用于单向保险阀的设备及方法

文档序号:9848142阅读:412来源:国知局
用于单向保险阀的设备及方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及阀领域,并且更具体地涉及保险阀和单向阀。
【背景技术】
[0002]流体处理装置的需求日益增加,并且存在对提高系统的安全性和可靠性的流体处理装置的增加的需要。流体处理系统对于诸如家庭护理、护理测试点、燃料电池、饮料分送等的应用是必要的。为了使流体处理装置有效且高效,其应当简单、可靠且廉价。在许多应用中,合乎需要的是减少用于流体系统中的构件的数量以降低成本和复杂性。因此,合乎需要的是将多个流体处理装置的功能性组合到新的流体处理装置中。
[0003]保险阀可用于在流体流或压力变得过高时切断流体流。典型的保险阀沿任何方向对流体流保持开启,直到流体流或压力沿一个流动方向达到最大值,在该点处,保险阀关闭流体流。例如,U.S.3,872,884描述了一种特征为以弹簧偏压开启的活瓣的保险阀。当活瓣经历强到足以抵消弹簧的力的压差时,活瓣被推动而闭合。
[0004]单向阀允许流体沿正方向从入口流至出口。单向阀也称为止回阀、瓣阀以及止逆阀。单向阀典型地仅在高于破裂压力或最小正压下操作。单向阀以除了别的样式之外的球形止回阀、隔膜止回阀、回转止回阀、倾斜盘止回阀、截流止回阀、升降止回阀、直通止回阀以及鸭嘴阀的形式出现。在球型单向阀的实例中,球由弹簧偏压抵靠阀座。当沿正方向的流体流施加足够的力来抵消球上的弹簧的力时,球移离阀座,允许流体经过。沿负方向的流体流不可压缩阀,所以阀保持闭合,并且流体不经过。
[0005]高度合乎需要的是,开发出包括保险阀和单向阀两者的功能性的阀。其中组合阀将尤其有用的一个应用为控制饮料分送应用中的空气流。当前的解决方案在于包括串联的单向阀和保险阀两者。然而,包括两个阀提高了流体控制系统的成本和复杂性。因此,所需的是一种改进的阀,其可用作保险阀和单向阀两者。此类阀将允许流体在最高压力以下沿正方向流动,同时防止流体沿负方向流动。

【发明内容】

[0006]根据本发明的实施例,阀包括本体、基部、梭子以及弹簧。本体包括形成在本体中的流体入口和流体出口。基部适于在入口座与流体出口之间配合到本体中,基部可透过流体。梭子包括阀密封件,阀密封件适于在入口座与底座之间往复。弹簧适于使阀密封件偏压抵靠入口座,允许了从流体入口到流体出口的正流体流,并且防止了从流体出口到流体入口的反向流体流,其中弹簧能够在最大流体流期间移位,以允许阀密封件靠在底座上,从而中断正流体流。
[0007]根据本发明的实施例,提供了一种用于控制穿过阀的流体流的方法。阀包括具有流体入口和流体出口的本体。该方法包括以弹簧使阀密封件偏压抵靠阀的入口座,阀密封件适于允许从流体入口到流体出口的正流体流,并且防止从流体出口到流体入口的反向流体流。该方法还包括在最大正流体流期间压缩弹簧,以使阀密封件靠在底座上,从而中断正流体流。
[0008]本发明的方面
作为优选,阀还包括配合到阀密封件上的O形环,O形环构造成在阀密封件靠在入口座上时允许正流体流穿过入口座。
[0009]作为优选,阀密封件为活瓣。
[0010]作为优选,阀密封件为卷筒(spool)。
[0011 ]作为优选,弹簧可压缩,并且适于接合基部和阀密封件。
[0012]作为优选,弹簧能够构造成调整最大流体流。
[0013]作为优选,阀还包括重置物,其防止阀密封件在阀密封件依靠在底座上之后与底座解除接合。
[0014]作为优选,阀还包括放出孔。
[0015]作为优选,放出孔位于梭子上。
[0016]作为优选,放出孔位于梭子的阀密封件上。
[0017]作为优选,基部包括用以引导梭子的往复移动的套管。
[0018]作为优选,本体包括适于在入口座与流体出口之间牢固地配合到本体中的基部,基部可透过流体并且包括底座。
[0019]作为优选,本体包括由基部装固的梭子,梭子适于使阀密封件往复。
[0020]作为优选,该方法还包括在最大正流体流减小之后使弹簧减压以使阀密封件不再靠在底座上,允许正流体流经过底座的步骤。
[0021]作为优选,该方法还包括在阀密封件与底座之间接触时相对于底座锁定阀密封件,以及重置阀密封件以使其可移离底座的步骤。
【附图说明】
[0022]相同附图标记在所有附图上表示相同元件。应当理解的是,附图不一定按比例。
[0023]图1示出了根据本发明的实施例的阀100的截面视图。
[0024]图2示出了根据本发明的实施例的阀100的截面视图。
[0025]图3示出了根据本发明的实施例的阀100的截面视图。
[0026]图4示出了根据本发明的实施例的阀100的截面视图。
[0027]图5示出了根据本发明的实施例的基部108的截面视图。
[0028]图6不出了根据本发明的实施例的基部108的正视图。
[0029]图7示出了根据本发明的实施例的梭子112的截面视图。
[0030]图8示出了根据本发明的实施例的方法的流程图800。
【具体实施方式】
[0031 ]图1-8和随后的描述绘出了特定实例来教导本领域技术人员如何制作和使用本发明的最佳模式。出于教导创造性原理的目的,简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员将认识到落入本发明的范围内的这些实例的变型。本领域技术人员将认识到,下文所述的特征可以以各种方式组合来形成本发明的多个变型。结果,本发明不限于下文所述的特定实例,而是仅由权利要求和它们的等同物限定。
[0032]图1示出了根据本发明的实施例的阀100。阀100最佳地布置成并入到流体管线如螺纹管(未示出)中。然而,阀100还可用于其它构造中,并且本发明的范围不应当限于串联应用,因为阀100可包括待在多种实施中利用的以附加定向的附加端口。阀100可有利地控制流体(液体、气体、悬浮在液体或气体中的固体,或它们的组合)的输送。
[0033]根据图1中所示的实施例,阀100包括本体102、基部108、梭子112、弹簧116,以及O形环118。阀100的本体102包括流体入口 104和流体出口 106,以及入口座110。正流体流120包括在图1中,其以箭头形式绘出了从流体入口 104流至流体出口 106,用于示范。尽管阀100示为仅包括流体入口 104和流体出口 106,即,阀包括2/2阀,但应当认识到的是,阀100不限于2/2阀,而相反,其它阀布置是可能的。
[0034]根据本发明的实施例,本体102包括由入口座110分开的大致圆柱形的内腔。入口座110形成本体102内的套环。入口座110提供阀密封件114可依靠在其上的表面。如本文中将示范的,当阀密封件114依靠在入口座110上时,流体流可在流体入口 104与流体出口 106之间被阻挡或约束。在图1的实例中,流体入口 104和流体出口 106有螺纹,以允许阀100附接于螺纹流体管线。应当认识到的是,阀100也可经由任何方法附接于流体管线,如本领域中已知的。
[0035]阀100包括基部108。在图1的实施例中,基部108定位在本体102的大致圆柱形内腔内。基部108可牢固地压入本体102中,或者使用本领域技术人员已知的任何其它方法紧固。基部108大致可透过流体,并且包括在阀密封件114可依靠在其上的一个端部处的底座122。基部108构造在本体102中,使得在本体102的流体入口 104与流体出口 106之间流动的大致所有流体流过基部108。
[0036]图5和6分别绘出了基部108的实施例的截面视图和正视透视图。如可从图5和6中所见,基部108具有大致圆柱形本体。图6绘出了基部108的大致圆形面。基部108包括套管506、流体通道502、弹簧支承部504以及底座122。
[0037]如可从图5和6中所见,套管506为延伸基部108的整个长度的同轴地定位的中心开孔。套管506用作用于梭子112的导轨,允许了梭子112以往复运动在本体102的内腔内来回移动。套管506还有助于在梭子112在阀100内往复时使梭子112保持对准。
[0038]如可从图5中所见,流体通道502形成与套管506分开但大致平行于套管506延伸的开孔。类似于套管506,流体通道502延伸基部108的整个长度,容许了流体流过基部108。图6绘出了套管506外周的四个流体通道502。基部108可包括任何数量的流体通道,并且流体通道502可采用任何期望形状。
[0039]基部108包括弹簧支承部504。弹簧支承部504提供了基部108上的牢固平台用于弹簧116抵抗抵靠。
[0040]基部108还包括底座122。如可从图6中所见,底座122形成基部108的面上的与套管506同心的圆。底座122可接收阀密封件114以大致中断穿过基部108的流体流。当阀密封件114就座成相对于底座122齐平时,流体通道502被阻挡,并且流体流通过阀100大致中断。
[0041]返回到图1,可看到阀100包括梭子112。梭子112定位成使得其与本体102的大致圆柱形内腔同轴对准。在图1的构造中,梭子112通过弹簧116偏压抵靠入口座110。梭子112的头部包括阀密封件114。
[0042]图2绘出了阀100的断面视图。图2描绘了由图1中的虚线表示的从视角A取得的阀10的截面。图2的视角远离流体入口 104朝流体出口 106方向定向。如图2所示,梭子112的阀密封件114以如下方式就座到入口座110上,使得阀密封件末端202可通过入口座110的后侧看到。阀密封件末端202可突出穿过入口座110的开口。
[0043]图7绘出了梭子112的截面的细节。梭子112包括柄702、入口座对接部704、底座对接部706、0形环座708、底座对接部凹槽712、梭子锥形部714以及转角716。如可从图7中所见,梭子112包括阀密封件114和柄702部分。
[0044]柄702采用大致圆柱形杆的形式。柄702设计成在套管506内滑动,以使梭子112可沿基部108的中心轴线以往复运动来回移动。柄702容许入口座对接部704在依靠在入口座110上时保持与入口座110对准。柄702还容许底座对接部706在依靠在底座122上时保持与底座122对准。柄702包括梭子锥形部714。梭子锥形部714提供柄702上的稳定平台用于弹簧抵抗抵靠。
[0045]梭子112的阀密封件114部分设计成在入口座110与底座122之间移动。阀密封件114包括阀密封件末端302、入口座对接部704、0形环座708、底座对接部706、底座凹槽712以及放出孔302。阀密封件114为大致圆形,并且相对于梭子122的中心轴线对称。
[0046]如可在图7中所见,梭子112包括O形环座708。0形环座708定位在入口座对接部704与底座对接部706之间。O形环座708提供了底
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