CN113557363A - 用于流体流量的液压控制和平衡的阀 - Google Patents

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Abstract

一种用于流体流量的液压控制的阀(10,10')，包括：本体(12)，所述本体(12)提供有入口开口(14)、出口开口(14')和致动开口(16)；旋转中空闸板(20)，所述旋转中空闸板(20)旋转地容纳于所述本体内侧，所述旋转闸板(20)配置成由流体横穿并且适于改变所述阀(10,10')内侧的通路横截面，其中所述旋转闸板(20)包括至少一个第一开口(22')，所述至少一个第一开口(22')与至少一个配合第二偏心开口(15')旋转地协作，所述旋转闸板(20)配置成可在所述本体(12)内侧被手动致动，使得所述第一开口(22')相对于所述第二开口(15')的旋转与所述流体通路横截面在与所旋转轴线(11)基本重合的方向上的变化相匹配。

Description

用于流体流量的液压控制和平衡的阀
技术领域
本发明涉及一种用于流体流量的液压控制和平衡的阀。
更特别地，本发明涉及关于一种阀或液压装置的新技术方式，用于导管中流体流量的静态控制和动态平衡，特别地和非限制性地，还涉及用于加热和冷却住宅或工业环境的水力设施和热工设施的用途。
背景技术
用于流体流量的液压控制和平衡的阀(还称为PICV(压力独立控制阀))通常用于液压和热工应用，其中要求液体流(通常为水)在入口处保持恒定流量而无关于上游和下游流体压力变化。
用于流体流量的液压控制和平衡的一些已知类型的阀允许水力设施的更通用和简化设计和实施，其中要求将流至一个或多个用户的入口(诸如，例如热交换器、散热器、风扇对流机等)的流体热载体的流量保持恒定，不受朝向热源的上游和朝向用户回路的下游或其分支或部段所存在的流体压力条件影响，以满足每个单独用户的设计热要求和以防止热或流体动态失衡、能量浪费和其它控制装置的使用。
流量控制阀的常规实例通过提供有贯穿开口的简单球闸板阀来实现。旋转球与开设有阀入口端口和出口端口的球对准或错位，从而在最小值和最大值之间改变流体通路横截面。
用于流体流量的动态控制和平衡的阀的另一实例描述于以相同申请人姓名申请的欧洲专利EP 3201500(B1)中，该专利涉及一种阀，该阀包括用于流体流量的静态控制的装置(配置成改变阀入口和出口之间的通路端口的横截面)和流量动态平衡装置(配置成根据进入流体的流量变化来调节离开阀的流体的流量)。动态平衡装置包括穿孔元件，该穿孔元件插置于入口端口和中间腔室之间以使流体仅流动通过该穿孔元件的至少一个开口。此外，弹性元件放置于穿孔元件的面向阀本体中的流体入口端口的表面处，使得阀入口和出口之间压力差的增加通过弹性元件的扩大来匹配，以缩小穿孔元件开口的通路面积并且确保流量恒定。
目前，热工和水力的大大小小设施、住宅或工业设施可通过向用户回路设施输送“热”流体热载体而被加热和通过向用户设施的相同回路输送“冷”流体热载体而被冷却，所述热和冷流体热载体均由不同热源来供应。一般来说，在水力设施的组合式回路(用于加热和冷却，也称为“四管道”回路)中，根据用户的要求，通常通过常规多路阀(通常为“六路”阀(三加三路))来切换热流体热载体和冷流体热载体的输送，该常规多路阀配置成在相同回路内侧输送并且控制流体可选地在用于加热的热源和用于冷却的冷热源之间递送和返回。
此外，现在许多应用中，相同设施的一些用户或一些区段的回路需要以加热模式进行操作的同时允许其它一些用户以冷却模式进行操作。利用安装于每个用户或设施的(递送和返回)回路部段的终端的六路液压阀，允许了相同用户或部段可选地将加热模式和冷却模式彼此独立地切换，反之亦然。
本领域所用的多路转向阀的一些实例为已知的六路阀，该已知的六路阀例如通过组合两个常规三路转向阀来获得，该常规三路转向阀通常用于“四管道”设施中以用于以两种不同热源管理相同区域。
多路转向阀的典型实例描述于以相同申请人姓名申请的意大利专利申请IT201700010534中，该专利涉及一种多路阀，该多路阀包括具有第一和第二转向阀的阀本体，该第一和第二转向阀彼此协作并且各自提供有第一和第二转向构件和阀本体中的三联开口孔口，其中所述多路阀包括并入所述第一和第二转向构件的管状筒体。管状筒体容纳于阀本体内侧并且在阀本体内侧可位移，并且提供有命令构件以用于引起所述位移。
这些类型的多路转向阀的其它实例描述于下述现有技术文档US 2011/0303863(Al)、CN 2402891(Y)和CN 103133444(A)中。
然而，上述已知控制—平衡阀或PICV具有缺点和操作限制，特别是当它们用于提供有转向阀的组合回路和水力设施中以用于加热和冷却时。
所述的这些类型的控制/平衡阀(特别是在组合式加热—冷却水力设施中)的严重缺点在于其尺寸和可用于安装其的空间缺乏，并且在于以下事实：用户的递送—返回连接歧管和转向阀连接歧管两者中，存在通常必须布置和放置在狭窄场所中的大量的液压连接导管和管道，它们诸如盒或汇合箱。特别地，在对于现有建筑物和房屋所制成和配置的设施中，空间会更加狭窄或不可用。
常规组合式加热—冷却水力设施(提供有多路转向阀)的另一典型限制和缺点在于，用户所需的加热模式的流体热载体的标称流量通常不同于冷却模式的流量，因此需要利用流量控制装置或阀，该流量控制装置或阀配置成根据流入转向阀的流体热载体来自热源或冷源，改变其流量。
因此，对于操作者而言，很难具有足够空间能够容易地安装所述常规阀以用于流量的液压控制和平衡并且将它们连接至来自不同热源的转向阀的入口处的导管和递送歧管。
此外，即使是通过杠杆、旋钮、轮或龙头的手动型或通过电子或机电致动器或伺服机构的自动型，这两者都难以或甚至不可能确保用以致动控制/平衡阀自身所需的其它处理空间或方便性；因此，即使可以物理地安装阀，但是需要用于远程控制机电致动器或伺服机构的手动处理或容纳的空间仍将是狭窄或不舒适的。
此外，常规控制平衡阀的另一限制在于，所述处理空间或方便性以及用于容纳致动器或伺服机构的场所是与阀自身的流体通路横截面成比例地增加的。事实上，随着阀尺寸增加，配置成施加所需扭矩以使闸板移动的杠杆或手动命令元件也会增加，否则类似机械或机电伺服机构的尺寸和大小则必须增加以产生所需扭矩来操纵闸板自身。此外，小尺寸和几何上简单的动态平衡阀(未提供有膜或其它类型的装置，这些装置配置成测量入口和出口压力)的另一缺点在于，它们通常仅根据施加至调节构件的入口动量来调节流体流量，而非根据阀入口和出口端口之间的流体压力差来控制流量。
常规控制平衡阀的又一限制在于，其流体通路横截面与该阀外部尺寸相比的比率较低，并且由于内部构件的存在、其尺寸和其施加至流体的突然方向变化将会限制出口的最大流量，使得用户不得不选择较大的阀。
在存在狭小空间的情况下，需要对从不同源供应至转向阀的流体热载体的标称流量进行不同控制，这是用于确保用户回路内侧的规划热交换的必要特征，通常通过利用在管道连接歧管上、转向阀的递送开口孔口上提供的校准垫片来满足所需规定。所述垫片提供有校准尺寸中心孔，以生成集中流头损失，该集中流头损失在所设计标称压力条件下确保了所需的标称流体流量。
尽管这种常规技术方式适合于狭小空间和体积的安装，但也具有限制和缺点，因为例如由于用户设施在修改或扩展之后改变了条件，其无法进一步调节，也不允许操作者可视地检查先前所安装垫片的校准直径。
事实上，在最新的工程型实施方式中，所寻求的是设施易于根据用户变化的需求而适应和修改的能力，例如由未来的扩展或修改来引起，而该扩展或修改在上述实例中为不可能的，除非断开、拆卸或打开转向阀的端口之间的歧管连接导管才可以替换或重新校准控制装置(诸如所校准垫片)，此类操作除了不利和不舒适之外还需要成本和熟练技术操作者。
发明内容
本发明的目标包括：至少部分地克服上文所讨论现有技术的操作缺点和限制。更具体地，本发明的目标包括向操作者提供一种用于流体流量的液压控制和平衡的阀，该阀能够安装于极其狭小空间中，通常为提供有大量的互连管道或导管的机柜或通用歧管箱。
本发明的另一个目标包括提供一种用于流体流量的液压控制和平衡的阀，该阀可由操作者在极其狭小空间(通常为包括大量的互连管道或导管的机柜和通用歧管箱)中容易地布置、调整和操纵，而无需利用阀自身的本体外侧的杠杆、龙头、轮或其它处理伺服机构。
本发明的另一个目标包括提供一种用于流体流量的液压控制和平衡的阀，该阀能够易于布置并且与多路转向阀适应地配对或能够关联于现有设施。
最后但同样重要地，本发明的目标是提供一种小尺寸阀、一种多路转向阀组件或一种六路阀，其同时允许入口或出口端口处的流体流量的液体独立控制和/或平衡。
本发明的又一目标包括向操作者提供一种用于使流量动态地平衡的阀，该阀能够根据进入流体的动量以及阀入口端口和出口端口之间的压力差来控制流体流量。
本发明的又一目标包括向操作者提供一种用于流体流量的控制和平衡的阀，该阀的流体通路横截面和外部尺寸之间的比率较大，因此流量较大。
最后，本发明的另一目标包括提供一种用于流体流量的液压控制和平衡的阀，该阀能够长期确保高水平的强度和可靠性，并且制造容易且成本经济。
根据独立权利要求的本发明的用于流体流量的液压控制和平衡的阀将满足这些和其他目标。
根据下述详细描述，可更好地理解用于流体流量的液压控制和平衡的阀的结构和功能特性，其中该描述参考所附的一些表示优选非限制性实施例的附图，其中：
附图说明
图1为本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀的第一简化实施例的轴测图的示意图，该示意图清楚地示出了由操作者所执行的手动调节控制步骤，该操作者通过形成于阀本体中的开口作用于闸板的外表面上；
图2为本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀的第一实施例的另一轴测图(从不同视角)的示意图；
图3为本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀的第一实施例的分解轴测图的示意图；
图4为本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀的第二实施例的轴测图的示意图，该示意图清楚地示出了由操作者所执行的手动调节控制步骤，该操作者通过形成于阀本体上的开口作用于闸板的外表面上；
图5为本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀的第二实施例的另一轴测图(从不同视角)的示意图；
图6为本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀的第二实施例的分解轴测图的示意图；
图7和图8分别为本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀的第一实施例的前视图和侧视图的示意图；
图9和图10分别为本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀的第一实施例的沿着图7的平面B-B的纵向剖视图和沿着图9的平面A-A的纵向剖视图的示意图；
图11和图12分别为本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀的第二实施例的前视图和侧视图的示意图；
图13和图14分别为本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀的第二实施例的沿着图11的平面B-B的纵向剖视图和沿着图13的平面A-A的纵向剖视图的示意图；
图15为本发明目标的在已知多路液压转向阀中提供有用于流体流量的液压控制和平衡的两个阀的前视图的示意图，该已知多路液压转向阀设置于热源的入口开口上。
具体实施方式
初步参考图1至图3并且特别地参考图7至图10，这些图示出了本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀的第一简化实施例，该阀由10来指示并且仅适合于静态地控制或预调节流体流量。
此外，参考图4至图6和图11至图14，这些图示出了本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀的第二实施例，该阀通常由10'来指示并且均配置成静态地控制或预调节流体流量并使之动态地平衡。
所述阀10和阀10'包括：
—本体12，本体12通常具有大体管状圆柱形状，本体12的端部设置提供有入口开口14，出口开口14'，并且具有径向地形成于本体12自身上的至少一个致动开口16；
—旋转中空闸板20，旋转中空闸板20相对于旋转轴线11旋转地容纳于所述本体12内侧，所述旋转闸板20配置成由流体横穿并且适于旋转地改变阀10和阀10'的本体12自身内侧的流体的通路横截面。
特别地参考图9和图10和图13以及图14，阀10和阀10'包括新型的旋转闸板20；旋转闸板20具有玻璃杯或杯子形状，该玻璃杯或杯子形状包括至少一个第一开口22'，沿着所述旋转闸板20的旋转轴线11形成，并且偏心于同一旋转轴线11；所述第一开口22'与至少一个配合第二开口15'协作地旋转，偏心于旋转闸板20的同一旋转轴线11；所述第二开口15'形成于所述本体12的内壁15上，使得所述第一开口22'相对于所述第二开口15'的旋转与流体通路横截面的变化相匹配。所述旋转闸板20进一步配置成通过所述致动开口16经由其所暴露直径表面在所述主体12内直接手动旋转地致动，使得所述第一开口22'相对于所述第二开口15'的旋转与流体通路横截面在与相同旋转闸板20的旋转轴线11基本重合的方向上的变化相匹配。
仍参考附图的优选实施例，本体12可有利地包括两个致动开口16，彼此相对地在径向上和直径上形成，使得有可能从本体12的外侧易于访问旋转闸板20的外部直径表面的直径相对部分，使得操作者将能够通过他/她的两个相对手指抓持旋转闸板20。
第一开口22'为洞穿的，并且可以不同方式来成形，并且形成于所述旋转闸板20的底壁22上，所述闸板旋转地面向抵着本体12的所述内壁15的底座。
第二配合开口15'也为洞穿的，并且可不同地成形，优选地与第一开口22重合。所述第一开口22和第二开口15'的数量可大于一，如在图3和图6所示的实施例中，它们通过使第一开口相对于第二开口旋转，通过旋转闸板20的旋转而可选地允许流体通路横截面增加或降低。
所述内壁15可直接地制成和形成于本体12中，或可有利地由穿孔盘形元件来限定，该穿孔盘形元件可移除地容纳于本体12内侧。所述内壁15还可提供有至少一个叶状部分17，至少一个叶状部分17与形成于本体12内侧的对应配合凹陷部相配合，所述叶状部分17设置成防止相同内壁15旋转并且将第二开口15'保持在相对于旋转闸板20的第一旋转配合开口22'静止的位置。
所述本体12和所述旋转闸板20优选地由金属材料来制成，通常为铜合金或铁合金；然而还可有利地由塑料聚合物材料和热塑性材料，或通过烧结金属或陶瓷粉末所获得的材料或通过额外制造过程所获得的材料来制成。
本体12还可优选地在其端部处提供有已知连接装置24,24'，已知连接装置24,24'配置成将阀10连接至常规元件以用于连接管道和导管，诸如，例如螺纹、连接器、配件或等同物(凸状和凹状型两者)。
有利地，一个或多个夹持型材25(诸如套环或六角键型材，该套环或六角键配置成与常规组装六角键和工具配合)还可形成于本体12的外表面上。
旋转闸板20可有利地提供有不规则表面部分26，不规则表面部分26例如通过对金属表面进行滚花来获得，形成于外表面自身的环形部分上并且通过本体12的致动开口16来暴露，并且配置成易于允许操作者将其手动地致动。
特别地仅参考图8和图12，有利地，所述旋转闸板20还可提供有分级标度27，分级标度27同样在本体12的致动开口16处形成于旋转闸板20外表面的所暴露环形部分上，所述分级标度27通过丝网印刷或冲压金属表面来获得，并且配置成与形成于本体12上的刻痕或基准19向本体12外侧的操作者协作地指示旋转闸板20的第二开口22'相对于内壁15的静止第二开口15'的角度位置，并且对应于流体通路开口的更大或更小延伸。
参考图3、图9和图10，在第一实施例中，阀10包括间隔件82，间隔件82容纳于具有大体环形形状的所述本体12中，所述间隔件82配置成使开口14封闭，以防止内部元件从阀10的本体12抽出。
阀10,10'还可包括设置于本体12和旋转闸板20之间的常规第一流体密封元件90和设置于所述旋转闸板20和所述间隔件82之间的第二流体密封元件90'。所述第一和第二密封元件90,90'还可装配和容纳于配合底座或凹陷部中，该配合底座或凹陷部形成于相同旋转闸板20和间隔件82上或另选地形成于本体12内表面上。
阀10,10'还可包括设置于本体12和其它连接元件、液压装置或阀(未示出)之间的常规第三流体密封元件95，所述第三流体密封元件95通常装配和容纳于合适底座或凹陷部中。
现参考图4至图6和图11至图14并且特别地参考图6、图13和图14，在第二实施例中，阀10'还包括：
—套筒30，套筒30具有大体管状形状，容纳于旋转闸板20内侧并且与之一起限定了大体环面环形腔室50，所述套筒30提供有形成于套筒30自身的侧壁中的至少一个第一贯穿径向开口32并且设置成在其端部处接触所述旋转闸板20的底壁22，并且相对端部面向入口开口14；
—浮动活塞或闸板40，浮动活塞或闸板40滑动地容纳于套筒30内侧，具有大体管状玻璃杯或杯子形状，具有底部42，并且提供有形成于侧壁上的至少一个第二径向贯穿开口43，与所述第一径向开口32协作和配合，所述浮动闸板40限定了第一内部腔室41和第二内部腔室52，第二内部腔室52包括和界定于浮动闸板40自身的底部42、套筒30以及旋转闸板20的底壁42之间；
使得浮动闸板40的所述第二径向开口43相对于套筒30的所述第一径向开口32的轴向平移运动与流体通路横截面的变化相匹配，该流体通路横截面与浮动闸板40的轴向滑动成比例。
所述流体通路横截面(限定于所述第一和第二径向开口32,43之间)配置成通过第一腔室41将所述环形腔室50流体地连接至阀10'的入口开口14。相比之下，所述第二内部腔室52通过至少一个通路55流体地连接至出口开口14'，至少一个通路55穿过旋转闸板20的底壁22和内壁15，使得由入口开口14和出口开口14'之间的压力差所确定的力作用于浮动闸板40的底部42。
优选地，所述通路55与旋转轴线11共轴地形成，使得其未改变通路横截面或未受旋转闸板20相对于内壁15的旋转运动所阻挡。
参考附图的阀10'的优选实施例，多个所述第一和第二径向开口32,43在直径方向上形成并分布于所述套筒30和所述浮动闸板40的侧壁上，使得套筒30和浮动闸板40之间相对于旋转轴线11的相对旋转，将能够确定流体通路横截面相对于浮动闸板40的轴向滑动运动的可忽略变化。
阀10'还可提供有弹性回复元件60，弹性回复元件60在第二内部腔室52内侧设置于浮动闸板40的底部42和旋转闸板20的底壁22之间，并且配置成以第一径向开口32和第二径向开口43保持成对应于最大流体流通路的位置，使得浮动闸板40自身保持于单稳态位置。
有利地，所述套筒30还可通过承口21稳定共轴地容纳于旋转闸板20中，承口21形成于旋转闸板20自身的底壁22上，以改善环形腔室50和第二内部腔室52之间的流体密封。
有利地，弹性元件60还可在其端部处容纳于第一凹陷部21'(形成于旋转闸板20的底壁22)内侧和第二凹陷部42'(形成于浮动闸板40的底壁42处)内侧，以相对于套筒30和浮动闸板40自身牢固地保持于适当位置。
具体地，参考图9和图13的优选实施例，其中套筒30和浮动闸板40可有利地以“杯状”形状来形成，该“杯状”形状在面向入口开口14的对应端部处具有直径增加横截面，以实现第一和第二配合径向开口32,43以及第一和第二配合开口22',15'的较大结构尺寸(相对于由较简单圆柱形管状形状可获得的结构尺寸而言)。
套筒30和浮动闸板40的杯状形状在其间限定了另一第三腔室53，第三腔室53具有随着浮动闸板的轴向滑动而改变的体积。在压缩该第三腔室内侧所捕获的空气时，所述第三腔室还可作用为弹性元件。
可提供用于排出所述第三腔室53的壁之间所捕获的可能不可压缩液体的一个或多个排出孔44，并且因此防止浮动闸板40在套筒30内侧自由地滑动。
再次参考附图的优选实施例，所述套筒30可包括具有肩部的直径增加部分35，该肩部形成于其开放端部处，该开放端部面向入口开口14，所述直径增加部分35配置成允许套筒30稳定地容纳于本体12内侧。在另一另选实施例中，直径增加部分35可与套筒30分开并且接触套筒30，或可例如由阀10的第一简化实施例的间隔件82来替换。
还特别地参考图13和图14，阀10'可包括设置于本体12和旋转闸板20之间的一个或多个常规第一流体密封元件90和设置于所述旋转闸板20和所述套筒30之间的一个或多个流体密封元件90'。所述第一和第二密封元件90,90'可装配和容纳于配合底座或凹陷部中，该配合底座或凹陷部形成于套筒30的旋转闸板20和直径增加部分35上或另选地形成于本体12的内表面上。
套筒30和浮动闸板40还可优选地由金属材料来制成，通常为铜合金或铁合金；然而它们还可有利地由塑料聚合物材料或热塑性材料、或通过烧结金属或陶瓷粉末所获得的材料、或通过额外制造过程所获得的材料来制成。
再次参考所有图1至图14，所述阀10和阀10'可有利地提供有常规止动元件80(诸如，例如弹性保持环状物、按扣环状物(已知为Seeger)、垫片和类似物)，常规止动元件80容纳于环形凹陷部中，该环形凹陷部形成于本体12的入口开口14上，所述止动元件80配置成防止所述间隔件82和/或闸板40轴向地滑动和抽出。
现仅参考图6、图13和图14，在第二实施例中，阀10'还可包括至少一个第三流体密封元件92(诸如，例如垫圈或O形环)，第三流体密封元件92设置于套筒30和浮动闸板40之间并且配置成维持所述第一内部腔室41和所述第二内部腔室52之间的流体密封。有利地，所述第三密封元件92还可装配和容纳于底座或凹陷部45中，底座或凹陷部45形成于浮动闸板40的外部直径表面上。
所述第一和第二密封元件90和90'以及所述其它密封元件95可为垫圈型或O形环型，优选地由聚合物或弹性体材料制成。
仅参考图15，本发明目标的一部分还在于一种装置，该装置包括阀10,10'，阀10,10'附接至常规多路液压阀或转向阀100(诸如，例如六路(3+3)阀)，提供有阀本体102和多个开口104(形成于阀本体102自身上)以及致动内构件106，该致动内构件106能够将进入入口开口的流体流量从两个独立热源朝向热用户回路选择性输送至单个输出开口并且从该用户回路的返回开口选择性地返回朝向两个出口开口，从而返回至源。
多路阀或转向阀100包括用于流体流量的液压控制和平衡的至少一个阀10,10'，该流体流量在多路阀或转向阀100自身的开口之一处稳定，优选地但以非限制性方式，在由热学源(例如，热源和冷源)连接至多路阀或转向阀100的开口104处稳定。
根据本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀10,10'的描述，应理解下文所描述的操作。
参考图1至图3和图7至图10，在第一简化实施例中，阀10能够提供流体流量的仅一种静态控制或预调节。以与前文参考阀10的第一实施例所描述的相同方式，流体流量的静态控制也与阀10'的第二实施例相同。
在本发明的阀10,10'中，在不要求利用杠杆、旋钮、龙头或轮的情况下，当闸板自身的外部直径表面操作为致动装置时，旋转闸板20(例如，不同于常规中空球闸板)配置成使流体相对于轴线(该轴线与流体流动方向大体重合)旋转并且该流体可流过入口开口14和出口开口14'。
操作者通过本体12的致动开口16以一个或多个手指作用于不规则表面部分26上，使旋转闸板20相对于阀10,10'的本体12自身旋转。旋转闸板20的旋转与第一开口22'对准，使得它们与内壁15的配合第二开口15'协作地取向，以使阀10,10'内侧的端口或流体流通路横截面在最小值或空值和最大值(分别对应于可获得流量的最大限值和最小限值)之间相应地改变。
阀10,10'可配置成在适当位置使流体流中断，其中第一开口22'和第二开口15'未重叠(甚至未部分地重叠)，或阀10,10'可配置成通过在第一和第二开口22',15'自身之间始终留置最小重叠表面而始终确保最大流体流通路。当旋转闸板20的第一开口22'的形状彼此重合时，通过使内壁15的第二开口15'的形状重叠，获得了流体流通路的最大开口。第一开口22'和第二开口15'之间的偏置角度越大，流体流通路开口将越小。分级标度27(存在于旋转闸板20的外表面上)向操作者示出了开口22'和15'的偏置角度；当该偏置角度为约0°时，换句话讲，开口彼此完全地重叠，分级标度的最大值位于刻痕或基准19处。反之亦然，当第一开口22'和第二开口15'之间的最大偏置角度为最大值并且对应于流体的最小或空通路端口时，分级标度的最小值对应于刻痕或基准19。
一旦通路端口的开口或横截面通过使旋转闸板20旋转进行调节以将分级标度27上所选的数值取为对应于期望标称流量的刻痕或基准19，则因此在不存在上游和下游压力变化的情况下，离开阀10,10'的流量将保持恒定。
参考图4至图6和图11至图14，第二实施例的阀10'还能够提供(除了静态控制或预调节之外)流量动态平衡；换句话讲，通过使旋转闸板20旋转，还由于上游和下游流体压力条件的变化，阀10'能够使由分级标度27所设定的流体流量自平衡并且维持恒定。
在初始瞬时阶段，加压流体流通过入口开口14进入阀10'并且在浮动闸板40的第一内部腔室41的附近流动，从而撞击浮动闸板40自身；加压流体流过由套筒30的第一径向开口32和浮动闸板40的第二径向开口43(所述开口完全地重叠)所限定的通路横截面，淹没环形腔室40。
特别地参考图13和图14，所进入液体流量的增加动量引起第一内部腔室41的增加压力并且因此在浮动闸板的底部42上产生力(与其长度成比例)，从而引起其轴向地平移并且从而克服了弹性元件60的力。穿过第一和第二径向开口32,43的增加流量(通过第一内部腔室41的压力增加来确定)还增加了浮动闸板40上的推力，因此导致浮动闸板40平移朝向出口开口14'，其中第二径向开口43相对于套筒30的第一径向开口32平移，因此减小了环形腔室50的液体流的其重叠和通路横截面，从而引起流量减小。
弹性元件50的刚度也确定了压力范围，其中浮动闸板40能够补偿压力差。
仍参考相同附图，如果流体压力和其动量降低，从而引起穿过阀10'的液体流量的减少，那么弹性元件60将克服由该流体施加于底部22上的反向力，从而使浮动闸板40在反向方向上平移并且增加从第一内部腔室41至环形腔室50的流体通路横截面，以始终将流量维持一恒定期望标称值。
如果进入流体的动量增加，并且入口和出口之间的压力差也增加，那么它们还引起流体流量的增加，使得浮动闸板40移动至左侧，并且那么流体通路横截面缩小，使得入口处的增加压力得以补偿并且预设流量维持恒定。
如果阀10'的出口开口14'处的上游流体动量降低和/或下游压力增加，那么流体流量降低。出口开口14'处的流体压力与第二内部腔室52内侧的压力相同，因为所述第二内部腔室52通过通路55始终与出口开口14'流体连通(图13和图14)。
出口开口14'的流体压力因此传送至第二内部腔室52中，使得具有弹性元件60的浮动闸板40推动至右侧以增加第一和第二径向开口32,43处的流体横截面，使得较大量的流体在阀10'中收回并且压力差减小。
通过使旋转闸板20与本体12流体地密封，第一密封元件90确保了阀10,10'的操作；同时第三密封元件92流体地密封第一和第二内部腔室41,52。
仍参考相同附图，本发明阀的操作相对于传统阀为创新的，因为由第二内部腔室52的流体压力所确定的力在浮动闸板40的底部42上起作用。由出口开口14'中阀的下游压力所确定的所述力添加至弹性元件60的力，并且它们一起推动浮动闸板40以增加环形腔室50的流体通路横截面，并且较大量的液体通过第一和第二开口22',15'在出口开口14'中从环形腔室50收回。
在这种配置中，除了根据所进入流体流的动量进行操作之外，阀10'还有利地根据进入第一内部腔室41的流体压力和离开第二内部腔室52的流体压力之间所测量的压力差(Dr)进行操作。
再次仅参考图15，与传统液压多路阀或转向阀100(诸如，例如六路(3+3)阀)配对的阀10,10'允许通过单个紧凑装置在用户液压回路的入口处管理两个不同热入口源(例如，热源和冷源)的静态控制和动态平衡，这两个不同热入口源通常要求流体流量彼此不同。
除了易于安装并放置于多路阀100的开口104上并且具有紧凑尺寸之外，阀10,10'还允许操作者预调节不同热源的流量，而无需从阀的开口104断开递送导管和歧管。此外，阀10,10'允许操作者有利地看到阀10,10'自身的分级标度27，穿过多路阀100的不同开口104的流量的预调节设定值。
本发明目标的阀10,10'可有利地安装于开口104上，开口104配置为热源的入口，无关于其在多路阀100上的位置。
先前说明使通过本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀所获得的优点变得清晰。
本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀是特别有利的，因为其可易于安装于极其狭小空间和通用箱中(其中接纳了大量的导管和管道)，而这是因为所述阀在几何上简化成圆柱形管道的区段或片段的形状。
具体地，当与传统多路转向阀或“六路”阀安装配对时，本发明的阀在狭小空间中的较容易和较平滑安装使其为特别方便的。
本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀也为特别有利的，因为其允许用户例如根据用户设施变化的条件或延伸而从外侧进行检查并且调整流量，而无需拆卸连接歧管和管道并且无需熟练操作者在场。
用于流体流量的液压控制和平衡的阀的另一相关优点在于，其不具有突出或凸出于阀本体自身上方的致动构件，诸如杠杆、旋钮、拧紧龙头或机电致动器(它们会减少安装的可用空间)。
因此，用于流体流量的液压控制和平衡的阀的另一优点包括操纵控制构件、杠杆、旋钮、龙头等所需的空间较少，因为该阀可通过仅以操作者的一个手指的作用来容易地致动。
本发明的用于流体流量的液压控制和平衡的阀的另一优点在于，在液压平衡步骤期间，该阀不仅能够根据使内部平衡构件移动的液体流的动量，还能够根据该阀的入口开口和出口开口之间的压力差来控制流量。
用于流体流量的液压控制和平衡的阀的另一重要优点在于，由于低负荷损失和通过维持流体的线性方向而无突然方向变化所获得的c，该阀允许基本等同于小外部尺寸的流体流量。
本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀的又一优点在于，虽然传统阀的操纵构件和操纵空间与阀尺寸成比例地增加，但是在本发明的目标的阀中，该阀保持恒定，因为其可仅由操作者的仅一个手指来容易地致动，无关于阀的尺寸和比例。
用于流体流量的液压控制和平衡的阀的另一优点在于，该阀的纵向尺寸可保持大体不变，即使阀径向尺寸增加。另外，虽然在传统阀中，用于致动控制构件所需的力随着阀尺寸增加而增加，但是通过本发明目标的用于流体流量的液压控制和平衡的阀，因为作用于不规则表面部分26上的操作者的杠杆臂随着旋转闸板20的直径尺寸增加而增加，所以该力保持恒定并且该阀可由操作者的仅一个手指来容易地致动。
虽然先前所描述的本发明特别地参考以例示非限制性方式所给出的一些优选实施例来描述，但是根据上文所讨论的描述，本领域的技术人员将理解许多修改和变型。因此，本发明旨在涵盖落入附属权利要求书的范围内的所有修改和变型。

Claims (16)

1.一种用于流体流量的液压控制的阀(10,10')，所述阀(10,10')包括：
—本体(12)，所述本体(12)提供有入口开口(14)、出口开口(14')和致动开口(16)；
—旋转中空闸板(20)，所述旋转中空闸板(20)相对于旋转轴线(11)旋转地容纳于所述本体(12)内侧，所述旋转闸板(20)适于由流体横穿并且适于改变所述阀(10,10')内侧的通路横截面，
其特征在于，所述旋转闸板(20)包括至少一个第一偏心开口(22')，所述至少一个第一偏心开口(22')与形成于所述本体(12)的内壁(15)上的至少一个配合第二偏心开口(15')旋转地协作，所述旋转闸板(20)配置成通过所述致动开口(16)在所述本体(12)内侧可被手动致动，使得所述第一开口(22')相对于所述第二开口(15')的旋转与所述流体通路横截面在基本上与所述闸板(20)自身的所述旋转轴线(11)重合的方向上的变化相匹配。
2.根据权利要求1所述的阀(10,10')，其中，所述至少一个第一开口(22')形成于所述旋转闸板(20)的底壁(22)上，所述旋转闸板(20)旋转地面向所述本体(12)的所述内壁(15)。
3.根据权利要求1所述的阀(10,10')，其中，所述内壁(15)由容纳于所述本体(12)内侧的盘形穿孔可移除元件来限定。
4.根据权利要求3所述的阀(10,10')，其中，所述内壁(15)提供有与形成于所述本体(12)内侧的对应凹陷部相配合的至少一个叶状部分(17)，所述叶状部分(17)设置成防止所述内壁(15)旋转。
5.根据权利要求1所述的阀(10,10')，其中，所述旋转闸板(20)提供有在所述本体(12)的所述致动开口(16)处形成于其外表面的环形部分上的粗糙表面部分(26)。
6.根据权利要求1所述的阀(10,10')，其中，所述旋转闸板(20)提供有在所述本体(12)的所述致动开口(16)处形成于其外表面的环形部分上的标度(27)，所述标度(27)与形成于所述本体(12)上的刻痕或基准(19)协作。
7.根据权利要求1所述的阀(10,10')，包括第一间隔件(82)，所述第一间隔件(82)容纳于所述本体(12)中并且具有大体环形形状，所述间隔件(82)适于使所述入口开口(14)封闭以防止所述内部元件从所述阀(10,10')的所述本体(12)抽出。
8.根据权利要求1所述的阀(10')，包括：
—套筒(30)，所述套筒(30)容纳于所述旋转闸板(20)内侧并且与其一起限定环形腔室(50)，所述套筒(30)提供有形成于所述套筒(30)自身的侧壁上的至少一个第一径向开口(32)，并且所述套筒(30)设置成在其端部处接触所述旋转闸板(20)的所述底部(22)，并且其相对端部面向所述入口开口(14)；
—浮动闸板(40)，所述浮动闸板(40)成形为具有底部(42)的大体管状，滑动地容纳于所述套筒(30)内侧，并且提供有至少一个第二贯穿径向开口(43)，所述至少一个第二贯穿径向开口(43)形成于所述浮动闸板(40)的侧壁上，与所述第一径向开口(32)协作并配合，所述浮动闸板(40)限定第一内部腔室(41)和第二内部腔室(52)，使得所述浮动闸板(40)的所述第二径向开口(43)相对于所述套筒(30)的所述第一径向开口(32)的旋转移动与所述流体通路横截面的变化相匹配，所述流体通路横截面与所述浮动闸板(40)的轴向滑动成比例；所述流体横截面配置成通过所述第一腔室(41)将所述环形腔室(50)流体地连接至所述阀(10')的所述入口开口(14)，所述第二内部腔室(52)通过通路(55)流体地连接至所述出口开口(14)，所述通路(55)穿过所述底壁(22)和所述内壁(15)。
9.根据权利要求8所述的阀(10')，其中，多个所述第一和第二径向开口(32,43)形成于所述套筒(30)和所述浮动闸板(40)的所述侧壁。
10.根据权利要求8所述的阀(10')，包括弹性元件(60)，所述弹性元件(60)在所述第二内部腔室(52)中设置于所述浮动闸板(40)的所述底部(42)和所述浮动闸板(20)的所述底壁(22)之间，所述弹性元件(60)配置成将所述浮动闸板(40)自身保持于单稳态位置。
11.根据权利要求8所述的阀(10')，其中，所述套筒(30)通过承口(21)牢固地和共轴地容纳于所述旋转闸板(20)中，所述承口(21)形成于所述旋转闸板(20)自身的所述底壁(22)上，以改善所述环形腔室(50)和所述第二内部腔室(52)之间的流体密封。
12.根据权利要求10所述的阀(10')，其中，所述弹性元件(60)在其端部处容纳于第一凹陷部(21')中并且容纳于第二凹陷部(42')中，以相对于所述套筒(30)和所述浮动闸板(40)稳定地定位；所述第一凹陷部(21')形成于所述旋转闸板(20)的所述底壁(22)自身上，所述第二凹陷部(42')形成于所述浮动闸板(40)的所述底部(42)的所述端部。
13.根据权利要求8所述的阀(10')，其中，所述套筒(30)和所述浮动闸板(40)形成为杯状形状，所述杯状形状在面向所述入口开口(14)的所述对应端部处具有直径增加横截面。
14.根据权利要求8所述的阀(10')，其中，所述套筒(30)和所述浮动闸板(40)的所述杯状形状限定第三腔室(53)，所述第三腔室(53)具有适于随着所述浮动闸板(40)轴向地滑动而改变的体积。
15.根据权利要求14所述的阀(10')，包括一个或多个排出孔(44)以用于排出捕获于所述第三腔室(53)的所述壁之间的可能不可压缩液体。
16.一种多路液压阀或转向阀(100)，包括阀本体(102)和多个连接开口(104)，并且包括根据前述权利要求1至15中任一项所述的至少一个阀(10,10')。
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