CN110869657A - 可变流量提升阀 - Google Patents

Abstract

可变流量提升阀包括第一级、第二级、布置在第二级中的衬套和构造成致动阀打开的盖。第一级包括内阀塞和第一级弹簧，该内阀塞具有头部和从该头部向下游延伸的轴，该头部具有第一锥形部分，该第一级弹簧布置在衬套中，并且围绕该轴延伸。轴附装到盖上，以允许盖将内阀塞致动到打开位置。第二级包括外阀塞，该外阀塞具有上游部分和从该上游部分向下游延伸的第二锥形部分。衬套包括凸肩，盖构造成与该凸肩接合，以将外阀塞致动到打开位置。

Description

可变流量提升阀

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年6月23日提交的名为“VARIABLE FLOW POPPET VALVE(可变流量提升阀)”的美国临时申请号62/523,845的优先权，其全部内容通过引用结合在本文中。

技术领域

本公开大体上涉及阀。更具体地，本公开涉及一种用于流体分配系统的可变流量提升阀。

背景技术

诸如用于在汽车商店中分配油和其他润滑剂的那些流体分配系统利用分配喷嘴来控制加压流体的分配。分配喷嘴包括内部阀，使用者致动该内部阀来控制流量。使用者通过按下触发器来在关闭位置和打开位置之间机械地致动内部阀。阀上游的流体被加压，并且当阀处于打开位置时，该流体压力驱动流体向下游经过阀。上游的流体压力阻止阀从关闭位置移动到打开位置，从而要求使用者施加较大的力来克服上游的流体压力，并且将阀致动到打开位置。另外，阀典型地提供二元流速，使得流体或在阀打开时流动，或在阀不打开时不流动。在阀是两级阀的情况下，阀提供两种不同的流速：第一级打开时的低流速和第二级打开时的高流速。

发明内容

根据本公开的一方面，一种可变流量阀包括外阀塞、衬套、内阀塞和盖。外阀塞包括阀塞主体和塞通道，该阀塞主体具有上游部分和从上游部分延伸出的外塞锥形部分，该塞通道延伸穿过该阀塞主体。塞通道包括第一区段和从第一区段延伸出的第二区段，该第一区段延伸到阀塞主体的上游部分中，并且包括第一级阀座。衬套布置在第二区段中，并且包括具有轴孔的上游端、下游端和凸肩，该凸肩径向向内延伸，并且布置在上游端和下游端之间。内阀塞布置在塞通道中，并且通过轴孔延伸到衬套中。内阀塞包括头部和通过轴孔从该头部延伸出的轴，该头部具有内塞锥形部分，其构造成与第一级阀座配合。盖附装到轴，并且布置在衬套中。盖构造成在第一级关闭位置和第一级打开位置之间致动内阀塞，并且构造成与衬套的凸肩接合，以在第二级关闭位置和第二级打开位置之间致动外阀塞。

根据本公开的另一方面，一种用于分配流体的喷嘴包括喷嘴主体、外阀座和布置在喷嘴主体中的可变流量阀，该喷嘴主体限定了上游流体腔和下游流体腔，该外阀在上游流体腔和下游流体腔之间从喷嘴主体径向向内延伸。可变流量阀可以在完全关闭位置、部分打开位置和完全打开位置之间移动。可变流量阀包括外阀塞、第二级弹簧、衬套、内阀塞、盖和第一级弹簧，该第二级弹簧布置在上游流体腔中，并且构造成使外阀塞朝着外阀座偏置。外阀塞包括阀塞主体和塞通道，该阀塞主体具有上游部分和外塞锥形部分，该外塞锥形部分从上游部分延伸出，并且构造成与外阀座配合，该塞通道延伸穿过阀塞主体，并且包括第一级阀座。衬套布置在塞通道中。内阀塞布置在塞通道中，并且延伸到衬套中。内阀塞包括头部和轴，该头部具有构造成与第一级阀座配合的内塞锥形部分，该轴从该头部延伸到衬套中。盖附装到轴上，并且布置在衬套中。第一级弹簧围绕轴布置在衬套中，并且在衬套的上游端和盖之间延伸。盖构造成将可变流量阀从完全关闭位置致动到内阀塞从第一级阀座移开的部分打开位置，和将可变流量阀从部分打开位置致动到外阀塞从外阀座上移开的完全打开位置。

附图说明

图1A是喷嘴组件的剖视图。

图1B是图1A中的细节Z的放大剖视图，示出了处于关闭位置的可变流量提升阀。

图1C是图1B的可变流量提升阀处于部分打开位置的剖视图。

图1D是图1B的可变流量提升阀处于完全打开位置的剖视图。

图2A是可变流量提升阀的分解图。

图2B是图2A的可变流量提升阀的下游端的正视图。

图2C是图2A的可变流量提升阀的剖视图。

图3是另一可变流量提升阀的剖视图。

具体实施方式

图1A是喷嘴10的剖视图，喷嘴10构造成分配加压流体，例如油、防冻剂、传动液和/或润滑剂以及其他选择。图1B是图1A中的细节Z的放大剖视图，示出了处于关闭位置的可变流量提升阀(VFPV)12。图1C是示出处于部分打开位置的VFPV 12的剖视图。图1D是处于完全打开位置的VFPV 12的剖视图。图1A-1D将被一起讨论。

喷嘴10包括VFPV 12、喷嘴主体14、入口配件16(图1A)、出口配件18(图1A)、触发器20(图1A)、凸轮22(图1A)和推杆24。VFPV12包括第一级26、第二级28、衬套30和盖32。第一级26包括内阀塞34和第一级弹簧36。内阀塞34包括轴38和头部40，该头部40是截头圆锥形，并且包括第一锥形表面42。第二级28包括外阀塞44和第二级弹簧46。外阀塞44包括外塞主体48和塞通道50。外塞主体48包括第二锥形表面52和上游部分54。塞通道50包括第一区段56和第二区段58。第一区段56包括第一级阀座60和中间部分62。衬套30包括上游端64、下游端66、轴孔68和凸肩70。喷嘴主体14包括上游流体腔72、下游流体腔74和第二级阀座76。上游箭头和下游箭头分别表示上游方向和下游方向。

入口配件16附装到喷嘴主体14，并且向上游流体腔72提供流体。出口配件18附装到喷嘴主体14，并且从下游流体腔74接收流体。VFPV 12在上游流体腔72和下游流体腔74之间布置在喷嘴主体14中，并且构造成控制上游流体腔72和下游流体腔74之间的流体流量。推杆24布置在下游流体腔74中，并且在关闭位置(图1B所示)、部分打开位置(图1C所示)和完全打开位置(图1D所示)之间致动VFPV 12。盖32附装到内阀塞34上，并且延伸到衬套30的下游端66中。推杆24与盖32相互作用，并且构造成沿着上游方向驱动盖32。尽管推杆24被描述成与盖32相互作用，但是应当理解，在一些示例中，盖32的下游端附装到推杆24上。盖32可以通过任何期望的方式固定到推杆24。例如，盖32可以包括螺纹，该螺纹构造成与推杆24上的螺纹配合。然而，应当理解，盖32可以通过任何期望的方式永久地或可拆卸地附装到推杆24上，例如通过压配合连接、使用粘合剂或通过焊接。在一些示例中，盖32可以与推杆24成为一体。触发器20可枢转地附装到喷嘴主体14上，并且链接到凸轮22。凸轮22布置在喷嘴主体14中，并且构造成旋转以沿着上游方向驱动推杆24，以致动VFPV 12。

第二级阀座76从喷嘴主体14延伸出，并且与喷嘴主体14成为一体。第二级阀座76是喷嘴主体14中的倒角孔。尽管第二级阀座76被描述成与喷嘴主体14成为一体，应当理解，第二级阀座76可以与喷嘴主体14分开构成，并且安装在喷嘴主体14中。外阀塞44布置在喷嘴主体14中，并且构造成在处于关闭位置时抵接第二级阀座76。外塞主体48的上游部分54在喷嘴主体14内与外阀塞44对准。第二锥形表面52从上游部分54向下游延伸，并且构造成与第二级阀座76相互作用。第二级弹簧46布置在上游流体腔72中，并且在入口配件16和外阀塞44的上游部分54之间延伸。

塞通道50延伸穿过外塞主体48，并且限定流经第一级26的流体的流动路径。塞通道50的第一区段56布置在塞通道50的第二区段58的上游。第一级阀座60是第一区段56的倒角部分，并且布置在第一区段56的上游端。中间部分62从第一级阀座60向下游延伸至塞通道50的第二区段58。第二区段58的直径比中间部分62更大。衬套30布置在塞通道50的第二区段58中。轴孔68延伸穿过衬套30的上游端64，并且在一些示例中，轴孔68具有与中间部分62大体上相等的直径。凸肩70在上游端64和下游端66之间从衬套30径向向内延伸。

内阀塞34延伸穿过塞通道50，并且通过轴孔68延伸到衬套30中。头部40包括第一锥形表面42，第一锥形表面42构造成与第一级阀座60相互配合。轴38从头部40沿着下游方向延伸。轴38延伸穿过中间部分62，并且通过轴孔68进入衬套30。轴38的下游端连接到盖32。轴38可以通过任何期望的方式连接到盖32，例如螺纹连接或压配合连接。第一级弹簧36围绕轴38布置在衬套30中。第一级弹簧36在衬套30的上游端64和盖32之间延伸。

喷嘴主体14由诸如铝或不锈钢的金属以及其他选择制成。外阀塞44由弹性体材料制成，使得当外阀塞44与第二级阀座76接合时，外阀塞44与喷嘴主体14构成不透流体的密封。外阀塞44可以由与被分配的流体兼容且能够与第二级阀座76构成密封的任何期望的弹性体制成，例如热塑性弹性体。例如，外阀塞44可以由诸如Santoprene^TM的乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶制成。内阀塞34由诸如铝或不锈钢的金属材料制成，该金属材料构造成与外阀塞44构成不透流体的密封。

VFPV 12的第一级26构造成在第二级28致动到打开位置之前致动到打开位置。第一级弹簧36的弹簧刚度比第二级弹簧46低，以保证内阀塞34在外阀塞44移动到打开位置之前移动到打开位置。在操作期间，VFPV12最初处于图1B所示的完全关闭位置。使用者通过触发器20控制流经喷嘴10的流体的流量。为了使流体开始流经喷嘴10，使用者压下触发器20，这导致凸轮22旋转，并且沿着上游方向驱动推杆24。由于盖32和推杆24相连接，推杆24沿着上游方向驱动盖32。盖32沿着上游方向驱动内阀塞34，使得头部40从第一级阀座60脱离，并且在盖32和衬套30的上游端之间压缩第一级弹簧36。头部40从第一级阀座60脱离，在第一锥形表面42和第一级阀座60之间打开了流动路径，流体开始通过塞通道50向下游流动。流体流经第一锥形表面42和第一级阀座60之间的流动路径，流经中间部分62，并且通过轴孔68进入衬套30中。流体流经衬套30，并通过盖32离开VFPV 12，如下面参考图2A-2C更详细说明的那样。

随着头部40从第一级阀座60移开，第一锥形表面42和第一级阀座60之间的流动路径的体积增大。随着流动路径的体积增大，通过第一级26的流速类似地增大。第一锥形表面42和第一级阀座60的轮廓提供了可变的流速，使得通过第一级的流量不是二元，而是可以由使用者控制。这样，使用者通过控制通过按压触发器20使头部40从第一级阀座60移开的距离来控制流向下游流体腔74的流体的流速。打开第一级26还在上游流体腔72中产生压降。随着通过第一级26的流量增大，上游流体腔72中的流体压力继续下降。上游流体腔72中的减小的流体压力保证了将VFPV 12致动到图1D所示的完全打开位置所需的力特别小。

推杆24继续沿着上游方向驱动盖32，直到盖32与衬套30的凸肩70接合。当盖32与凸肩70接合时，第一级26完全打开。在第一级26的整个致动过程中，第二锥形表面52与第二级阀座76保持接合，使得第二级28关闭。这样，当VFPV 12处于图1C所示的部分打开位置时，流体流经第一级26，但是被阻止流经第二级28。

通过将VFPV 12从图1C所示的部分打开位置致动到图1D所示的完全打开位置，使用者可以进一步增大通过VFPV 12的流量。使用者通过进一步压下触发器20来将VFPV 12致动到完全打开位置。凸轮22进一步向上游驱动推杆24。盖32在衬套30的凸肩70上施加力，从而沿着上游方向驱动外阀塞44。当第二锥形表面52从第二级阀座76脱离时，在第二锥形表面52和第二级阀座76之间通过第二级28的流动路径被打开。流体通过第一级26和第二级28从上游流体腔72流向下游流体腔74。与通过第一级26的流速相似，通过控制通过按压触发器20使外阀塞44从第二级阀座76移开的距离来控制通过第二级28的流速。如上所述。当第一级26打开时，上游流体腔72中的压力减小，使得将第二级28致动到打开位置需要较小的力。由于将第二级28致动到打开位置需要较小的力，因此使用者更好地控制第二级28的致动。

在流体分配事件完成之后，VFPV 12移回到图1B所示的完全关闭位置。使用者释放触发器20，使得凸轮22返回图1A所示的位置。第二级弹簧46将外阀塞44从图1D所示的位置驱动到图1C所示的位置，使得第二锥形表面52与第二级阀座76接合，从而关闭通过第二级28的流动路径。第一级弹簧36沿着上游方向驱动盖32以及由此推杆24返回到图1B所示的位置。由于轴38和盖32相连接，盖32将内阀塞34拉回到图1B所示的关闭位置。头部40与第一级阀座60重新接合，从而关闭通过第一级26的流动路径。当头部40与第一级阀座60接合且第二锥形表面52与第二级阀座76接合时，VFPV 12处于完全关闭位置，并且防止流体从上游流体腔72流向下游流体腔74。

VFPV 12具有显著的优点。第一级弹簧36的弹簧刚度比第二级弹簧46低，从而保证内阀塞34在第二阀塞移动到打开位置之前移动到打开位置。将内阀塞34移动到打开位置在上游流体腔72中产生压降，从而减小了将外阀塞44移动到打开位置所需的力。这样，使用者更好地控制通过第二级28的流速。此外，外阀塞44直接密封在喷嘴本体14上，内阀塞34直接密封在外阀塞44上，从而减少了零件数量，并且简化了制造和装配。内阀塞34包括第一锥形表面42，这允许使用者通过控制头部40和第一级阀座60之间的距离来可变地控制通过第一级26的流速。外阀塞44包括第二锥形表面52，这进一步允许使用者通过控制第二锥形表面52和第二级阀座76之间的距离来可变地控制流速。这样，VFPV 12允许使用者精确地控制通过喷嘴10的流速，从而提供更好的控制，增加使用者的信心，并且减少材料浪费。

图2A是VFPV 12的分解图。图2B是VFPV 12的正视图。图2C是VFPV 12的剖视图。图2A-2C将被一起讨论。VFPV 12包括第一级26(图2A和2C)、第二级28(图2A和2C)、衬套30和盖32。第一级26包括内阀塞34′、第一级弹簧36(图2A和2C)、环形流动路径78a(图2C)和环形流动路径78b(图2C)。内阀塞34′包括轴38′(图2A和2C)和头部40(图2A和2C)，头部40包括第一锥形表面42(图2A和2C)和槽80(图2A和2C)。轴38′包括台阶82(图2A和2C)、附装部分84和凸缘86(图2A和2C)。示出了第二级28的外阀塞44。外阀塞44包括外塞主体48和塞通道50。外塞主体48包括第二锥形表面52、上游部分54(图2A和2C)和叶片88。塞通道50包括第一区段56(图2C)和第二区段58(图2C)。第一区段56包括第一级阀座60(图2C)和中间部分62(图2C)。衬套30包括上游端64(图2A和2C)、下游端66(图2A和2C)、轴孔68(图2C)和凸肩70(图2B和2C)。盖32包括盖主体90、中心孔92和肋部94。肋部94和衬套30限定了间隙96(图2B)。图2C中所示的上游箭头和下游箭头分别表示上游方向和下游方向。

塞通道50延伸穿过外塞主体48。第一区段56布置在塞通道50的上游端，第二区段58布置在塞通道50的下游端。第一级阀座60是第一区段56的倒角部分，并且布置在第一区段56的上游端。中间部分62在第一级阀座60和第二区段58之间延伸，并在其间提供流动路径。第二区段58的直径大于第一区段56。衬套30穿过第二区段58的下游端延伸到第二区段58中。凸肩70从衬套30径向向内延伸。轴孔68延伸穿过衬套30的上游端64。

外阀塞44的上游部分54从第一级阀座60到第二锥形表面52沿着下游方向径向发散。第二锥形表面52从上游部分54到外阀塞44的下游端沿着下游方向会聚。叶片88从上游部分54径向延伸，并且构造成在喷嘴主体14中引导外阀塞44(图1A-1D)。

内阀塞34′布置在塞通道50中。当第一级26处于关闭位置时(图2C最清楚)，头部40的第一锥形表面42与第一级阀座60相互作用。轴38′从头部40向下游延伸穿过中间部分62，并且轴38′通过轴孔68延伸到衬套30中。凸缘86从轴38′径向延伸，并且构造成在内阀塞34′附装到盖32时抵接盖32的上游端。台阶82在头部40和凸缘86之间布置在轴38′上，并且减小了轴38′的横截面积。环形流动路径78a布置在轴38′在台阶82上游的部分与塞通道50的内壁之间，环形流动路径78b布置在轴38′在台阶82下游的部分与塞通道50的内壁之间。尽管内阀塞34′被图示成包括单个台阶82，应当理解，内阀塞34′可以根据需要包括或多或少的台阶，从而提供通过第一级26的更好的流量控制。

附装部分84是轴38′的从凸缘86向下游延伸的部分，附装部分84延伸到盖32的中心孔92中，以使内阀塞34′和盖32相连接。在一些示例中，附装部分84包括外螺纹，中心孔92包括内螺纹，该内螺纹构造成与附装部分84的外螺纹配合。然而，应当理解，附装部分84可以通过任何期望的方式固定在中心孔92中，例如通过压配合连接。在其他示例中，附装部分84可以永久地固定在中心孔92中，例如使用粘合剂。槽80延伸到头部40中，并且构造成便于使内阀塞34′与盖32相连接。例如，在附装部分84和盖32包括相互配合的螺纹的情况下，槽80允许使用者例如使用螺丝刀相对于盖32旋转内阀塞34′，以便于使它们相连接。槽80可以构造成用于便于附装的任何期望的驱动构型，例如带槽型、

抓牢型、

方形、六角形或任何其他期望的驱动构型。

盖32通过衬套30的下游端66延伸到衬套30中。肋部94从盖主体90径向延伸，并且构造成使盖32在衬套30内对准。此外，肋部94在它们之间限定间隙96，该间隙96提供了流动路径，以使流体向下游流出VFPV12的第一级26。肋部94还构造成与衬套30的凸肩70接合，以在关闭位置(图1B和1C所示)和打开位置(图1D所示)之间致动第二级28。中心孔92的下游端构造成接收一部分推杆24(图1A-1D)，以将盖32固定到推杆24。例如，中心孔92可以包括内螺纹，该内螺纹构造成与推杆24上的外螺纹配合。第一级弹簧36布置在衬套30中，并且围绕内阀塞34′的轴38′。第一级弹簧36在盖32和衬套30的上游端64之间延伸。

在操作期间，在将第二级28致动到打开位置之前，将第一级26致动到打开位置。为了开始分配流体，沿着上游方向驱动盖32，盖32沿着上游方向推动内阀塞34′，头部40从第一级阀座60脱离。当盖32向上游移动时，在盖32和衬套30的上游端64之间压缩第一级弹簧36。当头部40从第一级阀座60脱离时，在第一锥形表面42和第一级阀座60之间打开流动路径，并且流体开始通过第一级26向下游流动。流体流经在第一锥形表面42和第一级阀座60之间打开的流动路径，通过中间部分62向下游流动，并且通过轴孔68进入衬套30。流体通过衬套30向下游流动，并且通过布置在盖32的肋部94之间的间隙96离开VFPV 12。

使用者通过控制内阀塞34′沿着上游方向移动的距离来控制通过第一级26的流速。当头部40和第一级阀座60之间的距离增大时，通过第一级26的流速类似地增大。台阶82提供了进一步的流量控制。轴38′在台阶82的上游具有较大的横截面积，在台阶82的下游具有较小的横截面积。当内阀塞34′沿着上游方向移动时，环形流动路径78a的长度减小，而环形流动路径78b的长度增大。减小环形流动路径78a的长度同时增大环形流动路径78b的长度，增大了通过第一级26的流量，因为环形流动路径78b具有比环形流动路径78a更大的横截面积。这样，台阶82为使用者提供了增大的流量控制，并且允许使用者通过控制内阀塞34′沿着上游方向移动的距离来进一步改变流速。使用者继续使盖32以及由此内阀塞34′沿着上游方向移动，直到盖32与凸肩70接合，例如通过使肋部94与凸肩70接合。当盖32与凸肩70接合时，第一级26完全打开。

使用者可以通过致动第二级28打开，以在第一级26的能力之外进一步增加流速。盖32与凸肩70接合，并且通过衬套30在外阀塞44上施加驱动力。盖32沿着上游方向驱动外阀塞44，使得第二锥形表面52从第二级阀座76脱离(在图1B-1D中观察最佳)。使用者通过控制外阀塞44从第二级阀座76移位的距离来控制通过VFPV 12的第二级28的流速。当在完全关闭和完全打开之间致动第二级28时，第一级26保持在完全打开位置。

在分配事件完成后，VFPV 12移回到完全关闭位置。第二级弹簧46(图1A-1D)将外阀塞44驱动回到关闭位置，其中，第二锥形表面52与第二级阀座76接合。第一级弹簧36作用在盖32上，并且沿着下游方向驱动盖32以及由此内阀塞34′，直到第一锥形表面42与第一级阀座60接合。

VFPV 12具有显著的优点。第一级26在第二级28移位之前打开，在VFPV 12的上游侧产生压降。VFPV 12的上游侧降低的压力减小了使VFPV 12移动到完全打开位置所需的力，在该完全打开位置，第一级26和第二级28都完全打开。当通过第一级26的流速增大时，VFPV 12上游侧的压力降低。降低的压力和致动第二级28所需的减小的力为使用者提供了对通过VFPV 12的流速的增加的控制。台阶82提供了通过第一级26的增大的流量控制和流量可变性。减小环形流动路径78a的长度同时增大环形流动路径78b的长度，增大了通过中间部分62的流动路径的容积。增大流动路径的容积增大了通过第一级26的流速。

图3是VFPV 12的剖视图，其包括第一级26、第二级28、衬套30和盖32。第一级26包括内阀塞34″和第一级弹簧36。内阀塞34″包括轴38和头部40′。头部40′包括第一锥形表面42′和槽80。轴38包括附装部分84和凸缘86。示出了第二级28的外阀塞44。外阀塞44包括外塞主体48和塞通道50′。外塞主体48包括第二锥形表面52、上游部分54和叶片88。塞通道50′包括第一区段56′和第二区段58。第一区段56′包括第一级阀座60′。衬套30包括上游端64、下游端66、轴孔68和凸肩70。盖32包括盖主体90、中心孔92和肋部94。上游箭头和下游箭头分别表示上游方向和下游方向。

外阀塞44的上游部分54从第一级阀座60′到第二锥形表面52沿着下游方向径向发散。第二锥形表面52从上游部分54到外阀塞44的下游端沿着下游方向会聚。叶片88从上游部分54径向延伸，并且构造成在喷嘴主体14中引导外阀塞44(图1A-1D)。

塞通道50′延伸穿过外塞主体48。第一区段56′布置在塞通道50′的上游端，第二区段58布置在塞通道50′的下游端。第一级阀座60′是第一区段56′的倒角部分。第一级阀座60′延伸通过第一区段56′的大部分，使得第一级阀座60′的下游端布置在第二区段58附近。衬套30布置在塞通道50′的第二区段58中。凸肩70从衬套30径向向内延伸。轴孔68延伸穿过衬套30的上游端64，并且布置在第一级阀座60′的下游端附近。

内阀塞34″布置在外阀塞44中。内阀塞34″延伸穿过第一级阀座60′，并且通过轴孔68延伸到衬套30中。头部40′的第一锥形表面42′构造成在内阀塞34″处于关闭位置时抵接第一级阀座60′。第一锥形表面42′向下游延伸到与轴38的相交处。第一锥形表面42′和第一级阀座60′是长形的。第一锥形表面42′向下游延伸到第一级阀座60′之外，并且在内阀塞34″处于关闭位置时延伸到轴孔68中。槽80延伸到头部40呻，并且构造成便于内阀塞34″和盖32相连接。轴38沿着下游方向从头部40′延伸到盖32。附装部分84延伸到中心孔92中，并且将内阀塞34″固定到盖32。凸缘86从轴38径向延伸，并且构造成当内阀塞34″固定在盖32上时抵接盖32的上游端。

盖32通过衬套30的下游端66延伸到衬套30中。肋部94从盖主体90径向延伸，并且构造成使盖32在衬套30内对准。此外，肋部94在它们之间限定间隙96，该间隙96提供了流动路径，以使流体向下游流出VFPV 12的第一级26。肋部94还构造成与衬套30的凸肩70接合，以在关闭位置(图1B和1C所示)和打开位置(图1D所示)之间致动第二级28。中心孔92的下游端构造成接收一部分推杆24(图1A-1D)，以将盖32固定到推杆24。

在操作期间，在将第二级28致动到打开位置之前，将第一级26致动到打开位置。为了开始分配流体，沿着上游方向驱动盖32，盖32沿着上游方向推动内阀塞34″，使得头部40从第一级阀座60脱离。当盖32向上游移动时，在盖32和衬套30的上游端64之间压缩第一级弹簧36。当头部40′从第一级阀座60′脱离时，在第一锥形表面42′和第一级阀座60′之间打开流动路径，并且流体开始通过第一级26向下游流动。流体流经在第一锥形表面42′和第一级阀座60′之间打开的流动路径，并且通过轴孔68进入衬套30。流体通过衬套30向下游流动，并且通过盖32离开VFPV 12。

第一锥形表面42′和第一级阀座60′的轮廓允许使用者可变地控制通过第一级26的流速。头部40′从第一级阀座60′移开的距离越远，在第一锥形表面42′和第一级阀座60′之间打开的流动路径的容积越大。当流动路径的容积增大时，通过第一级26的流速也增大。这样，使用者通过改变第一锥形表面42′和第一级阀座60′之间的距离来改变通过第一级26的流速。第一锥形表面42′和第一级阀座60′的长形轮廓在第一锥形表面42′和第一级阀座60′之间限定了长形的流动路径。长形流动路径为第一级26能够提供的流速提供了更大的可变性，这样，第一锥形表面42′和第一级阀座60′的长形轮廓为使用者提供了对通过第一级26的流速的增强的控制。

使用者可以通过致动第二级28打开，以在第一级26的能力之外进一步增加流速。盖32与衬套30的凸肩70接合，并且通过衬套30在外阀塞44上施加驱动力。盖32沿着上游方向驱动外阀塞44，使得第二锥形表面52从第二级阀座76脱离(在图1B-1D中观察最佳)。使用者通过控制外阀塞44从第二级阀座76移位的距离来控制通过VFPV 12的第二级28的流速。当致动第二级28打开时，第一级26保持在完全打开位置。

在分配事件完成后，VFPV 12移回到完全关闭位置。第二级弹簧46(图1A-1D)将外阀塞44驱动回到关闭位置，其中，第二锥形表面52与第二级阀座76接合。第一级弹簧36作用在盖32上，并且沿着下游方向驱动盖32以及由此内阀塞34″，直到第一锥形表面42′与第一级阀座60′接合。

VFPV 12具有显著的优点。第一锥形表面42′和第一级阀座60′是长形的，并且在它们之间限定了长形的流动路径。长形的流动路径允许使用者对通过第一级26的流速进行精确控制。在致动第二级28打开之前致动第一级26打开，降低了VFPV 12上游的流体压力，从而减小了致动第二级28打开所需的力，并且增加了使用者对第二级28的致动的控制。另外，第一锥形表面42′和第二锥形表面52为使用者提供了对通过VFPV 12的流速的增强的控制。

尽管已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。

Claims (20)

1.一种可变流量阀，包括：

外阀塞，所述外阀塞包括：

阀塞主体，所述阀塞主体具有上游部分和从所述上游部分延伸的外塞锥形部分；和

延伸穿过所述阀塞主体的塞通道，所述塞通道包括：

延伸到所述阀塞主体的所述上游部分中的第一区段，所述第一区段包括第一级阀座；和

从所述第一区段延伸的第二区段；

衬套，包括：

上游端，所述上游端具有延伸穿过所述上游端的轴孔；

下游端；和

凸肩，所述凸肩径向向内延伸，并且被布置在所述上游端和所述下游端之间；

其中，所述衬套被布置在所述第二区段内；

内阀塞，所述内阀塞布置在所述塞通道中，并且通过所述轴孔延伸到所述衬套中，所述内阀塞包括：

头部，所述头部具有内塞锥形部分，所述内塞锥形部分被构造成与所述第一级阀座配合；和

穿过所述轴孔从所述头部延伸出的轴；和

盖，所述盖附装到所述轴，并且被布置在所述衬套内；

其中，所述盖被构造成在第一级关闭位置和第一级打开位置之间致动所述内阀塞，并且被构造成与所述衬套的所述凸肩接合，以在第二级关闭位置和第二级打开位置之间致动所述外阀塞。

2.根据权利要求1所述的可变流量阀，其中，所述轴还包括凸缘，所述凸缘从所述轴径向延伸，并且被构造成抵接所述盖的上游端。

3.根据权利要求2所述的可变流量阀，其中，所述内阀塞还包括附装部分，所述附装部分从所述凸缘延伸，并且延伸到所述盖的盖孔中。

4.根据权利要求1所述的可变流量阀，其中，所述塞通道的所述第一区段还包括在所述第一级阀座和所述第二区段之间延伸的中间部分。

5.根据权利要求4所述的可变流量阀，其中，所述轴包括台阶，并且其中，所述轴在所述头部和所述台阶之间的横截面积大于在所述台阶和所述盖之间的横截面积。

6.根据权利要求1所述的可变流量阀，其中，所述外阀塞包括弹性体，所述内阀塞包括金属，并且所述内塞锥形部分被构造成在内阀塞处于所述第一级关闭位置时与所述第一级阀座直接接合。

7.根据权利要求1所述的可变流量阀，其中，所述盖包括：

盖主体；

延伸穿过所述盖主体的盖孔，所述盖孔被构造成接收所述内阀塞的所述轴；和

从所述盖主体径向向外延伸的多个肋部。

8.根据权利要求1所述的可变流量阀，还包括：

围绕所述轴布置在所述衬套内的第一级弹簧，所述第一级弹簧在所述衬套的所述上游端和所述盖之间延伸。

9.根据权利要求1所述的可变流量阀，其中，所述外阀塞的所述上游部分包括从所述上游部分径向向外延伸的多个叶片。

10.一种用于分配流体的喷嘴，所述喷嘴包括：

喷嘴主体，所述喷嘴主体限定上游流体腔和下游流体腔；

外阀座，所述外阀座在所述上游流体腔和所述下游流体腔之间从所述喷嘴主体径向向内延伸；

布置在所述喷嘴主体中的可变流量阀，所述可变流量阀能够在完全关闭位置、部分打开位置和完全打开位置之间移动，其中，所述可变流量阀包括：

外阀塞，所述外阀塞包括：

阀塞主体，所述阀塞主体具有上游部分和外塞锥形部分，所述外塞锥形部分从所述上游部分延伸，并且被构造成与所述外阀座配合；和

塞通道，所述塞通道延伸穿过所述阀塞主体，并且包括第一级阀座；

第二级弹簧，所述第二级弹簧布置在所述上游流体腔中，并且被构造成使所述外阀塞朝着所述外阀座偏置；

布置在所述塞通道中的衬套；

内阀塞，所述内阀塞布置在所述塞通道中，并且延伸到所述衬套中，所述内阀塞包括：

头部，所述头部具有内塞锥形部分，所述内塞锥形部分被构造成与所述第一级阀座配合；和

轴，所述轴从所述头部延伸，并且延伸到所述衬套中；盖，所述盖附装到所述轴，并且布置在所述衬套内；和

围绕所述轴布置在所述衬套内的第一级弹簧，所述第一级弹簧在所述衬套的所述上游端与所述盖之间延伸；

其中，所述盖被构造成：将所述可变流量阀从完全关闭位置致动到所述内阀塞从所述第一级阀座移开的部分打开位置，和将所述可变流量阀从部分打开位置致动到所述外阀塞从所述外阀座移开的完全打开位置。

11.根据权利要求10所述的喷嘴，其中，所述塞通道还包括：

延伸到所述阀塞主体的所述上游部分中的第一区段，所述第一区段包括所述第一级阀座；和

从所述第一区段延伸的第二区段，其中，所述衬套被布置在所述第二区段内。

12.根据权利要求11所述的喷嘴，其中，所述塞通道的所述第一区段还包括在所述第一级阀座与所述第二区段之间延伸的中间部分。

13.根据权利要求12所述的喷嘴，其中，所述轴包括台阶，并且其中，所述轴在所述头部和所述台阶之间的横截面积大于在所述台阶和所述盖之间的横截面积。

14.根据权利要求10所述的喷嘴，其中，所述衬套包括：

上游端，所述上游端具有延伸穿过所述上游端的轴孔，其中，所述内阀塞通过所述轴孔延伸到所述衬套中；

下游端；和

凸肩，所述凸肩径向向内延伸，并且布置在所述上游端和所述下游端之间。

15.根据权利要求10所述的喷嘴，其中，所述第二级阀座与所述喷嘴主体成为一体。

16.根据权利要求10所述的喷嘴，其中：

所述喷嘴主体和所述第二级阀座包括金属；

所述外阀塞包括弹性体；

所述内阀塞包括金属；并且

所述外塞锥形部分被构造成在所述可变流量阀处于完全关闭位置和部分打开位置时与所述第二级阀座直接接合，所述内塞锥形部分被构造成在所述可变流量阀处于完全关闭位置时与所述第一级阀座直接接合。

17.根据权利要求10所述的喷嘴，其中，所述轴包括凸缘，所述凸缘从所述轴径向延伸，并且被构造成抵接所述盖的上游端。

18.根据权利要求17所述的喷嘴，其中，所述内阀塞还包括附装部分，所述附装部分从所述凸缘延伸，并且延伸到所述盖的盖孔中。

19.根据权利要求10所述的喷嘴，其中，所述第二级弹簧的弹簧刚度比所述第一级弹簧高。

20.根据权利要求10所述的喷嘴，还包括：

安装在所述喷嘴主体上的触发器；

凸轮，所述凸轮延伸穿过所述喷嘴主体，并且链接到所述触发器；和

推杆，所述推杆布置在所述下游流体腔中，并且连接到所述盖；

其中，所述触发器被构造成驱动所述凸轮旋转，所述凸轮被构造成使所述推杆朝着所述上游流体腔移位，所述推杆被构造成使所述盖移位，以将所述可变流量阀从完全关闭位置致动到部分打开位置，和从部分打开位置致动到完全打开位置。

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