CN101743424B - 关闭阀装置 - Google Patents

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Abstract

一种关闭阀装置(1)包括：主体(2)，具有腔室(20)，该腔室(20)具有用于流体的入口(21)和出口(22)；阀座(3)；阻挡罩(4)；和阀构件(10)，具有用于密封阀座(3)的密封构件(101)和从密封构件(101)延伸的活塞(102)。密封构件(101)能在遮蔽位置与未遮蔽位置之间移动，在所述遮蔽位置密封构件(101)以封住流体的方式密封阻挡罩(4)，在所述未遮蔽位置密封构件(101)不密封所述阻挡罩(4)并能够被流体流移动而抵靠阀座(3)，并且一驱动器包括第一螺线管(11)和第二螺线管(12)，第一螺线管(11)在被通电时使密封构件(101)移动离开所述遮蔽位置，第二螺线管(12)在被通电时使密封构件(101)移动离开阀座(3)。

Description

关闭阀装置
技术领域
本发明涉及一种关闭阀装置，用于控制通过或来自龙头或管道或其它类型的流体管线的流体的流动。
背景技术
申请人早先申请的序列号为7,174,912的美国专利描述了一种用于控制通过或来自龙头或管道或其它类型的流体管线的流体的流动的关闭阀装置。该装置包括主体，该主体可以联接到流体管线或联接在流体管线内，并且该主体具有腔室，该腔室具有用于来自流体管线的流体的入口和出口。该装置的阀座提供所述出口。该装置还包括：包含位于腔室内的阻挡罩的阻挡机构、阀构件和驱动器。阀构件具有能够在遮蔽位置与未遮蔽位置之间移动的密封构件，在所述遮蔽位置，密封构件以封住流体的方式密封阻挡罩的内部，并基本上被阻挡罩遮蔽而免受从所述入口向所述出口流动的流体流的影响，并且在该遮蔽位置，密封构件不能被流体流移动而抵靠阀座，在所述未遮蔽位置，密封构件不密封阻挡罩的内部，且能够被流体流移动而抵靠阀座以密封所述出口。阀构件具有从密封构件延伸的活塞，并且驱动器被操作性地连接到活塞并使密封构件在遮蔽位置与未遮蔽位置之间移动。
在如序列号为7,174,912的专利中描述的关闭阀装置的一个实施例中，驱动器包括具有活塞的一对螺线管，该对螺线管所具有的活塞被枢轴连接到密封构件的活塞。由螺线管之一引起的活塞的移动致使密封构件从遮蔽位置移动到未遮蔽位置，而由另一个螺线管引起的活塞的移动致使密封构件返回到遮蔽位置。
在如序列号为7,174,912的专利中描述的装置的另一实施例中，驱动器包括与密封构件的活塞的上部区域相连的螺线管和与活塞相连且位于阻挡罩内的一个或多个弹簧。螺线管使密封构件移动离开遮蔽位置，弹簧使密封构件离开阀座返回到遮蔽位置。
本文所描述的装置为对申请人早先申请的美国专利中描述的一种用于控制通过或来自龙头或管道或其它类型的流体管线的流体的流动的关闭阀装置的改进。
发明内容
根据本发明，提供一种用于控制通过或来自流体管线的流体的流动的关闭阀装置，所述装置包括：
主体，能够联接到流体管线或联接在流体管线内，该主体中具有腔室，该腔室具有用于来自所述流体管线的流体的至少一个入口和出口；
阀座，位于所述腔室内在所述入口的下游；
阻挡机构，包括阻挡罩，该阻挡罩位于所述腔室内在所述入口与所述阀座之间；
阀构件，包括用于密封所述阀座的密封构件和从该密封构件延伸的活塞，其中所述密封构件能够在遮蔽位置与未遮蔽位置之间移动，在所述遮蔽位置，所述密封构件以封住流体的方式密封所述阻挡罩的内部，并基本上被所述阻挡罩遮蔽而免受从所述入口向所述阀座移动的流体流的影响，并且在该遮蔽位置，所述密封构件不能被所述流体流移动而抵靠所述阀座，在所述未遮蔽位置，所述密封构件不密封所述阻挡罩的所述内部，并且能够被所述流体流移动而抵靠所述阀座以密封所述阀座；和
驱动器，包括具有连接到所述活塞的芯的第一螺线管和具有连接到所述活塞的芯的第二螺线管，所述第一螺线管在被通电时将所述密封构件从所述遮蔽位置朝向所述阀座移动，所述第二螺线管在被通电时将所述密封构件从所述阀座移动到所述遮蔽位置。
所述主体能够通过本领域技术人员已知的任何合适的手段被联接到流体管线(例如，龙头或管道)或联接在流体管线内。如果主体将被联接到带有螺纹的龙头的端部，那么主体可以例如具有类似的螺纹端部。可替代地，所述装置可以具有液压联轴节(hydraulic coupling)，用于将主体快速且简易地联接到各种不带螺纹的龙头。这种联轴节在本领域是众所周知的。主体可以具有相反的螺纹端部，以联接到相邻的管道之间。
如果主体将被装配在流体管线自身内，那么主体可以例如具有外螺纹表面，用于将主体联接到管道的类似的螺纹内表面。可替代地，主体可以摩擦配合在流体管线的部件内，例如装配在管道或龙头的内部隔室内。
主体可以具有任何合适的形状和尺寸。主体可以包括两个或更多个连接部件。优选地，主体具有圆柱形侧壁和可联接端盖，并且该端盖具有所述入口。该端盖使使用者在进行维护或更换时能够容易地够到阀构件等。如果主体将被联接到螺纹龙头的端部，则端盖可以具有螺纹管口，并且所述入口可以位于该管口的端部。
在本发明的一个实施例中，阀座可提供所述出口。在优选实施例中，阀座在入口与出口之间横穿所述腔室延伸。
阻挡机构可以包括任何合适的数量和设置结构的阻挡壁。阻挡罩可以为任何合适的尺寸、形状和构造。阻挡罩与主体一起限定至少一个通道，流体能够通过该至少一个通道流动到阀座。阻挡罩可以具有顶壁和至少一个侧壁，并且所述侧壁可以从所述顶壁朝向所述阀座延伸。发明人发现，如果密封构件在处于遮蔽位置时以封住流体的方式密封阻挡罩，则所述装置最佳地工作。
所述装置根据需要可以具有流动限制结构，用于减缓流体从入口向出口的流动。任何合适类型的流动限制结构均可以被使用。优选地，所述阻挡机构包括用于减缓流体流动的附加壁。更优选地，穿孔壁延伸在阻挡罩与主体之间以减缓流体流动。
阀构件可以为任何合适的形状和尺寸。密封构件可以为例如平坦的。密封构件可以为圆盘形，其可以具有支撑圆盘并且具有朝向阀座的橡胶表面。该橡胶表面可以通过例如由氯丁橡胶或类似材料形成的圆盘或特氟隆O型圈来提供。支撑圆盘的相反表面可以为穹顶形。
从密封构件延伸的活塞优选为杆状。
密封构件在处于遮蔽位置时可以以任何合适的方式密封阻挡罩。密封构件的周界区域和/或其它区域可以接触并密封阻挡罩。接触点可以在阻挡罩内或在阻挡罩外部。例如，密封元件(例如，O型圈)可以围绕支撑圆盘的周界延伸，并接合阻挡罩的侧壁。支撑圆盘的周界可以具有凹槽，上述O型圈延伸在该凹槽内。
阀座可以为任何合适的形状和尺寸。阀座可以具有朝向密封构件的橡胶表面。该橡胶表面可以通过例如由氯丁橡胶或类似材料形成的层或O型圈来提供。阀座可以具有中心孔，该中心孔被密封构件密封。可替代地，阀座可以具有围绕阀座间隔分布的多个孔。这些孔可以围绕阀座环状地间隔分布。阀座可以具有用于接纳密封构件的O型圈的环形凹槽，一个或多个孔可以位于该凹槽内。
阀座的外周界可以被加工有螺纹，并且可以被联接到主体的类似的螺纹区域，或位于主体的类似的螺纹区域之间。可替代地，阀座可以与主体的一部分整体式形成。
第一和第二螺线管可以为任何合适的类型。各个螺线管的芯均可以延伸在密封构件的活塞上，并且各个螺线管的电磁线圈可以绕各自的芯卷绕。优选地，第一螺线管的芯被连接到活塞的一端，第二螺线管的芯被连接到活塞的另一端。更优选地，第一螺线管位于阀座的上游，第二螺线管位于阀座的下游，并且活塞延伸穿过阀座的中心孔。每个螺线管均可以具有密封地密封壳体。每个螺线管均可以由任何合适的电源供电，该电源可以是是电网供电电源、电池、AC或DC。
所述装置可以具有位于腔室内、用于引导活塞移动的至少一个活塞导承。活塞导承可以包括套筒，该套筒包含有衬套，例如尼龙衬套，并且活塞可以延伸穿过该套筒。
所述装置可以具有减压阀，用于在密封构件密封阀座之后从腔室中排放流体。任何合适的类型的减压阀均可被使用。例如在申请人早先申请的序列号为7,174,912的美国专利中描述了合适的减压阀。
所述装置的部件可以由黄铜、钢、陶瓷、橡胶或塑料材料或任何其它合适类型的材料来制造。
流体流可包括液体、气体或它们的混合物，并且在某些情况中可包括具有流体运动的颗粒物质。优选地，所述装置被用于阻止流体在流体管线内(例如水或油通过管线)的流动。针对任何合适的应用，所述装置可以被修改、大型化或小型化。
关闭阀装置可以包括用于自动操作驱动器的控制机构。优选地，该控制机构包括用于检测例如阀座下游的压力损失的传感器。该传感器可以被电联接到第一螺线管，以使第一螺线管通电并致使密封构件移动离开遮蔽位置。
所述控制机构可以例如包括：以预定时段向螺线管提供电能的电池、在预定时段之后切断向螺线管提供的电能的定时器、和/或用于从远程地点操作螺线管的信号发射/传播和接收单元。
在本发明的又一个实施例中，控制机构可以包括用于远程操作、甚至通过卫星操作螺线管的信号(例如，无线电、微波、红外线)发射/传播和接收单元。
控制机构可以包括上述机构的组合，或者本领域技术人员已知的任何其它合适的机构。
本文所使用的措辞“包括”表示包含有一个或多个所声明的整体，而并不排除一个或多个任何其它整体，除非在上下文中或使用中需要对该措辞进行排他性的解释。
附图说明
现在将参照附图以示例的方式对本发明的优选实施例进行描述，附图包括：
图1为根据本发明的实施例的使用在流体管线内的关闭阀装置在打开状态下的剖视图；
图2为图1的关闭阀装置在部分关闭状态下的剖视图；
图3为图1的关闭阀装置在完全关闭状态下的剖视图。
具体实施方式
在所有的附图中，相似的附图标记指代相似的特征部。
附图展示了用于限制流体通过流体管线(例如油通过管路)的流动的关闭阀装置。
首先参见图1，装置1包括主体2、阀座3、阻挡机构4-8、阀构件10、第一螺线管11、第二螺线管12、第一活塞导承13和第二活塞导承14。
主体2装配在流体管线内。这可以通过在主体2的外部加工螺纹或通过将主体2装配在流体管线的隔室内来实现。主体2具有腔室20，该腔室20具有用于来自流体管线的流体的入口21和出口22。主体2具有圆柱形侧壁25，在该圆柱形侧壁25的上部区域具有内螺纹。主体2的带有外螺纹的圆柱形部件27装配在圆柱形侧壁25的上部区域内。主体2的端盖26能够从圆柱形部件27上拆卸。端盖26具有多个孔和六角头29，所述多个孔提供入口21，当将端盖26联接到圆柱形部件27或从圆柱形部件27拆卸时，所述六角头能够被工具接合。主体2包括黄铜或塑料材料。
阀座3具有中心孔31。阀座3由黄铜或塑料材料制成，并具有由氯丁橡胶形成的表面层33。阀座3从圆柱形部件27的下端延伸。
阀构件10包括密封构件101和活塞102。密封构件101包括黄铜或塑料支撑圆盘，并具有由氯丁橡胶形成的表面层(未标记)。该氯丁橡胶层朝向阀座3的氯丁橡胶层33。O型圈103延伸在密封构件101的圆周凹槽内。活塞102从密封构件101的各侧延伸，并穿过阀座3的孔31。活塞102包括例如塑料材料等非导电材料。
阻挡机构4-8包括横穿腔室20延伸的四个圆盘5-8。圆盘5和6从圆柱形部件27延伸。圆盘7和8从圆柱形侧壁25延伸。圆盘5-8中的开口51、61、71、81允许流体从入口21向出口22流动。这些开口51、61、71、81减缓流体向出口22的流动。
阻挡机构4-8包括阻挡罩4，用于基本上遮蔽密封构件101免受从入口21向出口22移动的流体流的影响。阻挡罩4具有由圆盘5提供的顶壁和从圆盘5延伸到圆盘6的侧壁41。密封构件101的O型圈103确保当密封构件101处于遮蔽位置时，阻挡罩4是流体密封的(即，阻挡罩4的内部被密封)。阻挡机构4-8可包括黄铜或塑料材料。
第一螺线管11在被通电时能够使密封构件101从遮蔽位置移动到未遮蔽位置，在该未遮蔽位置，密封构件101不再密封阻挡罩4的内部。第二螺线管12在被通电时能够使密封构件101返回到遮蔽位置。
第一和第二螺线管11、12均具有密封地密封在壳体112、122内的电磁线圈111、121。各个螺线管11、12的铁芯113、123均延伸在阀构件10的活塞102上，使得活塞102能够被通电时的螺线管11、12移动。第一螺线管11从主体2的端盖26朝向阻挡罩4延伸。第二螺线管12从圆盘8朝向阀座3延伸。螺线管11、12由任何合适的电源供电，该电源可以是电网供电电源、电池、AC或DC。供电线路未在图中示出。
装置1具有在螺线管11的壳体112与圆盘5之间延伸的第一活塞导承13，用于引导活塞102的移动。活塞导承13包括套筒，该套筒包含尼龙衬套(未标识)。
装置1具有在螺线管12的壳体122与圆盘7之间延伸的第二活塞导承14。活塞导承14包括套筒，该套筒包含尼龙衬套(未标识)。
在使用中，装置1被装配在例如油管路等流体管线内，并被连接到例如电池等电源(示于图1中)。第二螺线管12被短暂通电以将密封构件101移动到遮蔽位置，在该遮蔽位置，密封构件101密封阻挡罩4的内部。当装置1处于打开状态时，如图1所示，流体能够流动通过入口21经由阀座3的中心孔31到达出口22。在打开状态下，随着流体流动通过腔室20，螺线管11、12均不需要被通电。
如果需要阻止流体流动时，例如当装置1下游的流体管线中发生泄漏时，第一螺线管11被通电以使密封构件101移动离开遮蔽位置。当密封构件101移动离开遮蔽位置时，流体不受限地在密封构件101与阻挡罩4之间流动并进入阻挡罩4。这种流体流动由在图2中的箭头表示。然后，流体能够作用在密封构件101的上表面上并驱使密封构件101抵靠阀座3。处于关闭状态的装置1如图3所示。一旦处于关闭状态中，第一螺线管11则不需要被通电。
为了使装置返回到打开状态，第二螺线管12被通电直到密封构件101返回到如图1中所示的遮蔽位置。
本发明的优点在于不需要电源来将所述装置保持在打开状态或关闭状态。本发明的另一个优点在于仅需要少量的电能来移动密封构件抵靠阀座并切断流体流动。相似地，仅需要少量的电能来将装置返回到打开状态。因此，本装置特别适用于电力供应有限的场所，例如位于偏远地区的管线。
尽管以上给出了本发明的说明性示例，本领域技术人员在不背离本文所阐述的本发明的宽泛范围和界限的情况下可以进行多种修改和变更。
本文所使用的措辞“包括”表示包含有一个或多个所声明的整体，而并不排除一个或多个任何其它整体，除非在上下文中或使用中需要对该措辞进行排他性的解释。
本说明书中对任何公开文献的引用并非承认这些公开内容构成澳大利亚的公知常识。

Claims (11)

1.一种关闭阀装置，用于控制通过或来自流体管线的流体的流动，所述装置包括：
主体，能够联接到流体管线或联接在该流体管线内，该主体中具有腔室，该腔室具有用于来自所述流体管线的流体的至少一个入口和出口；
阀座，位于所述腔室内在所述入口的下游；
阻挡机构，包括阻挡罩，该阻挡罩位于所述腔室内在所述入口与所述阀座之间；
阀构件，包括用于密封所述阀座的密封构件和从该密封构件延伸的活塞，其中所述密封构件能够在遮蔽位置与未遮蔽位置之间移动，在所述遮蔽位置，所述密封构件以封住流体的方式密封所述阻挡罩的内部，并基本上被所述阻挡罩遮蔽而免受从所述入口向所述阀座移动的流体流的影响，并且在该遮蔽位置，所述密封构件不能被所述流体流移动而抵靠所述阀座，在所述未遮蔽位置，所述密封构件不密封所述阻挡罩的所述内部，并且能够被所述流体流移动而抵靠所述阀座以密封所述阀座；和
驱动器，包括具有连接到所述活塞的芯的第一螺线管和具有连接到所述活塞的芯的第二螺线管，所述第一螺线管在被通电时将所述密封构件从所述遮蔽位置朝向所述阀座移动，所述第二螺线管在被通电时将所述密封构件从所述阀座移动到所述遮蔽位置，其中所述第一螺线管和所述第二螺线管不需要被通电来将所述密封构件保持在所述遮蔽位置或抵靠所述阀座。
2.根据权利要求1所述的关闭阀装置，其中所述阀座在所述入口与所述出口之间横穿所述腔室延伸。
3.根据权利要求1所述的关闭阀装置，其中所述阀座具有中心孔，该中心孔能够被所述密封构件密封，并且所述活塞延伸穿过所述中心孔。
4.根据权利要求1所述的关闭阀装置，其中所述阻挡罩包括顶壁和侧壁，并且所述侧壁从所述顶壁朝向所述阀座延伸。
5.根据权利要求1所述的关闭阀装置，其中所述装置进一步包括流动限制结构，用于减缓流体从所述入口向所述出口的流动。
6.根据权利要求1所述的关闭阀装置，其中所述密封构件为圆盘形，并且所述活塞从所述密封构件的各侧延伸。
7.根据权利要求1所述的关闭阀装置，其中所述第一螺线管位于所述阀座的上游，所述第二螺线管位于所述阀座的下游。
8.根据权利要求1所述的关闭阀装置，其中各个所述螺线管的所述芯均延伸在所述活塞上，并且各个所述螺线管的电磁线圈绕各自的所述芯卷绕。
9.根据权利要求8所述的关闭阀装置，其中所述芯被连接到所述活塞的端部。
10.根据权利要求1所述的关闭阀装置，其中所述装置包括第一活塞导承和第二活塞导承，所述第一活塞导承在所述第一螺线管与所述阻挡罩之间延伸，所述第二活塞导承从所述第二螺线管朝向所述阀座延伸。
11.根据权利要求1所述的关闭阀装置，其中所述装置进一步包括电源，用于使所述第一螺线管和所述第二螺线管通电。
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