CN104364569A - 转向阀 - Google Patents

Abstract

一种用于使流体流转向的阀具有壳体，壳体具有入口和布置成围绕壳体隔开的多个出口。本体定位在壳体内。本体可相对于壳体旋转，并且具有由空隙空间连结的进口端口和排出端口。进口端口与壳体入口对齐，并且进口端口和壳体入口两者都与本体的旋转轴线同轴地对齐。排出端口定位成相对于轴线偏心，并且可在本体相对于壳体旋转之后，与多个壳体出口端口中的任一个对齐。密封件定位在本体和壳体之间。密封件包围出口和排出端口，以在排出端口与出口对齐时防止泄漏。

Description

转向阀

与相关申请的交叉引用

本申请基于2012年3月23日提交的美国临时申请No. 61/614,605，并且要求其优先权，该申请以引用的方式整体地结合在本文中。

技术领域

本发明涉及用来使流从一个路径转向到几个不同的路径中的一个的阀。

背景技术

各种工业工艺都需要可将流体流引导到多个不同的路径中的一个的阀。这样的阀将广泛地用于使包括颗粒物质(诸如用于吹塑操作的聚乙烯团粒)的流以及包括尾矿或碎石、灰以及散装粒状物质(诸如细粒、砂等)的浆料改变方向。特别关注井筒的一种工艺、特别是糊料回填。糊料回填物目前被泵送回井筒中，以填充采矿工艺留下的空隙。在回填过程期间，需要将主回填物供应管线引导到多个井筒。如果没有可将流引导到多个不同的井筒之一的阀，则需要断开供应管线的整个部分，并且人工地对其进行重建，以将流引导到期望位置。显然需要可选择性地将流体流引导到多个位置之一的转向阀，以避免需要在每次改变流体的期望位置时重复地重建和拆卸管道网络。

发明内容

本发明涉及一种用于使流体流在几个不同的路径中的一个之间转向的阀。在一个示例实施例中，根据本发明的阀包括壳体，壳体包括侧壁和附连到侧壁上的相对地设置的第一和第二端帽。侧壁和端帽限定腔室。入口定位在第一端帽中。入口对腔室提供流体连通。多个出口定位在侧壁中。出口对腔室提供流体连通。本体定位在腔室内。本体可相对于壳体，围绕与入口同轴地对齐的轴线旋转。空隙空间完全定位在本体内。空隙空间具有与入口同轴地对齐的进口端口，以及排出端口，排出端口可在本体旋转之后，与定位在侧壁中的多个出口中的任一个对齐。在一个示例中，空隙空间具有直径，并且在进口端口和排出端口之间限定弯曲路径。弯曲路径可具有不小于空隙空间的直径的三倍的曲率半径。此外，空隙空间可在进口端口和排出端口之间具有恒定直径。

在特定的示例实施例中，阀可包括在第二端帽中的开口。轴附连到本体上，并且延伸通过开口。轴使本体实现相对于壳体的旋转。

在示例实施例中，阀可进一步包括附连到侧壁上的多个管。每一个管都与侧壁中的一个出口处于流体连通。腔室可具有圆锥形形状，而且本体也可具有圆锥形形状。

根据本发明的示例阀实施例可进一步包括在腔室内定位在本体和侧壁之间的密封件。在一个示例中，密封件包括衬底。衬底可附连到侧壁上。在这个示例中，衬底具有多个孔口，各个孔口与侧壁中的一个出口对齐。在另一个示例实施例中，衬底附连到本体上。在这个实施例中，衬底具有与空隙空间的排出端口对齐的孔口。

在阀的特定的示例实施例中，第一端帽可移除地安装在所述壳体上。联接件具有端对端地连结的多个节段，联接件可用来将端帽固定到壳体上。节段包围壳体和第一端帽，并且将第一端帽固持到壳体上。

附图说明

图1是根据本发明的示例阀实施例的纵向截面图；

图2是图1中显示的阀的立体图；

图3是用于图1中显示的阀的示例密封件的立体图；以及

图4是用于图1中显示的阀的另一个示例密封件的立体图。

具体实施方式

图1在纵向横截面中显示根据本发明的示例阀10。阀10包括壳体12。壳体12包括侧壁14，侧壁14具有第一端帽16和第二端帽18。端帽彼此相对地附连到侧壁上。侧壁和端帽共同限定腔室20。在这个示例中，第二端帽18与侧壁14一体地形成，而第一端帽16则是单独的构件，它通过使用联接件22可移除地附连到侧壁上。如图1和2中显示的那样，联接件22包括节段24和26，节段24和26端对端地彼此附连，从而包围侧壁14和端帽16。节段24和26具有弓形键28，弓形键28向内凸出，并且接合侧壁14和端帽16中的周向凹槽30，以在构件之间提供确切的机械接合。节段24和26可通过使用可调节的紧固件(诸如螺栓和螺母)彼此附连，从而容许移除节段且因此移除端帽16，以容许修理阀10。

如图1中显示的那样，入口32定位在端帽16中。入口32提供与腔室20的流体连通，并且可包括凸起接套34，以有利于将阀10连接到管道网络(未显示)上。在这个示例中，接套34具有周向凹槽36，以容许它通过使用机械联接件来附连到管元件上，机械联接件为如美国专利No. 7,086,131中公开的，该专利通过引用而结合在本文中。其它可行的附连特征包括例如带凸缘的接套、螺纹接套、具有台肩或台肩和卷边的接套，以及平管口接套。

多个出口38定位在侧壁14中。在这个示例中，描绘了两个出口38布置成彼此完全相对，要理解，更多出口是可行的。出口38提供与腔室20的流体连通，并且各个出口可具有管40，管40附连到侧壁14上，并且与出口对齐，而且与出口处于流体连通，以有利于将阀10连接到管道网络的管元件上(未显示)。类似于接套34，管40的端部可具有允许与管元件附连的结构。在这个示例中，管40具有周向凹槽42，但带凸缘的管、螺纹管、具有台肩或台肩和卷边的管，以及平管口管也是可行的。

阀10进一步包括定位在腔室20内的基本实心的本体44。环形密封件21定位在端帽16、侧壁14和本体44之间，以密封端帽和本体之间的接口，以及隔开侧壁14的内表面14a与流过阀10的流体。本体44可相对于壳体12，围绕轴线46旋转，轴线46与端帽16中的入口32同轴地对齐。轴48从本体44延伸，以使其实现围绕轴线46旋转。轴48延伸通过端帽18中的开口50，开口50可具有用以支承轴48的轴承52。例如曲柄、电动马达或液压马达(未显示)的促动器可附连到轴48上，以使轴48旋转，以及操作阀10。

空隙空间54延伸通过本体44。空隙空间54完全容纳在本体44内；即，侧壁14的内表面14a的任何部分都不形成空隙空间的边界，或者不是被流过阀的流体弄湿的表面。这个构造在阀运行和密封方面提供优点，因为它不会提供那么多固体物质可在该处聚集且阻碍本体44旋转的表面区域。它还最大程度地减少本体44和侧壁14的内表面14a之间的必须密封的管线。另外，与空隙空间54一起使用基本实心的本体44容许阀经受住高的内部运行压力，以及在用来使包含磨蚀性颗粒物质的流体转向时提供长的使用寿命。基本实心的本体用作牺牲表面，它由于体积大而具有较长的磨损寿命。

空隙空间54具有进口端口56，进口端口56与入口32同轴地对齐。空隙空间54还具有排出端口58，排出端口58可与壳体12的侧壁14中的多个出口38中的任一个对齐。排出端口58与出口38对齐由本体44相对于壳体12旋转而实现。在显示的实施例中，空隙空间54具有直径60，并且在进口端口56和排出端口58之间限定弯曲路径62。有利的是直径60在进口端口56和排出端口58之间是恒定的，并且弯曲路径62的曲率半径64不小于直径60的三倍。这个构造帮助减少流过阀10的流体的压头损失，而且还减轻紊流，紊流会引起漩涡，当具有磨蚀性颗粒的流体流过阀时，漩涡会使磨损率提高。

如图1中显示的那样，密封件66在腔室20内定位在本体44和侧壁14之间。在这个示例实施例中，如图3和4中显示的那样，密封件66包括由形成柔性聚合物材料制成的衬底(诸如68或70)，诸如橡胶、合成橡胶化合物以及含氟聚合物化合物，诸如PTFE、ETFE和其它耐磨的润滑物质。衬底68构造成附连到本体44上。为此，如图3中显示的那样，衬底68具有与本体44中的排出端口58对齐的单个孔口72。在图4中显示的备选实施例中，衬底70构造成附连到侧壁14的内表面14a上，并且因此具有多个孔口72，各个孔口都与侧壁14中的出口38对齐。

由于衬底68和70附连到本体44或侧壁14的交接表面上，所以有利的是使它们的形状适应本体或侧壁的形状。此外，通过如图1中显示的那样对本体44和侧壁14施加圆锥形形式，可发现额外的优点。对本体44和侧壁14使用基本匹配的圆锥形形状有利于在出口和排出端口周围进行密封，并且允许本体44在壳体12内受压收缩，以补偿密封件磨损，从而延长密封件的寿命。

Claims (12)

1. 一种阀，包括：

壳体，其包括侧壁和附连到所述侧壁上的相对地设置的第一和第二端帽，所述侧壁和所述端帽限定腔室；

入口，其定位在所述第一端帽中，从而对所述腔室提供流体连通；

多个出口，其定位在所述侧壁中，并且对所述腔室提供流体连通；

定位在所述腔室内的基本实心的本体，所述本体可相对于所述壳体，围绕与所述入口同轴地对齐的轴线旋转；

完全定位在所述本体内的空隙空间，所述空隙空间具有进口端口和排出端口，所述进口端口与所述入口同轴地对齐，所述排出端口可在所述本体旋转之后，与定位在所述侧壁中的所述多个出口中的任一个对齐。

2. 根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述阀进一步包括：

在所述第二端帽中的开口；

附连到所述本体上且延伸通过所述开口的轴，所述轴用于实现所述本体相对于所述壳体的旋转。

3. 根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述空隙空间具有直径，并且在所述进口端口和所述排出端口之间限定弯曲路径，所述弯曲路径具有不小于所述空隙空间的所述直径的三倍的曲率半径。

4. 根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述空隙空间在所述进口端口和所述排出端口之间具有恒定直径。

5. 根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述阀进一步包括附连到所述侧壁上的多个管，所述管中的每一个都与所述侧壁中的所述出口中的一个处于流体连通。

6. 根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述腔室具有圆锥形形状，并且所述本体具有圆锥形形状。

7. 根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述阀进一步包括在所述腔室内定位在所述本体和所述侧壁之间的密封件。

8. 根据权利要求7所述的阀，其特征在于，所述密封件包括衬底。

9. 根据权利要求8所述的阀，其特征在于，所述衬底附连到所述侧壁上，所述衬底具有多个孔口，各个所述孔口与所述出口中的一个对齐。

10. 根据权利要求8所述的阀，其特征在于，所述衬底附连到所述本体上，所述衬底具有与所述排出端口对齐的孔口。

11. 根据权利要求1所述的阀，其特征在于，所述第一端帽可移除地安装在所述壳体上。

12. 根据权利要求11所述的阀，其特征在于，所述阀进一步包括联接件，所述联接件具有多个端对端地连结的节段，所述节段包围所述壳体和所述第一端帽，并且将所述第一端帽固持到所述壳体上。