CN108571605A - 具有主阀杆导向件和次阀杆导向件的阀体 - Google Patents
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Abstract
一种内部阀,包括设置在阀体中的阀杆、耦接到阀杆的提升阀、以及耦接到阀杆的排放阀。阀杆可从其中提升阀和排放阀关闭的第一位置移动到其中排放阀打开的第二位置,并且移动到其中排放阀关闭且提升阀打开的第三位置,并且提升阀可以响应于压力变化而移动关闭。内部阀的阀体包括由相应的主阀杆支柱和次阀杆支柱支撑的主阀杆导向件和次阀杆导向件,主阀杆支柱和次阀杆支杆连接到阀体的内侧。阀体还包括加厚部分,加厚部分朝向阀体的轴线向内延伸,次阀杆支柱连接到阀体上。
Description
技术领域
概括地,本公开内容涉及用于内部阀的阀体,更具体而言,涉及具有主阀杆导向件和次阀杆导向件的阀体。
背景技术
内部阀用于各种商业和工业应用,以控制流体储存容器与另一个容器、软管、管道等之间的流体流动。具体来说,内部阀可以当在第一位置与第二位置之间转移危险材料、压缩液体和气体(例如丙烷、丁烷和NH3(无水氨))时防止这种材料的排泄。内部阀采用流动控制机构,其响应于由于例如破裂、切断或以其它方式受损害的流动路径的突然的过流状况而关闭。这种流动控制机构通常称为提升阀或过流阀,其通常用在需要响应于潜在泄漏或潜在危险流体的溢出而自动、安全地截断流体流动的应用中。
提升阀通常基于跨内部阀的压力差来操作。例如,当入口压力大致等于出口压力时,提升阀打开。在打开主阀之前,内部阀将通常采用排放阀来均衡或平衡跨流动控制构件的压力。在一个示例中,内部阀可以用在大型储罐的入口或出口上,并且防止罐由于过大的内罐压力而破裂。排放阀允许罐排泄或排放加压气体经过排出流动路径,并且最终经过提升阀,直到罐压力在完全打开阀之前下降到可接受的水平。
发明内容
根据第一示例性方面,对于与流体容器一起使用的内部阀的阀体,流体容器具有被安装法兰包围的开口,阀体可以包括上部部分,该上部部分具有直径,并且上部部分的尺寸被设置为适于延伸穿过流体容器中的开口。阀体可以包括入口和出口。阀体可以包括法兰,该法兰被布置为允许阀体经由法兰紧固件安装到容器的安装法兰。阀体可以包括主阀杆导向件,该主阀杆导向件由主阀杆支柱支撑,主阀杆支柱在沿着阀体的轴线的第一轴向位置处连接到阀体的内侧。阀体可以包括次阀杆导向件,该次阀杆导向件由次阀杆支柱支撑,次阀杆支柱在沿着阀体的轴线的第二轴向位置处连接到阀体的内侧,第二轴向位置与第一轴向位置相距一轴向距离。阀体还可以包括朝向阀体的轴线向内延伸的加厚部,次阀杆支柱中的每个都连接到加厚部中的一个加厚部。
根据第二示例性方面,对于用于连接到流体容器的内部阀,流体容器具有被安装法兰包围的开口,内部阀可以包括阀体,阀体具有上部部分,上部部分具有直径,并且上部部分的尺寸被设置为适于延伸穿过流体容器中的开口。阀体可以包括入口和出口。阀体可以包括法兰,法兰被布置为允许阀体经由法兰紧固件安装到容器的安装法兰。内部阀可以包括阀杆,阀杆滑动地设置在阀体中。内部阀可以包括主阀杆导向件以及次阀杆导向件,主阀杆导向件由主阀杆支柱支撑,主阀杆支柱在沿着阀体的轴线的第一轴向位置处连接到阀体的内侧,次阀杆导向件由次阀杆支柱支撑,次阀杆支柱在沿着阀体的轴线的第二轴向位置处连接到阀体的内侧,第二轴向位置与第一轴向位置相距一轴向距离。内部阀可以包括提升阀,提升阀包括提升阀体,提升阀体通过第一弹簧操作地耦接到阀杆并且包括提升阀入口和提升阀出口,提升阀被布置为打开和关闭阀体的入口。内部阀可以包括排放阀,排放阀操作地耦接到阀杆并且被布置为打开和关闭提升阀入口。阀体还可以包括朝向阀体的轴线向内延伸的加厚部,次阀杆支柱中的每个都连接到加厚部中的一个加厚部。
进一步根据前述第一方面和第二方面中的任何一个或多个,内部阀组件和/或内部阀还可以包括以下优选形式中的任何一个或多个。
在优选形式中,加厚部可以朝向阀体的轴线以凸形形状弯曲。
在优选形式中,次阀杆导向件可以由一对次阀杆支柱支撑,次阀杆支柱可以被布置在次阀杆导向件的相对侧上,并且次阀杆支柱可以是倾斜的。
在优选形式中,次阀杆支柱可以从第二轴向位置向上倾斜。
在优选形式中,次阀杆支柱可以从第二轴向位置向下倾斜。
在优选形式中,阀体的外侧可以包括用于安装过滤器的至少一个安装区域。
在优选形式中,每个安装区域都可以包括凹陷部和至少一个螺纹孔,并且至少一个螺纹孔可以延伸到加厚部中的一个加厚部中。
在优选形式中,阀体的上部部分的直径可以小于流体容器的开口的直径,从而在流体容器的上部部分与开口之间形成间隙空间,间隙空间可以具有相对于阀体的上部部分和流体容器的开口的宽度,并且至少一个螺纹孔可以具有大于间隙空间的宽度的深度。
在优选形式中,螺纹孔的深度可以大于间隙空间的宽度的至少四倍。
在优选形式中,阀体的上部部分的直径可以小于流体容器的开口的直径,从而在上部部分与流体容器的开口之间形成间隙空间,间隙空间可以具有相对于阀体的上部部分和流体容器的开口的宽度,至少一个螺纹孔可以具有大于间隙的宽度的深度,并且内部阀可以包括过滤器,过滤器的尺寸被设置为适于围绕提升阀和排放阀的至少一部分,过滤器包括延伸部,延伸部的尺寸被设置为适于安置在间隙空间中并且被布置用于通过至少一个紧固件固定到至少一个安装区域中的一个安装区域。
在优选形式中,至少一个紧固件中的每一个紧固件可以具有长度,并且至少一个紧固件中的每一个紧固件的长度可以大于所述间隙空间的宽度。
在优选形式中,至少一个紧固件的长度可以大于间隙空间的宽度的至少四倍。
附图说明
图1是截面的系统图,其示出了根据本发明的第一公开示例的教导构造的内部阀并示出了内部阀附接到流体容器并将流体容器操作地耦接到管道,该内部阀具有阀体,阀体具有主阀杆导向件和次阀杆导向件。
图2是图1的内部阀的阀体的纵向截面图,例示了主导向件和次导向件以及支撑主导向件和次导向件的相应的主阀杆支柱和次阀杆支柱。
图3是图1的内部阀的阀体的横向截面图,例示了阀体的与次阀杆支柱连接的加厚部。
图4是阀体的替代布置的纵向截面图,其中,次阀杆支柱是倾斜的。
图5A是图1的内部阀组件的截面图,该内部阀组件还包括具有延伸部的过滤器,该延伸部被布置用于通过至少一个紧固件固定到阀体的安装区域。
图5B是示出了图5A的过滤器并且更详细地例示了延伸部的透视图。
图6是更详细地示出图1的内部阀的放大截面图,并且例示了处于第一位置的内部阀的阀杆,在该第一位置中提升阀和排放阀都关闭。
图7是图6的内部阀的截面图,并且示出了处于第二位置的阀杆,在该第二位置中,排放阀打开并且提升阀关闭。
图8是图6的内部阀的截面图,并且示出了处于第三位置的阀杆,在该第三位置中,排放阀关闭并且提升阀打开。
图9是图6的内部阀组件的截面图,并且示出了处于第三位置的阀杆,但示出了提升阀朝向关闭位置移动而使排放阀打开。
具体实施方式
尽管以下文本阐述了对本发明的一个或多个示例性实施例的详细描述,但是应当理解,本发明的法律范围由在本专利的开始处阐述的权利要求的词语限定。下文的详细描述将被解释为仅仅是示例性的,并且不描述本发明的每个可能的实施例,因为描述每个可能的实施例将是不切实际的,即使不是不可能的。可以使用当前技术或在本专利的申请日之后开发的技术来实现许多替代实施例,并且这些替代实施例仍将落入限定本发明的权利要求的范围内。
图1例示了用于与流体容器131一起使用的内部阀100的阀体110。流体容器131具有被安装法兰304包围的开口302。阀体110具有上部部分126,该上部部分126具有直径D1并且尺寸设置为延伸穿过流体容器131中的开口302。阀体110还具有入口112、出口114和法兰130,以允许阀体110通过法兰紧固件310安装到容器的安装法兰304。如图2中更好地示出的,阀体110还包括由主阀杆支柱404支撑的主阀杆导向件402以及由次阀杆支柱412支撑的次阀杆导向件410,主阀杆支柱404在沿着阀体110的轴线A的第一轴向位置408处连接到阀体110的内侧406,次阀杆支柱412在沿着阀体110的轴线A的第二轴向位置414处连接到阀体110的内侧406,该第二轴向位置414与第一轴向位置相距轴向距离D7。还如图2中所示,阀体110还包括朝向阀体110的轴线A向内延伸的加厚部416,每个次阀杆支柱412连接到加厚部416中的一个。
图1还例示了示例性内部阀系统300,其包括出口管道132、流体容器131和内部阀100。流体容器131还可以包括内壁306、和管道134的进料入口308,其中,进料入口308与内壁306间隔开第一距离D1。内部阀100(本文中也称为内部阀组件)包括提升阀102、排放阀104、阀杆106、致动器108、以及阀体110。阀体110限定入口112与出口114之间的主流体流动路径116。
阀杆106可滑动地设置在阀体110中。提升阀102被布置为基于其中耦接或安装内部阀100的系统的压力和/或流体流动速率来打开和关闭阀体110的入口112。提升阀102包括提升阀体312,其通过第二弹簧146操作地耦接到阀杆106。提升阀体312包括提升阀入口314和提升阀出口316。在高压环境中,可能需要在流体被泵送通过内部阀100之前平衡上游流体源与下游流体源或流体容器之间的压力。这种平衡可以通过排放阀104来实现,排放阀104被布置为打开和关闭提升阀入口314。排放阀104包括排放阀体118,其具有排放入口120、排放出口122,并且限定在排放入口120与排放出口122之间的排放流动路径124。阀杆106可滑动地设置在排放阀体118中,并且操作地耦接到排放阀104和致动器108两者。
致动器108操作地耦接到阀杆106。致动器108可操作为使阀杆106从其中提升阀102和排放阀104都关闭的第一位置移动到其中排放阀104打开的第二位置,以及移动到其中排放阀104关闭并且提升阀102打开的第三位置。当阀杆106处于第三位置时,响应于压力变化,提升阀102被布置为关闭并且排放阀104被布置为打开。
内部阀100可以被安装为使得阀100的第一部分或上部部分126被布置为与第一流体源或上游流体源(例如,流体容器131)流体连通,在第一流体源或上游流体源处,可以引入相对高压力过程流体。上部部分126的尺寸被设置为延伸穿过流体容器131中的开口302。阀100的第二部分或下部部分128被布置为与第二流体源或下游流体源(例如,出口管道132)流体连通,内部阀100向第二流体源或下游流体源提供过程流体。阀体110包括法兰130,其用于通过法兰紧固件310将内部阀100直接安装到流体容器131的安装法兰304,并且还用于将内部阀100安装到出口管道32,可以在管道系统、储罐、气槽车系统(bobtailtruck system)或任何其它适当的流体分配系统中提供出口管道132。
内部阀100的第一部分126(包括整个排放阀104)可以被浸入相对高压力流体中或被相对高压力流体围绕。第二部分128可以设置在流体容器131的外部,以在阀体110的出口114处接收出口管道132(诸如管道、软管、或任何其它适当的导管)。过程流体可以从流体容器131经由导管134(诸如软管)流动并且流动通过内部阀100。当排放阀104打开时,过程流体可以流动通过排放流动路径124和主流动路径116,通过阀体110的出口114,并且流到出口管道132。当提升阀102打开时,过程流体可以流动通过入口112,通过主流体流动路径116,并流出阀体110的出口114。
阀体110包括布置用于与流体容器131的安装法兰304密封接合的肩部318。肩部318设置在阀体110的入口112与法兰130之间。肩部318与入口112间隔开,并且被布置在阀体110上,以便当内部阀100连接到流体容器131时将入口112置于远离流体容器131的内壁306第二距离D2处。入口112与内壁306之间的第二距离小于导管134的进料入口308与内壁306之间的第一距离。
肩部318具有小于阀体110的法兰130的直径D4的直径D3。因此,肩部318不干涉法兰130与安装法兰304之间的连接,并且阀体的法兰130被布置为接收多个法兰紧固件310,该多个法兰紧固件310可直接连接到流体容器131的安装法兰304。这种直接连接可以以多种方式实现。在图1描绘的布置中,因为阀体的法兰130包括多个孔320以接收多个法兰紧固件310,并且多个孔320被布置成与流体容器131的安装法兰304中的安装孔322对准而产生直接连接。阀体110被布置用于邻近阀体110的出口114连接到出口管道132,并且出口管道132也可经由多个法兰紧固件310固定到阀体110。
如图1所示,过滤器324的尺寸被设置为包围提升阀102和排放阀104的至少一部分。阀体110的上部部分126具有直径D5,并且尺寸被设置为延伸到开口302中以包围提升阀102和排放阀104的至少一部分。阀体的上部部分126的直径D5小于流体容器131的开口302的直径D6。因此,在阀体110的上部部分126与流体容器131的开口302之间形成间隙空间422(如图6所示)。间隙空间422具有相对于阀体110的上部部分126和流体容器131的开口302的宽度w(如图6所示)。阀体110的上部部分126的外侧418包括用于安装过滤器324的安装区域326。如图2中最佳地示出的,每个安装区域326都可以包括凹陷部224和至少一个螺纹孔420。每个螺纹孔420都可以延伸到加厚部416中的一个中。每个螺纹孔420都可以具有大于间隙空间422的宽度w(如图6所示)的深度D8。螺纹孔的深度D8可以是间隙空间422的宽度的至少四倍。过滤器324包括延伸部328,延伸部328的尺寸被设置为安置在间隙空间422中并且被布置用于通过至少一个紧固件330固定到安装区域326。
转到图2,阀体110的加厚部416朝向阀体110的轴线A以凸形形状弯曲。次阀杆导向件410被一对次阀杆支柱412支撑。次阀杆支柱412被布置在次阀杆导向件410的相对侧上。图3同样示出了被一对次阀杆支柱412支撑的次阀杆导向件410,次阀杆支柱412被布置在次阀杆导向件410的相对侧上并且连接到加厚部416。次支柱具有内端426和外端428。
转到图4,次阀杆支柱412是倾斜的。次阀杆支柱412的倾斜允许通过内部阀100的流体的增加以及较平滑的流动。在图4中,次阀杆支柱412从第二轴向位置414向上倾斜。在未描绘的其它布置中,次支柱412可以从第二轴向位置414向下倾斜。为了本公开内容的目的,从第二轴向位置414向上的倾斜指的是朝向阀体110的入口112的倾斜,并且从第二轴向位置414向下的倾斜指的是朝向阀体110的出口114的倾斜。当次阀杆支柱412倾斜时,次阀杆支柱412的内端426和外端428被放置在沿着阀体110的轴线A的不同轴向位置处。
转到图5A,例示了本公开内容的内部阀100。在该布置中,阀杆106包括第一部件340和第二部件342。提升阀体102操作地耦接到阀杆106的第一部件340,并且排放阀104操作地耦接到阀杆106的第二部件342。在该布置中,第一弹簧或过流弹簧148被设置在排放阀104的阀座208上方。此外,排放阀104的阀座208和阀盘204被设置在提升阀102的阀座160和阀盘168的下方。过滤器324包围提升阀102和排放阀104的至少一部分。过滤器324的延伸部328被布置用于通过至少一个紧固件330固定到阀体110的安装区域326。紧固件可以是螺丝、钉子或本领域中常见的任何其它紧固件。每个紧固件330都具有大于间隙空间422的宽度w(如图6所示)的长度L。长度L可以是间隙空间422的宽度w(如图6所示)的至少四倍。每个紧固件330还可以具有头部424,头部424具有小于间隙空间422的宽度w(如图6所示)的深度D9。图5B提供了过滤器324自身的视图,示出了延伸部328和紧固件330。
图6例示了关于内部阀100的另外的细节。致动器108包括耦接到可旋转凸轮222的杆220,杆220使凸轮222绕轴线D旋转,以接合阀杆106的底端140并且在轴向方向上移动阀杆106。虽然所例示示例中的致动器108包括可旋转杆220和凸轮222,但是本公开内容的内部阀组件100不限于所例示的致动器布置。例如,在其它实施例中,致动器108可以是自动或手动操作的可旋转或线性驱动机构,其被布置为在第一位置、第二位置与第三位置之间移动阀杆106。此外,阀100的另一个实施例可以包括另外的操作位置,其中,致动器108将阀杆106移动到第一位置、第二位置、和第三位置中的任意两个位置之间的位置。在一个这样的另外的操作位置中,排放阀104和提升阀102两者都可以打开。
如图6中所例示的,提升阀102还包括阀座160和阀盘168。类似地,排放阀104包括阀座208(在本文中也称为排放座208)和阀盘204(在本文中也称为排放盘204)。在图6的布置中,当阀杆106处于第一位置时,排放阀104的阀座208和阀盘204被设置在提升阀102的阀座160和阀盘168上方。在其它布置中,诸如图5A中所描绘的和在下文讨论的,排放阀104的阀座208和阀盘204可以设置在提升阀102的阀座160和阀盘168下方。
内部阀组件100的功能和操作将在四个连续的操作结构中描述:图6中所示的关闭结构、图7中所示的喷射排放结构、图8中所示的打开结构、以及图9中所示的有限排放结构。阀100的操作结构可以由致动器108来进行选择,致动器108操作地耦接到阀杆106的底端140。致动器108可操作为在第一位置、第二位置、与第三位置之间移动阀杆106。阀杆106可以沿着内部阀100的纵轴A或者沿着平行于纵轴A的轴线移动。当阀杆106处于第一位置时,提升阀102和排放阀104两者都关闭并且致动器108不与阀杆106的底端140接合或连接。第二弹簧或关闭弹簧146被布置为使内部阀100偏置在关闭位置。与底端140相对,阀杆106的顶端144操作地耦接到排放阀104,使得致动器108能够通过沿着纵轴A移动阀杆106来控制排放阀104。第一弹簧或过流弹簧148被布置为将提升阀102偏置在打开位置与关闭位置之间以响应于流体压力变化。如下文将进一步详细说明的,第一弹簧148被布置为使提升阀102朝向关闭位置移动,并且被布置为在阀杆106处于第三位置时打开排放阀104。
内部阀100的阀体110围绕第二弹簧146和阀杆106的一部分。第二弹簧146可以是关闭弹簧,并且操作地耦接到阀杆106,并且被布置为在向下方向上偏置阀杆106以关闭提升阀102和排放阀104。第二弹簧146向阀杆106提供向下的弹簧力,促使阀杆106占据图6中所示的第一位置。第二弹簧146被保持在第一弹簧座152与第一组向内延伸部156之间。向内延伸部156限定孔161,套管159设置在孔161中。套管159导向阀杆106穿过本体110并且有助于阀杆106的平滑的轴向移动。此外,阀体110在入口112处限定了落座表面或阀座160,入口112通向孔口164,孔口164将上游流体源连接到主流体流动路径116。当提升阀102处于打开位置时,主流体流动路径116被建立在入口112与出口114之间。
提升阀102耦接到阀体110并且可操作为打开和关闭阀体110的入口112。提升阀102还被操作地耦接到排放阀体118。当提升阀102在打开入口112的打开位置与关闭入口112的关闭位置之间移动时,排放阀体118朝向和远离阀体110的入口112移动。换而言之,在内部阀100的所例示的示例中,排放阀体118固有地是提升阀102的操作的部分。在所例示的示例中,排放阀体118被描绘为盘式阀组件,该盘式阀组件包括或承载提升阀102的阀盘168,该阀盘168接合阀座160以限制通过阀体110的流体流动。提升阀102可图8中的其中阀盘168和排放阀体118与阀座160间隔开的打开位置与图2、3、5中的其中阀盘168抵靠阀座160落座的关闭位置之间移动。阀盘保持器172通过一个或多个紧固件180将阀盘168耦接到排放阀体118的阀盘支承器部176。
排放阀104耦接到阀杆106,并且包括排放阀体118,排放阀体118具有容纳第一弹簧148的孔184。第一弹簧148可以是过流弹簧,并且被布置为朝向落座表面160偏置排放阀体118,以便在通过阀100的流动速率超过指定或预定流动速率(例如,阀100的过流极限或速率)时限制通过孔口164的流体流动。第一弹簧148包括底端190和顶端192,并且被保持在第二弹簧座194与保持肩部196之间,保持肩部196由孔184和圆柱形部分198限定。第一弹簧148的顶端192抵靠保持肩部196支撑,并且第一弹簧148的底端190抵靠第二弹簧座194支撑。第二弹簧座194操作地耦接到阀杆106,以使得当阀杆106沿着纵轴A在轴向方向上移动时第二弹簧座194随阀杆106移动。弹簧座194限定设置在排放流动路径中的流动孔210的至少一部分,排放流动路径允许在排放入口120与排放出口122之间的流体连通。排放端口200可以与排放阀体118一体地形成,并且具体地,可以被限定为由排放阀体118的圆柱体部分198形成的开口。排放端口200被设置在排放流动路径124内,并且流体地连接排放入口120和孔184,并且孔184流体地连接排放入口120和排放出口122。排放盘204可在打开排放位置(如图2和图4所示)与关闭排放位置(如图1和图3所示)之间移动,在打开排放位置,排放盘204与排放座208和排放端口200间隔开,在关闭排放位置,排放盘204抵靠排放座208落座,从而将排放端口200与上游流体源密封。合起来,提升阀102和排放阀104形成内部阀100。
现在具体转到图6,内部阀100处于第一或关闭操作结构。在关闭结构中,提升阀102处于关闭位置,并且排放阀104处于关闭排放位置,以使得出口114与上游流体源密封隔离。由排放阀体118承载的阀盘168通过第一弹簧148和/或通过入口112处的上游流体源的压力被朝向关闭位置偏置。排放阀104的排放盘204通过第二弹簧146经由阀杆106被朝向关闭排放位置偏置。当提升阀102和排放阀104两者都关闭时,阀盘168接合阀座160以防止通过孔口164的流体流动,并且排泄盘204接合排放座208以防止通过排放端口200的流体流动。
在图6中,致动器108的操作杆220处于第一位置,由此可旋转凸轮222不接合阀杆106的底端140。然而,当致动器108操作为在沿着纵轴A在轴线方向上将阀杆106从图6中所示的位置移动到图7中所示的位置时,杆220被移动到第二位置,这使得凸轮222绕轴线D旋转,直到凸轮222接合阀杆106的底端140。在该示例中,杆220的第二位置对应于被定位为相对于第一位置呈35度的杆220行进路径的中点。阀杆106到图7中所示的位置的移动压缩在第一弹簧座152与阀体110之间的第二弹簧146,使得排放盘204移动远离排放阀座208,由此将内部阀100从关闭操作结构移动到喷射排放结构。
在图7的喷射排放结构中,阀杆106处于第二位置,并且提升阀102保持关闭,但排放阀104处于打开位置,由此允许来自上游流体源的流体进入排放入口120,并且平衡跨阀100的压力差。阀杆106的设置在排放端口200中的一部分包括减小的直径或凹陷部224,以允许排放阀体118的圆柱体部分198与阀杆106之间的流体流动。在喷射排放结构中,凹陷部224在阀杆106与排放端口200之间形成间隙G1。如此构造,排放阀104可以允许通过排放端口200到排放流动路径124的较多的流体流动,这可以得到跨阀100的较快的压力平衡。形成在第二弹簧座194中的流动孔210将排放流动路径124流体地连接到提升阀102的入口112,允许流体连续地流动通过阀100,直到上游压力和下游压力几乎相等。提升阀102保持在关闭位置,直到上游流体源的压力小于第一弹簧148的弹簧力,使得第一弹簧148伸展并且在轴向方向上朝向打开位置推动排放阀体118向上。由杆106的凹陷部224相对于排放端口200的放置所提供的间隙G1与第二弹簧座194的流动孔210一起可以加速内部阀100的平衡。
当流体从上游流体源流动通过排放阀104并进入提升阀102的入口112中时,第二弹簧146和第一弹簧148被压缩。第一弹簧座152可移动地(例如,可滑动地)设置在导向套筒151(例如,套管)中,导向套筒151位于由阀体110的第二组相对的向内延伸部155限定并位于该向内延伸部155之间的孔153中,并且第一弹簧座152经由保持部件154耦接到阀杆106,以使得第一弹簧座152相对于导向套筒151和阀体110的孔153可移动地(例如,可滑动地)设置在本体110中。因此,第一弹簧座152在阀杆106向上移动时抵靠第二弹簧146施加力(在这种情况下,向上的力),使得第一弹簧146抵靠阀体110的第一组向内延伸部156压缩。第二弹簧座194经由环230(例如,夹子)操作地耦接到阀杆106,并且随着阀杆106在轴向方向上向上移动而进一步移动到排放阀104的孔184中。第一弹簧148在排放阀体118的保持肩部196与第二弹簧座194之间压缩。如图7中所描绘的,由第一弹簧148施加到保持肩部196和弹簧座194上的力尚不足以克服提升阀102上的上游流体源的压力的力,因此,提升阀102保持在关闭位置。在另一个示例中,第二弹簧座194可以通过延伸穿过阀杆106的销或通过形成在阀杆106的表面中的凹口或凹槽而耦接到阀杆106。
当致动器108被操作为在轴向方向上将阀杆106从第二位置(图7)移动到第三位置(图8)时,杆220通过完成其行进路径而移动到第三位置,由此进一步使凸轮222绕轴线D旋转并驱动阀杆106进一步向上。阀杆106到图8中所示的位置的移动进一步压缩第二弹簧146和第一弹簧148,当上游流体源的压力近似等于下游流体源的压力时,这迫使提升阀102打开,由此将内部阀100从喷射排放结构移动到打开操作结构。
图8例示了处于打开操作结构的内部阀100,其中,提升阀102处于打开位置,允许流体从上游压力源流动进入阀100的入口112中,进入孔口164中,通过主流路径116,并且经由出口114离开阀100。当第一弹簧148在轴向方向上伸展并且使排放阀体118向上且远离入口112移动时,排放阀体110的排放座208与排放盘204相接。响应于跨阀100的压力差,第一弹簧148的伸展使得第二弹簧座194向下滑入孔184内。
然而,当上游压力克服第二弹簧148的弹簧力时,提升阀102移动回到关闭位置。或者,通过阀100的流动速率可以超过特定的或预定的流动速率,使得排放阀体118朝向阀座160移动以关闭提升阀102。在任何情况下,提升阀102的关闭使阀100从图8中所例示的打开操作结构移动到图9中所例示的有限排放结构。在有限排放结构中,排放阀104处于打开排放位置。阀杆106的凹陷部224因此被置于排放端口200上方。在该位置中,凹陷部224没有充分地设置在排放端口200中以形成间隙G1,而是在阀杆106与阀端口200之间限定间隙G2。间隙G2小于在喷射排放结构中由阀杆106的凹陷部224和阀端口200形成的间隙G1。间隙G2的形成允许相对于在喷射排放结构中被允许排放通过排放端口200的流体的量的有限量的流体排放通过排放端口200。
根据本公开内容的教导,排放阀104和提升阀102提供了过流功能,该过流功能保持系统安全并允许排放阀104和提升阀102打开和关闭,如图2-5中所例示的。当阀100内的流动速率变得太高时,过流功能通过自动限制进入入口112的流体流动来保护系统。具体地,提升阀102基于入口压力与出口压力之间的压力差来操作,并且第一弹簧148具有过流弹簧刚度(rate),其使得当通过阀100的流动速率超过特定的或预定的流动速率时,排放阀体118和阀盘168朝落座表面160移动。当入口压力基本上大于出口压力时,承载阀盘168的排放阀体118在图6中所描绘的关闭结构中保持朝落座表面160偏置。排放阀104被布置为均衡或平衡入口112与出口114之间的压力,并且排放阀104可以将阀100置于图8中所示的喷射排放结构中,以允许一定量的流体排放到内部阀100中。当入口压力近似等于出口压力时,第一弹簧148打开提升阀102以允许流体流动通过内部阀100,如图8中所示的。一旦提升阀102打开,大于第一弹簧148的弹簧刚度的流体流动可以迫使提升阀102抵靠图9中所示的第一弹簧148而关闭。在有限排放结构中,打开排放阀104以允许较少量的流体排入到阀100中。
Claims (19)
1.一种用于与流体容器一起使用的内部阀的阀体,所述流体容器具有被安装法兰包围的开口,所述阀体包括:
上部部分,所述上部部分具有直径,并且所述上部部分的尺寸被设置为适于延伸穿过所述流体容器中的所述开口;
入口和出口;
法兰,所述法兰被布置为允许所述阀体经由法兰紧固件安装到所述容器的所述安装法兰;
主阀杆导向件,所述主阀杆导向件由主阀杆支柱支撑,所述主阀杆支柱在沿着所述阀体的轴线的第一轴向位置处连接到所述阀体的内侧,以及
次阀杆导向件,所述次阀杆导向件由次阀杆支柱支撑,所述次阀杆支柱在沿着所述阀体的所述轴线的第二轴向位置处连接到所述阀体的内侧,所述第二轴向位置与所述第一轴向位置相距一轴向距离,
其中,所述阀体还包括朝向所述阀体的所述轴线向内延伸的加厚部,所述次阀杆支柱中的每个都连接到所述加厚部中的一个加厚部。
2.根据权利要求1所述的阀体,其中,所述加厚部朝向所述阀体的所述轴线以凸形形状弯曲。
3.根据权利要求1所述的阀体,其中,所述次阀杆导向件由一对次阀杆支柱支撑,其中,所述次阀杆支柱被布置在所述次阀杆导向件的相对侧上,并且其中,所述次阀杆支柱是倾斜的。
4.根据权利要求1所述的阀体,其中,所述次阀杆支柱从所述第二轴向位置向上倾斜。
5.根据权利要求1所述的阀体,其中,所述次阀杆支柱从所述第二轴向位置向下倾斜。
6.根据权利要求1所述的阀体,其中,所述阀体的外侧包括用于安装过滤器的至少一个安装区域。
7.根据权利要求6所述的阀体,其中,每个安装区域都包括凹陷部和至少一个螺纹孔,并且其中,所述至少一个螺纹孔延伸到所述加厚部中的一个加厚部中。
8.根据权利要求7所述的阀体,其中,所述阀体的所述上部部分的所述直径小于所述流体容器的所述开口的直径,从而在所述上部部分与所述流体容器的所述开口之间形成间隙空间,所述间隙空间具有相对于所述阀体的所述上部部分和所述流体容器的所述开口的宽度,并且其中,所述至少一个螺纹孔具有大于所述间隙空间的所述宽度的深度。
9.根据权利要求8所述的阀体,其中,所述螺纹孔的所述深度是所述间隙空间的所述宽度的至少四倍。
10.一种用于连接到流体容器的内部阀,所述流体容器具有被安装法兰包围的开口,所述内部阀包括:
阀体,所述阀体具有上部部分,所述上部部分具有直径,并且所述上部部分的尺寸被设置为适于延伸穿过所述流体容器中的所述开口,所述阀体包括入口和出口;
所述阀体包括法兰,所述法兰被布置为允许所述阀体经由法兰紧固件安装到所述容器的所述安装法兰;
阀杆,所述阀杆滑动地设置在所述阀体中;
主阀杆导向件,所述主阀杆导向件由主阀杆支柱支撑,所述主阀杆支柱在沿着所述阀体的轴线的第一轴向位置处连接到所述阀体的内侧,以及
次阀杆导向件,所述次阀杆导向件由次阀杆支柱支撑,所述次阀杆支柱在沿着所述阀体的所述轴线的第二轴向位置处连接到所述阀体的内侧,所述第二轴向位置与所述第一轴向位置相距一轴向距离,
提升阀,所述提升阀包括提升阀体,所述提升阀体通过第一弹簧操作地耦接到所述阀杆并且包括提升阀入口和提升阀出口,所述提升阀被布置为打开和关闭所述阀体的所述入口;
排放阀,所述排放阀操作地耦接到所述阀杆并且被布置为打开和关闭所述提升阀入口;
其中,所述阀体还包括朝向所述阀体的所述轴线向内延伸的加厚部,所述次阀杆支柱中的每个都连接到所述加厚部中的一个加厚部。
11.根据权利要求10所述的内部阀,其中,所述加厚部朝向所述阀体的所述轴线以凸形形状弯曲。
12.根据权利要求10所述的内部阀,其中,所述次阀杆导向件由一对次阀杆支柱支撑,其中,所述次阀杆支柱被布置在所述次阀杆导向件的相对侧上,并且其中,所述次阀杆支柱是倾斜的。
13.根据权利要求10所述的内部阀,其中,所述次阀杆支柱从所述第二轴向位置向上倾斜。
14.根据权利要求10所述的内部阀,其中,所述次阀杆支柱从所述第二轴向位置向下倾斜。
15.根据权利要求1所述的内部阀,其中,所述阀体的外侧包括至少一个安装区域。
16.根据权利要求14所述的内部阀,其中,所述至少一个安装区域中的每个安装区域都包括凹陷部和至少一个螺纹孔,并且其中,所述至少一个螺纹孔延伸到所述加厚部中的一个加厚部中。
17.根据权利要求14所述的内部阀,其中,所述阀体的所述上部部分的所述直径小于所述流体容器的所述开口的直径,从而在所述阀体的所述上部部分与所述流体容器的所述开口之间形成间隙空间,所述间隙空间具有相对于所述阀体的上部部分和所述流体容器的所述开口的宽度,并且所述内部阀包括过滤器,所述过滤器的尺寸被设置为适于包围所述提升阀和所述排放阀的至少一部分,所述过滤器包括延伸部,所述延伸部的尺寸被设置为适于安置在所述间隙空间中并且被布置用于通过至少一个紧固件固定到所述至少一个安装区域中的一个安装区域。
18.根据权利要求17所述的内部阀,其中,所述至少一个紧固件中的每个紧固件都具有长度,并且其中,所述至少一个紧固件中的每个紧固件的所述长度大于所述间隙空间的宽度。
19.根据权利要求18所述的内部阀,其中,所述至少一个紧固件的所述长度是所述间隙空间的所述宽度的至少四倍。
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