具有改善的響應(yīng)時間的止回閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及具有改善的響應(yīng)時間的止回閥，更具體地說，涉及安裝在用于處理液態(tài)下接近其沸點(diǎn)的流體的栗中的進(jìn)氣止回閥。
[0002]發(fā)明背景
[0003]止回閥是僅允許流體在一個方向上流動通過液壓通路的閥。止回閥通常具有允許流體流入的入口端口和允許流體流出閥的出口端口。本文所公開類型的止回閥自動地工作并且主要由流體流的壓力控制。它們具有各種尺寸并且被廣泛用于廣泛多種應(yīng)用中。
[0004]一個這種應(yīng)用是，例如安裝在往復(fù)式栗中的進(jìn)氣止回閥，所述進(jìn)氣止回閥允許流體流進(jìn)栗的通常為活塞缸的工作腔中。此類進(jìn)氣止回閥允許流體在進(jìn)氣沖程期間流進(jìn)工作腔中，但阻止流體在栗的做功沖程期間在相反方向上流出栗。這種栗的實例是用來向以天然氣為燃料的內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)液化天然氣(LNG)的往復(fù)式活塞栗。
[0005]因為止回閥主要由作用在閥構(gòu)件上的流體力致動，所以必須設(shè)計止回閥的結(jié)構(gòu)特征，以使得閥允許栗利用低的凈正吸入壓頭(NPSH)操作。另外，在栗中，進(jìn)氣止回閥在所需時間處響應(yīng)于打開和關(guān)閉流體流的快速性對栗的容積效率具有影響。
[0006]已知一種使用平盤形的閥構(gòu)件的進(jìn)氣止回閥，其允許流體在閥構(gòu)件從其底座提起時在進(jìn)氣閥入口與出口之間流動。閥的響應(yīng)時間很大程度上取決于作用在其上面的流體力以及在未采用致動輔助部件(如彈性元件)來幫助打開止回閥時的閥構(gòu)件重量。
[0007]在更大的止回閥中，例如在要求高流速的高容量栗中，為了維持通過止回閥的可接受的低的壓降，栗的入口端口相應(yīng)地更大并且進(jìn)氣止回閥構(gòu)件的尺寸也必須增大。雖然進(jìn)氣止回閥的閥構(gòu)件被設(shè)計成具有確保當(dāng)閥被關(guān)閉時閥構(gòu)件與其底座之間有適當(dāng)密封的重量，但是使用較重的閥構(gòu)件可影響閥的響應(yīng)時間。
[0008]止回閥也必須滿足其他設(shè)計要求，如當(dāng)閥被關(guān)閉時閥構(gòu)件與其底座之間的良好密封，并且要足夠強(qiáng)以抵抗作用在其上面的不同壓力，尤其是當(dāng)栗的工作腔中的流體被加壓時。此類止回閥的另一個特征涉及阻止閥構(gòu)件粘結(jié)到閥座，例如用于處理具有可粘附到閥構(gòu)件的污染物的流體的閥。過去已通過使閥構(gòu)件具有凸面解決了此類問題，如美國專利號7，484，526和8，328，543中所描述的。在這些實例中，閥構(gòu)件的凸面面向閥構(gòu)件的底座以允許更好的密封，并且相應(yīng)地阻止閥構(gòu)件粘結(jié)到閥座。
[0009]雖然來自上述現(xiàn)有技術(shù)的解決方案解決了與不同止回閥的操作相關(guān)的問題中的一些，仍然需要簡單的解決方案來改善止回閥的響應(yīng)時間，特別是用在例如高容量栗中的更大的閥并且尤其是栗送處于接近其沸點(diǎn)溫度的流體的那些栗，因為此類流體具有的高的壓降可能導(dǎo)致蒸發(fā)和降低的性能。
[0010]概述
[0011]公開一種用于允許流體在一個方向上流動通過液壓通路并阻止流體在相反方向上流動的止回閥。所述止回閥包括閥構(gòu)件，所述閥構(gòu)件可在落座位置與打開位置之間移動以允許流體在一個方向上從入口端口流動到出口端口。閥構(gòu)件是盤形的并且包括中心部分，所述中心部分具有在流體流動方向上延伸的大致凸形彎曲結(jié)構(gòu)；和引導(dǎo)部分，所述引導(dǎo)部分圍繞中心部分并且具有的重量面積比小于中心部分的重量面積比。
[0012]閥構(gòu)件的中心部分包括在閥構(gòu)件落座時與配合成形的閥座接觸的平坦周邊部分。在優(yōu)選實施方案中，閥構(gòu)件的引導(dǎo)部分包括當(dāng)閥構(gòu)件處于其打開位置時流體可流動通過的若干孔口。這些孔口被優(yōu)選成形以增加通過閥的截面流動面積并減小壓降。例如，孔口可具有腎形截面面積?？卓诘哪I形在本文中被定義為意指孔口被成形為像在一側(cè)上具有向內(nèi)曲線并在相對側(cè)上具有向外曲線的橢圓形。
[0013]在另一個優(yōu)選實施方案中，閥構(gòu)件的引導(dǎo)部分與同閥體相關(guān)聯(lián)的引導(dǎo)機(jī)構(gòu)配合。在一個優(yōu)選實施方案中，閥構(gòu)件的引導(dǎo)部分包括連接至閥構(gòu)件的中心部分的多個臂。優(yōu)選地，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)呈與多個臂中的每一個配合的形狀的形式，例如引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括多個銷，每一個銷與同臂中的每一個相關(guān)聯(lián)的孔口對準(zhǔn)，由此，銷在閥構(gòu)件在落座位置與打開位置之間移動時引導(dǎo)閥構(gòu)件的移動。
[0014]在其他實施方案中，這種引導(dǎo)機(jī)構(gòu)還可包括彈性元件，所述彈性元件設(shè)置在閥構(gòu)件與閥體之間并且與銷中的每個相關(guān)聯(lián)以減少從閥座提起閥構(gòu)件所需要的流體力。
[0015]在另一個變型中，引導(dǎo)機(jī)構(gòu)包括提供在閥殼體中的通道，所述通道與閥構(gòu)件的臂配合成形以用于在閥構(gòu)件在其落座位置與其打開位置之間移動時引導(dǎo)所述臂。
[0016]在優(yōu)選實施方案中，閥構(gòu)件具有復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中閥構(gòu)件的中心部分由較重的材料制成并且引導(dǎo)部分由較輕的材料制成。例如，閥構(gòu)件的中心部分由金屬制成并且閥構(gòu)件的引導(dǎo)部分由聚合物材料制成。在其他實施方案中，中心部分包括由金屬制成的芯并且所述芯涂敷有聚合物層，所述聚合物層延伸超過中心部分并形成閥構(gòu)件的引導(dǎo)部分。
[0017]在本止回閥的又一個實施方案中，中心部分還包括面向閥的入口端口并具有大致凸形形狀的側(cè)，所述大致凸形形狀具有朝向入口端口延伸的中心凸形彎曲結(jié)構(gòu)。在此類實施方案中，中心部分還可包括進(jìn)一步減少閥構(gòu)件總重量的位于相對的凸形彎曲結(jié)構(gòu)之間的中空容積。
[0018]公開一種包括具有上述結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣止回閥的活塞栗?；钊醢ㄔ诶跚粌?nèi)移動以增加流體壓力的活塞，所述流體通過入口端口進(jìn)入栗并且通過出口端口輸送到流體系統(tǒng)。閥的入口端口與栗的入口端口流體連通。
[0019]在優(yōu)選實施方案中，活塞栗的進(jìn)氣止回閥包括引導(dǎo)部分，所述引導(dǎo)部分具有當(dāng)閥構(gòu)件處于打開位置時流體可流動通過的多個孔口。閥構(gòu)件的引導(dǎo)部分的孔口被成形以增加通過閥的截面流動面積并減小壓降。優(yōu)選地，這些孔口具有腎形截面面積。
[0020]在一些實施方案中，活塞栗的進(jìn)氣止回閥包括具有由金屬制成的中心部分的閥構(gòu)件。在這些實施方案中，活塞栗可包括用于減少從閥座提起閥構(gòu)件所需要的流體力的機(jī)構(gòu)。所述機(jī)構(gòu)包括安裝在栗的活塞中的永磁體，所述永磁體的磁場吸引閥構(gòu)件來使其朝向其打開位置移動。
[0021]附圖簡述
[0022]附圖示出了本發(fā)明的具體優(yōu)選實施方案，但所述實施方案不應(yīng)視為以任何方式限制本發(fā)明的精神或范圍。
[0023]圖1示出安裝在往復(fù)式活塞栗中的本止回閥的第一優(yōu)選實施方案的示意性圖解的截面圖；
[0024]圖2A是本止回閥的第一優(yōu)選實施方案的部分的閥構(gòu)件的俯視圖，所述閥構(gòu)件包括允許流體在閥構(gòu)件從其落座位置提起時在入口端口與出口端口之間流動的腎形孔口；
[0025]圖2B和2C是圖2A中示出的在截面A-A和B-B處的相應(yīng)的截面圖；
[0026]圖3A是本止回閥的另一個優(yōu)選實施方案的部分的閥構(gòu)件的俯視圖，所述閥構(gòu)件包括放置在閥構(gòu)件的離中心部分一定距離處的引導(dǎo)部分中的腎形孔口，并且圖3B是圖3A中示出的截面A-A處的截面圖；
[0027]圖4A和4B是包括具有兩個凸形側(cè)的中心部分的本止回閥的另一個實施方案的兩個變型的截面圖；
[0028]圖5示出包括由從中心部分延伸的若干臂形成的引導(dǎo)部分的本止回閥的另一個實施方案的分解透視圖；
[0029]圖6示出用于引導(dǎo)并幫助閥構(gòu)件在其落座位置與其打開位置之間移動的機(jī)構(gòu)的實施方案的