專利名稱：止回閥設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文所公開的主題內(nèi)容總體上涉及用于流體流應(yīng)用中的閥體。更具體地，本文所 公開的主題內(nèi)容涉及止回閥設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
止回閥通常是允許流體(即，液體或氣體)僅在一個(gè)方向上流動(dòng)經(jīng)過的閥體。止 回閥的常規(guī)設(shè)計(jì)可包括可移動(dòng)部分，例如盤或球體，其定尺寸成阻塞閥主體的入口。當(dāng)足夠 大的壓力(有時(shí)被稱為開啟壓力)被施加到入口時(shí)，可移動(dòng)部分可離開閥座以便流體能夠 流經(jīng)可移動(dòng)部分并通過閥體。如果在相反的方向上具有更高的壓力或流體流停止(例如， 泵停止)，那么可移動(dòng)部分被壓回到入口上，以防止任何流體流到閥體的上游。雖然基于該簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的閥體已經(jīng)使用了幾十年，但是這種閥體通常存在下述一個(gè) 或幾個(gè)方面的問題壓降，噪聲，腐蝕，侵蝕，振動(dòng)和氣穴。被認(rèn)為的是，由進(jìn)入閥體入口的紊 流導(dǎo)致出現(xiàn)許多這些問題，紊流可導(dǎo)致閥體入口和可移動(dòng)部分的不均勻磨損。此外，對(duì)抗可 移動(dòng)部分的紊流可導(dǎo)致可移動(dòng)部分旋轉(zhuǎn)到位，從而造成流經(jīng)閥體的流體的能量損失。通過保證流體均勻地流動(dòng)到閥體入口可實(shí)現(xiàn)將通過閥體的紊流減少。保證該均勻 流動(dòng)的一種方法是提供具有最小長(zhǎng)度的直管道，流體在達(dá)到閥體之前必須流經(jīng)該直管道。 例如，通常建議止回閥安裝在距減壓器、膨脹器、彎頭或隔離閥的下游不小于5個(gè)管道直徑 且距這種部件的上游不小于2個(gè)直徑。雖然這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)可改良閥體操作，但是在許多情 形中用于直管道的較長(zhǎng)布管所需的空間量是繁重的。結(jié)果是，可期望有止回閥的改良設(shè)計(jì)， 以改良閥體效率、操作和壽命而不需要大規(guī)模的管路系統(tǒng)約束。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供止回閥設(shè)備和方法。在一方面，提供用于止回閥的流體控制裝 置。流體控制裝置可包括配置成布置在止回閥的入口內(nèi)的閥座，所述閥座限定開口、至少部 分地橫向于該開口的多個(gè)流動(dòng)路由(routing)閥板、以及響應(yīng)于流體壓力和流動(dòng)容積而在 第一位置與第二位置之間可移動(dòng)的盤。當(dāng)盤處于第一位置時(shí)，盤阻塞閥座的開口，且當(dāng)盤處 于第二位置時(shí)，開口基本不受阻礙。在另一方面，提供止回閥組件。止回閥組件可包括具有入口和出口的閥主體；布置 在入口內(nèi)的閥座，所述閥座限定開口、至少部分地橫向于該開口的多個(gè)流動(dòng)路由閥板、以及 響應(yīng)于流體壓力和流動(dòng)容積而在第一位置與第二位置之間可移動(dòng)的盤。當(dāng)盤處于第一位置 時(shí)，盤阻塞閥座的開口，且當(dāng)盤處于第二位置時(shí)，開口基本不受阻礙。在另一方面，提供一種用于改良止回閥的性能的方法。該方法可包括將閥座布置 在止回閥主體的入口內(nèi)，所述閥座限定開口 ；使該開口與多個(gè)流動(dòng)路由閥板至少部分地橫 向；以及使流體在其流動(dòng)到止回閥主體之前流動(dòng)通過多個(gè)流動(dòng)路由閥板。由此，流體流通過 流動(dòng)路由閥板變得平緩。雖然在上文中已經(jīng)闡述了本文所公開的主題內(nèi)容的一些方面，且這些方面通過當(dāng)前所公開的主題內(nèi)容全部或部分地實(shí)現(xiàn)，但是當(dāng)說明書結(jié)合下文最佳描述的附圖進(jìn)行推進(jìn) 時(shí)其它方面將顯而易見。


通過應(yīng)當(dāng)結(jié)合附圖來閱讀的下述詳細(xì)說明將更充分地理解本主題內(nèi)容的特征和 優(yōu)勢(shì)，附圖僅以示例性而非限制性示例的方式給出，且在附圖中圖1是包括根據(jù)本發(fā)明主題內(nèi)容的實(shí)施例的流動(dòng)控制閥座組件的止回閥的透視 圖；圖2是用于根據(jù)本發(fā)明主題內(nèi)容的實(shí)施例的流動(dòng)控制閥座組件的止回閥主體的 截面?zhèn)纫晥D；圖3是用于根據(jù)本發(fā)明主題內(nèi)容的實(shí)施例的止回閥的流動(dòng)控制閥座組件的透視 圖；圖4是用于根據(jù)本發(fā)明主題內(nèi)容的實(shí)施例的止回閥的流動(dòng)控制閥座組件的俯視 平面圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明主題內(nèi)容的實(shí)施例的止回閥的剖視透視圖，其中盤處于閥關(guān) 閉位置；以及圖5B是根據(jù)本發(fā)明主題內(nèi)容的實(shí)施例的止回閥的剖視透視圖，其中盤處于閥打 開位置；以及圖6是用于根據(jù)本發(fā)明主題內(nèi)容的實(shí)施例的止回閥的盤的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式本主題內(nèi)容提供一種止回閥設(shè)備和方法。參考圖1和2，大體以100標(biāo)記的止回閥 可包括具有入口 104和出口 106的閥主體102。止回閥100可定形狀成與當(dāng)前的止回閥設(shè) 計(jì)大致相同，以便止回閥可具有與常規(guī)閥體相同的壓力等級(jí)和尺寸，且因此容易地安裝以 置換常規(guī)閥體。在一方面，本發(fā)明主題內(nèi)容提供可布置在入口 104中的流動(dòng)控制裝置110。在圖3 和4中更詳細(xì)地示出的流動(dòng)控制裝置110可包括配置成布置在止回閥100的入口 104內(nèi)的 閥座112，且閥座112可限定流體可從其流經(jīng)的開口 114。盤120響應(yīng)于流體壓力而相對(duì)于流動(dòng)控制裝置110在第一位置與第二位置之間可 移動(dòng)。具體地，當(dāng)盤120處于如圖5A所示的第一位置時(shí)，盤120可阻塞閥座112的開口 114。 當(dāng)盤120處于如圖5B所示的第二位置時(shí)，開口 114可基本不受阻礙。參考圖6，盤120可 包括從盤120的面向上游表面延伸的上游盤桿122。為了引導(dǎo)盤120在第一和第二位置之 間的運(yùn)動(dòng)，流動(dòng)控制裝置110可包括閥體入口盤引導(dǎo)器124，閥體入口盤引導(dǎo)器124可將盤 120在第一位置與第二位置之間的運(yùn)動(dòng)約束在預(yù)定的路徑中。例如，入口盤引導(dǎo)器124可附 連到閥座112，且上游盤桿122可由入口盤引導(dǎo)器124接收。流動(dòng)控制裝置110還可包括至少部分地橫向于開口 114的多個(gè)流動(dòng)路由閥板116。 閥板116可繞開口 114的中心均勻地隔開，且每個(gè)閥板116可具有定向成大致平行于流體 流動(dòng)到閥100中的方向的平坦盤形狀。具體地，例如，每個(gè)閥板116的一端可附連到閥座112 的內(nèi)表面，且每個(gè)閥板116的另一端可會(huì)聚于開口 114的中心。在這種設(shè)置中，開口 114可分割成多個(gè)楔形通道。更具體地，如圖3和4所示，每個(gè)閥板116可在閥座112和布置在開 口 114中心的入口盤引導(dǎo)器124之間延伸。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解的是，可使用橫向于開口 114的 閥板116的其它設(shè)置來執(zhí)行本文所討論的流動(dòng)路由功能。與具體的設(shè)置無關(guān)，閥板116可將進(jìn)入的紊流流體流變?yōu)閷恿?，從而在流體沖擊 盤120并進(jìn)入閥主體102之前提供均勻的入口流。入口流的這種變化可幫助降低壓降和減 少噪聲、腐蝕、侵蝕、振動(dòng)以及氣穴，這繼而可改良閥體流量系數(shù)(Cv)并可幫助防止閥體顫 動(dòng)和過早閥體故障。此外，閥板116改變流體流屬性的能力可減少或消除對(duì)提供在閥體100 上游或下游的較長(zhǎng)直管道部分的需要。因此，其它管路元件(例如，膨脹器、彎頭或隔離閥) 可安裝成更靠近閥體100得多而不對(duì)流體系統(tǒng)的性能造成有害影響。具體地，例如，蝶形閥 可安裝成在出口 106處直接鄰近閥體100。任何數(shù)量的閥板116可用于流動(dòng)控制裝置110中(例如，少至兩個(gè)閥板)。例如， 圖3和4示出的流動(dòng)控制裝置110具有從開口 114的中心延伸至閥座112的內(nèi)表面的六個(gè) 閥板116。具體地，閥板116可將入口盤引導(dǎo)器124支承在開口 114的中心。但是應(yīng)當(dāng)理解 的是，雖然附加閥板116可能改良流動(dòng)平緩性，但是這種改良必須與入口區(qū)域的減少以及 與包括附加閥板相關(guān)的附加制造成本進(jìn)行平衡。期望的是，流動(dòng)控制裝置110可定尺寸成安裝在現(xiàn)有的止回閥中(例如，Titan FCI全中間引導(dǎo)消聲止回閥)。因此，可改良止回閥的性能。此外，流動(dòng)控制裝置110可設(shè) 計(jì)成用于各種閥構(gòu)造、類別和/或尺寸的任何閥體中。例如，雖然流動(dòng)控制裝置110在本文 中描述并示出為用于盤式止回閥中，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，改變?nèi)肟诹黧w流可有利地用于各 種止回閥設(shè)計(jì)的任何閥體中，其中包括球形止回閥、隔膜式止回閥、旋啟式止回閥和圓片式 止回閥。此外，由于流動(dòng)控制裝置110可被設(shè)計(jì)成可與多種閥設(shè)計(jì)中的閥體進(jìn)行互換，因此 檢修人員可減少閥體的庫存。備選地，在另一方面，本發(fā)明主題內(nèi)容提供的是，流動(dòng)控制裝置110可為用于止回 閥100的改良設(shè)計(jì)的一部分。類似于上述討論的實(shí)施例并再次參考圖1和2，止回閥100可 包括具有入口 104和出口 106的閥主體102。上述討論的流動(dòng)控制裝置110可布置在入口 104中。襯墊118可布置在閥座112和閥主體102之間。襯墊118可獨(dú)立于布置在入口 102 和上游管路之間的任何凸緣襯墊而提供附加密封。如上所討論的，盤120相對(duì)于流動(dòng)控制裝置110 (例如，在閥主體102內(nèi))在第一 位置(例如，見圖5A)與第二位置(例如，見圖5B)之間可移動(dòng)，在第一位置中盤120阻塞 閥座112的開口 114，而在第二位置中開口 114基本不受阻礙。除了包括當(dāng)盤120在第一 位置與第二位置之間移動(dòng)時(shí)用于約束盤運(yùn)動(dòng)的入口盤引導(dǎo)器124的閥座112之外，閥主體 102還可包括閥主體盤引導(dǎo)器126，其類似地引導(dǎo)盤120的運(yùn)動(dòng)。在該構(gòu)造中，盤120可包 括多個(gè)盤桿上游盤桿122可從盤120的上游面向表面朝向入口盤引導(dǎo)器124延伸；而下游 盤桿123可從盤120的下游面向表面朝向閥主體盤引導(dǎo)器126延伸。因此，盤120可牢固 地受約束在平行于進(jìn)入到閥100中的流體流方向上在第一和第二位置之間以大致直線運(yùn) 動(dòng)形式的運(yùn)動(dòng)。偏壓元件130可布置在盤120和閥主體102的內(nèi)部部分108之間，以將盤120朝 向第一位置偏壓。例如，偏壓元件130可是布置在盤120下游表面與內(nèi)部部分108之間的 圓柱狀壓縮彈簧。偏壓元件130可由多種材料中的任何材料形成，所述材料包括不銹鋼或更奇特的彈性材料，例如Monel或Inconel 750-X。通過使用大致均勻直徑的壓縮彈簧，內(nèi)部部分108僅需要提供最小區(qū)域，偏壓元 件130壓靠該最小區(qū)域。例如，閥主體盤引導(dǎo)器126可提供對(duì)偏壓元件130的充分止擋。比 較而言，許多現(xiàn)存的盤式止回閥設(shè)計(jì)采用具有更為圓錐形狀的彈簧，該彈簧需要在閥體內(nèi) 的較大區(qū)域止擋，這會(huì)導(dǎo)致從閥體流出大致受限制。因此，使用圓柱狀壓縮彈簧作為偏壓元 件130可確保一旦流體經(jīng)過盤120周圍，那么流體從閥主體102連續(xù)流出且朝向下游部件 相對(duì)受阻礙，從而幫助降低閥體100的總壓降。本主題內(nèi)容可以其它形式實(shí)施而不偏離其精神和基本性質(zhì)。因此，所描述的實(shí)施 例被認(rèn)為在所有方面是描述性而非限制性的。雖然本主題內(nèi)容已經(jīng)依照某些優(yōu)選的實(shí)施例 進(jìn)行描述，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的其它實(shí)施例也落入本主題內(nèi)容的范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種止回閥組件，包括具有入口和出口的閥主體；布置在所述入口內(nèi)的閥座，所述閥座限定開口 ；多個(gè)流動(dòng)路由閥板，所述多個(gè)流動(dòng)路由閥板至少部分地橫向于所述開口 ；以及盤，所述盤響應(yīng)于流體壓力在第一位置與第二位置之間可移動(dòng)；其中，當(dāng)所述盤處于第一位置時(shí)，所述盤阻塞所述閥座的開口 ；且當(dāng)所述盤處于第二位 置時(shí)，所述開口大致不受阻礙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的止回閥組件，其特征在于，所述閥主體包括閥主體盤引導(dǎo)器， 且所述閥座包括入口盤引導(dǎo)器，所述閥主體盤引導(dǎo)器和所述入口盤引導(dǎo)器將所述盤在第一 位置與第二位置之間的運(yùn)動(dòng)約束在預(yù)定路徑中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的止回閥組件，其特征在于，所述盤包括沿著所述入口盤引導(dǎo) 器可移動(dòng)的上游盤桿和沿著出口盤引導(dǎo)器可移動(dòng)的下游盤桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的止回閥組件，其特征在于，所述入口盤引導(dǎo)器布置在所述閥 座的所述開口的中心且所述多個(gè)流動(dòng)路由閥板的每個(gè)從所述入口盤引導(dǎo)器延伸至所述閥 座。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的止回閥組件，其特征在于，所述多個(gè)流動(dòng)路由閥板包括至少 兩個(gè)閥板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的止回閥組件，包括偏壓元件，所述偏壓元件將所述盤朝向第一位置偏壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的止回閥組件，其特征在于，所述偏壓元件是圓柱狀壓縮彈簧。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的止回閥組件，包括襯墊，所述襯墊布置在所述閥座和所述閥 主體之間。
9.一種用于止回閥的流動(dòng)控制裝置，包括閥座，所述閥座配置成布置在止回閥的入口內(nèi)，所述閥座限定開口 ；多個(gè)流動(dòng)路由閥板，所述多個(gè)流動(dòng)路由閥板至少部分地橫向于所述開口 ；以及盤，所述盤響應(yīng)于流體壓力在第一位置與第二位置之間可移動(dòng)；其中，當(dāng)所述盤處于第一位置時(shí)，所述盤阻塞所述閥座的開口 ；且當(dāng)所述盤處于第二位 置時(shí)，所述開口大致不受阻礙。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述閥座包括入口盤引導(dǎo)器， 所述入口盤引導(dǎo)器將所述盤在第一位置與第二位置之間的運(yùn)動(dòng)約束在預(yù)定路徑中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的流動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述盤包括沿著所述入口盤 引導(dǎo)器可移動(dòng)的上游盤桿。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的流動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述入口盤引導(dǎo)器布置在所 述閥座的所述開口的中心且所述多個(gè)流動(dòng)路由閥板的每個(gè)從所述入口盤引導(dǎo)器延伸至所 述閥座。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述多個(gè)流動(dòng)路由閥板包括至 少兩個(gè)閥板。
14.一種用于改良止回閥的性能的方法，包括將閥座布置在止回閥主體的入口內(nèi)，所述閥座限定開口 ；使多個(gè)流動(dòng)路由閥板至少部分地橫向于所述開口；以及在流體進(jìn)入所述止回閥主體之前，使所述流體流經(jīng)所述多個(gè)流動(dòng)路由閥板，其中所述 流體的流動(dòng)通過所述流動(dòng)路由閥板變平緩。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，使多個(gè)流動(dòng)路由閥板至少部分地橫向 于所述開口包括將至少兩個(gè)閥板布置成跨過所述閥座的開口。
全文摘要
本申請(qǐng)的主題內(nèi)容涉及止回閥設(shè)備及方法。具體地，本主題內(nèi)容涉及可包括在止回閥中的流動(dòng)控制裝置。流動(dòng)控制裝置可包括配置成布置在止回閥的入口內(nèi)的閥座，該閥座限定開口；至少部分地橫向于開口的多個(gè)流動(dòng)路由閥板；以及盤，所述盤響應(yīng)于流體壓力在第一位置與第二位置之間可移動(dòng)。當(dāng)盤處于第一位置時(shí)，盤阻塞所述閥座的開口；且當(dāng)盤處于第二位置時(shí)，開口大致不受阻礙。流動(dòng)路由閥板可起作用為使流動(dòng)到閥體中的流體變平緩，從而降低壓降和減少噪聲、腐蝕、侵蝕、振動(dòng)以及氣穴。
文檔編號(hào)F16K15/00GK101994861SQ20101016760
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者A·D·德賽 申請(qǐng)人:泰坦流量控制公司