RU2812877C1

RU2812877C1 - Valve device with ball retainers

Info

Publication number: RU2812877C1
Application number: RU2022126925A
Authority: RU
Inventors: Дэвид МЕЙЕР; Марио ПАДИЛЛА; Гари ГРЕНОН
Original assignee: Аэроджет Рокетдайн, Инк.
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2024-02-05

Abstract

FIELD: valves.

SUBSTANCE: present invention is related to a valve device including a male and a female body that together form a through passage for a fluid. The male and female bodies have outer and inner annular channels, respectively. The male body is configured to be inserted into the female body so that the outer and inner annular channels together form a toroidal tube. The first and second valve elements are located in the male and female bodies, respectively. The ball retainers are configured to be inserted into the toroidal tube so that they axially lock the male and female bodies to each other. A retainer that is configured to engage when the first and second valve elements are in functional alignment and that, when engaged, rotationally locks the male and female bodies.

EFFECT: this arrangement, on the one hand, allows precise rotational adjustment of the housings, and on the other hand, can be fixed to prevent rotation, but ensuring ease of assembly and disassembly of the claimed valve device.

15 cl, 3 dwg

Description

Уровень техникиState of the art

[0001] Обратные клапаны используются в каналах для текучих сред для обеспечения потока текучей среды только в одном направлении. Существует большое разнообразие типов обратных клапанов, таких как шаровые обратные клапаны, мембранные обратные клапаны, обратные клапаны с заслонками и дисковые обратные клапаны. Часто обратный клапан расположен в одном едином клапанном корпусе, который установлен в трубопроводе. Клапанный элементы, такие как шар, мембрана, заслонка или диск, а также связанные с ними уплотнения и пружины собраны в клапанном корпусе.[0001] Check valves are used in fluid passages to ensure fluid flow in only one direction. There are a wide variety of check valve types such as ball check valves, diaphragm check valves, butterfly check valves and disc check valves. Often the check valve is located in one single valve body, which is installed in the pipeline. Valve components such as ball, diaphragm, flapper or disc, as well as associated seals and springs, are assembled in the valve body.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

[0002] Клапанное устройство в соответствии с примером настоящего раскрытия включает в себя охватываемый и охватывающий корпуса, имеющие, соответственно, наружные и внутренние кольцевые каналы. Охватываемый корпус вставлен в охватывающий корпус таким образом, чтобы наружный и внутренний кольцевые каналы вместе образовали тороидальную трубку, а охватываемый и охватывающий корпуса вместе образовали сквозной канал для текучей среды. Первый и второй клапанные элементы расположены, соответственно, в охватываемом и охватывающем корпусах. Шаровые фиксаторы вставлены в тороидальную трубку. Шаровые фиксаторы фиксируют в осевом направлении охватываемый и охватывающий корпуса друг с другом. Фиксатор входит в зацепление, когда первый и второй клапанные элементы находятся в функциональном выравнивании, и при этом при вхождении в зацепление он фиксирует во вращательном направлении охватываемый и охватывающий корпуса.[0002] A valve device according to an example of the present disclosure includes male and female bodies having outer and inner annular passages, respectively. The male body is inserted into the female body so that the outer and inner annular channels together form a toroidal tube, and the male and female bodies together form a through channel for the fluid. The first and second valve elements are located in the male and female housings, respectively. Ball retainers are inserted into the toroidal tube. Ball clamps axially fix the male and female housings to each other. The lock engages when the first and second valve members are in functional alignment, and when engaged, it rotationally locks the male and female housings.

[0003] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления один из первого или второго клапанных элементов представляет собой заслонку, а другой из первого или второго клапанных элементов представляет собой упор заслонки.[0003] In a further embodiment of any of the above embodiments, one of the first or second valve elements is a shutter and the other of the first or second valve elements is a shutter stop.

[0004] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления заслонка включает в себя пружину.[0004] In a further embodiment of any of the above embodiments, the shutter includes a spring.

[0005] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления заслонка включает в себя амортизатор.[0005] In a further embodiment of any of the above embodiments, the damper includes a shock absorber.

[0006] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления сквозной канал для текучей среды включает в себя первый канал, который выходит в охватываемый корпус, и второй канал, который выходит в охватывающий корпус.[0006] In a further embodiment of any of the above embodiments, the through fluid passage includes a first passage that extends into the male housing and a second passage that extends into the female housing.

[0007] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления первый и второй каналы не коаксиальны.[0007] In a further embodiment of any of the above embodiments, the first and second channels are not coaxial.

[0008] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления шаровые фиксаторы образуют непрерывную линию контакта от шара к шару.[0008] In a further embodiment of any of the above embodiments, the ball retainers form a continuous line of contact from ball to ball.

[0009] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления каждый наружный и внутренний каналы имеют полукруглое поперечное сечение.[0009] In a further embodiment of any of the above embodiments, the outer and inner channels each have a semicircular cross-section.

[0010] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления охватывающий корпус включает в себя отверстие для шаровых фиксаторов, которое выходит во внутренний канал.[0010] In a further embodiment of any of the above embodiments, the female body includes a ball retainer hole that extends into the internal channel.

[0011] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления охватывающий корпус имеет диаметр менее двух дюймов (менее 50,8 мм), а тороидальная трубка включает в себя по меньшей мере 80 шаровых фиксаторов.[0011] In a further embodiment of any of the above embodiments, the female body has a diameter of less than two inches (less than 50.8 mm) and the toroidal tube includes at least 80 ball retainers.

[0012] Дополнительный вариант осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления включает в себя по меньшей мере одно уплотнение между охватываемым корпусом и охватывающим корпусом.[0012] A further embodiment of any of the above embodiments includes at least one seal between the male body and the female body.

[0013] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления фиксатор включает в себя стопорный штифт.[0013] In a further embodiment of any of the above embodiments, the latch includes a locking pin.

[0014] Способ сборки клапанного устройства в соответствии с одним примером настоящего раскрытия включает в себя обеспечение охватываемого и охватывающего корпусов, которые имеют, соответственно, наружный и внутренний кольцевые каналы. Первый и второй клапанные элементы расположены, соответственно, в охватываемом и охватывающем корпусах. Охватываемый корпус вставляют в охватывающий корпус таким образом, чтобы наружный и внутренний кольцевые каналы вместе образовали тороидальную трубку, а охватываемый и охватывающий корпуса вместе образовали сквозной канал для текучей среды. Фиксатор входит в зацепление, когда первый и второй клапанные элементы находятся в функциональном выравнивании, и фиксирует во вращательном направлении охватываемый и охватывающий корпуса. Шаровые фиксаторы вставляют в тороидальную трубку и, таким образом, фиксируют в осевом направлении охватываемый и охватывающий корпуса друг с другом.[0014] A method for assembling a valve device in accordance with one example of the present disclosure includes providing a male and female housing that have outer and inner annular passages, respectively. The first and second valve elements are located in the male and female housings, respectively. The male body is inserted into the female body so that the outer and inner annular channels together form a toroidal tube, and the male and female bodies together form a through channel for the fluid. The lock engages when the first and second valve members are in functional alignment and rotationally locks the male and female housings. The ball retainers are inserted into the toroidal tube and thus axially fix the male and female housings to each other.

[0015] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления один из первого или второго клапанных элементов представляет собой заслонку, а другой из первого или второго клапанных элементов представляет собой упор заслонки.[0015] In a further embodiment of any of the above embodiments, one of the first or second valve elements is a shutter and the other of the first or second valve elements is a shutter stop.

[0016] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления заслонка включает в себя пружину.[0016] In a further embodiment of any of the above embodiments, the shutter includes a spring.

[0017] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления шаровые фиксаторы образуют непрерывную линию контакта от шара к шару.[0017] In a further embodiment of any of the above embodiments, the ball retainers form a continuous line of contact from ball to ball.

[0018] В дополнительном варианте осуществления любого из вышеупомянутых вариантов осуществления фиксатор включает в себя стопорный штифт, а введение в зацепление включает в себя вставление стопорного штифта в выровненные каналы для фиксатора в охватываемом и охватывающем корпусах.[0018] In a further embodiment of any of the above embodiments, the latch includes a locking pin, and engagement includes inserting the locking pin into aligned latch channels in the male and female housings.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

[0019] Различные особенности и преимущества настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной области из нижеследующего подробного описания. Чертежи, сопровождающие подробное описание, могут быть кратко описаны следующим образом.[0019] Various features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description. The drawings accompanying the detailed description may be briefly described as follows.

[0020] На фигуре 1 показан пример клапанного устройства.[0020] Figure 1 shows an example of a valve device.

[0021] На фигуре 2 показан вид клапанного устройства с фигуры 1 в разрезе.[0021] Figure 2 shows a cross-sectional view of the valve device of Figure 1.

[0022] На фигуре 3 показан вид клапанного устройства и шаровых фиксаторов в осевом разрезе.[0022] Figure 3 shows an axial sectional view of the valve device and ball retainers.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

[0023] Фигура 1 схематически иллюстрирует клапанное устройство 20, а фигура 2 иллюстрирует вид клапанного устройства 20 в разрезе. Клапанное устройство 20 представляет собой обратный клапан и будет описано здесь как обратный клапан с заслонкой. Однако следует понимать, что приведенные здесь примеры также могут быть полезны для других типов обратных клапанов.[0023] Figure 1 schematically illustrates valve device 20, and Figure 2 illustrates a cross-sectional view of valve device 20. The valve device 20 is a check valve and will be described here as a gate check valve. However, it should be understood that the examples given here may also be useful for other types of check valves.

[0024] В общем, клапанное устройство 20 имеет корпус, состоящий из двух частей, который включает в себя охватываемый и охватывающий корпуса 22/24, которые скреплены друг с другом в шаровом соединении 26. Охватываемый и охватывающий корпуса 22/24, по существу, являются цилиндрическими и имеют комплементарную (взаимодополняющую) геометрию, так что охватываемый корпус 22 комплементарно входит в охватывающий корпус 24. Охватываемый и охватывающий корпуса 22/24 могут быть выполнены из относительно прочного материала, такого как металл или металлический сплав. В одном примере каждый из охватываемого и охватывающего корпусов 22/24 выполнен в виде цельной монолитной конструкции.[0024] In general, the valve device 20 has a two-part body that includes a male and female housing 22/24 that are secured to each other at a ball joint 26. The male and female housing 22/24 are substantially are cylindrical and have a complementary geometry such that the male body 22 fits complementarily into the female body 24. The male and female bodies 22/24 may be made of a relatively strong material such as a metal or metal alloy. In one example, each of the male and female housings 22/24 is formed as a one-piece monolithic structure.

[0025] Охватываемый и охватывающий корпуса 22/24 вместе образуют сквозной канал 28 для текучей среды. В этом примере сквозной канал 28 для текучей среды включает в себя первый или входной канал 28а, который выходит в открытую внутреннюю область охватываемого корпуса 22, второй или выходной канал 28b, который выходит в открытую внутреннюю область охватывающего корпуса 24, и промежуточный канал 28 с через частично совпадающие открытые внутренние области охватываемого и охватывающего корпусов 22/24. Как показано, первый и второй каналы 28а/28b, каждый, являются прямыми вдоль их центральных осей, но не коаксиальны друг с другом.[0025] The male and female housings 22/24 together form a through passage 28 for fluid. In this example, the through fluid passage 28 includes a first or inlet passage 28a that extends into the open interior region of the male housing 22, a second or outlet passage 28b that extends into the open interior region of the female housing 24, and an intermediate passage 28c through partially coinciding open internal areas of the male and female housings 22/24. As shown, the first and second channels 28a/28b are each straight along their central axes, but are not coaxial with each other.

[0026] Клапанное устройство 20 дополнительно включает в себя первый и второй клапанные элементы 30/32, расположенные, соответственно, в охватываемом и охватывающем корпусах 22/24. В показанном примере первый клапанный элемент 30 представляет собой заслонку 30а, а второй клапанный элемент 32 представляет собой упор 32а заслонки. Термины "первый" и "второй", используемые здесь, предназначены для различения того, что существуют два "архитектурно" различных компонента или элемента. Заслонка 30а может включать в себя затвор или диск, который установлен с возможностью поворота на штифте в охватываемом корпусе 22, со смещающей пружиной 30b, которая смещает заслонку 30а в закрытое положение относительно седла 30с клапана. Смещающая пружина 30b имеет коэффициент жесткости пружины, который выбирается для обеспечения требуемого давления открытия, при котором текучая среда сдвигает заслонку 30а с седла 30с клапана, чтобы обеспечить сквозной поток текучей среды. Следует понимать, что термины "первый" и "второй" являются взаимозаменяемыми в приведенных здесь вариантах осуществления в том смысле, что первый компонент или элемент в качестве альтернативы может быть назван вторым компонентом или элементом, и наоборот. Например, заслонка 30а может альтернативно находиться в охватывающем корпусе 24, а упор 32а заслонки - в охватываемом корпусе 22.[0026] The valve device 20 further includes first and second valve elements 30/32 located in the male and female housings 22/24, respectively. In the example shown, the first valve element 30 is a shutter 30a, and the second valve element 32 is a shutter stop 32a. The terms "first" and "second" as used herein are intended to distinguish that there are two "architecturally" distinct components or elements. The valve 30a may include a shutter or disk that is pivotally mounted on a pin in the male body 22 with a bias spring 30b that biases the valve 30a to a closed position relative to the valve seat 30c. The bias spring 30b has a spring constant that is selected to provide the required opening pressure at which fluid moves the flapper 30a off the valve seat 30c to allow through fluid flow. It should be understood that the terms “first” and “second” are interchangeable in the embodiments provided herein in the sense that the first component or element may alternatively be referred to as the second component or element, and vice versa. For example, the shutter 30a may alternatively be located in the female housing 24 and the shutter stop 32a in the male housing 22.

[0027] Упор 32а заслонки расположен на пути поворота заслонки 30а и ограничивает ход заслонки 30а, тем самым определяя максимальную площадь потока через сквозной канал 28 для текучей среды. Например, упор 32а заслонки представляет собой поверхность, которая образована как единое целое с охватывающим корпусом 24 и расположена или ориентирована комплементарно относительно заслонки 30а для остановки ее перемещения. В этом отношении заслонка 30а, упор 32а заслонки или оба могут иметь амортизаторы или тому подобное, которые служат местом контакта между заслонкой 30а и упором 32а заслонки. В показанном примере заслонка 30а включает в себя амортизатор 30d, который контактирует с упором 32а заслонки при полном открытии заслонки 30а. Амортизатор 30d может способствовать ограничению контакта до относительно небольшой заданной области на упоре 32а заслонки. Как будет понятно, упор 32а заслонки может также иметь подобный амортизатор, или амортизатор 30d может альтернативно находиться на упоре 32а заслонки.[0027] The shutter stop 32a is located in the rotation path of the shutter 30a and limits the stroke of the shutter 30a, thereby determining the maximum flow area through the through fluid passage 28. For example, the shutter stop 32a is a surface that is integrally formed with the female body 24 and is positioned or oriented complementary to the shutter 30a to stop its movement. In this regard, the shutter 30a, the shutter stop 32a, or both may have shock absorbers or the like that serve as a contact point between the shutter 30a and the shutter stop 32a. In the example shown, the shutter 30a includes a damper 30d that contacts the shutter stop 32a when the shutter 30a is fully opened. The damper 30d may help limit contact to a relatively small, predetermined area on the shutter stop 32a. As will be appreciated, the damper stop 32a may also have a similar damper, or the damper 30d may alternatively be located on the damper stop 32a.

[0028] Как лучше всего показано на фрагменте на фиг. 2, охватываемый корпус 22 имеет наружный кольцевой канал 22а, а охватывающий корпус 24 имеет внутренний кольцевой канал 24а. При вхождении корпусов друг в друга кольцевые каналы 22а/24а выравниваются и, в целом, образуют тороидальную трубку 34. В проиллюстрированном примере каждый из кольцевых каналов 22а/24а является полукруглым, так что тороидальная трубка 34 имеет круглое поперечное сечение. Следует понимать, что, поскольку охватываемый и охватывающий корпуса 22/24 соединены со скользящей посадкой, между корпусами 22/24 может быть зазор, так что каналы 22а/24а выравниваются не идеально. В связи с этим тороидальная трубка 34 сама по себе не герметична и может быть не идеально круглой в поперечном сечении. Для систем с высоким давлением клапанное устройство 20 может также включать в себя одно или более кольцевых уплотнений 35, таких как уплотнительные кольца круглого сечения.[0028] As best shown in the portion of FIG. 2, the male body 22 has an outer annular channel 22a, and the female body 24 has an inner annular channel 24a. As the housings engage each other, the annular passages 22a/24a align and generally form a toroidal tube 34. In the illustrated example, each of the annular passages 22a/24a is semicircular such that the toroidal tube 34 has a circular cross-section. It should be understood that since the male and female housings 22/24 are sliding-fit connected, there may be a gap between the housings 22/24 such that the channels 22a/24a are not perfectly aligned. Therefore, the toroidal tube 34 itself is not sealed and may not be perfectly round in cross section. For high pressure systems, valve assembly 20 may also include one or more annular seals 35, such as O-rings.

[0029] Шаровые фиксаторы 36 устанавливают в тороидальную трубку 34. Каждый шаровой фиксатор 36 представляет собой сферическое тело, диаметр которого незначительно меньше диаметра поперечного сечения тороидальной трубки 34. В одном примере, показанном на виде в разрезе через тороидальную трубку 34 на фиг. 3, шаровые фиксаторы 36 вставлены в тороидальную трубку 34 через отверстие 38 для шаровых фиксаторов в охватывающем корпусе 24, которое выходит во внутренний канал 24а. После вставки шаровых фиксаторов 36 в тороидальную трубку 34 отверстие может быть закрыто с помощью затвора 37, такого как штифт, заглушка, винт с резьбой или тому подобное.[0029] The ball retainers 36 are installed in the toroidal tube 34. Each ball retainer 36 is a spherical body whose diameter is slightly less than the cross-sectional diameter of the toroidal tube 34. In one example, shown in a sectional view through the toroidal tube 34 in FIG. 3, the ball retainers 36 are inserted into the toroidal tube 34 through a ball retainer hole 38 in the female body 24, which opens into the inner channel 24a. After inserting the ball retainers 36 into the toroidal tube 34, the hole can be closed using a closure 37, such as a pin, plug, threaded screw, or the like.

[0030] Оказавшись в тороидальной трубе 34, каждый шаровой фиксатор 36 примерно наполовину находится в кольцевом канале 22а и наполовину в кольцевом канале 24а. Относительное перемещение вдоль оси одного или другого из охватываемого или охватывающего корпусов 22/24 создает силу сдвига вдоль границы раздела между кольцевыми каналами 22а/24а. Но для шаровых фиксаторов 36 охватываемый и охватывающий корпуса 22/24 раздвинулись бы из-за такого сдвига. Однако из-за относительно плотной упаковки шаровых фиксаторов 36 в тороидальной трубке 34 шаровые фиксаторы 36 не могут полностью перемещаться ни в один из каналов 22а/24а, чтобы избежать сдвига. Таким образом, усилие сдвига переносится шаровыми фиксаторами 36, но поскольку шаровые фиксаторы 36 ограничены в тороидальной трубке 34, шаровые фиксаторы 36 не допускают перемещения сдвига между охватываемым и охватывающим корпусами 22/24. Шаровые фиксаторы 36, таким образом, фиксируют в осевом направлении охватываемый и охватывающий корпуса 22/24 друг с другом.[0030] Once in the toroidal tube 34, each ball retainer 36 is approximately half in the annular channel 22a and half in the annular channel 24a. Relative movement along the axis of one or the other of the male or female housings 22/24 creates a shear force along the interface between the annular channels 22a/24a. But for ball retainers 36, the male and female housings 22/24 would move apart due to this shift. However, due to the relatively close packing of the ball retainers 36 in the toroidal tube 34, the ball retainers 36 cannot move completely into either channel 22a/24a to avoid shearing. Thus, the shear force is carried by the ball retainers 36, but since the ball retainers 36 are confined within the toroidal tube 34, the ball retainers 36 do not allow shear movement between the male and female housings 22/24. The ball locks 36 thus axially lock the male and female housings 22/24 together.

[0031] В этом отношении шаровые фиксаторы 36 могут быть выбраны с учетом относительной прочности и могут быть изготовлены из металла или металлического сплава, такого как, например, сталь. Шаровые фиксаторы 36 также могут быть плотно упакованы в тороидальную трубку 34 таким образом, чтобы шаровые фиксаторы 36 образовывали непрерывную линию контакта от шара к шару. В шаровых фиксаторах 36 может быть относительно небольшой зазор, позволяющий последнему шаровому фиксатору 36 поместиться в указанную линию. Такая линия контакта может способствовать более равномерному распределению нагрузки по сравнению с использованием меньшего количества шаровых фиксаторов, например шаровых фиксаторов, которые разнесены на один или более диаметров шара. Шаровые фиксаторы 36 также способствуют относительно небольшому размеру клапанного устройства 20, которое находит применение в системах с высоким давлением, таких как давление порядка 10 ksi (10000 фунтов/кв. дюйм или ~ 69 МПа) или выше. Например, охватывающий корпус 24 имеет диаметр менее двух дюймов (менее 50,8 мм). Даже при малом радиусе кривизны тороидальной трубки 34 для такого диаметра шаровые фиксаторы 36 могут легко катиться в тороидальной трубке 34 для облегчения вставки. Для сравнения, при том же радиусе кривизны металлический проволочный фиксирующий элемент того же диаметра, что и шаровые фиксаторы, не мог быть вставлен полностью по всей длине трубки из-за жесткости проволоки и трения о стенки трубки.[0031] In this regard, the ball retainers 36 may be selected for relative strength and may be made of metal or a metal alloy, such as steel, for example. The ball retainers 36 may also be tightly packed into the toroidal tube 34 such that the ball retainers 36 form a continuous line of contact from ball to ball. There may be a relatively small gap in the ball retainers 36 to allow the last ball retainer 36 to fit into the specified line. This contact line may help distribute the load more evenly than using fewer ball retainers, such as ball retainers that are spaced one or more ball diameters apart. The ball retainers 36 also contribute to the relatively small size of the valve device 20, which finds use in high pressure systems, such as pressures on the order of 10 ksi (10,000 psi or ~69 MPa) or higher. For example, the female body 24 has a diameter of less than two inches (less than 50.8 mm). Even though the radius of curvature of the toroidal tube 34 is small for this diameter, the ball retainers 36 can easily roll in the toroidal tube 34 to facilitate insertion. In comparison, at the same radius of curvature, a metal wire retainer of the same diameter as the ball retainers could not be inserted completely along the entire length of the tube due to the rigidity of the wire and friction against the walls of the tube.

[0032] Шаровые фиксаторы 36 допускали бы вращательную регулировку между охватываемым и охватывающим корпусами 22/24, за исключением поворотного фиксатора 40 (фигура 2). Для приведения первого и второго клапанных элементов 30/32 в функциональное выравнивание охватываемый и охватывающий корпуса 22/24 выравнивают во время сборки (например, вручную) относительно друг друга с помощью фиксатора 40. В проиллюстрированном примере фиксатор 40 представляет собой штифтовый фиксатор, причем каждый из охватываемого и охватывающего корпуса 22/24 содержит отверстия для штифта. После вхождения в зацепление указанный комплементарный штифт предотвращает относительное вращение между охватываемым и охватывающим корпусами 22/24. Таким образом, выравнивание отверстий для штифта может указывать на правильное функциональное выравнивание. Термин "функциональное выравнивание" или его варианты относится к выравниванию между первым и вторым клапанными элементами 30/32, которое позволяет первому и второму клапанным элементам 30/32 функционировать так, как спроектировано.[0032] The ball detents 36 would allow rotational adjustment between the male and female housings 22/24, with the exception of the rotary detent 40 (Figure 2). To bring the first and second valve members 30/32 into functional alignment, the male and female bodies 22/24 are aligned with each other during assembly (e.g., by hand) using a retainer 40. In the illustrated example, the retainer 40 is a pin retainer, each of male and female housing 22/24 contains holes for the pin. Once engaged, said complementary pin prevents relative rotation between the male and female housings 22/24. Thus, pin hole alignment may indicate proper functional alignment. The term "functional alignment" or variations thereof refers to the alignment between the first and second valve elements 30/32 that allows the first and second valve elements 30/32 to function as designed.

[0033] В качестве примера, в функционально выровненном состоянии первый и второй клапанные элементы 30/32 работают без помех и обеспечивают предварительно заданную расчетную площадь потока через сквозной канал 28 для текучей среды. В указанном примере заслонки 30а и упора 32а заслонки несовмещение (невыровненность) во вращательном направлении охватываемого и охватывающего корпусов 22/24 может привести к функциональному несовмещению контактных областей заслонки 30а и упора 32а заслонки, что изменяет предварительно заданную расчетную площадь потока и выводит ее за пределы целевого диапазона площади потока. В то время как такие отклонения в площади потока из-за несовмещения (невыровненности) могут быть допустимыми в некоторых обратных клапанах общего назначения, относительно небольшие, высокоточные обратные клапаны с большим расходом и/или высоким давлением могут требовать точных площадей потока и, следовательно, точного выравнивания. Такое точное выравнивание может быть затруднено при использовании других типов соединений, отличных от шарового соединения 26. Например, в другом примере из приведенных выше примеров охватывающий корпус 24 имеет диаметр менее двух дюймов (менее 50,8 мм), а тороидальная трубка 34 включает в себя по меньшей мере 80 шаровых фиксаторов 36. Более того, поскольку шаровые фиксаторы 36 могут быть легко вставлены и извлечены из тороидальной трубки 34 через отверстие 38 для шаровых фиксаторов, клапанное устройство 20 может быть относительно быстро собрано и разобрано повторно, если это необходимо. Кроме того, поскольку вращательная регулировка является временной и предотвращается, когда клапанное устройство 20 работает в качестве обратного клапана, нет необходимости в поверхностном упрочнении каналов 22а/24а (например, цементации или обуглероживании), как при использовании подшипников.[0033] As an example, in a functionally aligned state, the first and second valve elements 30/32 operate without interference and provide a predetermined design area of flow through the through fluid passage 28. In this example of the shutter 30a and the shutter stop 32a, misalignment (misalignment) in the rotational direction of the male and female housings 22/24 can lead to a functional misalignment of the contact areas of the shutter 30a and the shutter stop 32a, which changes the predetermined design flow area and takes it beyond the target flow area range. While such variations in flow area due to misalignment may be acceptable in some general purpose check valves, relatively small, high flow and/or high pressure high precision check valves may require precise flow areas and therefore accurate alignment. Such precise alignment may be difficult when using other types of joints other than ball joint 26. For example, in another example of the examples above, the female body 24 has a diameter of less than two inches (less than 50.8 mm) and the toroidal tube 34 includes at least 80 ball retainers 36. Moreover, since the ball retainers 36 can be easily inserted and removed from the toroidal tube 34 through the ball retainer hole 38, the valve device 20 can be relatively quickly assembled and reassembled if necessary. In addition, since rotational adjustment is temporary and is prevented when the valve device 20 operates as a check valve, there is no need to surface harden the passages 22a/24a (eg, carburizing or carburizing) as when using bearings.

[0034] Приведенные выше примеры также воплощают способ сборки клапанного устройства 20. Например, способ включает в себя обеспечение охватываемого и охватывающего корпусов 22/24, вставление охватываемого корпуса 22 в охватывающий корпус 24 таким образом, чтобы наружный и внутренний кольцевые каналы 22а/22b вместе образовали тороидальную трубку 34, вставление шаровых фиксаторов 36 в тороидальную трубку 34 для фиксации в осевом направлении охватываемого и охватывающего корпусов 22/24 друг с другом и введение в зацепление фиксатора 40, когда первый и второй клапанные элементы 30/32 находятся в функциональном выравнивании таким образом, чтобы зафиксировать во вращательном направлении охватываемый и охватывающий корпуса 22/24 друг с другом.[0034] The above examples also embody a method for assembling a valve device 20. For example, the method includes providing a male and female body 22/24, inserting the male body 22 into the female body 24 such that the outer and inner annular channels 22a/22b are together formed a toroidal tube 34, inserting ball retainers 36 into the toroidal tube 34 to axially lock the male and female bodies 22/24 together and engaging the retainer 40 when the first and second valve members 30/32 are in functional alignment in this manner to lock the male and female housings 22/24 together in the rotational direction.

[0035] Хотя в проиллюстрированных примерах показана некоторая комбинация признаков, не все из них необходимо комбинировать для реализации преимуществ различных вариантов осуществления настоящего изобретения. Другими словами, система, разработанная в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, не обязательно будет включать все элементы, показанные на какой-либо одной из фигур, или все части, схематически показанные на фигурах. Более того, выбранные признаки одного примера осуществления могут быть объединены с выбранными признаками других примеров осуществления.[0035] Although the illustrated examples show some combination of features, not all of them need to be combined to realize the benefits of the various embodiments of the present invention. In other words, a system designed in accordance with an embodiment of the present invention will not necessarily include all of the elements shown in any one of the figures or all of the parts shown schematically in the figures. Moreover, selected features of one embodiment may be combined with selected features of other embodiments.

[0036] Предшествующее описание носит иллюстративный, а не ограничивающий характер. Для специалистов в данной области техники могут стать очевидными варианты и модификации раскрытых примеров, которые не обязательно отходят от настоящего изобретения. Объем правовой охраны, предоставляемой настоящему изобретению, может быть определен только путем изучения нижеследующей формулы изобретения.[0036] The foregoing description is illustrative and not limiting. Variations and modifications to the disclosed examples may become apparent to those skilled in the art that do not necessarily depart from the present invention. The scope of legal protection granted to the present invention can only be determined by examining the following claims.

Claims

1. Valve device (20) containing:

male and female housings (22, 24), having, respectively, outer and inner annular channels (22a, 24a), and the male housing (22) is designed to be inserted into the female housing (24) so that the outer and inner annular channels (22a, 24a) together formed a toroidal tube (34), and the male and female housings (22, 24) together formed a through channel (28) for the fluid;

first and second valve elements (30, 32), located, respectively, in the male and female housings (22, 24);

ball retainers (36) configured to be inserted into the toroidal tube (34), the ball retainers (36) axially locking the male and female housings (22, 24) to each other; And

a latch (40) which is configured to engage when the first and second valve elements (30, 32) are in functional alignment, and which, when engaged, rotationally locks the male and female housings (22, 24).

2. The valve device (20) according to claim 1, wherein one of the first or second valve elements (30, 32) is a damper (30a) and the other of the first or second valve elements (30, 32) is a stop ( 32a) dampers.

3. Valve device (20) according to claim 2, in which the valve (30a) includes a spring or shock absorber (30d).

4. The valve device as claimed in any one of the preceding claims, wherein the through fluid passage (28) includes a first passage (28a) that extends into the male housing (22) and a second passage (28b) that extends into the female housing (24).

5. Valve device (20) according to claim 4, in which the first and second channels (28a, 28b) are not coaxial.

6. A valve device (20) as claimed in any one of the preceding claims, wherein the ball retainers (36) form a continuous line of contact from ball to ball.

7. Valve device (20) according to any of the previous paragraphs, in which each of the outer and inner channels (22a, 24a) is semicircular in cross section.

8. The valve device (20) as claimed in any one of the preceding claims, wherein the female body (24) includes a ball retainer hole (38) that opens into an internal channel (24a).

9. The valve assembly (20) of any one of the preceding claims, wherein the female body (24) has a diameter of less than two inches (~50.8 mm) and the toroidal tube (34) includes at least 80 ball retainers (36 ).

10. Valve device (20) according to any of the previous paragraphs, further comprising at least one seal between the male body (22) and the female body (24).

11. A valve device (20) as claimed in any one of the preceding claims, wherein the lock (40) includes a locking pin.

12. A method for assembling a valve device (20), including the following:

provide male and female housings (22, 24), which have, respectively, outer and inner annular channels (22a, 24a), and first and second valve elements (30, 32), located, respectively, in the male and female housings (22 , 24);

insert the male body (22) into the female body (24) so that the outer and inner annular channels (22a, 24a) together form a toroidal tube (34), and the male and female bodies (22, 24) together form a through channel (28 ) for a fluid medium;

engaging the latch (40) when the first and second valve elements (30, 32) are in functional alignment, the latch

fixes (40) in the rotational direction the male and female housings (22, 24); And

insert ball clamps (36) into the toroidal tube (34), and ball clamps (36) fix the male and female housings (22, 24) to each other in the axial direction.

13. The method according to claim 12, wherein one of the first or second valve elements (30, 32) is a shutter (30a), and the other of the first or second valve elements (30, 32) is a shutter stop (32a), wherein said shutter (30a) optionally includes a spring.

14. Method according to claim 12 or 13, wherein the ball retainers (36) form a continuous line of contact from ball to ball.

15. A method according to any one of claims 12 to 14, wherein the locking pin (40) includes a locking pin and engagement includes inserting the locking pin into aligned locking channels in the male and female housings (22, 24).