CN108571607A - 具有相对于容器进料入口定位的阀入口的内部阀系统 - Google Patents

Abstract

一种内部阀，该内部阀包括设置在阀体中的阀杆、耦接到阀杆的提升阀并且排出阀耦接到阀杆。阀杆可从提升阀和排出阀都关闭的第一位置移动到排出阀打开的第二位置以及排出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。阀体包括肩部，肩部布置成用于与容器法兰密封接合，并且在阀体的入口与法兰之间并与入口间隔开，肩部布置在阀体上，以将入口置于远离流体容器的内壁的期望距离处。

Description

具有相对于容器进料入口定位的阀入口的内部阀系统

技术领域

概括地，本公开内容涉及内部阀，并且更具体而言，涉及被布置成使得内部阀的入口可以位于离容器进料入口的期望距离处的内部阀。

背景技术

内部阀用于各种商业和工业应用，以控制在流体储存容器与另一个容器、软管、管道等之间的流体流动。特别地，内部阀可以防止危险材料、压缩液体和气体(例如丙烷、丁烷和NH₃(无水氨))的排出，当在第一位置与第二位置之间转移这种材料时。内部阀采用流动控制机构，其响应于由于例如破裂、切断或以其它方式损害的流动路径的突然的溢流状况而关闭。这种流动控制机构通常称为提升阀或溢流阀，其通常用于需要响应于潜在泄漏或潜在危险流体的溢出而自动地、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出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。排出阀允许罐通过排出流动路径排放或排出加压气体，并且最终通过提升阀，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，对于用于连接到流体容器的内部阀来说，流体容器具有开口、内壁和与所述内壁间隔开第一距离的进料入口，所述开口由安装凸缘围绕，所述内部阀可以包括具有上部部分的阀体，所述上部部分的尺寸被设置成适于延伸穿过所述流体容器中的所述开口。所述阀体可以具有上部部分，所述上部部分的尺寸被设置成适于延伸穿过流体容器中的所述开口。所述阀体可以包括入口和出口。所述阀体可以包括法兰，所述法兰被布置成允许所述阀体经由法兰紧固件直接安装到所述容器的所述安装法兰。所述阀体可以包括可滑动地设置在所述阀体中的阀杆。内部阀可以包括提升阀，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，所述提升阀布置成打开和关闭所述阀体的入口。所述内部阀可以包括排出阀，所述排出阀操作地耦接到所述阀杆并且布置成打开和关闭所述提升阀入口。所述内部阀可以包括致动器，所述致动器操作地耦接到所述阀杆，并且适于将所述阀杆从所述提升阀和所述排出阀都关闭的第一位置移动到所述排出阀打开的第二位置和所述排出阀关闭且提升阀打开的第三位置。当所述阀杆处于第三位置时，响应于压力变化，所述提升阀可以布置成关闭，并且所述排出阀可以布置成打开。所述阀体可以包括布置成用于与所述安装法兰密封接合的肩部。所述肩部可以设置在所述阀体的所述入口和所述法兰之间并且与所述入口间隔开。所述肩部可以布置在所述阀体上，以在所述内部阀被连接到所述流体容器时所述入口被放置在远离所述流体容器的所述内壁的第二距离处，所述第二距离小于所述第一距离。

根据第二示例性方面，内部阀系统可以包括流体容器，所述流体容器具有开口、内壁和与所述内壁间隔开第一距离的进料入口，所述开口由安装法兰围绕。所述内部阀系统可以包括内部阀。所述内部阀可以包括具有上部部分的阀体，所述上部部分的尺寸被设置成适于延伸穿过所述流体容器中的所述开口。阀体可以具有上部部分，所述上部部分的尺寸被设置成适于延伸穿过所述流体容器中的所述开口。所述阀体可以包括入口和出口。所述阀体可以包括法兰，所述法兰被布置成允许所述阀体经由法兰紧固件直接安装到所述容器的所述安装法兰。所述阀体可以包括阀杆，所述阀杆可滑动地设置在所述阀体中。所述内部阀可以包括提升阀，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，所述提升阀被布置成打开和关闭所述阀体的所述入口。所述内部阀可以包括排出阀，所述排出阀操作地耦接到所述阀杆并且布置成打开和关闭所述提升阀入口。所述内部阀可以包括致动器，所述致动器操作地耦接到所述阀杆，并且适于将阀杆从所述提升阀和所述排出阀都关闭的第一位置移动到所述排出阀打开的第二位置和所述排出阀关闭且所述提升阀打开的第三位置。当所述阀杆处于所述第三位置时，响应于压力变化，所述提升阀可以布置成关闭，并且所述排出阀可以布置成打开。所述阀体可以包括布置成与所述安装法兰密封接合的肩部。所述肩部可以设置在所述阀体的所述入口与所述法兰之间并且与所述入口间隔开。所述肩部可以布置在所述阀体上，以在所述内部阀被连接到所述流体容器时所述入口被放置在远离所述流体容器的所述内壁的第二距离处，所述第二距离小于所述第一距离。所述内部阀系统可以包括出口管，所述出口管被布置成用于在与所述阀体的所述出口相邻处接到所述阀体。

根据第三示例性方面，一种形成用于连接到流体容器的内部阀的方法，所述流体容器具有开口、内壁以及与所述内壁间隔开第一距离的进料入口，所述开口由安装法兰围绕，所述方法包括：提供具有上部部分的阀体，所述上部部分尺寸设置成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。所述方法可以包括：将所述阀体的法兰的尺寸设置成允许所述阀体经由法兰紧固件直接安装到所述流体容器的所述安装法兰。所述方法可以包括：将阀杆可滑动地设置在所述阀体中。所述方法可以包括：布置提升阀以打开和关闭所述阀体的所述入口，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。所述方法可以包括：将排出阀操作地耦接到所述阀杆并且布置所述排出阀以打开和关闭所述提升阀入口。所述方法可以包括：将致动器操作地耦接到所述阀杆，以使得致动器适于将所述阀杆从所述提升阀和所述排出阀都关闭的第一位置移动到所述排出阀打开的第二位置和所述排出阀关闭且所述提升阀打开的第三位置。所述方法可以包括：响应于当所述阀杆处于所述第三位置时的压力变化，将所述提升阀布置为关闭并且将所述排出阀布置为打开。所述方法可以包括：布置所述阀体的肩部以与所述安装法兰密封接合，所述肩部被设置在所述阀体的所述入口与所述法兰之间并与所述入口间隔开，所述肩部布置在所述阀体上以在所述内部阀连接到所述流体容器时所述入口被放置在远离所述流体容器的所述内壁的第二距离处，所述第二距离小于所述第一距离。

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，所述内部阀组件和/或内部阀还可以包括以下优选形式中的任何一种或多种。

在优选形式中，所述肩部可以具有小于所述阀体的所述法兰的直径的直径，并且所述阀体的所述法兰可以布置成接收多个法兰紧固件，所述多个法兰紧固件可直接连接到所述流体容器的所述安装法兰。

在优选形式中，所述阀体可以布置成用于在与所述阀体的所述出口相邻处连接到出口管，并且所述出口管可以通过所述多个法兰紧固件固定到所述阀体。

在优选形式中，所述阀体的所述法兰可以包括多个孔口以接收所述多个法兰紧固件，并且所述多个孔口可以布置成与所述流体容器的所述安装法兰中的安装孔口对准。

在优选形式中，所述阀体可以包括上部部分，所述上部部分具有一直径并且尺寸被设置成适于延伸到所述流体容器的所述开口中，所述阀体的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。

在优选形式中，所述阀体的上部部分可以包括安装区域和过滤器，所述过滤器的尺寸被设置成围绕所述提升阀和所述排出阀的至少一部分，所述过滤器包括延伸部分，所述延伸部分的尺寸被设置成定位在所述间隙空间中并且布置成通过紧固件固定到所述安装区域。

在优选形式中，所述第一弹簧可以是溢流弹簧，所述溢流弹簧包括经由弹簧座抵靠所述阀杆的第一部分进行支撑的第一部分，所述溢流弹簧包括抵靠所述提升阀体进行支撑的第二部分，并且所述内部阀还可以包括设置在所述阀体内的第二弹簧，所述第二弹簧耦接到所述阀杆并且布置成朝向所述第一位置偏置所述阀杆，并且所述溢流弹簧的至少一部分可以嵌套在所述第二弹簧的内部。

在优选形式中，所述提升阀可以包括阀座和阀盘，所述排出阀可以包括阀座和阀盘，并且当所述阀杆处于所述第一位置时，所述排出阀的阀座和阀盘可以设置在所述提升阀的阀座和阀盘上方。

在优选形式中，所述提升阀可以包括阀座和阀盘，所述排出阀可以包括阀座和阀盘，溢流弹簧可以设置在所述排出阀的阀座上方，并且当所述阀杆处于所述第一位置时，所述排出阀的阀座和阀盘可以设置在所述提升阀的阀座和阀盘下方。

在优选形式中，所述本体的肩部可以是所述阀体的所述法兰的上部表面。

附图说明

图1是截面形式的、示出了根据本发明的第一公开示例的教导所构造的且具有提升阀和排出阀的内部阀并且示出了附接到流体容器并将流体容器操作地耦接到管道的该内部阀的系统图。

图2是更详细地示出图1的内部阀的并且例示了内部阀的阀杆在第一位置中的放大截面图，其中提升阀和排出阀都关闭。

图3是图2的内部阀的并且示出了阀杆处于第二位置的截面图，在该第二位置中，排出阀打开并且提升阀关闭。

图4是图2的内部阀的并且示出了阀杆处于第三位置的截面图，在该第三位置中，排出阀关闭并且提升阀打开。

图5是图2的内部阀组件的、并示出阀杆处于第三位置但提升阀朝向关闭位置移动而使排出阀打开的截面图。

图6A是图2的内部阀组件的截面图，其还包括过滤器，该过滤器具有布置成通过紧固件固定到阀体的安装区域的延伸部分。

图6B是示出图6A的过滤器的并且更详细地例示延伸部分的透视图。

图7是具有两个弹簧(溢流弹簧和第二弹簧)的内部阀的等距横截面图，溢流弹簧的一部分嵌套在第二弹簧内部。

图8是内部阀的等距截面图，其中，当阀杆处于第一位置时排出阀的阀座和阀盘设置提升阀的阀座和阀盘下方。

具体实施方式

尽管下文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结尾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而并非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即使不是不可能的但是是不切实际的。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例示了包括出口管132、流体容器131和内部阀100的示例性内部阀系统300。流体容器131包括由安装法兰304围绕的开口302、内壁306和导管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。本文中也称为内部阀组件的内部阀100包括提升阀102、排出阀104、阀杆106、致动器108和阀体110。阀体110包括入口112、出口114，并且在入口112与出口114之间限定主流体流动路径116。

阀杆106可滑动地设置在阀体110中。提升阀102被布置成基于系统的压力和/或流体流动速率打开和关闭阀体110的入口112，其中，内部阀100被耦接或安装在该系统中。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。在高压力环境中，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。这种均衡可以通过排出阀104来实现，排出阀104被布置成打开和关闭提升阀入口314。排出阀104包括排出阀体118，排出阀体118具有排出入口120、排出出口122并且限定在排出入口120与排出出口122之间的排出流动路径124。阀杆106可滑动地设置在排出阀体118中，并且操作地耦接到排出阀104和致动器108。

致动器108操作地耦接到阀杆106。致动器108适于将阀杆106从提升阀102和排出阀104都关闭的第一位置移动到排出阀104打开的第二位置以及排出阀104关闭且提升阀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被布置成关闭并且排出阀104被布置成打开。

内部阀100可以被安装成使得该阀100的第一部分或上部部分126被布置成与第一或上游流体源(例如流体容器131)流体连通，在第一或上游流体源处，相对高压力过程流体可以被引入。上部部分126的尺寸被设置成适于延伸穿过流体容器131中的开口302。阀100的第二部分或下部部分128被布置成与第二或下游流体源(例如出口管132)流体连通，内部阀100向其提供过程流体。阀体110包括法兰130，法兰130用于经由法兰紧固件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132，出口管132可以设置在管道系统、储罐、气槽车系统或任何其它适当的流体分配系统中。

包括整个排出阀104的内部阀100的第一部分126可以被浸入相对高压力的流体中或被相对高压力的流体围绕。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132(诸如管、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。当排出阀104打开时，过程流体可以流动通过排出流动路径124和主流动路径116、通过阀体110的出口114并且流至出口管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包括被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，以在内部阀100连接到流体容器131时将入口112置于离流体容器131的内壁306第二距离D2之处。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。所以肩部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被布置成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包括多个孔口320以接收多个法兰紧固件310并且多个孔口320被布置成与流体容器131的安装法兰304中的安装孔口322对准，所以产生直接连接。阀体110布置成在与阀体110的出口114相邻处连接到出口管132，并且出口管132也可通过多个法兰紧固件310固定到阀体110。

如图1所示，过滤器324的尺寸被设置成围绕提升阀102和排出阀104的至少一部分。阀体110的上部部分126具有直径D5，并且其尺寸被设置成适于延伸到开口302中以围绕提升阀102和排出阀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。阀体的上部部分126包括安装区域326。过滤器324包括延伸部分328，其尺寸被设置成定位在间隙空间中并且布置成通过紧固件330固定到安装区域326。

图2例示了关于内部阀100的附加的细节。致动器108包括耦接到可旋转凸轮222的杆220，可旋转凸轮222使凸轮222围绕轴线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驱动机构或线性驱动机构，其被布置成在第一位置、第二位置和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附加的操作位置，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。在一个这样的附加操作位置，排出阀104和提升阀102都可以是打开的。

如图2所例示，提升阀102还包括阀座160和阀盘168。类似地，排出阀104包括阀座208(在本文中也称为排出座208)和阀盘204(在本文中也称为排出盘204)。在图2的布置中，当阀杆106处于第一位置时，排出阀104的阀座208和阀盘204设置在提升阀102的阀座160和阀盘168上方。在诸如图6A所例示和下文讨论的其它布置中，排出阀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构造中描述：图2所示的关闭构造、图3所示的喷射排出构造、图4所示的打开构造以及图5所示的受限制的排出构造。阀100的操作构造可以由致动器108选择，致动器108操作地耦接到阀杆106的底端140。致动器108适于在第一位置、第二位置和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和排出阀104都关闭并且致动器108不与阀杆106的底端140接合或连接。第二或关闭弹簧146被布置成将内部阀100偏置在关闭位置。与底端140相对，阀杆106的顶端144操作地耦接到排出阀104，使得致动器108能够通过沿着纵轴A移动阀杆106来控制排出阀104。第一或溢流弹簧148被布置成将提升阀102偏置在打开位置与关闭位置之间以响应流体压力变化。如下文将进一步详细说明的那样，第一弹簧148被布置成使提升阀102朝向关闭位置移动，并且被布置成在阀杆106处于第三位置时打开排出阀104。

内部阀100的阀体110包围第二弹簧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，并且被布置成在向下方向上偏置阀杆106以关闭提升阀102和排出阀104。第二弹簧146向阀杆106提供向下的弹力，促使阀杆106占据图2所示的第一位置。第二弹簧146被保持在阀体110的第一弹簧座152与内部肩部156之间。此外，阀体110在入口112处限定了底座表面或阀座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并且适于打开和关闭阀体110的入口112。提升阀102还被操作地耦接到排出阀体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，排出阀体118朝向和远离阀体110的入口112移动。换而言之，在所例示的内部阀100的示例中，排出阀体118固有地是提升阀102的操作的一部分。在所例示示例中，排出阀体118被描绘为盘式阀组件，该盘式阀组件包括或带有提升阀102的阀盘168，阀盘168接合阀座160以限制流体流动通过阀体110。提升阀102可在图4中的阀盘168和排出阀体118与阀座160间隔开的打开位置与图2、3、5中的阀盘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耦接到排出阀体118的阀盘夹持器部分176。

排出阀104耦接到阀杆106并且包括阀体118，阀体118具有容纳第一弹簧148的孔184。第一弹簧148可以是溢流弹簧并且被布置成朝向底座表面160偏置排出阀体118，以在通过阀100的流动速率超过指定的或预定的流动速率(例如阀100的溢流限制或速率)时限制流体流动通过孔164。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进行支撑，并且第一弹簧148的底端190抵靠第二弹簧座194进行支撑。第二弹簧座194操作地耦接到阀杆106，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限定设置在排出流动路径中的流动孔口210的至少一部分，其允许在排出入口120和排出出口122之间的流体连通。排出端口200可以与排出阀体118一体地形成，并且具体地可以被限定为由排出阀体118的圆柱形部分198形成的开口。排出端口200被设置在排出流动路径124内，并且流体地连接排出入口120和孔184，并且孔184流体地连接排出入口120和排出出口122。排出盘204可在排出盘204与排出座208和排出端口200间隔开的打开排出位置(如图2和图4所示)与排出盘204抵靠排出座208落座的关闭排出位置(如图1和图3所示)之间移动，从而将排出端口200与上游流体源密封。总而言之，提升阀102和排出阀104形成内部阀100。

现在具体转向图2，内部阀100处于第一或关闭操作构造。在关闭构造中，提升阀102处于关闭位置，并且排出阀104处于关闭排出位置，使得出口114与上游流体源密封隔离。由排出阀体118承载的阀盘168被第一弹簧148和/或通过入口112处的上游流体源的压力朝向关闭位置偏置。排出阀104的排出盘204通过第二弹簧146经由阀杆106被朝向关闭排出位置偏置。当提升阀102和排出阀104都关闭时，阀盘168接合阀座160以防止流体流动通过孔口164，并且排出盘204接合排出座208以防止流体流动通过排出端口200。

在图2中，致动器108的操作杆220处于第一位置，从而使得可旋转凸轮222不接合阀杆106的底端140。然而，当致动器108被操作以在沿着纵轴A的轴线方向上将阀杆106从图2所示的位置移动到图3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的第二位置对应于相对于第一位置定位35度的杆220行进路径的中点。阀杆106到图3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，使得排出盘204远离排出阀座208移动，从而将内部阀100从关闭操作构造移动到喷射排出构造。

在图3的喷射排出构造中，阀杆106处于第二位置，并且提升阀102保持关闭，但排出阀104处于打开位置，从而允许来自上游流体源的流体进入排出入口120，并且平衡跨阀100的压力差。设置在排出端口200中的阀杆106的一部分包括减小的直径或凹进部分224，以允许流体在排出阀体118的圆柱形部分198与阀杆106之间流动。在喷射排出构造中，凹进部分224在阀杆106与排出端口200之间形成间隙G1。如此构造，排出阀104可以允许更多的流体流动通过排出端口200到排出流动路径124，这可以导致跨阀100的更快的压力平衡。形成在第二弹簧座194中的流动孔口210将排出流动路径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的弹力，使得第一弹簧148膨胀并且在轴向方向上向上朝向打开位置推动排出阀体118。由杆106的凹进部分224相对于排出端口200的放置位置提供的间隙G1与第二弹簧座194的流动孔口210一起可以加速内部阀100的均衡。

当流体从上游流体源通过排出阀104流动并进入提升阀102的入口112时，第二弹簧146和第一弹簧148被压缩。第一弹簧座152操作地耦接到阀杆106使得当阀杆106向上移动时，第一弹簧座152抵靠第二弹簧146施加反作用力，使得第二弹簧146压缩抵靠阀体110的内部肩部156。第二弹簧座194操作地经由环230(例如，夹子)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出阀104的孔184中。第一弹簧148在排出阀体118的保持肩部196与第二弹簧座194之间压缩。如图3所描绘的那样，由第一弹簧148施加到保持肩部196和弹簧座194上的力还不足以克服提升阀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被操作以在轴向方向上将阀杆106从第二位置(图3)移动到第三位置(图4)时，杆220通过完成其行进路径而移动到第三位置，从而进一步绕轴线D旋转凸轮222并进一步向上驱动阀杆106。阀杆106到图4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，从而将内部阀100从喷射排出构造移动到打开操作构造。

图4例示了处于打开操作构造的内部阀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，进入孔口164，通过主流动路径116，并且经由出口114离开阀100。当第一弹簧148在轴向方向上膨胀并且使排出阀体118向上且远离入口112移动时，排出阀体110的排出座208与排出盘204相接。响应于跨阀100的压力差，第一弹簧148的膨胀使得第二弹簧座194向下滑入孔184内。

然而，当上游压力克服第二弹簧148的弹力时，提升阀102移动回到关闭位置。替代地，通过阀100的流动速率可以超过特定的或预定的流动速率，使得排出阀体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的关闭将阀100从图4所例示的打开操作构造移动到图5所例示的受限制的排出构造。在受限制的排出构造中，排出阀104处于打开排出位置。阀杆106的凹进部分224因此被放置在排出端口200上方。在该位置中，凹进部分224没有充分地设置在排出端口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小于在喷射排出构造中由阀杆106的凹进部分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出构造中被允许通过排出端口200排出的流体的量来说受限制的量的流体通过排出端口200排出。

根据本公开内容的教导，排出阀104和提升阀102提供了保持系统安全并允许排出阀104和提升阀102打开和关闭的溢流功能，如图2-5所例示。当阀100内的流动速率变得太高时，溢流功能通过自动限制流体流动进入入口112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具有一溢流弹性系数，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，排出阀体118和阀盘168朝向底座表面160移动。当入口压力基本上大于出口压力时，带有阀盘168的排出阀体118在图2所描绘的关闭构造中朝向底座表面160保持偏置。排出阀104被布置成均衡或平衡入口112与出口114之间的压力，并且排出阀104可以将阀100置于图4所示的喷射排出构造中，以允许一定量的流体排出到内部阀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如图4所示的内部阀100。一旦提升阀102打开，大于第一弹簧148的弹性系数的流体流动可以迫使提升阀102抵靠图5所示的第一弹簧148关闭。在受限制的排出构造中，打开排出阀104以允许较少量的流体排入到阀100中。

转到图6A，例示了本公开内容的内部阀100的替代布置。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，并且排出阀104操作地耦接到阀杆106的第二部件342。在该布置中，第一或溢流弹簧148设置在排出阀104的阀座208上方。此外，排出阀104的阀座208和阀盘204设置在提升阀102的阀座160和阀盘168下方。过滤器324围绕提升阀102和排出阀104的至少一部分。过滤器324的延伸部分328被布置成用于通过紧固件330固定到阀体110的安装区域326。紧固件可以是螺钉、钉子或本领域中常见的任何其它紧固件。图6B提供了过滤器324自身的视图，该视图示出了延伸部分328和紧固件330。

图7例示了本公开内容的内部阀100的替代布置，其中，第一弹簧148是溢流弹簧，并且包括经由弹簧座194抵靠阀杆106的第一部分进行支撑的第一部分344。阀杆106的第一部分(第一弹簧148的第一部分344通过弹簧座194抵靠在其上)在图7中被掩藏，但是本领域技术人员将容易理解：弹簧座194使得第一部分344以常规或任何适当的方式抵靠阀杆106的第一部分进行支撑。第一弹簧140还包括抵靠提升阀体312进行支撑的第二部分346。内部阀包括设置在阀体110内的第二或关闭弹簧146。第二弹簧146耦接到阀杆106并且被布置成朝向第一位置偏置阀杆106。第一弹簧140的至少一部分嵌套在第二弹簧146内部。

图8例示了内部阀100的替代布置，其中，本体的肩部318是阀体110的法兰130的上部表面。

Claims (20)

1.一种用于连接到流体容器的内部阀，所述流体容器具有开口、内壁和与所述内壁间隔开第一距离的进料入口，所述开口由安装法兰围绕，所述内部阀包括：

阀体，所述阀体具有尺寸被适于穿过所述流体容器中的所述开口的上部部分，所述阀体包括入口和出口；

所述阀体包括法兰，所述法兰被布置成允许所述阀体经由法兰紧固件直接安装到所述容器的所述安装法兰；

阀杆，所述阀杆可滑动地设置在所述阀体中；

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，所述提升阀被布置成打开和关闭所述阀体的入口；

排出阀，所述排出阀操作地耦接到所述阀杆并且被布置成打开和关闭所述提升阀入口；

致动器，所述致动器操作地耦接到所述阀杆，并且适于将所述阀杆从所述提升阀和所述排出阀都关闭的第一位置移动到所述排出阀打开的第二位置和排出阀关闭且提升阀打开的第三位置；

其中，当所述阀杆处于所述第三位置时，响应于压力变化，所述提升阀被布置成关闭并且所述排出阀被布置成打开；以及

所述阀体包括肩部，所述肩部被布置为与所述安装法兰密封接合，所述肩部设置在阀体的入口与法兰之间并与所述入口间隔开，所述肩部被布置在所述阀体上，以在所述内部阀连接到所述流体容器时所述入口被放置在远离所述流体容器的所述内壁的第二距离处，所述第二距离小于所述第一距离。

2.根据权利要求1所述的内部阀，其中，所述肩部具有小于所述阀体的所述法兰的直径的直径，并且其中，所述阀体的所述法兰被布置成接收多个法兰紧固件，所述法兰紧固件可直接连接到所述流体容器的所述安装法兰。

3.根据权利要求2所述的内部阀，其中，所述阀体被布置成用于在与所述阀体的所述出口相邻处连接到出口管，并且其中，所述出口管可经由所述多个法兰紧固件固定到所述阀体。

4.根据权利要求3所述的内部阀，其中，所述阀体的所述法兰包括多个孔口，以接收所述多个法兰紧固件，并且其中，所述多个孔口被布置成与所述流体容器的所述安装法兰中的安装孔口对准。

5.根据权利要求1所述的内部阀，其中，所述阀体包括上部部分，所述上部部分具有一直径并且尺寸被适于到所述流体容器的所述开口中，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。

6.根据权利要求5所述的内部阀，其中，所述阀体的上部部分包括安装区域，并且包括过滤器，所述过滤器的尺寸被设置成适于围绕所述提升阀和所述排出阀的至少一部分，所述过滤器包括延伸部分，所述延伸部分的尺寸被设置成适于位于所述间隙空间中并且所述延伸部分被布置成通过法兰紧固件固定到所述安装区域。

7.根据权利要求1所述的内部阀，

其中，所述第一弹簧是溢流弹簧，所述溢流弹簧包括经由弹簧座抵靠所述阀杆的第一部分进行支撑的第一部分，所述溢流弹簧包括抵靠所述提升阀体进行支撑的第二部分，

其中，所述内部阀还包括设置在所述阀体内的第二弹簧，所述第二弹簧耦接到所述阀杆并且被布置成朝向所述第一位置偏置所述阀杆，并且

其中，所述溢流弹簧的至少一部分嵌套在所述第二弹簧的内部。

8.根据权利要求7所述的内部阀，

其中，所述提升阀包括阀座和阀盘，并且其中，所述排出阀包括阀座和阀盘，以及

其中，当所述阀杆处于所述第一位置时，所述排出阀的阀座和阀盘被设置在所述提升阀的阀座和阀盘的上方。

9.根据权利要求7所述的内部阀，

其中，所述提升阀包括阀座和阀盘，并且其中，所述排出阀包括阀座和阀盘，并且

其中，所述溢流弹簧被设置在所述排出阀的所述阀座上方，并且当所述阀杆处于所述第一位置时，所述排出阀的阀座和阀盘被设置在所述提升阀的阀座和阀盘的下方。

10.根据权利要求1所述的内部阀，其中，所述本体的所述肩部是所述阀体的所述法兰的上部表面。

11.一种内部阀系统，包括：

流体容器，所述流体容器具有开口、内壁和与所述内壁间隔开第一距离的进料入口，所述开口由安装法兰围绕；

内部阀，包括：

阀体，所述阀体具有上部部分，所述上部部分的尺寸被设置成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，所述法兰被布置成允许所述阀体经由法兰紧固件直接安装到所述流体容器的所述安装法兰；

阀杆，所述阀杆可滑动地设置在所述阀体中；

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，所述提升阀被布置成打开和关闭所述阀体的所述入口；

排出阀，所述排出阀操作地耦接到所述阀杆并且被布置成打开和关闭所述提升阀入口；

致动器，所述致动器操作地耦接到所述阀杆，并且适于将所述阀杆从所述提升阀和所述排出阀都关闭的第一位置移动到所述排出阀打开的第二位置，和所述排出阀关闭且所述提升阀打开的第三位置；并且

其中，当所述阀杆处于所述第三位置时，响应于压力变化，所述提升阀被布置成关闭，并且所述排出阀被设置成打开；并且

所述阀体包括布置成用于与所述安装法兰密封接合的肩部，所述肩部设置在所述阀体的所述入口和所述法兰之间并与所述入口间隔开，所述肩部被布置在所述阀体上，以在所述内部阀连接到所述流体容器时所述入口被放置在远离所述流体容器的所述内壁的第二距离处，所述第二距离小于所述第一距离；以及

出口管，所述出口管被布置成用于在与所述阀体的所述出口相邻处连接到所述阀体。

12.根据权利要求11所述的内部阀系统，其中，所述肩部具有小于所述阀体的所述法兰的直径的直径，并且其中，所述阀体的所述法兰被布置成接收多个法兰紧固件，所述多个法兰紧固件可直接连接到所述流体容器的所述安装法兰。

13.根据权利要求12所述的内部阀系统，其中，所述出口管可经由所述多个法兰紧固件固定到所述阀体。

14.根据权利要求13所述的内部阀系统，其中，所述阀体的所述法兰包括多个孔口，以接收所述多个法兰紧固件，并且其中，所述多个孔口被布置成与所述流体容器的所述安装法兰中的安装孔口对准。

15.根据权利要求1所述的内部阀系统，其中，所述阀体包括上部部分，所述上部部分具有一直径并且尺寸被设置成适于延伸到所述流体容器的所述开口中，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。

16.根据权利要求15所述的内部阀系统，其中，所述阀体的所述上部部分包括安装区域，并且包括过滤器，所述过滤器的尺寸被设置成适于围绕所述提升阀和所述排出阀的至少一部分，所述过滤器包括延伸部分，所述延伸部分的尺寸被设置为适于位于所述间隙空间中并且所述延伸部分被布置成通过紧固件固定到所述安装区域。

17.根据权利要求11所述的内部阀系统，

其中，所述第一弹簧是溢流弹簧，所述溢流弹簧包括经由弹簧座抵靠所述阀杆的第一部分进行支撑的第一部分，所述溢流弹簧包括抵靠所述提升阀体进行支撑的第二部分，

其中，所述内部阀还包括设置在所述阀体内的第二弹簧，所述第二弹簧耦接到所述阀杆并且被布置成朝向所述第一位置偏置所述阀杆，以及

其中，所述溢流弹簧的至少一部分嵌套在所述第二弹簧内部。

18.根据权利要求17所述的内部阀系统，

其中，所述提升阀包括阀座和阀盘，并且其中，所述排出阀包括阀座和阀盘，以及

其中，当所述阀杆处于所述第一位置时，所述排出阀的阀座和阀盘被设置在所述提升阀的阀座和阀盘的上方。

19.根据权利要求17所述的内部阀系统，

其中，所述提升阀包括阀座和阀盘，并且其中，所述排出阀包括阀座和阀盘，以及

其中，所述溢流弹簧被设置在所述排出阀的阀座的上方，并且当所述阀杆处于所述第一位置时，所述排出阀的阀座和阀盘被设置在所述提升阀的阀座和阀盘的下方。

20.一种形成用于连接到流体容器的内部阀的方法，所述流体容器具有开口、内壁和与所述内壁间隔开第一距离的进料入口，所述开口由安装法兰围绕，所述方法包括：

提供包括入口和出口的阀体；

将所述阀体的法兰的尺寸设置成允许所述阀体经由法兰紧固件直接安装到所述流体容器的所述安装法兰；

将阀杆可滑动地设置在所述阀体中；

布置提升阀以打开和关闭所述阀体的所述入口，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；

将排出阀操作地耦接到所述阀杆并且布置所述排出阀以打开和关闭所述提升阀入口；以及

布置所述阀体的肩部以与所述安装法兰密封接合，所述肩部被设置在所述阀体的所述入口与所述法兰之间并与所述入口间隔开，所述肩部被布置在所述阀体上，以在所述内部阀连接到所述流体容器时所述入口被放置在远离所述流体容器的所述内壁的第二距离处，所述第二距离小于所述第一距离。