件偏置和作用在閥構(gòu)件上的第一壓力區(qū)域力。
92、一旦達(dá)到設(shè)定壓力,則第二壓力區(qū)域上的入口流體壓力(大于第一壓力區(qū)域)現(xiàn)在高到足以克服閥構(gòu)件偏置和感測心軸偏置,感測心軸然后移動(dòng)閥構(gòu)件以打開開口,并且允許入口和出口之間的流體流動(dòng)。
93、這樣提供了減壓閥,所述減壓閥具有低的初始密封壓力,并且所述密封壓力隨著入口流體壓力而增加,從而防止入口流體流到出口,直到達(dá)到設(shè)定壓力,在所述點(diǎn),開口被打開以允許流體從入口流到出口。
94、在另一方面,本發(fā)明在于一種操作減壓閥以對入口受壓流體進(jìn)行操作以防止和允許入口流體從入口流動(dòng)到出口的方法,該方法包括或包含,
95、偏置閥構(gòu)件以密封從所述入口到所述出口的開口,所述閥構(gòu)件具有第一壓力區(qū)域,除了所述閥構(gòu)件偏置以密封所述入口與所述出口之外,所述入口流體壓力能夠作用在所述第一壓力區(qū)域上以增加所述閥構(gòu)件在座上的密封力,
96、使感測心軸偏置而抵抗來自所述入口的作用在所述感測心軸的第二壓力區(qū)域上的入口流體壓力,所述感測心軸偏置不增加所述閥構(gòu)件偏置,所述感測心軸偏置提供設(shè)定壓力,在所述設(shè)定壓力下所述感測心軸不移動(dòng),其中,
97、在所述設(shè)定壓力以下,所述感測心軸不與閥構(gòu)件接觸,所述閥構(gòu)件偏置和第一壓力區(qū)域上的入口壓力保持閥元件密封,并且感測心軸偏置保持感測心軸抵靠硬止動(dòng)件,
98、一旦達(dá)到設(shè)定壓力,則第二壓力區(qū)域上的入口流體壓力(大于第一壓力區(qū)域)現(xiàn)在高到足以克服閥構(gòu)件偏置和感測心軸偏置,感測心軸然后移動(dòng)閥構(gòu)件以打開開口,并且允許入口和出口之間的流體流動(dòng)。
99、這樣提供了減壓閥,所述減壓閥具有低的初始密封壓力,并且所述密封壓力隨著入口流體壓力而增加,從而防止入口流體流到出口,直到達(dá)到設(shè)定壓力,在所述點(diǎn),開口被打開以允許流體從入口流到出口。
100、優(yōu)選地,剛好在設(shè)定壓力之下,獨(dú)立于閥構(gòu)件的感測心軸朝向當(dāng)前靜止的閥構(gòu)件移動(dòng)并且接觸當(dāng)前靜止的閥構(gòu)件,但是入口壓力不足以克服閥構(gòu)件偏置和作用在閥構(gòu)件上的第一壓力區(qū)域力。
101、優(yōu)選地,在閥構(gòu)件的第一側(cè)上具有與入口流體流體連通的第一壓力表面,以及在閥構(gòu)件的與第一壓力表面相對的第二側(cè)上具有也與入口流體流體連通的第二壓力表面,第一和第二壓力表面中的凈差限定了入口壓力和出口壓力作用于其上的第一壓力區(qū)域。
102、優(yōu)選地,作用在第一壓力區(qū)域上的入口和出口流體之間的壓差除了產(chǎn)生用于密封閥構(gòu)件的第一偏置力之外,還產(chǎn)生凈壓力。
103、優(yōu)選地,在所述感測心軸上具有限定所述第二壓力區(qū)域的第三壓力表面。
104、優(yōu)選地,第一密封表面和入口密封表面的分離減小了第一壓力區(qū)域提供的凈力,使得第一密封表面和入口密封表面進(jìn)一步被感測心軸分離,以使流體能夠在入口和出口之間流動(dòng)。
105、優(yōu)選地,第一和/或第二偏置是可調(diào)節(jié)的。
106、優(yōu)選地,第一偏置是彈簧或其它彈性或類似偏置,所述彈簧或其它彈性或類似偏置可提供初始力以將所述第一密封表面保持在所述入口密封表面上。
107、優(yōu)選地,感測心軸基本上容納在閥構(gòu)件內(nèi)。
108、優(yōu)選地,第二壓力表面的面積大于第一壓力表面的面積,以增加保持閥構(gòu)件密封的力。
109、優(yōu)選地,第一壓力表面與第二壓力表面的面積比可通過入口調(diào)節(jié),以改變關(guān)閉閥構(gòu)件的通電力。
110、優(yōu)選地,在閥構(gòu)件周圍存在與出口流體連通的環(huán)形室。
111、優(yōu)選地,第二壓力區(qū)域或心軸的壓力表面用于克服第一偏置的組合關(guān)閉力以及第一壓力區(qū)域和作用在其上的入口壓力和出口壓力的合力,以將閥構(gòu)件從第一閥位置移動(dòng)并且打開閥構(gòu)件的密封。
112、優(yōu)選地,閥構(gòu)件是環(huán)形構(gòu)件,第一密封表面靠近所述入口。
113、優(yōu)選地,第一密封表面是環(huán)形表面。
114、優(yōu)選地,入口密封表面是環(huán)形的以與第一密封表面配合。
115、優(yōu)選地,在第一壓力表面和第二壓力表面之間存在至少一個(gè)流體通道。
116、優(yōu)選地,流體通道在第一密封表面的周邊內(nèi),使得當(dāng)所述第一密封表面密封到所述入口密封表面時(shí),沒有到出口的流體連通。
117、優(yōu)選地,所述第一偏置力由圍繞所述閥構(gòu)件的外表面設(shè)置的螺旋彈簧提供。
118、優(yōu)選地,第二偏置力由螺旋彈簧提供。
119、優(yōu)選地,存在止動(dòng)件以抵抗第二偏置力將感測心軸保持在第一心軸位置。
120、優(yōu)選地,第二偏置在其力上是可調(diào)節(jié)的,以部分地允許設(shè)定壓力的調(diào)節(jié)。
121、優(yōu)選地,當(dāng)入口流體壓力增加但保持在設(shè)定壓力以下時(shí),第一壓力區(qū)域增加保持閥構(gòu)件密封的力。
122、優(yōu)選地,所述至少一個(gè)流體通道位于所述閥構(gòu)件的軸向中心處,并且所述感測心軸朝向所述入口穿過所述至少一個(gè)流體通道。
123、優(yōu)選地,感測心軸和閥構(gòu)件沿著縱向軸線從它們各自的第一位置平移到它們各自的第二位置。
124、優(yōu)選地,限定閥構(gòu)件的環(huán)形構(gòu)件,第一密封表面和入口密封表面與縱向軸線同心。
125、可替代地,限定閥構(gòu)件的環(huán)形構(gòu)件,第一密封表面和入口密封表面與縱向軸線不同心,因?yàn)樗鼈冊谄教贡砻嫔厦芊狻?/p>
126、優(yōu)選地,在第一壓力區(qū)域和第二壓力區(qū)域之間存在附加的流體通道。
127、優(yōu)選地,當(dāng)所述感測心軸從其第一位置移動(dòng)到其第二位置或朝向其第二位置移動(dòng)時(shí),所述感測心軸的位于所述閥構(gòu)件上游的截面可用作掣子,以接合和打開所述閥構(gòu)件。
128、優(yōu)選地,截面的直徑大于感測心軸所穿過的流體通道的直徑,以使得感測心軸能夠接合并移動(dòng)閥構(gòu)件。
129、優(yōu)選地,該止動(dòng)件還用于形成該環(huán)形室,并且被密封到該環(huán)形室的內(nèi)周上。
130、優(yōu)選地,感測心軸和閥構(gòu)件與止動(dòng)件處于分開的滑動(dòng)密封。
131、優(yōu)選地,感測心軸具有止動(dòng)部,該止動(dòng)部與止動(dòng)件接合,以抵抗第二偏置力將感測心軸保持在第一心軸位置。
132、優(yōu)選地,在閥構(gòu)件上具有引導(dǎo)裙部,該引導(dǎo)裙部延伸到入口或延伸到入口中,并且與入口滑動(dòng)接合,以在閥構(gòu)件密封和不密封時(shí)引導(dǎo)閥構(gòu)件。
133、優(yōu)選地,所述引導(dǎo)裙部與所述入口滑動(dòng)密封接合。
134、優(yōu)選地,流體通道在閥構(gòu)件朝向第二閥位置的第一移動(dòng)中不密封,而閥裙部或其第二流體通道在閥構(gòu)件朝向第二閥位置的第二進(jìn)一步移動(dòng)中不密封。
135、優(yōu)選地,閥構(gòu)件相對于入口壓力和出口壓力平衡。
136、在另一方面,本發(fā)明在于一種操作減壓閥以對入口受壓流體進(jìn)行操作以防止和允許入口流體從入口流動(dòng)到出口的方法,該方法包括或包含,
137、提供閥體,該閥體具有通向該閥體的內(nèi)部的入口,以及從該內(nèi)部離開的出口,
138、提供閥帽,該閥帽在該第一端口與該第二端口之間可移除地接合到該閥體上,以便在其間進(jìn)一步限定管道,
139、提供閥構(gòu)件,該閥構(gòu)件在所述管道內(nèi)具有環(huán)形裙部,所述環(huán)形裙部具有外周邊,所述閥體至少部分地圍繞所述外周邊限定了環(huán)形室,并且所述環(huán)形裙部具有內(nèi)周邊,所述內(nèi)周邊限定了內(nèi)室,所述閥構(gòu)件具有防止流體流動(dòng)的關(guān)閉位置以及允許流體流動(dòng)的打開位置,
140、所述環(huán)形裙部在所述打開位置與所述關(guān)閉位置處以及在所述打開位置與所述關(guān)閉位置之間與所述閥帽在第一密封直徑或周邊處滑動(dòng)和密封接合,
141、提供該閥構(gòu)件的外部底座,當(dāng)處于所述關(guān)閉位置中時(shí),在一個(gè)第二密封直徑或周邊處密封抵靠所述閥體,
142、所述第一密封直徑或周邊大于所述第二密封直徑或周邊,第一壓力區(qū)域,所述第一壓力區(qū)域被限定在所述第一密封直徑或周邊與所述第二密封直徑或周邊之間,所述第一壓力區(qū)域在壓力下將流體接收到所述內(nèi)室中時(shí)提供朝向所述關(guān)閉位置的偏置,
143、當(dāng)處于所述打開位置時(shí),在所述閥體和閥構(gòu)件之間限定開口,以允許流體在所述第一端口之間經(jīng)由所述開口流動(dòng)到所述第二端口,
144、提供感測心軸,該感測心軸在第三密封直徑或周邊(d3)處與所述閥帽滑動(dòng)和密封接合,所述第三密封直徑或周邊(d3)限定了第二壓力區(qū)域,所述第二壓力區(qū)域在接收到受壓流體時(shí)提供朝向所述打開位置的偏置,
145、這樣使得在使用中,作用在第二壓力表面上的入口流體在將第一密封表面密封到入口的過程中與第一偏置力相減,并且當(dāng)入口壓力超過設(shè)定壓力時(shí),感測心軸移動(dòng)到或朝向第二心軸位置,所述第二心軸位置在第一密封直徑處破壞密封,并且入口流體可以離開到出口。
146、在另一個(gè)方面,本發(fā)明在于一種操作具有入口端口和出口端口的減壓閥的方法,該方法包括或包含,
147、提供閥構(gòu)件,其位于所述入口端口和所述出口端口之間,所述閥構(gòu)件在允許流體在所述端口之間流動(dòng)的打開位置與阻止流體流動(dòng)的關(guān)閉位置之間是可移動(dòng)的,
148、所述閥構(gòu)件與所述入口端口和所述出口端口流體連通,
149、提供與該入口壓力和參考壓力處于流體連通的可移動(dòng)感測心軸,
150、允許該感測心軸在第一位置與第二位置之間移動(dòng),該感測心軸朝向該第二位置作用在該閥構(gòu)件上以將該閥構(gòu)件移動(dòng)離開其密封位置,
151、所述閥構(gòu)件處于除了其密封位置之外的任何位置都將導(dǎo)致入口和出口之間的流體連接。
152、在另一方面中,本發(fā)明在于一種如本文中參考附圖中的任何一個(gè)或多個(gè)所述的減壓閥。
153、在另一個(gè)方面中,本發(fā)明在于一種如本文中參考附圖中的任何一個(gè)或多個(gè)所述的操作減壓閥的方法。
154、如本文所用,術(shù)語“和/或”意指“和”或“或”,或兩者。
155、如本文所用,名詞后面的“(s)”意指該名詞的復(fù)數(shù)和/或單數(shù)形式。
156、本說明書中使用的術(shù)語“包括”意指“至少部分由…組成”。當(dāng)解釋包括該術(shù)語的本說明書中的語句時(shí),在每個(gè)語句中以該術(shù)語開頭的特征都需要存在,也可以存在其它特征。相關(guān)術(shù)語例如“包括(comprise)”和“包括(comprised)”將以相同的方式解釋。
157、本文公開的數(shù)字范圍(例如,1至10)也包括提及該范圍內(nèi)的所有有理數(shù)(例如,1、1.1、2、3、3.9、4、5、6、6.5、7、8、9和10)以及該范圍內(nèi)的有理數(shù)任何范圍(例如,2到8、1.5到5.5和3.1到4.7)。
158、上文和下文引用的所有申請、專利和出版物(如果有的話)的全部公開內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
159、本發(fā)明還可以被廣泛地描述為包括在本技術(shù)的說明書中單獨(dú)地或共同地提及或指示的零件、元件和特征,以及所述零件、元件和特征中的任何兩個(gè)或更多個(gè)的任何或所有組合,并且其中在此提及了具體的整數(shù),這些具體的整數(shù)在本發(fā)明所涉及的領(lǐng)域中具有已知的等效物,這些已知的等同物被認(rèn)為并入本文,就像單獨(dú)闡述一樣。
160、本發(fā)明的其它方面可從以下僅作為示例并參考附圖給出的描述中變得顯而易見。