CN101680554B - 具有均衡器端口的闸门阀 - Google Patents

Abstract

一种闸门阀具有可以在阀门主体内的打开位置和关闭位置之间移动的闸门，以及在闸门的相对侧之间限定均衡器端口的闸门中的壁。该均衡器端口被调适并布置成通过该闸门的致动可以在关闭位置和打开位置之间及在打开位置和关闭位置之间变换。

Description

具有均衡器端口的闸门阀

技术领域

本发明一般地涉及流体控制阀门。更具体地，但不局限于所示和所描述的具体用途，本发明涉及包含在闸门阀内的均衡装置。

背景技术

闸门阀是一种流体控制阀门，其通过从流体路径抬起圆形或矩形闸门或楔子而打开。所有闸门阀的共同特征是闸门和底座之间的密封表面是平面。闸门面可以形成楔形或它们可以平行。闸门阀有时被用于调节流量，但是许多被设计成完全打开或关闭的闸门阀并不适于此目的。当完全打开时，标准的闸门阀在流动路径中没有障碍物，从而使摩擦损失非常小。

闸门阀的特征在于具有明杆(rising stem)或暗杆(nonrisingstem)。明杆提供阀门位置的可视指示。暗杆被用于垂直空间受到限制或在地下的情况。

阀盖为阀门主体提供密封闭合。螺栓连接的阀盖被用于较大的阀门和高压应用中。

闸门阀通常具有凸缘端，根据与管道兼容的凸缘尺寸标准对凸缘端钻孔。铸铁、铸碳钢、炮铜、不锈钢、合金钢和锻钢是构成闸门阀的不同材料。

闸门阀的众所周知的缺陷是大尺寸、高压应用(此处限定为阀门的尺寸大于4英寸并且闸门相对侧上的压力差超过5000磅每平方英寸(psi)的应用)，由于闸门和其密封体之间的摩擦力，所以闸门上受到很大的作用力以致闸门很难或不可能打开。即使闸门在此压力下可以打开，但是闸门和其密封体之间的摩擦力、致动器所需的作用力和断裂闸门两端的初始均衡流的爆破作用(blasting action)单独地或组合地对阀门产生较高的破坏。

解决该问题的传统方案是在阀门两侧之间使用外部均衡导管，其中小型针形阀或类似装置可以手动打开以在打开闸门之前均衡闸门上的压力。然而，由于当在压力下操作时针形阀极易失效，所以此方案对操作者具有较高的危险性。因此需要一种安全有效的装置来均衡高压应用中的闸门阀的相对侧上的压力。

发明内容

本发明的闸门阀具有一种带有内部均衡器端口的闸门。

附图说明

根据详细的说明书并结合附图显然可以更完全地理解本发明及其优点，在附图中：

图1是本发明的闸门阀的部分拆卸立体图；

图2是阀门的部分拆卸侧视图；

图3是沿着图2中的线3-3的剖视图；

图4是沿着图2中的线4-4的剖视图；

图5是阀门的分解图；

图6A-6G是打开和关闭的阀门的连续图；及

图7是具有可选形式的均衡器闸门的明杆型阀门。

具体实施方式

首先参考图1-6G，其中相似的数字表示相似和相应的元件，闸门阀10具有闸门12，该闸门具有限定主闸门通道14的内壁并且在阀门主体16内的打开位置和关闭位置之间可以移动。在打开位置，主闸门通道14与在闸门12相对侧上的阀门主体16中限定主通道18、20的壁对齐，以使流体流过阀门，而在关闭位置(图1-3)，闸门的外部密封面22、24与阀门主体16中的主通道18、20对齐，以与闸门12和阀门主体16之间的密封体26、28协作阻止穿过阀门的流动。

闸门12由两个外层40、42和一个中间层44形成，其中外层和中间层通过固定销钉46连接。闸门12的外部密封面22、24位于外层上，并且主闸门通道14内壁在外层和中间层40、42、44内对齐。

每个外层40、42具有与其他外层的内表面相对的内表面48、50。中间层44具有连接到相对内端面56、58上的相对内侧面52、54，在闸门12内共同形成腔60的外层和中间层40、42、44的内表面52、54、56、58与闸门12的外部密封面22、24相对。

腔60内的载体70在打开位置和关闭位置之间可以移动并且通过载体70内的母螺纹72连接到螺杆74以便线性致动，其中螺杆74延伸到阀门10外面的手柄76。载体70由中心部78和连接在中心部78的相对侧上的两个侧翼部80、82形成。母螺纹72形成于中心部78中，并且中心部78延伸穿过一个中间层内端面58的间隙84。

侧翼部80、82中的每一个具有侧表面86，其中侧表面86间隔开以与中间层44的邻近内侧面52、54紧密地相互配合，以便在腔60内以线性相对运动滑行。此外，侧翼部80、82中的每一个具有两个相对端表面88、90。每个侧翼部80、82上的端表面88、90之间的直线距离小于中间层44的内端面56、58之间的直线距离，以便载体70在打开位置和关闭位置之间的线性致动期间在腔60内具有线性行程范围。一个端表面88在打开位置接触一个中间层内端面58，而且另一个端表面90在关闭位置接触另一个中间层内端面56。以这种方式，与相应中间层内端面56、58接触的侧翼部端表面88、90可操作以使闸门12在打开位置和关闭位置之间移动。

侧翼部80、82中的每一个具有内壁，该内壁形成均衡器腔100，该均衡器腔100在闸门外层40、42的内表面48、50的方向上打开。均衡器腔100内的均衡器闸门102被确定尺寸以与均衡器腔100紧密地相互适配、浮动接合。每个均衡器闸门102具有两个相对的密封表面104，这些密封表面104朝向闸门外层40、42的内表面48、50的方向。

两个密封板106位于每个均衡器闸门102的每个密封表面104和闸门外层40、42的相应内表面48、50之间。密封板106由密封材料诸如形成。

闸门12的外层40、42中的壁在闸门12的相对外部密封面22、24之间限定两个间隔开的闸门均衡器端口110、112。闸门均衡器端口110、112从每个外层40、42的外部密封面22、24延伸到外层40、42之间的腔60。密封板106中的壁限定在密封板106中与闸门均衡器端口110、112对齐的密封均衡器端口114。均衡器闸门102中的壁限定在每个均衡器闸门102中可变换的内部均衡器端口116。内部均衡器端口116被确定尺寸并且被布置成：当载体70在打开位置时，通过与闸门均衡器端口110、112和密封均衡器端口114对齐而被打开；并且当载体70在关闭位置时，通过移离与闸门均衡器端口110、112和密封均衡器端口114对齐的位置而被关闭。

在操作中，如图6A到6G所示，均衡器端口110、112、114、116的打开和关闭是通过在致动闸门12时操作手柄76而自动排序的。在图6A中，阀门10是关闭的，闸门12处于关闭位置，并且载体70处于关闭位置。内部均衡器端口116不与闸门均衡器端口110、112和密封均衡器端口114对齐，这允许均衡器端口被关闭以抵抗穿过阀门两端的压力差。腔100中的均衡器闸门102的浮动接合允许压力差推动均衡器闸门102抵靠在密封板106上以便能密封。

在图6B中，手柄76已经被转动，使载体70上升到打开位置，此时侧翼部的端表面邻接闸门层中间层的内部端表面。闸门12还未移动。载体70的移动使端口110、112、114、116对齐，打开均衡器端口并且均衡阀门两端的压力。即使当压力差很大时，打开均衡器端口所需的作用力也是最小的，因为涉及小的表面面积。如果因为在存在流动和摩擦的情况下重复致动均衡器端口而造成损坏，则可以通过替换廉价的密封板而容易地和廉价地修复该损坏。

在图6C中，已经通过载体70将闸门12升高到主通道被打开的点。因为阀门两端的压力已经被均衡，所以只需要最小的作用力来移动闸门和打开阀门，以便不产生流动损坏。在图6D中，阀门完全打开，此时闸门12处于打开位置。载体70仍然处于打开位置。

图6E到图6G图示说明关闭的顺序。在最初旋转手柄76后，载体70移动到图6E所示的关闭位置。均衡器端口110、112、114、116移离对齐位置从而关闭均衡器端口。闸门12还未移动。在图6F中，阀门被部分关闭，在图6G中，阀门被完全关闭(如图6A所示)。

图7图示说明阀门150是明杆阀门的可选实施例。在明杆阀门中，阀杆152被拉进手柄156的内部螺纹154。与阀门10不同，阀杆152相对闸门158不旋转。这消除了调节阀杆穿过载体的需要，这种调节需要载体70被配置为两个侧翼部80、82和中心部78，在每个侧翼部中具有均衡器闸门102。在图7的阀门中，采用了更简单的单一均衡器闸门160，其中均衡器端口162、164与阀门10的均衡器端口配置相似。

应该理解上述描述的每个元件，或两个或多于两个结合在一起，也可以在与上述描述类型不同的其他结构类型中找到有用的应用。

尽管本发明已在具体闸门阀实施例中被说明和描述，但是其目的不是限制于所示的细节，应该理解在不偏离本发明的思想的情况下，本领域的技术人员可以对所说明的装置形式和细节及其操作进行各种省略、修改、替换和改变。

不用进一步分析，上述内容将完全揭露本发明的要点，在不省略从现有技术的观点来看构成本发明的一般或具体方面的基本特征的特征时，技术人员可以通过应用当前知识容易地使其适应于各种应用。

Claims (14)

1.一种闸门阀，其包括：

在阀门主体内的打开位置和关闭位置之间可移动的闸门；及

所述闸门中的壁，所述壁在所述闸门的相对外密封面之间限定均衡器端口，其中所述均衡器端口被调适并布置成通过所述闸门的致动在关闭位置和打开位置之间以及在打开位置和关闭位置之间可变换，其中内表面在所述闸门内形成腔，并且所述均衡器端口在所述腔内的至少一个可变换的均衡器闸门中，以及其中所述均衡器端口位于所述闸门的所述腔内的载体内，所述载体在打开位置和关闭位置之间可移动，

其中所述载体具有两个相对端表面，所述端表面之间的直线距离小于所述腔的内端面之间的直线距离，以便所述载体在所述打开位置和所述关闭位置之间的线性致动期间在所述腔内具有线性行程范围，其中一个端表面在所述打开位置接触一个腔内端面，而且另一个端表面在所述关闭位置接触另一个腔内端面，从而与所述腔的相应内端面接触的所述载体端表面可操作以使所述闸门在所述打开位置和所述关闭位置之间移动。

2.根据权利要求1所述的闸门阀，其中所述载体被连接以便由所述阀门外的手柄线性致动。

3.根据权利要求2所述的闸门阀，其中所述载体具有连接到螺杆的螺纹，该螺杆延伸到所述手柄。

4.根据权利要求3所述的闸门阀，其中所述载体具有侧表面，所述侧表面间隔开以与所述闸门内的所述腔的邻近内侧面紧密地相互配合，以便在所述腔内以线性相对运动滑行。

5.一种闸门阀，其包括：

具有内壁的闸门，所述内壁限定主闸门通道，并且所述闸门在阀门主体内的打开位置和关闭位置之间可移动，其中在所述打开位置，所述主闸门通道与在所述闸门相对侧上的所述阀门主体中限定主通道的壁对齐，以使流体流过所述阀门，并且其中在所述关闭位置，所述闸门的外部密封面与所述阀门主体中的所述主通道对齐，以与所述闸门和所述阀门主体之间的密封体协作阻止穿过所述阀门的流动；

所述闸门由两个外层和一个中间层形成，其中所述闸门的所述外部密封面位于所述外层上，并且所述主闸门通道内壁在所述外层和所述中间层内对齐；

所述闸门外层中的壁，所述壁在每个外层中限定闸门均衡器端口，所述闸门均衡器端口延伸到所述闸门外层的所述外部密封面；

内部均衡器端口，其被调适并布置成通过所述闸门的致动在关闭位置和打开位置之间及在打开位置和关闭位置之间可变换；

其中内表面在所述闸门内形成腔，并且所述内部均衡器端口位于所述腔内的至少一个可变换的均衡器闸门中；

其中所述均衡器闸门位于所述闸门的所述腔内的载体内，所述载体在打开位置和关闭位置之间可移动并且被连接以便由所述阀门外的手柄线性致动；

其中所述载体具有连接到螺杆的螺纹，所述螺杆延伸到所述手柄；

其中所述载体具有侧表面，所述侧表面间隔开以与所述闸门内的所述腔的邻近内侧面紧密地相互配合，以便在所述腔内以线性相对运动滑行；

其中所述载体具有两个相对端表面，所述端表面之间的直线距离小于所述腔的内端面之间的直线距离，以便所述载体在所述打开位置和所述关闭位置之间的线性致动期间在所述腔内具有线性行程范围，其中一个端表面在所述打开位置接触一个腔内端面，而且另一个端表面在所述关闭位置接触另一个腔内端面，从而与各自中间层内端面接触的所述载体端表面可操作以使所述闸门在所述打开位置和所述关闭位置之间移动；以及

所述均衡器闸门中的所述可变换的内部均衡器端口被确定尺寸并且被布置成当所述载体在所述打开位置时，通过与所述闸门均衡器端口对齐而被打开，并且当所述载体在所述关闭位置时，通过移离与所述闸门均衡器端口对齐的位置而被关闭。

6.根据权利要求5所述的闸门阀，其中所述外层和所述中间层通过固定销钉连接。

7.根据权利要求5所述的闸门阀，其中每个外层具有与其它外层的内表面相对的内表面，所述中间层具有连接在相对内端面上的相对内侧面，所述外层和所述中间层的所述内表面共同形成所述闸门内的所述腔。

8.根据权利要求5所述的闸门阀，其中所述载体通过所述载体内的母螺纹连接到所述螺杆以便线性致动。

9.根据权利要求7所述的闸门阀，其中所述载体由一个中心部和连接在所述中心部的相对侧上的两个侧翼部形成，母螺纹形成于所述中心部中以便连接所述螺杆，所述中心部延伸穿过一个所述中间层内端面中的间隙，所述载体侧表面形成在所述侧翼部上。

10.根据权利要求9所述的闸门阀，其中所述载体端表面形成在所述侧翼部上，每个侧翼部具有两个相对端表面，在每个侧翼部上的所述端表面之间的直线距离小于所述中间层的所述内端面之间的直线距离。

11.根据权利要求9所述的闸门阀，其中：

所述侧翼部中的每一个具有形成均衡器腔的内壁，所述均衡器腔在所述闸门外层的所述内表面的方向上打开；

所述均衡器腔内的均衡器闸门被确定尺寸以与所述均衡器腔紧密地相互适配、浮动接合；以及

壁在每个均衡器闸门内限定内部均衡器端口。

12.根据权利要求11所述的闸门阀，其中：

每个均衡器闸门具有两个相对的密封表面，所述密封表面朝向所述闸门外层的所述内表面的方向；以及

至少一个密封板位于每个均衡器闸门的每个密封表面和所述闸门外层的相应内表面之间。

13.根据权利要求12所述的闸门阀，其中两个密封板位于每个均衡器闸门的每个密封表面和所述闸门外层主体的相应内表面之间。

14.一种闸门阀，其包括：

具有内壁的闸门，所述内壁限定主闸门通道，并且所述闸门在阀门主体内的打开位置和关闭位置之间可移动，其中在所述打开位置，所述主闸门通道与在所述闸门相对侧上的所述阀门主体中限定主通道的壁对齐，以使流体流过所述阀门，并且其中在所述关闭位置，所述闸门的外部密封面与所述阀门主体中的所述主通道对齐，以与所述闸门和所述阀门主体之间的密封体协作阻止穿过所述阀门的流动；

所述闸门由两个外层和一个中间层形成，其中所述外层和所述中间层由固定销钉连接，所述闸门的所述外部密封面位于所述外层上，并且所述主闸门通道内壁在所述外层和所述中间层内对齐；

每个外层具有与其他外层的内表面相对的内表面，所述中间层具有连接在相对内端面上的相对内侧面，在所述闸门内共同形成腔的所述外层的所述内表面和所述中间层的所述内侧面与所述闸门的所述外部密封面相对；

所述腔内的载体在打开位置和关闭位置之间可移动并且通过所述载体内的母螺纹连接到螺杆以便线性致动，所述螺杆延伸到所述阀门外的手柄；

所述载体由一个中心部和连接在所述中心部的相对侧上的两个侧翼部形成，所述母螺纹形成于所述中心部中，所述中心部延伸穿过一个所述中间层内端面中的间隙；

所述侧翼部中的每一个具有侧表面，所述侧表面间隔开以与所述中间层的邻近内侧面紧密地相互配合，以便在所述腔内以线性相对运动滑行；

所述侧翼部中的每一个具有两个相对端表面，在每个侧翼部上的所述端表面之间的直线距离小于所述中间层的内端面之间的直线距离，以便所述载体在所述打开位置和所述关闭位置之间的线性致动期间在所述腔内具有线性行程范围，其中一个端表面在所述打开位置接触一个中间层内端面，而且另一个端表面在所述关闭位置接触另一个中间层内端面，以便与各自中间层内端面接触的所述侧翼部端表面可操作以使所述闸门在所述打开位置和所述关闭位置之间移动；

所述侧翼部中的每一个具有形成均衡器腔的内壁，所述均衡器腔在所述闸门外层的所述内表面的方向上打开；

所述均衡器腔内的均衡器闸门被确定尺寸以与所述均衡器腔紧密地相互适配、浮动接合；

每个均衡器闸门具有两个相对的密封表面，所述密封表面朝向所述闸门外层的所述内表面的方向；

两个密封板位于每个均衡器闸门的每个密封面和所述闸门外层的相应内表面之间；

所述闸门的所述外层中的壁在所述闸门的相对外部密封面之间限定两个间隔开的闸门均衡器端口，所述闸门均衡器端口从每个外层的所述外部密封面延伸到所述外层之间的所述腔；

所述密封板中的壁在所述密封板中限定与所述闸门均衡器端口对齐的密封均衡器端口；

所述均衡器闸门中的壁在每个均衡器闸门中限定可变换的内部均衡器端口，所述内部均衡器端口被确定尺寸并被布置成当所述载体在打开位置时，通过与所述闸门均衡器端口和密封均衡器端口对齐而被打开，并且当所述载体在关闭位置时，通过移离与所述闸门均衡器端口和密封均衡器端口对齐的位置而被关闭。