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CN101317031B - 控制阀 - Google Patents

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Abstract

一种控制阀(32)具有相对于一个刚性压力平衡部件(33)而运动的一个阀(34)。该压力平衡部件(33)以及该阀(34)通过一个阀门插件(47)相连接。该控制阀(32)具有一个压力平衡部件(33)以便对该压力平衡部件(33)以及该阀(34)均施加一个相似的压力。使用一种刚性材料增加了该压力平衡部件(33)的耐用性。该压力平衡部件(33)形成了该执行器的一部分或者该衔铁(45)的一部分。

Description

控制阀
相关申请的交叉引用
本申请要求2005年12月1日提交的美国临时专利申请号60/741,259的权益。以上申请的公开通过引用结合在此。
发明领域
本发明涉及带有一个压力平衡部件的一个控制阀，该压力平衡部件传递一个压力以使一个相似的压力作用于一个压力平衡部件以及一个阀门上。
发明背景
执行器通常用于控制多种装置。执行器提供了移动和定位一个阀门所需的力。造成通过阀门的入口和出口之间的流动的压力差能够在阀门上产生一个力，该力能够对抗执行器的力。这可能需要使用一个更大和更昂贵的执行器。通过使用带有一个柔性回旋部的膈膜可降低由压力差引起的力。该膈膜的外周被固定并且密封在执行器/阀门内。该膈膜内部的部分被固定并且密封在与阀门相关的一个移动部件上，例如阀杆或衔铁上。该膈膜的柔性回旋部允许该阀门在其冲程上移动。
在膈膜上的一个密封腔受到与施加在该阀门入口处的相同的压力。在一个部件(如一个阀门插件)中可形成一个通道。使该膈膜的有效面积与阀门的面积大致相等。作用于阀门和膈膜上的由该压力引起的这些力将相互抵消，并且减少或者免除了对一个更高力的执行器的需要。该膈膜的缺点是由高压和移动的应力所引起的对该回旋部的可能的损坏。
如果压力很高，该膈膜可能隆起并被损坏。如果发生这种情况，结果会是可能造成阀门打开或者在阀门入口和出口之间有泄漏的故障。因此，令人希望的是有一种无需使用膈膜而使压力平衡的方法。
发明概述
本发明涉及一种控制阀，它具有与一个压力平衡部件相关地进行运动的一个阀。该压力平衡部件以及该阀通过一个阀门插件相连接。该控制阀具有一个压力平衡部件，以便对该压力平衡部件以及该阀均施加一个相似的压力。这些相反的力将相互抵消并且减少了启动该阀所需要的力。该压力平衡部件可由一种刚性材料制成，这增加了其耐用性。该压力平衡部件形成了该执行器的一部分或者该执行器的移动部分(如衔铁)的一部分。
本发明的可应用的进一步的领域将会在以下所提供的详细说明中变得清楚。应当理解，该详细说明和具体实例虽然表明了本发明的优选实施方案，但它们是旨在仅用于说明的目的而非为了限制本发明的范围。
附图简要说明
从详细说明和附图中将可更全面地理解本发明，在附图中：
图1是一个执行器和一个控制阀的截面图；和
图2是一个执行器和一个控制阀的一个替代实施例的截面图。
具体实施方式
以下关于优选实施例的说明仅仅是示例性质的而绝非旨在限制本发明、其应用或用途。
参见图1，一个执行器总体上表示为31，并且一个控制阀总体上表示为32。该执行器31和该控制阀32具有一个用于压力补偿的压力平衡部件33。该压力平衡部件33由一种刚性材料制成以使之更耐用。可使用像铁、黄铜、青铜、铝或塑料这样的材料。一个阀门插件47具有一个用弹性材料包覆模制的阀门部分34。该压力平衡部件33和阀门部分34具有大致相同的直径，这样作用于阀门部分34的区域上的压力受到作用于压力平衡部件33的区域上的压力的反作用。这使该控制阀32得到平衡。
执行器31有一个线圈架36，该线圈架缠绕了磁线37，并且被多个终端38终止。该线圈架36具有一个磁性结构，该磁性结构包括一个磁极件39、一个磁极件垫片40、一个壳体41、以及一个磁通件42。该执行器31和该执行器的所有部件都被包裹在一个塑料的重叠模制件43中。
磁极件39有一个沉孔，其中接受了一个套管44。与该磁极件39同轴的是一个衔铁45，和一个杆46，该杆从所述衔铁45的一个孔延伸以便滑动装入套管44。杆46被显示为一个分离的部分，它被加压装入衔铁45。它也可以通过延伸阀门插件47的长柄部分48而形成为阀门插件47的一部分。于是压力平衡部件33可在磁通件42内部的一个孔49中被滑动装入重叠模制件43。在压力平衡部件33的外直径和孔49的内直径之间存在一个紧密配合，以便控制可通过该环形间隙流出的泄漏量。
执行器31安装在一个阀体56上并且被多个固持器54所约束。一个o型环55在该执行器31与阀体56之间提供了一个密封件。进一步地，与杆46以及套管44同轴的一个压缩弹簧57提供了一个偏置力而使阀固定在阀体56中的阀座上并且阻止一个阀体入口58与一个阀体出口51之间的流动。
因此，当对这些终端38施加足够的电流时，一个磁场以及所产生的磁力将使衔铁45以及相关联的阀门构件沿轴线的方向从阀门座上移开。当阀门插件47和密封件形式的阀门部分34离开阀体56的阀座时，这产生了在入口58和出口51之间的流动。
此外，使用了一种压力平衡方法对压力平衡部件33和阀门部分34均施加一个相似的压力。该压力平衡部件33将重叠模制件43之内的室50和室35与出口51分离开。该阀门插件47、该杆48、以及该衔铁45具有多个通道52、53以便连通压力。因此，施加于阀门插件47以及阀门部分34的区域上的压力被联通到该室50以及该压力平衡部件33。所产生的作用于阀门插件47以及阀门部分34的力受到在该压力平衡部件33上产生的力的反作用并被平衡。这进一步致使该执行器31以一个减少的力来运作，因为该刚性压力平衡部件33被用于压力补偿。
参见图2，示出了该执行器31以及该控制阀32的一个替代实施例。在这个实施例中，该压力平衡部件33是与该衔铁45相分离的一个部件。因此，该压力平衡部件33与该衔铁45相互连接，优选通过压力装配或通过一些其他的合适的连接方法。这将允许该部件的一个替代的制造方法以及可能更有效的一个组件。
本发明的描述仅为示例性质，并且因此，旨在将不偏离本发明宗旨的多种变体包括在本发明的范围内。这些变体不得被认为是偏离了本发明的精神和范围。

Claims (22)

1.一种控制阀，包括：
一个阀体，该阀体具有一个入口和一个出口并有一个阀门构件置于所述入口和出口之间；
一个执行器，该执行器可运行地与所述阀门构件相连接，该执行器包括一个衔铁和一个向衔铁施加磁力且造成衔铁移动的磁性结构；以及
所述执行器的一个连接到衔铁的可移动的刚性压力平衡部件，其中所述可移动的刚性压力平衡部件限定了一个或多个室；
其中所述一个或多个室接受与施加给所述阀门构件的压力相同的压力，而且作用在所述阀门构件上的压力受到作用于该可移动的刚性压力平衡部件的压力的反作用。
2.如权利要求1所述的控制阀，其中所述可移动的刚性压力平衡部件可运行地与所述阀体相连接。
3.如权利要求1所述的控制阀，其中所述可移动的刚性压力平衡部件与所述衔铁相结合为一体。
4.如权利要求1所述的控制阀，其中所述可移动的刚性压力平衡部件是附装在衔铁上的一个分离的部件。
5.如权利要求1所述的控制阀，其中所述可移动的刚性压力平衡部件位于所述执行器的磁性结构之内。
6.如权利要求1所述的控制阀，其中所述磁性结构包括一个缠绕线圈、一个线圈架、一个磁极件以及一个磁极件垫片、一个壳体或一个磁通件中的至少一个。
7.如权利要求1所述的控制阀，其中所述可移动的压力平衡部件是所述执行器的一个负载支撑表面的一部分。
8.如权利要求1所述的控制阀，其中所述可移动的刚性压力平衡部件是包含在所述执行器之内。
9.如权利要求8所述的控制阀，其中所述可移动的刚性压力平衡部件是可运行地连接在所述阀上。
10.如权利要求1所述的控制阀，其中：
该可移动的刚性压力平衡部件与所述衔铁相连接，所述压力平衡部件具有与所述阀的直径相同的直径。
11.如权利要求10所述的控制阀，其中所述刚性压力平衡部件以及所述阀体通过一个阀门插件相连接。
12.如权利要求10所述的控制阀，进一步包括一个阀门插件和一个杆，其中所述阀门插件、所述杆、以及所述衔铁具有至少一个通道，从而使压力能够通过所述至少一个通道进行连通以使所述压力平衡部件起作用。
13.如权利要求10所述的控制阀，其中所述压力平衡部件是所述执行器的一部分。
14.如权利要求13所述的控制阀，其中所述压力平衡部件是所述执行器的一个负载支撑表面的一部分。
15.如权利要求13所述的控制阀，其中所述压力平衡部件是所述执行器的磁性结构的一部分。
16.如权利要求15所述的控制阀，其中所述磁性结构包括一个缠绕线圈、一个线圈架、一个磁极件以及一个磁极件垫片、一个壳体或一个磁通件中的至少一个。
17.如权利要求1所述的控制阀，其中所述压力平衡部件以及所述阀门构件通过一个阀门插件相连接，其中在所述压力平衡部件以及所述阀门构件上均施加了一个相似的压力。
18.如权利要求17所述的控制阀，进一步包括一个杆，其中所述阀门插件、所述杆、以及所述衔铁具有至少一个通道，从而使压力能够通过所述至少一个通道进行连通以使所述压力平衡部件起作用。
19.如权利要求17所述的控制阀，其中所述压力平衡部件是所述执行器的一部分。
20.如权利要求17所述的控制阀，其中所述压力平衡部件是所述执行器的一个负载支撑表面的一部分。
21.如权利要求17所述的控制阀，其中所述压力平衡部件是所述执行器的磁性结构的一部分。
22.如权利要求21所述的控制阀，其中所述磁性结构包括一个缠绕线圈、一个线圈架、一个磁极件以及一个磁极件垫片、一个壳体或一个磁通件中的至少一个。
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