CN106104115A - 先导阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明构思涉及先导阀装置，包括：第一先导阀部分和第二先导阀部分。第二先导阀部分包括：第二先导阀主体，第二先导阀主体包括：隔室、用于接纳来自第一先导阀部分的流体的低压流体入口，和高压流体入口，以及用于经由所述隔室接纳来自低压入口和高压入口的流体并为先导阀提供流体的流体出口。在第一状态中，先导阀装置的第二先导阀在隔室内提供第一流体流路径以使低压流体入口能够经由第一流体流路径与流体出口流体连通。在第二状态中，在隔室内提供第二流体流路径以使高压流体入口能够经由第二流体流路径与流体出口流体连通。第二流体流路径不同于第一流体流路径。

Description

先导阀装置
发明技术领域
本发明构思涉及包括第一先导阀部分和第二先导阀部分的先导阀装置(pilotvalve arrangement)，该阀装置布置成将流体流输送至先导式阀(piloted valve)或主阀，或布置成与先导式阀或主阀流体连通。本发明构思还涉及包括先导阀装置的流体分配系统。
发明背景
先导阀用于控制供给至先导式阀，还称为主阀的限制流控制的供给。例如，先导式阀可以布置在用在各种家庭应用和工业应用中的加热和冷却系统的立管和分支中。
相比于先导式阀，先导阀通常是较小的阀，并且使用起来是有利的，因为来自先导阀的小的且容易操作的供给可以用于控制先导式阀的较高的压力或较高的流动供给，这原本将需要大得多的力来操作。先导阀常规地定位在先导式阀的主体的外部并通过具有进入到先导式阀室的主流动区域中的出口的一个或多个流体管道连接至主体。
先导阀具有外部流体路径和内部流体路径，该外部流体路径和内部流体路径能够使不同压力的流体流供给至先导式阀/从先导式阀被供给，或允许先导式阀与处于不同压力中的不同的流体路径流体连通。这些流体路径通常是复杂的并需要例如，待连接至和来自先导阀的许多内部流体管道和外部流体管道。此外，对于一些应用，当完全关闭时先导式阀的密封是易出故障的。
本发明构思力图提供不太复杂且易于用于调节先导式阀的先导阀。另外，本发明构思力图提供当完全关闭时可以改善先导式阀的密封的先导阀。
发明概述
本发明构思的目的是克服上面的问题，并提供至少在一定程度上不比现有技术解决方案复杂的先导阀。本发明构思的目的还提供可以提供先导式阀的更好的密封效果的先导阀。在下面将变得明显的该目的和其它的目的借助于包括第一先导阀部分和第二先导阀部分的先导阀装置和包括在所附权利要求中界定的先导阀装置的流体分配系统而实现。
本发明构思基于这样的认识，即，如果先导阀装置包括具有用于接纳处于相对较低压力的流体的至少第一流体入口的第一先导阀部分，和具有用于接纳处于相对较高压力的流体的至少一个高压入口的第二先导阀部分，该阀装置可以布置成提供处于相对较高压力的流体，该流体待供给至先导式阀，以用于先导式阀的更好的密封。
根据本发明构思的至少第一方面，提供先导阀装置。该先导阀装置包括：
第一先导阀主体，其包括：至少一个第一流体入口和第一先导阀流体出口；
所述第二先导阀部分包括：
第二先导阀主体，其包括：隔室、用于接纳来自第一先导阀流体出口的流体并为所述隔室提供流体的低压流体入口、用于为所述隔室提供流体的高压流体入口，以及用于接纳来自所述隔室的流体并为先导式阀提供流体的流体出口；
阀杆(valve stem)，其至少部分地布置在所述隔室内，所述阀杆构造成控制从所述低压流体入口经由所述隔室到所述流体出口的流体流，且构造成控制从所述高压流体入口经由所述隔室到所述流体出口的流体流；
其中，处于第一状态的所述第二先导阀部分在所述隔室内提供第一流体流路径以使所述低压流体入口能够经由所述第一流体流路径与所述流体出口流体连通，并且其中，处于第二状态的所述第二先导阀部分在所述隔室内提供第二流体流路径以使所述高压流体入口能够经由所述第二流体流路径与所述流体出口流体连通，所述第二流体流路径不同于所述第一流体流路径。
据此，处于第一状态的第二先导阀部分可以简单地提供第一先导阀流体出口和供给至先导式阀的第二先导阀部分的流体出口之间的流体连通，且处于第二状态的第二先导阀部分提供从高压入口待供给至第二先导阀部分的流体出口的流体。在前者的例子中，即，在第一状态中，由于第二先导阀部分经由第二先导阀部分的流体出口简单地提供第一先导阀部分和先导式阀之间的流体连通，第一先导阀决定哪个流体流被供给至先导式阀。在后者的例子中，即，在第二状态中，由于先导阀接纳来自高压流体入口的处于相对较高压力的控制供给，第二先导阀部分决定哪个流体流被供给至先导式阀。据此，来自高压流体入口的流体可有利于更好地密封先导式阀和/或有利于以相比于当阀装置处于其第一状态时的更快的方式关闭或打开先导式阀。
通过提供具有第一先导阀部分和第二先导阀部分的先导阀装置，该先导阀装置在使用中可能更加复杂。例如，第一先导阀部分可以是常规的先导阀，同时，相比于第一先导阀部分，第二先导阀部分提供为先导式阀供给处于较高压力的流体的可能性。
供给至高压流体入口的流体例如可以从先导式阀的上游的流体分配系统流出。
应指出的是，流体连通意味着存在加压的连接。例如，如果高压流体入口与流体出口流体连通，则高压流体入口将与流体出口处于加压的连接。因此，在高压流体入口处的流体的静压力将实质上与流体出口处的流体的静压力相同。
根据至少一个示例性实施方案，所述第二先导阀主体内的内部低压流体管道通过隔室流体地连接所述低压流体入口，且所述第二先导阀主体内的内部高压流体管道使所述高压流体入口与所述隔室流体地连接，且所述第二先导阀主体内的内部流体出口管道使所述隔室与流体出口流体地连接。
应指出的是，先导阀内的流体或多或少是静态的，即，由于分离的元件和阀柱(valve rod)的移动，在先导阀内通常不存在流体流，而是流体的再分配和不同的加压的连接。因此，当陈述在两个位置之间存在流体流时，应解释为允许流体在两个位置之间流动，且解释为两个位置通过在该两个位置之间的流体连通处于加压的连接。
根据至少一个示例性实施方案，所述隔室至少部分地由第一端壁区段、布置成与所述第一端壁区段相对并面向所述第一端壁区段的第二端壁区段，以及布置在所述第一端壁区段和所述第二端壁区段之间的侧向壁区段界定。根据至少一个示例性实施方案，所述隔室具有圆形横截面。
根据至少一个示例性实施方案，侧向壁区段包括数个侧向壁部分，该数个侧向壁部分至少部分地界定具有不同的横截面的不同的隔室部分。
根据至少一个示例性实施方案，先导阀装置还包括可移动的控制主体，该可移动的控制主体包括在所述隔室中并在所述隔室内可移动。
所述可移动的控制主体包括主接触区域、布置成与所述主接触区域相对的次级接触区域、用于接纳来自所述高压流体入口的流体的腔，所述腔布置在所述可移动的控制主体内，在所述主接触区域和所述次级接触区域之间，以及通孔，其用于接纳所述阀杆使得所述阀杆在所述通孔内可移动，所述通孔从所述主接触表面延伸至所述次级接触表面，其中
当所述第二先导阀部分处于所述第一状态时，所述阀杆布置成抵靠至少部分地界定了所述可移动的控制主体中的所述通孔的内壁流体地密封，使得所述高压流体入口被限制与所述流体出口流体连通，且
当所述第二先导阀部分处于所述第二状态时，所述阀杆布置成抵靠所述隔室的侧向壁区段的至少部分流体地密封，使得所述低压流体入口被限制与所述流体出口流体连通，
因此，当第二先导阀部分处于其第一状态时，来自所述高压流体入口的流体仅包括在所述腔中以及任选地包括在所述隔室内的所述可移动控制主体内的所述通孔中。
根据至少一个示例性实施方案，阀装置还包括至少部分地布置在所述隔室内的第一弹簧，并且其中，所述第一弹簧布置在所述可移动的控制主体的所述主接触区域和面向所述主接触区域的所述隔室的第一端壁区段之间，以便使所述第一弹簧在所述可移动的控制主体上施加第一弹簧力。
该第一弹簧与来自作用在可移动的控制主体上的流体的力一起阻止可移动的控制主体振动。
根据至少一个示例性实施方案，阀装置还包括至少部分地布置在所述隔室内的第二弹簧，其中所述第二弹簧布置在所述阀杆的头部和所述可移动的控制主体的所述主接触区域之间，以便使所述第二弹簧在所述可移动的控制主体上施加第二弹簧力。
第一弹簧可以是外弹簧，且第二弹簧可以是布置在第一弹簧内的内弹簧。
根据至少一个示例性实施方案，可移动的控制主体通过第一弹簧和第二弹簧中的至少一个支撑在所述隔室内。
根据至少一个示例性实施方案，当所述第二先导阀部分处于其第一状态和第二状态时，所述可移动的控制主体布置在主位置中，且当所述第二先导阀处于第三状态时，所述可移动的控制主体布置在次级位置中，
所述第三状态由以下界定，即所述阀杆布置成抵靠至少部分地界定了所述可移动的控制主体中的所述通孔的内壁流体地密封，使得所述高压流体入口被限制与所述流体出口流体连通，且
所述阀杆布置成抵靠所述隔室的侧向壁区段的至少部分流体地密封，使得所述低压流体入口被限制与所述流体出口流体连通。
因此，当所述第二先导阀部分处于其第一和第二状态时，通过第一弹簧和第二弹簧以及来自所述低压流体入口的流体的静压力施加至所述主接触区域的组合力将可移动的控制主体保持在主位置中，且其中，当所述第二先导阀部分处于所述第三状态时，通过来自所述高压流体入口的流体的静压力施加至所述次级接触区域的力将可移动的控制主体保持在次级位置中。
根据至少一个示例性实施方案，阀装置还包括布置在所述隔室内的第一密封构件和第二密封构件，且其中，所述隔室包括:
第一端壁区段、布置成与所述第一端壁区段相对并面向所述第一端壁区段的第二端壁区段，以及布置在所述第一端壁区段和所述第二端壁区段之间的侧向壁区段。
第一隔室部分，其至少部分地由所述可移动的控制主体的所述主接触区域和面向所述主接触区域的所述隔室的第一端壁区段界定，
第二隔室部分，其至少部分地由所述第二端壁区段和在所述第二端壁区段和所述第一密封构件之间延伸的侧向壁区段的部分界定，以及
第三隔室部分，其包括所述第一密封构件和所述第二密封构件，且第三隔室部分至少部分地由在所述第一密封构件和所述第二密封构件之间延伸的侧向壁区段的部分和所述可移动的控制主体的所述次级接触区域界定，
所述第一隔室部分布置成接纳来自所述低压流体入口的流体以允许所述第一隔室部分中的流体在所述主接触区域上施加力，所述第二隔室部分布置成与所述第一隔室部分流体连通，且所述第三隔室部分布置成与所述流体出口流体连通以允许所述第三隔室部分中的流体在所述次级接触区域上施加力。
第一密封构件和第二密封构件可以例如布置到所述侧向壁区段。
在所述第二状态中，所述腔经由所述可移动的控制主体的所述通孔与所述高压流体入口和所述第三隔室部分流体连通。
在所述第三状态中，所述高压流体入口通过所述可移动的控制主体被限制与所述第一隔室部分和第二隔室部分流体连通，即，所述第一流体路径/第二流体路径被关闭。
根据至少一个示例性实施方案，用于流体从所述高压流体入口至所述流体出口的仅有的流体流路径是经由所述腔、所述通孔以及所述第三隔室部分。因此，所述高压流体入口和所述腔例如，通过布置在所述可移动的控制主体的所述通孔中以及在所述可移动的控制主体和所述隔室的侧向壁之间的密封构件流体地与所述第一隔室部分隔离。
根据至少一个示例性实施方案，所述可移动的控制主体布置在所述隔室内，使得所述主接触区域面向所述第一隔室部分且所述次级接触区域面向所述第三隔室部分。
根据至少一个示例性实施方案，所述可移动的控制主体构造成当由所述第一弹簧和第二弹簧以及所述第一隔室部分中的流体施加至主接触区域的第一力小于由所述第三隔室部分中的流体施加至所述次级接触区域的第二力时，从其主位置移动至其次级位置。
根据至少一个示例性实施方案，所述阀杆包括至少第一阀杆部分、第二阀杆部分以及布置在所述第一阀杆部分和第二阀杆部分之间的第三阀杆部分，其中，所述第一阀杆和第二阀杆部分中的每一个具有比所述第三阀杆部分的直径大的直径。
根据至少一个示例性实施方案，当所述第二先导阀部分处于其第一状态时：
所述第一阀杆部分布置成抵靠至少部分地界定了所述可移动的控制主体中的所述通孔的内壁流体地密封，以便限制在所述可移动的控制主体中的所述腔中的流体与所述第三隔室部分流体连通，且
所述第三阀杆部分布置成至少部分地位于所述第三隔室部分中以便使所述第二隔室部分中的流体经由所述第一流体流路径与所述第三隔室部分流体连通，所述第一流体路径至少部分地由所述隔室的侧向壁区段的至少部分和所述第三阀杆部分的至少部分界定；
且其中，当所述第二先导阀部分处于其第二状态时：
所述第二阀杆部分布置成抵靠所述隔室的侧向壁区段流体地密封，以便限制所述第二隔室部分中的流体与所述第三隔室部分流体连通，且
所述第三阀杆部分布置成至少部分地位于所述第三隔室部分中以便使所述可移动的控制主体的所述腔中的流体经由所述第二流体流路径与所述第三隔室部分流体连通，所述第二流体路径至少部分地由界定所述可移动的控制主体中的所述通孔的内壁的至少部分和所述第三阀杆部分的至少部分界定；
且其中，当所述第二先导阀部分处于其第三状态时：
所述第一阀杆部分布置成抵靠至少部分地界定了所述可移动的控制主体中的所述通孔的内壁流体地密封，以便限制所述腔中的流体与所述第三隔室部分流体连通，且
所述第二阀杆部分布置成抵靠所述隔室的侧向壁区段流体地密封，以便限制所述第二隔室部分中的流体与所述第三隔室部分流体连通，使得低压流体入口和高压流体入口均未与所述流体出口流体连通。
根据至少一个示例性实施方案，所述阀杆包括用于将所述第一隔室部分和所述第二隔室部分流体地连接的阀杆管道。
据此，第三隔室部分可以布置在与高压流体入口流体连通的所述腔和与第一隔室部分流体连通的所述第二隔室部分之间。
根据至少一个示例性实施方案，所述第一先导阀部分还包括：
室，其中所述至少第一流体入口布置成为所述室提供流体，并且其中，所述第一先导阀流体出口布置成接纳来自所述室的流体，和
阀柱，其构造成控制从所述至少第一流体入口经由所述室到所述先导阀流体出口的流体流，
其中所述阀柱连接至所述阀杆且与所述阀杆一起可移动。
因此，在所述第一先导阀部分中的阀柱的位置影响阀杆的位置，且因此影响穿过第二先导阀部分的流体流。根据至少一个示例性实施方案，所述阀柱与所述阀杆一起被制造成整体。
根据至少一个示例性实施方案，所述第一先导阀部分还包括：
第二流体入口，其布置在所述第一先导阀主体的内部，所述第二流体入口布置成为所述室提供流体，且其中：
所述阀柱至少部分地布置在所述室内，所述阀柱构造成控制从所述第一流体入口经由所述室到所述第一先导阀流体出口的流体流，且构造成控制从所述第二流体入口经由所述室到所述第一先导阀流体出口的流体流；
分离元件，其连接至所述阀柱并与所述阀柱一起可移动，所述分离元件具有第一流体接触区域和布置在所述第一流体接触区域的相对侧上的第二流体接触区域，
所述第一流体接触区域构造成与所述第一流体入口流体连通，以用于将第一力施加至所述分离元件。
所述第二流体接触区域构造成与所述第二流体入口流体连接，以用于将第二力施加至所述分离元件。
其中，第一力和第二力之间的差值以这样的方式控制分离元件和阀柱的运动，即，在至少第一位置中的所述阀柱提供所述第一流体入口和所述第一先导阀流体出口之间的流体连接；在至少第二位置中的所述阀柱提供所述第二流体入口和所述第一先导阀流体出口之间的流体连接。
据此，在至少第一先导阀部分内的内部流体流路径，即，来自第一流体入口的流体和来自第二流体入口的流体，可以用于控制分离元件和阀柱。因此，先导阀装置可以变得那么复杂，且通过提供这些内部流体流路径可以在使用中更加灵活。阀柱然后控制第一流体入口和第二流体入口中的哪一个被允许与第一先导阀流体出口流体连通。即，来自用于控制先导式阀的第一流体入口和第二流体入口的流体还用于控制先导式阀装置中的阀柱和阀杆。因此，为先导阀提供流体流的外部流体管道可以减少。另外，与阀柱的位置无关，即，来自第一流体入口的流体或来自第二流体入口的流体是否被允许与第一先导阀部分流体出口流体连通，第一流体接触区域布置成与所述第一流体入口流体连通，且第二流体接触区域布置成与所述第二流体入口流体连通。
根据至少一个示例性实施方案，所述第一先导阀主体内的第一内部流体管道将所述第一流体入口与室流体地连接，所述第一先导阀主体内的第二内部流体管道所述第二流体入口与室流体地连接，且所述第一先导阀主体内的第三内部流体管道流体地连接所述室与第一先导阀流体出口。
根据至少一个示例性实施方案，所述室包括布置成接纳来自所述第一流体入口的第一室部分，和布置成接纳来自所述第二流体入口的流体的第二室部分，其中当所述阀柱位于所述第一位置中时，所述第一流体入口、所述第一室部分和所述第一先导阀流体出口彼此流体连通，且所述第二流体入口被限制通过所述阀柱与所述第一先导阀流体出口流体连通；且其中，当所述阀柱位于所述第二位置中时，所述第二流体入口、所述第二室部分和所述第一先导阀流体出口彼此流体连通，且所述第一流体入口被限制通过所述阀柱与所述第一先导阀流体出口流体连通。
根据至少一个示例性实施方案，所述室包括布置在所述第一室部分和所述第二室部分之间的第三室部分，且其中，所述第一先导阀流体出口布置成经由所述第三室部分接纳来自所述室的流体。
根据至少一个示例性实施方案，所述阀柱包括流体通道，该流体通道用于以使所述第一流体入口与所述第一流体接触区域流体连通的方式将流体流从所述第一室部分导引至分离元件的所述第一流体接触区域。
据此，在第一先导阀部分内提供了内部流体路径。根据至少一个示例性实施方案，阀柱是中空的且在阀柱内提供内部流体管道。因此，第一先导阀部分可以被称为树方式(tree-way)先导阀部分，其提供经由阀柱的流体管道的第一流体入口和第一先导阀流体出口之间的第一流体路径、第二流体入口和第一先导阀流体出口之间的第二流体路径，以及第一流体入口和第一流体接触区域之间的第三流体路径。
根据至少一个示例性实施方案，阀柱的所述流体管道延伸穿过所述分离元件。
据此，来自第一流体入口的流体可以经由阀柱与分离元件的第一流体接触区域流体连通。这在第一先导阀部分内提供有利的内部流体路径。
根据至少一个示例性实施方案，所述阀柱具有至少第一阀柱部分、第二阀柱部分以及布置在所述第一阀柱部分和第二阀柱部分之间的第三阀柱部分，所述第一阀柱部分和第二阀柱部分中的每一个具有比所述第三阀柱部分的直径大的直径。
第三阀柱部分可以是例如腰形或沙漏形，且第一阀柱部分和第二阀柱部分可以具有不变的直径。根据至少一个示例性实施方案，第一阀柱部分的直径比第二阀柱部分的直径大。根据至少一个示例性实施方案，第一阀柱部分的直径比第二阀柱部分的直径小。根据至少一个示例性实施方案，第一阀柱部分的直径具有与第二阀柱部分的直径相同的尺寸。
第一、第二以及第三阀柱部分可以具有圆形横截面，第一阀柱部分和第二阀柱部分例如可以是圆柱形的。另外，室和第一、第二以及第三室部分可以具有圆形横截面。
根据至少一个示例性实施方案，所述分离元件包括活塞。根据至少一个示例性实施方案，所述分离元件包括膜。
应理解，先导阀装置可以包括另外的部分，例如，除本文描述的第一先导阀部分和第二先导阀部分外的另外的先导阀部分。
根据本发明构思的至少第二方面，提供了流体分配系统。流体分配系统包括：根据本发明构思的第一方面的先导阀装置、用于将流体导引至所述至少第一流体入口的第一流体管道、用于将流体导引至所述高压流体入口的第二流体管道、以及用于导引流体远离所述流体出口的第三流体管道，其中，与所述第二流体管道中的流体的静压力相比，所述第一流体管道中流体的静压力较低。
根据至少一个示例性实施方案，所述流体分配系统布置成为负载供应流体，所述流体分配系统包括：
所述负载，
控制单元，
供应管线，其用于为所述负载供应流体，
中间管线，其用于将流体从所述负载输送至所述控制单元，
回流管线，其用于输送来自所述负载的流体，
主阀，其布置在所述供应管线上，和
根据权利要求1-12中的任一项的先导阀装置，其用于引导所述主阀，
其中，所述供应管线中的流体的静压力比所述中间管线中的流体的静压力高，且其中所述中间管线中的流体的静压力比所述回流管线中的流体的静压力高，
其中，所述先导阀装置的所述第一流体入口流体地连接至所述回流管线，且所述高压入口流体地连接至所述供应管线。
根据至少一个示例性实施方案，所述先导阀装置的所述第二流体入口流体地连接至所述中间管线。
根据本发明构思的至少第三方面，提供了阀装置。阀装置包括关于本发明构思的第一方面描述的第一先导阀部分和第二先导阀部分或关于本发明构思的第二方面描述的流体分配系统，以及与本发明构思的第一方面或第二方面的第一先导阀部分和第二先导阀部分流体连通的先导式阀。
该先导式阀可以是布置成连接至先导阀的任何类型的阀。
附图简述
参考示出示例性实施方案的附图，现在将更加详细地描述本发明构思，在附图中：
图1以横截面示出了根据至少一个示例性实施方案的先导阀或第一先导阀部分和先导式阀；
图2a以横截面示出了根据至少一个示例性实施方案的先导阀或第一先导阀部分；
图2b示出先导阀装置，其包括根据本发明构思的至少一个示例性实施方案的第一先导阀部分和第二先导阀部分；
图3-7示出了先导阀装置的不同的状态和阀柱/阀杆位置，该先导阀装置包括根据本发明构思的至少一个示例性实施方案的第一先导阀部分和第二先导阀部分；
图8是流体分配系统的示意图，该流体分配系统具有根据本发明构思的至少一个示例性实施方案的先导阀装置；
图9是根据本发明构思的至少一个示例的流体分配系统和先导阀装置的示意图；
图10是根据本发明构思的至少一个示例的流体分配系统和先导阀装置的示意图。
附图详述
在下面的描述中，参考包括第一先导阀部分和第二先导阀部分的先导阀装置描述了本发明构思。还参考包括这样的先导阀和/或这样的先导阀装置以及先导式阀的流体分配系统描述了本发明构思。
图1示出先导阀1和先导式阀3(也称为主阀3)的横截面。相比于先导式阀3，先导阀1通常是较小的阀1，且先导阀1用于控制受限制流至先导式阀3的控制供给。先导阀1使用起来是有利的，因为来自先导阀1的小的且容易操作的供给可以用于控制先导式阀1的高得多的压力或较高的流动供给，这原本将需要大得多的力来操作。
图1中的先导阀1包括室10、布置成从先导式阀3的内部流体流被流体地供给的第一流体入口20，以及布置成从外部流体流(未示出)被流体地供给的第二流体入口22，其中，第一流体入口20和第二流体入口22均布置成为室10提供流体。先导阀1还包括流体出口24，该流体出口24用于接纳来自室10的流体并用于为先导式阀3提供流体控制供给。如图1中所示，至少部分地布置在室10内的阀柱30布置成控制从第一流体入口和第二流体入口20、22到流体出口24的流体流。
先导式阀3或主阀3可以是布置成连接至先导阀的任何类型的阀。在图1中，先导式阀是具有两个隔开的力接触表面2a、2b的两塞阀，来自先导阀1的流体控制供给可以作用在该力接触表面2a、2b上。先导式阀3可以是常开阀。根据一个示例，先导式阀3可以是常闭阀。
图2a以横截面示出了先导阀101，其类似于在图1中示出的先导阀1，但是更加详细。图2a中的先导阀101包括第一先导阀主体102，该第一先导阀主体102具有室110、用于经由第一内部流体管道121和第二内部流体管道123为室110提供流体的第一流体入口120和第二流体入口122。第一先导阀主体102还包括先导阀流体出口124，先导阀流体出口124用于经由内部先导阀流体出口管道125接纳来自室110的流体并为先导式阀(如在图1中所示的)提供控制供给。如图2a中所图示，阀柱130至少部分地布置在室110内，以用于控制从第一流体入口和第二流体入口120、122经由室110到先导阀的流体出口124的流体流。
图2a中的先导阀101还包括连接至阀柱130并与阀柱130一起可移动的分离元件140。在图2a中，分离元件140包括具有第一流体接触区域142的盘141和具有第二流体接触区域144的膜143。分离元件140的第一流体接触区域142布置成至少部分地与第二流体接触区域144相对。根据至少一个示例性实施方案，分离元件140可以包括活塞而不是膜140。另外，虽然图2a中的分离元件140包括两个部分141、143，但分离元件140可以包括仅一个部分。
先导阀101还包括先导弹簧160，先导弹簧160容纳在界定先导弹簧室163的先导弹簧外壳162中，先导弹簧160布置在先导弹簧室163的内部，在先导弹簧外壳162中的壁部分164和第一流体接触区域142之间。壁部分164面向第一流体接触区域142。另外，阀外壳150包括阀主体102、阀柱130、分离元件140、先导弹簧160以及先导弹簧外壳162。
如在图2a中所图示的，阀柱流体管道132布置在阀柱130内并从室110经由阀柱130中的阀柱流体管道入口132a延伸穿过阀柱130并穿过分离元件140，凭此来自第一流体入口120的流体能够与先导弹簧室163中的流体流体连通。据此，第一流体入口120能够在先导弹簧室162内与第一流体接触区域142流体连通。另外，分离元件140使来自第二流体入口122的流体(该流体在第二流体接触区域144上施加压力)与来自第一流体入口120的流体(该流体在第一流体节接触区域142上施加压力)流体地分离。因而，来自第二流体入口122的流体通过分离元件140与来自先导弹簧室163中的流体流体地分离。
室110和阀柱130具有优选圆形的横截面。据此，例如O型环的密封元件可以用于将不同的室部分从彼此隔离。然而，使用其它形状和其它横截面的室110和阀柱130是可能的。
现在将更加详细地描述图2a的先导阀101的功能。
由于来自第一流体入口120的流体能够与分离元件140的第一流体接触区域142流体连通，因此该流体可以在第一流体接触区域142上施加压力以便将第一力施加至分离元件140。来自第二流体入口122的流体能够与分离元件140的第二流体接触区域144流体连通，并且因此可以在第二流体接触区域144上施加压力以将第二力施加至分离元件140。由于第一流体接触区域142布置在与第二流体接触区域144相对的侧上，因此第一力和第二力在相反的方向上作用在分离元件140上。第一力在从第一流体接触区域142至少部分地朝向第二流体接触区域144的方向上作用在分离元件140上，且第二力在从第二流体接触区域144至少部分地朝向第一流体接触区域142的方向上作用在分离元件上。
如图2a中所图示的，布置在先导弹簧外壳162中在壁部分164和第一流体接触区域142之间的先导弹簧160在与第一力至少部分地相同的方向上用先导弹簧力作用在分离元件140上。因此，包括第一力和先导弹簧力的组合力在一个方向上作用在分离元件140上，且第二力在至少部分地相反的方向上作用在分离元件140上。由于分离元件140布置成与阀柱130一起移动，因此组合力和第二力之间的差值将通常导致分离元件140和阀柱130的移动和/或分离元件140和阀柱130的移动的变化。
在阀柱130的第一位置中，来自第一流体入口120的流体能够与先导阀流体出口124流体连通，且在阀柱130的第二位置中，来自第二流体入口122的流体能够与先导阀流体出口124流体连通。应理解，由于第一位置和第二位置由流体入口120、122中哪一个与先导阀流体出口124流体连通来界定，因此阀柱130可以在第一位置和第二位置中的每一个内稍微地移动。在阀柱的第一位置和第二位置之间还存在阀柱130的中间位置，在该中间位置，流体入口120、122中的每一个不与先导阀流体出口124流体连通的位置。将参考图3-7更加详细地描述阀柱130的不同的位置。
图2b图示了先导阀装置301，其包括描述为图2a中的先导阀101的第一先导阀部分101和布置在第一先导阀部分101和先导式阀(仅在图1中示出的先导式阀3)之间的第二先导阀部分201。来自第一先导阀部分101的流体出口124(后文称为第一先导阀流体出口124)供给至第二先导阀部分201，而不是直接地供给至在图1中示出的先导式阀。第二先导阀部分201的流体出口224供给至先导式阀。
现在将参考图3-7来更加详细地描述参考图2a-2b所描述的第一先导阀部分101和第二先导阀部分201。首先，将描述先导阀101，或第一先导阀部分101，其次，将描述第二先导阀部分201，且第三，将描述包括第一先导阀部分101和第二先导阀部分201的先导阀装置301的结构和功能。图2a-2b中的第一阀第一阀部分101与图3-7中的第一阀部分101相同，且图2b中的第二阀部分201与图3-7中的第二阀部分201相同，因此，相同的参考标记将用于指代相同的特征。因此，图3-7公开了图2a-2b的第一阀部分和第二阀部分101、102的不同的状态和阀柱位置。因此，为了促进阅读理解，一些参考标记仅仅在其中首先描述的附图中标示。
如在图3中所标示的，图3-7中的第一先导阀部分101包括O型环112形式的第一密封元件112和O型环114形式的第二密封元件114。第一密封元件112布置在室110内，且第一几何室横截面112a与第一密封元件112相切。第二密封元件114布置在室110内，且第二几何室横截面114a与第二密封元件114相切。室110包括第一室部分110a、第二室部分110b以及布置在第一室部分110a和第二室部分110b之间的第三室部分110c。第三室部分110c包括第一密封元件112和第二密封元件114两者，且第三室部分110c至少部分地由室110的在第一几何室横截面112a和第二几何室横截面114a之间延伸的部分110c界定。第一室部分110a至少部分地由室110的在第三室部分110c和第一流体入口120或至室110的第一内部流体入口管道121的入口之间延伸的部分110a界定。第二室部分110b至少部分地由室110的在第三室部分110c和第二流体入口122或至室110的第二内部流体入口管道123的入口之间延伸的部分110b界定。第一室部分110a布置成接纳来自第一流体入口120的流体，且第二室部分110b布置成接纳来自第二流体入口122的流体，而第三室部分110c布置成为第一先导阀流体出口124提供流体。
如图3中所示，阀柱130包括至少第一阀柱部分130a、第二阀柱部分130b以及布置在第一阀柱部分130a与第二阀柱部分130b之间的第三阀柱部分130c。第一阀柱部分130a与第二阀柱部分130b中的每一个的直径具有比第三阀柱部分130c的直径大的直径。根据至少一个示例性实施方案，第一阀柱部分130a与第二阀柱部分130b具有相同的直径。根据至少一个示例性实施方案，第一阀柱部分130a与第二阀柱部分130b具有不同的直径。如在图3-7中示出的，第三阀柱部分130c可以具有腰形或沙漏形的形状，而第一阀柱部分130a与第二阀柱部分130b可以具有带有不变直径的圆形横截面。
图3-7中的阀柱130还包括第四阀柱部分130d和布置在第一阀柱部分130a和第四阀柱部分130d之间的第五阀柱部分130e。第一阀柱部分130a和第四阀柱部分130d中的每一个的直径具有比第五阀柱部分130e的直径大的直径。第五阀柱部分130e可以类似于第三阀柱部分130c具有腰形或沙漏形的形状，而第四阀柱部分130d可以具有带有不变直径的圆形横截面。通过将阀柱流体管道入口132a布置在第五阀柱部分130e中，来自第一流体入口120的流体可以与阀柱130内的阀柱流体管道132流体连通。
现在将参考图3-7更加详细地描述阀柱130的不同的位置。在下面的示例中，假设第一流体入口120中的流体的静压力小于第二流体入口122中的流体的静压力。
当通过与第一流体入口120流体连通的流体在从第一流体接触区域142至少部分地朝向第二流体接触区域143的方向上作用在分离元件140(在图2a中标示)上的组合力和弹簧的先导弹簧力比在至少部分地相反的方向上作用在分离元件140上的第二力大时，阀柱130将处于其第一位置中，如在图3中所示出的。这里，第一流体入口120、第一室部分110a以及第一先导阀流体出口124彼此流体连通，而第二流体入口122通过抵靠第二密封元件114流体地密封的阀柱130被限制与第一先导阀流体出口124流体连通。换言之，第二室部分110b通过阀柱130和第二密封元件114之间的密封接触与第三室部分110c流体地隔离。根据至少一个示例性实施方案，第三阀柱部分130c布置成至少部分地位于第一室部分110a中，使得第一流体入口120经由第一室部分110a和第三室部分110c与第一先导阀流体出口124流体连通，且第二阀柱部分130b布置成至少部分地位于第二室部分110b和第三室部分110c两者中，使得第二流体入口122被限制与第一先导阀流体出口124流体连通。
如果第一流体入口120中的流体的静压力与第二流体入口122中的流体的静压力之间的压力差增加，例如，第二流体入口122中的流体的静压力增加和/或第一流体入口120中的流体的静压力减小，则施加至分离元件140(在图2a中标示)的第二力可以克服第一力和先导弹簧力的组合力，且分离元件140将进一步移动至先导弹簧室163(在图2a中标示)中。因此，阀柱130将从其第一位置移动至其第二位置，阀柱130的第二位置在图5-7中示出。在第二位置中，第二流体入口122、第二室部分110b以及第一先导阀流体出口124彼此流体连通，而第一流体入口120通过抵靠第一密封元件112流体地密封的阀柱130被限制与第一先导阀流体出口124流体连通。换言之，第一室部分110a通过阀柱130和第一密封元件112之间的密封接触与第三室部分110c流体地隔离。根据至少一个示例性实施方案，第三阀柱部分130c布置成至少部分地位于第二室部分110b中，使得第二流体入口122经由第二室部分110a和第三室部分110c与第一先导阀流体出口124流体连通，且第一阀柱部分130a布置成至少部分地位于第一室部分110a和第三室部分110c两者中，使得第一流体入口120被限制与第一先导阀流体出口124流体连通。
在图4中，位于其第一和第二位置之间的阀柱130的中间位置被示出。这里，由于来自两个入口120、122的流体流被阀柱130、以及第一密封元件和第二密封元件112、114限制，因此第一流体入口120与第二流体入口122均不与第一先导阀流体出口124流体连通。在阀柱130已经位于其第一位置中且因此第一先导阀流体出口124中的流体来源于来自第一流体入口120的流体之后，可以产生阀柱130的中间位置，但是第一流体入口120不与第一先导阀流体出口124流体连通。在阀柱130已经位于其第二位置中且因此第一先导阀流体出口124中的流体来源于来自第二流体入口122的流体之后，同样可以产生阀柱130的中间位置，但是第二流体入口122不与第一先导阀流体出口124流体连通。
图2b中的第二先导阀部分201与图3-7中的第二先导阀部分相同，且现在将参考图3-7描述第二先导阀部分201的结构。
如图3所示，图3-7中的第二先导阀部分201包括具有隔室210、用于经由第一先导阀流体出口124接纳来自第一先导阀部分101的流体并为隔室210提供流体的低压流体入口220的第二先导阀主体202。第二先导阀主体202还包括用于为隔室210提供流体的高压流体入口222，以及用于接纳来自隔室210的流体并为先导式阀(如在图1中所示)提供流体的流体出口224。隔室210至少部分地由第一端壁区段264、布置成与第一端壁区段264相对并面向第一端壁区段264的第二端壁区段266以及布置在第一端壁区段264和第二端壁区段266之间的侧向壁区段268界定。
阀杆230至少部分地位于隔室210内。阀杆230连接至第一先导阀部分101的阀柱130并与阀柱130一起移动以便控制从低压流体入口220经由隔室210到流体出口224的流体流，且阀杆230构造成控制从高压流体入口222经由隔室210到流体出口224的流体流。
如在图3中所图示的，第二先导阀部分201还包括可移动的控制主体250，该可移动的控制主体250被包括在隔室210中并在隔室210内是可移动的。可移动的控制主体250包括主接触区域252、布置成与主接触区域252相对的次级接触区域254，以及用于接纳来自高压流体入口222的流体的腔256。腔256在主接触区域252和次级接触区域254之间布置在可移动的控制主体250内。可移动的控制主体250还包括从主接触表面252延伸至次级接触区域254的通孔258。通孔258用于接纳阀杆230且阀杆230因此在可移动的控制主体250内是可移动的。如在图2b中所示出的，阀杆230可以延伸穿过通孔258。
如在图3中标示的，隔室210还容纳第一弹簧260和第二弹簧262。第一弹簧260布置在可移动的控制主体250的主接触区域252与隔室210的第一端壁区段264之间。据此，第一弹簧260可以经由主接触区域252在可移动的控制主体250上施加第一弹簧力。根据至少一个示例性实施方案，第一弹簧260附接至可移动的控制主体250。
第二弹簧262布置在阀杆230的头部232和可移动的控制主体250的主接触区域252之间。据此，第二弹簧262可以经由主接触区域252在可移动的控制主体250上施加第二弹簧力。
如在图3-7中所图示的以及在图4中标示的，阀杆230通过组合部分330连接至阀柱130，该组合部分330穿过第二先导阀主体202在组合的通孔340中延伸到第一先导阀主体102。阀杆230的头部232具有大于组合的通孔340的横截面，以用于限制阀杆230移动到组合的通孔340中。
在图3-7中，以及在图4中标示的，第二先导阀部分201包括O型环212形式的第一密封构件212和同样O型环214形式的第二密封构件214。第一密封构件212布置在室210内，且隔室210的第一几何隔室横截面212a与第一密封构件212相切。第二密封构件214布置在隔室210内，且隔室210的第二几何隔室横截面214a与第二密封构件214相切。隔室210包括至少部分地由可移动的控制主体250的主接触区域252、隔室210的第一端壁区段264(在图3中标示)以及低压流体入口220界定的第一隔室部分210a、至少部分地由第二端壁区段266和在第二端壁区段266和第三隔室部分210c之间延伸的侧向壁区段268的一部分界定的第二隔室部分210b。第三隔室部分210c包括第一密封构件212和第二密封构件214且至少部分地由第一几何隔室横截面212a和第二几何隔室横截面214a以及流体出口224界定。第一隔室部分210a布置成接纳来自低压流体入口220的流体，且第二隔室部分210b布置成经由阀杆230内的延伸穿过可移动的控制主体250的阀杆管道240与第一隔室部分210a流体连通。第三隔室部分210c布置成与流体出口224流体连通。据此，第一隔室部分210a中的流体可以在主接触区域252上施加压力，以用于将力施加至可移动的控制主体250，且第三隔室部分210c中的流体可以在次级接触区域254上施加压力，以用于将力施加至可移动的控制主体250。
可移动的控制主体250布置在隔室210内、在第四隔室部分210d内部，使得主接触区域252面向第一隔室部分210a且次级接触区域254面向第三隔室部分210c。
如在图4中标示的，图3-7中的阀杆230包括至少第一阀杆部分230a、第二阀杆部分230b，以及布置在第一阀杆部分230a与第二阀杆部分230b之间的第三阀杆部分230c。第一阀杆部分230a与第二阀杆部分230b中的每一个具有比第三阀杆部分230c的直径大的直径。如在图3-7中示出的，第三阀杆部分230c可以具有腰形或沙漏形的形状，而第一阀杆部分230a与第二阀杆部分230b可以具有带有不变直径的圆形横截面。
现在将参考图3-7更详细地描述先导阀装置301和与第一先导阀部分101组合的第二先导阀部分201的功能。
在上面参考图2a与图3-7解释了第一先导阀部分101的功能。由于第一先导阀部分101的阀柱130连接至第二先导阀部分201的阀杆230，因此第二先导阀部分201内的流体流至少部分地由阀柱130的位置和第一流体入口120和第二流体入口122之间的压力差确定。
如在图3-5中所图示的的，第二先导阀部分201处于其第一状态，并在隔室以及第二隔室部分210a内提供第一流体流路径290(在图4中示出)以能够使低压流体入口220与流体出口224流体连通。因此，低压流体入口220经由第一隔室部分210a、阀杆230内的阀杆流体管道240、第二隔室部分210b、第一流体流路径290以及第三隔室部分210c与流体出口224流体连通。
换言之，在第一状态中，第一阀杆部分230a布置成抵靠界定了可移动的控制主体250中的通孔258(在图3中标示)的内壁流体地密封以便限制在可移动的控制主体250的腔256中的流体与第三隔室部分230c流体连通。另外，第三阀杆部分230c布置成至少部分地位于第二隔室部分210b和第三隔室部分210c中，以便使第二隔室部分210b中的流体经由第一流体流路径290与第三隔室部分210c流体连通。第一流体路径290至少部分地由隔室210的侧向壁区段268的至少一部分和/或第一密封构件212以及第三阀杆部分230c的至少一部分界定。
即，在第一状态中，阀杆230布置成通过第二密封构件214抵靠界定了可移动的控制主体250中的通孔258(在图3中指出)的内壁流体地密封，使得高压流体入口220被限制与流体出口224流体连通。
如在图6中所图示的，第一先导阀部分101的阀柱130处于其第二位置中，且分离元件140尽可能远地进入至先导弹簧室163中。这里，阀杆230尽可能靠近第一先导阀部分101且阀杆230的头部232接触端壁区段264。因此，阀杆230在隔室210内提供第二流体流路径292(在图6中标示)以使高压流体入口222与流体出口224流体连通。因此，高压流体入口222经由可移动的控制部分250的腔256、第二流体流路径292以及第三隔室部分210c与流体出口224流体连通。
换言之，在第二状态中，第二阀杆部分230b布置成通过第一密封构件212抵靠隔室210的侧向壁区段268流体地密封，以便限制在第二隔室部分210b中的流体与第三隔室部分210c流体连通。因此，第一流体流路径290关闭。另外，第三阀杆部分230c布置成至少部分地位于腔256和第三隔室部分210c中，以便使可移动的控制主体250的腔256中的流体经由第二流体流路径292与第三隔室部分210c流体连通。第二流体路径292至少部分地由界定了可移动的控制主体250中的通孔258(在图3中标示)的内壁的至少一部分和/或第二密封构件214以及第三阀杆部分230c的至少一部分界定。
即，在第二状态中，阀杆230布置成通过第一密封构件212抵靠隔室210的侧向壁区段268流体地密封，使得低压流体入口220被限制与流体出口224流体连通。因此，当第二阀杆部分230b通过抵靠第一密封构件212密封来将第二隔室部分210b与第三隔室部分流体地隔离时，流体路径290关闭。
可移动的控制主体250被允许从主位置(如在图3-6中示出的)移动至次级位置(如示出在图7中的)，在主位置中，可移动的控制主体250仍然允许朝向第一端壁区段264进一步移动，在次级位置中，可移动的控制主体250已经尽可能远地朝向第一端壁区段264移动。这里，可移动的控制主体250的肩部分250a靠在隔室210的侧向壁区段268中的凹部268a上。如在图7中所图示的，阀柱130和阀杆230位于与在图6中的位置相同的位置，然而，可移动的控制主体250已经从其主位置(如在图3-6中示出的)移动至其次级位置。主位置和次级位置之间的移动是由于由第一和第二弹簧260、262和第一隔室部分210a中的流体施加至主接触区域252的第一力小于由第三隔室部分210c中的流体施加至次级接触区域254的第二力。该状态称为第二先导阀部分201处于其第三状态中。
在第三状态中，阀杆230布置成抵靠界定了可移动的控制主体250中的通孔258的内壁流体地密封，使得高压流体入口222被限制与流体出口224流体连通，且阀杆230布置成抵靠隔室210的侧向壁区段268流体地密封，使得低压流体入口220被限制与流体出口224流体连通。因此，第一流体接触路径290和第二流体接触路径292(在图4和图6中标示)均关闭。
换言之，在第三状态中，第一阀杆部分230a布置成通过第二密封构件214抵靠界定了可移动的控制主体250中的通孔258的内壁流体地密封，以便限制腔256中的流体与第三隔室部分210c流体连通。另外，第二阀杆部分230b布置成通过第一密封构件212抵靠隔室210的侧向壁区段268流体地密封，以便限制第二隔室部分210b中的流体与第三隔室部分210c流体连通。据此，低压流体入口220或高压流体入口222均未与流体出口224流体连通，即，第一流体流路径和第二流体流路径290、292(在图4和图6中标示)关闭。
如还在图2-7中图示的，在图7中标示的另外的密封构件116布置在第二先导阀主体202内，例如，用于将来自高压流体入口222的流体和来自可移动的控制主体250内的腔256的流体与第一隔室部分210a隔离。
现在将描述当类似于在图1中示出的先导阀1和先导式阀3的方式与先导式阀一起使用时的先导阀装置301。对于下面的示例，假定第一流体入口120中的流体的静压力小于第二流体入口122中的流体的静压力，且第二流体入口122中的流体的静压力小于高压流体入口222中的流体的静压力。另外，假定先导式阀3是常开阀，其接纳具有例如第二流体入口122的静压力的静压力的流体，并输送具有例如第一流体入口120的静压力的静压力的流体。然而，先导阀装置301或第一先导阀部分101可以操作常闭先导式阀。
如在图3中所图示的，当阀柱130处于其第一位置中且第二先导阀部分201处于其第一状态时，来自第一流体入口120的流体将与流体出口224流体连通。因此，先导式阀3(在图1中示出)将接纳与第一流体入口120流体连通的控制供给。因此，先导式阀将完全打开和/或朝向完全打开的位置移动。
当第一流体入口120与第二流体入口122之间的压力差增加时(例如，通过第二流体入口122中的静压力增加和/或第一流体入口120中的流体的静压力减小)，阀柱130将从其第一位置移动至其第二位置。据此，来自第二流体入口122的流体将与第一先导阀流体出口124以及第二先导阀部分201的低压流体入口220流体连通。然而，如图5中所图示，第二先导阀部分201仍处于其第一状态并允许低压流体入口220和流体出口224之间的流体连通。
当阀柱130处于其第二位置中且第二先导阀部分201处于其第一状态时，来自第二流体入口122的流体将与流体出口224流体连通。因此，先导式阀(在图1中示出)将接纳与第二流体入口122流体连通的控制供给。因此，先导式阀将开始关闭或被关闭。
当第一流体入口120与第二流体入口122之间的压力差进一步增加时(例如，通过第二流体入口122中的静压力进一步增加和/或第一流体入口120中的流体的静压力进一步减小)，分离元件140在先导弹簧室163内将尽可能远地移动。还有，来自第二流体入口122的流体将与第一先导阀流体出口124以及第二先导阀部分201的低压流体入口220流体连通。然而，如图6中所图示，第二先导阀部分201现在将移动至其第二状态中并允许高压流体入口222和流体出口224之间的流体连通。
当阀柱130处于其第二位置中且第二先导阀部分201处于其第二状态时，来自高压流体入口222的流体将与流体出口224流体连通。因此，先导式阀3(在图1中示出)将接纳与高压流体入口222流体连通的控制供给。因此，相比于当来自第二流体入口122的流体与流体出口224流体连通的情况，先导式阀将以较快的方式关闭或当先导式阀完全关闭时密封更好。
如果满足了第二先导阀部分处于其第三状态(如上面解释的并在图7中示出的)的条件，则可移动的控制主体250移动至其次级位置且第二先导阀部分201的流体入口220、222均未允许与流体出口224流体连通。
如果高压入口中的流体的静压力称为P0，来自第一隔室部分210a中的第二流体入口122的流体的静压力称为P1，第一弹簧260的弹簧力称为Fs，且接触主接触区域252的第一弹簧260的内径和外径分别称为d和D，且穿过先导式阀的流(在图1中示出)表示为Q，先导式阀的阀常数表示为Kv，且由于例如系统中的配件、管和热交换器引起的压降表示为Dp，适用以下关系：
P0LIMIT＝P1+4*Fs/(pi*(D2-d2))+Dp
P0MAX＝P1+Q2/Kv2
其中，P0LIMIT是当第二先导阀处于其其三状态(即，在高压流体入口和流体出口之间没有流体连通)时流体出口中的流体的静压力，且P0MAX是从流体分配系统可获得的最大静压力且因此是在高压流体入口处的流体的静压力。因此，由于P0LIMIT和P0MAX之间的压力差，放大的先导式阀被阻止振动。
在图8-10中，示出了用于为负载供应流体的不同的流体分配系统的示意图。
在图8中，流体分配系统1000a包括负载1001a、控制单元1002a、用于为负载1001a供应流体的供应管线1003a、用于将流体从负载1001a输送至控制单元1002a的中间管线1005a、用于输送来自控制单元1002a的流体的回流管线1007a。供应管线1003a中的流体的静压力比中间管线1005a中的流体的静压力高，且中间管线1005a中的流体的静压力比回流管线1007a中的流体的静压力高。
如在图8中示出的，先导式阀1009a或主阀1009a与上述的(例如在图2b中标示为301)的先导阀装置1011a一起布置在供应管线1003a上，以用于引导主阀1009a。另外，先导阀装置1011a的第一流体入口(在图2-7中标示为120)流体地连接至回流管线1007a，且高压入口(在图2-7中标示为222)流体地连接至供应管线1003a。先导阀装置1011a的第二流体入口(在图2-7中标示为122)流体地连接至中间管线1005a。先导阀装置1011a通过允许来自供应管线1003a的高压供给至主阀而有利于保持控制单元1002a之上的恒定的压降且有利于主阀1009a的密封。
通过参考上面的两个等式，在图8中，Dp表示负载1001a上的压降，Q表示在先导式阀1009a之上的供应管线1003a中的流，且Kv是先导式阀1009a的阀常数。
在图9中，流体分配系统1000b包括负载1001b、控制单元1002b、用于为负载1001b供应流体的供应管线1003b、用于将流体从负载1001b输送至控制单元1002b的中间管线1005b、用于输送来自控制单元1002b的流体的回流管线1007b。供应管线1003b中的流体的静压力比中间管线1005b中的流体的静压力高，且中间管线1005b中的流体的静压力比回流管线1007b中的流体的静压力高。
如在图9中示出的，先导式阀1009b或主阀1009b与先导阀1011b一起布置在回流管线1007b上，这里第二先导阀部分(在图2-7中标示为201)是没必要的，且先导阀或第一先导阀部分(在图1中标示为1且在图2-7中标示为101)足以用于控制主阀1009b。这里，先导阀1011b的第一流体入口(在图2-7中标示为120)流体地连接至回流管线1007b，且第二流体入口(在图2-7中标示为122)流体地连接至中间管线1005b。先导阀1011b有利于将在控制单元1002b之上的压降保持为恒定。
在图10中，流体分配系统1000c包括负载1001c、控制单元1002c、用于经由控制单元1002c为负载1001c供应流体的供应管线1003c、用于远离所述负载1001c输送流体的回流管线1007c、用于在供应管线1003c和回流管线1007c之间输送流体的旁路管线1005c。供应管线1003b中的流体的静压力高于回流管线1007b中的流体的静压力。
如在图10中示出的，先导式阀1009c或主阀1009c与先导阀1011c一起布置在旁路管线1005c上，这里第二先导阀部分(在图2-7中标示为201)是没必要的，并且先导阀或第一先导阀部分(在图1中标示为1且在图2-7中标示为101)足以用于控制主阀1009c。这里，先导阀1011c的第一流体入口(在图2-7中标示为120)经由中间管线1005c流体地连接至回流管线1007c，且第二流体入口(在图2-7中标示为122)经由中间管线1005c流体地连接至供应管线1003c。先导阀有利于保持在主阀1009c上的恒定的压降。
在图8-9中，主阀1009a、1009b常开的，且在图10中，主阀1009c常闭的。
应指出的是，在图8-10中的每一个中的控制单元1002a-1002c是代表提供可控制的流体流的任何部件或部件的组合的象征性部件，例如，控制阀1002a-1002c、例如管线、管道、管的完整的分支1002a-1002c和/或热交换器和/或另一个负载1002a-1002c。
根据至少一个示例性实施方案，先导弹簧可以是可调节的先导弹簧。据此，先导阀和先导式阀可以布置在流体分配系统中，其中，控制单元1002a-1002c上的压降变化。例如，第一先导弹簧可以在其中在控制单元1002a-1002c上的压降在10KPa和50KPa之间的流体分配系统中使用，第二先导弹簧可以在其中在控制单元1002a-1002c上的压降在30KPa和150KPa之间的流体分配系统中使用，且第三先导弹簧可以在其中在控制单元1002a-1002c上的压降在80KPa和400KPa之间的流体分配系统中使用。
尽管先导阀、先导阀装置以及各种流体分配系统被示出为具有特定的构型，但是本领域的技术人员应认识到这样的先导阀、先导阀装置以及流体分配系统可以包括更多或更少的不同类型的部件。事实上，本领域的技术人员应认识到在图8-10中所图示的流体分配系统已经被构造为示出本发明构思的各个方面，且因此通过说明的方式而不是限制的方式呈现。例如，本发明构思并不限于如本文示出的供给至第一流体入口和第二流体入口以及高压流体入口的外部流体路径和内部流体路径的特别的布置，而是第一流体入口可以由先导式阀1009a-1009c的内部流供给，和/或第二流体入口和/或高压流体入口可以由来自流体分配系统的别的地方的外部管线供给。例如，外部流可以来源于流体分配系统中的更加上游的地方。

Claims (15)

1.一种先导阀装置，包括第一先导阀部分和第二先导阀部分，所述第一先导阀部分包括：
第一先导阀主体，包括：至少第一流体入口和第一先导阀流体出口；
所述第二先导阀部分包括：
第二先导阀主体，包括：隔室、用于接纳来自所述第一先导阀流体出口的流体并为所述隔室提供流体的低压流体入口、用于为所述隔室提供流体的高压流体入口，以及用于接纳来自所述隔室的流体并为先导式阀提供流体的流体出口；
阀杆，其至少部分地布置在所述隔室内，所述阀杆构造成控制从所述低压流体入口经由所述隔室到所述流体出口的流体流，并且构造成控制从所述高压流体入口经由所述隔室到所述流体出口的流体流；
其中，处于第一状态中的所述第二先导阀部分在所述隔室内提供第一流体流路径以使所述低压流体入口能够经由所述第一流体流路径与所述流体出口流体连通，并且其中，处于第二状态中的所述第二先导阀部分在所述隔室内提供第二流体流路径以使所述高压流体入口能够经由所述第二流体流路径与所述流体出口流体连通，所述第二流体流路径不同于所述第一流体流路径。
2.根据权利要求1所述的先导阀装置，还包括可移动的控制主体，所述可移动的控制主体被包括在所述隔室中并在所述隔室内是可移动的，
所述可移动的控制主体包括主接触区域、布置成与所述主接触区域相对的次级接触区域、用于接纳来自所述高压流体入口的流体的腔以及通孔，所述腔在所述主接触区域和所述次级接触区域之间布置在所述可移动的控制主体内，所述通孔用于接纳所述阀杆使得所述阀杆在所述通孔内是可移动的，所述通孔从所述主接触区域延伸至所述次级接触区域，其中
当所述第二先导阀部分处于所述第一状态中时，所述阀杆布置成抵靠至少部分地界定了所述可移动的控制主体中的所述通孔的内壁流体地密封，使得所述高压流体入口被限制与所述流体出口流体连通，并且
当所述第二先导阀部分处于所述第二状态中时，所述阀杆布置成抵靠所述隔室的侧向壁区段的至少一部分流体地密封，使得所述低压流体入口被限制与所述流体出口流体连通。
3.根据权利要求2所述的先导阀装置，还包括至少部分地布置在所述隔室内的第一弹簧，并且其中，所述第一弹簧布置在所述可移动的控制主体的所述主接触区域和所述隔室的面向所述主接触区域的第一端壁区段之间，以便使所述第一弹簧在所述可移动的控制主体上施加第一弹簧力。
4.根据权利要求3所述的先导阀装置，还包括至少部分地布置在所述隔室内的第二弹簧，其中所述第二弹簧布置在所述阀杆的头部和所述可移动的控制主体的所述主接触区域之间，以便使所述第二弹簧在所述可移动的控制主体上施加第二弹簧力。
5.根据权利要求2-4中的任一项所述的先导阀装置，其中，当所述第二先导阀部分处于其第一状态和第二状态中时，所述可移动的控制主体布置在主位置中，并且当所述第二先导阀部分处于第三状态时，所述可移动的控制主体布置在次级位置中，所述第三状态由以下界定：
所述阀杆布置成抵靠至少部分地界定了所述可移动的控制主体中的所述通孔的所述内壁流体地密封，使得所述高压流体入口被限制与所述流体出口流体连通，并且
所述阀杆布置成抵靠所述隔室的侧向壁区段的至少一部分流体地密封，使得所述低压流体入口被限制与所述流体出口流体连通。
6.根据权利要求2-5中的任一项所述的先导阀装置，还包括布置在所述隔室内的第一密封构件和第二密封构件，并且其中所述隔室包括:
第一端壁区段、布置成与所述第一端壁区段相对并面向所述第一端壁区段的第二端壁区段，以及布置在所述第一端壁区段和所述第二端壁区段之间的侧向壁区段，
第一隔室部分，其至少部分地由所述可移动的控制主体的所述主接触区域和所述隔室的面向所述主接触区域的所述第一端壁区段界定，
第二隔室部分，其至少部分地由在所述第二端壁区段和所述第一密封构件之间延伸的所述侧向壁区段的一部分和所述第二端壁区段界定，以及
第三隔室部分，其包括所述第一密封构件和所述第二密封构件，并且第三隔室部分至少部分地由在所述第一密封构件和所述第二密封构件之间延伸的所述侧向壁区段的一部分和所述可移动的控制主体的所述次级接触区域界定，
所述第一隔室部分布置成接纳来自所述低压流体入口的流体以允许所述第一隔室部分中的流体在所述主接触区域上施加力，所述第二隔室部分布置成与所述第一隔室部分流体连通，并且所述第三隔室部分布置成与所述流体出口流体连通以允许所述第三隔室部分中的流体在所述次级接触区域上施加力。
7.根据权利要求4和5所述的先导阀装置，其中，所述可移动的控制主体构造成当由所述第一弹簧和第二弹簧以及所述第一隔室部分中的流体施加至所述主接触区域的第一力小于由所述第三隔室部分中的流体施加至所述次级接触区域的第二力时，从其主位置移动至其次级位置。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的先导阀装置，其中，所述阀杆包括至少第一阀杆部分、第二阀杆部分以及布置在所述第一和第二阀杆部分之间的第三阀杆部分，其中，所述第一阀杆部分和第二阀杆部分中的每一个具有比所述第三阀杆部分的直径大的直径。
9.根据权利要求5-8所述的先导阀装置，其中，当所述第二先导阀部分处于其第一状态时：
所述第一阀杆部分布置成抵靠至少部分地界定了所述可移动的控制主体中的所述通孔的所述内壁流体地密封，以便使所述可移动的控制主体中的所述腔中的流体被限制与所述第三隔室部分流体连通，并且
所述第三阀杆部分布置成至少部分地位于所述第三隔室部分中以便使所述第二隔室部分中的流体经由所述第一流体流路径与所述第三隔室部分流体连通，所述第一流体路径至少部分地由所述隔室的侧向壁区段的至少一部分和所述第三阀杆部分的至少一部分界定；
并且其中，当所述第二先导阀部分处于其第二状态时：
所述第二阀杆部分布置成抵靠所述隔室的所述侧向壁区段流体地密封，以便使所述第二隔室部分中的流体被限制与所述第三隔室部分流体连通，并且
所述第三阀杆部分布置成至少部分地位于所述第三隔室部分中以便使所述可移动的控制主体的所述腔中的流体经由所述第二流体流路径与所述第三隔室部分流体连通，所述第二流体路径至少部分地由界定了所述可移动的控制主体中的所述通孔的所述内壁的至少一部分和所述第三阀杆部分的至少一部分界定；
并且其中，当所述第二先导阀部分处于其第三状态时：
所述第一阀杆部分布置成抵靠至少部分地界定了所述可移动的控制主体中的所述通孔的所述内壁流体地密封，以便使所述腔中的流体被限制与所述第三隔室部分流体连通，并且
所述第二阀杆部分布置成抵靠所述隔室的所述侧向壁区段流体地密封以便使所述第二隔室部分中的流体被限制与所述第三隔室部分流体连通，使得所述低压流体入口和所述高压流体入口均未与所述流体出口流体连通。
10.根据权利要求6所述的先导阀装置，其中，所述阀杆包括用于将所述第一隔室部分与所述第二隔室部分流体地连接的阀杆管道。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的先导阀装置，其中，所述第一先导阀部分还包括：
室，其中所述至少第一流体入口布置成为所述室提供流体，并且其中，所述第一先导阀流体出口布置成接纳来自所述室的流体，和
阀柱，其构造成控制从所述至少第一流体入口经由所述室到所述先导阀流体出口的流体流，
其中所述阀柱连接至所述阀杆且是与所述阀杆一起可移动的。
12.根据权利要求11所述的先导阀装置，其中，所述第一先导阀部分还包括：
第二流体入口，其布置在所述第一先导阀主体的内部，所述第二流体入口布置成向所述室提供流体，并且其中：
所述阀柱至少部分地布置在所述室内，所述阀柱构造成控制从所述第一流体入口经由所述室到所述第一先导阀流体出口的流体流，并且构造成控制从所述第二流体入口经由所述室到所述第一先导阀流体出口的流体流；
分离元件，其连接至所述阀柱并与所述阀柱一起可移动，所述分离元件具有第一流体接触区域和布置在与所述第一流体接触区域相对的侧上的第二流体接触区域，
所述第一流体接触区域构造成与所述第一流体入口流体连通，以用于将第一力施加至所述分离元件，并且
所述第二流体接触区域构造成与所述第二流体入口流体连接，以用于将第二力施加至所述分离元件；
其中，第一力和第二力之间的差值以这样的方式控制所述分离元件和所述阀柱的运动，即，在至少第一位置中的所述阀柱提供所述第一流体入口和所述第一先导阀流体出口之间的流体连接；并且在至少第二位置中的所述阀柱提供所述第二流体入口和所述第一先导阀流体出口之间的流体连接。
13.一种流体分配系统，包括根据权利要求1-12中的任一项所述的先导阀装置、用于将流体引导至所述至少第一流体入口的第一流体管道、用于将流体先导至所述高压流体入口的第二流体管道、以及用于引导流体远离所述流体出口的第三流体管道，其中，与所述第二流体管道中的流体的静压力相比，所述第一流体管道中的流体的静压力较低。
14.根据权利要求13所述的流体分配系统，所述流体分配系统布置成为负载供应流体，所述流体分配系统包括：
所述负载，
控制单元，例如，控制阀，
供应管线，其用于为所述负载供应流体，
中间管线，其用于将流体从所述负载输送至所述控制单元，
回流管线，其用于输送来自所述控制单元的流体，
主阀，其布置在所述供应管线上，和
根据权利要求1-12中的任一项的先导阀装置，其用于导向所述主阀，
其中，所述供应管线中的流体的静压力比所述中间管线中的流体的静压力高，并且其中，所述中间管线中的流体的静压力比所述回流管线中的流体的静压力高，
其中，至所述先导阀装置的所述第一流体入口流体地连接至所述回流管线，并且所述高压入口流体地连接至所述供应管线。
15.根据权利要求14所述的流体分配系统，当从属于权利要求12时，其中至所述先导阀装置的所述第二流体入口流体地连接至所述中间管线。
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