压力平衡单元的制作方法
【专利摘要】一种用于阀组件的压力平衡单元包括第一壳体、第二壳体、和滑动元件，所述第一壳体具有从所述第一壳体延伸的舌片，所述第二壳体具有缩进所述第二壳体中的沟槽，所述滑动元件具有限定轴线的轴。所述第二壳体中的所述沟槽构造成容纳来自所述第一壳体的所述舌片以便使壳体对齐。所述第一和第二壳体通过使用超声焊接工艺而结合。第一壳体限定了第一钻孔而第二壳体限定了第二钻孔。所述第一钻孔和所述第二钻孔包括位于其周向面的入口端口，所述端口限定横向于所述轴线的开口。所述滑动元件包括沿所述轴线在所述第一钻孔内滑动的第一端部和沿所述轴线在所述第二钻孔内移动的第二端部。所述滑动元件的端部通过滑过所述端口打开并关闭所述入口端口。
【专利说明】压力平衡单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于流体控制装置的阀组件。特别地，本发明涉及一种用于阀组件的压力平衡单元。
【背景技术】
[0002]阀组件被用于多种管道装置中，用来控制由该装置分配的水的温度和体积。阀组件可从不同的供给管线接收热水和冷水并且可控制地将水混合以提供具有中间温度的输出。温度控制可通过限制进入阀组件内的混合室的热水或冷水的体积流量来实现。通常的阀组件通过增大或减小热水或冷水可流经的横截面积来控制体积流量。用户可操作手柄、标度盘、或其它机构可用于增大或减小阀组件内的流路的横截面积。
[0003]影响体积流量的另一因素是水压。供给管线的水压与通过阀的水的速度相关。目前的阀组件可包括用于平衡热水和冷水供给的水压的压力平衡单元。压力平衡单元可用于确保热水供给和冷水供给之间的水压差不影响混合输出的温度。例如，在没有压力平衡单元的情况下，如果冷水供给管线中的水压突然下降(例如，在管道系统内的其他地方冲厕所)，通过阀组件的冷水的体积流量将会下降，由此增加混合输出的温度并可能向用户(例如，正在洗澡的用户)提供意想不到的热水。压力平衡单元可感应水压的差异并成比例地减小热水的体积流量，由此使混合输出保持恒温。
[0004]联邦、州和地方法规、以及消费者需求鼓励使用用水较少的管道装置。因此，需要一种能够在低流量条件下有效运行的改进的压力平衡单元。
【发明内容】
[0005]本公开的一种实施方式是用于阀组件的压力平衡单元。所述压力平衡单元可包括第一壳体、第二壳体和滑动元件，所述第一壳体具有从所述第一壳体延伸的舌片，所述第二壳体具有缩进所述第二壳体的沟槽，所述滑动元件具有限定轴线的轴。所述第一壳体可限定第一钻孔，所述第二壳体可限定第二钻孔。所述滑动元件可包括可沿所述轴线在所述第一钻孔内移动的第一端部和可沿所述轴线在所述第二钻孔内移动的第二端部。所述第二壳体中的沟槽可构造成容纳所述第一壳体的舌片，并且当所述舌片容纳于所述沟槽中时，所述第一钻孔和第二钻孔可同轴对齐。在一些实施例中，所述舌片和所述沟槽大致呈半圆形。
[0006]在一些实施例中，所述第二壳体还包括第二舌片，所述第一壳体还包括第二沟槽。所述第二沟槽可构造成容纳所述第二舌片。在一些实施例中，所述第一壳体和所述第二壳体是可互换的。
[0007]在一些实施例中，所述滑动元件还包括从所述轴的中央部分径向向外延伸的圆盘和联结到所述圆盘并从所述圆盘径向向外延伸的膜片。所述膜片可在所述第一壳体和所述第二壳体之间形成屏障，并可被过模制(overm old)到所述圆盘上。在一些实施例中，滑动元件在所述轴的每个端部上还包括金属套管。
[0008]压力平衡单元的另一种实施方式包括第一壳体、第二壳体和滑动元件。所述第一壳体具有第一表面，所述第二壳体具有构造成与所述第一表面结合的第二表面，所述滑动元件具有限定轴线的轴。所述第一壳体可限定第一钻孔，所述第二壳体可限定第二钻孔。所述滑动元件可包括可沿所述轴线在所述第一钻孔内移动的第一端部和可沿所述轴线在所述第二钻孔内移动的第二端部。所述第一表面和所述第二表面可结合以形成所述压力平衡单元的密封周缘，当所述第一表面和所述第二表面结合时，所述第一钻孔和所述第二钻孔可同轴对齐。在一些实施例中，所述第一表面使用焊接工艺焊接到所述第二表面以形成密封周缘，在一些实施例中，所述焊接是超声焊接。
[0009]在一些实施例中，所述滑动元件还包括从所述轴的中央部分径向向外延伸的圆盘，所述压力平衡单元还包括联结到所述圆盘并从所述圆盘径向向外延伸的膜片。所述膜片可在所述第一壳体和所述第二壳体之间形成屏障，并且所述膜片可过模制到所述圆盘上。
[0010]压力平衡单元的另一种实施方式包括第一壳体、第二壳体和滑动元件，所述第一壳体限定了第一钻孔，所述第二壳体限定了第二钻孔，所述滑动元件具有限定轴线的轴、可沿所述轴线在所述第一钻孔内移动的第一端部、和可沿所述轴线在所述第二钻孔内移动的第二端部。在一些实施例中，所述第一端部和所述第二端部均不是提动阀芯(poppet)。所述滑动元件在所述轴的每个端部上还可包括金属套管。所述第二钻孔可与所述第一钻孔轴向对齐。在一些实施例中，所述第一壳体可包括位于所述第一钻孔的纵向面中的第一入口端口，所述第二壳体可包括位于所述第二钻孔的纵向面中的第二入口端口。所述第一入口端口和所述第二入口端口可限定横向于所述轴线的开口。
[0011]在一些实施例中，第一钻孔和第二钻孔大致呈圆筒形，所述第一入口端口和所述第二入口端口分别设置在所述第一钻孔和所述第二钻孔的周向面内。在一些实施例中，所述滑动元件的所述第一端部和所述第二端部大致呈圆筒形，每个端部圆筒具有与所述轴限定的轴线对齐的纵向轴线。
[0012]在一些实施例中，滑动元件可沿所述轴线在第一位置和第二位置之间的移动，在所述第一位置处，所述第一端部圆筒的周向面覆盖所述第一入口端口，在所述第二位置处，所述第二端部圆筒的周向面覆盖所述第二入口端口。所述滑动元件可构造成响应于所述第一壳体和所述第二壳体之间的压力差在所述第一位置和所述第二位置之间移动。
[0013]在一些实施例中，所述滑动元件还包括从所述轴的中央部分径向向外延伸的圆盘，并且所述压力平衡单元还包括联结到所述圆盘并从所述圆盘径向向外延伸的膜片。所述膜片可在所述第一壳体和所述第二壳体之间形成屏障，并且所述膜片可过模制到所述圆盘上。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是根据一个示例性实施例的压力平衡单元的分解图，所述压力平衡单元包括第一壳体、第二壳体、滑动元件、膜片和套管；
[0015]图2A是根据一个示例性实施例的第一壳体和第二壳体的半剖视图，其示出了舌片在沟槽中对齐的特征；
[0016]图2B是根据一个示例性实施例的第一壳体和第二壳体的另一半剖视图，其示出了入口端口和出口；
[0017]图3是根据一个示例性实施例的滑动元件的半剖视图；
[0018]图4是根据一个示例性实施例的膜片的透视图；
[0019]图5是根据一个示例性实施例的膜片的透视图，该膜片从滑动元件径向延伸；
[0020]图6是根据一个示例性实施例的过模制到滑动元件上的膜片的半剖视图；
[0021]图7是根据一个示例性实施例的套管的透视图，该套管插在滑动元件的端部上；和
[0022]图8是根据一个示例性实施例的组装后的压力平衡单元的半剖视图。
【具体实施方式】
[0023]参照图1，其示出为根据一个示例性实施例的压力平衡单元100的分解图。简要地概述，压力平衡单元100可包括第一壳体110、第二壳体120、滑动元件130、从滑动元件130的中央部分延伸的膜片140、和插在滑动元件130的端部上的套管150。通过使用舌片-沟槽对齐系统第一壳体110和第二壳体120可对齐并结合(例如，连接、连结、附接、联接、焊接等)以形成衔接单元。滑动元件130可定位在壳体110、120内并且可沿滑动元件130的轴限定的纵向轴线移动。膜片140可过模制到滑动元件130上并沿膜片140的外周固定到壳体110、120内。膜片140可在壳体110、120之间形成柔性的压敏屏障。下面参照图2至图7更详细地描述部件110至150。
[0024]工作时，压力平衡单元100可接收来自不同流体供给管线(例如，管道系统内的热水供给管线和冷水供给管线)的流体。第一流体(例如，热水)可经由第一进入通路进入第一壳体110，第二流体(例如，冷水)可经由第二进入通路进入第二壳体120。膜片140可将第一壳体中的第一压力室与第二壳体中的第二压力室分开。膜片140可形成防水屏障，由此防止流体通道之间的交叉流动。由于膜片140的柔性，壳体110、120之间的压力差可致使膜片140膨胀、凸出，或以其他方式偏转到具有较低压力的壳体内。这种偏转可导致滑动元件130滑过流体连接到具有较高压力的压力室的入口端口，由此降低高压流体的体积流量，并打开通向容置有较低压力的压力室的进水口，由此利于低压流体的流动。
[0025]现参照图2A和图2B，其示出为根据一个示例性实施例的第一壳体110和第二壳体120的半剖视图。在一些实施例中，壳体110、120可使用聚合物材料，诸如Noryl、聚苯醚(PPO)、聚苯乙烯(PS )、苯乙烯(ABS )、或任何合适的聚合物或共混聚合物，注模成型。在其它实施例中，壳体110、120可通过使用任何其它模制、铸造、机械加工、或雕刻工艺形成。在另一些实施例中，壳体110、120可由其它材料构建，包括金属、陶瓷、或任何其它合适的材料。有利地，壳体110、120的材料可选择为用以确保在系统经历的一系列温度和条件下的耐用性和可靠性。
[0026]特别参照图2A，壳体110、120可包括由每个壳体的内表面限定的钻孔112、122。钻孔112、122可以是空腔、凹部、井、室或壳体110、120内的其它容积。在一些实施例中，钻孔112、122可大致呈具有弯曲的周向面114、124的圆筒形。在其它实施例中，为了改进可制造性，随着钻孔112、122延伸到壳体110、120内钻孔112、122可略微变窄。钻孔112、122的纵向轴线可与中心轴线160对齐。钻孔112、122可构造成容纳滑动元件130的端部(例如，滑动元件130的第一端部可装配到钻孔112内，而滑动元件130的第二端部可装配到钻孔122内)。钻孔112、122可提供使滑动元件130的端部可在其中移动(例如，沿轴线160纵向移动)的容积。
[0027]仍参照图2A，壳体110、120可包括一个或多个对齐特征。例如，壳体110可包括从该壳体110延伸的舌片111 (例如，舌片部)，而壳体120可包括缩进该壳体120的沟槽121(例如，沟槽部)。沟槽121可构造成当壳体110、120对齐时容纳舌片111，由此便于壳体110、120组装到衔接单元内。根据该示例性实施例，当壳体110、120对齐时，钻孔112、122的纵向轴线与中心轴线160对齐。在一些实施例中，舌片111和沟槽121可围绕轴线160部分地延伸或没不完全延伸。例如，舌片111和沟槽121可大致为半圆(例如，沿包围壳体110、120的圆形开口的周缘的圆弧延伸约180度)、四分之一圆等。
[0028]在一些实施例中，壳体110和120可以是可互换的(例如，相同的或功能等效的部件等)。对于互换性来说，壳体I1还可包括缩进到该壳体110内的沟槽117，而壳体120还可包括从该壳体120延伸的舌片127。沟槽117可构造成当壳体110、120对齐时容纳舌片127。有利地，壳体110、120之间的可互换性可方便组装并降低制造成本。例如，可互换的壳体可允许制造一种壳体设计而不是两种不同的壳体设计。在组装过程中，可选择两种可互换的壳体。其中一个壳体可被旋转180并与另一个壳体对齐。这种互换性可降低生产成本并减少组装误差。
[0029]现参照图2B，壳体110、120可结合以形成压力平衡单元100的密封周缘。在一些实施例中，壳体110、120可使用超声波焊接工艺连接。例如，壳体110、120可定位在具有固定形状的嵌套(nest)和连接到换能器的超声波发生器(例如，产生超声波振动的工具)之间。该超声波发生器可发射被壳体110、120吸收的声震动能量。被吸收的振动能量可熔化壳体110、120之间的接触表面或接触点，由此在壳体之间建立连接。壳体的焊接可提供密封单元，该密封单元有助于防止流体从压力平衡单元泄漏或防止碎片进入该压力平衡单元。在其他实施例中，壳体110、120可通过使用任何其他工艺、方法、或技术，包括使用粘附剂、螺钉、螺栓、卡合设计等而连接。当壳体110、120结合时，钻孔112、122可同轴对齐。
[0030]仍参照图2B，壳体110、120还可包括在每个壳体内限定开口的入口端口 116和126。入口端口 116、126可定位在钻孔112、122的周向面114、124中并且可使流体能够沿垂直于轴线160的方向进入钻孔112、122。入口端口 116、126可以是开口、狭槽、通孔、空隙、通道或任何流体可通过其进入钻孔112、122的其他装置。
[0031]壳体110、120还可包括通路115和125。通路115、125可以是管路、导向件、通道、路径、表面、或其他用于引导流体流的元件。通路115、125可使端口 116、126与外部开口119、129流体连接，流体可通过该外部开口 119、129进入各个壳体。在通路115、125的一端(例如，下游端)处，端口 116、126可使通路115、125与钻孔112、122连接。在通路115、125的另一端(例如，上游端)处，密封件113、123可围绕周缘开口 119、129形成。密封件113、123可在壳体110、120和容积控制板之间形成流体屏障。
[0032]在一些实施例中，密封件113、123可允许压力平衡单元100相对于容积控制板转动(例如，压力平衡单元100可以转动，容积控制板可以转动，二者均能够以不同速率、或沿不同方向等转动)。在其他实施例中，容积控制板可相对于压力平衡单元100静止。例如，这两个部件可都不转动或二者可以同一速率或沿同一方向转动。
[0033]在一些实施例中，壳体110、120可包括用于将容积控制板联接到压力平衡单元100的机构105。该联接机构可包括沟槽、狭槽、缺口、通道、卡扣、栓、突出、接头、紧固件、或其它连接特征。压力平衡单元100能够可旋转地(例如，压力平衡单元100和容积控制板之间的连接可允许部件之间的转动)、可释放地(例如，部件可被分开并重新连接)、或永久地(例如，使用粘附剂、焊接、或其它永久或半永久的连接装置)联接到容积控制板。
[0034]仍参照图2B，壳体110、120还可包括流体连接到钻孔112、122的压力室118、128。压力室118、128可限定壳体110、120内的容积，压力平衡单元100可尝试在该容积内均衡流体压力。压力室118、128可与钻孔112、122流体连接。
[0035]有利地,一旦流体已经进入钻孔112、122,该流体可流入压力室118、128内而不可能被壳体110、120内的其他部件阻挡。例如，钻孔112、122内包含的流体可进入压力室118、128而无论滑动元件130的位置如何。与其他特征相比，这种流体连通性使压力平衡单元100区别于传统的压力平衡单元，这种传统的压力平衡单元通常打开并关闭钻孔和压力室之间的端口。
[0036]常规的压力平衡单元可使用膜片或梭芯(shuttle)对水压的不平衡做出反应。例如，由于具有定位于热水流路的提动阀芯和定位于冷水流路的提动阀芯，一些膜片单元可使用提动阀芯打开并关闭端口。提升阀可通过从端口座部提升并降低提动阀芯而打开并关闭端口(例如，沿平行于端口开口的方向)。提动阀芯从根本上与滑动阀或摇动阀不同。提升阀不是在密封件上方滑动以打开端口，而是通过垂直于该端口的运动而从座部升高。
[0037]有利地，通过使滑动元件130的端部或联接到该端部的套管150滑过端口 116、126(例如，沿横向于端口开口的方向)进而变化地打开并关闭入口端口 116、126，压力平衡单元100可限制流体流。这一特征使压力平衡单元100与常规的压力平衡单元不同，后者沿平行于端口开口的方向提升并降低提升阀式密封件。越过端口滑动而不是从端口升高可提供改进的流动限制控制和精度，从而使得该阀更加适于低流量条件。滑过端口而不是从端口升高可通过消除提动阀芯落座和再落座的磨损而改进压力平衡单元100的耐用性。
[0038]现参照图3，其示出为根据一个示例性实施例的滑动元件130的半剖视图。滑动元件130可包括中心轴132、从轴132径向延伸的圆盘134、第一端部136、和第二端部138。滑动元件130可通过将端部136定位于钻孔112中并将端部138定位于钻孔122中而在壳体110、120内定位。在一些实施例中，轴132、圆盘134、和端部136、138可由聚合物材料注模成型并可形成单个模制件(例如，注模成型工艺可形成包括轴132、圆盘134、和端部136、138的单个刚性零件)。在其它实施例中，滑动元件130可由金属(例如，黄铜、不锈钢等)、陶瓷、其它塑料、或任何其它合适的材料制成。滑动元件130可以是刚性部件，从而滑动元件130的一部分的运动以最小的柔性(例如，膨胀、压缩、弯曲、材料拉紧等)引起所有其它部分的运动。
[0039]轴132可连接端部136、138。在一些实施例中，除位于轴的中心点处的薄分离壁131外，轴132可大致为中空的。轴132的厚度可选为用以保持刚性同时降低材料成本及重量。在一些实施例中，相对于该轴的最大直径来说，轴132内的中空芯部可以较大。换言之，轴132可以是包围相对较大的中空芯部的薄壳。分离壁131可将该中空芯部的第一半部133与该中空芯部的第二半部139分开。端部136、138可以是开放的从而使钻孔112内的流体可进入中空芯部半部133，并使钻孔122内的流体可进入中空芯部半部139。
[0040]在一些实施例中，轴132可包括分别从中空芯部半部133、139径向延伸的孔135、137。孔135可在中空芯部半部133和压力室118之间形成流体连接，而孔137可在中空芯部半部139和压力室128之间形成流体连接。当滑动元件130在钻孔112、122内定位时，孔135、137可使带有压力室118的钻孔112和带有压力室128的钻孔122流体连接、并且因此平衡它们之间的压力。例如，当滑动元件130沿轴线160滑动时，钻孔112、122内的开放容积可增大或减小。钻孔112、122内的流体可进入中空芯部半部133、139并经由孔135、137流入压力室118、128。相反，压力室118、128内的流体可经由通孔135、137进入中空芯部半部133、139。有利地，钻孔112、122和压力室118、128之间的流体连接可使滑动元件130对压力室118、128之间的压力差的响应度增加，防止流体被困在钻孔112、122内，并防止钻孔112、122内的低压条件抑制滑动元件130的移动。
[0041]仍参照图3，滑动元件130可包括从轴132的中点径向延伸的圆盘134。圆盘134可从轴132的外表面径向向外延伸或可延伸通过轴132，由此形成使中空芯部半部133、139分开的分离壁131。作为单一模制工艺的一部分，圆盘134可与轴132和端部136、138 —起注模成型，从而形成包括轴132、圆盘134、和端部136、138的单一零件。
[0042]仍参照图3，滑动元件130可包括第一端部136和第二端部138。端部136、138可限定滑动元件130的第一端部和第二端部，轴132在第一端部和第二端部之间延伸。在一些实施例中，端部136、138可大致呈圆筒形，这些圆筒的半径大于轴132的半径。在其他实施例中，端部136、138可无异于轴132或可具有比轴132小的圆筒半径。端部136、138可包括从轴132径向延伸的环形物141、143。当放置于端部136、138上方时，环形物141、143可限定套管150的端部位置，这一点将参照图7更详细地描述。端部136、138可包括一个或多个构造成借助压配合保持套管150的肋部。
[0043]现参照图4，其示出为根据一个示例性实施例的膜片140的透视图。膜片140可包括外轮缘144、内轮缘146、和在它们之间径向延伸的柔性部148。膜片140可以是由橡胶或任何其它合适的材料制成的柔性部件。外轮缘144可牢固地附接到壳体110、120。例如，夕卜轮缘144可装配到壳体110、120之间的沟槽内，由此当壳体110、120连接在一起时沿外轮缘144固定膜片140。在其它实施例中，外轮缘144可通过使用任何其它紧固方法或构造紧固、附着、联结、或以其它方式固定到壳体110、壳体120的内表面或壳体110、120之间。
[0044]仍参照图4，柔性部148可从内轮缘146径向向外延伸到外轮缘144。柔性部148可呈“S形”，从而当滑动元件130沿轴线160移动时，内轮缘146能够沿任一方向(例如，沿平行于轴132的方向)移动。在其它实施例中，柔性部148可呈凹槽形、C形、或具有任何其它形状。柔性部148可限定对压力室118、128之间的流体压力差响应的压敏表面。例如，如果压力室118中的流体压力超过压力室128中的流体压力，柔性部148可膨胀、伸展、凸出或以其他方式偏转到压力室128内。同样，如果压力室128中的流体压力超过压力室118中的流体压力，柔性部148可膨胀到压力室118内。
[0045]现参照图5和图6，内轮缘146可固定到滑动元件130。例如，膜片140可过模制到滑动元件130上从而使内轮缘146包围圆盘134的从圆盘134的较宽内部延伸的较窄外部。膜片140可沿围绕滑动元件130的完整圆联结到滑动元件130 (例如，过模制、通过粘附、紧固、附接、固定等方式固定)，由此在压力室118、128之间形成密封并防止流体通道之间的交叉流动。
[0046]现参照图7，套管150可装配到端部136、138上方。套管150可具有被设计成与端部136、138的外表面对齐的内表面和被设计成与钻孔112、122的内表面对齐的外表面。套管150可包围端部136、138并使端部136、138能够在钻孔112、122内更容易地移动(例如，具有较少阻力、较少摩擦、减少的磨损)。有利地，套管150可改进端部136、138和钻孔112、122之间的对齐。套管150可滑过入口端口 116、126，由此响应于压力室118、128之间的压力差而打开或关闭入口端口 116、126。有利地，套管150使得能够通过在开放端口上方部分地滑过而逐渐地打开或关闭端口 116、126。与常规提升阀式单元相比，增量式端口的打开和关闭可提供改进的限流控制并可改进压力平衡单元100的有效性。有利地，可严格控制套管150的公差以提供与钻孔112、122的期望接口，因而减少泄漏并由此使得能够在低流量条件下使用压力平衡单元。
[0047]在一个示例性实施例中，套管150可由不锈钢制成。在其它实施例中，套管150可由任何其它合适的材料(例如，聚合物、其它金属、陶瓷等)制成。有利地，套管150可减少摩擦、改进对齐、提高耐用性、减少泄漏、或以其他方式利于压力平衡单元100的运行。套管150可被按压(例如，压力装配)到端部136、138上或可通过使用任何其它紧固机构附接、附着或以其他方式固定到端部136、138上。当落座到端部136、138上时，套管150可抵靠从轴132延伸的环形物141、143。
[0048]现参照图8，其示出为根据一个示例性实施例的组装后的压力平衡单元100的半剖视图。工作时，第一流体可经由开口 119进入该压力平衡单元并通过进入通路115和入口端口 116流入钻孔112内。第一流体还可进入压力室118并接触膜片140。相似地，第二流体可经由开口 129进入该压力平衡单元并通过进入通路125和入口端口 126流入钻孔122内。第二流体还可进入压力室128并接触膜片140。
[0049]膜片140的柔性部148可通过膨胀、折曲、弯曲、或以其他方式朝向具有较低流体压力的压力室移动而响应压力室118、128之间的压力差。内轮缘146可与柔性部148—起移动，由此使滑动元件130沿轴线160移动。例如，如果压力室118中的流体压力超过压力室128中的流体压力，滑动元件130可沿轴线160朝向壳体120滑动。因此，端部136和覆盖端部136的套管150可在入口端口 116上滑动，由此至少部分地关闭入口端口 116并限制进入钻孔112内的流体流。
[0050]当滑动元件130沿轴线160朝向壳体120移动时，端部138和钻孔122的圆形端部之间的容积能够减小，由此使第二流体流入中空半部139并通过通孔137流入压力室128内。相似地,端部136和钻孔112的圆形端部之间的容积能够增加，由此使第一流体从压力室118通过通孔135、中空半部133流入钻孔112内。当压力在压力室118、128之间均衡时，滑动元件130可移动回到中立位置，由此再次打开入口端口 116。
[0051]在一些实施例中，压力平衡单元100可包括恒温部件。该恒温部件可提供除压力平衡功能外的温度调节功能。该恒温部件可以是与压力平衡单元100的上述部件串联插入的附加部件或者可集成到前面描述的部件中。例如，滑动元件130和/或膜片140可基于第一流体或第二流体的温度朝向压力室118、128中之一偏置。当流体温度改变时，该恒温部件可改变滑动元件130和/或膜片140的偏置(例如，恒温补偿)，由此增加或减少允许流经入口端口 116、126的流体的量。在一些实施例中，压力平衡单元100可以是组合压力平衡和温度平衡(例如，恒温)单元。
[0052]在不同示例性实施例中示出的系统和方法的构造和布置仅是示例性的。虽然在本公开中仅详细描述了几个实施例，但多种修改是可能的(例如，大小、尺寸、结构、形状和各种元件的比例、参数的数值、安装布置、材料、颜色、方向的使用等的变化)。例如，元件的位置可颠倒或以其他方式改变并且分立的元件或位置的本质或数量可改变或变化。因此，所有这些修改意在被包含在本公开的范围内。任何过程或方法步骤的顺序或序列可根据替代性实施例变化或重新排序。在示例性实施例的设计、工作条件和布置方面，可作出其它替代、修改、改变和省略而不偏离本发明的范围。
【权利要求】
1.一种用于阀组件的压力平衡单元，所述压力平衡单元包括: 第一壳体，所述第一壳体具有从所述第一壳体延伸的舌片，其中，所述第一壳体限定了第一钻孔； 第二壳体，所述第二壳体具有缩进所述第二壳体中的沟槽，其中，所述第二壳体限定了第二钻孔；和 滑动元件，所述滑动元件具有限定轴线的轴、可沿所述轴线在所述第一钻孔内移动的第一端部、和可沿所述轴线在所述第二钻孔内移动的第二端部； 其中，所述第二壳体中的所述沟槽构造成容纳来自所述第一壳体的舌片，并且其中，当所述舌片容纳于所述沟槽中时，所述第一钻孔和所述第二钻孔同轴对齐。
2.根据权利要求1所述的压力平衡单元，其中所述舌片和所述沟槽大致呈半圆形。
3.根据权利要求1所述的压力平衡单元，其中所述第二壳体还包括第二舌片而所述第一壳体还包括第二沟槽，其中，所述第二沟槽构造成容纳所述第二舌片。
4.根据权利要求1所述的压力平衡单元，其中所述第一壳体和所述第二壳体是可互换的。
5.根据权利要求1所述的压力平衡单元，其中所述滑动元件还包括从所述轴的中央部分径向向外延伸的圆盘。
6.根据权利要求5所述的压力平衡单元，还包括膜片，所述膜片联结到所述圆盘并从所述圆盘径向向外延伸，其中，所述膜片在所述第一壳体和所述第二壳体之间形成了屏障并具有呈S形、凹槽形、或C形的横截面。
7.一种用于阀组件的压力平衡单元，所述压力平衡单元包括: 第一壳体，所述第一壳体具有第一表面，其中，所述第一壳体限定了第一钻孔； 第二壳体，所述第二壳体具有第二表面，所述第二表面构造成与所述第一表面结合，其中，所述第二壳体限定了第二钻孔；和 滑动元件，所述滑动元件具有限定轴线的轴、可沿所述轴线在所述第一钻孔内移动的第一端部、和可沿所述轴线在所述第二钻孔内移动的第二端部； 其中，所述第一表面和所述第二表面结合以形成所述压力平衡单元的密封周缘，并且，当所述第一表面和所述第二表面结合时，所述第一钻孔和所述第二钻孔同轴对齐。
8.根据权利要求7所述的压力平衡单元，其中，使用粘结剂化合物或焊接工艺使所述第一表面与所述第二表面结合以形成密封周缘。
9.根据权利要求8所述的压力平衡单元，其中所述焊接工艺是平板焊接或超声波焊接。
10.根据权利要求7所述的压力平衡单元，其中所述滑动元件还包括从所述轴的中央部分径向向外延伸的圆盘。
11.根据权利要求10所述的压力平衡单元，还包括膜片，所述膜片联结到所述圆盘并从所述圆盘径向向外延伸，其中，所述膜片在所述第一壳体和所述第二壳体之间形成屏障。
12.根据权利要求11所述的压力平衡单元，其中膜片过模制到所述圆盘上。
13.一种用于阀组件的压力平衡单元，所述压力平衡单元包括: 第一壳体，所述第一壳体限定了第一钻孔并包括位于所述第一钻孔的纵向面中的第一入口端口；第二壳体，所述第二壳体限定了第二钻孔并包括位于所述第二钻孔的纵向面中的第二入口端口，其中所述第二钻孔与所述第一钻孔轴向对齐；和 滑动元件，所述滑动元件具有限定轴线的轴、可沿所述轴线在所述第一钻孔内移动的第一端部、和可沿所述轴线在所述第二钻孔内移动的第二端部； 其中，所述第一入口端口和所述第二入口端口限定了横向于所述轴线的开口。
14.根据权利要求13所述的压力平衡单元，其中所述滑动元件通过滑过所述第一和第二入口端口的表面而打开和关闭所述第一入口端口和所述第二入口端口，其中，所述第一端部滑过所述第一入口端口而所述第二端部滑过所述第二入口端口。
15.根据权利要求13所述的压力平衡单元，其中所述第一钻孔和所述第二钻孔大致呈圆筒形，并且所述第一入口端口和所述第二入口端口分别设置在所述第一钻孔和所述第二钻孔的周向面内。
16.根据权利要求13所述的压力平衡单元，其中滑动元件大致为中空并且所述轴包括使所述第一钻孔与所述第一入口端口流体连接的第一孔和使所述第二钻孔与所述第二入口端口流体连接的第二孔。
17.根据权利要求13所述的压力平衡单元，其中所述滑动元件的所述第一端部和所述第二端部中的每一个大致呈圆筒形，所述圆筒形的纵向轴线与所述轴限定的所述轴线对齐。
18.根据权利要求 17所述的压力平衡单元，其中所述滑动元件还包括在所述轴的每个端部上的金属套管。
19.根据权利要求17所述的压力平衡单元，其中所述滑动元件可沿所述轴线在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置处，所述圆筒形的第一端部的周向面覆盖所述第一入口端口，在所述第二位置处，所述圆筒形的第二端部的周向面覆盖所述第二入口端口。
20.根据权利要求19所述的压力平衡单元，其中所述滑动元件构造成响应于所述第一壳体和所述第二壳体之间的压力差而在所述第一位置和所述第二位置之间移动。
【文档编号】F16K17/00GK104048079SQ201410087907
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2013年3月13日
【发明者】D·J·布劳尔, M·A·尼韦尔 申请人:科勒公司