專利名稱：流體調節器、閥與閥內件組件的制作方法
技術領域：
本專利涉及流體調節裝置，更具體地，涉及流體調節器與閥內件組件。
背景技術：
典型的流體分布系統供應流體的壓強可能會隨系統需求、氣候、供應源、和/或其他因素而變化。然而，大多數終端設備要求流體符合預定壓強、并且處于或低于流體調節器的最大容限來傳送。因此，流體調節器被實現在這些分布系統中以確保所傳送的流體滿足終端設備的要求。圖I示出了一種傳統的流體調節器10。該流體調節器10通常包括致動器12和調 節器閥14。調節器閥14具有用于從例如流體分布系統接收流體的入口 16，以及用于向終端設備傳送流體的出口 18。此外，調節器閥14包括設置在入口 16與出口 18之間的閥口 20。流體必須穿過閥口 20以在調節器閥14的入口 16與出口 18之間行進。調節器閥14還包括閥盤19，其適于在接合閥口 20的關閉位置與離開閥口 20的打開位置間移動。致動器12耦接到調節器閥14以確保調節器閥14的出口 18處的壓強，即出口壓強，符合所需的出口壓強。致動器12因而與調節器閥12流體地連通。致動器12包括用于感測并調節調節器閥14的出口壓強的控制組件22。具體地，控制組件22包括外殼24，隔膜26以及控制彈簧28。外殼24與隔膜26限定與調節器閥14的出口 18流體地連通的感測腔30。因此，隔膜26感測調節器閥14的出口壓強。控制彈簧28設置在外殼24中，并且接合隔膜26的頂部，以抵消所感測的出口壓強。因此，所需的出口壓強基于控制彈簧28的選擇來設置。隔膜26還耦接到調節器閥14的閥桿32，以基于所感測的出口壓強來控制調節器閥14的開啟。此外，調節器閥14還包括耦接到閥桿32的平衡內件部件34，其被配置為平衡出口壓強與調節器閥14的入口 16出的入口壓強之間的壓強差。特別地，平衡內件部件34通常具有與閥盤19的面積相等的面積，并且平衡內件部件34可滑動地容納在內件口 36中，該內件口 36限定在感測腔30與調節器閥14的入口 16之間。以此方式，使得閥桿32以圖I中的方向向上移動的第一力與使得閥桿32以圖I中的方向向下移動的第二力相等，其中該第一力由入口壓強施加在平衡內件部件34的底部，而該第二力由入壓強施加在閥盤19的頂部。此外，使得閥桿32向下移動的第三力與使得閥桿32向上移動的第四力相等，其中該第三力由出口壓強施加在平衡內件部件34的頂部，而該第四力由出口壓強施加在閥盤19的底部。因此，調節器閥14的開啟僅取決于出口壓強以及控制彈簧28的偏置。然而，在運行中，閥口 20周圍的壓強分布與壓強差能夠被平衡內件部件34所平衡的理想情況不同。通常地，閥口 20周圍的入口壓強低于內件口 36的入口壓強，并且閥口 20周圍的入口壓強低于內件口 36的出口壓強。這種不平衡效應導致調節器閥14的出口 18處的出口壓強不準確。因此，需要消除這種不平衡效應以提高流體調節器的性能
發明內容
在一個方面，提供了一種流體調節器。該流體調節器包括閥以及耦接到該閥的致動器。該閥具有閥體；流體通道，其通過所述閥體，具有入口與出口，閥口，其限定在所述流體通道內；閥塞，其被設置在所述閥體內，并適于在接合所述閥口的關閉位置與離開所述閥口的打開位置之間移動，其中所述閥塞包括至少一個平衡孔，該平衡孔限定通過所述閥塞的流體連通通道，閥桿，其可作用地驅動所述閥塞。該致動器具有外殼；隔膜，其設置在所述外殼中并耦接到所述閥桿，其中所述隔膜與所述外殼限定與所述出口流體地連通的孔腔，并且所述孔腔內的壓強經由所述隔膜在所述閥桿上施加力；以及偏置部件，其耦接到所述隔膜，被配置為經由所述隔膜在所述閥桿上施加偏置力。在另一方面，提供了一種閥內件組件，包括 套筒；座圈，其與所述套筒對準；閥籠，其用于耦接所述套筒與所述座圈，以及閥塞，其設置在所述套筒內以可滑動地接合所述套筒，其中所述閥塞包括至少一個平衡孔，所述平衡孔限定穿過所述閥塞的流體連通通道。在另一方面，提供了一種閥，包括閥體，流體通道，其通過所述閥體，具有入口與出口 ；閥口，其限定在所述流體通道內；套筒，固定在所述閥體內，與所述閥口對準；閥塞，其一端被配置成可滑動地并且密封地接合所述套筒，另一端適于在接合所述閥口的關閉位置與離開所述閥口的打開位置之間移動，其中所述閥塞包括至少一個平衡孔，該平衡孔限定通過所述閥塞的流體連通通道；以及閥桿，其可作用地驅動所述閥塞。


圖I是一種傳統流體調節器的側面截面圖；圖2a是根據本公開的處于開啟位置的流體調節器的側面截面圖；圖2b是處于關閉位置的圖2a的流體調節器的側面截面圖；圖3是根據本公開的閥內件部件的例子的側面截面圖；圖4是根據本公開的閥內件部件的另一例子的側面截面圖。
具體實施例方式圖2a示出了流體調節器200的例子，其包括閥202與致動器204。閥202包括閥體206。流體通道208被限定為穿過閥體206。流體通道208具有用于從例如流體分布系統接收流體的入口 210，以及用于向下游管道系統或終端設備傳送流體的出口 212。流體通道208在入口 210與出口 212之間延伸。此外，閥202包括閥口 214，其限定在流體通道208中。流體必須通過閥口 214以在入口 210與出口 212之間行進。閥202包括設置在閥體206中的閥塞216。閥塞216可以在接合閥口 214的關閉位置與離開閥口 214的打開位置之間移動。閥塞216包括至少一個平衡孔217，其限定穿過閥塞216的流體連通通道。平衡孔217使得在運行期間流體能夠流過閥塞216，并且因而入口壓強與出口壓強之間的壓強差不會被以圖2a方向豎直地施加在閥塞216上。因此，該壓強差不會影響閥202的開啟。閥202還包括閥桿218，其可作用地(actuable)驅動閥塞216。閥桿218可以被固定到閥塞216或者可操作地接合閥塞216。在本實施例中，閥202包括位于閥體206內的復位部件(未示出)。復位部件220耦接到閥塞216，并被配置為對著閥桿218驅動閥塞216。在這種情況下，閥桿218可以操作地接合閥塞216。當使得閥桿218以圖2a的方向向下移動的力被施加在閥桿218上時，閥桿218會克服由回復部件220施加在閥塞216上的回復力，并相應地向下推動閥塞216。當力從閥桿218移開時，由回復部件220施加的回復力將向上推動閥塞216，其將進一步向上推動閥桿218。如圖2a中所示，閥202包括設置在閥體206內的套筒222。套筒222被配置為可滑動地容納閥塞216。具體地，套筒222具有與閥塞216的外徑大體相等的內徑，并且因而閥塞216能夠在套筒222內密封地滑動。因此，流體通道208被閥塞216結合閥口 214以及套筒222所阻擋，而入口 210不與出口 212流體地連通。當閥塞216向下移動以使得閥塞216的上部離開閥口 214時，入口 210通過流體通道208與出口 212流體地連通。應當認識到，套筒222還可以是其他適于可滑動地在其中容納閥塞216的形狀。在一個優選的實施例中，套筒222包含至少一個用于引導閥塞216的運動的導向環223。導向環223設置在套筒222的內壁。此外，套筒222還包括諸如0型環的密封部件225，其被設置在套筒222與閥塞216之間。 在運行中，當閥塞216向上移動以使得閥塞216的上部接合閥口 214時，閥塞216的下部仍容納在套筒222內。相應地，閥202還具有座圈227，其耦接在閥口 214上并與套筒222對準。在一個優選的實施例中，座圈227可以通過閥籠(未示出)耦接到套筒222上。按照這樣配置，當閥202處于關閉位置時，閥202具有更好的密封性能并且不會有流體泄露。致動器204耦接到閥202。致動器204包括外殼224、隔膜226以及偏置部件228。隔膜226被設置在外殼224內。隔膜226與外殼224限定腔230，其與出口 212流體地連通，以使得隔膜226感測閥202的出口壓強。此外，隔膜226耦接到閥桿218。因此，力被由腔230中的壓強，即閥202的出口壓強經由隔膜226施加在閥桿218上。偏置部件228耦接到隔膜226上，并且被配置為經由隔膜226在閥桿218施加偏置力。具體地，偏置部件228可以是彈簧，其上端被固定在外殼224上，而其下端被耦接到隔膜226的頂部。以這樣的方式，偏置部件228以圖2a的方向施加向下的偏置力，其使得隔膜226與閥桿218向下移動。在圖2a所示的實施例中，由于出口壓強低于與偏置力相關聯的回復力，流體調節器200處于開啟位置。由出口壓強施加的力與由回復部件220施加的回復力不能克服由偏置部件228施加的偏置力，其使得閥塞216向下移動并離開閥口 214。因此，入口 210通過流體通道208與出口 212流體地連通。圖2b是處于關閉位置的圖2a的流體調節器的側面截面圖。如圖2b中所示，由于出口壓強大于與偏置力相關聯的預定壓強，流體調節器200處于關閉位置。由出口壓強施加的力與由回復部件220施加的回復力能夠克服由偏置部件228施加的偏置力，其使得閥塞216向上移動，并且接合閥口 214。因此，入口 210不會通過流體通道208與出口 212流體地連通，并且在入口 210出接收的流體不會通過閥口 214運送到出口 212。根據本發明的一個方面提供了一種閥，以下結合用于流體調節器200的閥202進行說明。如圖2所示，閥202包括閥體206 ;流體通道208，其通過閥體206，具有入口 210與出口 212 ;閥口 214，其限定在流體通道208內；套筒222，固定在閥體206內，與閥口 214對準；閥塞216，其一端被配置成可滑動地并且密封地接合套筒222，另一端適于在接合閥口 214的關閉位置與離開所述閥口的打開位置之間移動，其中閥塞216包括至少一個平衡孔217，該平衡孔217限定通過所述閥塞216的流體連通通道，以及閥桿218，其可作用地驅動閥塞216。具體地，閥塞216具有基部和從該基部延伸的環狀體部。該基部在接合閥口 214的關閉位置和離開閥口 214的打開位置之間移動。該環狀體部的遠離該基部的一端被配置成可滑動地且密封地接合套筒222，平衡孔217是穿過該基部的通孔。應當理解，閥塞不限于示出的結構。在一個例子中，閥塞具有柱狀體部，該體部的一端的邊緣用于滑動地且密封地接合套筒，另一端用于在接合閥口的關閉位置和離開閥口的打開位置之間移動，該閥塞還具有在大體上平行于閥桿的方向上穿過該柱狀體部的平衡孔。圖3是根據本公開的閥內件部件的例子的側面截面圖。如圖3所示，閥內件組件300包括套筒302，座圈304、閥籠306以及閥塞308。座圈304與套籠302對準。閥籠306被配置為耦接套筒302與座圈304。閥塞308被設置在套筒302中以可滑動地接合套筒 302，其中閥塞308包括至少一個平衡孔310，該平衡孔310限定通過閥塞308的流體連通通道。按照這樣配置，套筒302，座圈304以及閥塞308可以集成地安裝到調節器閥，這簡化了安裝。在一個實施例中，座圈304與套筒302的外壁可以具有螺紋，以用于安裝。在另一實施例中，座圈304與套筒302的外壁可以具有插入接頭，以用于安裝。在其中安裝有閥內件組件300的調節器閥的運行期間，平衡孔310使得流體能夠流過閥塞308，并且因而調節器閥的入口處的入口壓強與調節器閥的出口處的出口壓強不會以圖3的方向的豎直方向施加到閥塞308上。因而，壓強差不會影響調節器閥的開啟，因此其開啟僅取決于由出口壓強以及偏置元件所施加的偏置力。在實際應用中，在安裝到調節器閥中之后，閥塞308被其所耦接的閥桿312所作用。在圖3的實施例中，閥桿312未固定到閥塞308的頂部。具體地，當閥桿312以圖3的方向向下移動時，閥塞308將會被閥桿312向下推。然而，當閥桿312以圖3的方向向上移動時，閥塞308不會被閥桿312向上拉。因此，閥內件組件300還包括被設置在閥塞308內的回復部件314，其被配置為提供向上推閥塞308的回復力。由于回復力可以精確控制，因而回復部件314不會影響調節器閥的開啟。在一個優選的實施例中，套筒302包括至少一個用于引導閥塞308運動的導向環316。此外，套筒302還包括諸如0型環的密封部件318，其被設置在套筒302與閥塞308之間。圖4是根據本公開的閥內件部件的另一例子的側面截面圖。閥內件部件400包括套筒402，座圈404，閥籠406以及閥塞408。座圈404與套筒402對準。閥籠406被配置為耦接套筒402與座圈404。閥塞408被配置在套筒402內以可滑動地接合套筒402，其中閥塞408包括至少一個平衡孔410，其限定通過閥塞408的流體連通通道。按照這樣配置，套筒402，座圈404以及閥塞408可以被整體地安裝到調節器閥中，這簡化了安裝。在該實施例中，閥塞408還包括閥塞408頂部的聯接器412，其被配置為將閥塞408固定到閥塞所耦接的閥桿的一端。以這樣的方式，閥塞408能夠被以圖4的方向向下推或向上拉，并且不需要回復部件。盡管在此已經描述了某些示例性方法、設備以及制品，本專利的覆蓋范圍并不局限于此。相反，本專利覆蓋從字面上或在等同原則下完全落入所附權利要求范圍的所有方法、設備和 制品。
權利要求
1.一種流體調節器，包括 閥，具有 閥體， 流體通道，其通過所述閥體，具有入口與出口， 閥口，其限定在所述流體通道內， 閥塞，其被設置在所述閥體內，并適于在接合所述閥口的關閉位置與離開所述閥口的打開位置之間移動，其中所述閥塞包括至少一個平衡孔，該平衡孔限定通過所述閥塞的流體連通通道， 閥桿，其可作用地驅動所述閥塞；以及 致動器，其耦接到所述閥，具有 外殼， 隔膜，其設置在所述外殼中并耦接到所述閥桿，其中所述隔膜與所述外殼限定與所述出口流體地連通的孔腔，并且所述孔腔內的壓強經由所述隔膜在所述閥桿上施加力，以及偏置部件，其耦接到所述隔膜，被配置為經由所述隔膜在所述閥桿上施加偏置力。
2.根據權利要求I所述的流體調節器，其特征在于，還包括回復部件，其設置在所述閥體內并耦接到所述閥塞，其被配置為對著所述閥桿驅動所述閥塞。
3.根據權利要求2所述的流體調節器，其特征在于，所述回復部件被設置在所述閥塞內。
4.根據權利要求I所述的流體調節器，其特征在于，所述閥桿被固定到所述閥塞上。
5.根據權利要求I所述的流體調節器，其特征在于，還包括套筒，其被設置在所述閥體中，并被配置為可滑動地容納所述閥塞。
6.根據權利要求5所述的流體調節器，其特征在于，所述套筒包括至少一個用于引導所述閥塞運動的導向環。
7.根據權利要求6所述的流體調節器，其特征在于，所述套筒包括密封部件，其被設置在所述套筒與所述閥塞之間。
8.根據權利要求6所述的流體調節器，其特征在于，還包括座圈，其耦接到所述閥口并與所述套筒對準。
9.根據權利要求8所述的流體調節器，其特征在于，還包括閥籠，其用于耦接所述套筒與所述座圈。
10.根據權利要求9所述的流體調節器，其特征在于，所述座圈與所述套筒被整體地穿入所述閥體。
11.根據權利要求9所述的流體調節器，其特征在于，所述閥體還包括多個用于固定所述座圈與所述套筒的插入接頭。
12.—種閥內件組件，包括 套筒； 座圈，其與所述套筒對準； 閥籠，其用于耦接所述套筒與所述座圈，以及 閥塞，其設置在所述套筒內以可滑動地接合所述套筒，其中所述閥塞包括至少一個平衡孔，所述平衡孔限定穿過所述閥塞的流體連通通道。
13.根據權利要求12所述的閥內件組件，其特征在于，還包括設置在所述閥塞中的回復部件，其被配置為對著所述座圈驅動所述閥塞。
14.根據權利要求12所述的閥內件組件，其特征在于，所述套筒包括至少一個用于引導所述閥塞運動的導向環。
15.根據權利要求12所述的閥內件組件，其特征在于，所述套筒包括設置在所述套筒與所述閥塞之間的密封件。
16.—種閥,包括 閥體， 流體通道，其通過所述閥體，具有入口與出口， 閥口，其限定在所述流體通道內， 套筒，固定在所述閥體內，與所述閥口對準， 閥塞，其一端被配置成可滑動地并且密封地接合所述套筒，另一端適于在接合所述閥口的關閉位置與離開所述閥口的打開位置之間移動，其中所述閥塞包括至少一個平衡孔，該平衡孔限定通過所述閥塞的流體連通通道，以及 閥桿，其可作用地驅動所述閥塞。
17.根據權利要求16所述的閥，其特征在于，所述閥塞具有基部和從所述基部延伸的環狀體部，其中，所述基部適于在所述關閉位置和所述打開位置之間移動，所述環狀體部的遠離所述基部的一端被配置成可滑動地且密封地接合所述套筒，所述平衡孔是穿過所述基部的通孔。
18.根據權利要求17所述的閥，其特征在于，還包括設置在所述閥塞中的回復部件，其被配置為對著所述閥桿驅動所述閥塞。
全文摘要
本發明提供了一種流體調節器、閥與閥內件組件。流體調節器包括閥以及耦接到該閥的致動器。閥具有閥體；流體通道，其通過所述閥體，具有入口與出口，閥口，其限定在所述流體通道內；閥塞，其被設置在所述閥體內，并適于在接合所述閥口的關閉位置與離開所述閥口的打開位置之間移動，其中所述閥塞包括至少一個平衡孔，該平衡孔限定通過所述閥塞的流體連通通道，閥桿，其可作用地驅動所述閥塞。該致動器具有外殼；隔膜，其設置在所述外殼中并耦接到所述閥桿，其中所述隔膜與所述外殼限定與所述出口流體地連通的孔腔，并且所述孔腔內的壓強經由所述隔膜在所述閥桿上施加力；以及偏置部件，其耦接到所述隔膜，被配置為經由所述隔膜在所述閥桿上施加偏置力。
文檔編號F16K17/22GK102777645SQ20111034710
公開日2012年11月14日 申請日期2011年10月31日 優先權日2011年10月31日
發明者楊仲, 類彥威, 霍平, 霍羽雄 申請人:費希爾久安輸配設備(成都)有限公司