CN118251562A - 止回阀 - Google Patents

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CN118251562A CN202280076324.6A CN202280076324A CN118251562A CN 118251562 A CN118251562 A CN 118251562A CN 202280076324 A CN202280076324 A CN 202280076324A CN 118251562 A CN118251562 A CN 118251562A
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check valve
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A·R·雅吉拉
卡尔·R·布朗
格雷戈里·S·卡拉塔
E·R·雪莱
J·M·鲁宾斯基
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Swagelok Co
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Abstract

一种止回阀(100)包括阀芯(130)和阀主体，所述阀主体具有主体壳体(120)、环形阀座插入件(160)、衬套(140)和偏置构件(145)。所述主体壳体包括在入口端口(111)与出口端口(112)之间延伸以在其间限定阀腔(115)的外圆周壁(113)。所述阀座插入件安置在围绕所述入口端口的主体座表面(124)中。所述衬套设置在所述阀腔中并且限定中心孔，其中所述衬套包括能够与所述阀座插入件轴向接合的外侧端部表面(142)。所述偏置构件设置在所述主体壳体的支承部分(126)与所述衬套的内侧端部(143)之间以允许所述衬套相对于所述主体座表面进行轴向移动。所述阀芯延伸穿过所述衬套中心孔并且能够在关闭位置与打开位置之间移动。

Description

止回阀
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年11月17日提交的名为CHECK VALVE的美国临时专利申请序列号63/280,346的优先权和所有权益，所述专利申请的全部公开内容以引用的方式并入本文。
背景技术
止回阀用于允许单向流动，但阻塞反向流动，以防止管道系统中出现不期望的回流。止回阀的阀芯(例如，提升件)通常具有两个作用于其上的主要力，即可由弹簧、磁体或重力产生的关闭力，以及由上游流体产生的打开力。当力平衡(即，抵消)并且系统介质流动不稳定时，可能会发生阀震颤。通常有利的是，打开提升件的力比关闭阀的力大得多；然而，这通常是通过折衷阀芯的全行程和整体流动能力的降低来实现的。
发明内容
根据本公开中呈现的一个或多个发明的实施方案，一种止回阀包括阀芯和阀主体，所述阀主体具有主体壳体、环形阀座插入件、衬套和偏置构件。所述主体壳体包括在入口端口与出口端口之间延伸以在其间限定阀腔的外圆周壁。所述阀座插入件安置在围绕所述入口端口的主体座表面中。所述衬套设置在所述阀腔中并且限定中心孔，其中所述衬套包括能够与所述阀座插入件轴向接合的外侧端部表面。所述偏置构件设置在所述主体壳体的支承部分与所述衬套的内侧端部之间以允许所述衬套相对于所述主体座表面进行轴向移动。所述阀芯延伸穿过所述衬套中心孔并且能够在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述阀芯抵靠所述阀座插入件进行密封以防止所述入口端口与所述出口端口之间的流动，在所述打开位置中，准许流体流从所述入口端口流到所述出口端口。
根据本公开中呈现的一个或多个发明的另一个实施方案，一种止回阀包括阀芯和阀主体，所述阀主体具有主体壳体、环形阀座插入件和衬套。所述主体壳体包括在入口端口与出口端口之间延伸以在其间限定阀腔的外圆周壁。所述阀座插入件安置在围绕所述入口端口的主体座表面中。所述衬套设置在所述阀腔中并且限定中心孔，其中所述衬套包括与所述阀座插入件轴向接合的外侧端部表面。所述阀芯延伸穿过所述衬套中心孔并且能够在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述阀芯的头部部分抵靠所述阀座插入件进行密封以防止所述入口端口与所述出口端口之间的流动，在所述打开位置中，准许流体流从所述入口端口进入所述衬套中心孔，并且通过所述阀芯中的内部流动通道到达所述出口端口。所述衬套还包括渐缩导流表面，所述渐缩导流表面与所述外侧端部表面相对并且成角度以与所述阀芯头部部分的成角度的圆锥形表面基本上匹配，以在所述阀芯处于所述打开位置时将流朝向所述阀芯流动通道引导。
根据本公开中呈现的一个或多个发明的另一个实施方案，一种止回阀包括阀芯和阀主体，所述阀主体具有主体壳体、环形阀座插入件和衬套。所述主体壳体包括在入口端口与出口端口之间延伸以在其间限定阀腔的外圆周壁。所述阀座插入件安置在围绕所述入口端口的主体座表面中。所述衬套设置在所述阀腔中并且限定中心孔，其中所述衬套包括与所述阀座插入件轴向接合的外侧端部表面。所述阀芯延伸穿过所述衬套中心孔并且能够在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述阀芯抵靠所述阀座插入件进行密封以防止所述入口端口与所述出口端口之间的流动，在所述打开位置中，准许流体流从所述入口端口流到所述出口端口。所述主体座表面包括尺寸被设计成保持所述阀座插入件的凹入表面以及从所述凹入表面轴向向内侧延伸的环形内壁部分，所述环形内壁部分的尺寸被设计成将所述阀芯对所述阀座插入件的压缩限制于所述阀座插入件的未压缩厚度的预定分数。
根据本公开中呈现的一个或多个发明的另一个实施方案，一种止回阀包括阀芯和阀主体，所述阀主体具有主体壳体、环形阀座插入件和衬套。所述主体壳体包括在入口端口与出口端口之间延伸以在其间限定阀腔的外圆周壁。所述阀座插入件安置在围绕所述入口端口的主体座表面中。所述衬套设置在所述阀腔中并且限定中心孔，其中所述衬套包括与所述阀座插入件轴向接合的外侧端部表面。所述阀芯延伸穿过所述衬套中心孔并且能够在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述阀芯的头部部分抵靠所述阀座插入件进行密封以防止所述入口端口与所述出口端口之间的流动，在所述打开位置中，准许流体流从所述入口端口流到所述出口端口。所述主体座表面包括次级密封表面，所述次级密封表面被定位成在所述阀芯暴露于超过阈值背压的背压时与所述阀芯头部部分的位于所述阀座插入件的径向内侧的外周边密封面密封地接合。
根据本公开中呈现的一个或多个发明的另一个实施方案，一种止回阀包括阀芯和阀主体，所述阀主体具有主体壳体、环形阀座插入件和衬套。所述主体壳体包括：第一主体壳体构件，所述第一主体壳体构件包括入口端口、围绕所述入口端口的主体座表面和延伸到内螺纹端部部分的外圆周壁；以及第二主体壳体构件，所述第二主体壳体构件包括出口端口和与所述内螺纹端部部分组装的外螺纹端部螺钉。所述阀座插入件安置在围绕所述入口端口的主体座表面中。所述衬套设置在阀腔中并且限定中心孔，其中所述衬套包括与所述阀座插入件轴向接合的外侧端部表面以及内侧端部，所述内侧端部被所述外螺纹端部螺钉的支承部分接合以将轴向压缩力从所述第二主体壳体构件传递到所述阀座插入件。所述阀芯延伸穿过所述衬套中心孔并且能够在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述阀芯抵靠所述阀座插入件进行密封以防止所述入口端口与所述出口端口之间的流动，在所述打开位置中，准许流体流从所述入口端口流到所述出口端口。
根据本公开中呈现的一个或多个发明的另一个实施方案，一种止回阀包括阀芯和阀主体，所述阀主体具有主体壳体、环形阀座插入件和衬套。所述主体壳体包括在入口端口与出口端口之间延伸以在其间限定阀腔的外圆周壁。所述阀座插入件安置在围绕所述入口端口的主体座表面中。所述衬套设置在所述阀腔中并且限定中心孔，其中所述衬套包括与所述阀座插入件轴向接合的外侧端部表面。所述阀芯延伸穿过所述衬套中心孔并且能够在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述阀芯抵靠所述阀座插入件进行密封以防止所述入口端口与所述出口端口之间的流动，在所述打开位置中，准许流体流从所述入口端口进入所述衬套中心孔，并且通过所述阀芯中的内部流动通道到达所述出口端口。所述主体座表面和所述衬套外侧端部表面一起限定环形密封腔，所述环形密封腔的尺寸被设计成保持所述阀座插入件。所述衬套还包括延伸到所述外侧端部表面以与所述环形密封腔相交的至少一个外周边凹部，其中所述至少一个外周边凹部包括与所述衬套中心孔相交的排放通道。
附图说明
在结合附图考虑以下描述和所附权利要求后，本领域技术人员将清楚进一步的优点和益处，在附图中：
图1是根据本公开的示例性实施方案的止回阀的横截面示意图；
图2是根据本公开的另一个示例性实施方案的止回阀的横截面图，其示出为提升件处于打开位置；
图3是图2的止回阀的横截面图，其示出为提升件处于关闭位置；
图4是图2的止回阀的提升件密封部分的放大的局部横截面图，其示出为提升件处于关闭的二次密封位置；
图5是图2的止回阀的提升件的透视图；
图6是图2的止回阀的衬套的透视图；
图7是图2的止回阀的阀密封和排放布置的放大的局部横截面图；
图8是根据本公开的另一个示例性实施方案的止回阀的横截面图，其示出为提升件处于打开位置；
图8A是图8的止回阀的提升件和主体密封部分的放大的局部横截面图，其示出为提升件处于打开位置；
图9是图8的止回阀的横截面侧视图，其示出为提升件处于关闭位置；
图9A是图8的止回阀的提升件和主体密封部分的放大的局部横截面图，其示出为提升件处于关闭位置；
图10是图8的止回阀的衬套的透视图；
图11是图8的止回阀的另一个横截面侧视图，其示出了衬套排放通道；
图11A是图8的止回阀的提升件和主体密封部分的放大的局部横截面图，其示出了衬套排放通道；
图12是根据本公开的另一个示例性实施方案的止回阀的横截面图；
图12A是图12的止回阀的提升件和主体密封部分的放大的局部横截面图，其示出为提升件处于关闭位置；
图12B是根据本公开的另一个示例性实施方案的止回阀的提升件和主体密封部分的放大的局部横截面图，其示出为提升件处于关闭位置；
图12C是根据本公开的另一个示例性实施方案的止回阀的提升件和主体密封部分的放大的局部横截面图，其示出为提升件处于关闭位置；
图13是根据本公开的另一个示例性实施方案的止回阀的横截面图；
图13A是图13的止回阀的提升件和主体密封部分的放大的局部横截面图；
图13B是图13的止回阀的入口端部螺钉的透视图；
图13C是图13的止回阀的衬套的透视图；
图14是根据本公开的另一个示例性实施方案的止回阀的横截面图；并且
图14A是图15的止回阀的提升件和主体密封部分的放大的局部横截面图。
具体实施方式
虽然本发明的各个创造性方面、概念和特征可在本文中被描述和示出为在示例性实施方案中组合体现，但这些不同的方面、概念和特征可单独地或以各种组合及其子组合用于许多替代实施方案中。除非本文明确地排除，否则所有此类组合和子组合都旨在落入本发明的范围内。更进一步，尽管关于本发明的各个方面、概念和特征的各个替代实施方案(诸如替代材料、结构、配置、方法、电路、装置和部件、软件、硬件、控制逻辑、关于形式、装配和功能的替代方案等)可能在本文中进行了描述，但是这种描述不旨在是可用的替代实施方案(无论是当前已知的还是以后开发的)的完整或详尽列举。本领域技术人员可在本发明的范围内轻易地将创造性方面、概念或特征中的一者或多者纳入附加实施方案和用途中，即使本文未明确地公开此类实施方案。另外地，即使本发明的一些特征、概念或方面在本文中可被描述为优选布置或方法，但是这种描述不旨在暗示此类特征是必需的或必要的，除非明确地陈述情况如此。更进一步，可包括示例性或代表性值和范围以有助于理解本公开，然而，此类值和范围不应以限制性意义解释，而是旨在仅在明确地陈述情况如此的情况下才是临界值或范围。除非另有明确说明，否则标识为“大约”或“约”指定值的参数意图包括指定值和在指定值的10％以内的值两者。另外，应当理解，本公开随附的附图可能但不必按比例绘制，并且因此可被理解为教导附图中显而易见的各种比率和比例。此外，虽然各个方面、特征和概念在本文中可被明确地标识为具有创造性或形成本发明的一部分，但是这种标识并不意图是排他性的，而是可能存在在本文中全面描述、而未明确如此标识或标识为具体发明的一部分的创造性方面、概念和特征，所述发明替代地在所附权利要求中进行了阐述，如当前所编写或如将来所修正或所添加。示例性方法或过程的描述不限于包括在所有情况下所需的所有步骤，呈现步骤的次序也不应被解释为是必需的或必要的，除非明确如此说明。
在本公开的示例性实施方案中，如图1示意性所示，止回阀10包括阀主体11，所述阀主体限定入口端口21和出口端口22、外圆周壁23和设置在围绕入口端口21的环形座表面14中的阀座60。阀芯或提升件30被保持在阀主体11中的腔体15中并且可在内部引导通道(例如，由内部衬套40限定，如下所述)中在第一关闭位置与第二打开位置之间移动，在所述第一关闭位置中，阀芯的密封前向端部31抵靠阀座60密封，例如以阻止流向入口端口21的回流或来自入口端口的低压流，在所述第二打开位置中，准许流体流流过在入口端口21与出口端口22之间的提升件30中的一个或多个流动通道33。安装在阀腔15中的偏置构件50可向阀芯30施加偏置力以使阀芯朝向关闭位置偏置。
衬套40可包括外侧端部表面42，所述外侧端部表面与座表面14相对地延伸以进一步在阀主体10内限定环形座腔16，例如以进一步将阀座60包封并保持在座腔内。
根据本公开的一方面，止回阀10可包括由环形阀座插入件60(例如，弹性体O形环或垫圈，或塑料压盖)形成的阀座，所述环形阀座插入件通过安装在阀主体11中的套筒或衬套40与阀主体11的座表面14一起固定。在一些此类实施方案中，衬套40的尺寸和位置可被设计成用于阀座插入件60的受控压缩接合，例如以在阀座插入件60的内径处实现与阀芯30的密封，并且实现主体座表面14与阀座插入件之间的密封，同时防止阀座插入件的过度压缩。在其他实施方案中，衬套可提供用于在不压缩的情况下实现阀座插入件封隔，或至少在一些条件下(例如，在阀的关闭位置中)甚至接触阀座插入件。
如图所示，衬套40可另外为阀芯30提供引导通道，例如引导流体流经过阀芯的密封前向端部31流入阀芯内的中心流动通道33中。
在共同待决的PCT申请公布号WO2020/236853中描述了具有向座密封元件施加压缩力或保持力的提升件托架的止回阀的其他示例性实施方案，所述申请的全部公开内容以引用的方式并入本文。
可利用各种构造来将止回阀提供成具有压缩的、保持的阀座插入件和用于具有内部流动通道的提升件的阀芯引导通道。
图2至图7示出了包括阀主体110、提升件130、偏置弹簧150和阀座插入件160的止回阀100的示例性实施方案。阀主体110包括第一或入口端口111、第二或出口端口112和外圆周壁113，所述外圆周壁在入口端口与出口端口之间延伸以限定内部阀腔115，提升件130和偏置弹簧150保持在所述内部阀腔中。偏置弹簧150围绕提升件130的尾部部分135，并且被压缩在提升件的头部部分131与主体壳体120的支承部分126之间。阀座插入件160由围绕入口端口111的主体座表面124(例如，凹入表面或埋头孔)承载。入口端口111和出口端口112可设有端部连接件101、102(例如，管配件连接件)以将止回阀100组装在流体系统中。
示例性阀主体110包括主体壳体120，所述主体壳体包括被组装(例如，螺纹组装)来限定内部阀腔115的第一主体壳体构件120-1和第二主体壳体构件120-2，其中入口端口111设置在第一主体壳体构件120-1上，而出口端口112设置在第二主体壳体构件120-2上。主体座表面124设置在(例如，一体地形成在)第一主体壳体构件120-1中。虽然主体壳体构件可以各种结构布置来提供，但是在所示的实施方案中，第一主体壳体构件120-1包括限定外圆周壁113和内部阀腔115的基本上管状的主体或包封结构，并且第二主体壳体构件120-2包括具有外螺纹内侧端部123的端部螺钉结构，所述外螺纹内侧端部与第一主体壳体构件的内螺纹内侧端部128以螺纹方式组装在一起。
主体密封垫圈119(例如，如图所示具有一个或多个支承环119a)可设于第二主体壳体构件内侧端部123中的环形槽中，例如以在阀腔115与主体壳体构件120-1、120-2的螺纹接合之间提供主体密封，从而消除潮湿螺纹。在其他实施方案中，如图所示，例如在图14的实施方案中，止回阀400可包括主体密封垫圈419，所述主体密封垫圈被轴向地压缩在入口包封壳体构件420-1的埋头孔表面421与出口端部螺钉壳体构件420-2的肩部表面422之间，这也可将配合螺纹与阀的潮湿部分隔离。在一些实施方案中，主体密封垫圈419可为金属(例如，不锈钢、镍合金、黄铜、青铜、铝)，例如以在较大的温度范围(例如，约-60℃至约300℃)内提供防泄漏密封。可对主体垫圈密封件进行涂覆或润滑以增强密封件。
可利用各种阀座和阀座安装布置，包括例如塑料或弹性体阀座。在示例性实施方案中，阀座可被提供为环形弹性体密封件(例如，O形环或其他此类垫圈)，例如以用于需要增强的密封能力的非低温(例如，温度处于或高于-40℃)系统。示例性弹性体材料包括但不限于含氟弹性体(例如，FKM)、三元乙丙橡胶(EPDM)、氢化丁腈橡胶(HNBR)和丁腈橡胶。在图2至图7的所示的实施方案中，阀座插入件160包括垫圈密封件，并且主体座表面124被提供为围绕入口端口111的在第一主体壳体构件120-1中形成(例如，机械加工)的埋头孔，垫圈密封件160安置在所述埋头孔中。垫圈密封件160被定位成与提升件130的头部部分131径向地对准，以用于在提升件处于关闭位置时与提升件头部部分进行密封接合。在示例性实施方案中，提升件头部部分131的外周边密封边缘132接合垫圈密封件160的内周边162。外周边密封边缘132可设有倒圆表面，所述倒圆表面的尺寸被设计成优化垫圈密封件160内在较高背压下受到压缩时的接触压力和应力。在示例性实施方案中，外周边密封边缘132设有接触表面，所述接触表面的半径是在垫圈密封件横截面厚度的约10％与约30％之间。在其他实施方案中，提升件可设有截头圆锥形渐缩密封表面，类似于图8至图12C的实施方案，这将在下文更详细地描述。
提升件130包括中心孔133和一个或多个交叉的侧通道134，所述交叉的侧通道限定在密封边缘内侧从头部部分131延伸到提升件的内侧尾部部分135的提升件流动路径。提升件侧通道134可以一定的角度(例如，相对于阀中心轴线为约55°)延伸，所述角度被选择来优化从入口端口111到提升件中心孔133的流动。当提升件130处于打开位置(例如，其中入口流体压力足以克服弹簧150的偏置力)时，来自入口端口111的流体穿过垫圈密封件160与提升件头部部分131之间，并且通过侧通道134和中心孔133到达出口端口112。提升件头部部分131可设有圆锥形表面136，所述圆锥形表面成角度(例如，相对于阀中心轴线所成的角度为约30°至60°，或约40°至45°，或约45°)以引导流经过垫圈密封件160并且将所述流朝向提升件侧通道134的端部引导。如图所示，提升件130的尾部部分135被接收在出口端口112的埋头孔125中，例如以基本上将偏置弹簧150(径向地设置在提升件尾部部分与衬套140之间)与系统流体隔离。出口端口埋头孔125可被定位成通过与提升件尾部部分135邻接来限制提升件130的打开位置，例如以将偏置弹簧150的压缩限制于期望的功能范围。
在一些实施方案中，入口端口111和出口端口112的最小流动区域可等于或小于提升件130的侧通道134和中心孔133中的流动区域。在其他实施方案中，通过提升件130的侧通道134和中心孔133中的流动区域可被配置为小于入口端口111和出口端口112的流动区域，例如以在整个止回阀上的压差均衡时使提升件130偏置在具有最小振荡的打开位置。
为了在关闭位置中实现提升件头部部分131与垫圈密封件160之间以及垫圈密封件与主体座表面124之间的一致密封，可向垫圈密封件施加轴向压缩力。在所示的实施方案中，阀主体110包括围绕提升件130和偏置弹簧150安装在阀腔115中的管状衬套140以对垫圈密封件160施加压缩力。衬套140包括中心孔141，提升件130被紧密地接收在所述中心孔中并且在关闭位置与打开位置之间受到引导。衬套140的内侧端部143被阀主体壳体120(例如，被第二主体壳体构件120-2的内侧端部面或支承部分126)间接接合，从而迫使衬套140的外侧端部表面142压缩阀座插入件160的内侧周边部分163并且与所述内侧周边部分进行密封接合。在所示的实施方案中，衬套140的外侧端部表面142接合第一主体壳体构件120-1的肩部部分129以限制对垫圈密封件160的压缩(例如，以防止对垫圈密封件造成损坏)。虽然可使用任何合适的材料，但是在示例性实施方案中，衬套可以与主体壳体材料(例如，不锈钢、镍合金、黄铜、青铜、铝和PEEK中的一者)不同的材料(例如，不锈钢、镍合金、黄铜、青铜、铝和PEEK中的不同的一者)提供，例如以最小化接触表面的磨损或刮擦，或者为衬套和主体壳体中的一者或两者提供具体期望的材料性质。在其他实施方案中，可对衬套和主体壳体两者使用相同的材料。
阀座垫圈密封件160可通过环形内壁部分127与主体座表面124径向地保持在一起，所述环形内壁部分从凹入的主体座表面朝向衬套140轴向向内侧延伸。当加压流体被施加到入口端口111时，内壁部分127将流隔开以免与垫圈密封件内周边162直接接触，例如以保护相对软的垫圈密封件160免受磨蚀性高速流的影响。凹入表面124、内壁部分127和衬套端部表面142一起限定保持阀座垫圈密封件160(例如，保持在密封腔的内周边部分中)的环形密封腔116。密封腔116包括由内壁部分127和衬套端部表面142限定的内周边间隙117，所述内周边间隙暴露阀座垫圈密封件160的与提升件头部部分131的外周边密封边缘132径向地对准的内周边密封部分162，以在提升件130处于关闭位置时提供不透流体的密封。
在一些应用中，主体座表面可包括次级密封表面，所述次级密封表面例如在提升件受到显著的背压(例如，大于25psi、大于50psi或大于100psi)时被提升件头部接合，例如以限制或防止对垫圈密封件造成损坏。在所示的实施方案中，内壁部分127提供次级金属对金属密封表面127a，所述次级金属对金属密封表面例如在提升件130暴露于超过阈值背压的背压时可与提升件头部部分131的位于垫圈密封件160的径向内侧的外周边密封面137接合，从而导致提升件压缩垫圈密封件内周边162。在这种布置中，可选择内壁部分127的高度h以防止垫圈密封件的过度压缩。例如，内壁部分的高度h可被选择为使得密封面137与主体座表面124之间的距离d(其可以但不需要对应于高度h)被限制于垫圈密封件横截面厚度的预定分数(例如，约35％至约65％，或约40％至约55％)以将垫圈密封件的压缩限制为垫圈密封件横截面厚度的对应分数(例如，约65％至约35％，或约60％至约45％)。
内壁部分127的厚度t可被选择为提供足够的强度以例如在显著的背压载荷下承受提升件130的支承式接合，提供期望的垫圈密封件内径配合间隙，提供期望的孔内径以适应期望的流速，和/或提供足够的密封表面以与提升件头部部分131的外周边密封面137接合。
衬套140的外侧端部可设有与端部表面142相对的渐缩导流表面144，所述渐缩导流表面以角度θ1(例如，相对于阀中心轴线为约30°至60°，或约40°至45°，或约40°)设置以与提升件头部部分131的圆锥形表面136的角度θ2互补或与所述角度基本上匹配(例如，在约5°锥角内)，以将流朝向提升件侧通道134引导，例如以减少湍流并优化流动性能。
在一些应用中，当阀在使用时，垫圈密封件阀座的尺寸或体积可能会例如由于阀内的化学反应性、或压力或温度变化而膨胀。根据本公开的另一方面，偏置构件可设于衬套与阀主体壳体之间以将轴向压缩力从阀主体壳体传递到衬套。在垫圈密封件膨胀的应用中，偏置构件的压缩性允许衬套轴向移动远离主体座表面，以避免对垫圈密封件造成损坏。
在所示的实施方案中，一个或多个碟型垫片145(或其他合适的偏置构件)设置在衬套140的内侧端部143与第二主体壳体构件120-2的内侧端部面或支承部分126之间，以允许衬套140相对于主体座表面124进行轴向移动，例如以适应垫圈密封件160的尺寸的变化或阀部件中的其他尺寸公差。在所示的实施方案中，弹簧支座146设于偏置构件145与衬套140之间，例如以为偏置构件145提供稳定的安置表面。如图所示，弹簧支座146另外可为偏置弹簧150提供安置表面。在其他实施方案(未示出)中，衬套可设有与衬套的内侧端部一体地形成的支承部分，以为偏置构件和/或偏置弹簧提供支承表面。
根据本申请的另一方面，环形密封腔116可设有一个或多个排放通道(例如，与密封腔的外周边部分相交)以在提升件130处于关闭位置时对着阀座垫圈密封件160的外周边表面提供密封赋能的流体压力，并且提供用于在提升件处于打开位置时从密封腔116排放加压流体。当阀100打开时的这种排放可防止阀座垫圈密封件160由于密封腔116中压力的累积而被迫穿过内周边间隙117。如图6和图7所示，衬套140的外侧端部部分142可设有从环形密封腔116延伸到衬套中心孔141的一个或多个排放通道。虽然可提供许多不同的排放通道，但是在所示的实施方案中，外侧端部部分142包括一个或多个排放孔眼147，所述排放孔眼从衬套孔141延伸到外侧端部部分142的凹入(例如，扁平)外部分148。当阀100打开时(由于足够的正流体压力施加到提升件头部部分131，从而克服偏置弹簧150的力)，围绕密封腔116的外周边的压力通过排放孔眼147排放到中心孔流动路径。当阀100关闭时(由于偏置弹簧150的力克服任何上游流体压力)，加压的下游流体通过排放孔眼147进入密封腔116的外周边以对阀座垫圈密封件160加压或赋能，从而促进垫圈密封件160的内周边162与提升件头部部分131之间的密封接合。
在其他实施方案中，根据本公开的另一个示例性方面，止回阀可设有主体壳体的主体座表面和衬套端部表面，这些表面一起限定底切或燕尾槽形状的环形密封腔，所述环形密封腔的尺寸和取向被设计成呈现用于阀芯(例如，提升件)的内周边密封表面，同时保持垫圈密封件以免通过燕尾槽中的内周边间隙挤出。
图8至图11A示出了止回阀200的另一个示例性实施方案，所述止回阀可类似于图2至图7的止回阀100(其中对应部件被相应地编号)，所述止回阀具有阀主体210，所述阀主体包括主体壳体220、阀座插入件或垫圈密封件260、以及具有延伸到主体壳体中(例如，如图所示在第一螺纹主体壳体构件220-1中)的主体座表面224附近以形成燕尾槽形状的环形密封腔216的端部表面242的衬套240，所述环形密封腔的尺寸被设计成保持垫圈密封件260并且暴露垫圈密封件260的内周边密封部分262以用于与阀芯或提升件230进行密封接合。如图所示，衬套端部表面242可以(但不需要)成形为向外延伸超出主体壳体220的衬套接合肩部部分229。
主体座表面224和衬套端部表面242可设有各种表面轮廓以形成各种不同的底切或燕尾槽形状的环形密封腔216，所述环形密封腔具有由主体座表面的凹入表面或槽部分225限定的后安置表面216-1、由主体座表面的内壁部分227限定的内侧表面216-2以及由衬套端部表面242限定的外侧表面216-3。在所示的示例中，槽225的后安置表面216-1向内渐缩(例如，相对于阀中心轴线所成的角度是在约40°与约80°之间，或为约66°)，其中燕尾槽侧表面216-2、216-3相对于安置表面成角度(例如，形成约40°至约80°的夹角α)以形成圆锥形燕尾槽，所述圆锥形燕尾槽具有内周边间隙或颈部部分217(例如，具有标称垫圈密封件横截面的约55％至约85％的宽度)，例如以用于暴露垫圈密封件260的内周边密封部分262。
虽然侧表面216-2、216-3可被定位成对着后安置表面216-1压缩垫圈密封件260以实现与安置表面的密封(类似于图2至图7的止回阀100)，在一些实施方案中，当提升件230处于打开位置时，侧表面216-2、216-3可有效地仅将垫圈密封件260保持在环形密封腔216中，而当处于关闭位置时，提升件头部部分231对着后安置表面216-1压缩垫圈密封件以实现与安置表面的密封。虽然密封腔的各侧被示出为平坦表面，但是在一些实施方案中，密封腔表面可为带轮廓(例如，凹形)表面，例如以更紧密地与垫圈密封件横截面的几何形状相对应。
在所示的实施方案中，衬套240的外阶梯状部分249接合第一主体壳体构件220-1的肩部部分229，以相对于环形腔216的后安置表面216-1和内侧表面216-2一致地定位衬套端部表面242(以及外侧表面216-3)。虽然可使用任何合适的材料，但是在示例性实施方案中，衬套240可以与主体壳体材料(例如，不锈钢、镍合金、黄铜、青铜和铝中的一者)不同(例如，比所述主体壳体材料更软)的材料(例如，不锈钢、镍合金、黄铜、青铜和铝中的不同的一者)提供，例如以最小化接触表面的磨损或刮擦，将磨损限制于不太关键、不太昂贵或更容易更换的部件，或者为衬套和主体壳体中的一者或两者提供具体期望的材料性质。
在示例性实施方案中，提升件头部部分231的外周边密封边缘232接合垫圈密封件260的内周边262。外周边密封边缘232可设有渐缩(例如，截头圆锥形)表面，所述渐缩表面的尺寸被设计成优化垫圈密封件260内在较高背压下受到压缩时的接触压力和应力。例如，密封边缘表面的尺寸可被设计成沿着标称垫圈密封件横截面的约40％至约80％的宽度延伸。在示例性实施方案中，渐缩密封边缘表面232的角度β1可与后安置表面216-1的角度β2基本上匹配(例如，相差约5°以内至约15°以内)，例如以在提升件处于关闭位置时在密封边缘表面与后安置表面之间对垫圈密封件260实现基本上均匀的压缩。在其他实施方案中，渐缩外周边密封边缘可被替换为倒圆密封边缘或肩部部分，这类似于图2至图7的提升件130。
与图2至图7的止回阀100类似，内壁部分227可提供次级金属对金属密封表面227a，所述次级金属对金属密封表面例如在提升件230暴露于超过阈值背压的背压时可与提升件头部部分231的位于垫圈密封件260的径向内侧的外周边密封面237接合，从而导致提升件更大程度地压缩垫圈密封件内周边262(例如，与由偏置弹簧250的关闭力所产生的垫圈密封件压缩相比)。在这种布置中，可选择内壁部分227的高度h以防止垫圈密封件的过度压缩。例如，内壁部分的高度h可被选择为使得密封边缘表面232与相对的安置表面216-1之间的距离d被限制于垫圈密封件横截面厚度的预定分数(例如，约65％至约95％)以将垫圈密封件的压缩限制为垫圈密封件横截面厚度的对应分数(例如，约35％至约5％)。
内壁部分227的厚度t可被选择为提供足够的强度以例如在显著的背压载荷下承受提升件230的支承式接合，提供期望的垫圈密封件内径配合间隙，提供期望的孔内径以适应期望的流速，和/或提供足够的密封表面以与提升件头部部分231的外周边密封面237接合。
衬套240的外侧端部可设有与端部表面242相对的渐缩导流表面244，所述渐缩导流表面成角度(例如，相对于阀中心轴线为约35°至65°，或约40°至45°，或约40°)以与提升件头部部分231的成角度的圆锥形表面236互补或与所述成角度的圆锥形表面基本上匹配(例如，相差约15°以内或约5°以内)，以将流朝向提升件侧通道234引导，例如以减少湍流并优化流动性能。
与图2至图7的止回阀100类似，一个或多个碟型垫片245(或其他合适的偏置构件)可设置在衬套240的内侧端部243与第二主体壳体构件220-2的内侧端部面或支承部分226之间，以允许衬套240相对于主体座表面224进行轴向移动，例如以适应垫圈密封件260的尺寸的变化或阀部件中的其他尺寸公差。在所示的实施方案中，弹簧支座246设于偏置构件245与衬套240之间，例如以为偏置构件245提供稳定的安置表面。如图所示，弹簧支座246另外可为偏置弹簧250提供安置表面。在其他实施方案(未示出)中，衬套可设有与衬套的内侧端部一体地形成的支承部分，以为偏置构件和/或偏置弹簧提供支承表面。
与图2至图7的止回阀100类似，环形密封腔216可设有一个或多个排放通道(例如，与密封腔的外周边部分相交)以在提升件230处于关闭位置时对着阀座垫圈密封件260的外周边表面提供密封赋能的流体压力，并且提供用于在提升件处于打开位置时从密封腔216排放加压流体。当阀200打开时的这种排放可防止阀座垫圈密封件260由于密封腔216中压力的累积而被迫穿过内周边间隙或燕尾形颈部部分217。如图10、图11和图11A所示，衬套240的外侧端部部分242可设有从环形密封腔216延伸到衬套中心孔241的一个或多个排放通道。虽然可提供许多不同的排放通道，但是在所示的实施方案中，外侧端部部分242包括一个或多个排放孔眼247，所述排放孔眼从衬套孔241延伸到外侧端部部分242的凹入(例如，倒角)外部分248。当阀200打开时(由于足够的正流体压力施加到提升件头部部分231，从而克服偏置弹簧250的力)，围绕密封腔216的外周边的压力通过排放孔眼247排放到中心孔流动路径。当阀200关闭时(由于偏置弹簧250的力克服任何上游流体压力)，加压的下游流体通过排放孔眼247进入密封腔216的外周边以对阀座垫圈密封件260加压或赋能，从而促进垫圈密封件260的内周边262与提升件头部部分231之间的密封接合。
可利用其他座密封槽构造。在图12和图12A的示例性实施方案中，内壁部分227’可设有渐缩外表面227b’以为燕尾槽腔216’提供期望的夹角α(与衬套端部表面242’一起提供)，例如约40°至约80°，例如以提供垫圈密封件260的期望的保持。虽然密封腔的各侧被示出为平坦表面，但是在一些实施方案中，密封腔表面可为带轮廓(例如，凹形)表面，例如以更紧密地与垫圈密封件横截面的几何形状相对应。
在图12B的示例性实施方案中，环形密封腔216”包括：渐缩座表面224a”，所述渐缩座表面与提升件头部部分231”的外周边密封边缘232”相对并且可以但不需要成角度以与所述外周边密封边缘基本上匹配(例如，相差约15°以内或约5°以内)；以及径向座表面224b”，所述径向座表面与径向衬套端部表面242”相对并且可以但不需要基本上平行以与所述径向衬套端部表面匹配(例如，相差约15°以内或约5°以内)。如图所示，内壁部分227”可包括轴向延伸的外表面227b”，所述轴向延伸的外表面进一步限定密封腔216”，从而为垫圈密封件260”形成四面(例如，梯形形状)的密封腔。例如，这种构造可能制造或机械加工起来比图8至图11和图12至图12A的燕尾槽构造更简单。虽然密封腔的各侧被示出为平坦表面，但是在一些实施方案中，密封腔表面可为带轮廓(例如，凹形)表面，例如以更紧密地与垫圈密封件横截面的几何形状相对应。
在图12C的示例性实施方案中，环形密封腔216”’包括：第一渐缩座表面224a”’，所述第一渐缩座表面与提升件头部部分231”’的外周边密封边缘232”’相对并且可以但不需要成角度以与所述外周边密封边缘基本上匹配(例如，相差约15°以内或约5°以内)；以及第二渐缩座表面224b”’，所述第二渐缩座表面与渐缩衬套端部表面242”’相对并且可以但不需要成角度以与所述渐缩衬套端部表面基本上匹配(例如，相差约15°以内或约5°以内)。在一些实施方案中，密封边缘232”’的渐缩表面可以比第一渐缩座表面224a”’的角度β2更大(例如，大约10°)的角度β1设置，例如以减少关闭提升件对垫圈密封件260”’的挤压。如图所示，内壁部分227”’的轴向延伸的外表面227b”’和主体座凹部224”’的轴向延伸的内周边表面224c”’可以但不需要提供来进一步限定密封腔216”’，从而为垫圈密封件260”’产生六面密封腔。例如，这种构造的尺寸和形状可被设计成更紧密地配合垫圈密封件260”’的几何形状，从而在提升件载荷和/或流体压力下时在捕获的垫圈密封件上产生平衡的应变和应力。这种设计可利用提升件头部密封边缘232”’对垫圈密封件的较小初始挤压，同时利用垫圈密封件260”’的压力载荷和变形以在高背压下仍然产生密封，这类似于本文公开的其他实施方案。第一渐缩座表面224a”’和第二渐缩座表面224b”’可通过完全倒圆的表面或通过一个或多个过渡平坦表面来连接。虽然密封腔的各侧被示出为平坦表面，但是在一些实施方案中，密封腔表面可为带轮廓(例如，凹形)表面，例如以更紧密地与垫圈密封件横截面的几何形状相对应。
在图2至图12A的实施方案中，止回阀主体壳体由以下各者形成：内螺纹包封件，所述内螺纹包封件限定入口端口、主体座表面和限定阀腔的外圆周壁；以及外螺纹端部螺钉，所述外螺纹端部螺钉限定出口端口和提升件埋头孔，其中所述端部螺钉的端部部分限定偏置构件支承部分。在其他实施方案中，止回阀可设有主体壳体，所述主体壳体由以下各者形成：外螺纹端部螺钉，所述外螺纹端部螺钉限定入口端口，其中端部螺钉的端部部分限定主体座表面；以及内螺纹包封件，所述内螺纹包封件限定出口端口、外圆周壁和提升件埋头孔。这种布置可例如通过将主体座表面设于外螺纹端部螺钉的最末端表面上，而不是设于管状主体壳体构件内的凹腔中来促进主体座表面的机械加工。
图13和图13A示出了止回阀300的示例性实施方案，所述止回阀可类似于图2至图7和图8至图12A的止回阀100、200(其中对应部件被相应地编号)，并且包括上文描述的特征中的任一个或多个特征，所述止回阀具有阀主体310，所述阀主体包括主体壳体320、阀座插入件或垫圈密封件360，以及具有延伸到主体壳体上(例如，如图所示在第一螺纹主体壳体构件320-1中)的主体座表面324附近以形成环形密封腔316的端部表面342的衬套340，所述环形密封腔的尺寸被设计成保持垫圈密封件360并且暴露垫圈密封件360的内周边密封部分362以用于与阀芯或提升件330进行密封接合。
示例性主体壳体320包括被组装(例如，以螺纹方式组装)来限定内部阀腔315的第一主体壳体构件320-1和第二主体壳体构件320-2，其中入口端口311设置在第一主体壳体构件320-1上，而出口端口312设置在第二主体壳体构件320-2上。主体座表面324设置在第一主体壳体构件320-1上(例如，与所述第一主体壳体构件一体地形成)。第一主体壳体构件320-1包括端部螺钉结构，所述端部螺钉结构具有限定主体座表面324的外螺纹内侧端部323。第二主体壳体构件320-2包括限定外圆周壁313和内部阀腔315的基本上管状的包封结构，所述包封结构具有内螺纹部分328，所述内螺纹部分与第一主体壳体构件320-1的外螺纹内侧端部323以螺纹方式组装。主体密封垫圈319(例如，如图所示具有一个或多个支承环319a)可设于第一主体壳体构件内侧端部323中的环形槽中，例如以在阀腔315与主体壳体构件320-1、320-2的螺纹接合之间提供主体密封，从而消除潮湿螺纹。在其他实施方案中，止回阀可包括主体密封垫圈(例如，金属垫圈)，所述主体密封垫圈被轴向地压缩在出口包封壳体构件的埋头孔表面与入口端部螺钉壳体构件的肩部表面之间，这类似于本文描述的图14的实施方案。
主体座表面324和衬套端部表面342可设有各种表面特征以形成各种不同的环形密封腔316。在所示的示例中，主体座表面324包括由平坦的径向延伸的外端部面324a限定的凹入表面，以及在凹入表面内侧轴向地延伸的环形内壁部分327，并且衬套端部表面342包括平坦的径向延伸的内端部面342a，以及轴向地延伸为与主体座表面的凹入表面接合的环形外壁部分342b。在其他实施方案中，端部面和环形壁部分可带有轮廓以提供不同形状的环形腔(例如，本文描述的燕尾槽腔)。
衬套340的外侧端部可设有与端部表面342相对的渐缩导流表面344，所述渐缩导流表面成角度(例如，相对于阀中心轴线为约35°至65°，或约40°至45°，或约40°)以与提升件头部部分331的成角度的圆锥形表面336互补或与所述成角度的圆锥形表面基本上匹配(例如，相差约15°以内，或约5°以内)，以将流朝向提升件侧通道334引导，例如以减少湍流并优化流动性能。
与图2至图7的止回阀100类似，一个或多个碟型垫片345(或其他合适的偏置构件)可设置在衬套340的内侧端部343与第二主体壳体构件320-2的内侧端部面或支承部分326之间，以允许衬套340相对于主体座表面324进行轴向移动，例如以适应垫圈密封件360的尺寸的变化或阀部件中的其他尺寸公差。在所示的实施方案中，弹簧支座346设于偏置构件345与衬套340之间，例如以为偏置构件345提供稳定的安置表面。如图所示，弹簧支座346另外可为偏置弹簧350提供安置表面。在其他实施方案(未示出)中，衬套可设有与衬套的内侧端部一体地形成的支承部分，以为偏置构件和/或偏置弹簧提供支承表面。
虽然可使用任何合适的材料，但是在示例性实施方案中，衬套340可以与主体壳体材料(例如，不锈钢、镍合金、黄铜、青铜和铝中的一者)不同(例如，比所述主体壳体材料更软)的材料(例如，不锈钢、镍合金、黄铜、青铜和铝中的不同的一者)提供，例如以最小化接触表面的磨损或刮擦，将磨损限制于不太关键、不太昂贵或更容易更换的部件，或者为衬套和主体壳体中的一者或两者提供具体期望的材料性质。
与图2至图12A的止回阀100、200、200’类似，环形密封腔316可设有一个或多个排放通道(例如，与密封腔的外周边部分相交)以在提升件330处于关闭位置时对着阀座垫圈密封件360的外周边表面提供密封赋能的流体压力，并且提供用于在提升件处于打开位置时从密封腔316排放加压流体。当阀300打开时的这种排放可防止阀座垫圈密封件360由于密封腔316中压力的累积而被迫穿过内周边间隙。如图13B所示，衬套340的外侧端部部分342可设有从环形密封腔316延伸到衬套中心孔341的一个或多个排放通道。虽然可提供许多不同的排放通道，但是在所示的实施方案中，外侧端部部分342包括一个或多个排放孔眼347和外侧端部部分342的带凹口的端部部分348。当阀300打开时(由于足够的正流体压力施加到提升件头部部分331，从而克服偏置弹簧350的力)，围绕密封腔316的外周边的压力通过排放孔眼347排放到中心孔流动路径。当阀300关闭时(由于偏置弹簧350的力克服任何上游流体压力)，加压的下游流体通过排放孔眼347进入密封腔316的外周边以对阀座垫圈密封件360加压或赋能，从而促进垫圈密封件的内周边与提升件头部部分331之间的密封接合。
在图2至图13A的实施方案中，阀座插入件160、260、260’、360是安置在主体壳体120、220、220’、320中的环形槽或密封腔116、216、216’、316中的弹性体垫圈密封件。在其他实施方案中，阀座插入件可被提供为安装在主体壳体中的塑料压盖或环。在一些应用中，可基于化学相容性、温度额定值、耐磨性或其他此类因素来选择塑料阀座材料。示例性塑料材料包括但不限于聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。
图14和图14A示出了止回阀400的示例性实施方案，所述止回阀可类似于图2至图13A的止回阀(其中对应部件被相应地编号)，并且包括上文描述的特征中的任一个或多个特征，所述止回阀具有阀主体410，所述阀主体包括由入口包封件420-1和出口端部螺钉420-2形成的主体壳体420(例如，类似于图2至图7的止回阀的主体壳体构件120-1、120-2)、阀座插入件(例如，塑料压盖)460、以及具有延伸到主体壳体上(例如，如图所示在入口包封件420-1中)的主体座表面424附近以形成环形密封腔416的端部表面442的衬套440，所述环形密封腔的尺寸被设计成保持阀座插入件460并且暴露阀座插入件460的内周边密封部分462以用于与阀芯或提升件430进行密封接合。
为了在关闭位置中实现提升件头部部分431与阀座插入件460之间以及阀座插入件与主体座表面424之间的一致密封，可向阀座插入件施加轴向压缩力。在所示的实施方案中，安装在阀腔415中的管状衬套440的尺寸和位置被设计成对着阀座插入件460施加压缩力。衬套440包括中心孔441，提升件430被紧密地接收在所述中心孔中并且在关闭位置与打开位置之间受到引导。衬套440的内侧端部443被阀主体壳体420(例如，被第二主体壳体构件420-2的内侧端部面或支承部分426)间接接合，从而迫使衬套440的外侧端部表面442压缩阀座插入件460的内侧部分463并且与所述内侧部分进行密封接合。在所示的实施方案中，衬套440的外侧端部表面442接合第一主体壳体构件420-1的肩部部分429以限制对阀座插入件460的压缩(例如，以防止对阀座插入件造成损坏)。衬套440的外侧端部表面442可带有轮廓(例如，轴向向外和径向向内渐缩)，以在衬套邻接肩部部分429时提供对阀座插入件460的期望量的压缩。
虽然可使用任何合适的材料，但是在示例性实施方案中，衬套440可以与主体壳体材料(例如，不锈钢、镍合金、黄铜、青铜、铝和PEEK中的一者)不同的材料(例如，不锈钢、镍合金、黄铜、青铜、铝和PEEK中的不同的一者)提供，例如以最小化接触表面的磨损或刮擦，或者为衬套和主体壳体中的一者或两者提供具体期望的材料性质。在其他实施方案中，可对衬套和主体壳体两者使用相同的材料。
阀座插入件460可通过环形内壁部分427而在径向上受到保护或与主体座表面424对准，所述环形内壁部分从凹入的主体座表面朝向衬套440轴向向内侧延伸。当加压流体被施加到入口端口411时，内壁部分427将流隔开以免与垫圈密封件内周边462直接接触，例如以保护阀座插入件427免受磨蚀性高速流的影响。凹入表面424、内壁部分427和衬套端部表面442一起限定保持阀座垫圈密封件160(例如，保持在密封腔的内周边部分中)的环形密封腔416。密封腔416包括由内壁部分427和衬套端部表面442限定的内周边间隙417，所述内周边间隙暴露阀座插入件460的与提升件头部部分431的外周边密封边缘432径向地对准的内周边密封部分462，以在提升件430处于关闭位置时提供不透流体的密封。
虽然阀座插入件460可与主体座表面424松散配合或压配合，但是在一些实施方案中，内壁部分427可径向向外地铆固或压接，以在组装止回阀主体420之前将阀座插入件与入口包封件420-1固定。
在一些应用中，内壁部分427可提供可与提升件头部部分的外周边密封面接合的次级金属对金属密封表面，如上文关于图2至图13C的实施方案更详细描述的。
衬套440的外侧端部可设有与端部表面442相对的渐缩导流表面444，所述渐缩导流表面成角度(例如，相对于阀中心轴线为约30°至60°，或约40°至45°，或约40°)以与提升件头部部分431的成角度的圆锥形表面436互补或与所述成角度的圆锥形表面基本上匹配(例如，相差约15°以内，或约5°以内)，以将流朝向提升件侧通道434引导，例如以减少湍流并优化流动性能。
在一些应用中，当阀在使用时，阀座插入件的尺寸或体积可能会例如由于阀内的化学反应性、或压力或温度变化而膨胀。根据本公开的另一方面，偏置构件可设于衬套与阀主体壳体之间以将轴向压缩力从阀主体壳体传递到衬套。在垫圈密封件膨胀的应用中，偏置构件的压缩性允许衬套轴向移动远离主体座表面，以避免对垫圈密封件造成损坏。
在所示的实施方案中，一个或多个碟型垫片445(或其他合适的偏置构件)设置在衬套440的内侧端部443与第二主体壳体构件420-2的内侧端部面或支承部分426之间，以允许衬套440相对于主体座表面424进行轴向移动，例如以适应垫圈密封件460的尺寸的变化或阀部件中的其他尺寸公差。在所示的实施方案中，弹簧支座446设于偏置构件445与衬套440之间，例如以为偏置构件445提供稳定的安置表面。如图所示，弹簧支座446另外可为偏置弹簧450提供安置表面。在其他实施方案(未示出)中，衬套可设有与衬套的内侧端部一体地形成的支承部分，以为偏置构件和/或偏置弹簧提供支承表面。
根据本申请的另一方面，环形密封腔416可设有一个或多个排放通道(例如，与密封腔的外周边部分相交)以在提升件430处于关闭位置时对着阀座插入件460的外周边表面提供密封赋能的流体压力，并且提供用于在提升件处于打开位置时从密封腔416排放加压流体。当阀400打开时的这种排放可防止阀座插入件460由于密封腔416中压力的累积而被迫穿过内周边间隙417。虽然可提供许多不同的排放通道，但是在所示的实施方案中，外侧端部部分442包括一个或多个排放孔眼447，所述排放孔眼从衬套孔441延伸到外侧端部部分442的凹入(例如，扁平)外部分448。当阀400打开时(由于足够的正流体压力施加到提升件头部部分431，从而克服偏置弹簧450的力)，围绕密封腔416的外周边的压力通过排放孔眼447排放到中心孔流动路径。当阀400关闭时(由于偏置弹簧450的力克服任何上游流体压力)，加压的下游流体通过排放孔眼447进入密封腔416的外周边以对阀座插入件460加压或赋能，从而促进阀座插入件的内周边462与提升件头部部分431之间的密封接合。
已经参考示例性实施方案描述了创造性方面。他人在阅读和理解本说明书后将想到修改和改动。旨在包括所有此类修改和改动，只要它们在所附权利要求或其等效形式的范围内。

Claims (86)

1.一种止回阀，所述止回阀包括：
阀主体，所述阀主体包括：
主体壳体，所述主体壳体包括在入口端口与出口端口之间延伸以在其间限定阀腔的外圆周壁；
环形阀座插入件，所述环形阀座插入件安置在围绕所述入口端口的主体座表面中；
衬套，所述衬套设置在所述阀腔中并且限定中心孔，所述衬套包括与所述阀座插入件轴向接合的外侧端部表面；以及
偏置构件，所述偏置构件设置在所述主体壳体的支承部分与所述衬套的内侧端部之间以允许所述衬套相对于所述主体座表面进行轴向移动；以及
阀芯，所述阀芯延伸穿过所述衬套中心孔并且能够在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述阀芯抵靠所述阀座插入件进行密封以防止所述入口端口与所述出口端口之间的流动，在所述打开位置中，准许流体流从所述入口端口流到所述出口端口。
2.如权利要求1所述的止回阀，其中所述偏置构件包括至少一个碟型垫片。
3.如权利要求1和2中任一项所述的止回阀，所述止回阀还包括支承构件，所述支承构件设置在所述偏置构件与所述衬套的所述内侧端部之间。
4.如权利要求3所述的止回阀，所述止回阀还包括偏置弹簧，所述偏置弹簧设置在所述阀芯与所述支承构件之间以使所述阀芯朝向所述关闭位置偏置。
5.如权利要求4所述的止回阀，其中所述偏置弹簧径向地设置在提升件与所述衬套之间。
6.如权利要求1至4中任一项所述的止回阀，其中所述主体壳体包括与第二主体壳体构件以螺纹方式组装的第一主体壳体构件。
7.如权利要求6所述的止回阀，其中所述第一主体壳体构件包括所述入口端口、所述主体座和所述外圆周壁，并且所述第二主体壳体构件包括所述主体壳体支承部分和所述出口端口。
8.如权利要求6和7中任一项所述的止回阀，其中所述第二主体壳体构件包括外螺纹端部螺钉，所述主体壳体支承部分设置在所述端部螺钉的端部面上。
9.如权利要求6所述的止回阀，其中所述第一主体壳体构件包括所述入口端口和所述主体座，并且所述第二主体壳体构件包括所述外圆周壁、所述主体壳体支承部分和所述出口端口。
10.如权利要求6和9中任一项所述的止回阀，其中所述第一主体壳体构件包括外螺纹端部螺钉，所述主体座设置在所述端部螺钉的端部面上。
11.如权利要求6至10中任一项所述的止回阀，所述止回阀还包括主体密封垫圈，所述主体密封垫圈安装在所述第一主体壳体构件和所述第二主体壳体构件的相对表面之间，以在所述阀腔与所述第一主体壳体构件和所述第二主体壳体构件的配合螺纹之间提供密封。
12.如权利要求1至11中任一项所述的止回阀，其中所述阀芯包括具有外侧头部部分和内侧尾部部分的提升件。
13.如权利要求12所述的止回阀，其中所述提升件的所述尾部部分被接收在所述出口端口的埋头孔中。
14.如权利要求12和13中任一项所述的止回阀，其中所述衬套还包括渐缩导流表面，所述渐缩导流表面与所述外侧端部表面相对并且成角度以与所述提升件头部部分的成角度的圆锥形表面基本上匹配，以在所述阀芯处于所述打开位置时将流朝向所述提升件的内部流动通道引导。
15.如权利要求1至14中任一项所述的止回阀，其中所述主体座表面包括次级密封表面，所述次级密封表面被定位成在所述阀芯暴露于超过阈值背压的背压时与所述阀芯的位于所述阀座插入件的径向内侧的外周边密封面密封地接合。
16.如权利要求15所述的止回阀，其中所述主体座表面包括尺寸被设计成保持所述阀座插入件的凹入表面以及从所述凹入表面轴向向内侧延伸以限定所述次级密封表面的环形内壁部分。
17.如权利要求16所述的止回阀，其中所述环形内壁部分的尺寸被设计成将所述阀芯对垫圈密封件的压缩限制于所述阀座插入件的未压缩厚度的预定分数。
18.如权利要求1至17中任一项所述的止回阀，其中所述主体座表面和所述衬套外侧端部表面一起限定环形密封腔，所述环形密封腔的尺寸被设计成保持所述阀座插入件。
19.如权利要求18所述的止回阀，其中所述衬套还包括延伸到所述外侧端部表面以与所述环形密封腔相交的至少一个外周边凹部，其中所述至少一个外周边凹部包括与所述衬套中心孔相交的排放通道。
20.如权利要求18和19中任一项所述的止回阀，其中所述环形密封腔包括燕尾槽，所述燕尾槽具有由所述主体座表面限定的后安置表面和第一侧表面以及由所述衬套外侧端部表面限定的第二侧表面。
21.如权利要求20所述的止回阀，其中所述燕尾槽包括圆锥形燕尾槽，其中后安置表面以相对于所述阀的中心轴线成约40°至约80°的角度延伸。
22.如权利要求20和21中任一项所述的止回阀，其中所述燕尾槽的所述第一侧表面和所述第二侧表面形成约40°至约80°的夹角。
23.如权利要求18和19中任一项所述的止回阀，其中所述环形密封腔部分地由所述主体座表面的与所述阀芯的渐缩外周边密封表面相对的渐缩部分以及所述主体座表面的与所述衬套外侧端部表面相对的径向部分限定。
24.如权利要求23所述的止回阀，其中所述主体座表面的所述渐缩部分基本上平行于所述阀芯的所述渐缩外周边密封表面延伸。
25.如权利要求23和24中任一项所述的止回阀，其中所述环形密封腔进一步由内壁部分的轴向延伸的外表面限定。
26.如权利要求18和19中任一项所述的止回阀，其中所述环形密封腔部分地由所述主体座表面的与所述阀芯的渐缩外周边密封表面相对的第一渐缩部分以及所述主体座表面的与所述衬套外侧端部表面相对的第二渐缩部分限定。
27.如权利要求26所述的止回阀，其中所述主体座表面的所述第一渐缩部分基本上平行于所述阀芯的所述渐缩外周边密封表面延伸。
28.如权利要求26和27中任一项所述的止回阀，其中所述主体座表面的所述第二渐缩部分基本上平行于所述衬套外侧端部表面延伸。
29.如权利要求26至28中任一项所述的止回阀，其中所述环形密封腔进一步由内壁部分的轴向延伸的外表面和所述主体座的轴向延伸的内周边部分限定。
30.如权利要求1至29中任一项所述的止回阀，其中所述阀座插入件包括弹性体垫圈密封件。
31.如权利要求30所述的止回阀，其中所述主体座表面包括尺寸被设计成保持所述阀座插入件的凹入表面以及从所述凹入表面轴向向内侧延伸的环形内壁部分，所述环形内壁部分的尺寸被设计成将所述阀芯对所述垫圈密封件的压缩限制于所述阀座插入件的未压缩厚度的预定分数。
32.如权利要求1至19中任一项所述的止回阀，其中所述阀座插入件包括塑料压盖。
33.如权利要求32所述的止回阀，其中所述主体座表面包括尺寸被设计成保持所述塑料压盖的凹入表面以及从所述凹入表面轴向向内侧延伸的环形内壁部分。
34.如权利要求33所述的止回阀，其中所述环形内壁部分径向向外地铆固以将所述塑料压盖保持在所述凹入表面中。
35.一种止回阀，所述止回阀包括：
阀主体，所述阀主体包括：
主体壳体，所述主体壳体包括在入口端口与出口端口之间延伸以在其间限定阀腔的外圆周壁；
环形阀座插入件，所述环形阀座插入件安置在围绕所述入口端口的主体座表面中；以及
衬套，所述衬套设置在所述阀腔中并且限定中心孔，所述衬套包括能够与所述阀座插入件轴向接合的外侧端部表面；以及
阀芯，所述阀芯延伸穿过所述衬套中心孔并且能够在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述阀芯的头部部分抵靠所述阀座插入件进行密封以防止所述入口端口与所述出口端口之间的流动，在所述打开位置中，准许流体流从所述入口端口进入所述衬套中心孔，并且通过所述阀芯中的内部流动通道到达所述出口端口；
其中所述衬套还包括渐缩导流表面，所述渐缩导流表面与所述外侧端部表面相对并且成角度以与所述阀芯头部部分的成角度的圆锥形表面基本上匹配，以在所述阀芯处于所述打开位置时将流朝向所述阀芯流动通道引导。
36.如权利要求35所述的止回阀，其中所述阀座插入件包括弹性体垫圈密封件。
37.如权利要求35和36中任一项所述的止回阀，其中所述主体壳体包括与第二主体壳体构件以螺纹方式组装的第一主体壳体构件。
38.如权利要求37所述的止回阀，其中所述第一主体壳体构件包括所述入口端口、所述主体座和所述外圆周壁，并且所述第二主体壳体构件包括所述出口端口。
39.如权利要求35至38中任一项所述的止回阀，其中所述阀芯包括具有外侧头部部分和内侧尾部部分的提升件，所述内部流动通道从所述头部部分延伸到所述尾部部分。
40.如权利要求39所述的止回阀，其中所述提升件的所述尾部部分被接收在所述出口端口的埋头孔中。
41.如权利要求39和40中任一项所述的止回阀，所述止回阀还包括偏置弹簧，所述偏置弹簧设置在所述提升件头部部分与所述主体壳体的支承部分之间以使所述提升件朝向所述关闭位置偏置。
42.如权利要求41所述的止回阀，其中所述偏置弹簧径向地设置在所述提升件尾部部分与所述衬套之间。
43.一种止回阀，所述止回阀包括：
阀主体，所述阀主体包括：
主体壳体，所述主体壳体包括在入口端口与出口端口之间延伸以在其间限定阀腔的外圆周壁；
环形阀座插入件，所述环形阀座插入件安置在围绕所述入口端口的主体座表面中；以及
衬套，所述衬套设置在所述阀腔中并且限定中心孔，所述衬套包括与所述阀座插入件轴向接合的外侧端部表面；以及
阀芯，所述阀芯延伸穿过所述衬套中心孔并且能够在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述阀芯抵靠所述阀座插入件进行密封以防止所述入口端口与所述出口端口之间的流动，在所述打开位置中，准许流体流从所述入口端口流到所述出口端口；
其中所述主体座表面包括尺寸被设计成保持所述阀座插入件的凹入表面以及从所述凹入表面轴向向内侧延伸的环形内壁部分，所述环形内壁部分的尺寸被设计成在所述阀芯暴露于超过阈值背压的背压时邻接所述阀芯，以将所述阀芯对所述阀座插入件的压缩限制于所述阀座插入件的未压缩厚度的预定分数。
44.如权利要求43所述的止回阀，其中所述阀座插入件包括弹性体垫圈密封件。
45.如权利要求43和44中任一项所述的止回阀，其中所述主体壳体包括与第二主体壳体构件以螺纹方式组装的第一主体壳体构件。
46.如权利要求45所述的止回阀，其中所述第一主体壳体构件包括所述入口端口、所述主体座和所述外圆周壁，并且所述第二主体壳体构件包括所述出口端口。
47.如权利要求43至46中任一项所述的止回阀，其中所述阀芯包括具有外侧头部部分、内侧尾部部分以及从所述头部部分延伸到所述尾部部分的内部流动通道的提升件。
48.如权利要求47所述的止回阀，其中所述提升件的所述尾部部分被接收在所述出口端口的埋头孔中。
49.如权利要求47和48中任一项所述的止回阀，所述止回阀还包括偏置弹簧，所述偏置弹簧设置在所述提升件头部部分与所述主体壳体的支承部分之间以使所述提升件朝向所述关闭位置偏置。
50.如权利要求49所述的止回阀，其中所述偏置弹簧径向地设置在所述提升件尾部部分与所述衬套之间。
51.如权利要求43至50中任一项所述的止回阀，其中所述环形内壁部分限定次级密封表面，所述次级密封表面被定位成在所述阀芯暴露于超过阈值背压的背压时与所述阀芯的位于所述阀座插入件的径向内侧的外周边密封面密封地接合。
52.一种止回阀，所述止回阀包括：
阀主体，所述阀主体包括：
主体壳体，所述主体壳体包括在入口端口与出口端口之间延伸以在其间限定阀腔的外圆周壁；
环形阀座插入件，所述环形阀座插入件安置在围绕所述入口端口的主体座表面中；以及
衬套，所述衬套设置在所述阀腔中并且限定中心孔，所述衬套包括能够与所述阀座插入件轴向接合的外侧端部表面；以及
阀芯，所述阀芯延伸穿过所述衬套中心孔并且能够在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述阀芯抵靠所述阀座插入件进行密封以防止所述入口端口与所述出口端口之间的流动，在所述打开位置中，准许流体流从所述入口端口流到所述出口端口；
其中所述主体座表面包括次级密封表面，所述次级密封表面被定位成在所述阀芯暴露于超过阈值背压的背压时与所述阀芯的位于所述阀座插入件的径向内侧的外周边密封面密封地接合。
53.如权利要求52所述的止回阀，其中所述主体座表面包括尺寸被设计成保持所述阀座插入件的凹入表面以及从所述凹入表面轴向向内侧延伸的环形内壁部分，所述环形内壁部分的尺寸被设计成将所述阀座插入件的压缩限制于所述阀座插入件的未压缩厚度的预定分数。
54.如权利要求53所述的止回阀，其中所述次级密封表面由所述环形内壁部分限定。
55.如权利要求52至54中任一项所述的止回阀，其中所述阀座插入件包括弹性体垫圈密封件。
56.如权利要求52至55中任一项所述的止回阀，其中所述主体壳体包括与第二主体壳体构件以螺纹方式组装的第一主体壳体构件。
57.如权利要求56所述的止回阀，其中所述第一主体壳体构件包括所述入口端口、所述主体座和所述外圆周壁，并且所述第二主体壳体构件包括所述出口端口。
58.如权利要求56和57中任一项所述的止回阀，所述止回阀还包括安装在所述第一壳体构件与所述第二壳体构件之间的主体密封件。
59.如权利要求56和57中任一项所述的止回阀，所述止回阀还包括主体密封垫圈，所述主体密封垫圈安装在所述第一主体壳体构件和所述第二主体壳体构件的相对表面之间，以在所述阀腔与所述第一主体壳体构件和所述第二主体壳体构件的配合螺纹之间提供密封。
60.如权利要求52至59中任一项所述的止回阀，其中所述阀芯包括具有外侧头部部分、内侧尾部部分以及从所述头部部分延伸到所述尾部部分的内部流动通道的提升件。
61.如权利要求60所述的止回阀，其中所述提升件的所述尾部部分被接收在所述出口端口的埋头孔中。
62.如权利要求60和61中任一项所述的止回阀，所述止回阀还包括偏置弹簧，所述偏置弹簧设置在所述提升件头部部分与所述主体壳体的支承部分之间以使所述提升件朝向所述关闭位置偏置。
63.如权利要求62所述的止回阀，其中所述偏置弹簧径向地设置在所述提升件尾部部分与所述衬套之间。
64.一种止回阀，所述止回阀包括：
阀主体，所述阀主体包括：
主体壳体，所述主体壳体具有：第一主体壳体构件，所述第一主体壳体构件包括入口端口、围绕所述入口端口的主体座表面和延伸到内螺纹端部部分的外圆周壁；以及第二主体壳体构件，所述第二主体壳体构件包括出口端口和与所述内螺纹端部部分组装的外螺纹端部螺钉；
环形阀座插入件，所述环形阀座插入件安置在围绕所述入口端口的主体座表面中；以及
衬套，所述衬套设置在阀腔中并且限定中心孔，所述衬套包括能够与所述阀座插入件轴向接合的外侧端部表面以及内侧端部，所述内侧端部被所述外螺纹端部螺钉的支承部分接合以将轴向压缩力从所述第二主体壳体构件传递到所述阀座插入件；以及
阀芯，所述阀芯延伸穿过所述衬套中心孔并且能够在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述阀芯抵靠所述阀座插入件进行密封以防止所述入口端口与所述出口端口之间的流动，在所述打开位置中，准许流体流从所述入口端口流到所述出口端口。
65.如权利要求64所述的止回阀，其中所述阀座插入件包括弹性体垫圈密封件。
66.如权利要求64和65中任一项所述的止回阀，其中所述阀芯包括具有外侧头部部分、内侧尾部部分以及从所述头部部分延伸到所述尾部部分的内部流动通道的提升件。
67.如权利要求66所述的止回阀，其中所述提升件的所述尾部部分被接收在所述出口端口的埋头孔中。
68.一种止回阀，所述止回阀包括：
阀主体，所述阀主体包括：
主体壳体，所述主体壳体包括在入口端口与出口端口之间延伸以在其间限定阀腔的外圆周壁；
环形阀座插入件，所述环形阀座插入件安置在所述主体壳体的围绕所述入口端口的主体座表面中；以及
衬套，所述衬套设置在所述阀腔中并且限定中心孔，所述衬套包括能够与所述阀座插入件轴向接合的外侧端部表面；以及
阀芯，所述阀芯延伸穿过所述衬套中心孔并且能够在关闭位置与打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述阀芯抵靠所述阀座插入件进行密封以防止所述入口端口与所述出口端口之间的流动，在所述打开位置中，准许流体流从所述入口端口进入所述衬套中心孔，并且通过所述阀芯中的内部流动通道到达所述出口端口；
其中所述主体座表面和所述衬套外侧端部表面一起限定环形密封腔，所述环形密封腔的尺寸被设计成保持所述阀座插入件；并且
其中所述衬套还包括延伸到所述外侧端部表面以与所述环形密封腔相交的至少一个外周边凹部，其中所述至少一个外周边凹部包括与所述衬套中心孔相交的排放通道。
69.如权利要求68所述的止回阀，其中所述阀座插入件包括弹性体垫圈密封件。
70.如权利要求68和69中任一项所述的止回阀，其中所述主体壳体包括与第二主体壳体构件以螺纹方式组装的第一主体壳体构件。
71.如权利要求70所述的止回阀，其中所述第一主体壳体构件包括所述入口端口、所述主体座和所述外圆周壁，并且所述第二主体壳体构件包括所述出口端口。
72.如权利要求70和71中任一项所述的止回阀，所述止回阀还包括主体密封垫圈，所述主体密封垫圈安装在所述第一主体壳体构件和所述第二主体壳体构件的相对表面之间，以在所述阀腔与所述第一主体壳体构件和所述第二主体壳体构件的配合螺纹之间提供密封。
73.如权利要求68至72中任一项所述的止回阀，其中所述阀芯包括具有外侧头部部分、内侧尾部部分以及从所述头部部分延伸到所述尾部部分的内部流动通道的提升件。
74.如权利要求73所述的止回阀，其中所述提升件的所述尾部部分被接收在所述出口端口的埋头孔中。
75.如权利要求63和64中任一项所述的止回阀，所述止回阀还包括偏置弹簧，所述偏置弹簧设置在所述提升件头部部分与所述主体壳体的支承部分之间以使所述提升件朝向所述关闭位置偏置。
76.如权利要求75所述的止回阀，其中所述偏置弹簧径向地设置在所述提升件尾部部分与所述衬套之间。
77.如权利要求68至76中任一项所述的止回阀，其中所述环形密封腔包括燕尾槽，所述燕尾槽具有由所述主体座表面限定的后安置表面和第一侧表面以及由所述衬套外侧端部表面限定的第二侧表面。
78.如权利要求77所述的止回阀，其中所述燕尾槽包括圆锥形燕尾槽，其中后安置表面以相对于所述阀的中心轴线成约40°至约80°的角度延伸。
79.如权利要求77和78中任一项所述的止回阀，其中所述燕尾槽的所述第一侧表面和所述第二侧表面形成约40°至约80°的夹角。
80.如权利要求68至76中任一项所述的止回阀，其中所述环形密封腔部分地由所述主体座表面的与所述阀芯的渐缩外周边密封表面相对的渐缩部分以及所述主体座表面的与所述衬套外侧端部表面相对的径向部分限定。
81.如权利要求80所述的止回阀，其中所述主体座表面的所述渐缩部分基本上平行于所述阀芯的所述渐缩外周边密封表面延伸。
82.如权利要求80和81中任一项所述的止回阀，其中所述环形密封腔进一步由内壁部分的轴向延伸的外表面限定。
83.如权利要求68至76中任一项所述的止回阀，其中所述环形密封腔部分地由所述主体座表面的与所述阀芯的渐缩外周边密封表面相对的第一渐缩部分以及所述主体座表面的与所述衬套外侧端部表面相对的第二渐缩部分限定。
84.如权利要求83所述的止回阀，其中所述主体座表面的所述第一渐缩部分基本上平行于所述阀芯的所述渐缩外周边密封表面延伸。
85.如权利要求83和84中任一项所述的止回阀，其中所述主体座表面的所述第二渐缩部分基本上平行于所述衬套外侧端部表面延伸。
86.如权利要求83至85中任一项所述的止回阀，其中所述环形密封腔进一步由内壁部分的轴向延伸的外表面和所述主体座的轴向延伸的内周边部分限定。
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