止回閥設備及方法
【專利摘要】本申請的主題內容涉及止回閥設備及方法。具體地，本主題內容涉及可包括在止回閥中的流動控制裝置。流動控制裝置可包括配置成布置在止回閥的入口內的閥座，該閥座限定開口；至少部分地橫向于開口的多個流動路由閥板；以及盤，所述盤響應于流體壓力在第一位置與第二位置之間可移動。當盤處于第一位置時，盤阻塞所述閥座的開口；且當盤處于第二位置時，開口大致不受阻礙。流動路由閥板可起作用為使流動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、振動以及氣穴。
【專利說明】止回閥設備及方法
[0001 ] 本申請是申請日為2010年4月20日、申請號為201010167601.3、發明名稱為“止回閥設備及方法”的發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本文所公開的主題內容總體上涉及用于流體流應用中的閥體。更具體地，本文所公開的主題內容涉及止回閥設計。
【背景技術】
[0003]止回閥通常是允許流體(S卩，液體或氣體)僅在一個方向上流動經過的閥體。止回閥的常規設計可包括可移動部分，例如盤或球體，其定尺寸成阻塞閥主體的入口。當足夠大的壓力(有時被稱為開啟壓力)被施加到入口時，可移動部分可離開閥座以便流體能夠流經可移動部分并通過閥體。如果在相反的方向上具有更高的壓力或流體流停止(例如，栗停止)，那么可移動部分被壓回到入口上，以防止任何流體流到閥體的上游。
[0004]雖然基于該簡單設計的閥體已經使用了幾十年，但是這種閥體通常存在下述一個或幾個方面的問題:壓降，噪聲，腐蝕，侵蝕，振動和氣穴。被認為的是，由進入閥體入口的紊流導致出現許多這些問題，紊流可導致閥體入口和可移動部分的不均勻磨損。此外，對抗可移動部分的紊流可導致可移動部分旋轉到位，從而造成流經閥體的流體的能量損失。
[0005]通過保證流體均勻地流動到閥體入口可實現將通過閥體的紊流減少。保證該均勻流動的一種方法是提供具有最小長度的直管道，流體在達到閥體之前必須流經該直管道。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個管道直徑且距這種部件的上游不小于2個直徑。雖然這種系統設計可改良閥體操作，但是在許多情形中用于直管道的較長布管所需的空間量是繁重的。結果是，可期望有止回閥的改良設計，以改良閥體效率、操作和壽命而不需要大規模的管路系統約束。
【發明內容】
[0006]根據本發明，提供止回閥設備和方法。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流動路由(routing)閥板、以及響應于流體壓力和流動容積而在第一位置與第二位置之間可移動的盤。當盤處于第一位置時，盤阻塞閥座的開口，且當盤處于第二位置時，開口基本不受阻礙。
[0007]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流動路由閥板、以及響應于流體壓力和流動容積而在第一位置與第二位置之間可移動的盤。當盤處于第一位置時，盤阻塞閥座的開口，且當盤處于第二位置時，開口基本不受阻礙。
[0008]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，所述閥座限定開口；使該開口與多個流動路由閥板至少部分地橫向；以及使流體在其流動到止回閥主體之前流動通過多個流動路由閥板。由此，流體流通過流動路由閥板變得平緩。
[0009]雖然在上文中已經闡述了本文所公開的主題內容的一些方面，且這些方面通過當前所公開的主題內容全部或部分地實現，但是當說明書結合下文最佳描述的附圖進行推進時其它方面將顯而易見。
【附圖說明】
[0010]通過應當結合附圖來閱讀的下述詳細說明將更充分地理解本主題內容的特征和優勢，附圖僅以示例性而非限制性示例的方式給出，且在附圖中:
[0011]圖1是包括根據本發明主題內容的實施例的流動控制閥座組件的止回閥的透視圖；
[0012]圖2是用于根據本發明主題內容的實施例的流動控制閥座組件的止回閥主體的截面側視圖；
[0013]圖3是用于根據本發明主題內容的實施例的止回閥的流動控制閥座組件的透視圖；
[0014]圖4是用于根據本發明主題內容的實施例的止回閥的流動控制閥座組件的俯視平面圖；
[0015]圖5A是根據本發明主題內容的實施例的止回閥的剖視透視圖，其中盤處于閥關閉位置；以及
[0016]圖5B是根據本發明主題內容的實施例的止回閥的剖視透視圖，其中盤處于閥打開位置；以及
[0017]圖6是用于根據本發明主題內容的實施例的止回閥的盤的側視圖。
【具體實施方式】
[0018]本主題內容提供一種止回閥設備和方法。參考圖1和2，大體以100標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可定形狀成與當前的止回閥設計大致相同，以便止回閥可具有與常規閥體相同的壓力等級和尺寸，且因此容易地安裝以置換常規閥體。
[0019]在一方面，本發明主題內容提供可布置在入口104中的流動控制裝置110。在圖3和4中更詳細地示出的流動控制裝置110可包括配置成布置在止回閥100的入口 104內的閥座112，且閥座112可限定流體可從其流經的開口 114。
[0020]盤120響應于流體壓力而相對于流動控制裝置110在第一位置與第二位置之間可移動。具體地，當盤120處于如圖5A所示的第一位置時，盤120可阻塞閥座112的開口 114。當盤120處于如圖5B所示的第二位置時，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。為了引導盤120在第一和第二位置之間的運動，流動控制裝置110可包括閥體入口盤引導器124，閥體入口盤引導器124可將盤120在第一位置與第二位置之間的運動約束在預定的路徑中。例如，入口盤引導器124可附連到閥座112，且上游盤桿122可由入口盤引導器124接收。
[0021 ]流動控制裝置110還可包括至少部分地橫向于開口 114的多個流動路由閥板116。閥板116可繞開口 114的中心均勻地隔開，且每個閥板116可具有定向成大致平行于流體流動到閥100中的方向的平坦盤形狀。具體地，例如，每個閥板116的一端可附連到閥座112的內表面，且每個閥板116的另一端可會聚于開口 114的中心。在這種設置中，開口 114可分割成多個楔形通道。更具體地，如圖3和4所示，每個閥板116可在閥座112和布置在開口 114中心的入口盤引導器124之間延伸。當然，應當理解的是，可使用橫向于開口 114的閥板116的其它設置來執行本文所討論的流動路由功能。
[0022]與具體的設置無關，閥板116可將進入的紊流流體流變為層流，從而在流體沖擊盤120并進入閥主體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、振動以及氣穴，這繼而可改良閥體流量系數(Cv)并可幫助防止閥體顫動和過早閥體故障。此外，閥板116改變流體流屬性的能力可減少或消除對提供在閥體100上游或下游的較長直管道部分的需要。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得多而不對流體系統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。
[0023]任何數量的閥板116可用于流動控制裝置110中(例如，少至兩個閥板)。例如，圖3和4示出的流動控制裝置110具有從開口 114的中心延伸至閥座112的內表面的六個閥板116。具體地，閥板116可將入口盤引導器124支承在開口 114的中心。但是應當理解的是，雖然附加閥板116可能改良流動平緩性，但是這種改良必須與入口區域的減少以及與包括附加閥板相關的附加制造成本進行平衡。
[0024]期望的是，流動控制裝置110可定尺寸成安裝在現有的止回閥中(例如，TitanFCI全中間引導消聲止回閥)。因此，可改良止回閥的性能。此外，流動控制裝置110可設計成用于各種閥構造、類別和/或尺寸的任何閥體中。例如，雖然流動控制裝置110在本文中描述并示出為用于盤式止回閥中，但是應當理解的是，改變入口流體流可有利地用于各種止回閥設計的任何閥體中，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，由于流動控制裝置110可被設計成可與多種閥設計中的閥體進行互換，因此檢修人員可減少閥體的庫存。
[0025]備選地，在另一方面，本發明主題內容提供的是，流動控制裝置110可為用于止回閥100的改良設計的一部分。類似于上述討論的實施例并再次參考圖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。
[0026]如上所討論的，盤120相對于流動控制裝置110 (例如，在閥主體102內)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，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。除了包括當盤120在第一位置與第二位置之間移動時用于約束盤運動的入口盤引導器124的閥座112之外，閥主體102還可包括閥主體盤引導器126，其類似地引導盤120的運動。在該構造中，盤120可包括多個盤桿: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器126延伸。因此，盤120可牢固地受約束在平行于進入到閥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動形式的運動。
[0027]偏壓元件130可布置在盤120和閥主體102的內部部分108之間，以將盤120朝向第一位置偏壓。例如，偏壓兀件130可是布置在盤120下游表面與內部部分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MoneI或Inconel 750-X。
[0028]通過使用大致均勻直徑的壓縮彈簧，內部部分108僅需要提供最小區域，偏壓元件130壓靠該最小區域。例如，閥主體盤引導器126可提供對偏壓元件130的充分止擋。比較而言，許多現存的盤式止回閥設計采用具有更為圓錐形狀的彈簧，該彈簧需要在閥體內的較大區域止擋，這會導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可確保一旦流體經過盤120周圍，那么流體從閥主體102連續流出且朝向下游部件相對受阻礙，從而幫助降低閥體100的總壓降。
[0029]本主題內容可以其它形式實施而不偏離其精神和基本性質。因此，所描述的實施例被認為在所有方面是描述性而非限制性的。雖然本主題內容已經依照某些優選的實施例進行描述，但是對于本領域技術人員來說顯而易見的其它實施例也落入本主題內容的范圍內。
【主權項】
1.一種止回閥組件，包括: 具有入口和出口的閥主體； 布置在所述入口內的閥座，所述閥座限定開口； 多個流動路由閥板，所述多個流動路由閥板至少部分地橫向于所述開口； 可移動件，所述可移動件響應于流體壓力在第一位置與第二位置之間可移動，所述可移動件包括大致平坦的圓柱形盤； 從所述大致平坦的圓柱形盤的至少一個表面延伸的至少一個盤桿，所述至少一個盤桿包括上游盤桿和下游盤桿； 偏壓元件，其圍繞所述下游盤桿形成并且延伸在所述大致平坦的圓柱形盤的下游表面與閥主體盤引導器之間；以及 支撐著閥主體盤引導器的內部部分，所述內部部分與閥主體形成一體，并且沿流動方向大致布置在所述入口和出口的中間； 其中，當所述可移動件處于第一位置時，所述可移動件阻塞所述閥座的開口；且當所述可移動件處于第二位置時，所述開口大致不受阻礙。2.根據權利要求1所述的止回閥組件，其特征在于，所述閥座包括入口盤引導器，并且所述閥主體盤引導器和所述入口盤引導器將所述盤在第一位置與第二位置之間的運動約束在預定路徑中。3.根據權利要求2所述的止回閥組件，其特征在于，所述上游盤桿沿著所述入口盤引導器可移動，所述下游盤桿沿著所述閥主體盤引導器可移動。4.根據權利要求2所述的止回閥組件，其特征在于，所述入口盤引導器布置在所述閥座的所述開口的中心且所述多個流動路由閥板的每個從所述入口盤引導器延伸至所述閥座。5.根據權利要求1所述的止回閥組件，其特征在于，所述多個流動路由閥板包括三個以上的閥板。6.根據權利要求1所述的止回閥組件，其中，所述偏壓元件將所述可移動件朝向第一位置偏壓。7.根據權利要求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.根據權利要求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控制裝置，包括: 閥座，所述閥座配置成布置在止回閥主體的入口內，所述閥座限定開口； 多個流動路由閥板，所述多個流動路由閥板至少部分地橫向于所述開口； 大致平坦的圓柱形盤，所述盤響應于流體壓力在第一位置與第二位置之間可移動； 從所述大致平坦的圓柱形盤的至少一個表面延伸的至少一個盤桿，所述至少一個盤桿包括上游盤桿和下游盤桿； 偏壓元件，其圍繞所述下游盤桿形成并且延伸在所述大致平坦的圓柱形盤的下游表面與閥主體盤引導器之間；以及 支撐著閥主體盤引導器的內部部分，所述內部部分與止回閥主體形成一體，并且沿流動方向大致布置在所述入口和止回閥主體的出口的中間； 其中，當所述盤處于第一位置時，所述盤阻塞所述閥座的開口；且當所述盤處于第二位置時，所述開口大致不受阻礙。10.根據權利要求9所述的流動控制裝置，其特征在于，所述閥座包括入口盤引導器，所述入口盤引導器將所述盤在第一位置與第二位置之間的運動約束在預定路徑中。11.根據權利要求10所述的流動控制裝置，其特征在于，所述下游盤桿所述閥主體盤引導器可移動，所述上游盤桿沿著所述入口盤引導器可移動。12.根據權利要求10所述的流動控制裝置，其特征在于，所述入口盤引導器布置在所述閥座的所述開口的中心且所述多個流動路由閥板的每個從所述入口盤引導器延伸至所述閥座。13.根據權利要求9所述的流動控制裝置，其特征在于，所述多個流動路由閥板包括三個以上的閥板。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，所述閥座限定開口，所述止回閥包括:在止回閥主體內可移動的大致平坦的圓柱形盤，從所述大致平坦的圓柱形盤的至少一個表面延伸的至少一個盤桿，所述至少一個盤桿包括上游盤桿和下游盤桿，圍繞所述至少一個盤桿形成的偏壓元件，所述偏壓元件圍繞所述下游盤桿形成并且延伸在所述大致平坦的圓柱形盤的下游表面與閥主體盤引導器之間，支撐著閥主體盤引導器的內部部分，所述內部部分與止回閥主體形成一體，并且沿流動方向大致布置在所述入口和止回閥主體的出口的中間； 使多個流動路由閥板至少部分地橫向于所述開口 ；以及 在流體進入所述止回閥主體之前，使所述流體流經所述多個流動路由閥板，其中所述流體的流動通過所述流動路由閥板變平緩。15.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，使多個流動路由閥板至少部分地橫向于所述開口包括將至少兩個閥板布置成跨過所述閥座的開口。16.根據權利要求1所述的止回閥組件，其特征在于，所述閥主體包括圓片式閥主體。17.根據權利要求5所述的止回閥組件，其特征在于，所述多個流動路由閥板包括六個閥板。18.根據權利要求13所述的止回閥組件，其特征在于，所述多個流動路由閥板包括六個閥板。19.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，使多個流動路由閥板至少部分地橫向于所述開口包括將六個閥板布置成跨過所述閥座的開口。
【文檔編號】F16K27/02GK106051236SQ201610370162
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2010年4月20日
【發明人】A·D.·德賽
【申請人】泰坦流量控制公司