CN100386542C - 蝶阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有改进的固有流动特性与改进的动态转矩特性的阀。该阀包含用于控制阀内部流体流动的盘。该盘至少有密封表面，其用于在该盘处于关闭位置时封上阀密封。该密封表面包括一轮廓，并且在该盘从关闭位置向开启位置枢轴转动时与阀封一起形成流动间隙。该轮廓的曲率半径在预定的盘位置限定流动间隙的大小，以特性化通过阀的流动。此阀可以进一步包含用于降低动态转矩的上流凹口和/或在流体回流的情况下用于降低动态转矩的凹口。

Description

蝶阀

技术领域

本发明涉及阀，更具体地讲，涉及一种带有盘的蝶阀，在该盘上的预定位置具有成形边缘，以在该盘与阀壁之间形成用于限定该阀的流动特性的流动开口。

背景技术

惯用的蝶阀是通过在阀体内放置盘(disk)以控制通过阀体的流体流动而工作的。该盘围绕由固定在阀体内的轴限定的枢轴点或轴转动。由施加到轴上的转矩导致的盘转动形成或减小用于流体流过阀体的开口。当此盘从关闭位置(通常是竖直的)向完全打开位置(通常是水平的)枢轴转动时，流体能流过的流动区域会增加。在某种程度上流体的流动可以通过调节阀体内盘的转动角来控制。在惯用的蝶阀设计中已经做了很多改进以降低所需操作阀的转矩并在运行期间扩展转动范围。

与其它类型的控制阀例如球形阀相比，蝶阀可以以相对低的成本提供相对高的流量。因此，对特定的应用来说，蝶阀是非常经济的。另一方面，传统的蝶阀在过程控制方面因为其固有的流动特性而使应用受到限制。正如本领域普通技术人员所理解的那样，蝶阀更适合于开关流动控制应用。许多过程控制应用都需要通过整个控制阀的可操作范围进行精确的流动控制。当需要精确流动控制时，一般会安装可转动的球阀，而不是蝶阀。

另外，一些过程需要特定的或精确的固有的或安装的流体特性。正如本领域技术人员所理解的那样，控制阀的流动特性是流动系数(Cv)与以盘转动运动度数表示的行程之间的比率。基于运动速度的百分比或是阀体内控制元件的物理位置，此设计参数定义流过阀的速度。例如，常压下的液位控制中的应用就受益于此阀内的线性流动特性。

在蝶阀的应用中的另一个因素涉及提高该控制阀的动态转矩特性。当流体流过此阀时，流体会对盘施加力。一般来说，随着通过阀的流动速度的增加，施加到该盘上的力也会更大。这些增加的动态力需要更大的转矩以转动该盘。在运行期间所需要的转动盘的转矩总量根据流过阀的流体类型、盘的形状和盘的位置或朝向的不同而不同。在给定的应用中，降低转矩是有优势的。较低的转矩需要更小的激励源以运行阀，从而节省物理体积并且降低成本。

此外，惯用的通过90度的转动运行的蝶阀，在盘转动接近70-80度时要经受转矩反向。在盘转动到此点时，由动态转矩施加到盘上的力会从盘的一面改变到此盘相反的一面。消除蝶阀的运行特性中的反向可能会导致更稳定的阀定位并显著降低对激励源或阀损坏的可能性。

发明内容

在本领域中，需要一种蝶阀，其具有改进的流动特性和改进的动态转矩特性。本发明旨在满足此需要给出进一步的解决方案。

根据本发明一个示例性实施例，提供一种阀，该阀包括：阀体；被布置在该阀体内、用于控制通过所述阀的流动的可枢轴转动的盘；和密封表面，用于在所述盘处于关闭位置时与阀密封一起进行密封；其中所述密封表面包括成形边缘，当所述盘从关闭位置向开启位置枢轴转动时，该成形边缘在该密封表面与所述阀密封之间形成流动开口，使得所述成形边缘的轮廓和位置在预定的盘位置限定该流动开口的大小，其中阀体的壁表面基本上是凹的，以使所述盘能够转动到贴近所述壁的位置，并且其中所述阀体的壁表面的内径在所述盘周围的区域减小，从而形成基本曲面且凹的壁表面；其中所述成形边缘包含如下曲线轮廓：当所述可枢轴转动的盘越过所述阀密封时，该轮廓转离该阀密封成一定角度。该成形边缘是一种提供更大改变流动特性的机会的手段。通过改变盘上成形边缘的形状和位置，可以改变流动特性以形成期望的流动特性结果。当该盘被部分打开时，该成形边缘进一步提供更多的流动速度控制，并且也能够使开启与关闭阀位置之间进行更平滑的转换。

根据本发明的再一方面，该盘被布置成偏离于通过该盘枢轴点的中心轴线。可以提供凹口，该凹口形成在该盘的上流侧以降低动态转矩。该凹口包括基本上凹入的曲面和相对于纵轴线成一定角度的斜面中的至少一个。该盘适合用于蝶阀中。

仍然根据本发明的再一方面，该盘平面表面的基本部分与该盘平面表面的其它部分偏离一定角度以阻碍动态转矩反向。该盘在后缘处的横截面厚度可以相对小于该盘前缘处的横截面厚度。

根据本发明的另一个方面，该成形边缘处于曲线轮廓形式。可替换地，该成形边缘可以包括这样一种轮廓，当该盘围绕枢轴点转动以从关闭位置向开启位置转换时，该轮廓可以转离该阀密封一定角度。该成形边缘也可以被布置成沿该盘下流侧的至少一部分。该成形边缘也可以进一步被布置成邻近于该盘的前缘。

根据本发明一个实施例，提供一种阀。该阀包括阀体，其具有由壁围绕的流动通道；被布置在该阀体内、用于控制通过该阀的流动的可枢轴转动的盘；和用于在所述盘处于关闭位置时与阀密封一起进行密封的密封表面；其中该密封表面包括成形边缘，当该盘从关闭位置向开启位置枢轴转动时，该成形边缘在该密封表面与该阀密封之间形成流动开口，使得所述成形边缘的轮廓和位置在预定的盘位置限定该流动开口的大小，其中所述阀体的壁基本上是凹的，以使所述盘能够转动到贴近所述壁的位置，并且其中所述阀体的壁表面的内径在所述盘周围的区域减小，从而形成基本曲面且凹的壁表面；其中所述成形边缘包含如下曲线轮廓：当所述可枢轴转动的盘越过所述阀密封时，该轮廓转离该阀密封成一定角度；并且其中阀体的壁表面的内径在穿过所述可枢轴转动的盘的枢轴点的纵轴线的两侧，随着沿阀体的壁表面移离所述纵轴线而逐渐减小。

仍然根据本发明的另一方面，阀外壳的壁基本上是凹的，以使该盘能够贴近该壁转动。

附图说明

通过如下的描述与附图，可以更好地理解前面提到的特征与优势，以及本发明的其它特征与方面，其中：

图1是根据本发明一个方面的阀的概略性横截面图；

图2A、2B、2C和2D是根据本发明另一方面的阀盘的成形边缘的概略性横截面图；

图3A、3B和3C是根据本发明再一方面的阀盘的概略性后视图；

图4是根据本发明又一方面的阀的概略性横截面图；以及

图5是根据本发明一个方面的流动面积与阀盘的转动度数之间的关系坐标图。

具体实施方式

本发明一个示例性实施例涉及一种阀，它包含有具有成形边缘的流动控制盘，和处于盘与阀体之间的用于控制流体流动特性的预定流动开口。所述阀外壳可以另外有缩减的直径部分，它可以与盘共同作用以与盘获得期望的流动面积并提高流动控制。这样的阀有更平缓的开口特性，如果期望的话，它可以产生等百分比的流动特性。这里使用的等百分比的流动特性的特征在于阀，其中，对于盘额定运动的相同增量，会产生等百分比的流动系数(Cv)的改变。另一方面，通过对成形边缘不同轮廓的修改，也可以产生除了其它流动特性之外的线性特性或改进的快速开口特性。

图1至图5描述了根据本发明蝶阀的示例性实施例，其中相同的部分被指定了相同的参考标号。虽然会参考图中描述的示例性实施例来描述本发明，但也应该了解许多其它形式也可以实现本发明。本领域普通技术人员还可以理解，可以以处于本发明的精神和范围内的方式，用不同的方法改变公开的实施例的参数，比如大小、形状或者元件或材料的类型。

图1是根据本发明教导的蝶阀11的一个实施例的概略性描述。阀11有形成阀体的外壳16。盘10枢轴安装在外壳16内。盘10安装在，例如轴的枢轴点22处，盘10可以围绕枢轴点22枢轴转动。如所图示的那样，流体主要沿着箭头A的方向流动。因此，盘10的上流侧是盘10的左侧，盘10的下流侧是盘10的右侧。

盘10用作流过阀11的流体的障碍物，使得盘10围绕枢轴点22的转动可以增加、减少或基本悬置流过阀11的流体。如图1的图解所示，盘10包括上边缘25和下边缘23。但是，本领域内普通技术人员可以理解，盘10惯用为基本上为圆形的(虽然可以是非圆形的)，因此沿着盘10的圆周保持连续的边缘。连续边缘在这里是指上边缘25和下边缘23，仅为了帮助公开根据本发明教导的盘10的一些特征。

在阀外壳16的内部设置有具有下区域18和上区域20的密封(该密封是单密封，其下区域18和上区域20在这里是有区别的，仅为了解释清楚)。当盘处于一定的转动位置时，盘10延伸到阀外壳16的壁间，以与密封的下区域18和上区域20相交。盘10压缩密封的下区域18和上区域20，以使阀11密封而被关闭并基本上阻挡流体流动。所示的阀11处于关闭位置。

根据本发明教导的外壳16可以包括锥形的或减小的内壁表面26，内壁表面26形成盘10能在其中运行的开口。所述锥形或缩减也可以被描述成在盘10周围的区域中外壳16的壁表面26的内径的减小。如图所示，开口的直径在与垂直通过枢轴点22的轴线D成直线的壁的区域中相对较大。通常，该直径会在沿着壁表面26移离纵轴线D的纵轴线两侧上减小。该直径尺寸由于会随着移离纵轴线D而减小，所以形成基本上为曲面的壁表面26。根据本发明的教导以及如后面进一步讨论的那样，曲面的壁表面26对盘10的特性化流动的能力起作用。另外，本领域普通技术人员可以理解，壁表面26不需要是图示的那样弯曲的，它也可以是直的，或是多种其它形状。此外，邻近于盘10的上边缘25的上壁表面26能保持曲线或其它轮廓，而邻近于盘10的下边缘23的下壁表面26可以是另一种轮廓。不同的壁表面26构造可以导致不同的流动特性，这是因为壁表面26与盘10一起工作以控制流体流过阀11。

密封的下区域18和上区域20被布置成处于或接近盘10一侧的壁表面26的大约最小直径处。密封的下区域18和上区域20处于或接近壁表面26的大约最小直径处的位置，使得盘10基本上能切断流过阀11的流体。盘10偏离通过枢轴点22的纵轴线D。因此，由于盘10的上边缘25和下边缘23相对于枢轴点22有偏离，因而在示例图中壁表面26的最小直径处于纵轴线D的上流侧。如果盘10的上边缘25和下边缘23与纵轴线在同一直线上，则密封的下区域18和上区域20也处于与纵轴线D在同一直线上的位置。这样的结构可以将壁表面26的最小直径改变为与通过枢轴点22的纵轴线D大体一致。因此，本领域普通技术人员可以理解，壁表面26的最小直径和密封的下区域18和上区域20的位置可以随盘10的特定构造而不同。

如上面提到的那样，流体主要沿着箭头A的方向流动。因此，盘10沿着箭头B的方向转动而开启，并且沿着箭头C的方向转动而关闭。本领域普通技术人员可以理解，流体流过阀11的方向与阀11内盘10的朝向可以不同。虽然流动的主要方向是箭头A的方向，在某些例子中根据本发明教导构造的蝶阀也可以是相反流向。在反向流动过程中，流体以与箭头A的方向相反的方向流动。在这种情况下，盘10可以包括一个或更多特征以特性化并控制流体沿着箭头A方向及相反方向流动。

当盘10围绕枢轴点22转动时，上边缘25和下边缘23会跟随阀外壳16减小的直径部分26。下边缘23也是主流体流入盘10的前缘。因此上边缘25在流体流动中是后缘。

盘10包括沿着盘10的上流侧延伸的倾斜空穴36。倾斜空穴36用于降低动态转矩。当盘从关闭位置转动到开启位置时，斜面对盘10的上边缘25提供附加的流体压力。此附加压力降低将盘从关闭位置转动到开启位置所需的转矩总量。

流动开口24存在于盘10的上边缘25及下边缘23和阀外壳16的壁表面26之间。壁表面26减小的直径部分允许盘10在转动过程中沿着阀外壳16通过而不会显著增加流动开口24的面积。流动开口24是由沿盘10布置的成形边缘28形成的。成形边缘28有预定的轮廓，该轮廓可以根据成形边缘28的不同而不同。当盘10枢轴转动时，流动开口24逐渐增加，并且下边缘23会越过密封的下区域18而延伸到即将来临的流动中。

流动开口24的大小变化允许操作通过阀11的流动特性。换句话说，当盘10枢轴转动以打开阀11时，流动开口24可以变化，使得流动特性可以是线性的、等百分比的或是随后即将讨论的其它期望的特性。本领域普通技术人员可以理解，成形边缘28可以有许多有不同表面特征的形状。图2A至2D图示许多示例性成形边缘28的实施例，以使流过阀的流体的流动特性多种多样。图2A显示的是具有轻微凹口的成形边缘28a的实施例。此构造在盘10的前侧和后侧(成形边缘28a的每一端)产生流动障碍，并且在成形边缘28a离开密封表面的中间间隔期间，流动在流动开口中会有短暂的增加。

图2B图示的是成形边缘28b的另一个实施例。成形边缘28b保持与图1中的成形边缘28基本相同的轮廓。但是，如图所示，对着成形边缘28b右侧(即盘10的后侧)的成形边缘28b的曲率半径却有显著的减小。当成形边缘28b的该部分越过密封时，这种曲率半径的显著减小促使流动开口24的显著增加。流动开口24的尺寸增加仍保持小于惯用蝶阀中出现的增加，惯用蝶阀在盘上相似的位置处有拐角而不是曲线。因此，流动开口24的增加与随后的流动速度仍保持小于惯用蝶阀的盘后缘处流动速度的增加。

图2C图示的是根据本发明教导的成形边缘28c的另一实施例。成形边缘28c保持曲线的轮廓，当盘越过密封时，此轮廓转动角度增加并离开密封的下区域18。相对于水平线增加的角度，使得流动开口24在盘转动角度相等的情况下，可以比图2B中的成形边缘28b更快速地增加。但是，比起具有更陡峭拐角的惯用蝶阀的盘，流动开口24的增加是以更可控的方式发生的。因为具有成形边缘28c的所示构造，流动开口24的增加和因此产生的流动速度的增加，要大于有等百分比的阀。

图2D图示的是成形边缘28d的另一实施例。如图所示，成形边缘28d交替处于凹入与凸出的轮廓中。在这样的构造下，当盘从关闭位置转动到开启位置时，流动开口24也交替地增加与减小尺寸。当盘越过密封的下区域18时，开口尺寸的交替变化形成速度增加与减小交替变化的流体流动。

上述实施例每一种的应用都可以改变并且都可以被本领域普通技术人员理解。图2A至2D提供显示多种成形边缘的例子，它们根据本发明的教导可以有效地改变流体流过阀的流动特性。如图所示，成形边缘轮廓的修改可以以多种方式改变流动开口的大小，实现对流过流动开口的流体的不同控制。因此，根据本发明的教导，阀的流动特性可以由不同的成形边缘的轮廓决定。

除了有用于不同流动特性的不同轮廓之外，成形边缘28也可以沿盘10布置在不同的位置。图3A至3C图示的是根据本发明教导的几个实施例。这些图显示从盘的下流侧，即看盘10的背面，所观察的不同构造的盘10。图3A显示的是成形边缘28e，其构造与图4中的成形边缘48相似。成形边缘28e沿着盘10的下边缘23布置，并且根据本发明的教导可以特性化流动。当下边缘23越过密封时(例如，密封的下区域18)，成形边缘28e随着阀从完全关闭向完全开启位置的转换，提供预定的流动特性化。

图3B显示横过盘10的下边缘23布置的成形边缘28f，和横过盘10的上边缘25布置的第二成形边缘29。成形边缘28f与图3A中的成形边缘28e起着相似的作用，而第二成形边缘29提供对流体流动的进一步特性化。当流体流过上边缘25处盘10的后缘时，第二成形边缘29可以影响流过上边缘25的流体。第二成形边缘29也因此与下边缘23上的成形边缘28f一起工作，从而以期望的方式特性化流动。

图3C显示成形边缘28g的另一实施例。此实施例的成形边缘28g相对大于前面图中的成形边缘。这个更大的成形边缘28g可以提供对流体流动的更大影响，以达到期望的流体特性化。另外，更大的表面可以为改变期望的流动提供更大的空间。

所以，可以看到该成形边缘的形状既可以进行横截面形状上的修改，也可以进行盘上平面的位置的修改，以实现流过阀的流体不同的特性化。上述实施例每一种的应用都不同并且都可以被本领域普通技术人员所理解。图3A至3C显示根据本发明教导的成形边缘的例子，以便改变流过阀的流体的流动特性。如图所示，盘上成形边缘的位置改变可以实现对流过流动开口的流体的不同控制。因此，根据本发明的教导，阀的流动特性可以进一步由不同成形边缘位置来决定。

当盘10围绕枢轴点22转动时，壁表面26减小的直径部分的表面轮廓同样会影响流动开口24的大小。当盘10转动时，壁表面26随着远离盘10而逐渐减小，因此促使流动开口24增加并允许更多流体流动(即更少的流体流动阻抗)。本领域普通技术人员可以理解，壁表面26的形状可以根据期望流动特性的不同而不同。

更具体地讲，在所图示的实施例中成形边缘28有基本上曲线的轮廓。当盘10越过密封的下区域18时，成形边缘28的曲率逐渐增加流动开口24的大小，这是因为该曲面随着盘10的移动而渐渐移离密封的下区域18。换句话说，形成成形边缘28的曲面的曲率半径逐渐减小。当盘10枢轴转动并使下边缘23越过密封的下区域18时，这种减小促使该曲面从下边缘23与密封的下区域18的相交部分离开或逐渐减小。

流动开口24的增加与盘10的枢轴位置成比例。成形边缘28的曲率提供与惯用蝶阀实质上不同的流动特性。在没有成形边缘28的曲率的惯用阀中，当盘枢轴转动并且盘的下边缘越过密封时，流动的增加更陡峭。在本发明中的成形边缘28的曲率形成流动开口24更平缓的增加，从而导致阀打开时流动速度更平缓的增加。应该注意的是，在盘10的上边缘25和下边缘23之间的流动开口24可以不同。

图4是根据本发明教导的蝶阀41的另一实施例的概略性描述。阀41有形成阀体的外壳16。盘40枢轴安装在外壳16内。盘40安装在，例如轴上枢轴点22处，盘40可以围绕枢轴点22枢轴转动。如所图示的那样，流体主要沿着箭头A的方向流动。因此，如图示，盘40的上流侧是盘40的左侧，盘40的下流侧是盘40的右侧。

盘40围绕枢轴点22的转动可以增加、减少或基本悬置流过阀41的流体。如图4图示所显示的那样，盘40包括上边缘42和下边缘43。

密封的下区域18和上区域20仍被布置在阀外壳16的内部。当盘处于一定的转动位置时，盘40延伸到阀外壳16的壁间，以与密封的下区域18和上区域20相交。盘40压缩密封的下区域18和上区域20以密封阀41而被关闭。盘40和盘10一样，用于阻挡流体流过阀41。因此，盘40的转动可以增加、减小或基本悬置流过阀41的流体。所示阀41处于关闭位置。

根据本发明教导的外壳16可以包括内径减小并形成盘40在其中运行的开口的内壁表面26。如图所示，该开口的直径在与通过枢轴点22的纵轴线D在同一直线上的壁的区域中相对较大。在沿着离开纵轴线D的壁表面26移动的纵轴线D的两侧，直径会减小。由于直径尺寸随着离开纵轴线D而减小，所以形成实质上为曲面的壁表面26。根据本发明教导以及此后进一步讨论那样，曲面的壁表面26对盘40的特性化流动的能力起作用。本领域普通技术人员可以理解，由于壁表面26与盘40一起工作以控制流体流过阀41，因此不同的壁表面26构造可以导致不同的流动特性。

密封的下区域18和上区域20布置处于或接近盘40一侧的壁表面26的最小直径处。密封处于或接近壁表面26的最小直径处的位置，使盘40能够基本切断流过阀41的流体。盘40偏离通过枢轴点22的纵轴线D。本领域普通技术人员可以理解，壁表面26的最小直径和密封的下区域18和上区域20的位置可以随盘40的特定构造而不同。

如上面提到的那样，流体主要沿着箭头A的方向流动。因此，盘40沿着箭头B的方向转动而打开，并且沿着箭头C的方向转动而关闭。本领域普通技术人员可以理解，流体流过阀41的方向与阀41内盘40的朝向可以改变。

当盘40围绕枢轴点22转动时，上边缘42和下边缘43会跟随阀外壳16减小的直径部分26。下边缘43也是主流体流动中盘40的前缘。因此上边缘42在流体流动中是后缘。

盘40包括沿着盘40的上流侧延伸的倾斜空穴36。如前所述，倾斜空穴36用于降低动态转矩。

流动开口44存在于盘40的上边缘42与下边缘43和阀外壳16的壁表面26之间。壁表面26减小的直径部分允许盘40在转动过程中沿着阀外壳16通过，而不会显著增加流动开口44的面积。流动开口44是由沿盘40布置的成形边缘48形成的。成形边缘48有预定的轮廓，该轮廓可以根据成形边缘48的不同而不同。当盘40枢轴转动时，流动开口44逐渐增加，并且下边缘43越过密封的下区域18而延伸到即将来临的流动中。

流动开口44的大小变化允许对通过阀41的流动特性进行操作。如上所证明的那样，成形边缘48可以采用许多不同的形状，并沿着盘40布置在许多不同的位置。轮廓与位置的每一个变化都能影响阀流动特性的改变。

在图4中上边缘42的横截面积要小于图1中的上边缘25的横截面积。可以看出，上边缘42更小的横截面积导致盘40占据更少的流体流动面积。由于盘40占据了更少的流体流动面积，所以当盘40转动到打开位置时会对流体流动产生更小的障碍。当阀打开时，对流体流动的更小障碍会导致流动速度升高。

此外，流动开口44的大小改变允许对通过阀流动特性的操作。更具体地讲，改变成形边缘28和48以使流动开口44的大小因不同的阀位置而变化的能力，在蝶阀的可能应用中提供更大的灵活性。可以在延伸到即将到来的流动中的盘10和40的一部分上，或者在盘10和40的另一部分上，或是在整个盘10和40上提供此轮廓。如果期望线性开口特性，特定的轮廓可以形成在该轮廓区域，并且该轮廓区域的位置可以调整，以达到线性特性。同样的，可以形成出线性特性、等百分比特性或改进的快速开口特性以满足特殊阀应用的特定需要。这种改变流动开口44和因此改变流动特性的能力可以使得蝶阀作为精密控制元件应用于控制系统中。

图5是曲线图66，描述在阀内当流体流过时流动面积与盘转动度数之间的关系。两组数据被绘制在曲线图66上。第一组表示的是流体流过具有惯用单叶片的阀的流动特性，如第一流动曲线68所示。第二组数据表示的是流体流过根据本发明教导的阀的流体流动特性，该阀有带有成形边缘的盘，如第二流动曲线70所示。

当转动度数在0与5之间时，对于暴露的流动面积总量，两种结构的盘看起来运行相对类似。当转动度数在10与大约20之间时，有惯用盘的阀经历大约1.6平方英寸或7.3％的流动面积的增加。有带有成形边缘的盘的阀经历0到大约0.4平方英寸或1.89％的最小流动面积总量。对于具有惯用盘的阀来说，当转动度数在20与90之间时，第一流动曲线68随着流动面积的快速增加而延续。当转动度数在20与45之间时，第二流动曲线70随着流动面积的更平缓的增加而延续。在90度的最大转动度数时，惯用的蝶阀大约有22平方英寸的流动面积可用于流体流动，而具有成形边缘的盘的阀大约有21.2平方英寸的流动面积可用于流体流动。因为平缓开口靠近座落位置(即较低转动度数)，所以在接近阀的关闭点时不需要流动控制。在有成形边缘的盘的阀中转动度数在0与10之间的范围，由于有根据本发明教导的构造，而不会经历此范围内经常发生的阀关闭及锤击问题。相比惯用盘结构，成形边缘结构确实会降低阀的总流动面积。但是，如果期望更大的流动面积，也可以增加阀的总大小和尺寸。

在操作中，因为盘10和40围绕枢轴点22转动，所以盘10和40的边缘会越过密封的下区域18打开阀以获得最小的流体流动。流体流动最小，这是因为流体可以慢慢溢出流动开口24和44。直到盘10和40沿箭头B的方向转动足够的总量以使得成形边缘28和48能越过密封的下区域18，才会发生更大量的流体流动。流体流动缓慢且平缓的增加提高包含本发明的盘10和40的阀的固有流动特性。

为了关闭阀，盘10和40要沿箭头C的方向转动。盘10和40的边缘达到密封的下区域18并越过密封的下区域18。当盘10和40越过密封的下区域18时，流体流动受阻但仍然流过流动开口24和44。盘10和40的额外转动带动成形边缘28和48的额外部分越过密封的下区域18和密封的上区域20以逐渐降低流体流动，并最终关闭阀11或41。流体流动的逐渐降低提高流动特性。

当盘10和40越过密封的下区域18时，盘也伴随着越过密封的上区域20。盘10和40围绕枢轴点22沿箭头B的方向转动，并且上边缘25和42离开密封的上区域20以形成流体流动路径。上边缘25和42同样可以和壁表面26一起工作以进一步特性化通过阀11和41的流动。

本发明展示了一种以蝶阀的形式举例说明的阀，除了其它特性之外，它还有改进的包括成形边缘的转动盘。此盘可以进一步在上流侧或上流侧包括有凹口以提高阀的动态转矩特性。另外，也可以有多种成形边缘，并且每一种成形边缘都可以有可选的形状以特性化通过阀的流动。此外，接近支架位置的平缓开口特性可以提供等百分比流动特性的阀。另一方面，除了其它特性之外，使用根据本发明教导的成形边缘也可能实现线性特性或改变的快速开口特性。

根据上述说明，本发明的各种修改和可选实施例对本领域技术人员将变得明显。因此，此说明书只是示例性的并且只是为了教导本领域技术人员实现本发明的最佳模式。在基本上没有背离本发明的精神的情况下，此结构的细节可以变化，并且也保留附加权利要求书范围内的所有修改的专门使用。本发明意欲仅限于附加权利要求书和适用的法律条文要求的范围内。

Claims (23)

1.一种阀，包括：

阀体；

被布置在该阀体内、用于控制通过所述阀的流动的可枢轴转动的盘；和

密封表面，用于在所述盘处于关闭位置时与阀密封一起进行密封；

其中所述密封表面包括成形边缘，当所述盘从关闭位置向开启位置枢轴转动时，该成形边缘在该密封表面与所述阀密封之间形成流动开口，使得所述成形边缘的轮廓和位置在预定的盘位置限定该流动开口的大小，

其中阀体的壁表面基本上是凹的，以使所述盘能够转动到贴近所述壁的位置，并且其中所述阀体的壁表面的内径在所述盘周围的区域减小，从而形成基本曲面且凹的壁表面，其中所述成形边缘包含如下曲线轮廓：当所述可枢轴转动的盘(10)越过所述阀密封(18)时，该轮廓转离该阀密封(18)成一定角度。

2.根据权利要求1所述的阀，其中该盘被布置成偏离于通过该盘的枢轴点的中心轴线。

3.根据权利要求1所述的阀，进一步包含沿该盘的上流侧形成的、用于降低动态转矩的凹口。

4.根据权利要求3所述的阀，其中该凹口包含基本上凹入的曲面和相对于纵轴线成一定角度的斜面中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的阀，其中该盘适合用于蝶阀中。

6.根据权利要求1所述的阀，其中该盘平面表面的基本部分与该盘平面表面的剩余部分偏离一定角度，以阻碍动态转矩反向。

7.根据权利要求1所述的阀，其中该盘在其后缘处的横截面厚度相对小于该盘前缘处的横截面厚度。

8.根据权利要求1所述的阀，其中该成形边缘包含曲线轮廓。

9.根据权利要求1所述的阀，其中该成形边缘包含如下轮廓：当该盘围绕枢轴点转动以从关闭位置向开启位置转换时，该轮廓转离该阀密封一定角度。

10.根据权利要求1所述的阀，其中该成形边缘沿着该盘的下流侧的至少一部分布置。

11.根据权利要求10所述的阀，其中该成形边缘被布置成邻近于该盘的前缘。

12.一种阀，包含：

阀体，其具有由壁围绕的流动通道；

被布置在该阀体内、用于控制通过该阀的流动的可枢轴转动的盘；和

用于在所述盘处于关闭位置时与阀密封一起进行密封的密封表面；

其中该密封表面包括成形边缘，当该盘从关闭位置向开启位置枢轴转动时，该成形边缘在该密封表面与该阀密封之间形成流动开口，使得所述成形边缘的轮廓和位置在预定的盘位置限定该流动开口的大小，

其中所述阀体的壁基本上是凹的，以使所述盘能够转动到贴近所述壁的位置，并且其中所述阀体的壁表面的内径在所述盘周围的区域减小，从而形成基本曲面且凹的壁表面；

其中所述成形边缘包含如下曲线轮廓：当所述可枢轴转动的盘(10)越过所述阀密封(18)时，该轮廓转离该阀密封(18)成一定角度；

并且其中阀体的壁表面(26)的内径在穿过所述可枢轴转动的盘(10)的枢轴点(22)的纵轴线(D)的两侧，随着沿阀体的壁表面(26)移离所述纵轴线(D)而逐渐减小。

13.根据权利要求12所述的阀，其中该阀是蝶阀。

14.根据权利要求12所述的阀，其中该盘被布置成偏离于通过该盘的枢轴点的中心轴线。

15.根据权利要求12所述的阀，进一步包含沿该盘的上流侧形成的、用于降低动态转矩的凹口。

16.根据权利要求15所述的阀，其中该凹口包含基本上凹入的曲面和相对于纵轴线成一定角度的斜面中的至少一个。

17.根据权利要求12所述的阀，其中该盘适合用于蝶阀中。

18.根据权利要求12所述的阀，其中该盘平面表面的基本部分与该盘平面表面的剩余部分偏离一定角度，以阻碍动态转矩反向。

19.根据权利要求12所述的阀，其中该盘在其后缘处的横截面厚度相对小于该盘前缘处的横截面厚度。

20.根据权利要求12所述的阀，其中该成形边缘包含曲线轮廓。

21.根据权利要求12所述的阀，其中该成形边缘包含如下轮廓：当该盘围绕枢轴点转动以从关闭位置向开启位置转换时，该轮廓转离该阀密封一定角度。

22.根据权利要求12所述的阀，其中该成形边缘被布置成沿该盘的下流侧的至少一部分。

23.根据权利要求22所述的阀，其中该成形边缘被布置成邻近于该盘的前缘。

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