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CN101589253B - 用于调节流体流量的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于调节流体流量的装置。该装置包括阀构件(164)，该阀构件能够变形以将力分配到阀座(168)并防止该阀构件损坏。

Description

用于调节流体流量的装置
技术领域
本发明一般涉及流体流量调节器，更具体地说涉及用于调节高压流体流量的装置，该装置包括能够变形以将力分配到阀座的阀构件。
背景技术
工业处理车间在广阔的多种应用中使用调节阀，例如，在处理操作中控制气体或流体的流动。气体流动的调节需要调节阀适应高压下气体的高流速并保持该气体的纯度。因此，这种调节阀的制造商可确保该阀免于在阀制造过程中形成或之后留下的微粒的污染。然而，尽管采用严格的制造过程以确保没有诸如金属锉屑之类的微粒污染，但调节阀仍可能受到在制造期间或之后被引入调节阀中的微粒形式的污染。污染的存在可造成对调节阀的主节流孔(例如阀座)的部件的损害，并导致发生严重渗漏。
发明内容
一种用于调节流体流量的装置包括：具有入口和出口的壳体；在阀通路上的阀座，其中所述阀座限定第一直径的表面，所述第一直径的表面延伸到更大直径的第二表面；以及能够移动以与所述阀座接合的阀构件。该阀构件具有与阀座第一直径的表面接合、并能够变形以与第二表面接合的能够变形的构件。
附图说明
图1为示例性流体流量调节阀的剖切示意图。
图2为图1的圈定部分的放大视图。
具体实施方式
总的来说，在此描述的示例性装置可用于调节各种类型的流体流动过程中的流体流量。另外，尽管在此描述的实例为结合工业处理产业的产品流控制进行描述，但在此描述的实例可为了不同目的而更常应用于各种过程控制操作。
图1是示例性流体流量调节阀100的剖切示意图。示例性的流体流量调节阀100包括主体或壳体110，所述主体或壳体110具有限定腔113的上壳体112、限定入口腔132的下壳体114、以及在螺纹连接118处由上壳体112接纳的调节壳体116。调节螺杆120具有被接纳在调节壳体116的螺纹124处的螺纹端122。调节螺杆120与顶端构件126接合，顶端构件126靠在位于调节壳体116和上壳体112内的弹性构件或载荷弹簧128上。下壳体114包括入口130和出口140。入口130与其中设置有阀弹簧155的入口腔132相连通。主阀整体上由附图标记160表示。阀弹簧155与阀杆162的低端161接合，从而朝向上壳体112推进阀杆162。阀杆162具有能够变形的阀构件164。如图2中最清楚所示，能够变形的阀构件164具有大致平坦的倾斜表面164B，所述表面164B与设置在阀杆帽168上的节流孔或通路167中的阀座166接合。如图1中可见，阀杆帽168包括侧开口169，以允许流体流动到与出口140连通的通路142。
参见图1，阀导座180位于上壳体112与下壳体114之间。阀导座180具有接纳阀杆162的中心开口182、以及用于使流体流过其中的径向外通开口184。阀杆162向上延伸，以在螺纹186处与能够移动的传感器190以螺纹啮合方式接合。能够移动的传感器190位于上壳体112的腔113内。隔膜200在传感器的突缘192与阀导座180之间延伸。
载荷弹簧128被接纳在传感器190内以朝向下壳体114向下推进传感器190和阀杆162。调节螺杆120可被旋转，以调节载荷弹簧128施加在传感器190和阀杆162上的力。
图2是图1中圈定的主阀160的一部分的放大视图。能够变形的阀构件164是安装在阀杆162上的整体式构件。能够变形的阀构件164可由多种非金属材料制成，例如为聚三氟氯乙烯或缩写为PCTFE(NeoflonTM)、或聚四氟乙烯(Teflon
Figure G2008800029943D00031
)，这些材料在与阀座166接合时可显著变形。能够变形的阀构件164与阀座166接合以关闭通路167而防止流体流过其中。阀座166包括第一直径的表面166A，第一直径的表面166A具有拐角170并径向向外延伸到更大直径的第二表面166B。如图2中所示，更大直径的第二表面166B是从第一直径的表面166A偏移并被设置为与能够变形的阀构件164的平坦倾斜表面164B平行的平坦倾斜表面。可替代地，更大直径的第二表面166B可被构造为其他形状，例如类似于第一直径的表面166A但从第一直径的表面166A偏移的一个或多个表面或拐角、从第一直径的表面166A偏移的一个或多个波浪形、或从第一直径的表面166A偏移的其他形状。
在操作中，示例性的流体流量调节阀100在入口130处接纳高压流体或气体，例如氯化氢。开始时，由于调节螺杆120向上缩回而使载荷弹簧128允许阀弹簧155向上移动阀杆162，因此流体流量调节阀100关闭。能够变形的阀构件164与阀座166接合(见图2)以关闭主阀160。当调节螺杆120被旋转并向下行进时，载荷弹簧128将向下的力施加在传感器190和阀杆162上，以使能够变形的阀构件164移动离开阀座166并允许气体流过主阀160的通路167。当通路167开放时，流进入口腔132的气体穿过通路167，到达阀杆帽168，并穿过侧开口169和通路142而到达出口140。
示例性的流体流量调节阀100实现了处于所希望压力下的流体或气体的稳定流动。如果大于所希望压力的气体流过主阀160，则气体的下游压力(例如出口140处的压力)将增大，并且产生施加到传感器190上的增大的气体压力。增大的气体压力使传感器190和所附接的阀杆162向上移动，从而使能够变形的阀构件164移动以与阀座166接合而关闭主阀160。更具体地说，传感器190和附接的阀杆162通过增大的压力被向上推进，并导致能够变形的阀构件164与阀座166的第一直径的表面166A接合(见图2)。能够变形的阀构件164与第一直径的表面166A的接合使通路167关闭。
然而，在诸如金属锉屑之类的微粒在阀100的制造期间或之后被引入到示例性的流体流量调节阀100的情况下，这种微粒可能阻止通路167的完全关闭。诸如金属锉屑之类的污染物的存在可导致气体继续流过通路167并造成下游气体压力的继续增大。下游气体压力的继续增大导致压到传感器190上的气体压力增大。随着传感器190由于增大的气体压力而被向上推动，阀构件164将以比示例性的流体流量调节阀100操作过程中通常出现的力更大的力与第一直径的表面166A接合。阀座166可适应能够变形的阀构件164与第一直径的表面166A的这种更大的接合力。随着能够变形的阀构件164抵靠第一直径的表面166A而向上移动，能够变形的阀构件164变形以在其中接纳第一直径的表面166A，直到平坦倾斜表面164B同时接合更大直径的第二表面166B。平坦倾斜表面164B和更大直径的第二表面166B基本上彼此平行，因此，其接合导致平坦倾斜表面164B施加在更大直径的第二表面166B上的力的基本均匀分布。基本均匀分布的力可以防止能够变形的阀构件164损坏而使阀构件164不能关闭通路167。如果阀构件164被损坏到气体会继续流过通路167的程度，则示例性的流体流量调节阀100可能产生显著的气体流的下游压力变动。这样，平坦倾斜表面164B与第一直径的表面166A以及更大直径的第二表面166B的同时接合，可以防止阀构件164损坏和由此导致的不希望出现的穿过示例性流体流量调节阀100的流体或气体流动。
如果存在可能导致示例性调节阀100的主阀160损坏的其他状况，例如，与入口130连通的流体压力大于示例性流体流量调节阀100通常承受的流体压力，或主阀160经受过多循环，则能够变形的阀构件164可如上所述发生变形以防止这种损坏。
尽管已在此描述了特定的示例性装置，但本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利覆盖在文字上或等同原则下完全处于所附权利要求书范围内的所有制造方法、装置和物品。

Claims (20)

1.一种用于调节流体流量的装置，包括：
具有入口和出口的壳体；
设置在所述壳体内的阀杆帽，该阀杆帽限定有节流孔，从所述入口流动到所述出口的气体通过所述节流孔；
在所述节流孔内的阀座，所述阀座限定第一直径的表面，所述第一直径的表面延伸到更大直径的第二表面；以及
安装在阀杆上以与所述阀座的第一直径的表面接合、并在该第一直径的表面处能够变形以与所述第二表面接合的能够变形的阀构件。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述第一直径的表面被构造以包括拐角，所述第二表面被构造为从所述第一直径的表面偏移的平坦表面。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述第二表面是从所述第一直径的表面偏移的平坦表面。
4.如权利要求3所述的装置，其中所述能够变形的阀构件具有基本平行于所述第二表面的表面。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述能够变形的阀构件与所述第二表面的接合能够使力从所述能够变形的阀构件基本均匀地传递到所述第二表面。
6.如权利要求1所述的装置，其中所述阀杆通过能够调节的弹性构件而能够移动。
7.如权利要求1所述的装置，其中所述装置为压力调节阀。
8.如权利要求7所述的装置，其中所述压力调节阀为非平衡的调节阀。
9.如权利要求1所述的装置，其中所述能够变形的阀构件由非金属材料制成。
10.如权利要求1所述的装置，其中所述阀座由金属制成。
11.如权利要求1所述的装置，其中所述能够变形的阀构件为整体式结构。
12.一种流体流量调节阀，包括：
壳体，该壳体具有通过位于阀杆帽中的节流孔内的阀座与出口连通的入口，该阀座限定第一直径的表面，所述第一直径的表面延伸到更大直径的第二表面，所述第二表面被构造为从所述第一直径的表面偏移的平坦表面；以及
安装在阀杆上且能够移动以与所述阀座接合的能够变形的阀构件，所述能够变形的构件与所述阀座的第一直径的表面接合，并在该第一直径的表面处能够变形以同时与所述第二表面接合。
13.如权利要求12所述的流体流量调节阀，其中所述能够变形的阀构件与所述平坦表面的接合，能够使力从所述能够变形的阀构件基本均匀地传递到所述平坦表面。
14.如权利要求13所述的流体流量调节阀，其中所述第一直径的表面被构造以包括拐角，所述第二表面从所述第一直径的表面偏移。
15.如权利要求12所述的流体流量调节阀，其中所述能够变形的阀构件具有基本平行于所述第二表面的表面。
16.如权利要求12所述的流体流量调节阀，其中弹性构件能够被调节以改变施加到所述阀杆上的力。
17.如权利要求12所述的流体流量调节阀，其中所述流体流量调节阀是非平衡的调节阀。
18.如权利要求12所述的流体流量调节阀，其中所述能够变形的阀构件由非金属材料制成。
19.如权利要求18所述的流体流量调节阀，其中所述阀座由金属制成。
20.如权利要求12所述的流体流量调节阀，其中所述能够变形的阀构件是整体式结构。
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