軸向流體閥的制作方法
【專利摘要】本文公開(kāi)一種具有環(huán)形流動(dòng)控制元件的軸向流體閥。本文所述的一種示例性軸向流體閥包括限定入口與出口之間的通道的軸向流體閥體。該示例性軸向流體閥包括可由該閥體的內(nèi)表面滑動(dòng)地接收并且可沿與該通道的縱軸基本上平行的軸移動(dòng)的套管。該示例性軸向流體閥包括聯(lián)動(dòng)裝置或齒輪，該聯(lián)動(dòng)裝置或齒輪可操作地連接到該套管以移動(dòng)該套管以經(jīng)過(guò)該套管改變?cè)撊肟谂c該出口之間的流體流動(dòng)。
【專利說(shuō)明】軸向流體閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文的公開(kāi)整體而言涉及軸向流體閥，并且更具體而言涉及具有環(huán)形流動(dòng)控制元件的軸向流體閥。
【背景技術(shù)】
[0002]流體控制閥(例如滑動(dòng)桿閥、球心閥、回轉(zhuǎn)閥、蝶形閥、球閥等等)在過(guò)程控制系統(tǒng)中用于控制過(guò)程流體的流動(dòng)并且典型而言包括致動(dòng)器(例如回轉(zhuǎn)致動(dòng)器、線性致動(dòng)器等等)以致動(dòng)該閥的操作。這些流體控制閥中的一些流體控制閥雖然可用于許多應(yīng)用中，但是卻有一些折中。例如，蝶形閥可用于以有效的方式控制大的流體體積，但是僅具有適中的準(zhǔn)確性并且其中的密封件通常受到生命周期和溫度范圍的限制。另一方面，球心閥典型而言提供嚴(yán)格的調(diào)整和精確的控制，但是通常對(duì)于給定的線路尺寸提供較低的流動(dòng)容量。
[0003]直線或軸向流體控制閥是上述流體控制閥的一種替換。軸向閥的一個(gè)好處在于它們具有球心閥型的調(diào)整并且因此具有由球心閥提供的優(yōu)點(diǎn)。具體而言，在軸向閥中，可以相對(duì)于流體流動(dòng)路徑定向該調(diào)整，以增加效率并且降低由于噪聲和紊亂導(dǎo)致的能量損失。通常將致動(dòng)器的輸出軸經(jīng)由齒條-齒條、齒條-齒輪或類似的齒輪組件連接到軸向閥的閥體之中的流動(dòng)控制元件(例如塞子)。致動(dòng)器相對(duì)于底座環(huán)在開(kāi)啟位置與閉合位置之間移動(dòng)閥體之中的流動(dòng)控制元件，以允許或者阻止流體流過(guò)該閥。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]然而，許多已知的軸向流體閥仍然在控制流體流動(dòng)而不帶有由于紊亂而導(dǎo)致的實(shí)質(zhì)的騷亂或能量損失方面存在問(wèn)題。這些已知的軸向流體閥通常利用流體流動(dòng)路徑中的致動(dòng)器和傳動(dòng)裝置，結(jié)果造成局限，增加了經(jīng)過(guò)軸向流體閥的紊亂流動(dòng)。此外，這些軸向流體閥中的許多軸向流體閥在致動(dòng)和密封(例如墊圈、密封圈、密封環(huán))方面存在問(wèn)題。流體流動(dòng)路徑中的致動(dòng)器和傳動(dòng)裝置需要大量的密封件和墊圈來(lái)保護(hù)內(nèi)部齒輪和其他致動(dòng)組件避免經(jīng)受加壓過(guò)程流體。例如，這些具有外部安裝的致動(dòng)器的已知的軸向流體閥通常需要使用密封圈來(lái)相對(duì)于延伸進(jìn)入閥體的閥桿進(jìn)行密封。密封圈可能破壞并且導(dǎo)致過(guò)程流體泄漏。在其他實(shí)例中，一些已知的軸向閥使用復(fù)合齒輪箱來(lái)將來(lái)自致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成塞子的線性移動(dòng)。典型而言，齒輪箱處于流體流動(dòng)路徑中并且因此需要大量密封件來(lái)防止過(guò)程流體進(jìn)入齒輪箱。操作具有這種需要大量密封件的大量移動(dòng)零件的軸向流體閥極大地增加了流體泄漏到閥體外部的可能性并且增加了制造和維護(hù)成本。
[0005]針對(duì)以上問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種示例性軸向流體閥，包括用于限定入口與出口之間的通道的軸向流體閥體。該示例性軸向流體閥包括可由該閥體的內(nèi)表面滑動(dòng)地接收并且可沿與該通道的縱軸基本上平行的軸移動(dòng)的套管。該示例性軸向流體閥包括聯(lián)動(dòng)裝置或齒輪，該聯(lián)動(dòng)裝置或齒輪可操作地連接到該套管以移動(dòng)該套管以通過(guò)該套管改變?cè)撊肟谂c該出口之間的流體流動(dòng)。
[0006]在一種實(shí)現(xiàn)中，該軸向流體閥還包括耦接到聯(lián)動(dòng)裝置或齒輪的致動(dòng)器，其中該致動(dòng)器經(jīng)由該聯(lián)動(dòng)裝置或該齒輪移動(dòng)該套管。
[0007]在一種實(shí)現(xiàn)中，該致動(dòng)器是線性致動(dòng)器并且被放置以沿與套管軸基本上垂直的方向移動(dòng)該致動(dòng)器的桿，其中該套管沿該套管軸移動(dòng)。
[0008]在一種實(shí)現(xiàn)中，該致動(dòng)器是線性致動(dòng)器并且被放置以沿與套管軸偏移并且基本上平行的軸移動(dòng)該致動(dòng)器的桿，其中該套管沿該套管軸移動(dòng)。
[0009]在一種實(shí)現(xiàn)中，該軸向流體閥還包括布置在該通道中以接合該套管的末端的密封件。
[0010]在一種實(shí)現(xiàn)中，該套管的末端包括多個(gè)孔。
[0011]在一種實(shí)現(xiàn)中，該套管包括在該套管的外壁上的多個(gè)齒，以接合該齒輪。
[0012]在一種實(shí)現(xiàn)中，該軸向流體閥還包括耦接在該套管的外壁與該閥體之間的彈簧。
[0013]在另一個(gè)實(shí)例中，一種軸向流體閥包括用于限定入口與出口之間的通道的軸向流體閥體。環(huán)形流動(dòng)控制元件可由該閥體的內(nèi)表面滑動(dòng)地接收并且可沿與該通道的縱軸基本上平行的軸移動(dòng)，其中流體的流動(dòng)將經(jīng)過(guò)該流動(dòng)控制元件。
[0014]在一種實(shí)現(xiàn)中，該軸向流體閥還包括致動(dòng)器，該致動(dòng)器可操作地連接到該流動(dòng)控制元件以移動(dòng)該流動(dòng)控制元件以改變?nèi)肟谂c出口之間的流體流動(dòng)。
[0015]在一種實(shí)現(xiàn)中，該軸向流體閥還包括可樞轉(zhuǎn)地附接到該致動(dòng)器和該流動(dòng)控制元件的連桿。
[0016]在一種實(shí)現(xiàn)中，該致動(dòng)器是線性致動(dòng)器并且被放置以沿與該流動(dòng)控制元件移動(dòng)的軸基本上垂直的方向移動(dòng)該致動(dòng)器的桿。
[0017]在一種實(shí)現(xiàn)中，該致動(dòng)器被沿著與該流動(dòng)控制元件移動(dòng)的軸偏移并且基本上平行的軸放置。
[0018]在一種實(shí)現(xiàn)中，該軸向流體閥還包括布置在該通道中以接合該流動(dòng)控制元件的末端的密封件。
[0019]在一種實(shí)現(xiàn)中，該密封件與該出口相鄰。
[0020]在一種實(shí)現(xiàn)中，該流動(dòng)控制元件的末端包括多個(gè)軸向?qū)R的槽。
[0021]在一種實(shí)現(xiàn)中，該軸向流體閥還包括耦接在該流動(dòng)控制元件的外表面與該閥體之間的密封件。
[0022]在另一個(gè)實(shí)例中，一種軸向流體閥包括用于限定入口與出口之間的通道的軸向流體閥體。套管可由該閥體的內(nèi)表面滑動(dòng)地接收并且可沿與該通道的縱軸基本上平行的軸移動(dòng)。該實(shí)例包括用于在該通道中軸向地移動(dòng)該套管以改變?cè)撊肟谂c該出口之間的流體流動(dòng)的裝置。
[0023]在一種實(shí)現(xiàn)中，該閥體包括在該入口與該出口之間的單一結(jié)構(gòu)。
[0024]在一種實(shí)現(xiàn)中，該通道、該入口和該出口基本上沿套管軸對(duì)齊，其中該套管沿該套管軸移動(dòng)。
[0025]利用本實(shí)用新型的裝置，能夠有利地減少紊亂流動(dòng)和噪聲，顯著地降低流內(nèi)致動(dòng)組件的數(shù)量并且通過(guò)在入口與出口之間提供具有最小約束的流動(dòng)路徑的基本上線性的通道來(lái)增加流動(dòng)效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0026]圖1A示出了根據(jù)本文的公開(kāi)的教導(dǎo)的具有線性致動(dòng)器的示例性軸向流體閥處于第一位置中的橫截側(cè)視圖。
[0027]圖1B示出了圖1A的示例性軸向流體閥處于第二位置中的橫截側(cè)視圖。
[0028]圖2示出了具有替換的線性致動(dòng)器方向的示例性軸向流體閥的橫截側(cè)視圖。
[0029]圖3A示出了具有回轉(zhuǎn)致動(dòng)器的示例性軸向流體閥處于第一位置中的橫截俯視圖。
[0030]圖3B示出了圖3A的示例性軸向流體閥處于第二位置中的橫截俯視圖。
[0031 ]圖3C示出了圖3A和3B的示例性軸向流體閥的橫截側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]在上述附圖顯示了并且在下文中詳細(xì)描述了特定實(shí)例。在描述這些實(shí)例時(shí)，相似或相同的附圖標(biāo)記用于識(shí)別相同或相似的元件。附圖不一定是按比例的，并且，為了清楚和/或簡(jiǎn)明起見(jiàn)，可以比例放大地或者示意性地顯示特定附圖以及附圖的特定視圖。另外，在整個(gè)說(shuō)明書中描述了多個(gè)實(shí)例。來(lái)自任意實(shí)例的任意特征可以與來(lái)自其他實(shí)例的其他特征包括在一起、替代或者以其他方式組合。
[0033]本文所述的示例性軸向流體閥降低閥噪聲，提供軸向?qū)R的流體流動(dòng)通道以降低紊亂流動(dòng)并且改善流動(dòng)容量，顯著地消除了需要大量的密封件和墊圈的流動(dòng)內(nèi)致動(dòng)組件，并且增加流動(dòng)效率以使得能夠使用更小的泵和管線系統(tǒng)。通常，本文所述的示例性軸向流體閥使用環(huán)形流動(dòng)控制元件(例如套管)來(lái)改變經(jīng)過(guò)該環(huán)形流動(dòng)控制元件并且環(huán)繞被布置在軸向閥體的通道中(例如位于通道中心)的密封件傳遞的流體的流動(dòng)。
[0034]更具體而言，在本文所述的示例性軸向流體閥中，套管可由閥體的內(nèi)表面滑動(dòng)地接收并且沿流體流動(dòng)通道移動(dòng)(例如平移)。套管可以具有與該通道的中心軸軸向地對(duì)齊的中心軸。該套管可以可操作地耦接到致動(dòng)器(例如線性致動(dòng)器、回轉(zhuǎn)致動(dòng)器等等)以移動(dòng)該套管以控制軸向流體閥的入口與出口之間的流體流動(dòng)。軸向流體閥還可以包括中心地設(shè)置在閥體的通道中并且經(jīng)由多個(gè)連接板(例如支撐元件)耦接到閥體的內(nèi)表面的密封件。在操作中，流體在第一末端處流入套管，在第二末端處流出套管，并且環(huán)繞密封件流向軸向流體閥的出口。該套管將經(jīng)由致動(dòng)器朝向密封件移動(dòng)，因而套管的第二末端接合該密封件以防止液體的流動(dòng)經(jīng)過(guò)套管并且從而經(jīng)過(guò)軸向流體閥。該軸向流體流動(dòng)通道通過(guò)降低經(jīng)過(guò)閥的通道的約束并且因此降低經(jīng)過(guò)閥的通道的紊亂流，極大地提高流動(dòng)效率。
[0035]本文所述的示例性軸向流體閥包括線性致動(dòng)器，該線性致動(dòng)器具有與經(jīng)過(guò)該軸向流體閥的流體的流動(dòng)基本上垂直地放置的閥桿。該線性致動(dòng)器桿經(jīng)由連桿(例如聯(lián)動(dòng)裝置)可操作地耦接(例如連接)到套管。該連桿被布置在閥體的腔體中并且被耦接到套管的外表面。在操作中，連桿將致動(dòng)器的線性移動(dòng)轉(zhuǎn)換成套管在閥體的通道中的線性移動(dòng)。該示例性軸向流體閥使得套管能夠在閥體中軸向地滑動(dòng)并且降低軸向流體閥的流體流動(dòng)路徑中的組件的數(shù)量。
[0036]在另一個(gè)示例性軸向流體閥中，套管包括在套管的外表面上的多個(gè)齒。具有小齒輪(例如齒輪)的回轉(zhuǎn)致動(dòng)器接合該齒，以在閥體中軸向地移動(dòng)該套管，以控制經(jīng)過(guò)套管的流體流動(dòng)并且因此控制經(jīng)過(guò)軸向流體閥的通道的流體流動(dòng)。
[0037]在本文所述的示例性軸向流體閥中，流體流動(dòng)路徑基本上是線性的，這允許流體以比許多已知的閥更小的損失和噪聲傳遞經(jīng)過(guò)該閥。此外，本文所述的實(shí)例使得能夠在流體流動(dòng)路徑或流的外部布置軸向流體閥的移動(dòng)組件的相對(duì)大的部分，因而顯著地降低了所需要的密封件和墊圈的數(shù)量。本文所述的套管和致動(dòng)器或致動(dòng)裝置顯著地降低操作軸向流體閥所需要的移動(dòng)零件的數(shù)量。因此，套管和致動(dòng)裝置極大地簡(jiǎn)化了制造和加工要求并且因此降低了制造軸向流體閥的成本。
[0038]圖1A示出了本文所述的一個(gè)示例性軸向流體控制閥100的橫截側(cè)視圖。軸向流體控制閥100包括第一閥體部分102、第二閥體部分104、套管106、線性致動(dòng)器108、連桿
110(例如聯(lián)動(dòng)裝置)和密封件112。閥體部分102和104耦接以限定通道114，當(dāng)將軸向流體控制閥100安裝在流體控制系統(tǒng)(例如管道分配系統(tǒng))中時(shí)通道114提供入口 116與出口 118之間的流體流動(dòng)路徑。在一些實(shí)例中，可以一體地形成第一閥體部分102和第二閥體部分104，以將軸向流體控制閥100限定為基本上單體的物件或結(jié)構(gòu)。
[0039]第一閥體部分102包括位于入口 116處的第一法蘭120以及可拆除地耦接到第二閥體部分104的第三法蘭124的第二法蘭122。第一閥體部分102的第二法蘭122和第二閥體部分104的第三法蘭124可以與任意合適的固定機(jī)構(gòu)可拆除地耦接。第二閥體部分104還包括位于出口 118處的第四法蘭126。在操作中，第一閥體部分102的第一法蘭120可以耦接到上游管道128并且第二閥體部分104的第四法蘭126可以耦接到下游管道130。
[0040]在圖4A中所示的實(shí)例中，軸向流體控制閥100處于第一位置中(例如開(kāi)啟)，并且在圖1B中所示的實(shí)例中，軸向流體控制閥100處于第二位置中(例如閉合)。將軸向流體控制閥100插入在經(jīng)由上游管道128的上游供應(yīng)源與經(jīng)由下游管道130的下游供應(yīng)源之間的流體流動(dòng)路徑中。過(guò)程流體可以包括任意過(guò)程流體，如天然氣。在操作中，套管106在允許流體在入口 116與出口 118之間流動(dòng)的第一位置(例如開(kāi)啟位置)與防止流體在入口116與出口 118之間流動(dòng)的第二位置(例如閉合位置)之間操作。
[0041]在圖1A和圖1B中所示的示例性軸向流體控制閥100中，套管106具有內(nèi)表面132、外表面134、第一末端136和第二末端138。第一閥體部分102的內(nèi)表面140可滑動(dòng)地接收套管106的靠近第一末端136的外表面134，并且第二閥體部分104的內(nèi)表面142可滑動(dòng)地接收套管106的靠近第二末端138的外表面134。套管106與軸向流體控制閥100的軸144基本上軸向地(例如同軸地)對(duì)齊，以限定經(jīng)過(guò)第一閥體部分102、第二閥體部分104和套管106的流體流動(dòng)路徑。
[0042]如圖1A和IB中所示的，密封件112被布置在通道114的中央并且基本上沿軸向流體控制閥100的軸144對(duì)齊。密封件112包括圓錐形表面146和密封表面148。圓錐形表面146提供環(huán)繞密封件112的光滑的流動(dòng)路徑以降低軸向流體閥100中的紊亂流體流動(dòng)。密封表面148用于接收套管106的第二末端138。密封件112可以是被設(shè)計(jì)為接合或接收套管106的第二末端138以防止經(jīng)過(guò)套管106并且因此經(jīng)過(guò)通道114的流體流動(dòng)的任意密封元件(例如塞子)。由多個(gè)支撐元件150(例如吊帶)將密封件112耦接到第二閥體部分104的內(nèi)表面142。支撐元件150可以是用于支撐密封件112的任意結(jié)構(gòu)，其是最小約束的以降低流體流動(dòng)路徑中的阻礙并且足夠強(qiáng)以在接收來(lái)自過(guò)程流體和/或套管106的壓力時(shí)足以支撐密封件112。
[0043]在圖1A和IB中所示的示例性軸向流體閥100中，經(jīng)由連桿110將套管106可操作地連接到致動(dòng)器桿152。致動(dòng)器108被定位為使得線性致動(dòng)器桿152沿與軸向流體閥100的軸114基本上垂直的軸154移動(dòng)。將連桿110在第一接頭156處可樞轉(zhuǎn)地耦接到致動(dòng)器桿152，并且在第二接頭158處可樞轉(zhuǎn)地耦接到套管106。套管106的外表面134進(jìn)一步包括軸環(huán)160，接頭158位于軸環(huán)160上。在一些實(shí)例中，可以將軸環(huán)160與套管106 —體形成為基本上單體的物件或結(jié)構(gòu)。連桿110被布置在形成在第一閥體部分102與第二閥體部分104之間的腔體162中。致動(dòng)器桿152經(jīng)由鉆孔164移動(dòng)經(jīng)過(guò)第一閥體部分102，鉆孔164由用于支撐并且提供使得致動(dòng)器桿152能夠滑動(dòng)的表面的第一閥桿密封件166和第二閥桿密封件168密封。在其他實(shí)施方式中，鉆孔164可以包括更多或更少的閥桿密封件。
[0044]為了在閥體102、104的通道114中移動(dòng)套管106，線性致動(dòng)器108移動(dòng)致動(dòng)器閥桿152進(jìn)入腔體162。在該情況中，致動(dòng)器桿152導(dǎo)致連桿110逆時(shí)針(在所示方向中)轉(zhuǎn)變并且旋轉(zhuǎn)，以沿軸144朝向密封件112移動(dòng)套管106。軸向流體控制閥100進(jìn)一步包括邊界密封件170，邊界密封件170分別被布置在第一閥體部分102中的第一環(huán)形槽172中和第二閥體部分104中的第二環(huán)形槽174中。邊界密封件170提供套管106的外表面134與閥體部分102和104的內(nèi)表面140和142之間的緊密的密封。更具體而言，邊界密封件170提供氣密的密封，以防止過(guò)程液體泄漏進(jìn)入腔體162中。
[0045]如圖1A和IB中所示的，示例性軸向流體閥100還包括布置在第二閥體部分104與軸環(huán)160之間的彈簧176。彈簧176沿第一方向偏置套管106，并且從而最小化移動(dòng)組件之間的空轉(zhuǎn)。在其他實(shí)例中，彈簧176可以被布置在軸環(huán)160與第一閥體部分102之間或在第一閥體部分102與致動(dòng)器桿152之間。彈簧176可以位于軸向流體閥100中的任意其他位置處，以提供偏置裝置來(lái)消除空轉(zhuǎn)。
[0046]在操作中，由上游供應(yīng)128向入口 116提供流體，并且該流體經(jīng)過(guò)第一末端136流入套管106。在如圖1A的實(shí)例中所示的開(kāi)啟位置中，流體可以流出套管106的第二末端138并且環(huán)繞密封件112朝向出口 118流動(dòng)到下游供應(yīng)130。在圖1B的實(shí)例中所示的閉合位置中，致動(dòng)器桿152向下轉(zhuǎn)變，以移動(dòng)套管106的第二末端136以接合密封件112的密封表面148，以防止經(jīng)過(guò)套管106以及因此在軸向流體閥100的入口 116與出口 118之間的流體流動(dòng)。然而，在其他實(shí)例中，可以顛倒經(jīng)過(guò)軸向流體閥100的流動(dòng)，這樣，流體可以首先通過(guò)密封件112隨后經(jīng)過(guò)套管106。
[0047]在圖1A和IB中所示的實(shí)例中，套管106的橫截面是圓形的。然而，在其他實(shí)例中，套管106的橫截面可以是正方形、矩形、橢圓形或與閥體部分102和104各自的內(nèi)表面140和142的形狀相對(duì)應(yīng)(例如匹配)的任意其他形狀。
[0048]圖2示出了與圖1A和IB的軸向流體控制閥100類似但是具有可替換地定向的線性致動(dòng)器208的軸向流體控制閥200的橫截面視圖。軸向流體控制閥200包括第一閥體部分202、第二閥體部分204、套管206、線性致動(dòng)器208、連桿210和密封件212。套管206與軸向流體控制閥200的軸214基本上軸向地(例如同軸地)對(duì)齊，以限定經(jīng)過(guò)第一閥體部分202、第二閥體部分204和套管206的流體流動(dòng)路徑。
[0049]在圖2中所示的軸向流體控制閥200中，經(jīng)由連桿210將套管206可操作地連接到致動(dòng)器桿216。線性致動(dòng)器208被定位為使得致動(dòng)器桿216沿與軸向流體閥200的軸214基本上平行但是偏移(即非同軸)的軸218移動(dòng)。將連桿210剛性地耦接到致動(dòng)器桿216和套管206。在其他實(shí)例中，可以經(jīng)由本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員已知的任意固定機(jī)構(gòu)將致動(dòng)器桿216附接到套管。連桿210被布置在形成在第一閥體部分202與第二閥體部分204之間的腔體220中。致動(dòng)器閥桿216經(jīng)由鉆孔222移動(dòng)經(jīng)過(guò)第一閥體部分202，鉆孔222由支撐并且提供用于使得致動(dòng)器桿216能夠滑動(dòng)的表面的桿密封件224密封。為了在閥體部分202和204的通道226中移動(dòng)套管206，線性致動(dòng)器208移動(dòng)致動(dòng)器桿216進(jìn)入腔體220。在該情況中，連桿210傳遞來(lái)自致動(dòng)器桿216的線性移動(dòng)，以沿軸214朝向密封件212移動(dòng)套管206并且因此防止經(jīng)過(guò)軸向流體閥200的流體流動(dòng)。
[0050]圖3A示出了本文所述的可替換的示例性軸向流體控制閥300的橫截面俯視圖。軸向流體控制閥300包括第一閥體部分302、第二閥體部分304、套管306、第一小齒輪308 (例如齒輪)、第二小齒輪310 (例如齒輪)和密封件312。將第一閥體部分302和第二閥體部分304耦接，以限定通道314，當(dāng)將軸向流體控制閥300安裝在流體控制系統(tǒng)中時(shí)通道314提供入口 316與出口 318之間的流體流動(dòng)路徑。在操作中，套管306在圖3A中所示的、用于允許流體在入口 316與出口 318之間流動(dòng)的第一位置(例如開(kāi)啟位置)與圖3B中所示的、用于防止流體在入口 316與出口 318之間流動(dòng)的第二位置(例如閉合位置)之間操作。[0051 ] 在圖3A和圖3B中所示的示例性軸向流體控制閥300中，套管306具有內(nèi)表面320、外表面322、第一末端324和第二末端326。第一閥體部分302的內(nèi)表面328可滑動(dòng)地接收套管306的外表面322。第一閥體部分302、第二閥體部分304和套管306形成用于流體流動(dòng)的通道314。套管306基本上沿軸向流體控制閥300的軸330軸向地(例如同軸地)對(duì)齊。
[0052]在所示實(shí)例中，套管306的外表面322進(jìn)一步包括第一齒狀部分332和第二齒狀部分334。耦接到(圖3C中所示的)回轉(zhuǎn)致動(dòng)器336的第一小齒輪308和第二小齒輪310分別接合第一齒狀部分332和第二齒狀部分334，以在軸向流體閥300中軸向地移動(dòng)套管306。在所示實(shí)例中，第一小齒輪308被布置在形成在第一閥體部分302中的第一腔體338中，并且第二小齒輪310被布置在形成在第二閥體部分302中的第二腔體340中。在其他實(shí)例中，可以使用單個(gè)回轉(zhuǎn)致動(dòng)器和小齒輪。
[0053]密封件312被布置在通道314中的中央并且與軸向流體控制閥300的軸330軸向地對(duì)齊。密封件312包括圓錐形表面342和密封表面344。密封表面344被配置為接收套管306的第二末端326。套管306的第二末端326進(jìn)一步包括多個(gè)孔346 (例如開(kāi)口、洞、窗、槽)，以進(jìn)一步允許精細(xì)控制經(jīng)過(guò)軸向流體閥300的流體流動(dòng)。如圖3B中所示的，套管306的第二末端326接合密封件312，孔346變得更小，并且因此允許更少的流體流動(dòng)經(jīng)過(guò)套管306并且流出第二末端326?？?46允許更多受控的(例如節(jié)流的)流體流動(dòng)經(jīng)過(guò)軸向閥300。由多個(gè)支撐元件350(例如吊帶、肋狀物等等)將密封件312耦接到第二閥體部分304的內(nèi)表面348。軸向流體閥300進(jìn)一步包括多個(gè)邊界密封件352，邊界密封件352被布置在套管306的外表面322與第一閥體部分302的內(nèi)表面328之間。在其他實(shí)例中，軸向流體閥300可以包括更多或更少的邊界密封件352以防止過(guò)程流體的泄漏。
[0054]圖3C示出了不具有套管306的軸向流體閥300的橫截面?zhèn)纫晥D。如該實(shí)例中可見(jiàn)的，經(jīng)由第一心軸354將回轉(zhuǎn)致動(dòng)器336可操作地耦接到第一小齒輪308。第一心軸354接合第一閥體部分302中的第一腔體338中的凹口 356。在其他實(shí)例中，心軸354可以進(jìn)一步包括軸襯(例如軸承)以確保小齒輪308的光滑旋轉(zhuǎn)。
[0055]參考圖3A-C，在操作中，過(guò)程流體在入口 316處進(jìn)入第一閥體部分302并且在第一末端324處流進(jìn)套管306。在如圖3A中的實(shí)例中所示的開(kāi)啟位置中，流體可以流出第二末端326并且環(huán)繞密封件312朝向出口 318。為了到達(dá)如圖3B中的實(shí)例中所示的閉合位置，第一小齒輪308逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)并且第二小齒輪310順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，以朝向密封件312移動(dòng)套管306。隨著套管306的第二末端326接合密封件312的密封表面328，過(guò)程流體被阻止經(jīng)過(guò)套管306并且因此在軸向流體閥300的入口 316與出口 318之間流動(dòng)。在其他實(shí)例中，可以由任意設(shè)備或機(jī)構(gòu)如電動(dòng)致動(dòng)器、液壓致動(dòng)器、氣動(dòng)致動(dòng)器、壓電致動(dòng)器、機(jī)電致動(dòng)器和它們的任意組合，在軸向流體閥之中可滑動(dòng)地移動(dòng)套管。
[0056]本文所述的示例性軸向流體控制閥100和300有利地減少紊亂流動(dòng)和噪聲，顯著地降低流內(nèi)致動(dòng)組件的數(shù)量并且通過(guò)在入口與出口之間提供具有最小約束的流動(dòng)路徑的基本上線性的通道來(lái)增加流動(dòng)效率。示例性軸向流體控制閥100和300還降低不想要的泄漏，因?yàn)橹聞?dòng)組件被布置在流體流的壓力邊界之外。
[0057]雖然本文已經(jīng)描述了特定示例性裝置，但是本方面的覆蓋范圍不限于此。相反，本實(shí)用新型覆蓋在文字上或者在等效教義之下落入所附權(quán)利要求的范圍之中的所有方法、裝直和制造物。
【權(quán)利要求】
1.一種軸向流體閥，其特征在于，包括: 限定了入口與出口之間的通道的軸向流體閥體； 可由所述閥體的內(nèi)表面滑動(dòng)地接收并且可沿與所述通道的縱軸基本上平行的軸移動(dòng)的套管；以及 聯(lián)動(dòng)裝置或齒輪，可操作地連接到所述套管以移動(dòng)所述套管以經(jīng)過(guò)所述套管改變所述入口與所述出口之間經(jīng)過(guò)所述套管的流體流動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的軸向流體閥，其特征在于，還包括耦接到所述聯(lián)動(dòng)裝置或所述齒輪的致動(dòng)器，其中所述致動(dòng)器經(jīng)由所述聯(lián)動(dòng)裝置或所述齒輪移動(dòng)所述套管。
3.如權(quán)利要求2所述的軸向流體閥，其特征在于，所述致動(dòng)器是線性致動(dòng)器并且被放置以沿與套管軸基本上垂直的方向移動(dòng)所述致動(dòng)器的桿，其中所述套管沿該套管軸移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求2所述的軸向流體閥，其特征在于，所述致動(dòng)器是線性致動(dòng)器并且被放置以沿與套管軸偏移并且基本上平行的軸移動(dòng)所述致動(dòng)器的桿，其中所述套管沿該套管軸移動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的軸向流體閥，其特征在于，還包括布置在所述通道中以接合所述套管的末端的密封件。
6.如權(quán)利要求5所述的軸向流體閥，其特征在于，所述套管的所述末端包括多個(gè)孔。
7.如權(quán)利要求2所述的軸向流體閥，其特征在于，所述套管包括在所述套管的外壁上的多個(gè)齒，以接合所述齒輪。
8.如權(quán)利要求1所述`的軸向流體閥，其特征在于，還包括耦接在所述套管的外壁與所述閥體之間的彈簧。
9.一種軸向流體閥，其特征在于，包括: 限定入口與出口之間的通道的軸向流體閥體；以及 可由所述閥體的內(nèi)表面滑動(dòng)地接收并且可沿與所述通道的縱軸基本上平行的軸移動(dòng)的環(huán)形流動(dòng)控制元件，其中流體的流動(dòng)將經(jīng)過(guò)所述流動(dòng)控制元件。
10.如權(quán)利要求9所述的軸向流體閥，其特征在于，還包括致動(dòng)器，所述致動(dòng)器可操作地連接到所述流動(dòng)控制元件以移動(dòng)所述流動(dòng)控制元件以改變所述入口與所述出口之間的流體流動(dòng)。
11.如權(quán)利要求10所述的軸向流體閥，其特征在于，還包括可樞轉(zhuǎn)地附接到所述致動(dòng)器和所述流動(dòng)控制元件的連桿。
12.如權(quán)利要求11所述的軸向流體閥，其特征在于，所述致動(dòng)器是線性致動(dòng)器并且被放置以沿與所述流動(dòng)控制元件移動(dòng)的軸基本上垂直的方向移動(dòng)所述致動(dòng)器的桿。
13.如權(quán)利要求10所述的軸向流體閥，其特征在于，所述致動(dòng)器被沿著與所述流動(dòng)控制元件移動(dòng)的軸偏移并且基本上平行的軸放置。
14.如權(quán)利要求9所述的軸向流體閥，其特征在于，還包括布置在所述通道中以接合所述流動(dòng)控制元件的末端的密封件。
15.如權(quán)利要求14所述的軸向流體閥，其特征在于，所述密封件與所述出口相鄰。
16.如權(quán)利要求9所述的軸向流體閥，其特征在于，所述流動(dòng)控制元件的末端包括多個(gè)軸向?qū)R的槽。
17.如權(quán)利要求9所述的軸向流體閥，其特征在于，還包括耦接在所述流動(dòng)控制元件的外表面與所述閥體之間的密封件。
18.一種軸向流體閥，其特征在于，包括: 限定入口與出口之間的通道的軸向流體閥體； 可由所述閥體的內(nèi)表面滑動(dòng)地接收并且可沿與所述通道的縱軸基本上平行的軸移動(dòng)的套管； 用于在所述通道中軸向地移動(dòng)所述套管以改變所述入口與所述出口之間的流體流動(dòng)的裝置。
19.如權(quán)利要求18所述的軸向流體閥，其特征在于，所述閥體包括在所述入口與所述出口之間的單一結(jié)構(gòu)。
20.如權(quán)利要求18所述的軸向流體閥，其特征在于，所述通道、所述入口和所述出口基本上沿套管軸對(duì)齊，其中 所述套管沿該套管軸移動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F16K31/12GK203614890SQ201320512357
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月27日
【發(fā)明者】R·A·謝德, D·A·布盧姆, J·W·貝爾, D·G·普拉薩帕辛吉 申請(qǐng)人:費(fèi)希爾控制國(guó)際公司