CN103672073B - 用于流体调节器的密封阀盘组件 - Google Patents

Abstract

用于流动控制阀的密封阀盘组件，其包括阀盘壳体和密封阀盘，所述阀盘壳体具有带有凹拱形轮廓的安置部，所述密封阀盘具有容纳在所述阀盘壳体中的安装部。所述密封阀盘具有用于接合阀座的密封表面。

Description

用于流体调节器的密封阀盘组件

技术领域

本发明大体上涉及一种用于流体调节器或其它类型流动控制阀的密封阀盘组件。

背景技术

典型的气体分配系统供给气体的压强可根据多个因素改变。这些因素可包括例如对系统、气候、供给源和/或其它因素的需求。然而，大多数装备了诸如熔炉、烤炉等气体装置的终端用户设施需要将气体根据预定的压强并且以处于或低于终端用户设施的最大容量进行输送。因此，过程流体调节器在这些分配系统中实施，用以确保所输送的气体满足终端用户设施的需求。过程流体调节器还被用来调节液体的输送以实现类似的功能。

常见的过程流体调节器包括调节器本体、控制部件和致动器。所述调节器本体限定流体流动通路、流体入口和流体出口。孔口沿着在流体入口和流体出口之间的流体流动通路可操作地设置在本体中。流体流动通路从流体入口穿过孔口延伸到流体出口。控制部件移动来调节流体穿过孔口沿着流体流动通路的流动。控制部件在闭合位置密封接合由孔口限定的阀座，并在打开位置与所述阀座分隔开。通过本领域内熟知的方式，致动器可操作地连接到调节器本体和控制部件，以响应于流体流动通路中的压强变化来控制所述控制部件相对于孔口的位置，从而例如在流体出口处将过程流体的压强维持在预定的范围内。

图1示出了过程流体调节器中的典型控制部件10和孔口12的单独的放大细节图。孔口12通常具有圆管形式并被固定到调节器本体14，例如，通过外螺纹16接合调节器本体14中的互补的内螺纹17。孔口12围绕并形成流体必须穿过的孔18。阀座20沿着孔口12的上边缘或环形唇缘限定。控制部件10支撑密封阀盘组件，密封阀盘组件包括由诸如橡胶等弹性密封材料制成的密封阀盘22，其被支撑在阀盘壳体24中，阀盘壳体24可由例如控制部件10的底端限定。(例如上、下、左、右等方向修饰词仅用来便于相对附图参考，而并非限制本公开的范围)。密封阀盘22包括安装部25，安装部25优选具有限定中间孔的圆环形状。密封阀盘22可选地包括横越中间孔延伸的中间腹板或阀盘。然而，在图中所示的示例性设置中，密封阀盘22并不包括中间腹板。阀盘壳体24包括相对阀座20对准的凹槽形式的安置部27。安置部27具有平坦的矩形轮廓。密封阀盘22的安装部25也具有与安置部27互补的平坦的矩形截面。安装部25紧紧地安装到安置部27中，使得密封阀盘22被设置成在控制部件10转换到锁定位置时密封接合阀座20，锁定位置即控制部件10的极端或最大闭合位置，其完全阻止流体流动穿过孔18并由此穿过调节器本体。

如图2中放大细节图最佳所示，阀盘壳体24的安置部27具有由第一侧壁26、第二侧壁28和后壁30形成的矩形横截面。第一侧壁26、第二侧壁28中的每一个从阀盘壳体24的端面32处的第一端延伸到与端面32向内隔开的第二端。后壁30从第一侧壁26的第二端延伸到第二侧壁28的第二端。侧壁26、28垂直于端面32，后壁30垂直于侧壁26、28中的每一个。密封阀盘22的安装部25具有安装到阀盘壳体24中的相似矩形轮廓、密封阀盘22还包括密封接合阀座20的密封表面34。密封表面34具有平坦表面。安装部25互补于安置部27，具有通过侧壁38、40连接到平坦的密封表面34的平坦端壁36。安装部25的侧壁38、40和端壁36分别紧靠安置部27的侧壁26、28和后壁30。

当阀座20在锁定位置将密封阀盘22的安装部25压缩并变形到安置部27时，密封阀盘22不再是平坦的。而是，如箭头P所示，密封阀盘22在安置部27中横越安装部25的矩形横截面轮廓不均衡地变形。横越安装部25的不均匀或不一致的压缩可导致实现锁定位置所需的致动力比较大。

发明内容

用于例如流体调节器等流动控制阀的密封阀盘组件，根据本公开的一些方面包括阀盘壳体和密封阀盘，所述阀盘壳体具有带有凹拱形轮廓的安置部，所述密封阀盘具有容纳在所述安置部中的安装部。所述密封阀盘具有用于接合阀座的密封表面。在一些设置中，所述安置部的凹拱形轮廓可提供横跨所述密封阀盘的轮廓的比现有技术的平坦或矩形轮廓更均匀的压缩。

根据一个示例性方面，根据本公开的教导的密封阀盘组件设置在包括阀体和流动控制部件的流动控制阀中。所述密封阀盘组件包括阀盘壳体、密封阀盘以及阀座，所述阀盘壳体具有安置部，所述密封阀盘安装到所述阀盘壳体并具有安装部和密封表面，所述阀座被设置成将所述密封阀盘压缩在所述流动控制部件的闭合位置。所述阀盘壳体的所述安置部具有凹拱形轮廓，所述密封阀盘的所述安装部具有设置在所述阀盘壳体的所述安置部上的轮廓，所述阀座跨越所述密封阀盘的轮廓均匀地压缩所述密封阀盘。

根据另一个示例性方面，用于流动控制阀的控制部件的密封阀盘组件包括阀盘壳体和密封阀盘。所述阀盘壳体由所述控制部件支撑并具有安置部。所述安置部具有凹拱形轮廓。所述密封阀盘的尺寸适于安装到所述阀盘壳体。所述密封阀盘具有安装部和密封表面。所述密封阀盘的所述安装部具有与所述阀盘壳体的所述安置部的凹拱形轮廓相对应的轮廓。

根据另一个示例性方面，流体调节器包括调节器本体、孔口以及控制部件。所述调节器本体限定从入口延伸到出口的流动通道，所述孔口设置在流体流动通道中并限定阀座，所述控制部件被设置成在允许流体穿过所述孔口流动的打开位置和阻止流体穿过所述孔口流动的接合阀座的闭合位置之间转换。阀盘壳体由所述控制部件支撑并具有带有凹拱形轮廓的安置部。密封阀盘的尺寸适于安装到所述阀盘壳体，并具有安装部和密封表面。所述密封阀盘的所述密封表面被设置成在所述控制部件处于所述闭合位置时密封接合所述阀座。所述密封阀盘的所述安装部具有与所述阀盘壳体的所述安置部的凹拱形轮廓相对应的轮廓。

进一步根据一个或多个前面的示例性方面，密封阀盘组件和/或流体调节器还可选地包括一个或多个下列的优选形式。

在一些优选形式中，所述凹拱形轮廓包括具有第一倾斜壁和第二倾斜壁的倒V形轮廓。在另一些优选形式中，所述凹拱形轮廓包括一个或多个弓形壁部和多个直壁部。

在一些优选形式中，所述密封阀盘的所述安装部的轮廓与所述安置部的凹拱形轮廓互补。

在一些优选形式中，所述安置部形成凹槽。所述凹槽可设置在所述控制部件的端面上。所述凹槽可在环内延伸。

在一些优选形式中，所述密封阀盘是环的形式。

在一些优选形式中，所述密封阀盘由弹性密封材料形成，所述阀盘壳体可由刚性材料形成。

在一些优选形式中，所述密封阀盘由所述流动控制部件支撑。所述阀座由所述阀体支撑。

在一些优选形式中，所述流动控制部件是流体调节器的一部分，所述阀体是调节器本体，以及所述阀座由孔口限定。

在一些优选形式中，所述流体调节器包括致动器，所述致动器可操作地耦接到所述调节器本体和所述控制部件。所述致动器可包括致动器壳体、设置在所述致动器壳体内的隔膜以及可操作地连接所述隔膜和所述控制部件的联动部件。所述隔膜可响应于所述出口处的流体压强的变化来移动所述控制部件并在所述出口处维持预定的压强范围。

公开了附加的可选的方面和形式，其能够以与本公开的教导一致的任何功能上合适的方式设置，既可以单独地设置也可以以任何功能上可行的组合设置。当考虑了下面详细的描述时，其他方面和优点将变得更明显。

附图说明

图1是典型的阀内件的大部分的横截面视图。

图2是在图1的画线部分绘制的放大的横截面视图，并更详细地示出了常规阀的密封阀盘组件。

图3是具有阀内件的流体调节器的部分剖视的侧视图，该阀内件包括根据本公开的教导组装的示例性的密封阀盘组件。

图4是在图3的画线部分绘制的阀内件的放大横截面视图，更详细地示出了示例性的密封阀盘组件。

图5是在图4的画线部分绘制的放大横截面视图，并更详细地示出了示例性的密封阀盘组件。

图6A-6D是在图4的画线部分绘制的放大横截面视图，并更详细地示出了根据本公开的教导的密封阀盘组件的可替换的示例性形式。

具体实施方式

在图3的示例性配置中，例如在流体调节器50中的流动控制部件包括根据本公开的教导的密封阀盘组件52。流体调节器50可以是通常已知的流体调节器，其具有例如调节器本体58的阀体、例如控制部件60的流动控制部件、阀座62以及致动器56。致动器56可操作地连接到调节器本体58和控制部件60，以在与阀座62分隔开的打开位置和接合阀座62的闭合位置之间转换控制部件60。由此致动器56以本领域内知晓的方式将来自调节器本体58的出口流体压强调节和/或维持在预定设置的压强范围内。然而，密封阀盘组件52并不限于与流体调节器一起使用，还可用在基于审阅这里的描述显而易见的其它类型的流动控制阀中。

调节器本体58限定入口64、出口66、在入口64和出口66之间的孔68以及从入口64经过孔68延伸到出口66的流体流动通路70。阀座62由围绕孔68的孔口72的边缘限定。孔口72优选具有大致中空的圆柱形本体，并例如通过螺纹74固定到调节器本体58来围绕孔68。因此，阀座62可以是圆形的。控制部件60支撑密封阀盘组件52并在阻止穿过孔68的流体流动的闭合位置和允许穿过孔68的最大流体流动的完全打开位置之间转换。

致动器56被设置成响应于出口处66的流体压强变化来在闭合位置和完全打开位置之间转换控制部件60。在该示例性配置中的致动器56是隔膜调节器，其包括隔膜76，隔膜76设置在致动器壳体78中并通过联动部件(不可见)可操作地连接到控制部件60。隔膜76响应于出口66处的出口流体压强的变化移动，从而移位控制部件60并由此在出口66处维持预定设置的压强范围。致动器56的组件和功能在本领域内是熟知的，因此这里没有再详细描述组件及其功能。

现在参见图4的放大视图，密封阀盘组件52包括由例如橡胶或氯丁橡胶等弹性密封材料制成的密封阀盘80，其被支撑在由例如钢铁或硬塑料等刚性材料制成的阀盘壳体82中。阀盘壳体82由控制部件60支撑；但是，在其它配置中，阀盘壳体82可由孔口72支撑，阀座62可由控制部件60支撑。安置部83形成在阀盘壳体82的端面84上，并优选形成设置在控制部件60的密封端上的环状圆凹槽。阀盘壳体82可以与控制部件60一体，或者是可移除地耦接到控制部件60的单独部件。阀盘壳体82相对于阀座62对准。密封阀盘80的安装部94紧紧地安装到安置部83。当控制部件60转换到锁定位置，即，完全阻止流体流动穿过孔68并由此穿过阀的控制部件60的闭合位置，密封阀盘80密封接合阀座62。

如图5中的放大细节图最佳所示，阀盘壳体82的安置部83具有凹拱形轮廓，而不是现有技术中的矩形轮廓。在该示例性配置中的凹拱形轮廓是由第一壁86和第二壁88形成的V形轮廓。第一壁86从第二壁88径向向内设置。第一壁86具有在端面84的第一端和与端面84向内分隔开的第二端。相似地，第二壁88具有在端面84的第一端和与端面84向内分隔开的第二端。第一壁86和第二壁88的第一端径向分隔开。第一壁86和第二壁88的第二端在顶点90毗连。第一壁86形成倒截头圆锥体形的环，第二壁88形成直立的截头圆锥体形的环(如图中所示)。因此，安置部83形成在围绕与阀座62相对的控制部件60的密封端的环内延伸的倒V形槽。

密封阀盘80具有密封表面92和安装部94。密封表面92密封接合阀座62。密封表面92是平坦的；然而，在其它配置中，密封表面92可具有容纳阀座62的凹口或设置用来密封接合阀座62的其它形状。安装部94放置于阀盘壳体82的安置部83中。安装部94对应于安置部83的形状，例如通过具有与安置部83的凹拱形轮廓互补的轮廓。因此，安装部94具有倒V形轮廓，并包括第一倾斜壁96和第二倾斜壁98。在一些配置中。密封阀盘80形成环，其中安装部94的轮廓围绕圆周延伸，第一倾斜壁96限定倒截头圆锥体部分，第二倾斜壁98限定直立的截头圆锥体部分。第一倾斜壁96从第二倾斜壁98径向向内设置。内侧壁100将密封表面92的内边缘结合到第一倾斜壁96的第一端。外侧壁102将密封表面92的外边缘结合到第二倾斜壁98的第一端。第一倾斜壁96和第二倾斜壁98的上边缘在上顶点104毗连。

在图3-5所示的组装位置上，安装部94的第一倾斜壁96抵靠安置部83的第一壁86。安装部94的第二倾斜壁98抵靠安置部83的第二壁88。内侧壁100和外侧壁102从阀盘壳体82向外延伸。密封阀盘80的密封表面82与阀盘壳体82的端面84向外分隔开。

阀盘壳体82的安置部83的凹拱形轮廓被成形用来在流体调节器50的锁定过程中最小化密封阀盘80的压缩。如图5中最清楚所示，密封表面92接合阀座62的面积明显小于密封表面92的全部面积，这是因为阀座62明显窄于密封表面92。阀座62还窄于安置部83的宽度。因此，当阀座62压靠密封表面92时，安装部94在锁定位置变形到安置部83中，密封阀盘80不再保持平坦。然而，与现有技术的密封阀盘22不同，如箭头P所示，阀座62横越安装部94的轮廓均匀地压缩密封阀盘80。

图6A-6D中示出了可用于密封阀盘组件52的几个可替换的示例性的凹拱形轮廓，其中相似的结构使用与前面相同的附图标记。

在图6A中，安置部83的凹拱形轮廓是由单个弓形壁110限定的弓形轮廓，弓形壁110形成在控制部件60的端面84中的凹槽。弓形壁110具有终止于端面84的第一端110a、终止于端面84并与第一端径向向外分隔开的第二端110b以及形成安置部83的轮廓的最深部分的顶端112。密封阀盘80的安装部94同样由单个弓形壁114形成，弓形壁114与安置部83的弓形壁110互补，使得安装部94的弓形壁114抵靠安置部83的弓形壁110。

在图6B中，安置部83的凹拱形轮廓具有第一侧壁120、第二侧壁122和弓形后壁124。第一侧壁120和第二侧壁122中的每一个都是笔直的，并具有设置在端面84处的第一端，且垂直于端面84延伸到凹入控制部件60中的第二端。弓形后壁124具有与第一侧壁120的第二端毗连的第一端、与第二侧壁122的第二端毗连的第二端以及形成阀盘壳体82的轮廓的最深部分的顶端126。密封阀盘80的安装部94同样具有带有两个侧壁128、130和弓形端壁132的轮廓，该轮廓与阀盘壳体82的凹拱形轮廓互补。安装部94的弓形端壁132和侧壁128、130分别抵靠安置部83的弓形后壁124以及侧壁120、122。

在图6C中，安置部83的凹拱形轮廓具有多个壁部140、142、144、146和148，这些壁部共同限定安置部83的轮廓。壁部140-148的每一个都是笔直的壁部。因此，壁部140从端面84延伸到壁部142，壁部142从壁部140延伸到壁部144，壁部144从壁部142延伸到壁部146。相似地，壁部146从壁部144延伸到壁部148，壁部148从壁部146延伸到端面84。壁部140沿着端面84与壁部148径向向内分隔开。密封阀盘80的安装部94同样具有包括壁部150、152、154、156和158的轮廓，这些壁部150、152、154、156和158与安置部83的各个壁部140-148互补并抵靠。

在图6D中，安置部83的凹拱形轮廓具有多个壁部160、162、164和166。壁部160-166的每一个都是笔直的壁部，其中壁部160从端面84延伸到壁部162，壁部162从壁部160延伸到壁部164，壁部164从壁部162延伸到壁部166，壁部166从壁部164延伸到端面84。壁部160沿着端面84与壁部166径向向内分隔开。壁部160和166的每一个都垂直于端面84。密封阀盘80的安装部94同样具有包括壁部170、172、174和176的轮廓，这些壁部170、172、174和176与安置部83的各个壁部160-166互补并抵靠。

阀盘壳体82的安置部83的凹拱形轮廓并不限于图3-5中所示的示例性V形轮廓或者图6A-6D中所示的可替换的示例性轮廓。相反地，安置部83的凹拱形轮廓可以是大致凹拱形的任意轮廓，当阀座62将密封阀盘80压靠到阀盘壳体82的安置部83中时，该轮廓提供密封阀盘82的安装部94的一致的压缩和/或变形。阀盘壳体82的数个其它的凹拱形轮廓可能提供横越密封阀盘80的轮廓的一致的压缩和变形，本公开的范围并不限于这里提供的特定实施例。

在一些可选的配置中，密封阀盘组件52可适用于密封多个不同尺寸的多个孔口72的密封阀盘80。在该配置中，阀盘壳体82可具有多个安置部83，例如一系列同轴的凹槽或环，其适于容纳安装到不同的安置部83中的多个相应的安装部94。

在一些配置中，根据本公开的教导的密封阀盘组件52可改进例如用于住宅、商业和/或工业设施的气体调节器等流体调节器的锁定性能。特别是在轻力锁定配置中，当橡胶用作阀密封件时，密封阀盘组件52可以是特别有利的。例如，在一些配置中，与现有技术的密封阀盘组件的安装部的平坦矩形轮廓相比，通过横越密封阀盘和/或安装部的轮廓提供更一致的压缩和/或变形，这种密封阀盘组件可以在流体调节器的锁定过程中改进密封阀盘的平整度。不受理论限制，人们认为当在流体调节器的锁定过程中受到压缩时，改变密封阀盘壳体的安置部影响了安装部的最终形状。人们还认为在一些配置中，与现有技术相比，改进安置部的形状来模拟横越密封阀盘的安装部的轮廓的压缩力的分布引起了密封表面和阀座之间更平坦的最终密封并减少了锁定流体调节器所需的致动力。该减少可以改进流体调节器的整体性能。该改进还可提供与其它类型的流体控制阀相似的益处。

可以以足以提供由在此提供的描述所启示的一个或多个功能的任意组合的任何组合或排列变化来设置在此所述的可选的每个配置。此外，应当理解，可以以任意的功能组合来组合关于每个示例性配置而公开的每个特征，以便提供本领域的技术人员应当理解的任何有利的功能的组合。

基于前面的描述，对于在此公开的示例性的密封阀盘组件的多种改进对于本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，该描述应当仅被理解为说明性的，并且仅为了使得本领域的技术人员能够制造和使用本发明并且能够教导实现本发明的优选方式的目的而呈现。在此保留在本公开和所附权利要求范围内的所有改进的专有权。

Claims (15)

1.流体调节器，其特征在于，包括：

调节器本体，其限定从入口延伸到出口的流动通道；

孔口，其被设置在流体流动通道中，所述孔口限定阀座；

控制部件，其被设置成在允许流体穿过所述孔口流动的打开位置和阻止流体穿过所述孔口流动的接合阀座的闭合位置之间转换；

阀盘壳体，其由所述控制部件支撑，所述阀盘壳体具有带有凹拱形轮廓的安置部；

密封阀盘，其尺寸适于安装到所述阀盘壳体，所述密封阀盘具有安装部和密封表面；

所述密封阀盘的所述密封表面被设置成在所述控制部件处于所述闭合位置时密封接合所述阀座；以及

所述密封阀盘的所述安装部具有与所述阀盘壳体的所述安置部的凹拱形轮廓相对应的轮廓；

其中，所述密封阀盘的所述安装部的轮廓与所述阀盘壳体的凹拱形轮廓互补；以及

其中，所述凹拱形轮廓包括具有第一倾斜壁和第二倾斜壁的倒V形轮廓。

2.根据权利要求1所述的流体调节器，其特征在于，所述阀盘壳体包括设置在所述控制部件的端面上的凹槽，所述凹槽在围绕所述端面的环内延伸。

3.根据权利要求1所述的流体调节器，其特征在于，所述凹拱形轮廓包括多个笔直壁部。

4.根据权利要求1所述的流体调节器，其特征在于，还包括致动器，所述致动器可操作地耦接到所述调节器本体和所述控制部件，其中，所述致动器包括：

致动器壳体；

隔膜，其被设置在所述致动器壳体内；以及

联动部件，其可操作地连接所述隔膜和所述控制部件；

其中，所述隔膜响应于所述出口处的流体压强的变化来转换所述控制部件并在所述出口处维持预定的压强范围。

5.用于流动控制阀的控制部件的密封阀盘组件，其特征在于，包括：

阀盘壳体，其由所述控制部件支撑，所述阀盘壳体具有带有凹拱形轮廓的安置部；

密封阀盘，其尺寸适于安装到所述阀盘壳体，所述密封阀盘具有安装部和密封表面；

所述密封阀盘的所述安装部具有与所述阀盘壳体的所述安置部的凹拱形轮廓相对应的轮廓；

其中，所述密封阀盘的所述安装部的轮廓与所述阀盘壳体的所述安置部的凹拱形轮廓互补；以及

其中，所述凹拱形轮廓包括具有第一倾斜壁和第二倾斜壁的倒V形轮廓。

6.根据权利要求5所述的密封阀盘组件，其特征在于，所述安置部包括设置在所述控制部件的端面上的凹槽。

7.根据权利要求5所述的密封阀盘组件，其特征在于，所述安置部包括在环内延伸的凹槽。

8.根据权利要求5所述的密封阀盘组件，其特征在于，所述凹拱形轮廓包括多个笔直壁部。

9.根据权利要求5所述的密封阀盘组件，其特征在于，所述密封阀盘包括弹性密封材料，所述阀盘壳体包括刚性材料。

10.根据权利要求5所述的密封阀盘组件，其特征在于，所述阀盘壳体的所述安置部的凹拱形轮廓被成形来在锁定过程中最小化所述密封阀盘的压缩。

11.根据权利要求10所述的密封阀盘组件，其特征在于，所述阀盘壳体的所述安置部的凹拱形轮廓被成形来在锁定过程中均匀地压缩所述密封阀盘。

12.流动控制阀中的密封阀盘组件，所述流动控制阀包括阀体和流动控制部件，其特征在于，所述密封阀盘组件包括：

阀盘壳体，所述阀盘壳体具有安置部；

密封阀盘，其被安装到所述阀盘壳体，所述密封阀盘具有安装部和密封表面；以及

阀座，其被设置成将所述密封阀盘压紧在所述流动控制部件的闭合位置；

其中，所述阀盘壳体的所述安置部具有凹拱形轮廓，所述密封阀盘的所述安装部具有设置在所述阀盘壳体的所述安置部上的轮廓，所述阀座横越所述安装部的轮廓均匀地压缩所述密封阀盘；

其中，所述密封阀盘的所述安装部的轮廓与所述阀盘壳体的所述安置部的凹拱形轮廓互补；以及

其中，所述凹拱形轮廓包括具有第一倾斜壁和第二倾斜壁的倒V形轮廓。

13.根据权利要求12所述的密封阀盘组件，其特征在于，所述密封阀盘由所述流动控制部件支撑。

14.根据权利要求13所述的密封阀盘组件，其特征在于，所述阀座由所述阀体支撑。

15.根据权利要求14所述的密封阀盘组件，其特征在于，所述流动控制部件是流体调节器的一部分，所述阀体是调节器本体，以及所述阀座由孔口限定。