TW201704665A - 具有非圓形密封件之閥 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種具有一單件式外殼之閥，該單件式外殼界定一入口、一出口及其間之一腔室。一非圓形閥密封件接合該腔室內之一非圓形座。

Description

具有非圓形密封件之閥

本發明係關於閥，例如止回閥、控制閥及減壓閥。

全徑止回閥(其中閥座具有實質上與入口埠及出口埠相同之橫截面積)係有利的，此係因為其等使穿過閥之流體流減小為小於閥，其中座具有小於入口埠及出口埠之一橫截面積。然而，全徑止回閥趨於更複雜，此係因為其等之外殼通常係由多件組裝而成。因為止回閥使用樞轉式閥瓣作為其等的閥密封件，且閥瓣使用抵靠閥座密封之表面密封件，所以需要多件式外殼。為了密封地接合閥座，表面密封件需與閥座之大小及形狀匹配。若閥座之直徑(且因此面積)與入口埠及出口埠相等，則將無法穿過入口或出口將閥瓣插入至閥外殼中，此係因為一圓形閥瓣無法穿過相同直徑之一圓形埠。因此需要一種外殼，其分開以允許大小與全徑閥座匹配之一閥瓣之安裝。

若一止回閥(以及其他類型之閥，諸如控制閥及減壓閥)藉由(例如)鑄造、加工或模製而製成具有一單件式外殼，使得其無需組裝(諸如，各種零件螺接、銅焊或焊接至彼此)，則優勢將實現。然而，具有一單件式外殼之先前技術閥具有大小受到限制之一閥瓣，使得該閥瓣可穿過閥入口或出口以安裝在閥內。較小閥瓣限制需小於入口及出口之橫截面積之閥座之橫截面積，從而對流體流造成更大阻力。顯然存在藉由發展使用一單件式外殼而未經受先前技術閥之已知劣勢之一 閥而改良閥之構造及效能兩者之一機會。

本發明係關於一種閥。在一項實例性實施例中，閥包括一單件式外殼，該單件式外殼界定具有一入口內徑之一入口、具有一出口內徑之一出口及定位在入口與出口之間之一腔室。一閥座定位在入口與出口之間之腔室內。閥座界定具有一非圓形截面形狀之一開口。一閥密封件安裝在腔室內。閥密封件具有一非圓形截面形狀。閥密封件可在密封地接合閥座之一密封位置與脫離與閥座的接合之一打開位置之間移動。

在此實例中，閥密封件具有一主尺寸及小於主尺寸之一小尺寸。主尺寸大於或實質上等於入口內徑及出口內徑之一者。小尺寸小於入口內徑及出口內徑之一者以允許閥密封件穿過入口及出口之一者插入至腔室中。

在一特定實例性實施例中，閥密封件可樞轉地安裝在腔室內。舉例而言，閥密封件具有一菱形形狀。在一進一步實例中，閥座之開口具有一菱形形狀。在一實例性實施例中，閥密封件之主尺寸大於入口內徑。在一進一步實例中，閥密封件之主尺寸大於出口內徑。亦舉例而言，閥密封件之小尺寸小於入口內徑。在另一實例中，閥密封件之小尺寸小於出口內徑。舉例而言，入口及出口之至少一者具有一圓形截面形狀。在一特定實例性實施例中，閥包括一止回閥。

根據本發明之一閥之另一實例性實施例包括一單件式外殼，該單件式外殼界定具有一入口內徑之一入口、具有一出口內徑之一出口及定位在入口與出口之間之一腔室。一閥座定位在入口與出口之間之腔室內。閥座界定具有一非圓形截面形狀之一開口。在此實例中，僅一單個閥密封件安裝在腔室內。單個閥密封件具有一非圓形截面形狀。

進一步舉例而言，單個閥密封件可在密封地接合閥座之一密封位置與脫離與閥座的接合之一打開位置之間移動。在另一實例中，單個閥密封件具有一主尺寸及小於主尺寸之一小尺寸，主尺寸大於入口內徑及出口內徑之一者，小尺寸小於入口內徑及出口內徑之一者以允許單個閥密封件穿過入口及出口之一者插入至腔室中。

在一特定實例性實施例中，單個閥密封件可樞轉地安裝在腔室內。亦舉例而言，單個閥密封件具有一菱形形狀。此外，舉例而言，閥座之開口具有一菱形形狀。

在一項實例性實施例中，入口具有界定一最小入口內徑之一圓錐形內表面。在一進一步實例中，出口具有界定一最小出口內徑之一圓錐形內表面。

舉例而言，單個閥密封件之主尺寸大於最小入口內徑。進一步舉例而言，單個閥密封件之主尺寸大於最小出口內徑。在另一實例性實施例中，單個閥密封件之小尺寸小於最小入口內徑。進一步舉例而言，單個閥密封件之小尺寸小於最小出口內徑。

在一特定實例性實施例中，閥包括一止回閥。

本發明亦涵蓋一種將一閥密封件組裝至具有一單件式外殼之一閥中之方法，該單件式外殼界定一入口、一出口及其間之一腔室，一閥座定位在腔室內。一個實例性方法包括：穿過入口及出口之一者將閥密封件插入至腔室中；將閥密封件安裝在腔室內以在密封地接合閥座之一密封位置與脫離與閥座的接合之一打開位置之間移動。

一特定實例性方法包括穿過出口將閥密封件插入至腔室中。一實例性方法進一步包括將閥密封件可樞轉地安裝在腔室內。

10‧‧‧閥

12‧‧‧外殼

14‧‧‧入口

16‧‧‧出口

18‧‧‧腔室

20‧‧‧放泄塞

22‧‧‧閥座

24‧‧‧閥密封件

24a‧‧‧半圓部分

24b‧‧‧半圓部分

24c‧‧‧直線部分

24d‧‧‧直線部分

26‧‧‧軸

28‧‧‧凸耳

30‧‧‧軸線

32‧‧‧彈簧

34‧‧‧主尺寸

36‧‧‧小尺寸

38‧‧‧入口內徑

40‧‧‧出口內徑

圖1係根據本發明之一實例性閥之一等角視圖； 圖2係圖1中所示之實例性閥之一等角縱向截面圖；圖3係圖1中所示之實例性閥之一縱向截面圖；及圖4係與圖1中所示之實例性閥一起使用之根據本發明之一實例性閥密封件之一平面圖。

圖1展示根據本發明之一閥(在此實例中，一止回閥10)之一等角視圖。儘管繪示一止回閥，但是應理解，其他類型的閥(諸如，控制閥及減壓閥)亦被本發明涵蓋。閥10包括一單件式外殼12，該單件式外殼12界定一入口14、一出口16及定位在入口與出口之間之一腔室18。外殼12之入口、出口及腔室包括一單件，即，它們一起鑄造、模製、加工或以其他方式形成為單件，無需組裝，無將藉由緊固件、銅焊或焊接而結合之主要零部件。雖然可存在小的單獨組件，諸如一放泄塞20以及內部組件(下文所描述)，但是外殼本身(入口、出口及腔室)整體形成為一單體式結構。

如圖2及圖3中所示，閥10包括一閥座22。閥座22係一表面密封座且定位在腔室18內(在此實例中與入口14相鄰)。一閥密封件24安裝在腔室18內。在此實例中，閥密封件係經由凸耳28而安裝在一軸26上以繞由軸26所界定之一軸線30樞轉運動之一閥瓣。一彈簧32將閥密封件24偏置成與閥座22接合，密封件可在密封地接合閥座之一密封位置(所展示)與脫離與閥座的接合之一打開位置之間可樞轉地移動。

閥座22及閥密封件24兩者具有非圓形截面形狀。該等形狀彼此匹配以允許當閥密封件處於密封位置中時，閥座22與閥密封件24之間之密封接合。如圖4中所示，實例性閥密封件24具有一「菱形」截面形狀，其中菱形經界定為具有由直線部分24c及24d結合之半圓部分24a及24b。歸因於此菱形形狀，閥密封件24具有在半圓部分24a與24b之間所量測之一主尺寸34，及在直線部分24c與24d之間所量測之一小 尺寸36。雖然在實例性閥中描繪一菱形形狀，但是閥密封件24(及因此閥座22)之非圓形形狀可具有其他非圓形形狀，諸如橢圓形、長菱形、矩形及類似者。

如圖2及圖3中所示，閥密封件24之主尺寸及小尺寸與入口內徑38及出口內徑40之一者或兩者相關。(將入口內徑38及出口內徑40界定為入口及出口之最小內徑係可行的。在所繪示之實例性閥中，入口及出口兩者具有一圓錐形內表面。)該關係使得主尺寸34大於小尺寸36，且主尺寸34亦實質上等於或大於入口內徑38及出口內徑40之任一者或兩者。小尺寸36經進一步定尺寸以允許閥密封件24穿過入口14及出口16之任一者或兩者插入至腔室18中，且小尺寸36因此小於入口內徑38或出口內徑40或兩者。

閥密封件24之入口內徑38及出口內徑40與小尺寸36之間之尺寸關係允許一單件式外殼12之使用，此係因為可藉由穿過入口14或出口16將閥密封件插入至腔室中而實現閥密封件24至腔室18中之安裝。一旦定位在腔室18內，則可操縱閥密封件24以將其安裝在軸26上用於相對於閥座22樞轉運動。一旦完成閥密封件24(以及其他小組件，諸如放泄塞20)之組裝，則閥10準備好安裝在一管道網路中。

非圓形閥密封件24與單件式外殼12組合之使用為閥(諸如，止回閥、控制閥及減壓閥)提供至少兩點優勢。首先，其允許具有更少零部件之一更簡單閥設計；其次，其允許具有橫截面積比使用圓形閥密封件所允許的情況大的一開口之一閥座之使用。因此希望，根據本發明之閥將達成比經類似定尺寸之先前技術閥更低之壓頭損失，藉此需要更小的泵用於一更高效及更經濟之流體傳送系統。

10‧‧‧閥

12‧‧‧外殼

14‧‧‧入口

16‧‧‧出口

18‧‧‧腔室

20‧‧‧放泄塞

Claims (26)

1. 一種閥，其包括：一單件式外殼，其界定具有一入口內徑之一入口、具有一出口內徑之一出口及定位在該入口與該出口之間之一腔室；一閥座，其定位在該入口與該出口之間之該腔室內，該閥座界定具有一非圓形截面形狀之一開口；一閥密封件，其安裝在該腔室內，該閥密封件具有一非圓形截面形狀，該閥密封件可在密封地接合該閥座之一密封位置與脫離與該閥座的接合之一打開位置之間移動；其中該閥密封件具有一主尺寸及小於該主尺寸之一小尺寸，該主尺寸大於或實質上等於該入口內徑及該出口內徑之一者，該小尺寸小於該入口內徑及該出口內徑之一者以允許該閥密封件穿過該入口及該出口之一者插入至該腔室中。
2. 如請求項1之閥，其中該閥密封件可樞轉地安裝在該腔室內。
3. 如請求項1之閥，其中該閥密封件具有一菱形形狀。
4. 如請求項3之閥，其中該閥座之該開口具有一菱形形狀。
5. 如請求項1之閥，其中該閥密封件之該主尺寸大於該入口內徑。
6. 如請求項1之閥，其中該閥密封件之該主尺寸大於該出口內徑。
7. 如請求項1之閥，其中該閥密封件之該小尺寸小於該入口內徑。
8. 如請求項1之閥，其中該閥密封件之該小尺寸小於該出口內徑。
9. 如請求項1之閥，其中該閥包括一止回閥。
10. 如請求項1之閥，其中該入口及該出口之至少一者具有一圓形截面形狀。
11. 一種閥，其包括：一單件式外殼，其界定具有一入口內徑之一入口、具有一出 口內徑之一出口及定位在該入口與該出口之間之一腔室；一閥座，其定位在該入口與該出口之間之該腔室內，該閥座界定具有一非圓形截面形狀之一開口；僅一單個閥密封件，其安裝在該腔室內，該單個閥密封件具有一非圓形截面形狀。
12. 如請求項11之閥，其中該單個閥密封件可在密封地接合該閥座之一密封位置與脫離與該閥座的接合之一打開位置之間移動。
13. 如請求項11之閥，其中該單個閥密封件具有一主尺寸及小於該主尺寸之一小尺寸，該主尺寸大於該入口內徑及該出口內徑之一者，該小尺寸小於該入口內徑及該出口內徑之一者以允許該單個閥密封件穿過該入口及該出口之一者插入至該腔室中。
14. 如請求項11之閥，其中該單個閥密封件可樞轉地安裝在該腔室內。
15. 如請求項11之閥，其中該單個閥密封件具有一菱形形狀。
16. 如請求項15之閥，其中該閥座之該開口具有一菱形形狀。
17. 如請求項13之閥，其中該入口具有界定一最小入口內徑之一圓錐形內表面。
18. 如請求項13之閥，其中該出口具有界定一最小出口內徑之一圓錐形內表面。
19. 如請求項17之閥，其中該單個閥密封件之該主尺寸大於該最小入口內徑。
20. 如請求項18之閥，其中該單個閥密封件之該主尺寸大於該最小出口內徑。
21. 如請求項17之閥，其中該單個閥密封件之該小尺寸小於該最小入口內徑。
22. 如請求項18之閥，其中該單個閥密封件之該小尺寸小於該最小 出口內徑。
23. 如請求項11之閥，其中該閥包括一止回閥。
24. 一種將一閥密封件組裝至具有一單件式外殼之一閥中之方法，該單件式外殼界定一入口、一出口及其間之一腔室，一閥座定位在該腔室內，該方法包括：穿過該入口及該出口之一者將該閥密封件插入至該腔室中；將該閥密封件安裝在該腔室內以用於在密封地接合該閥座之一密封位置與脫離與該閥座的接合之一打開位置之間移動。
25. 如請求項24之方法，其包括穿過該出口將該閥密封件插入至該腔室中。
26. 如請求項24之方法，其進一步包括將該閥密封件可樞轉地安裝在該腔室內。