TWI754155B - 多座之閘閥 - Google Patents

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TWI754155B
TWI754155B TW108122459A TW108122459A TWI754155B TW I754155 B TWI754155 B TW I754155B TW 108122459 A TW108122459 A TW 108122459A TW 108122459 A TW108122459 A TW 108122459A TW I754155 B TWI754155 B TW I754155B
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約翰 布倫南
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美商富蘭克林閥門有限合夥公司
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Abstract

一種多座之閘閥，其具有由一閘間隔開之一對密封部件，其中各密封部件係牢固於該閘上之一底部邊緣表面與一對鎖定部件之間，直至該閘閥處於一完全閉合位置處且達成適當座接為止。

Description

多座之閘閥
以下揭示內容大體上係關於一種多座之閘閥及使用一多座之閘閥之方法。更特定言之，以下揭示內容係關於一種多座之閘閥，其具有由一閘間隔開之一對密封部件，其中各密封部件牢固於該閘上之一底部邊緣表面與一對鎖定部件之間，直至該閘閥處於一完全閉合位置處且達成適當座接為止。
各種類型之閥可用於控制通過一管道之流體之流動。若流體亦包含固體之一混合物，則可難以達成一充分密封。各種類型之閥已經設計以解決與在不同流體環境中達成一充分密封相關聯之問題。
一閘閥通常包含用於處於一縮回(打開)位置之閘閥之一閥外殼及用於與一管道連接之一流體通道。顧名思義，閥藉由在閥外殼中之一打開位置與流體通道中之一閉合位置之間移動而如一閘般操作。一旦閉合，閥實質上經密封且防止或阻礙流體通過流體通道之移動。達成一充分密封之能力受制於各種閘閥設計。
最常見之多座之閘閥通常可分類為包含一兩件式閘閥設計或一三件式閘閥設計。兩件式閘閥基本上包含兩個閘，其等亦充當一對密封部件。當閥擴展至密封時，兩個閘平行於流動平移。此在桿上放置一彎 曲負載且可致使包裝過早磨損，導致洩漏且增加排放。三件式閘閥基本上包含一對平行密封部件及定位於該對密封部件之間的一楔形閘。當閘閥在打開位置與閉合位置之間操作時，採用各種構件來維持該對密封部件與閘之間的相對位置。一種構件可特徵化為一搖臂，其不能用於一三件式閘閥上，因為搖臂需要兩個閘抵靠彼此移動，因此脫離搖臂且允許兩個件之楔形形狀驅動兩者分開且密封。在三件式閘閥上發現之另一常見機構使用彈簧，其增加座接閥所需之推力(增加成本)且當存在一障礙物時可導緻密封部件之過早接合。
100:多座之閘閥
102:主體
104:腔室
106:流體通道
108:閘
110a:相對平行表面
110b:相對平行表面
112a:相對非平行表面
112b:相對非平行表面
114:底部邊緣表面
116a:密封部件
116b:密封部件
118a:鎖定部件
118b:鎖定部件
120a:舌簧
120b:舌簧
122a:凹槽
122b:凹槽
124:操作軸件
125:頂部
126a:銷
126b:銷
127:螺栓
128a:開口
128b:開口
130a:凹槽
130b:凹槽
202a:凹槽
202b:凹槽
204:底部
502a:肩部
502b:肩部
504a:內表面
504b:內表面
參考隨附圖式描述本發明，其中相同元件用相同元件符號表示，且其中：圖1係根據本發明之一多座之閘閥之一例示性實施例之一分解圖。
圖2係處於一打開位置處之圖1中之多座之閘閥之一橫截面圖。
圖3係處於一完全閉合位置處之圖1中之多座之閘閥之一橫截面圖。
圖4係處於一完全密封位置處之圖1中之多座之閘閥之一橫截面圖。
圖5係沿5-5之圖4中之多座之閘閥之一橫截面圖。
本文中所揭示之標的物係以具體性描述，然而，描述本身 並非意欲限制本發明之範疇。因此，標的物亦可以其他方式體現，以結合其他現有或未來技術包含與本文中所描述之彼等類似及/或更少之不同結構、步驟及/或組合。儘管在本文中可使用術語「步驟」來描述所採用之方法之不同元件，然該術語不應被解釋為隱含本文中所揭示之各個步驟當中或之間的任何特定次序，除非藉由對一特定次序之描述另外明確限制。因此，在研究下文附圖及詳細描述之後，一般技術者將明白或變得明白所揭示實施例之其他特徵及優點。意欲將所有此等特徵及優點包含於所揭示實施例之範疇內。進一步言之，所繪示之附圖僅係例示性的，且並非意欲聲明或隱含關於其中可實施不同實施例之環境、架構、設計或程序之任何限制。因此，本文中所揭示之多座之閘閥實施例可用於控制流體在不同定向上通過不同類型之管道流動。
本文中所揭示之多座之閘閥及方法藉由使用由一閘間隔開之一對密封部件克服與兩件式及三件式閘閥相關聯之先前技術缺點，其中各密封部件牢固於該閘上之一底部邊緣表面與一對鎖定部件之間，直至該閘閥處於一完全閉合位置處且達成適當座接為止。依此方式，與一兩件式閘閥相比，所揭示之多座之閘閥使負載平衡，且當存在一障礙物時防止密封部件之過早接合。
在一個實施例中，本發明包含一種多座之閘閥，其包括：i)一主體，其具有一腔室及一流體通道；ii)一閘，其定位於該主體內，該閘包含一對相對非平行表面、一對相對平行表面及一底部邊緣表面；iii)一對密封部件，其中各密封部件牢固於該閘上之該底部邊緣表面與一對鎖定部件之間，直至該閘閥處於一完全閉合位置處為止；iv)其中各鎖定部件可拆卸地耦接至i)該閘，直至該閘閥處於該完全閉合位置處為止及ii)僅 該主體，當該閘閥處於該完全閉合位置處且各密封部件處於適當位置以密封該流體通道時。
在另一實施例中，本發明包含一種用於密封通過一主體之一流體通道之方法，其包括：i)將一對密封部件、一對鎖定部件及一閘自一打開位置移動朝向該閘閥之一腔室內之一完全閉合位置；ii)將該對密封部件牢固於該閘上之一底部邊緣表面與該對鎖定部件之間，直至該閘閥處於該完全閉合位置處為止；及iii)僅當該閘閥處於該完全閉合位置處且各密封部件處於適當位置以密封該流體通道時，自該閘上之該底部邊緣表面與該對鎖定部件之間釋放該對密封部件。
現參考圖1，一分解圖繪示一多座之閘閥100之一例示性實施例。多座之閘閥100包含具有一腔室104及一流體通道106之一主體102。多座之閘閥100亦包含經定位於主體102內之一閘108。閘108包含一對相對平行表面110a、110b、一對相對非平行表面112a、112b，及一底部邊緣表面114。多座之閘閥100進一步包含經牢固於閘108上之底部邊緣表面114與一對鎖定部件118a、118b之間的一對密封部件116a、116b。各密封部件116a、116b經牢固於閘108上之底部邊緣表面114與鎖定部件對118a、118b之間，以防止各密封部件116a、116b相對於閘108移動，直至閘閥100處於完全閉合位置處為止。各鎖定部件118a、118b經可拆卸地耦接至i)閘108，直至閘閥100處於完全閉合位置處為止，或ii)主體102，僅當閘閥100處於完全閉合位置處且各密封部件116a、116b處於適當位置以密封流體通道106。依此方式，與一兩件式閘閥相比，多座之閘閥100使負載平衡，且當存在一障礙物時防止密封部件對116a、116b之過早接合。
各密封部件116a、116b係與閘108上之相對非平行表面對112a、112b之一各自者可滑動地接合。例如，由經形成於相對非平行表面對112a、112b之一各自者上之一舌簧120a、120b及經形成於密封部件對116a、116b之一各自者中之一各自凹槽122a、122b完成各密封部件116a、116b與閘108之間的可滑動接合。然而，可利用能夠實現可滑動接合之其他結構。一操作軸件124經耦合或連接至閘108，用於使腔室104內之閘108在一打開位置與完全閉合位置之間移動。閘閥100包含一頂部125，其係由複數個螺栓127牢固至主體102。依此方式，腔室104經密封以防止除通過流體通道106外之任何流體通道。
各鎖定部件118a、118b係由一各自銷126a、126b可拆卸地耦接至閘108上之相對平行表面對110a、110b之一各自者，直至閘閥100處於完全閉合位置處為止，且當閘閥100處於完全閉合位置處時，各鎖定部件118a、118b係由各自銷126a、126b可拆卸地耦接至主體102上之一各自表面。各鎖定部件118a、118b包含穿過其之一各自開口128a、128b，且閘108上之各相對平行表面110a、110b包含其中之一各自凹槽130a、130b。各開口128a、128b係與一各自凹槽130a、130b對準，用於接收一各自銷126a、126b於各自開口128a、128b及各自凹槽130a、130b中，直至閘閥100處於完全閉合位置處為止。主體102上之各各自表面包括其中之一各自凹槽202a、202b(圖2至圖4)。各開口128a、128b係與一各自凹槽202a、202b對準，用於當閘閥100處於完全閉合位置處時接收一各自銷126a、126b於各自開口128a、128b及各自凹槽202a、202b中。
可選地，各鎖定部件118a、118b可由一或多個各自滾珠軸承可拆卸地耦接至閘108上之相對平行表面對110a、110b之一各自者，直 至閘閥100處於完全閉合位置處為止，且當閘閥100處於完全閉合位置處時，各鎖定部件118a、118b可由該一或多個各自滾珠軸承可拆卸地耦接至主體102上之一各自表面。在此實施例中，各鎖定部件118a、118b包含穿過其之一各自開口128a、128b且閘108上之各相對平行表面110a、110b包含其中之一各自凹槽130a、130b。各開口128a、128b與一各自凹槽130a、130b對準用於接收該一或多個各自滾珠軸承於各自開口128a、128b及各自凹槽130a、130b中，直至閘閥100處於完全閉合位置處為止。主體102上之各各自表面包含其中之一各自凹槽202a、202b(圖2至圖4)。各開口128a、128b與一各自凹槽202a、202b對準用於當閘閥100處於完全閉合位置處時接收該一或多個各自滾珠軸承於各自開口128a、128b及各自凹槽202a、202b中。
在其他實施例中，具有與本文中所描述之銷及滾珠軸承不同之幾何形狀及尺寸之其他物體可用於將各鎖定部件118a、118b可拆卸地耦接至閘108上之相對平行表面對110a、110b之一各自者，直至閘閥100處於完全閉合位置處為止，且當閘閥100處於完全閉合位置處時將各鎖定部件118a、118b可拆卸地耦接至主體102上之一各自表面。類似地，除本文中所描述之凹槽外之其他幾何形狀及尺寸可用於接收具有與本文中所描述之銷及滾珠軸承不同之幾何形狀及尺寸之其他物體。
現參考圖2至圖3，一橫截面圖繪示處於一打開位置處(圖2)及處於一完全閉合位置處(圖3)之圖1中之多座的閘閥100。一打開位置係其中閘閥100不處於完全閉合位置處的任何位置。一完全閉合位置係其中各密封部件116a、116b處於適當位置以密封流體通道106。在圖2中之打開位置處，密封部件對116a、116b係牢固於閘108之底部邊緣表面114與 鎖定部件對118a、118b之間，直至閘閥100處於圖3中之完全閉合位置處為止。鎖定部件對118a、118b係由一各自銷126a、126b可拆卸地耦接至閘108，直至閘閥100處於完全閉合位置處為止。各鎖定部件118a、118b之設計防止密封部件對116a、116b在一個方向上相對於閘108移動，直至閘閥100處於完全閉合位置處為止。閘108上之底部邊緣表面114防止密封部件對116a、116b在另一方向上相對於閘108移動，直至閘閥100處於完全閉合位置處為止。一旦密封部件對116a、116b、鎖定部件對118a、118b及閘108到達圖3中之完全閉合位置，其中各密封部件116a、116b處於適當位置以密封流體通道106，密封部件對116a、116b自閘108上之底部邊緣表面114與鎖定部件對118a、118b之間釋放。密封部件對116a、116b係藉由由一各自銷126a、126b使各鎖定部件118a、118b可拆卸地耦接至主體102上之一各自表面自閘108上之底部邊緣表面114與鎖定部件對118a、118b之間釋放。因為當閘閥100到達完全閉合位置時，一各自鎖定部件118a、118b中之各開口128a、128b係與主體102中之一各自凹槽202a、202b對準，所以各銷126a、126b係自其在閘108中之各自開口128a、128b及各自凹槽130a、130b中之位置至主體102中之各自開口128a、128b及各自凹槽202a、202b中之一位置接收。因此，當閘108相對於鎖定部件118a、118b移動時，由各各自凹槽130a、130b及各各自開口128a、128b之表面產生一平移力。結果，各鎖定部件118a、118b係可拆卸地耦接至主體102上之一各自表面，且閘108僅在朝向腔室104之一底部204之一方向上相對於密封部件對116a、116b及鎖定部件對118a、118b自由移動。
現參考圖4至圖5，一橫截面圖係繪示處於一完全密封位置 處之圖1中之多座的閘閥100(圖4)及沿5-5之圖4中之多座的閘閥100(圖5)。一旦各鎖定部件118a、118b經可拆卸地耦接至主體102上之一各自表面，與密封部件對116a、116b可滑動地接合之閘108僅在朝向腔室104之底部204之一方向上移動，直至其到達圖4中之完全密封位置為止。在圖3中之完全閉合位置處及在圖4中之完全密封位置處，由腔室104之底部204中之一各自肩部502a、502b防止密封部件對116a、116b在朝向腔室104之底部204之一方向上進一步移動。隨著閘108逐漸朝向腔室104之底部204移動，密封部件對116a、116b被迫與圍繞流體通道106之主體102之一各自內表面504a、504b密封接合。通常，一密封(諸如一O形環)係定位於各密封部件116a、116b上，使得其與一各自內表面504a、504b接合以防止任何流體穿過流體通道106。閘108之楔形形狀及密封部件對116a、116b之對應倒楔形形狀在閘108逐漸朝向腔室104之底部204移動時使得閘108能夠迫使密封部件對116a、116b與主體102之各自內表面504a、504b密封接合。
一旦不再需要密封流體通道106，閘108可朝向閘閥100之頂部125移動，直至其剛剛通過圖3中之完全閉合位置為止，其中鎖定部件對118a、118b由一各自銷126a、126b依上文所描述之方式可拆卸地耦接至閘108。結果，當密封部件對116a、116b，鎖定部件對118a、118b及閘108移動經過圖3中之完全閉合位置朝向圖2中之打開位置時，密封部件對116a、116b將重新牢固於閘108上之底部邊緣表面114與鎖定部件對118a、118b之間。因為當閘閥100到達完全閉合位置時，一各自鎖定部件118a、118b中之各開口128a、128b與閘108中之一各自凹槽130a、130b對準，所以各銷126a、126b自其在主體102中之各自開口128a、128b及各 自凹槽202a、202b中的位置至閘108中之各自開口128a、128b及各自凹槽130a、130b中的一位置接收。因此，當鎖定部件118a、118b相對於主體102移動時，由各各自凹槽202a、202b及各各自開口128a、128b之表面產生一平移力。
雖然已結合當前較佳實施例描述本發明，但熟習此項技術者將理解，並不意欲將本發明限制於彼等實施例。因此，可預期，在不脫離由隨附申請專利範圍及其等同物界定之本發明之精神及範疇的情況下，可對所揭示實施例進行各種替代實施例及修改。
100:多座之閘閥
102:主體
104:腔室
106:流體通道
108:閘
110a:相對平行表面
110b:相對平行表面
112a:相對非平行表面
112b:相對非平行表面
114:底部邊緣表面
116a:密封部件
116b:密封部件
118a:鎖定部件
118b:鎖定部件
120a:舌簧
120b:舌簧
122a:凹槽
122b:凹槽
124:操作軸件
125:頂部
126a:銷
126b:銷
127:螺栓
128a:開口
128b:開口
130a:凹槽
130b:凹槽

Claims (14)

  1. 一種多座之閘閥，其包括：一主體，其具有一腔室及一流體通道；一閘，其經定位於該主體內，該閘包含一對相對非平行表面、一對相對平行表面，及一底部邊緣表面；一對密封部件，其中各密封部件經牢固於該閘上之該底部邊緣表面與一對鎖定部件之間，直至該閘閥處於一完全閉合位置處為止；及其中i)各鎖定部件經可拆卸地耦接至該閘，直至該閘閥處於該完全閉合位置處為止，且ii)當該閘閥處於該完全閉合位置處且各密封部件處於密封該流體通道之位置時，各鎖定部件經可拆卸地耦接僅至該主體。
  2. 如請求項1之多座之閘閥，其中各鎖定部件係由一各自銷可拆卸地耦接至該閘上之該對相對平行表面之一各自者，直至該閘閥處於該完全閉合位置處為止，且當該閘閥處於該完全閉合位置處時，各鎖定部件係由該各自銷可拆卸地耦接至該主體上之一各自表面。
  3. 如請求項1之多座之閘閥，其中各密封部件經牢固於該閘上之該底部邊緣表面與該對鎖定部件之間，以防止各密封部件相對於該閘移動，直至該閘閥處於該完全閉合位置處為止。
  4. 如請求項1之多座之閘閥，進一步包括一操作軸件，其經耦合至該 閘，用於在該腔室內使該閘在一打開位置與該完全閉合位置之間移動。
  5. 如請求項1之多座之閘閥，其中各鎖定部件係由一或多個各自滾珠軸承可拆卸地耦接至該閘上之該對相對平行表面之一各自者，直至該閘閥處於該完全閉合位置處為止，且當該閘閥處於該完全閉合位置處時，各鎖定部件係由該一或多個各自滾珠軸承可拆卸地耦接至該主體上之一各自表面。
  6. 如請求項2之多座之閘閥，其中各鎖定部件包含穿過其之一各自開口，且該閘上之各相對平行表面包含在其中之一各自凹槽，各開口與一各自凹槽經對準用於接收一各自銷於該各自開口及該各自凹槽中，直至該閘閥處於該完全閉合位置處為止。
  7. 如請求項5之多座之閘閥，其中各鎖定部件包含穿過其之一各自開口，且該閘上之各相對平行表面包含在其中之一各自凹槽，各開口與一各自凹槽經對準用於接收一各自一或多個滾珠軸承於該各自開口及該各自凹槽中，直至該閘閥處於該完全閉合位置處為止。
  8. 如請求項2之多座之閘閥，其中各鎖定部件包含穿過其之一各自開口，且該主體上之各各自表面包含在其中之一各自凹槽，各開口與一各自凹槽經對準，用於當該閘閥處於該完全閉合位置處時，接收一各自銷於該各自開口及該各自凹槽中。
  9. 如請求項5之多座之閘閥，其中各鎖定部件包含穿過其之一各自開口，且該主體上之各各自表面包含在其中之一各自凹槽，各開口與一各自凹槽經對準，用於當該閘閥處於該完全閉合位置處時，接收一各自一或多個滾珠軸承於該各自開口及該各自凹槽中。
  10. 如請求項1之多座之閘閥，其中各密封部件係與該閘上之該對相對非平行表面之一各自者可滑動地接合。
  11. 一種密封通過一多座之閘閥之一流體通道之方法，其包括：將一對密封部件、一對鎖定部件及一閘自一打開位置移動朝向該閘閥之一腔室內之一完全閉合位置；將該對密封部件牢固於該閘上之一底部邊緣表面與該對鎖定部件之間，直至該閘閥處於該完全閉合位置處為止；及僅當該閘閥處於該完全閉合位置處且各密封部件處於密封該流體通道之位置時，自該閘上之該底部邊緣表面與該對鎖定部件之間釋放該對密封部件。
  12. 如請求項11之方法，進一步包括在該對密封部件之間滑動該閘以密封該流體通道。
  13. 如請求項12之方法，進一步包括：在該閘上之該底部邊緣表面與該對鎖定部件之間重新牢固該對密封部件；及 將該對密封部件、該對鎖定部件及該閘自該完全閉合位置移動朝向該閘閥之該腔室內之該打開位置。
  14. 如請求項11之方法，其中僅當該閘閥處於該完全閉合位置處時，各鎖定部件經可拆卸地耦接至i)該閘，直至該閘閥處於該完全閉合位置處為止，或ii)該主體。
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