CN101501376B - 低力防卡节流阀 - Google Patents

Abstract

具有一个本体、一个阀、所述阀的一个接触面以及所述阀的一个间隙表面的一种阀门组件。所述本体具有一个内表面，所述内表面限定一个流动通道。所述阀位于本体内。当所述阀处于一个关闭位置时，它定位为相对于本体的内表面成一个角度，以防止所述阀卡在所述本体上。当所述阀处于一个关闭位置时，所述接触面接触本体的内表面。当所述阀处于关闭位置时，所述间隙表面与所述内表面间隔开。

Description

低力防卡节流阀

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年8月14日提交的美国临时申请号60/837,532的权益。上述申请的披露通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及一种防卡阀门组件。

背景技术

在一个液体流动的路径内使用阀门一直代表着必须应对的某些阻碍。此类阻碍包括阀门组件的热膨胀或收缩。当阀门组件所使用的应用中流经所述阀门组件的液体的温度大大低于或高于环境条件时，阀门升温或冷却，从而导致部件膨胀或收缩。

阀门组件典型地具有一个孔或流动通道，它带有一个阀构件，所述阀构件起到控制液体流的一个可移动的阻挡物的作用。该孔或流动通道通常用不同的材料制成，这些不同材料会不同地膨胀和收缩。例如，在一个节流本体中，该孔及蝶阀通常用以不同比率膨胀的不同材料制成。这种膨胀的结果是，若蝶阀构件比周围的孔膨胀得快，则蝶阀构件可能被卡住。此外，阀及孔可以按不同比率膨胀，因为阀是在流体的直接流动路径中而孔是偏离所述流体的直接流动路径。

因此，令人希望的是开发一种阀门组件，其中该阀在处于关闭位置时具有最低泄露、不因热膨胀而被卡住并且要求低的操作力。

发明内容

一种阀门组件具有一个本体、一个阀、该阀的一个接触面以及该阀的一个间隙表面。该本体具有一个内表面，该内表面限定一个流动通道。该阀位于本体内。当该阀处于一个关闭位置时，它被定位为相对于本体的内表面成一个角度，以防止该阀卡在本体内。当该阀处于一个关闭位置时，该接触面接触本体的内表面。当该阀处于关闭位置时，该间隙表面与该内表面间隔开。

从以下提供的详细说明就会明白本发明的进一步的适用性。应理解，虽然详细说明和一些具体实例说明了本发明的优选实施方案，但它们是旨在仅为了阐述的目的，而并非旨在限制本发明的范围。

附图说明

从详细说明和附图会更充分地理解本发明，在附图中：

图1是处于一个关闭位置的一个阀的截面平面图；

图2是处于一个开放位置的该阀的一个示意性截面侧视图；

图3是处于一个关闭位置的该阀门的示意性截面侧视图；

图4是根据本发明的一个实施方案处于关闭位置的一个圆形阀及一个椭圆形本体的截面平面图；

图5是根据本发明的一个实施方案的在一个圆形本体内的处于关闭位置的一个小尺寸的椭圆形阀的截面平面图；

图6是根据本发明的一个实施方案处于关闭位置的一个椭圆形阀以及一个椭圆形本体的截面平面图；

图7a是根据本发明的一个实施方案处于关闭位置的具有至少一个突出部的一个阀以及一个本体的截面平面图；

图7b是根据本发明的一个实施方案具有至少一个凸出部的一个本体以及一个阀的截面平面图；

图8是根据本发明的一个实施方案处于关闭位置的具有至少一个直边缘的一个阀及一个本体的截面平面图；以及

图9a与9b是该阀与本体的尺寸由于热膨胀而增加之前以及之后与本体成一个偏置角度处于关闭位置的阀的示意性截面侧视图。

具体实施方式

以下对优选实施方案的描述在本质上仅仅是示例性的，并且绝非旨在对本发明、其应用或者用途进行限制。

参看图1至3，一个阀门组件总体上由10示出。阀门组件10提供一个本体或孔12，它具有一个内表面13以及一个阀，该阀总体上由14标明。内表面13限定一个流动通道15。阀14具有一个圆周表面，所述圆周表面总体上用16标明，其中当阀14处于一个完全关闭的位置时，圆周表面16的一部分邻近本体12。图1及图3示出了处于完全关闭位置的阀14。当该阀14不处于完全关闭的位置时，圆周表面16不邻近于本体12，如图2所示。

阀14被可运行地连接至一个轴18，该轴延伸穿过本体12。随着轴18旋转，阀14会在本体12内在开放与关闭位置之间旋转。阀14由任何适当的附着器件连接至轴18，例如但不限于一个紧固件19(如铆钉、螺母及螺栓的组合)、焊接、粘合剂或类似的方式。而且，轴18由至少一个套管20可运行地连接至本体12，该至少一个套管允许轴18旋转，以开放和关闭阀14。然而，应理解，可以使用任何适当的附着器件以便将轴18连接至本体12，所述本体允许轴18旋转。

图1至图3所示的阀14是一种小尺寸的阀14，即阀14的表面积小于本体12的表面积。阀14的圆周表面16具有总体上用23示出的一个接触区域，该接触区域接触本体12的内表面。圆周表面16的一个间隙表面21与本体12的内表面15间隔开，并且该间隙表面限定一个间隙22，所述间隙在内表面15与间隙表面21之间。当阀14及本体12作为热膨胀的结果而膨胀和收缩时，该间隙的大小将改变。这在图1中用虚线25示出。并不完全要求轴18附近存在一个间隙22；然而，这种间隙是有益的，因为不可能在这些点将阀14从本体12移除。优选间隙22具有150微米的一个最大尺寸；然而，间隙22可以根据几种因素而变化，例如，所述间隙22尺寸可根据阀门组件10的不同部件之间预期的热膨胀而发生变化。而且，间隙22的尺寸可从间隙表面21至接触面23减小。在接触面23处无需有一个间隙22，因为随着阀14及本体12的膨胀，该阀构件会旋转以改变该阀14相对于本体12的角度，以便对这种热膨胀进行补偿。

图9a和9b示出了在热膨胀之前和之后阀14在本体12内的位置。图9a示出了热膨胀发生之前在本体12内处于关闭位置的阀14。阀14被定位或偏置为相对于本体12成一个角度“X”。当阀门组件10升温时，阀14能够以不同于本体12的个比率膨胀。这种热膨胀可由几个不同的因素引起，例如但不限于，材料厚度和材料组成。图9b描绘了热膨胀已经发生之后的阀门组件10。阀14已经以大于本体12的比率发生膨胀。为了对这种热膨胀进行补偿，阀14的接触面23会沿着本体12的内表面滑动并且致使轴18及阀14旋转。阀14将被旋转或偏置到一个更大的角度“Y”，而仍保持阀14处于关闭位置。另外，阀14不会卡在本体12内，因为阀14的热膨胀已经通过阀14的重新定位而被考虑在内了。此外，圆周表面16的角度允许阀14密封或接触本体12。将本体12中的阀14的相同安排用在因阀部件的冷却而发生热收缩的阀门组件内也是在本发明的范围之内。

当阀14处于关闭位置时，阀14从相对于本体12的一个垂直位置以一个预定角度被偏置。优选该预定偏置角度是20度；然而，可根据特定用途使用一个更大或更小的角度。相对于本体12以一个角度在本体12内放置阀14而同时保持一个间隙22还可以通过改变阀14与本体12的形状来实现。在以下图4至图8中将对一些不同的构造进行讨论。

在图4中示出的一个实施方案中，一个阀14a具有一个圆的形状并且一个本体12a具有一个椭圆的形状，这样当阀14a处于关闭位置时一个接触面23a接触本体12a的具有一个较短半径Sb的侧面。因此，一个间隙表面21a限定了与本体12a的具有较长半径Lb的侧面的一个间隙22a。图5描绘了具有椭圆形状的一个阀14d以及具有圆形状的一个本体12d。因此，形成阀14d的较长半径Lv的阀14d的一个侧面的至少一个端部形成一个接触面23d，当阀14d处于关闭位置时，该接触面接触本体12d。形成阀14d的较短半径Sv的阀14d的其余的这些侧面形成一个间隙表面21，该间隙表面限定与本体12d的一个间隙22d。

参看图6所示的另一个实施方案，一个本体12b以及一个阀14b具有一个椭圆的形状，并且形成一个接触面23b的一端是在形成阀14b的一个较长半径Lv的该阀14b的至少一端上。阀14b的较长半径Lv大于本体12b的较长半径Lb。因此，当阀14b处于关闭位置时，接触面23b接触本体12b。而且，一个间隙表面21b限定了与本体12b的具有较短半径Sb的侧面的一个间隙22b。

在图7a所示的一个实施方案中，一个阀14c具有至少一个凸出部24，所述凸出部从一个圆周表面16c径向地向外延伸。凸出部24形成一个接触面23c的至少一部分，当阀14c处于关闭位置时，该部分接触本体12c。一个间隙表面21c限定了与本体12c的一个间隙22c。

参看图7b，图中示出了一个实施方案，其中一个本体12f具有至少一个凸出部24f，该凸出部从内表面13f径向地向内延伸。当阀14f处于关闭位置时，凸出部24f接触阀14f的一个接触面23f的至少一部分。一个间隙表面21f限定与本体12f的一个间隙22f。

在图8示出的另一个实施方案中，一个阀14e具有圆周表面16e的一部分，当阀14e处于关闭位置时，所述圆周表面临近于本体12e，并且一个间隙表面21e是一个直边缘26，该边缘临近于轴18。直边缘26限定一个间隙22e的至少一部分。优选当阀14e处于关闭位置时，阀14e的一个接触面23e接触本体12e。

本发明的说明在本质上仅仅是示例性的，因此，并未背离本发明主旨的变体均旨在处于在本发明的范围之内。这些变体不得被认为是背离了本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种阀门组件，包括：

一个本体，所述本体具有一个内表面，所述内表面限定一个流动通道；

一个阀，所述阀位于所述本体内，其中当所述阀处于关闭位置时，它被定位为相对于所述本体的所述内表面成一个角度，以防止所述阀卡在所述本体内；

所述阀的一个接触面，当所述阀处于所述关闭位置时，所述接触面接触所述本体的所述内表面；以及

所述阀的一个间隙表面，当所述阀处于所述关闭位置时，所述间隙表面与所述内表面间隔开。

2.如权利要求1所述的阀门组件，其中所述阀具有一个圆的形状并且所述本体具有一个椭圆的形状，以使当所述阀处于所述关闭位置时，所述接触面接触所述本体的具有一个较短半径的至少一个侧面。

3.如权利要求1所述的阀门组件，其中所述阀与所述本体具有一个椭圆的形状，并且形成所述接触面的一端是在形成所述阀的一个较长半径的所述阀的至少一端上，所述阀的较长半径大于所述本体的一个较长半径，这样所述阀的所述接触面接触所述本体。

4.如权利要求1所述的阀门组件，进一步包括至少一个凸出部，所述凸出部从所述阀径向地向外延伸而形成所述接触面的至少一部分，这样当所述阀处于所述关闭位置时，所述至少一个凸出部接触所述本体的所述内表面。

5.如权利要求1所述的阀门组件，进一步包括至少一个凸出部，所述凸出部从所述本体的内表面径向地向内延伸，其中当所述阀处于所述关闭位置时，所述至少一个凸出部接触所述接触面的至少一部分。

6.如权利要求1所述的阀门组件，其中所述阀具有一个椭圆的形状并且所述本体具有一个圆的形状，这样形成所述阀的一个较长半径的一个侧面的至少一端形成所述接触面，并且当所述阀处于所述关闭位置时接触所述本体。

7.如权利要求1所述的阀门组件，其中所述阀门组件的热膨胀减少所述间隙表面与所述内表面之间的空间。

8.如权利要求1所述的阀门组件，其中当所述阀或所述本体中的至少一个由于热膨胀而在尺寸上增加时，所述阀相对于所述本体的所述角度增加。

9.如权利要求1所述的阀门组件，进一步包括一个轴，其中所述轴被可运行地连接到所述阀上。

10.一种阀门组件，包括：

一个本体，所述本体具有一个内表面，所述内表面限定一个流动通道；

一个阀，当所述阀处于关闭位置时，它被定位为相对于所述本体的所述内表面成一个角度，以防止所述阀卡在所述本体内；

一个轴，所述轴可运行地连接到所述阀上；

所述阀的一个接触面，当所述阀处于所述关闭位置时，所述接触面接触所述本体的所述内表面；以及

所述阀的一个间隙表面，所述间隙表面在所述轴附近，其中当所述阀处于所述关闭位置时，所述间隙表面与所述内表面间隔开。

11.如权利要求10所述的阀门组件，其中所述阀具有一个椭圆的形状并且所述本体具有一个圆的形状，这样形成所述阀的较长半径的至少一个侧面形成所述接触面，当所述阀处于所述关闭位置时，所述接触面接触所述本体。

12.如权利要求10所述的阀门组件，其中所述阀具有一个圆的形状并且所述本体具有一个椭圆的形状，这样当所述阀处于所述关闭位置时，所述接触面接触形成所述本体的较短半径的至少一个侧面。

13.如权利要求10所述的阀门组件，其中所述阀以及所述本体具有一个椭圆的形状，并且所述阀的一个较长半径大于所述本体的一个较长半径，这样当所述阀处于所述关闭位置时，所述接触面接触所述本体。

14.如权利要求10所述的阀门组件，其中从所述阀径向地向外延伸的至少一个凸出部形成所述接触面的至少一部分，这样当所述阀处于所述关闭位置时，所述至少一个凸出部接触所述本体的所述内表面。

15.如权利要求10所述的阀门组件，进一步包括至少一个凸出部，所述凸出部从所述本体的所述内表面径向地向内延伸，其中当所述阀处于所述关闭位置时，所述至少一个凸出部接触所述接触面的至少一部分。

16.如权利要求10所述的阀门组件，其中所述阀门组件的热膨胀减少所述间隙表面与所述内表面之间的空间。

17.如权利要求10所述的阀门组件，其中当所述阀或所述本体中的至少一个由于热膨胀而在尺寸上增加时，所述阀相对于所述本体的角度增加。

18.一种阀门组件，包括：

一个孔，所述孔具有一个内表面，所述内表面限定一个流动通道，其中所述孔具有一个圆的形状；

一个阀，当所述阀处于一个关闭位置时它被定位为与所述孔的内表面成一个角度，以防止所述阀卡在所述孔内，其中所述阀具有一个椭圆形状；

一个轴，所述轴可运行地连接到所述阀上；

所述阀的一个接触面，当所述阀处于所述关闭位置时，所述接触面接触所述孔的内表面；以及

所述阀的一个间隙表面，所述间隙表面在所述轴附近，其中当所述阀处于所述关闭位置时，所述间隙表面与所述内表面间隔开。

19.如权利要求18所述的阀门组件，其中所述阀门组件的热膨胀减少所述间隙表面与所述内表面之间的空间。

20.如权利要求18所述的阀门组件，其中当所述阀或所述孔中至少一个由于热膨胀而在尺寸上增加时，所述阀相对于所述孔的所述角度增加。

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