专利名称：流体调节器、阀与阀内件组件的制作方法
技术领域：
本专利涉及流体调节装置，更具体地，涉及流体调节器与阀内件组件。
背景技术：
典型的流体分布系统供应流体的压强可能会随系统需求、气候、供应源、和/或其他因素而变化。然而，大多数终端设备要求流体符合预定压强、并且处于或低于流体调节器的最大容限来传送。因此，流体调节器被实现在这些分布系统中以确保所传送的流体满足终端设备的要求。图I示出了一种传统的流体调节器10。该流体调节器10通常包括致动器12和调 节器阀14。调节器阀14具有用于从例如流体分布系统接收流体的入口 16，以及用于向终端设备传送流体的出口 18。此外，调节器阀14包括设置在入口 16与出口 18之间的阀口 20。流体必须穿过阀口 20以在调节器阀14的入口 16与出口 18之间行进。调节器阀14还包括阀盘19，其适于在接合阀口 20的关闭位置与离开阀口 20的打开位置间移动。致动器12耦接到调节器阀14以确保调节器阀14的出口 18处的压强，即出口压强，符合所需的出口压强。致动器12因而与调节器阀12流体地连通。致动器12包括用于感测并调节调节器阀14的出口压强的控制组件22。具体地，控制组件22包括外壳24，隔膜26以及控制弹簧28。外壳24与隔膜26限定与调节器阀14的出口 18流体地连通的感测腔30。因此，隔膜26感测调节器阀14的出口压强。控制弹簧28设置在外壳24中，并且接合隔膜26的顶部，以抵消所感测的出口压强。因此，所需的出口压强基于控制弹簧28的选择来设置。隔膜26还耦接到调节器阀14的阀杆32，以基于所感测的出口压强来控制调节器阀14的开启。此外，调节器阀14还包括耦接到阀杆32的平衡内件部件34，其被配置为平衡出口压强与调节器阀14的入口 16出的入口压强之间的压强差。特别地，平衡内件部件34通常具有与阀盘19的面积相等的面积，并且平衡内件部件34可滑动地容纳在内件口 36中，该内件口 36限定在感测腔30与调节器阀14的入口 16之间。以此方式，使得阀杆32以图I中的方向向上移动的第一力与使得阀杆32以图I中的方向向下移动的第二力相等，其中该第一力由入口压强施加在平衡内件部件34的底部，而该第二力由入压强施加在阀盘19的顶部。此外，使得阀杆32向下移动的第三力与使得阀杆32向上移动的第四力相等，其中该第三力由出口压强施加在平衡内件部件34的顶部，而该第四力由出口压强施加在阀盘19的底部。因此，调节器阀14的开启仅取决于出口压强以及控制弹簧28的偏置。然而，在运行中，阀口 20周围的压强分布与压强差能够被平衡内件部件34所平衡的理想情况不同。通常地，阀口 20周围的入口压强低于内件口 36的入口压强，并且阀口 20周围的入口压强低于内件口 36的出口压强。这种不平衡效应导致调节器阀14的出口 18处的出口压强不准确。因此，需要消除这种不平衡效应以提高流体调节器的性能
发明内容
在一个方面，提供了一种流体调节器。该流体调节器包括阀以及耦接到该阀的致动器。该阀具有阀体；流体通道，其通过所述阀体，具有入口与出口，阀口，其限定在所述流体通道内；阀塞，其被设置在所述阀体内，并适于在接合所述阀口的关闭位置与离开所述阀口的打开位置之间移动，其中所述阀塞包括至少一个平衡孔，该平衡孔限定通过所述阀塞的流体连通通道，阀杆，其可作用地驱动所述阀塞。该致动器具有外壳；隔膜，其设置在所述外壳中并耦接到所述阀杆，其中所述隔膜与所述外壳限定与所述出口流体地连通的孔腔，并且所述孔腔内的压强经由所述隔膜在所述阀杆上施加力；以及偏置部件，其耦接到所述隔膜，被配置为经由所述隔膜在所述阀杆上施加偏置力。在另一方面，提供了一种阀内件组件，包括 套筒；座圈，其与所述套筒对准；阀笼，其用于耦接所述套筒与所述座圈，以及阀塞，其设置在所述套筒内以可滑动地接合所述套筒，其中所述阀塞包括至少一个平衡孔，所述平衡孔限定穿过所述阀塞的流体连通通道。在另一方面，提供了一种阀，包括阀体，流体通道，其通过所述阀体，具有入口与出口 ；阀口，其限定在所述流体通道内；套筒，固定在所述阀体内，与所述阀口对准；阀塞，其一端被配置成可滑动地并且密封地接合所述套筒，另一端适于在接合所述阀口的关闭位置与离开所述阀口的打开位置之间移动，其中所述阀塞包括至少一个平衡孔，该平衡孔限定通过所述阀塞的流体连通通道；以及阀杆，其可作用地驱动所述阀塞。
图I是一种传统流体调节器的侧面截面图；图2a是根据本公开的处于开启位置的流体调节器的侧面截面图；图2b是处于关闭位置的图2a的流体调节器的侧面截面图；图3是根据本公开的阀内件部件的例子的侧面截面图；图4是根据本公开的阀内件部件的另一例子的侧面截面图。
具体实施例方式图2a示出了流体调节器200的例子，其包括阀202与致动器204。阀202包括阀体206。流体通道208被限定为穿过阀体206。流体通道208具有用于从例如流体分布系统接收流体的入口 210，以及用于向下游管道系统或终端设备传送流体的出口 212。流体通道208在入口 210与出口 212之间延伸。此外，阀202包括阀口 214，其限定在流体通道208中。流体必须通过阀口 214以在入口 210与出口 212之间行进。阀202包括设置在阀体206中的阀塞216。阀塞216可以在接合阀口 214的关闭位置与离开阀口 214的打开位置之间移动。阀塞216包括至少一个平衡孔217，其限定穿过阀塞216的流体连通通道。平衡孔217使得在运行期间流体能够流过阀塞216，并且因而入口压强与出口压强之间的压强差不会被以图2a方向竖直地施加在阀塞216上。因此，该压强差不会影响阀202的开启。阀202还包括阀杆218，其可作用地(actuable)驱动阀塞216。阀杆218可以被固定到阀塞216或者可操作地接合阀塞216。在本实施例中，阀202包括位于阀体206内的复位部件(未示出)。复位部件220耦接到阀塞216，并被配置为对着阀杆218驱动阀塞216。在这种情况下，阀杆218可以操作地接合阀塞216。当使得阀杆218以图2a的方向向下移动的力被施加在阀杆218上时，阀杆218会克服由回复部件220施加在阀塞216上的回复力，并相应地向下推动阀塞216。当力从阀杆218移开时，由回复部件220施加的回复力将向上推动阀塞216，其将进一步向上推动阀杆218。如图2a中所示，阀202包括设置在阀体206内的套筒222。套筒222被配置为可滑动地容纳阀塞216。具体地，套筒222具有与阀塞216的外径大体相等的内径，并且因而阀塞216能够在套筒222内密封地滑动。因此，流体通道208被阀塞216结合阀口 214以及套筒222所阻挡，而入口 210不与出口 212流体地连通。当阀塞216向下移动以使得阀塞216的上部离开阀口 214时，入口 210通过流体通道208与出口 212流体地连通。应当认识到，套筒222还可以是其他适于可滑动地在其中容纳阀塞216的形状。在一个优选的实施例中，套筒222包含至少一个用于引导阀塞216的运动的导向环223。导向环223设置在套筒222的内壁。此外，套筒222还包括诸如0型环的密封部件225，其被设置在套筒222与阀塞216之间。 在运行中，当阀塞216向上移动以使得阀塞216的上部接合阀口 214时，阀塞216的下部仍容纳在套筒222内。相应地，阀202还具有座圈227，其耦接在阀口 214上并与套筒222对准。在一个优选的实施例中，座圈227可以通过阀笼(未示出)耦接到套筒222上。按照这样配置，当阀202处于关闭位置时，阀202具有更好的密封性能并且不会有流体泄露。致动器204耦接到阀202。致动器204包括外壳224、隔膜226以及偏置部件228。隔膜226被设置在外壳224内。隔膜226与外壳224限定腔230，其与出口 212流体地连通，以使得隔膜226感测阀202的出口压强。此外，隔膜226耦接到阀杆218。因此，力被由腔230中的压强，即阀202的出口压强经由隔膜226施加在阀杆218上。偏置部件228耦接到隔膜226上，并且被配置为经由隔膜226在阀杆218施加偏置力。具体地，偏置部件228可以是弹簧，其上端被固定在外壳224上，而其下端被耦接到隔膜226的顶部。以这样的方式，偏置部件228以图2a的方向施加向下的偏置力，其使得隔膜226与阀杆218向下移动。在图2a所示的实施例中，由于出口压强低于与偏置力相关联的回复力，流体调节器200处于开启位置。由出口压强施加的力与由回复部件220施加的回复力不能克服由偏置部件228施加的偏置力，其使得阀塞216向下移动并离开阀口 214。因此，入口 210通过流体通道208与出口 212流体地连通。图2b是处于关闭位置的图2a的流体调节器的侧面截面图。如图2b中所示，由于出口压强大于与偏置力相关联的预定压强，流体调节器200处于关闭位置。由出口压强施加的力与由回复部件220施加的回复力能够克服由偏置部件228施加的偏置力，其使得阀塞216向上移动，并且接合阀口 214。因此，入口 210不会通过流体通道208与出口 212流体地连通，并且在入口 210出接收的流体不会通过阀口 214运送到出口 212。根据本发明的一个方面提供了一种阀，以下结合用于流体调节器200的阀202进行说明。如图2所示，阀202包括阀体206 ;流体通道208，其通过阀体206，具有入口 210与出口 212 ;阀口 214，其限定在流体通道208内；套筒222，固定在阀体206内，与阀口 214对准；阀塞216，其一端被配置成可滑动地并且密封地接合套筒222，另一端适于在接合阀口 214的关闭位置与离开所述阀口的打开位置之间移动，其中阀塞216包括至少一个平衡孔217，该平衡孔217限定通过所述阀塞216的流体连通通道，以及阀杆218，其可作用地驱动阀塞216。具体地，阀塞216具有基部和从该基部延伸的环状体部。该基部在接合阀口 214的关闭位置和离开阀口 214的打开位置之间移动。该环状体部的远离该基部的一端被配置成可滑动地且密封地接合套筒222，平衡孔217是穿过该基部的通孔。应当理解，阀塞不限于示出的结构。在一个例子中，阀塞具有柱状体部，该体部的一端的边缘用于滑动地且密封地接合套筒，另一端用于在接合阀口的关闭位置和离开阀口的打开位置之间移动，该阀塞还具有在大体上平行于阀杆的方向上穿过该柱状体部的平衡孔。图3是根据本公开的阀内件部件的例子的侧面截面图。如图3所示，阀内件组件300包括套筒302，座圈304、阀笼306以及阀塞308。座圈304与套笼302对准。阀笼306被配置为耦接套筒302与座圈304。阀塞308被设置在套筒302中以可滑动地接合套筒 302，其中阀塞308包括至少一个平衡孔310，该平衡孔310限定通过阀塞308的流体连通通道。按照这样配置，套筒302，座圈304以及阀塞308可以集成地安装到调节器阀，这简化了安装。在一个实施例中，座圈304与套筒302的外壁可以具有螺纹，以用于安装。在另一实施例中，座圈304与套筒302的外壁可以具有插入接头，以用于安装。在其中安装有阀内件组件300的调节器阀的运行期间，平衡孔310使得流体能够流过阀塞308，并且因而调节器阀的入口处的入口压强与调节器阀的出口处的出口压强不会以图3的方向的竖直方向施加到阀塞308上。因而，压强差不会影响调节器阀的开启，因此其开启仅取决于由出口压强以及偏置元件所施加的偏置力。在实际应用中，在安装到调节器阀中之后，阀塞308被其所耦接的阀杆312所作用。在图3的实施例中，阀杆312未固定到阀塞308的顶部。具体地，当阀杆312以图3的方向向下移动时，阀塞308将会被阀杆312向下推。然而，当阀杆312以图3的方向向上移动时，阀塞308不会被阀杆312向上拉。因此，阀内件组件300还包括被设置在阀塞308内的回复部件314，其被配置为提供向上推阀塞308的回复力。由于回复力可以精确控制，因而回复部件314不会影响调节器阀的开启。在一个优选的实施例中，套筒302包括至少一个用于引导阀塞308运动的导向环316。此外，套筒302还包括诸如0型环的密封部件318，其被设置在套筒302与阀塞308之间。图4是根据本公开的阀内件部件的另一例子的侧面截面图。阀内件部件400包括套筒402，座圈404，阀笼406以及阀塞408。座圈404与套筒402对准。阀笼406被配置为耦接套筒402与座圈404。阀塞408被配置在套筒402内以可滑动地接合套筒402，其中阀塞408包括至少一个平衡孔410，其限定通过阀塞408的流体连通通道。按照这样配置，套筒402，座圈404以及阀塞408可以被整体地安装到调节器阀中，这简化了安装。在该实施例中，阀塞408还包括阀塞408顶部的联接器412，其被配置为将阀塞408固定到阀塞所耦接的阀杆的一端。以这样的方式，阀塞408能够被以图4的方向向下推或向上拉，并且不需要回复部件。尽管在此已经描述了某些示例性方法、设备以及制品，本专利的覆盖范围并不局限于此。相反，本专利覆盖从字面上或在等同原则下完全落入所附权利要求范围的所有方法、设备和 制品。
权利要求
1.一种流体调节器，包括 阀，具有 阀体， 流体通道，其通过所述阀体，具有入口与出口， 阀口，其限定在所述流体通道内， 阀塞，其被设置在所述阀体内，并适于在接合所述阀口的关闭位置与离开所述阀口的打开位置之间移动，其中所述阀塞包括至少一个平衡孔，该平衡孔限定通过所述阀塞的流体连通通道， 阀杆，其可作用地驱动所述阀塞；以及 致动器，其耦接到所述阀，具有 外壳， 隔膜，其设置在所述外壳中并耦接到所述阀杆，其中所述隔膜与所述外壳限定与所述出口流体地连通的孔腔，并且所述孔腔内的压强经由所述隔膜在所述阀杆上施加力，以及偏置部件，其耦接到所述隔膜，被配置为经由所述隔膜在所述阀杆上施加偏置力。
2.根据权利要求I所述的流体调节器，其特征在于，还包括回复部件，其设置在所述阀体内并耦接到所述阀塞，其被配置为对着所述阀杆驱动所述阀塞。
3.根据权利要求2所述的流体调节器，其特征在于，所述回复部件被设置在所述阀塞内。
4.根据权利要求I所述的流体调节器，其特征在于，所述阀杆被固定到所述阀塞上。
5.根据权利要求I所述的流体调节器，其特征在于，还包括套筒，其被设置在所述阀体中，并被配置为可滑动地容纳所述阀塞。
6.根据权利要求5所述的流体调节器，其特征在于，所述套筒包括至少一个用于引导所述阀塞运动的导向环。
7.根据权利要求6所述的流体调节器，其特征在于，所述套筒包括密封部件，其被设置在所述套筒与所述阀塞之间。
8.根据权利要求6所述的流体调节器，其特征在于，还包括座圈，其耦接到所述阀口并与所述套筒对准。
9.根据权利要求8所述的流体调节器，其特征在于，还包括阀笼，其用于耦接所述套筒与所述座圈。
10.根据权利要求9所述的流体调节器，其特征在于，所述座圈与所述套筒被整体地穿入所述阀体。
11.根据权利要求9所述的流体调节器，其特征在于，所述阀体还包括多个用于固定所述座圈与所述套筒的插入接头。
12.—种阀内件组件，包括 套筒； 座圈，其与所述套筒对准； 阀笼，其用于耦接所述套筒与所述座圈，以及 阀塞，其设置在所述套筒内以可滑动地接合所述套筒，其中所述阀塞包括至少一个平衡孔，所述平衡孔限定穿过所述阀塞的流体连通通道。
13.根据权利要求12所述的阀内件组件，其特征在于，还包括设置在所述阀塞中的回复部件，其被配置为对着所述座圈驱动所述阀塞。
14.根据权利要求12所述的阀内件组件，其特征在于，所述套筒包括至少一个用于引导所述阀塞运动的导向环。
15.根据权利要求12所述的阀内件组件，其特征在于，所述套筒包括设置在所述套筒与所述阀塞之间的密封件。
16.—种阀,包括 阀体， 流体通道，其通过所述阀体，具有入口与出口， 阀口，其限定在所述流体通道内， 套筒，固定在所述阀体内，与所述阀口对准， 阀塞，其一端被配置成可滑动地并且密封地接合所述套筒，另一端适于在接合所述阀口的关闭位置与离开所述阀口的打开位置之间移动，其中所述阀塞包括至少一个平衡孔，该平衡孔限定通过所述阀塞的流体连通通道，以及 阀杆，其可作用地驱动所述阀塞。
17.根据权利要求16所述的阀，其特征在于，所述阀塞具有基部和从所述基部延伸的环状体部，其中，所述基部适于在所述关闭位置和所述打开位置之间移动，所述环状体部的远离所述基部的一端被配置成可滑动地且密封地接合所述套筒，所述平衡孔是穿过所述基部的通孔。
18.根据权利要求17所述的阀，其特征在于，还包括设置在所述阀塞中的回复部件，其被配置为对着所述阀杆驱动所述阀塞。
全文摘要
本发明提供了一种流体调节器、阀与阀内件组件。流体调节器包括阀以及耦接到该阀的致动器。阀具有阀体；流体通道，其通过所述阀体，具有入口与出口，阀口，其限定在所述流体通道内；阀塞，其被设置在所述阀体内，并适于在接合所述阀口的关闭位置与离开所述阀口的打开位置之间移动，其中所述阀塞包括至少一个平衡孔，该平衡孔限定通过所述阀塞的流体连通通道，阀杆，其可作用地驱动所述阀塞。该致动器具有外壳；隔膜，其设置在所述外壳中并耦接到所述阀杆，其中所述隔膜与所述外壳限定与所述出口流体地连通的孔腔，并且所述孔腔内的压强经由所述隔膜在所述阀杆上施加力；以及偏置部件，其耦接到所述隔膜，被配置为经由所述隔膜在所述阀杆上施加偏置力。
文档编号F16K17/22GK102777645SQ20111034710
公开日2012年11月14日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者杨仲, 类彦威, 霍平, 霍羽雄 申请人:费希尔久安输配设备(成都)有限公司