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CN107709858A - 具有非圆形封闭构件的阀 - Google Patents

具有非圆形封闭构件的阀 Download PDF

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CN107709858A CN201680038707.9A CN201680038707A CN107709858A CN 107709858 A CN107709858 A CN 107709858A CN 201680038707 A CN201680038707 A CN 201680038707A CN 107709858 A CN107709858 A CN 107709858A
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Abstract

一种阀具有限定入口、出口和其间的室的单一件壳体。非圆形阀封闭构件在所述室内接合非圆形阀座。

Description

具有非圆形封闭构件的阀
相关申请的交叉引用
本申请是于2015年7月2日提交的美国专利申请第14/790,656号的国际申请，该美国专利申请以全文引用方式完全并入本文中。
技术领域
本发明涉及阀，例如，止回阀、控制阀和卸压阀。
背景技术
其中阀座具有与入口和出口端口大致相同横截面积的全端口止回阀是有利的，因为该阀比其中阀座具有比入口和出口端口小的横截面积的阀更小地减少通过该阀的流体流动。然而，全端口止回阀往往更复杂，因为其壳体通常由多零件组装而成。需要多零件式壳体，因为止回阀使用枢转阀瓣（clapper）作为其阀封闭构件，并且阀瓣使用抵靠阀座密封的面密封件。为密封接合阀座，面密封件必须匹配阀座的尺寸和形状。如果阀座的直径（并且因此面积）等于入口和出口端口，则将不可能通过入口或出口将阀瓣插入到阀壳体中，因为圆形阀瓣无法通过具有相同直径的圆形端口。因此，需要一种分开以准许与全端口阀座尺寸匹配的阀瓣的安装的壳体。
如果止回阀（以及其它类型的阀，例如控制阀和卸压阀）制成为具有例如通过铸造、机加工或模制制成的单一件壳体，以使其不需要组装（例如各种部件彼此的螺栓连接、钎焊或焊接），则将实现若干优点。然而，具有单一件壳体的现有技术阀具有尺寸受限的阀瓣，以使其可以通过阀入口或出口以便在阀内安装。较小的阀瓣限制阀座的横截面积，其必须小于入口和出口的横截面积，从而导致更大流体流动阻力。显然有机会通过开发一种使用单一件壳体、但并不遭受现有技术阀的已知缺点的阀来改善阀的构造和性能两者。
发明内容
本发明涉及一种阀。在一个示例性实施例中，该阀包括单一件壳体，其限定具有入口内径的入口、具有出口内径的出口以及定位在入口与出口之间的室。阀座定位在在入口与出口之间的室内。阀座限定具有非圆形横截面形状的开口。阀封闭构件安装在该室内。阀封闭构件具有非圆形横截面形状。阀封闭构件可在密封接合阀座的封闭位置和与阀座脱离接合的打开位置之间移动。
在此实例中，阀封闭构件具有主尺寸和小于主尺寸的次尺寸。主尺寸大于或大体等于入口内径和出口内径中的一者。次尺寸小于入口内径和出口内径中的一者以准许阀封闭构件通过入口和出口中的一者插入到室中。
在特定示例性实施例中，阀封闭构件可枢转地安装在室内。作为实例，阀封闭构件具有菱形形状。在进一步实例中，阀座的开口具有菱形形状。在一示例性实施例中，阀封闭构件的主尺寸大于入口内径。在进一步实例中，阀封闭构件的主尺寸大于出口内径。而且，作为实例，阀封闭构件的次尺寸小于入口内径。在另一实例中，阀封闭构件的次尺寸小于出口内径。作为实例，入口和出口中的至少一者具有圆形横截面形状。在具体示例性实施例中，该阀包括止回阀。
根据本发明的阀的另一示例性实施例包括单一件壳体，其限定具有入口内径的入口、具有出口内径的出口以及定位在入口与出口之间的室。阀座定位在在入口与出口之间的室内。阀座限定具有非圆形横截面形状的开口。在此实例中，仅单个阀封闭构件安装在室内。该单个阀封闭构件具有非圆形横截面形状。
作为进一步实例，该单个阀封闭构件可在密封接合阀座的封闭位置和与阀座脱离接合的打开位置之间移动。在另一实例中，该单个阀封闭构件具有主尺寸和小于主尺寸的次尺寸，主尺寸大于入口内径和出口内径中的一者，次尺寸小于入口内径和出口内径中的一者以准许该单个阀封闭构件通过入口和出口中的一者插入到室中。
在特定示例性实施例中，该单个阀封闭构件可枢转地安装在室内。而且，作为实例，该单个阀封闭构件具有菱形形状。另外，作为实例，阀座的开口具有菱形形状。
在一个示例性实施例中，该入口具有限定最小入口内径的锥形内表面。在进一步实例中，该出口具有限定最小出口内径的锥形内表面。
作为实例，该单个阀封闭构件的主尺寸大于最小入口内径。此外，作为实例，该单个阀封闭构件的主尺寸大于最小出口内径。在另一示例性实施例中，该单个阀封闭构件的次尺寸小于最小入口内径。此外，作为实例，该单个阀封闭构件的次尺寸小于最小出口内径。
在特定示例性实施例中，该阀包括止回阀。
本发明还包括一种将阀封闭构件组装到阀中的方法，该阀具有限定入口、出口和其间的室的单一件壳体，和定位在室内的阀座。一个示例性方法包括：
通过入口和出口中的一者将阀封闭构件插入到室中；
将阀封闭构件安装在室内，以用于在密封接合阀座的封闭位置和与阀座脱离接合的打开位置之间移动。
特定示例性方法包括通过出口将阀封闭构件插入到室中。示例性方法还包括将阀封闭构件可枢转地安装在室内。
附图说明
图1是根据本发明的示例性阀的等角视图；
图2是图1中所示示例性阀的等角纵向剖视图；
图3是图1中所示示例性阀的纵向剖视图；和
图4是与图1中所示示例性阀一起使用的根据本发明的示例性阀封闭构件的平面图。
具体实施方式
图1示出阀的等角视图，在此实例中为根据本发明的止回阀10。虽然示出止回阀，但是应理解，本发明还涵盖其它类型的阀，例如控制阀和卸压阀。阀10包括单一件壳体12，其限定入口14、出口16以及定位在该入口与该出口之间的室18。壳体12的入口、出口和室包括单一件，即，其被铸造、模制、机加工或以其它方式由一个零件形成在一起，不需要组装并不具有将通过紧固件、钎焊或焊接接合的主零部件。虽然可能存在次单独组件（例如排放塞20）以及内部组件（下文描述），但是壳体自身（入口、出口和室）整体形成为整体结构。
如图2和图3中所示，阀10包括阀座22。阀座22是面密封件阀座并且定位在室18内，在此实例中，相邻于入口14。阀封闭构件24安装在室18内。在此实例中，阀封闭构件是经由凸耳28安装在轴杆26上的阀瓣，以用于围绕由轴杆26限定的轴线30的枢转运动。弹簧32使阀封闭构件24偏置成与阀座22接合，该封闭构件可在密封接合阀座的封闭位置（所示出）和与阀座脱离接合的打开位置之间可枢转地移动。
阀座22和阀封闭构件24两者都具有非圆形横截面形状。当阀封闭构件处于封闭位置中时，这些形状相互匹配以准许其之间的密封接合。如图4中所示，示例性阀封闭构件24具有“菱形（lozenge）”横截面形状，其中菱形被限定为具有由笔直部分24c和24d接合的半圆形部分24a和24b。由于此菱形形状，阀封闭构件24具有在半圆形部分24a与24b之间测量的主尺寸34，和在笔直部分24c与24d之间测量的次尺寸36。虽然菱形形状绘示在示例性阀中，但是阀封闭构件24（并且因此，阀座22）的非圆形形状可以具有其它非圆形形状，例如椭圆形、长斜方形、矩形等等。
如图2和图3中所示，阀封闭构件24的主尺寸和次尺寸与入口内径38和出口内径40中的一者或两者有关。（将入口内径38和出口内径40限定为入口和出口的最小内径是实际的。在所示出的示例性阀中，入口和出口两者都具有锥形内表面。）该关系使得主尺寸34大于次尺寸36，并且主尺寸34还大体等于或大于入口内径38和出口内径40中的任一者或两者。次尺寸36被进一步尺寸确定成准许阀封闭构件24通过入口14和出口16中的任一者或两者插入到室18中，并且因此，次尺寸36小于入口内径38或出口内径40或两者。
入口和出口内径38和40与阀封闭构件24的次尺寸36之间的尺寸关系准许使用单一件壳体12，因为阀封闭构件24到室18中的安装可以凭借通过入口14或出口16将阀封闭构件插入到室中来实现。一旦定位在室18内，便可以操纵阀封闭构件24以将其安装在轴杆26上，以用于相对于阀座22进行枢转运动。一旦阀封闭构件24的组装完成（以及其它次组件，诸如排放塞20），阀10便准备好安装在管道网络中。
非圆形阀封闭构件24结合单一件壳体12的使用为阀（诸如止回阀、控制阀和卸压阀）提供至少两个优点。首先，其准许具有较少零部件的较简单阀设计；其次，其准许使用具有一开口的阀座，该开口在横截面积上大于圆形阀封闭构件将以其他方式准许的开口。因此，预期根据本发明的阀将实现比类似尺寸的现有技术阀低的压头损失，从而需要更小泵用于更有效和经济的流体输送系统。

Claims (26)

1.一种阀，其包括：
单一件壳体，其限定具有入口内径的入口、具有出口内径的出口以及定位在所述入口与所述出口之间的室；
定位在所述入口与所述出口之间在所述室内的阀座，所述阀座限定具有非圆形横截面形状的开口；
安装在所述室内的阀封闭构件，所述阀封闭构件具有非圆形横截面形状，所述阀封闭构件能在密封接合所述阀座的封闭位置和与所述阀座未接合的打开位置之间移动；其中
所述阀封闭构件具有主尺寸和小于所述主尺寸的次尺寸，所述主尺寸大于或大体等于所述入口内径和所述出口内径中的一者，所述次尺寸小于所述入口内径和所述出口内径中的一者以准许所述阀封闭构件通过所述入口和所述出口中的一者插入到所述室中。
2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述阀封闭构件可枢转地安装在所述室内。
3.根据权利要求1所述的阀，其中，所述阀封闭构件具有菱形形状。
4.根据权利要求3所述的阀，其中，所述阀座的所述开口具有菱形形状。
5.根据权利要求1所述的阀，其中，所述阀封闭构件的所述主尺寸大于所述入口内径。
6.根据权利要求1所述的阀，其中，所述阀封闭构件的所述主尺寸大于所述出口内径。
7.根据权利要求1所述的阀，其中，所述阀封闭构件的所述次尺寸小于所述入口内径。
8.根据权利要求1所述的阀，其中，所述阀封闭构件的所述次尺寸小于所述出口内径。
9.根据权利要求1所述的阀，其中，所述阀包括止回阀。
10.根据权利要求1所述的阀，其中，所述入口和所述出口中的至少一者具有圆形横截面形状。
11.一种阀，其包括：
单一件壳体，其限定具有入口内径的入口、具有出口内径的出口以及定位在所述入口与所述出口之间的室；
定位在所述入口与所述出口之间在所述室内的阀座，所述阀座限定具有非圆形横截面形状的开口；
安装在所述室内的仅单个阀封闭构件，所述单个阀封闭构件具有非圆形横截面形状。
12.根据权利要求11所述的阀，其中，所述单个阀封闭构件能在密封接合所述阀座的封闭位置和与所述阀座脱离接合的打开位置之间移动。
13.根据权利要求11所述的阀，其中，所述单个阀封闭构件具有主尺寸和小于所述主尺寸的次尺寸，所述主尺寸大于所述入口内径和所述出口内径中的一者，所述次尺寸小于所述入口内径和所述出口内径中的一者以准许所述单个阀封闭构件通过所述入口和所述出口中的一者插入到所述室中。
14.根据权利要求11所述的阀，其中，所述单个阀封闭构件可枢转地安装在所述室内。
15.根据权利要求11所述的阀，其中，所述单个阀封闭构件具有菱形形状。
16.根据权利要求15所述的阀，其中，所述阀座的所述开口具有菱形形状。
17.根据权利要求13所述的阀，其中，所述入口具有限定最小入口内径的锥形内表面。
18.根据权利要求13所述的阀，其中，所述出口具有限定最小出口内径的锥形内表面。
19.根据权利要求17所述的阀，其中，所述单个阀封闭构件的所述主尺寸大于所述最小入口内径。
20.根据权利要求18所述的阀，其中，所述单个阀封闭构件的所述主尺寸大于所述最小出口内径。
21.根据权利要求17所述的阀，其中，所述单个阀封闭构件的所述次尺寸小于所述最小入口内径。
22.根据权利要求18所述的阀，其中，所述单个阀封闭构件的所述次尺寸小于所述最小出口内径。
23.根据权利要求11所述的阀，其中，所述阀包括止回阀。
24.一种将阀封闭构件组装到阀中的方法，所述阀具有限定入口、出口和其间的室的单一件壳体，和定位在所述室内的阀座，所述方法包括：
通过所述入口和所述出口中的一者将所述阀封闭构件插入到所述室中；
将所述阀封闭构件安装在所述室内，以用于在密封接合所述阀座的封闭位置和与所述阀座脱离接合的打开位置之间进行移动。
25.根据权利要求24所述的方法，其包括通过所述出口将所述阀封闭构件插入到所述室中。
26.根据权利要求24所述的方法，其还包括将所述阀封闭构件可枢转地安装在所述室内。
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