CN105003670B - 具有浮动阀座的双端口压强调节器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有浮动阀座的双端口压强调节器。一种双端口调节器组件包括第一流体端口和第二流体端口。固定阀座组件临近第一流体端口设置，浮动阀座组件临近第二流体端口设置。第一阀塞与固定阀座组件协作以打开和关闭第一流体端口，第二阀塞与浮动阀座组件协作以打开和关闭第二流体端口。浮动阀座组件包括可相对于固定阀座移动的浮动阀座。

Description

具有浮动阀座的双端口压强调节器

技术领域

本发明概括而言涉及双端口压强调节器，更具体而言，涉及具有固定阀座和浮动阀座的双端口压强调节器。

背景技术

压强调节器和压强调节阀应用于各种工业和民用应用中，以控制流体的下游压强。例如，在化工处理工厂或者炼油厂中，压强调节阀用于操纵流动的流体以按需补偿升高或降低或者其他负载失衡，从而保持流体压强得到调节。类似的，压强调节阀可以用于卫浴设备中以维持流体的预定压强，该压强调节阀自动调节以按需变化，如淋浴头或水龙头中的防烫阀(anti-scald valves)。通过控制下游压强，压强调节阀补偿下游需求的变化。例如，当下游需求升高时，压强调节阀打开以允许更多流体流过压强调节阀，从而维持相对恒定的下游压强。另一方面，当下游需求降低时，压强调节阀关闭以降低流过压强调节阀的流体的量，也维持相对恒定的下游压强。

一种类型的压强调节阀是双端口调节器。双端口调节器包括单个流体入口，其分支为两个流体出端口。每个流体出端口具有自己的阀塞和阀座。双端口调节器的优点在于提供较高的流速。然而，双端口调节器遇到的问题是需要非常严苛的加工公差以保证当阀关闭时两个阀座完全同时切断。

发明内容

根据一些方面，双端口调节器或双端口调节器组件包括浮动阀座以提高切断(shutoff)特征并且降低加工公差要求。

在一种示例性配置中，一种双端口组件包括：第一流体端口和第二流体端口；阀杆，其延伸通过第一流体端口和第二流体端口，阀杆包括第一阀塞和第二阀塞；临近第一流体端口的第一固定阀座组件；以及临近第二端口的第二浮动阀座组件。

在另一种示例性配置中，一种双端口调节器包括：具有通过流体通路连接的流体入口和流体出口的阀体；设置在流体通路内的第一流体端口；设置在流体通路内的第二流体端口；临近第一流体端口设置的固定阀座组件；临近第二流体端口设置的浮动阀座组件；第一阀塞，第一阀塞与第一阀座组件协作以打开和关闭第一流体端口；以及第二阀塞，第二阀塞与浮动阀座组件协作以打开和关闭第二流体端口。

根据本发明的教导，前述方面和/或双端口调节器或双端口调节器组件中的任意一个或多个可以进一步包括下面的可选形式中的任意一种或多种。

在一些可选形式中，双端口组件或双端口调节器可以包括浮动阀座保持器，其具有通孔，通孔形成第一流体端口；以及至少部分地设置在浮动阀座保持器内的浮动阀座，浮动阀座可沿着浮动阀座保持器的纵轴移动。其他可选形式可以包括具有环形肩部的浮动阀座保持器，环形肩部在浮动阀座保持器和浮动阀座之间形成空间。又一些可选形式可以包括设置在浮动阀座保持器和浮动阀座之间的空间内的偏置元件，在一些可选形式中，偏置元件可以是盘簧。

另一些可选形式可以包括浮动阀座保持器，其包括具有第一内径的第一部分、具有第二内径的第二部分和具有第三内径的第三部分，第一内径小于第二内径，第二内径小于第三内径。其他可选形式可以包括具有至少部分地设置在第三部分内的下凸缘的浮动阀座。又一些其他可选形式可以包括下凸缘的外表面上的倒角表面。还有一些其他可选形式可以包括临近浮动阀座的第一端的倒角表面。

还有一些可选形式可以包括设置在浮动阀座保持器上的保持器元件，保持器元件限制浮动阀座的纵向移动。在一些可选形式中，保持器元件可以是环形盘。在又一些可选形式中，保持器元件可以包括通过有角的部分连接到保持部的基部。在又一些可选形式中，保持部与浮动保持器偏移一个公差间隙。在一些可选形式中，公差间隙优选地在浮动阀座的凸缘高度的50％和75％之间。

附图说明

通过结合附图阅读下面的描述，本发明的目的、特征和优点将更加显而易见，其中：

图1是具有浮动阀座的双端口压强调节器的横截面视图。

图2是图1的双端口组件的特写横截面视图，该双端口组件具有固定阀座、阀塞和浮动阀座。

具体实施方式

一些实例在上述附图中示出并且在下面具体描述。附图不一定是按比例显示的，并且为了清楚和/或简洁起见，附图中的一些特征和一些视图可能显示得在比例上或者在原理上有所夸大。此外，任意示例性实施例中的任意特征都可以与其他特征结合，代替其他特征或者以其他方式与其他特征进行组合，以形成其他实施例。

现在转向图1，示出了根据本发明的教导构建的双端口压强调节器10。双端口压强调节器10包括阀体12，阀体12具有通过流体通路18相连的流体入口14和流体出口16。流体通路18包括第一流体端口21和第二流体端口23，流体可以通过第一流体端口21和第二流体端口23从流体入口14流到流体出口16。在图1中所示的实施例中，流体从图1左侧的流体入口16，通过流体通路18，流到图1右侧的流体出口16。在替换实施例中，流体入口14和流体出口16可以反转。

通过第一流体端口21并且通过第二流体端口23的流体流量被第一阀塞20和第二阀塞24控制，第一阀塞20与第一阀座组件22协作，第二阀塞24与第二阀座组件26协作。第一阀塞20和第二阀塞24可操作地连接到阀杆28，在图1和2的实施例中，阀杆28延伸通过第一流体端口21和第二流体端口23。然而，在替换实施例中，阀杆不必延伸通过第一流体端口21和第二流体端口23，而是能够延伸通过阀体12的其他部分。第一和第二流体端口21、23、阀杆28，以及第一和第二阀塞20、24，构成了双端口组件29。致动器30可操作地连接到阀杆28以分别相对于第一阀座组件22和第二阀座组件26移动第一阀塞20和第二阀塞24。

在第一位置处，第一阀塞20离开第一阀座组件22，在第一阀塞20和第一阀座组件22之间留下间隙，第二阀塞24离开第二阀座组件26，在第二阀塞24和第二阀座组件26之间留下间隙。在第一位置处，允许流体通过第一端口21并通过第二端口23从流体入口14流过流体通路18流向流体出口16。换句话说，在第一位置处，双端口调节器10打开。

在第二位置处，第一阀塞20接触第一阀座组件22，第二阀塞24接触第二阀座组件26，如图2中所示。在第二位置处，流体被限制流过流体通路18。换句话说，在第二位置处，双端口调节器10关闭。

在第三位置处，其是一个中间位置，第一阀塞20离开第一阀座组件22，而第二阀塞24接触第二阀座组件26，如图1中所示。当双端口调节器10在打开过程中(但还未完全打开)或者在关闭过程中(但还未完全关闭)时到达该中间位置，并且在该中间位置处，流体流过第一流体端口21，但是不流过第二流体端口23。

致动器30定位第一阀塞20和第二阀塞24以通过改变第一阀塞20和第一阀座组件22之间的距离以及通过改变第二阀塞24和第二阀座组件26之间的距离，实现通过流体通路18的流体的希望流速。通过提供只有其中一个阀塞接触阀座组件的中间位置，制造公差可以降低，并且可以提高流体的截断计量并且在截断点附近可以被更精确地控制。

致动器30包括偏置元件，如致动器弹簧32，其将隔膜34朝向和/或远离流体流动通路18偏置。隔膜34可操作地连接到隔膜板36，隔膜板36又可操作地连接到阀杆28。致动器弹簧32定位隔膜34，隔膜34定位隔膜板36和阀杆28以根据需要定位第一阀塞20并定位第二阀塞24以控制通过流体通路18的流体流量。

偏置弹簧33可以位于阀杆28的与致动器30相反的端上。平衡弹簧33通常对抗致动器弹簧32的偏置。平衡弹簧33在阀杆28被致动器30定位时降低阀杆28的震荡。平衡弹簧33可以一端抵接第二阀塞24并且在阀盖37的凹陷35内。

导引鞘，如圆柱形导引鞘39，也可以抵接在凹陷35内，并且平衡弹簧33可以至少部分地围绕圆柱形导引鞘39。阀杆28的一端可以抵接在圆柱形导引鞘39内，以使得圆柱形导引鞘39在阀杆被致动器30定位时维持阀杆28的适当对准。

现在转向图2，更详细地示出了第一和第二阀塞20、24和第一和第二阀座组件22、26。第一阀座组件22可以是固定阀座组件。换句话说，固定阀座组件不相对于阀体12移动。第一阀座组件22包括第一或固定阀座保持器(retainer)40。固定阀座保持器40包括通孔42，其形成第一流体端口21。通孔42可以包括具有第一内径的第一部分44、具有第二内径的第二部分46和具有第三内径的第三部分48。第一内径可以小于第二内径，第二内径可以小于第三内径。

第一部分44可以包括座表面50，其与第一阀塞20协作以关闭或打开第一流体端口21。在一个实例中，固定阀座52可以设置在第二部分46内以形成第一部分44。在其他实施例中，固定阀座52可以与固定阀座保持器40一体形成。固定座塞54可以至少部分地设置在固定阀座保持器40内。固定座塞54可以包括上凸缘56，其匹配在固定阀座保持器40的第三部分48内。固定阀座保持器40可以包括一个或多个环形通道58，其尺寸用来保持密封件，如O形环60。在一个实施例中，固定座塞54通过螺纹连接61可操作地连接到固定阀座保持器40。在其他实施例中，可以使用其他连接，例如焊接连接、环氧树脂连接、过盈配合连接、压接，等等。

第二阀座组件26可以是浮动阀座组件。浮动阀座组件可以包括相对于阀体12移动或者相对于第一阀座组件22移动的阀座。第二阀座组件26包括第二或浮动阀座保持器62。浮动阀座保持器62包括通孔64，通孔64形成第二流体端口23。通孔64可以包括具有第一内径的第一部分66、具有第二内径的第二部分68和具有第三内径的第三部分70。第一内径可以小于第二内径，第二内径可以小于第三内径。

在一个实例中，浮动阀座72可以至少部分地设置在第二部分68和第三部分70内。浮动阀座72可沿浮动阀座保持器62的纵轴A移动。浮动阀座72可以包括座表面74，其与第二阀塞24协作以关闭或打开第二流体端口23。浮动阀座72可以包括下凸缘76，其匹配在浮动阀座保持器62的第三部分70内。浮动阀座保持器62可以包括一个或多个环形通道78、80，其尺寸用来保持密封件，如O形环82、84。浮动阀座72可以包括位于第一端87的第一倒角表面86和位于凸缘76的外表面89中的第二倒角表面88。倒角表面86、88可以改进装配并且在浮动阀座72在浮动阀座保持器62内移动时防止金属与金属磨损。

浮动阀座保持器62可以包括环形肩部90，其在浮动阀座保持器62和浮动阀座72之间形成空间91。浮动阀座偏置元件，如盘簧92，设置在空间91内。盘簧92将浮动阀座72偏置以远离固定阀座组件22。保持器元件，如环形盘(annular disc)94，附接到浮动阀座保持器62上，临近浮动阀座凸缘76。在一个实施例中，环形盘94包括基部95，基部95通过有角的部分97连接到保持部96。基部95和保持部96可以互相平行。有角的部分97将保持部96从浮动阀座保持器62偏移，从而形成公差间隙98。公差间隙98优选地在下凸缘76高度的50％和75％之间，更优选地在下凸缘76高度的60％和75％之间，更更优选地在下凸缘76高度的75％左右。这些优选的范围为环形盘94提供了足够的刚性来保持浮动阀座72抵抗压强负载，同时保持阀座组件26的总尺寸相对小。

在第一位置处，第一阀塞20与固定阀座50具有间隔，第二阀塞24与浮动阀座72具有间隔。在致动器30开始朝向第二、关闭位置移动阀杆28时，首先，第二阀塞24将接触浮动阀座72，因为浮动阀座72在图1和2中被向下偏置，朝向第二阀塞24。因此，第二端口23在第一端口21关闭之前关闭。在第二阀塞24接触浮动阀座72之后，阀杆28继续朝向第二、关闭位置移动。致动器20克服盘簧92提供的力，并且浮动阀座72在图1和2中被向上推动，朝向固定阀座组件22。最终，第一阀塞20接触固定阀座50，这阻止阀杆28的进一步移动，现在处于第二、关闭位置，第一和第二流体端口21、23都关闭流体流动。

虽然本文已经描述了根据本发明的教导的一些双端口调节器，但是本专利的覆盖范围并不局限于此。相反，虽然已经结合各种优选实施例显示和描述了本发明，但是显然，除了上述改变和修改之外，还可以进行一些其他改变和修改。本专利覆盖落入可允许的等同形式范围内的本发明的教导下的所有实施例。因此，其意在保护对于本领域技术人员来说的所有变形和修改。

Claims (10)

1.一种用于双端口调节器的双端口组件，所述双端口组件包括：

第一流体端口和第二流体端口；

阀杆，其延伸通过所述第一流体端口和所述第二流体端口，所述阀杆包括第一阀塞和第二阀塞；

临近所述第一流体端口的固定阀座组件；以及

临近所述第二流体端口的浮动阀座组件，所述浮动阀座组件包括：

浮动阀座保持器，所述浮动阀座保持器包括通孔，所述通孔形成所述第一流体端口；以及

至少部分地设置在所述浮动阀座保持器内的浮动阀座，所述浮动阀座可沿着所述浮动阀座保持器的纵轴移动；

设置在所述浮动阀座保持器上的保持器元件，所述保持器元件限制所述浮动阀座的纵向移动，所述保持器元件是环形盘，所述保持器元件包括通过有角的部分连接到保持部的基部。

2.如权利要求1所述的双端口组件，所述浮动阀座保持器包括环形肩部，所述环形肩部在所述浮动阀座保持器和所述浮动阀座之间形成空间。

3.如权利要求2所述的双端口组件，还包括设置在所述浮动阀座保持器和所述浮动阀座之间的所述空间内的偏置元件。

4.如权利要求3所述的双端口组件，其中所述偏置元件是盘簧。

5.如权利要求1所述的双端口组件，所述浮动阀座保持器包括具有第一内径的第一部分、具有第二内径的第二部分和具有第三内径的第三部分，所述第一内径小于所述第二内径，所述第二内径小于所述第三内径。

6.如权利要求5所述的双端口组件，所述浮动阀座包括至少部分地设置在所述第三部分内的下凸缘。

7.如权利要求6所述的双端口组件，所述浮动阀座包括所述下凸缘的外表面上的倒角表面。

8.如权利要求1所述的双端口组件，所述浮动阀座包括临近第一端的倒角表面。

9.如权利要求1所述的双端口组件，所述保持部与所述浮动阀座保持器偏移一个公差间隙。

10.如权利要求9所述的双端口组件，其中所述公差间隙所述浮动阀座的下凸缘的高度的50％和75％之间。