CN115605702A - 用于液压阀的受控关闭系统 - Google Patents

Abstract

具有受控关闭系统的阀(10)包括壳体(20)，壳体具有入口端口(22)、液体出口端口(26)和入口室(40)。压力响应关闭机构(34)设置在入口端口(22)和液体出口端口(26)之间。控制室(46)经由流体通道(54、64)与入口室(40)流体连通。流体通道(54、64)包括用于控制所述流体通道(54、64)的开闭的受控关闭系统。该受控关闭系统包括密封件(60)，该密封件可相对于所述流体通道(54、64)的开口(62)移动并且可密封地抵靠所述开口(62)。

Description

用于液压阀的受控关闭系统

技术领域

本发明总体涉及液压阀，具体涉及用于液压阀(如液体排放阀)的受控关闭系统。

背景技术

转让给下文公开的本发明的受让人的欧洲专利3039326描述了液体排放阀，其构造成用于高流量和高压液体排放。参照图1A和图1B描述该阀。

在图1A中，液体排放阀10包括壳体20，壳体具有入口端口22和液体出口端口26，入口端口22可联接到液体管线24(以虚线示出)。液体出口端口26从壳体延伸，并可被联接以将通过其冲洗的任何液体返回到液体系统，或清除在别处。

入口室40包括设置在入口端口22和液体出口端口26之间的压力响应关闭机构34。关闭机构34被构造成选择性地打开入口端口22和液体出口端口26之间的液体流动路径38。控制室46经由受限流体通道54与入口室40流体连通。在现有技术中，流体通道54总是打开的。

气动阀48与控制室46流体连通。排放导阀50与控制室46流体连通。

关闭机构34通常设置在其关闭位置，以防止液体从入口端口22流到液体出口端口26。气动阀48在其关闭位置被构造成防止液体流过流体出口端口99。在控制室46内的压力降低的情况下，关闭机构34移位到其打开位置，由此允许液体沿入口端口22和液体出口端口26之间的流动路径38流动。

压力响应关闭机构34包括柱塞组件70，该柱塞组件可在最上部的打开位置和最下部的关闭位置之间轴向移位。总是打开的流体通道54延伸穿过关闭机构34的柱塞组件70。滚动膜74在其一端76处被夹紧到柱塞组件70上，并且在其另一端78处被夹紧到固定在壳体内壁内的部分上。膜74是柔性密封构件，并将壳体分成入口室40和控制室46。

液体泄放端口86可以在控制室46和入口室40之间延伸，以允许液体从控制室46泄放到液体管线24。

气动阀48包括固定地联接到壳体20的壳体90、和延伸到控制室46中并与控制室46流体连通的流体入口92。

壳体90具有与出口99连通的流体通流孔口96和形成在壳体90中并限定孔口96的阀座。柔性闭合膜100在一端102固定到壳体90，在第二端104固定到设置在壳体90内的浮动构件108。浮动构件108在浮力压力下可在最低的、打开位置和最高的、关闭位置之间轴向移动。在关闭位置，闭合膜100压靠阀座以密封孔口96。

通流孔口96可以具有基本上细长的狭缝状的第一出口孔口96A，并且可以在其一端与第二出口孔口96B连通，第二出口孔口96B的面积基本上大于第一孔口96A的面积。

浮动构件108从关闭位置到打开位置的移位逐渐地将闭合膜100的连续直线横向部分分离，最初从第一出口孔口96A分离并且随后从第二出口孔口96B分离，而浮动构件108从打开位置到关闭位置的移位允许闭合膜100变得被密封地偏压在出口孔口上并密封阀座。在浮动构件108的底端处，存在呈密封盘形式的单向阀112，该密封盘被构造成用于支承在流体入口92的密封肩部上以对其进行密封；这防止了当气动阀48处于其打开位置时流体进入控制室46。

排放导阀50通过入口118联接到壳体20。入口流体流动路径120延伸到控制室46中。入口流体流动路径120的截面积(A1)大于受限流体通道54的截面积(A2)。排放导阀50配置有排放端口124和设置在入口端口118和排放端口124之间的密封肩部126。密封柱塞128在其一端配置有密封构件130，该密封构件130构造成以密封方式支承在环形密封肩部126上，柱塞128的相反端由压缩弹簧134偏压。因此，柱塞可在常闭位置和打开位置之间移位，在常闭位置，密封构件130密封地支承在密封肩部126上，在打开位置，密封构件130与密封肩部126脱开，以从控制室46释放压力。

因此，排放导阀50是被构造成在预定压力阈值处打开的减压阀。该压力阈值可通过人工控制螺旋弹簧134的压缩力来控制，所述人工控制通过旋转帽140(或图2至图6中的螺栓)从而张紧或释放弹簧来实现。

图1B示出了液体排放阀10的另一形式。在这种形式中，排放导阀250具有管347，该管在联接端口223处联接到入口22，并且在附加端口345处联接到排放导阀250的控制室。

在这种设置中，排放导阀250的入口22和控制室处于相同的压力。这消除或基本上减少了锤击，从而提供排放导阀250的稳定操作。

发明内容

本发明寻求提供用于液压阀(例如液体排放阀)的改进的受控关闭系统，如下文较详细描述的。将针对图1A或图1B所示类型的阀描述该受控关闭系统，但是本发明不限于这种类型的阀。

因此根据本发明的实施方式提供了一种具有受控关闭系统的阀，所述阀包括：壳体，所述壳体具有入口端口、液体出口端口、入口室、设置在所述入口端口与所述液体出口端口之间并且被构造成用于选择性地打开其间的液体流动路径的压力响应关闭机构、经由流体通道与所述入口室流体连通的控制室、与所述控制室流体连通并且与出口孔口流体连通的气动阀，其中，所述关闭机构被构造成移位到打开位置中以允许液体沿着所述入口端口与所述液体出口端口之间的所述流动路径流动；并且其中，所述流体通道包括用于控制所述流体通道的开闭的受控关闭系统，所述受控关闭系统包括密封件，所述密封件能够相对于所述流体通道的开口移动并且能够密封所述开口。

附图说明

从以下结合附图的详细描述中将更全面地理解和认识本发明，在附图中：

图1A和图1B是如欧洲专利3039326中所述的现有技术的液体排放阀的简化截面图；

图2至图6是根据本发明的非限制性实施方式构造和操作的用于液压阀液体排放阀的受控关闭系统的简化截面图，其中：

在图2中，关闭系统的可移动密封件不密封阀的入口室和控制室之间的流体通道，压力响应关闭机构的柱塞组件密封阀的入口，并且气动阀的浮动构件不挤压闭合膜来密封气动阀的出口孔口。使得进入阀的入口的空气可以上升并且流动穿过入口室与控制室之间的流体通道，流过浮动构件并且流出气动阀的出口孔口到达外部环境；

在图3中，入口室中的压力大于大气压力，大气压力是控制室中的压力；压力差引起压力响应关闭机构的柱塞组件上升并且允许液体(水)和气体(空气)进入入口，这引起关闭系统的可移动密封件上升并且密封阀的入口室与控制室之间的流体通道，并且还引起气动阀的浮动构件压靠闭合膜以密封气动阀的出口孔口，使得进入阀的入口的空气不流出气动阀的出口孔口并且进入入口的流体可以流出液体出口端口；

在图4中，流体已经进入滚动膜上方的控制室，使得控制室中的压力与入口室中的压力相同；由于面积的不同，压力响应关闭机构开始下降。关闭系统的可移动密封件仍然密封阀的入口室和控制室之间的流体通道。这减慢了压力响应关闭机构的柱塞组件的下降运动；

在图5中，压力响应关闭机构的柱塞组件已经完成其下降并密封阀的入口；一旦流体不能再流到液体出口端口，密封件立即落下以打开流体通道，并且阀准备好空气进入阀入口并返回到图2的构造；以及

在图6中，在已经返回到图2的构造之后，进入阀入口的气体(空气)在控制室中产生负压，这引起压力响应关闭机构的柱塞组件上升；这使得空气进入气动阀的出口孔口进入阀的其余部分，并且将液体从阀排出到液体管线或液体出口端口。

具体实施方式

现在参照图2，其示出了根据本发明的非限制性实施方式构造和操作的用于液压阀液体排放阀的受控关闭系统。为了便于理解，下面针对图1A至图1B的阀10进行描述；相同的元件用相同的附图标记表示。然而，本发明不限于这种阀，而是可以用其它液压阀来实施。

在现有技术中，受限流体通道54总是打开的。与现有技术相反，在本发明中，受限流体通道54不总是打开的。相反，提供了控制流体通道54的开闭的受控关闭系统，如下所述。

在本发明的一个实施方式中，受控关闭系统包括密封件60，该密封件可相对于流体通道54的开口62移动并且可密封流体通道54的开口62，开口62面向入口22。开口62可以是流体通道54的下开口，或者另选地，如在所示实施方式中，开口62位于安装在现有流体通道54中的管64的下端，使得管64成为本发明的系统的流体通道。

密封件60可以是如图所示的球形，或者另选地可以是长方形、椭圆形或其它形状。密封件60可在密封壳体68的孔66中轴向(上下)自由移动。密封件60优选地比进入入口端口22的液体密度大。

现在参照图2至图6描述系统的操作。

在图2中，可移动密封件60不密封入口室40和控制室46之间的流体通道(即，管64或流体通道54)。压力响应关闭机构34的柱塞组件70密封阀10的入口端口22。气动阀48的浮动构件108不挤压闭合膜100以密封气动阀48的出口孔口96，使得进入阀10的入口端口22的空气可上升并流过(绕过)密封件60，通过入口室40和控制室46之间的流体通道64(或54)，流过浮动构件108并流出气动阀48的出口孔口96到外部环境。

在图3中，入口室40中的压力大于大气压力，该大气压力是控制室46中的压力。该压力差导致压力响应关闭机构34的柱塞组件70上升并允许液体(水)和气体(空气)进入入口22，这使得关闭系统的可移动密封件60上升并密封阀10的入口室40和控制室46之间的流体通道64(或54)。这还使得气动阀48的浮动构件108挤压闭合膜100以密封气动阀48的出口孔口96，使得进入阀10的入口22的空气不流出气动阀48的出口孔口96，并且进入入口22的流体可流出液体出口端口26。

在图4中，流体已经进入滚动膜74上方的控制室46，使得控制室46中的压力与入口室40中的压力相同。然而，膜74上方的面积大于膜74下方的面积。该面积差导致压力响应关闭机构34的柱塞组件70下降。关闭系统的可移动密封件60仍然密封阀10的入口室40和控制室46之间的流体通道64(或54)。与现有技术相比，这减慢了压力响应关闭机构34的柱塞组件70的下降运动。

在图5中，压力响应关闭机构34的柱塞组件70已经完成其下降并密封阀10的入口22。一旦流体不能再流到液体出口端口26，密封件60立即落下以打开流体通道64(或54)，并且阀10准备好空气进入阀入口22并返回到图2的构造。

因此，关闭系统的可移动密封件60提供入口室40和控制室46之间的流体通道的较慢和较受控的关闭，并且还提供对阀入口22的关闭的立即响应，以返回到初始操作构造。

在图6中，在返回到图2的构造之后，进入阀入口22的气体(空气)在控制室46中产生负压，这导致压力响应关闭机构34的柱塞组件70上升。这使得空气朝向控制室46进入气动阀的出口孔口96到阀的其余部分，并且将液体从阀排出到液体管线或液体出口端口26。

Claims (10)

1.一种具有受控关闭系统的阀(10)，所述阀包括：

壳体(20)，所述壳体具有入口端口(22)、液体出口端口(26)、入口室(40)、设置在所述入口端口(22)与所述液体出口端口(26)之间并且被构造成用于选择性地打开其间的液体流动路径(38)的压力响应关闭机构(34)、经由流体通道(54、64)与所述入口室(40)流体连通的控制室(46)、与所述控制室(46)流体连通并且与出口孔口(96)流体连通的气动阀(48)，其中，所述关闭机构(34)被构造成移位到打开位置中以允许液体沿着所述入口端口(22)与所述液体出口端口(26)之间的所述流动路径(38)流动；并且

其中，所述流体通道(54、64)包括用于控制所述流体通道(54、64)的开闭的受控关闭系统，所述受控关闭系统包括密封件(60)，所述密封件能够相对于所述流体通道(54、64)的开口(62)移动并且能够密封所述开口。

2.根据权利要求1所述的阀(10)，其中，所述流体通道(54、64)的所述开口(62)面向所述入口端口(22)。

3.根据权利要求1所述的阀(10)，其中，所述开口(62)位于管(64)的端部。

4.根据权利要求1所述的阀(10)，其中，所述密封件(60)能够在密封壳体(68)的孔(66)中轴向地自由移动。

5.根据权利要求1所述的阀(10)，其中，所述密封件(60)是球形的并且比进入所述入口端口(22)的液体密度大。

6.一种使用根据权利要求1所述的阀(10)的方法，其中，所述密封件(60)不密封所述流体通道(54、64)，所述压力响应关闭机构(34)密封所述入口端口(22)，并且所述气动阀(48)不密封所述出口孔口(96)，使得进入所述阀(10)的所述入口端口(22)的气体能够上升并通过所述流体通道(54、64)流过所述密封件(60)，且流出所述出口孔口(96)。

7.根据权利要求6所述的方法，所述方法包括另一操作模式，其中，所述入口室(40)中的压力大于所述控制室(46)中的压力，这导致所述压力响应关闭机构(34)上升并且允许流体进入所述入口端口(22)，这导致所述密封件(60)上升并且密封所述流体通道(54、64)，并且导致所述气动阀(48)密封所述出口孔口(96)，使得进入所述入口端口(22)的气体不流出所述出口孔口(96)并且进入所述入口端口(22)的流体能够流出所述液体出口端口(26)。

8.根据权利要求6所述的方法，所述方法包括另一操作模式，其中，所述控制室(46)中的压力大于所述入口室(40)中的压力，这导致所述压力响应关闭机构(34)朝向所述入口端口(22)下降，并且其中，所述密封件(60)密封所述流体通道(54、64)，由此减慢所述压力响应关闭机构(34)的下降。

9.根据权利要求6所述的方法，所述方法包括另一操作模式，其中，所述压力响应关闭机构(34)密封所述入口端口(22)，并且一旦流体不能够再流到所述液体出口端口(26)，所述密封件(60)立即下降以打开所述流体通道(54、64)。

10.根据权利要求6所述的方法，所述方法包括另一操作模式，其中，在所述控制室(46)中存在负压，该负压使所述压力响应关闭机构(34)上升并使气体进入所述出口孔口(96)而流向所述控制室(46)，并从所述阀(10)排出液体。

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