CN103375615B - 过压安全阀组件 - Google Patents

Abstract

一种过压安全阀组件包括：外壳体，所述外壳体具有在朝入口腔打开的第一端处的入口和在朝出口腔打开的相对端处的出口；以及定位在所述外壳体中的阀，所述阀包括相对于外壳体固定的阀壳体和能够在阀壳体中移动以交替地切断以及允许入口腔和出口腔之间的连通的致动器。

Description

过压安全阀组件

技术领域

示例性实施例涉及流体传送系统的领域，并且尤其涉及防止流体传送系统的管路过压的过压安全阀。

背景技术

通过阀来打开和关闭流体在液体传送系统的管路中的流动。在一些系统中，如在构造成给飞机厨房供应冷却剂的冷却剂系统中，一个阀可以控制流体流至第一目的地的流动并且第二阀可控制流体沿绕过第一目的地的管路的流动。在一些系统中，如果设计成给目的地提供流体的所有阀被关闭或阻塞，则系统中的压力累积可能产生如泄漏或泵湍振之类的问题。

发明内容

公开了一种过压安全阀组件，包括：外壳体，所述外壳体具有在朝入口腔打开的第一端处的入口和在朝出口腔打开的相对端处的出口；以及定位在外壳体中的阀，所述阀包括相对于外壳体固定的阀壳体和能够在阀壳体中移动以交替地切断和允许入口腔和出口腔之间的连通的致动器。阀可包括朝入口腔偏压致动器的弹簧，并且阀壳体可包括在阀壳体的内部和阀壳体的外部之间的孔，并且致动器能够在阀壳体中移动以交替地暴露所述孔以与入口腔连通以及切断所述孔与入口腔的连通。

还公开了一种过压安全阀组件，包括：外壳体，所述外壳体具有入口部和出口部，入口部包括从外壳体的外部朝入口腔打开的入口边缘和入口部安装底座，出口部包括从外壳体的外部朝出口腔打开的出口边缘并且包括安装到入口部安装底座的出口部安装底座；管口，所述管口安装在入口部中并且具有与入口腔连通的管口腔；以及阀，所述阀安装到管口并且定位在外壳体中，所述阀包括相对于外壳体固定的阀壳体和能够在阀壳体中移动以交替地切断以及允许管口腔和出口腔之间的连通的致动器。

还公开了一种系统，包括：冷却剂源；制冷单元，所述制冷单元通过第一管路连接到冷却剂源；第二冷却剂目的地，所述第二冷却剂目的地通过从与第一管路的第一结合部延伸的第二管路连接至冷却剂源；第一阀，所述第一阀沿第一管路定位在第一结合部的下游的点处，并且构造成选择性地允许和阻止冷却剂从冷却剂源流至制冷单元；第二阀，所述第二阀沿第二管路定位在第一结合部和第二冷却剂目的地之间以选择性地允许和阻止冷却剂从冷却剂源流至第二冷却剂目的地；和过压安全阀组件，所述过压安全阀组件定位在第三管路上，第三管路从第一结合部上游的第一管路上的第二结合部延伸。

附图说明

接下来的说明不应当被认为以任何形式进行限制。参考附图，相同的元件标以相同的附图标记：

图1是根据一个实施例的冷却系统的框图；

图2是根据本发明实施例的过压安全阀的侧视图；并且

图3是根据本发明实施例的过压安全阀的截面图。

具体实施方式

在这里参考附图通过例子以及非限制的方式提出了所公开的装置和方法的一个或多个实施例的详细描述。

图1示出根据本发明的实施例的冷却系统1。冷却系统1包括冷却剂源10、制冷单元12以及冷却剂第二目的地14。冷却剂源10的例子包括用于存储流体冷却剂(如氟利昂或二氧化碳)的储存容器。流体冷却剂经由管道、管子或管路输送至制冷单元12和冷却剂第二目的地14。制冷单元12的例子包括制冷器，其具有热交换器、压缩机和膨胀阀以制冷储存在其中的食物或其它易腐材料，或包括用于冷却机械或电子元件的系统。在一个实施例中，制冷单元12是飞机厨房的一部分并且用于存储乘客的食物。冷却剂第二目的地14的例子包括冷却剂再循环系统、热交换器、用于储存使用过的冷却剂的存储单元、第二制冷单元，等等。

系统1还包括一个或多个阀，其打开或关闭以将冷却剂引导至期望位置。在所示实施例中，系统1包括第一阀16和第二阀17，第一阀16联接在冷却剂源10和制冷单元12之间，第二阀17联接在冷却剂源10和冷却剂第二目的地14之间。在运行期间，当冷却剂将要被供应至制冷单元12时，第一阀16打开并且第二阀17关闭。在这种构造中，冷却剂从冷却剂源10流至制冷单元12。当冷却剂将要被供应至冷却剂第二目的地14以绕过制冷单元12时，第一阀16关闭并且第二阀17打开，并且冷却剂从冷却剂源10流至冷却剂第二目的地14。在一些实施例中，通过打开第一阀16和第二阀17二者，冷却剂可同时供应给制冷单元12和冷却剂第二目的地14。

第一和第二阀16和17可被机械地控制或电子地控制。第一和第二阀16和17可包括物理手柄以供使用者操作来打开或关闭阀。替代地，第一和第二阀16和17可包括液压杆，通过从不包括冷却剂的液压控制系统施加液压压力来控制液压杆以打开和关闭第一和第二阀16和17。在替代的实施例中，第一和第二阀16和17被接收电信号的电路控制以打开和关闭阀。例如，致动器可与受电信号控制的一个或多个线圈连接以使致动器移动来打开和关闭第一和第二阀16和17。

在正常运行期间，第一和第二阀16和17中的一个打开以提供冷却剂的出口并且缓和冷却剂的压力累积。然而，过压安全阀18被连接以绕过第二阀17。例如，过压安全阀18可以与第二阀17平行地连接。在第一和第二阀16和17都关闭或以其它方式被阻塞的情况下，过压安全阀18提供冷却剂从冷却剂源10流至冷却剂第二目的地14的出口。在另一实施例中，过压安全阀18被连接至与冷却剂第二目的地14分开的第二目的地。止回阀81防止反向通过制冷单元12的流动。

图2示出根据本发明实施例的过压安全阀18的侧视图。过压安全阀18包括入口部22和出口部21，入口部22连接至第一软管、管道或管路3，出口部21连接至第二软管、管道或管路4。入口部22包括插入第一管路3中的入口边缘23和围绕第一管路3的端部的螺母33，使得当第一管路3被插入过压安全阀18的入口部22时，第一管路3被定位在入口边缘23和螺母33之间。入口部22进一步包括入口壳体32，入口边缘23是入口壳体32的一部分，并且螺母33被连接至入口壳体32。在一个实施例中，螺母33可旋转地安装到入口壳体32.

出口部21包括出口边缘24和螺纹部29。第二管路4可通过拧到螺纹部29上而安装到出口部21。出口部21进一步包括出口壳体31。过压安全阀18包括连接部25以连接入口部22和出口部21。连接部25包括出口部21的安装底座26和入口部22的安装底座27。安装底座26和27从入口部22的至出口部21的中心长轴线沿径向方向突出。安装底座26和27可通过螺母28和螺栓34连接，或通过其它安装方式连接，包括螺钉、曲头钉、卡钉、焊接、胶粘或任何其它方式。

尽管图2示出螺母33在一端而螺纹部29在另一端，但应当理解过压安全阀18可包括螺母33在每一端，螺纹部29在每一端并且不具有螺母33，或螺母33可定位在出口部21上并且螺纹部29可定位在入口部22上。

图3示出根据本发明实施例的过压安全阀18的截面图。过压安全阀18包括外壳体60、定位在外壳体60内的管口70、以及定位在管口70下流的阀80，其中，入口部22被定义为过压安全阀18的上流端或流体进入过压安全阀18的那个端部。在图3的图例中，方向A1表示下流方向，而方向A2表示上流方向。也就是，如果元件从其它元件开始在A1方向定位则元件在其它元件的下流，反之亦然。

外壳体60的入口部22包括入口壳体32，入口壳体32具有安装底座27、主体38、限定入口腔35的入口腔壁37以及入口边缘23。入口部22进一步包括连接至主体38的螺母33。在一个实施例中，环或线56位于螺母33和主体38之间以保持螺母33在适当位置，并且允许螺母33相对于主体38旋转。螺母33包括边缘55和螺纹部36。螺母33能够绕主体38旋转以将螺纹部36拧到例如软管、管道或管路的匹配螺纹部上。

出口部21包括出口壳体31，出口壳体31包括出口边缘24、与边缘24邻近的出口螺纹部29以及在出口壳体31的与出口边缘24相对的端部处的出口壳体安装底座26。出口壳体31限定出口腔39。在运行期间，流体可从管口70流动通过出口腔39并流出出口边缘24。

管口70位于外壳体60内并且包括入口57，入口57朝入口壳体32的入口腔35打开。管口的入口57的直径可小于入口壳体32的入口边缘23的直径。管口70进一步包括与入口57相邻的第一螺纹部41、管口安装环42、以及在管口安装环42的与第一螺纹部41相对的侧上的第二螺纹部43。管口安装环42的外径可大于第一和第二螺纹部41和43的外径，并且可沿轴向A定位在阀壳体45和入口壳体32的入口主体38之间。管口70的内表面限定与入口腔35连通的管口腔54。

第一和第二螺纹部42和43可在外表面设置螺纹以与入口主体38和阀壳体45的螺纹内表面相互作用。结果，入口壳体32、管口70以及阀80相对于彼此牢固地固定。虽然螺纹被示作为用于连接入口壳体32、管口70和阀80的机构，但也可以采用任何其它合适的固定机构，如闩锁、胶粘、肋或脊、槽或任何其它固定方式。

管口70进一步包括半球座部44，半球提动阀芯47被弹簧50在其平端被挤压抵靠半球座部44。半球座部44可以是与管口70的其余部分分开的独立部件并且被安装在管口70的其余部分内，或者包括半球座部44的管口70可被制造成一个一体的零件。

阀80包括壳体45，壳体45包括在一端用于接收螺杆51的螺纹开口52以及在其相对端用于接合管口70的第二螺纹部43的螺纹部58。包括半球座部44的管口70的一部分位于阀壳体45的螺纹部58内。弹簧50连接到螺杆弹簧安装座53和提动阀芯导向件48，使得沿方向A2朝入口部22旋动螺杆51将会在弹簧安装座53和提动阀芯导向件48之间压缩弹簧50，从而增加被施加到提动阀芯导向件48的压力。提动阀芯导向件48可包括壁49，壁49限定容器以围绕弹簧50。螺杆51的头部81可面向第一方向A1，使得插入出口边缘24中的螺丝刀、六角键或通用板手或其它工具调节螺杆51在阀壳体45中的位置。尽管图3示出具有安装部53的螺杆51被插入弹簧50并且具有壁49的提动阀芯导向件48围绕弹簧50，但应当理解螺杆51可具有安装部53和/或壁，并且提动阀芯导向件48可具有安装部53和/或壁49.

提动阀芯导向件48包括锥部，其限定容器以接合半球提动阀芯47的曲线部。阀80包括由壁46限定的一个或多个孔40，壁46是阀壳体45的一部分。在操作中，当管口腔54和出口腔39中的流体之间的压力差导致管口腔54的压力高于出口腔39中的压力时，半球提动阀芯47被挤压抵靠弹簧50。当沿第一方向A1压靠半球提动阀芯47的压力大于弹簧50沿与第一方向A1相反的第二方向A2施加的力时，半球提动阀芯47在第一方向A1上运动，暴露孔40。因此，管口腔54中的流体被排入出口腔39并且被排出出口边缘24.

壳体45可包含一个或多个提动阀芯导向件48压力平衡孔45A。这些孔允许流体进入提动阀芯导向件腔45B。提动阀芯导向件壁49可包括环48A。在提动阀芯导向件的行程中，压力平衡孔45A可以与所述环对准。

阀80可包括脊59，脊59从孔40在第一方向A1上位于阀80的内表面上。脊59可停止半球提动阀芯47在第一方向A1上的运动。脊59可以是例如在阀壳体45的内表面上的环。

虽然在图3中将半球提动阀芯47示作为阀机构，但应当理解阀机构可以是具有任何形状的能够根据过压安全阀18的流体压力而在方向A1和A2上运动的任何致动器。阀机构的其它示例性形状包括圆柱形、锥形、球形或任何其它期望形状。

在上述实施例中，过压安全阀18包括连接到流体管路的外壳体31和32，以及位于外壳体内的阀80，当过压安全阀18中的压力差达到预定水平时，阀80允许流体通过。可通过螺杆51调节预定压力水平，螺杆51可调节弹簧50的压缩。弹簧50可在压力低于阈值时压靠阀机构(如提动阀芯导向件48和半球提动阀芯47)以将阀保持在关闭位置，并且其在压力等于或高于阈值时打开阀80。

本发明的实施例涵盖任何情况，其中流体从源被供应至目的地。一种此类情况是冷却剂或制冷剂被供应到飞机(如客机)的厨房的情况。冷却剂源可包括制冷剂源，制冷单元可包括一个或多个食物存储区域，并且第二冷却剂目的地可包括冷却剂再循环区域、冷却剂存储单元或其它利用冷却剂的系统。

在本发明的实施例中，阀80安装到管口70，管口70安装到入口壳体32。出口壳体31也可安装到入口壳体32，使得在一个实施例中，出口壳体31不直接连接到阀80，而是阀80和出口壳体31二者均安装到入口壳体32。

在本发明的实施例中，过压安全阀18仅仅借由在第一方向A1上的压力差而打开。换句话说，仅仅入口部22中的相对于出口部21的压力的增加导致阀80被打开，并且出口部21中的相对于入口部22的压力的增加导致阀80不被打开。

在本发明的一个实施例中，过压安全阀18包括适应-40华氏度时的每分钟6.8加仑(gpm)以及30华氏度时的13gpm的流体流动的尺寸和材料。例如，入口壳体32和出口壳体31可由铝制成，如6061-T6、T6510或T6511等级的铝。管口70和半球座44可由不锈钢制成，如440C等级的不锈钢。阀壳体45和提动阀芯导向件48可由金属合金制成，如Nitronic60，其被定义这样的合金，该合金包括至多10％的碳、7至9％之间的锰、3.5至4.5％的硅、16至18％的铬、8至9％的镍、0.08至0.18％的氮并且任何剩余百分比为铁。半球提动阀芯47可由不锈钢制成，如440C等级的不锈钢。螺杆51可由不锈钢制成，如A286等级的不锈钢。

在一个实施例中，过压安全阀18从入口边缘23到出口边缘24的长度的比例在1∶1.5和1∶2之间，如1∶1.75。在一个实施例中，入口螺纹部36的内径与出口螺纹部29的外径相同。在一个实施例中，阀80的长度与入口壳体32和出口壳体31的组合长度比在1∶2和1∶2.5之间，如1∶2.25。在一个实施例中，管口70的长度与入口壳体32和出口壳体31的组合长度的比在1∶3.30和1∶3.80之间，如1∶3.55。

在一个实施例中，管口腔54的直径与入口腔35在其最宽点处的直径的比在1∶2.75和1∶3.25之间，如1∶3.0。在一个实施例中，入口腔35在其最宽点处的直径与出口腔39在其最宽点处的直径的比在1∶1.3和1∶1.8之间，如1∶1.55。在一个实施例中，孔40的直径与管口腔54的直径的比在11.26和1∶1.32之间，如1∶1.29。

虽然本发明已经参考一个或多个示例性实施例进行了描述，但应当理解本领域技术人员可以对其进行各种变形和对其元件进行等同替换，其不偏离本发明的范围。另外，根据本发明在不偏离其实质范围的情况下，可以进行许多变形以适应特定情况或材料。因此，应当了解本发明不限制于作为最佳形式设计以执行本发明的特定实施例，本发明将会包括落入权利要求范围内的所有实施例。

Claims (18)

1.一种过压安全阀组件，包括：

外壳体，所述外壳体具有在第一端处的入口和在相对端处的出口，所述第一端朝入口腔打开，并且所述相对端朝出口腔打开；和

阀，所述阀定位在所述外壳体中，所述阀包括相对于所述外壳体固定的阀壳体和能够在所述阀壳体中移动的致动器，所述致动器能够操作以交替地切断以及允许所述入口腔和所述出口腔之间的连通，

其中，所述阀包括弹簧以朝所述入口腔偏压所述致动器，并且所述阀壳体包括在所述阀壳体的内部和所述阀壳体的外部之间的孔，并且

其中，所述致动器能够在所述阀壳体中移动以交替地暴露所述孔以与所述入口腔连通以及切断所述孔与所述入口腔的连通。

2.如权利要求1所述的过压安全阀组件，其中，所述阀包括具有弹簧安装部的螺杆，所述弹簧被安装在所述弹簧安装部上，所述螺杆能够相对于所述阀壳体调节以调节所述弹簧压靠所述致动器的压力。

3.如权利要求2所述的过压安全阀组件，其中，所述阀包括提动阀芯，所述提动阀芯具有第一容器和与所述第一容器相对的第二容器，所述第一容器能够操作以接收所述弹簧并且所述第二容器能够操作以接收所述致动器。

4.如权利要求1所述的过压安全阀组件，其中，所述致动器是半球。

5.如权利要求1所述的过压安全阀组件，进一步包括位于所述外壳体内的管口，所述管口位于所述入口腔和所述阀之间。

6.如权利要求5所述的过压安全阀组件，其中，所述管口的内径小于所述入口腔在所述入口腔的最宽点处的直径。

7.如权利要求5所述的过压安全阀组件，其中，所述管口包括致动器安装部，所述致动器安装部的内径小于所述致动器的外径。

8.如权利要求7所述的过压安全阀组件，其中，所述致动器能够移动以与所述致动器安装部接触，以切断所述入口腔和所述出口腔之间的连通。

9.如权利要求5所述的过压安全阀组件，其中，所述管口安装到所述外壳体，并且所述阀安装到所述管口。

10.如权利要求9所述的过压安全阀组件，其中，所述管口包括第一螺纹部以接合所述外壳体的螺纹部从而将所述管口安装到所述外壳体，并且所述管口包括第二螺纹部以接合所述阀的螺纹部从而将所述阀安装到所述管口。

11.如权利要求1所述的过压安全阀组件，其中，所述外壳体包括入口部和出口部，

所述出口部安装到所述入口部，并且

所述阀定位在所述出口部内。

12.如权利要求1所述的过压安全阀组件，其中，所述阀由AMS5848（Nitronic60^TM）制成。

13.一种过压安全阀组件，包括：

外壳体，所述外壳体具有入口部和出口部的每一个，所述入口部包括入口边缘和入口部安装底座，所述出口部包括出口边缘和出口部安装底座，所述入口边缘从所述外壳体的外部朝入口腔打开，所述出口边缘从所述外壳体的外部朝出口腔打开，并且所述出口部安装底座安装到所述入口部安装底座；

管口，所述管口安装在所述入口部中并且具有与所述入口腔连通的管口腔；以及

阀，所述阀安装到所述管口并且定位在所述外壳体中，所述阀包括相对于所述外壳体固定的阀壳体和能够在所述阀壳体中移动以交替地切断以及允许所述管口腔和所述出口腔之间的连通的致动器。

14.如权利要求13所述的过压安全阀组件，其中，所述阀进一步包括：

弹簧，所述弹簧在所述入口边缘的方向上偏压所述致动器；以及

螺杆，所述螺杆安装到所述阀壳体并且能够相对于所述阀壳体旋转以调节所述弹簧在所述入口边缘的方向上的偏压。

15.如权利要求14所述的过压安全阀组件，其中，所述螺杆的头部面向所述出口边缘。

16.如权利要求13所述的过压安全阀组件，其中，所述阀壳体与所述外壳体的出口部间隔开。

17.如权利要求13所述的过压安全阀组件，其中，所述管口包括与所述外壳体的入口部的螺纹部接合的第一螺纹部以及与所述阀的螺纹部接合的第二螺纹部。

18.如权利要求17所述的过压安全阀组件，其中，所述管口进一步包括从所述第一和第二螺纹部之间径向向外延伸的环，所述环在所述入口部的入口壳体和所述阀的螺纹部之间沿着入口至出口径向方向定位。