CN102777681B - 具有泄压排放通道的阀门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有泄压排放通道的阀门。一种阀门包括具有内腔的阀壳体和其中设有致动器的致动器壳体。致动器壳体与阀壳体固定在一起。轴杆与阀件和致动器联接并且在阀壳体的内腔和致动器之间的圆孔内延伸。阀门包括至少一条排放通道，其具有开向圆孔的第一端以及开向阀壳体和致动器壳体外部的第二端。

Description

具有泄压排放通道的阀门

技术领域

本公开涉及致动器驱动阀。

背景技术

致动器驱动阀是已知的并且用于控制流体例如加压流体在流动通道内的流量。致动器驱动阀可以被设计为使致动器与加压流体隔离。为此，致动器驱动阀可以在致动器和阀部件之间包括一个或多个密封件以限制加压流体从阀部件流入致动器内。

发明内容

公开了一种阀门，包括具有内腔的阀壳体和包含致动器的致动器壳体。致动器壳体与阀壳体固定在一起。轴杆与阀件和致动器联接并且在阀壳体内腔和致动器之间的圆孔内延伸。阀门包括至少一条排放通道，其具有开向圆孔的第一端以及开向阀壳体和致动器壳体外部的第二端。排放通道允许将通过圆孔泄漏的任何流体排出而不是进入致动器内。

在另一方面，一种阀门包括具有内腔和安装部分的阀壳体、阀件以及与阀件联接的轴杆。轴杆从内腔伸出并且穿过安装部分内的圆孔。至少一条排放通道延伸穿过安装部分并且包括开向圆孔的第一端以及开向阀壳体外部的第二端。

还公开了一种为阀门建立泄压排放的方法。方法包括将阀壳体的安装部分与致动器壳体固定在一起以使与阀件和致动器联接的轴杆从内腔伸出穿过安装部分内的圆孔。这种固定在致动器和阀壳体的内腔之间建立至少一条排放通道。

附图说明

根据以下的详细说明，公开示例的各种特征和优点对本领域技术人员而言就将变得易于理解。详细说明内容的附图可以简要介绍如下：

图1示出了具有排放通道的一种示例性阀门。

图2示出了具有多条排放通道的另一种阀门的透视图。

图3示出了图2中所示阀门的一部分的横截面。

图4示出了图2中所示阀门的一部分的轴向视图。

具体实施方式

图1示意性地示出了可供用于控制加压流体22流量的示例性阀门20中的选择部分。例如，阀门20可以在燃气涡轮发动机中被用于控制加压空气在发动机不同区域间的流量。应该理解阀门20可以替换地在能够受益于本公开的其他系统中使用。

阀门20包括基本围绕内腔26的阀壳体24。利用机械紧固件、焊接等方式将致动器壳体28与阀壳体24固定在一起。致动器壳体28包含通过轴杆32与阀件34联接的致动器30。阀件34可以是致动器30通过轴杆32驱动以控制加压流体22流量的活塞或其他类型的阀件。阀门20可以是涡轮旁通阀和/或温度控制阀，用于控制作为加压流体22可能在阀门20内凝结的潮湿空气的流量。

轴杆32在阀壳体24的内腔26和致动器30之间的圆孔36内延伸。至少一条排放通道38(以下用“排放通道38”指代一条或多条排放通道)包括开向圆孔36的第一端40以及开向阀壳体24和致动器壳体28外部的第二端42。排放通道38具有大于或等于轴杆32和圆孔36之间的间隙面积的最小横截面积。固定在一起的阀壳体24和致动器壳体28在致动器30和阀壳体24的内腔26之间建立或定位排放通道38。

在操作阀门20时，致动器30被选择性激活以转动轴杆32并进而将阀件34在打开和关闭位置之间移动从而控制加压流体22的流量。阀件34可以直接与轴杆32联接或者利用连杆机构(未示出)联接至轴杆32。

至少部分加压流体22可以进入阀壳体24的内腔26中。第一密封件44可以设置在内腔26和致动器壳体28之间以限制加压流体22通过圆孔36流入致动器壳体28内。在图示的示例中，第一密封件位于圆孔36和轴杆32之间。内腔26中的加压流体22可以经第一密封件44漏出并通过圆孔36流向致动器壳体28。加压流体22可能带有湿气或碎屑，如果允许其流入致动器壳体28内，就可能会导致致动器30故障。在这点上，阀门20被设计为使阀壳体24的内腔26与致动器壳体28和致动器30隔离。排放通道38截留任何漏出的加压流体22并将加压流体22排放到阀壳体24和致动器壳体28外部。由此即可减少或者消除流入致动器壳体28内的加压流体22。

使用尺寸等于或大于轴杆32和圆孔36之间的间隙面积的排放通道38为可能在轴杆32和圆孔36之间漏出的任何加压流体22提供无限制的流动。如果没有第一密封件44或者如果密封件完全磨损掉，那么来自内腔26的加压流体22的最大流量就会随着流体压力的升高和/或轴杆32和圆孔36之间的间隙面积的增大而增加。通过将排放通道38的最小横截面积成形为大于或等于间隙面积，排放通道38就不会限制加压流体22的排放。因此，可能从内腔26泄漏的所有流体均可排出而不是流入致动器壳体28内。

排放通道38的最小横截面积也可以被选择用于将致动器30内第二密封件80两端的压差控制为低于预定的阈值压力。例如，轴杆32可以在致动器30内被支撑在轴承上。轴承可以包括用作第二密封件80的润滑脂。如果加压流体22从内腔26漏入致动器壳体28内，并且加压流体22的压力过高，那么加压流体22可能会破坏第二密封件80并导致致动器30故障。通过选择排放通道38在第一密封件44和第二密封件80之间适当的最小横截面积，第二密封件80两端的压差即可被保持为低于预定的阈值压力以避免破坏第二密封件80。某些条件被用于计算排放通道38的最小横截面积以用于保持密封件80两端的最大压差。这些条件包括阀壳体24内的流体22的压力和温度，阀壳体24和致动器壳体28周围的压力，轴杆32和圆孔36之间的有效面积以及阀壳体24内的加压流体22的各种流体性质。在一个示例中，压差可以被保持为0.1psi(0.00068MPa)或更低。

图2示出了阀门120的另一个实施例的透视图。图3示出了图2中阀门120的示意性截面图。在本公开中，相同的附图标记在适合的情况下表示相同的元件，并且增加了一百或其整数倍的附图标记表示改进的元件。改进的元件应理解为包括与对应的原始元件相同的特征和优点。为了介绍设置方式并看到排放通道138，在图2中并未示出致动器30和致动器壳体28。

在图示的示例中，阀门120包括具有内腔126和安装部分即法兰150的阀壳体124，致动器壳体28固定至法兰150。在该示例中，法兰150是从阀壳体124的突起，其中包括用于容纳紧固件以固定致动器壳体28的开口152。法兰150包括茎部150a和头部150b，头部150b在垂直于轴杆132轴线A的尺寸上大于茎部150a。

轴杆132与致动器30和阀件134联接，用于控制加压流体122的流量。在该示例中，阀件134是在阀壳体124的一部分154内平移以控制流量的活塞135。例如，当活塞135移动到该部分154的末端156时，阀门120即被关闭。当活塞135向该部分154的末端158收回时，就允许有流量通过该部分154内的窗口159。

至少一条排放通道138(以下称为“排放通道138”)在法兰150内延伸。排放通道138包括开向圆孔136的第一端140，轴杆132穿过该圆孔延伸。排放通道138包括开向阀壳体124和致动器壳体28外部的第二端142。类似于图1中所示的示例，第一密封件144可以设置在阀壳体124和致动器壳体28之间以限制或避免加压流体22从内腔126通过圆孔136向致动器壳体28流动。固定在一起的阀壳体124的安装部分和致动器壳体28在致动器30和阀壳体124的内腔126之间建立或定位排放通道138。

如图2所示，排放通道138包括多条排放通道138a,138b,138c和138d。应该理解在其他的示例中，阀门120可以包括少于四条或者多于四条排放通道138。

多条排放通道138a-d中的每一条都包括沿垂直于轴杆132中心轴线A的中心轴线162延伸的第一区段160。在图示的示例中，第一区段160在法兰150的头部150b内延伸，以使法兰150在三个侧面160a上限定该第一区段160，而在法兰150表面上的侧面160b是开放的。当致动器壳体28被固定至法兰150的表面时，致动器壳体28封闭第一区段160的开放侧160b并且界定第一区段160的第四侧面。致动器壳体28由此部分地界定排放通道138a-d。第一区段160包括相应排放通道138a-d的第一端140。

相应排放通道138的第二区段164横向于第一区段160延伸并且包括第二端142。也就是说，第二区段164沿其延伸的中心轴线163与第一区段160的轴线162成不平行的角度以使相应的通道138a-d沿非直线路径延伸并且沿朝向阀壳体124外表面的方向引导排放的加压流体122。加压流体122沿朝向阀壳体124的方向排放有助于耗散加压流体122的压力并避免加压流体122直接冲击到阀门120的任何相邻部件上。

在图示的实施例中，每一个相应的第一区段160和第二区段164都具有最小横截面积。在实施例中，第二区段164的最小横截面积大于或等于第一区段160的最小横截面积。也就是说，第二区段164的最小横截面积与第一区段160的最小横截面积之比等于或大于1。这样的比值就允许无限制的流动通过相应的排放通道138a-d。

图4示出了沿轴杆132的轴线A的轴向视图。轴杆132具有外径166并且圆孔136具有内径168。在轴杆132和圆孔136之间存在间隙。间隙面积可以用已知的方式根据直径166和168进行计算。通道138a-d的组合最小横截面积等于或大于轴杆132和圆孔136之间的间隙面积。

类似于图1中所述示例，使用尺寸等于或大于轴杆132和圆孔136之间的间隙面积的排放通道138a-d为可能在轴杆132和圆孔136之间漏出的任何加压流体122提供无限制的流动。而且，排放通道138a-d的组合最小横截面积也可以如上所述被选择用于将致动器30内第二密封件80两端的压差控制为低于预定的阈值压力。

尽管在图示的示例中示出了各种特征的组合，但是并不需要组合所有的这些特征来实现本公开不同实施例的优点。换句话说，根据本公开某一实施例设计的系统不必包括在任意一张附图中示出的所有特征或者在附图中示意性示出的所有部分。而且，一个示例性实施例中选择的特征可以与其他示例性实施例中选择的特征加以组合。

上述说明内容本质上是示范性的而不是限制性的。公开示例的修改和变形对本领域技术人员来说不必背离本公开的实质就可以是显而易见的。赋予本公开的法律保护范围只能通过研读所附的权利要求来确定。

Claims (19)

1.一种阀门，包括：

包括内腔的阀壳体；

与阀壳体固定在一起的致动器壳体；

致动器壳体内的致动器；

阀件；

与阀件和致动器联接在一起的轴杆，所述轴杆在阀壳体的内腔和致动器之间的圆孔内延伸，第一密封件设置在内腔和致动器壳体之间；以及

至少一条排放通道，包括开向圆孔的第一端以及开向阀壳体和致动器壳体外部的第二端，其中所述阀壳体包括法兰，所述排放通道在法兰内延伸。

2.如权利要求1所述的阀门，其中所述法兰包括茎部和头部，头部在垂直于轴杆轴线的尺寸上大于茎部，并且所述至少一条排放通道在头部内延伸以使头部界定所述至少一条排放通道的侧面和所述至少一条排放通道的开放侧。

3.如权利要求2所述的阀门，其中所述致动器壳体被固定至法兰的头部以封闭所述至少一条排放通道的开放侧并部分地界定所述至少一条排放通道。

4.如权利要求1所述的阀门，其中所述致动器壳体部分地界定所述至少一条排放通道。

5.如权利要求1所述的阀门，其中所述至少一条排放通道的最小横截面积大于或等于轴杆和圆孔之间的间隙面积。

6.如权利要求1所述的阀门，其中所述至少一条排放通道包括多条排放通道。

7.如权利要求1所述的阀门，其中所述至少一条排放通道的第二端通向朝向阀壳体外表面的方向。

8.如权利要求1所述的阀门，其中所述至少一条排放通道在第一端和第二端之间沿非直线路径延伸。

9.如权利要求1所述的阀门，包括轴杆和圆孔之间的第一密封件以及致动器壳体内的第二密封件，并且所述至少一条排放通道位于第一端和第二端之间。

10.一种阀门，包括：

包括内腔和安装部分的阀壳体；

与阀壳体固定在一起的致动器壳体；

阀件；

与阀件联接在一起的轴杆，所述轴杆从内腔伸出并且穿过安装部分内的圆孔；以及

至少一条排放通道，延伸穿过安装部分并且包括开向圆孔的第一端以及开向阀壳体外部的第二端，第一密封件设置在内腔和致动器壳体之间，其中所述阀壳体包括法兰，所述排放通道在法兰内延伸。

11.如权利要求10所述的阀门，其中所述至少一条排放通道的最小横截面积大于或等于轴杆和圆孔之间的间隙面积。

12.如权利要求10所述的阀门，其中所述至少一条排放通道包括多条排放通道。

13.如权利要求10所述的阀门，其中所述法兰包括茎部和头部，头部在垂直于轴杆轴线的尺寸上大于茎部，并且所述至少一条排放通道在头部内延伸以使头部界定所述至少一条排放通道的侧面和所述至少一条排放通道的开放侧。

14.如权利要求10所述的阀门，其中所述至少一条排放通道包括第一区段和第二区段，第一区段具有第一端并且沿垂直于圆孔中心轴线的中心轴线延伸，第二区段包括第二端并且横向于第一区段延伸。

15.如权利要求14所述的阀门，其中所述第一区段和第二区段具有各自的最小横截面积，并且第二区段的最小横截面积大于或等于第一区段的最小横截面积。

16.如权利要求10所述的阀门，其中所述至少一条排放通道的第二端通向朝向阀壳体外表面的方向。

17.一种为阀门建立泄压排放的方法，所述方法包括：

提供一种阀门，包括：

包括内腔和安装部分的阀壳体；

阀件；以及

致动器壳体和致动器壳体内的致动器；并且

将阀壳体的安装部分与致动器壳体固定在一起以使与阀件和致动器联接的轴杆从内腔伸出穿过安装部分内的圆孔，并且这种固定在致动器和阀壳体的内腔之间建立至少一条排放通道，所述至少一条排放通道包括开向圆孔的第一端以及开向阀壳体和致动器壳体外部的第二端，第一密封件设置在内腔和致动器壳体之间，其中所述阀壳体包括法兰，所述排放通道在法兰内延伸。

18.如权利要求17所述的方法，包括建立所述至少一条排放通道以朝向阀壳体的外表面引导排放流动。

19.如权利要求17所述的方法，包括选择所述至少一条排放通道的最小横截面积以将致动器内的第二密封件两端的压差控制为低于预定的阈值压力。