具有改善的响应时间的止回阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及具有改善的响应时间的止回阀，更具体地说，涉及安装在用于处理液态下接近其沸点的流体的栗中的进气止回阀。
[0002]发明背景
[0003]止回阀是仅允许流体在一个方向上流动通过液压通路的阀。止回阀通常具有允许流体流入的入口端口和允许流体流出阀的出口端口。本文所公开类型的止回阀自动地工作并且主要由流体流的压力控制。它们具有各种尺寸并且被广泛用于广泛多种应用中。
[0004]一个这种应用是，例如安装在往复式栗中的进气止回阀，所述进气止回阀允许流体流进栗的通常为活塞缸的工作腔中。此类进气止回阀允许流体在进气冲程期间流进工作腔中，但阻止流体在栗的做功冲程期间在相反方向上流出栗。这种栗的实例是用来向以天然气为燃料的内燃机供应液化天然气(LNG)的往复式活塞栗。
[0005]因为止回阀主要由作用在阀构件上的流体力致动，所以必须设计止回阀的结构特征，以使得阀允许栗利用低的净正吸入压头(NPSH)操作。另外，在栗中，进气止回阀在所需时间处响应于打开和关闭流体流的快速性对栗的容积效率具有影响。
[0006]已知一种使用平盘形的阀构件的进气止回阀，其允许流体在阀构件从其底座提起时在进气阀入口与出口之间流动。阀的响应时间很大程度上取决于作用在其上面的流体力以及在未采用致动辅助部件(如弹性元件)来帮助打开止回阀时的阀构件重量。
[0007]在更大的止回阀中，例如在要求高流速的高容量栗中，为了维持通过止回阀的可接受的低的压降，栗的入口端口相应地更大并且进气止回阀构件的尺寸也必须增大。虽然进气止回阀的阀构件被设计成具有确保当阀被关闭时阀构件与其底座之间有适当密封的重量，但是使用较重的阀构件可影响阀的响应时间。
[0008]止回阀也必须满足其他设计要求，如当阀被关闭时阀构件与其底座之间的良好密封，并且要足够强以抵抗作用在其上面的不同压力，尤其是当栗的工作腔中的流体被加压时。此类止回阀的另一个特征涉及阻止阀构件粘结到阀座，例如用于处理具有可粘附到阀构件的污染物的流体的阀。过去已通过使阀构件具有凸面解决了此类问题，如美国专利号7，484，526和8，328，543中所描述的。在这些实例中，阀构件的凸面面向阀构件的底座以允许更好的密封，并且相应地阻止阀构件粘结到阀座。
[0009]虽然来自上述现有技术的解决方案解决了与不同止回阀的操作相关的问题中的一些，仍然需要简单的解决方案来改善止回阀的响应时间，特别是用在例如高容量栗中的更大的阀并且尤其是栗送处于接近其沸点温度的流体的那些栗，因为此类流体具有的高的压降可能导致蒸发和降低的性能。
[0010]概述
[0011]公开一种用于允许流体在一个方向上流动通过液压通路并阻止流体在相反方向上流动的止回阀。所述止回阀包括阀构件，所述阀构件可在落座位置与打开位置之间移动以允许流体在一个方向上从入口端口流动到出口端口。阀构件是盘形的并且包括中心部分，所述中心部分具有在流体流动方向上延伸的大致凸形弯曲结构；和引导部分，所述引导部分围绕中心部分并且具有的重量面积比小于中心部分的重量面积比。
[0012]阀构件的中心部分包括在阀构件落座时与配合成形的阀座接触的平坦周边部分。在优选实施方案中，阀构件的引导部分包括当阀构件处于其打开位置时流体可流动通过的若干孔口。这些孔口被优选成形以增加通过阀的截面流动面积并减小压降。例如，孔口可具有肾形截面面积。孔口的肾形在本文中被定义为意指孔口被成形为像在一侧上具有向内曲线并在相对侧上具有向外曲线的椭圆形。
[0013]在另一个优选实施方案中，阀构件的引导部分与同阀体相关联的引导机构配合。在一个优选实施方案中，阀构件的引导部分包括连接至阀构件的中心部分的多个臂。优选地，引导机构呈与多个臂中的每一个配合的形状的形式，例如引导机构包括多个销，每一个销与同臂中的每一个相关联的孔口对准，由此，销在阀构件在落座位置与打开位置之间移动时引导阀构件的移动。
[0014]在其他实施方案中，这种引导机构还可包括弹性元件，所述弹性元件设置在阀构件与阀体之间并且与销中的每个相关联以减少从阀座提起阀构件所需要的流体力。
[0015]在另一个变型中，引导机构包括提供在阀壳体中的通道，所述通道与阀构件的臂配合成形以用于在阀构件在其落座位置与其打开位置之间移动时引导所述臂。
[0016]在优选实施方案中，阀构件具有复合结构，其中阀构件的中心部分由较重的材料制成并且引导部分由较轻的材料制成。例如，阀构件的中心部分由金属制成并且阀构件的引导部分由聚合物材料制成。在其他实施方案中，中心部分包括由金属制成的芯并且所述芯涂敷有聚合物层，所述聚合物层延伸超过中心部分并形成阀构件的引导部分。
[0017]在本止回阀的又一个实施方案中，中心部分还包括面向阀的入口端口并具有大致凸形形状的侧，所述大致凸形形状具有朝向入口端口延伸的中心凸形弯曲结构。在此类实施方案中，中心部分还可包括进一步减少阀构件总重量的位于相对的凸形弯曲结构之间的中空容积。
[0018]公开一种包括具有上述结构的进气止回阀的活塞栗。活塞栗包括在栗腔内移动以增加流体压力的活塞，所述流体通过入口端口进入栗并且通过出口端口输送到流体系统。阀的入口端口与栗的入口端口流体连通。
[0019]在优选实施方案中，活塞栗的进气止回阀包括引导部分，所述引导部分具有当阀构件处于打开位置时流体可流动通过的多个孔口。阀构件的引导部分的孔口被成形以增加通过阀的截面流动面积并减小压降。优选地，这些孔口具有肾形截面面积。
[0020]在一些实施方案中，活塞栗的进气止回阀包括具有由金属制成的中心部分的阀构件。在这些实施方案中，活塞栗可包括用于减少从阀座提起阀构件所需要的流体力的机构。所述机构包括安装在栗的活塞中的永磁体，所述永磁体的磁场吸引阀构件来使其朝向其打开位置移动。
[0021]附图简述
[0022]附图示出了本发明的具体优选实施方案，但所述实施方案不应视为以任何方式限制本发明的精神或范围。
[0023]图1示出安装在往复式活塞栗中的本止回阀的第一优选实施方案的示意性图解的截面图；
[0024]图2A是本止回阀的第一优选实施方案的部分的阀构件的俯视图，所述阀构件包括允许流体在阀构件从其落座位置提起时在入口端口与出口端口之间流动的肾形孔口；
[0025]图2B和2C是图2A中示出的在截面A-A和B-B处的相应的截面图；
[0026]图3A是本止回阀的另一个优选实施方案的部分的阀构件的俯视图，所述阀构件包括放置在阀构件的离中心部分一定距离处的引导部分中的肾形孔口，并且图3B是图3A中示出的截面A-A处的截面图；
[0027]图4A和4B是包括具有两个凸形侧的中心部分的本止回阀的另一个实施方案的两个变型的截面图；
[0028]图5示出包括由从中心部分延伸的若干臂形成的引导部分的本止回阀的另一个实施方案的分解透视图；
[0029]图6示出用于引导并帮助阀构件在其落座位置与其打开位置之间移动的机构的实施方案的