自對準閥塞的制作方法
【專利摘要】一種平衡壓強調(diào)節(jié)器包括具有通過流體通道連接的流體入口和流體出口的閥本體。閥座布置在該流體通道內(nèi)。自對準閥塞至少部分地布置在該流體通道內(nèi)，自對準閥塞和閥座相互作用以選擇性地開啟或關閉該流體通道。保持器部分地布置在自對準閥塞的孔內(nèi)并且將該自對準閥塞可操作地連接到具有球部的閥桿上。更具體地，該保持器包括適于容納該閥桿的球部的凹部，以使得該自對準閥塞繞閥桿的球部自動地旋轉(zhuǎn)從而在該自對準閥塞的閥盤和閥座之間實現(xiàn)對準和密封接合。
【專利說明】自對準閥塞
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平衡壓強調(diào)節(jié)器，更具體地，涉及一種用于平衡壓強調(diào)節(jié)器的自對準閥塞。
【背景技術】
[0002]壓強調(diào)節(jié)閥被用在形形色色的工業(yè)和住宅應用中用于控制流體的下游壓強。例如，在化學加工廠或者煉油廠中，壓強調(diào)節(jié)閥被用來管理流動的流體以補償在需求上的增加或者減少，或者補償其他的負載分布，并因此保持所控制的流體壓強。同樣地，壓強調(diào)節(jié)閥可以被用在管道工程的固定裝置中用以保持預定的流體壓強，該預定的流體壓強自動地調(diào)節(jié)為需要的變量，諸如在淋浴器或水龍頭中的防燙閥。通過控制下游壓強，壓強調(diào)節(jié)閥補償下游需求的變化。例如，當下游需求增加時，壓強調(diào)節(jié)閥開啟用以允許更多的流體流經(jīng)壓強調(diào)節(jié)閥，從而保持相對穩(wěn)定的下游壓強。另一方面，當下游需求減少時，壓強調(diào)節(jié)閥關閉用以減少流體流經(jīng)壓強調(diào)節(jié)閥的量，再次保持相對穩(wěn)定的下游壓強。
[0003]可以將壓強調(diào)節(jié)閥分類為平衡壓強調(diào)節(jié)閥或非平衡壓強調(diào)節(jié)閥。非平衡閥典型地在閥塞的一側(cè)具有高壓的入口流體并且在閥塞的另一側(cè)具有低壓出口流體。非平衡閥受到如所熟知的衰減的入口特性的不希望有的影響。衰減的入口特性是一種這樣的現(xiàn)象，即，當上游壓強的減少時非平衡閥在下游壓強上經(jīng)歷未預期的增加的現(xiàn)象。由于大多數(shù)壓強調(diào)節(jié)閥試圖保持穩(wěn)定的下游壓強，故這種影響是不希望有的。衰減的入口特性由作用在閥塞的高壓側(cè)的流體力而引起，這種流體力試圖將閥塞移動到閉合位置。作為結(jié)果，該閥必須具有一些機構(gòu)用以對抗作用在該閥塞上的流體力。因為對抗流體力的該結(jié)構(gòu)典型地具有設定值，所以盡管作用在閥塞的入口側(cè)上的流體力可能是變化的(例如，由于入口流體的供應減少，或者由于閥的上游壓強變化)然而由這種機構(gòu)產(chǎn)生的力卻是恒定的。衰減的入口特性對于具有諸如氣缸、管道拖車或者抽水管道(hydrils)的有限的壓縮流體源是特別重要的，因為在這種應用中具有固定的入口流體供應，所以當入口流體供應減少時入口流體壓強減小。
[0004]非平衡閥還經(jīng)受發(fā)生在閥座上的損壞。在具有高入口壓強的非平衡閥中，作用在大的閥口上的流體壓強可以使閥座變形。作為結(jié)果，非平衡閥對于高壓強、大孔口的應用而言并非理想的。
[0005]為了在更高的流動應用中處理衰減的入口特性，平衡壓強調(diào)節(jié)器得以開發(fā)。在平衡的壓強調(diào)節(jié)器中，部分上游的壓強轉(zhuǎn)而用來作用到閥塞的下游部分上。因此，閥塞是“平衡的”，其具有同樣的流體壓強作用在閥塞的上游部分和下游部分上。以這種方式，因為作用在閥座上游和閥座下游的閥塞表面上的、趨向于將閥塞壓向閉合位置的流體力是相同的，所以消除(或者大大減少)了衰減的入口特性。換言之，歸因于流體壓強的原因，閥塞自身產(chǎn)生了非常小的或者沒有產(chǎn)生開啟/閉合力。
[0006]在隔膜型壓強調(diào)節(jié)器中，來自閥塞的上游或者入口側(cè)的更高壓強的流體可以通過閥塞排到該隔膜的相對側(cè)從而平衡閥塞上的力，類似于上述的平衡調(diào)節(jié)器。典型地，這種流體力的平衡是通過包括一個或者多個從該入口側(cè)到隔膜的致動器側(cè)延伸通過閥塞的排出槽道或者排出口來實現(xiàn)的。
[0007]圖1中示出了典型的隔膜型(平衡)壓強調(diào)節(jié)閥。更具體地，圖1示出了一個常規(guī)的節(jié)流閥10，其包括致動器12和平衡壓強調(diào)節(jié)閥14。該調(diào)節(jié)閥14限定了用于接收例如來自氣體分配系統(tǒng)的氣體的入口 16以及用于將氣體傳送到例如具有一個或多個設備的諸如工廠、飯店、公寓大樓等的終端使用設備的出口 18。此外，調(diào)節(jié)閥14包括布置在入口 16和出口 18之間的閥座22。氣體必須穿過閥座22從而在調(diào)節(jié)閥14的入口 16和出口 18之間經(jīng)過。
[0008]致動器12耦接到調(diào)節(jié)閥14以確保調(diào)節(jié)閥14的出口 18處的壓強，S卩，出口壓強，其與希望的出口或控制壓強一致。因此，致動器12與調(diào)節(jié)閥14通過閥嘴34和致動器嘴20流體連通。致動器12包括用于基于感應到的出口壓強調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥14的出口壓強的控制組件22。具體地，控制組件22包括隔膜24、活塞32以及具有帶閥盤31的閥塞28的控制臂
26。隔膜24感應調(diào)節(jié)閥14的出口壓強并提供響應以移動該閥塞28從而使調(diào)節(jié)閥14開啟或者關閉?？刂平M件22還包括與控制組件22的頂側(cè)接合的控制彈簧30用以抵消由隔膜24感應的出口壓強。相應地，還可以指控制壓強的希望的出口壓強通過控制彈簧30的選擇而被設定。
[0009]隔膜24可操作地耦接到控制臂26，并因此通過活塞32耦接到該閥塞28，并基于感應的出口壓強控制調(diào)節(jié)閥14的開啟。例如，當終端使用者操作諸如熔爐的設備時，例如，該設備對節(jié)流閥10的下游的氣體分配系統(tǒng)上產(chǎn)生需求，因而降低了出口壓強。相應地，隔膜24感應這種降低的出口壓強。這允許控制彈簧30張開并使活塞32和控制臂26的右側(cè)相對于圖1的方位向下移動。控制臂26的這種位移使閥塞28遠離閥座22移動從而使調(diào)節(jié)閥14開啟，因此增加了出口流量以滿足來自于設備的增大的需求并使出口壓強增加回到控制壓強。如此配置后，該設備可以通過閥座22并通過調(diào)節(jié)閥14的出18吸入氣體。
[0010]現(xiàn)在參見圖2，其示出了圖1的平衡調(diào)節(jié)閥14的放大的截面圖。在這個例子中，該平衡調(diào)節(jié)閥14還包括具有通道21的本體19，該通道21將流體入口 16與流體出口 18流體地連接。該通道21包括閥座22布置在其內(nèi)的喉部23。加載彈簧25連接到閥桿27上，該閥桿27可操作地連接到閥塞28。如所解釋的，該閥塞28的閥盤131與閥塞22相互作用以控制從入口 16到出口 18經(jīng)閥本體19的流體流量。此外，閥塞28包括將閥盤31容納于其內(nèi)的周向凹部29，其典型地為橡膠。該閥塞28的閥盤31與閥座22接觸以實現(xiàn)在閥塞28和閥座22之間的對準和密封接合。
[0011]隔膜33連接到閥塞28和閥塞殼體或套筒35上。隔膜33將通道21和套筒35內(nèi)的容納該加載彈簧25的空腔37分開。該隔膜33響應于通道21和空腔37之間的壓強差。
[0012]保持器39可以可操作地連接到閥桿27上并且將閥塞28保持在閥桿27上。保持器39可以包括一個或多個諸如螺帽的緊固件39a，其連接到閥桿27上。一個或多個平衡通道或溝道41將通道21與位于閥塞28和空腔37之間的腔室43流體地連接。作用在閥塞28上的流體力被通過平衡溝道41移動的流體所平衡。
[0013]諸如圖1所示的平衡調(diào)節(jié)器14的平衡壓強調(diào)節(jié)器的一個問題在于閥塞28的閥盤31和閥座22之間的接觸密封受到閥盤31和閥座22之間的方位和制造公差的影響。這種方位和制造公差通常使需要形成密封的壓強的量增加，這增大了封鎖性(lockup)。例如，如圖3A所示，由于正常的部件公差和組裝方法，例如，閥塞28的閥盤31通常以非平行的方式靠近閥座22。當這種非平行方式發(fā)生時，閥塞28的閥盤31和閥座22之間的密封僅僅產(chǎn)生在閥座22的一側(cè)上，例如，如圖3B所示的左側(cè)。閥座22的另一側(cè)，例如右側(cè)，依然未被密封。如圖3C所示，當最終實現(xiàn)完整的密封時，起初接觸閥座22的閥盤131的一側(cè)具有更深的凹進，這導致比希望的封鎖更高的封鎖或比希望的出口壓強更高的出口壓強并且導致更低效的調(diào)節(jié)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]根據(jù)第一個示例性的方面，平衡壓強調(diào)節(jié)器包括閥本體、閥座和自對準閥塞，其中，閥本體具有由流體通道連接的流體入口和流體出口，閥座布置在流體通道內(nèi)，自對準閥塞至少部分地布置在流體通道內(nèi)。自對準閥塞包括孔并與閥座相互作用以選擇性地開啟或關閉流體通道。保持器部分地布置在自對準閥塞的孔內(nèi)并可操作地將自對準閥塞連接到具有球部的閥桿上，該保持器具有用于容納該閥桿的球部的凹部。平衡壓強調(diào)節(jié)器還包括將腔室與流體通道分開的隔膜以及將流體通道和腔室流體連接的平衡通道。該自對準閥塞繞閥桿的球部自動地旋轉(zhuǎn)以實現(xiàn)自對準閥塞的閥盤和閥座之間的對準和密封接合。
[0015]根據(jù)第二個示例性的方面，用于平衡壓強調(diào)節(jié)器的平衡閥塞組件包括套筒、布置在套筒內(nèi)的并包括平衡溝道和孔的自對準閥塞以及部分地布置在該自對準閥塞的孔內(nèi)的保持器。該保持器可操作地將該自對準閥塞連接到閥桿上并且包括適合用于容納閥桿的球部的凹部。當閥座的一部分與自對準閥塞的閥盤接觸時，該自對準閥塞和部分地布置在其內(nèi)的保持器繞著與所述閥桿的縱向軸線相垂直軸線或閥桿的縱向軸線中的一個或多個自動地旋轉(zhuǎn)直到在閥盤和閥座之間發(fā)生對準和密封接合。
[0016]根據(jù)第三個示例性的方面，一種自動調(diào)節(jié)與流體調(diào)節(jié)裝置一起使用的閥塞的方法，該流體調(diào)節(jié)裝置包括入口、出口、布置在該入口和該出口之間的閥座，該閥塞適于相對于閥座位移，由此控制布置在調(diào)節(jié)閥內(nèi)的入口和出口之間的流體流動，該方法包括將該保持器部分地布置在閥塞的孔內(nèi)，將閥塞通過保持器連接到具有柔性部分的閥桿上，該保持器具有用于容納閥桿的柔性部分的凹部，以及繞閥桿的柔性部分自動地調(diào)節(jié)閥塞以實現(xiàn)自對準閥塞的閥盤和閥座之間的對準和密封接合。
[0017]進一步地，根據(jù)前述第一個、第二個和第三個方面中任一個或多個方面，平衡壓強調(diào)節(jié)器和/或平衡閥塞組件和/或方法還可以包括下述優(yōu)選形式的任一個或多個。
[0018]在一些優(yōu)選的形式中，該部分地布置在自對準的閥塞內(nèi)的保持器繞閥桿的球部轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)該自對準閥塞的閥盤和閥座之間的對準。此外，自對準閥塞可以包括適于容納閥盤的周向凹部。該自對準閥塞還可以以相對于該閥桿的縱向軸線或與閥桿的縱向軸線垂直的軸線中的一個或多個的順時針或逆時針方向中的一個方向旋轉(zhuǎn)直到實現(xiàn)該自對準閥塞的閥盤和閥座之間的對準和密封接合。進一步地，一旦與閥座的一部分接觸，該自對準閥塞可以從第一位置自動地移動到第二位置，在第一位置處，該閥塞的縱向軸線與該閥座的縱向軸線并不平行或者與該閥座的縱向軸線以一定角度布置，在第二位置處，該閥塞的縱向軸線與閥座的縱向軸線平行或者與閥座的縱向軸線對齊。該保持器可以包括基部和通過緊固件連接到基部的圓筒形本體，并且該圓筒形本體可以包括從相對基部布置的圓筒形本體的端部徑向延伸的法蘭。進一步地，該圓筒形本體可以包括頂部表面并且該法蘭包括內(nèi)側(cè)壁，以使得該圓筒形本體的頂部表面和內(nèi)側(cè)壁形成適于容納閥桿的球部的凹部從而可操作地將該閥桿與該自對準閥塞連接。還可以在閥桿的球部和凹部之間形成球形接頭連接，該凹部形成容納座以容納閥桿的球部。在另一種例子中，該閥桿的球部與保持器的圓筒形本體的頂部表面的至少一個邊緣接觸以形成球形接頭連接，這允許自對準閥塞的縱向軸線與閥座的縱向軸線對準。
[0019]在其他優(yōu)選的形式中，在保持器的圓筒形本體的法蘭和自對準閥塞之間設置間隔，并且偏置件布置在該間隔中。
[0020]在優(yōu)選的方法形式中，自動調(diào)整閥塞可以包括繞閥桿的柔性部分旋轉(zhuǎn)該保持器以實現(xiàn)閥塞的閥盤和閥座之間的對準和密封接合，這減小了為實現(xiàn)封鎖所需的力。在另一例子中，自動調(diào)節(jié)閥塞可以包括以相對于與閥桿的縱向軸線相垂直的軸線的順時針或逆時針方向中的一個方向旋轉(zhuǎn)閥塞并使該閥塞在沿著閥桿的縱向軸線的長度的軸向方向上移動閥塞直到實現(xiàn)閥塞的閥盤和閥座之間的對準和密封接合。然而，在另一例子中，自動調(diào)節(jié)閥塞可以包括一旦與閥座的一部分接觸使閥塞從第一位置自動地移動到第二位置，在第一位置處，該閥塞的縱向軸線與閥座的縱向軸線并不平行或者與閥座的縱向軸線以一定角度布置，在第二位置處，該閥塞的縱向軸線與閥座的縱向軸線平行或者與閥座的縱向軸線對準。
[0021]在其他優(yōu)選的方法形式中，將保持器部分地布置在該閥塞的孔內(nèi)可以包括將具有從其徑向延伸的法蘭的圓筒形本體部分地布置在該閥塞的孔的端部內(nèi)以及將保持器基部布置在與端部相對的孔的另一端部內(nèi)，其中，該圓筒形本體部分地布置在孔內(nèi)。此外，將該保持器部分地布置在該閥塞的孔內(nèi)還包括將保持器基部通過緊固件連接到圓筒形本體上。
[0022]此外，該閥桿的柔性部分可以包括球部，并且該方法還可以包括在該閥桿的球部和該保持器的凹部之間形成球形接頭連接，該凹部形成容納座以容納該閥桿的球部。進一步地，該方法可以包括一旦與閥座的一部分接觸則同時繞閥桿的球部或者繞閥桿的縱向軸線旋轉(zhuǎn)閥塞和保持器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為具有平衡壓強調(diào)節(jié)器的常規(guī)的節(jié)流閥的側(cè)向截面圖；
[0024]圖2為圖1的平衡壓強調(diào)節(jié)器的放大的側(cè)向截面圖；
[0025]圖3A-3C為圖1的現(xiàn)有技術的平衡調(diào)節(jié)器的閥塞和閥座的示意性示圖，其中圖3A示出了當閥塞接近閥座時閥塞的第一位置，圖3B示出了當閥塞進一步接近閥座時閥塞的第二位置，以及圖3C示出了當閥塞與閥座接觸從而實現(xiàn)閥塞和閥座之間的對準和密封接合時閥塞的第三位置；
[0026]圖4為根據(jù)可以與圖1的致動器使用的本發(fā)明的教導所構(gòu)想的平衡壓強調(diào)節(jié)器的截面圖；
[0027]圖5為根據(jù)本發(fā)明的教導所構(gòu)想的圖4的平衡壓強調(diào)節(jié)器的自對準閥塞的放大的截面圖；以及
[0028]圖6為一旦與平衡壓強調(diào)節(jié)閥的閥座的一部分初始接觸時圖5的平衡壓強調(diào)節(jié)器的閥塞的一部分進一步放大的截面圖。
[0029]盡管本發(fā)明易于以各種變型和替代結(jié)構(gòu)實施，其某些示例性實施方式已經(jīng)在附圖中示出并且將在下面詳細地描述。然而，應當理解，目的并不在于將本發(fā)明限制到所公開的具體形式，相反地，其目的而是在于覆蓋所有的變形和替代結(jié)構(gòu)以及落入到本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的等同結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0030]現(xiàn)在參見圖4-圖5，平衡壓強調(diào)節(jié)器基本上由圖4的附圖標記114指代。其中，圖4和圖5的平衡壓強調(diào)節(jié)器包括對應于圖1-圖2的平衡壓強調(diào)節(jié)器的元件，這些元件將同樣地被編號，唯一的區(qū)別是圖4-圖5的附圖標記從100增加。例如，圖4和圖5的相應的元件將以比圖1-圖2所示的相應的元件大100而被編號。
[0031]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，平衡壓強調(diào)節(jié)閥114包括流體入口 116和流體出口 118以及具有將該流體入口 116與該流體出口 118流體地連接的通道121的本體119。該通道121包括閥座122布置在其內(nèi)的喉部123。加載彈簧125連接到閥桿127上，該閥桿127可操作地連接到自對準閥塞128上。該自對準閥塞128和閥座122相互作用用以控制入口 116和出口 118之間的流體流量。更具體地，該自對準閥塞128包括橡膠閥盤131布置在其內(nèi)的周向凹部129。如下面更詳細解釋的，該自對準閥塞128的閥盤131接觸閥座122用以實現(xiàn)自對準閥塞128和閥座122之間的對準和密封接合。
[0032]平衡閥塞組件160包括套筒135、自對準閥塞128以及保持器139。該套筒135具有當自對準閥塞128在閥體119內(nèi)往復運動以控制流體流動時有助于保持和引導該自對準閥塞128的中空孔。該套筒135可以具有成角度的表面外表面135a以增加閥體119內(nèi)的間隙和/或增加壓強調(diào)節(jié)器114的裝配性。
[0033]隔膜133連接到該自對準閥塞128和套筒135上。該隔膜133將通道121和殼體119內(nèi)的容納加載彈簧125的空腔137分開。隔膜133響應于通道121和空腔137之間的
壓強差。
[0034]保持器139可操作地連接到閥桿127上并將該自對準閥塞128保持在套筒135中。該保持器139包括緊固件139a，在這種實施例中諸如螺栓，其可操作地連接到閥桿127的一部分上，這將在下面更詳細地予以描述。一個或多個平衡通道或者溝道141將通道121與位于自對準閥塞128和空腔137之間的腔室143流體地連接。例如，作用在該自對準閥塞128上的流體力被運動通過平衡溝道141并上升到腔室43的流體平衡。
[0035]如圖4所示，自對準閥塞128的縱向軸線D平行于閥座122的縱向軸線C布置，并且在自對準閥塞128的閥盤131和閥座之間存在完全的密封接合。
[0036]現(xiàn)在參見圖5，其示出了圖4的平衡閥塞組件160的放大部分。設計該平衡閥塞組件160的自對準閥塞128以使得它是自對準的或者能夠自動地調(diào)節(jié)或者移動從而在自對準閥塞128的閥盤131和閥座122之間實現(xiàn)對準和密封接合。在調(diào)節(jié)閥114的操作過程中，該自對準閥塞128例如減小了閥盤131的凹進。作為結(jié)果，在調(diào)節(jié)器100的長期使用過程中，例如所需要的用以達到希望的出口壓強(lockup)的力保持恒定并且提高了調(diào)節(jié)器性能。
[0037]為了這樣做，通常，該自對準閥塞128被如此配置以使得其通過保持器139可操作地連接到閥桿127上以使閥桿127的球部127a布置在保持器139的凹部內(nèi)，在閥桿127和保持器139之間基本上形成球形接頭。在閥的操作期間，該自對準閥塞128和部分地布置于其內(nèi)的保持器139能夠繞閥桿127的球部127a旋轉(zhuǎn)從而在自對準閥塞128的閥盤131和閥座122之間實現(xiàn)適當?shù)膶屎兔芊饨雍稀Q言之，當自對準閥塞128的閥盤131接觸閥座122的一部分時，該自對準閥塞128和保持器139繞著閥桿127的球部127a旋轉(zhuǎn)從而到達平行于閥座122 (圖4)的縱向軸線C的位置并且出現(xiàn)與閥座122的對準和密封接合。
[0038]具體地，保持器139包括具有從其徑向地延伸的法蘭155的圓筒形部分153，以使得圓筒形部分153和法蘭155在一個實施例中可以形成保持螺帽。保持器139的圓筒形部分153布置在自對準閥塞128的孔154內(nèi)。法蘭155包括鄰接于隔膜殼體156的上肩部表面155a。法蘭155還包括鄰接于隔膜133的一部分的下肩部表面155b,該隔膜133的一部分布置在自對準閥塞128的上肩部表面128a和法蘭的下肩部表面155b之間。保持器基部151布置在與該圓筒形部分153所布置在其中的端部相對的孔的端部中。該保持器基部151有助于將自對準閥塞128保持在喉部123中并例如防止自對準閥塞128在套筒135外側(cè)的不希望的軸向位移。具有中心孔的緊固件139a將保持器基部151連接到保持器139的圓筒形本體153上，在閥114的操作過程中該中心孔用于接收入口壓強。該圓筒形本體153包括頂部表面157，并且該法蘭155包括內(nèi)側(cè)壁159，以使得在圓筒形本體153的頂部表面157和法蘭155的內(nèi)側(cè)壁159之間形成凹部161。
[0039]如圖5進一步地所示，該閥桿127包括球部127a，該球部127a適配于形成在圓筒形本體153的頂部表面157和法蘭155的內(nèi)側(cè)壁159之間的凹部161內(nèi)。事實上，在閥桿127的球部127a和凹部161之間形成球接頭連接，其實質(zhì)上形成容納座用以容納球部127a。更具體地，該球部127a與圓筒形本體155的頂部表面157的至少一個邊緣接觸并且可操作地固定到保持器139，這允許一旦接觸閥座122的一部分時自對準閥塞128和保持器139繞著球部127a旋轉(zhuǎn)或者繞著閥桿127的縱向軸線B旋轉(zhuǎn)。該自對準閥塞128和部分地布置在其內(nèi)的保持器139將旋轉(zhuǎn)直到它們到達與閥座122的縱向軸線C平行的位置，這可以實現(xiàn)對準和密封接合，同時，減少了到閥盤131的凹進。換言之，閥桿127的球部127a允許當閥盤131接觸閥座122的一部分時保持器139和自對準閥塞128自動地自對準或者自調(diào)節(jié)或者移動和/或旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)直到在整個閥盤131和閥座122之間實現(xiàn)對準和密封接合。因此，自對準閥塞128的這種移動使所需的用以實現(xiàn)封鎖的力減小并產(chǎn)生更有效率的調(diào)節(jié)器114。
[0040]更具體地，一旦閥桿127和球部127a的初始運動朝著閥座122沿著閥桿127的縱向軸線B在軸向方向上時，該閥盤131通常僅僅接觸閥座122的一部分。換言之，當自對準閥塞128接近閥座122時，自對準閥塞128的縱向軸線D可以并不平行于閥座122的縱向軸線C，結(jié)果僅僅閥座122的一部分初始地接觸閥盤131。由自對準閥塞128的閥盤131提供到閥座122的僅一部分上的初始力使自對準閥塞128和連接到那里的保持器139調(diào)節(jié)或者繞著閥桿127的一個或多個縱向軸線B旋轉(zhuǎn)和/或繞著垂直于閥桿127的縱向軸線B的軸線R旋轉(zhuǎn)。在圖5中，軸線R可以指閥桿127的偏轉(zhuǎn)軸線。盡管在圖5中，偏轉(zhuǎn)軸線R直接地延伸到紙內(nèi)，然而該偏轉(zhuǎn)軸線事實上限定為垂直于閥桿127的縱向軸線B延伸的任何軸線。自對準閥塞128和保持器139的這種轉(zhuǎn)動發(fā)生直到在自對準閥塞128的閥盤131和閥座122之間實現(xiàn)對準和密封接合。
[0041]以另一種方式來說，并且如圖6所示，當閥盤131接觸閥座122的僅一部分時，例如，右側(cè)部分，該自對準閥塞128和保持器139繞著偏轉(zhuǎn)軸線R順時針方向旋轉(zhuǎn)以使得自對準閥塞128的閥盤131的左側(cè)朝著閥座122的左側(cè)移動直到與閥座122完全的對準和密封接合發(fā)生時。以同樣的方式，當閥盤131接觸閥座122的僅另一部分時，例如，左側(cè)部分，該自對準閥塞128和保持器139繞著偏轉(zhuǎn)軸線逆時針方向旋轉(zhuǎn)以使得自對準閥塞127的閥盤131的右側(cè)朝著閥座122的右側(cè)移動直到與閥座122發(fā)生完全的對準和密封接合。在兩種實施例中，在閥盤131接觸閥座122的僅一部分后，自對準閥塞128的縱向軸線D從第一位置移動到第二位置，其中，該第一位置與閥座122的縱向軸線C并不平行或者與閥座122的縱向軸線C布置成角度α，該第二位置與閥座122的縱向軸線C平行或者與閥座122的縱向軸線C對準。這種自動移動或者旋轉(zhuǎn)減小了到閥盤131的凹進的量以及所需的用以實現(xiàn)封鎖的力。
[0042]圖6還示出了例如在圓筒形本體153的法蘭155和自對準閥塞128之間形成的間隙162。如圖6進一步地所示，偏置件164可以布置在該間隙中用于輔助自對準閥塞128和保持器139繞著閥桿127的球部127a回轉(zhuǎn)地運動。盡管圖6的偏置件164例如可以包括一個或多個O形環(huán)，然而，本領域普通技術人員可以理解除了 O形環(huán)或者成對的O形環(huán)以外的各種其他的偏置件諸如波形彈簧、壓縮的盤簧、或者例如其他的偏置機構(gòu)可以選擇性地被使用從而總體上實現(xiàn)一個O形環(huán)(或多個O形環(huán))和偏置件164同樣的功能。
[0043]本發(fā)明的自對準閥塞128被描述為具有部分地布置在其內(nèi)并且可操作地將自對準閥塞128連接到具有球部127a的閥桿127上的保持器139，盡管這里并非明確地描述，然而該閥桿127可以選擇性地包括柔性部分，一旦與閥座的一部分接觸，則該柔性部分同樣地允許閥塞和保持器繞柔性部分(或者該閥桿的縱向軸線)同時旋轉(zhuǎn)。如上所述，本專利所包括的范圍并不限于僅具有球部的閥桿，而是還包括實現(xiàn)同樣功能的球部的其他變化。
[0044]根據(jù)前述內(nèi)容，應當理解本發(fā)明提供了當與調(diào)節(jié)閥114的閥座122的一部分接近和或者一旦與調(diào)節(jié)閥114的閥座122的一部分初始接觸時用于使自對準閥塞128能夠自調(diào)節(jié)的有利裝置。這有利地抵消和/或防止封鎖壓強的增加，因此在調(diào)節(jié)器工作時使效率和精確度增加。然而，這里所述的調(diào)節(jié)閥114只是包括本發(fā)明原理的流體控制裝置的一種實施例。包括其他調(diào)節(jié)器和控制閥的其他流體控制裝置也可以受益于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和/或優(yōu)點。更普遍地，盡管某些示例性的裝置和方法在此已經(jīng)描述，然而本專利所包括的范圍并不限于此。相反地，本專利包括所有無論在字義上還是在均等論下完全落入所附的權利要求的范圍內(nèi)的方法、裝置和制造物品。
【權利要求】
1.一種平衡壓強調(diào)節(jié)器，包括: 閥本體，其具有由流體通道連接的流體入口和流體出口 ； 閥座，其布置在所述流體通道內(nèi)； 自對準閥塞，其至少部分地布置在所述流體通道內(nèi)，所述自對準閥塞包括孔并與所述閥座相互作用以選擇性地開啟或關閉所述流體通道； 保持器，其部分地布置在所述自對準閥塞的所述孔內(nèi)并且將所述自對準閥塞可操作地連接到具有球部的閥桿上，所述保持器具有用于容納所述閥桿的球部的凹部；以及 平衡通道，其將所述流體通道與腔室流體地連接； 其中，所述自對準閥塞繞所述閥桿的球部自動地旋轉(zhuǎn)以在所述自對準閥塞的閥盤和所述閥座之間實現(xiàn)對準和密封接合。
2.根據(jù)權利要求1所述的平衡壓強調(diào)節(jié)器，其中，部分地布置在所述自對準閥塞內(nèi)的所述保持器繞著所述閥桿的所述球部旋轉(zhuǎn)以在所述自對準閥塞的閥盤和所述閥座之間實現(xiàn)對準和密封接合，從而減小實現(xiàn)封鎖所需的力。
3.根據(jù)權利要求1所述的平衡壓強調(diào)節(jié)器，其中，所述自對準閥塞包括適于容納所述閥盤的周向凹部。
4.根據(jù)權利要求1所述的平衡壓強調(diào)節(jié)器，其中，所述自對準閥塞以相對于與所述閥桿的縱向軸線垂直的軸 線的順時針或逆時針方向中的一個方向旋轉(zhuǎn)并且在沿著所述閥桿的縱向軸線的長度的軸向方向上移動直到在所述閥盤和所述閥座之間實現(xiàn)對準和密封接口 ο
5.根據(jù)權利要求1所述的平衡壓強調(diào)節(jié)器，其中，一旦與所述閥座的一部分接觸，所述自對準閥塞從第一位置自動地移動到第二位置，在所述第一位置處，所述自對準閥塞的縱向軸線與所述閥座的縱向軸線并不平行或者與所述閥座的縱向軸線成角度布置，在所述第二位置處，所述自對準閥塞的縱向軸線與所述閥座的縱向軸線平行或者對準。
6.根據(jù)權利要求1所述的平衡壓強調(diào)節(jié)器，其中，所述自對準閥塞以相對所述閥桿的縱向軸線的順時針或逆時針方向中的一個方向旋轉(zhuǎn)并且在沿著所述閥桿的縱向軸線的長度的軸線方向上移動直到在所述閥盤和所述閥座之間實現(xiàn)對準和密封接合。
7.根據(jù)權利要求1所述的平衡壓強調(diào)節(jié)器，其中，所述保持器包括基部和通過緊固件連接到所述基部的圓筒形本體，并且所述圓筒形本體包括從與所述基部相對布置的所述圓筒形本體的端部徑向延伸的法蘭。
8.根據(jù)權利要求7所述的平衡壓強調(diào)節(jié)器，其中，所述圓筒形本體包括頂部表面并且所述法蘭包括內(nèi)側(cè)壁，所述圓筒形本體的頂部表面和所述內(nèi)側(cè)壁形成適于容納所述閥桿的球部的所述凹部從而將所述閥桿與所述自對準閥塞可操作地連接。
9.根據(jù)權利要求8所述的平衡壓強調(diào)節(jié)器，其中，在所述閥桿的球部和所述凹部之間形成球形接頭連接，所述凹部形成容納座以容納所述閥桿的球部。
10.根據(jù)權利要求9所述的平衡壓強調(diào)節(jié)器，其中，所述閥桿的球部與所述保持器的圓筒形本體的頂部表面的至少一個邊緣接觸以形成所述球形接頭連接，從而允許所述自對準閥塞的縱向軸線與所述閥座的縱向軸線對準。
11.一種用于平衡壓強調(diào)節(jié)器的平衡閥塞組件，所述平衡閥塞組件包括: 套筒；自對準閥塞，其布置在所述套筒內(nèi)，所述自對準閥塞包括平衡溝道和孔；以及 保持器，其部分地布置在所述自對準閥塞的所述孔內(nèi)并且用于將所述自對準閥塞可操作地連接到具有球部的閥桿上，所述保持器具有用于容納所述閥桿的所述球部的凹部； 其中，當所述自對準閥塞的閥盤與所述閥座的一部分接觸時，所述自對準閥塞和布置于其內(nèi)的保持器繞著與所述閥桿的縱向軸線相垂直軸線或所述閥桿的縱向軸線中的一個或多個自動地旋轉(zhuǎn)直到在所述閥盤和所述閥座之間發(fā)生對準和密封接合。
12.根據(jù)權利要求11所述的平衡閥塞組件，其中，所述自對準閥塞以相對于所述閥桿的縱向軸線或者與所述閥桿的縱向軸線相垂直的軸線中的一個或多個的順時針或逆時針方向中的一個方向旋轉(zhuǎn)直到在所述自對準閥塞的閥盤和所述閥座之間發(fā)生對準和密封接合。
13.根據(jù)權利要求11所述的平衡閥塞組件，其中，一旦與所述閥座的一部分接觸，所述自對準閥塞的所述閥盤從第一位置自動地移動到第二位置，所述第一位置與所述閥座的縱向軸線不平行，所述第二位置與所述閥座的縱向軸線平行并且在所述閥座和所述自對準閥塞的閥盤之間發(fā)生對準和密封接合。
14.根據(jù)權利要求11所述的平衡閥塞組件，其中，所述自對準閥塞以相對于所述閥桿的縱向軸線的順時針或逆時針方向中的一個方向旋轉(zhuǎn)并且在沿著所述閥桿的縱向軸線的長度的軸向方向上移動直到在所述自對準閥塞的閥盤和所述閥座圈之間實現(xiàn)對準和密封接合。
15.根據(jù)權利要求11所述的平衡閥塞組件，其中，所述保持器包括基部和通過緊固件連接到所述基部的圓筒形本體，并且所述圓筒形本體包括從與所述基部相對布置的圓筒形本體的端部徑向延伸的法蘭。
16.根據(jù)權利要求15所述的平衡閥塞組件，其中，所述圓筒形本體包括頂部表面并且所述法蘭包括內(nèi)側(cè)壁，所述圓筒形本體的所述頂部表面和所述內(nèi)側(cè)壁形成適于容納所述閥桿的所述球部的凹部以將所述閥桿與所述自對準閥塞可操作地連接。
17.根據(jù)權利要求16所述的平衡閥塞組件，其中，在所述閥桿的所述球部和所述凹部之間形成球形接頭連接，所述凹部形成容納座以容納所述閥桿的所述球部。
18.根據(jù)權利要求17所述的平衡閥塞組件，其中，所述閥桿的所述球部與所述保持器的所述圓筒形本體的所述頂部表面的至少一個邊緣接觸以形成所述球形接頭連接，從而允許所述自對準閥塞的縱向軸線與所述閥座的縱向軸線對準。
19.根據(jù)權利要求11所述的平衡閥塞組件，其中，所述自對準閥塞包括適于容納閥盤的周向凹部。
20.根據(jù)權利要求15所述的平衡閥塞組件，其中，所述保持器的所述圓筒形本體的所述法蘭和所述自對準閥塞之間布置有間隙，并且偏置件布置在所述間隙內(nèi)。
21.一種自動調(diào)節(jié)與流體調(diào)節(jié)裝置一起使用的閥塞的方法，所述流體調(diào)節(jié)裝置包括入口、出口以及布置在所述入口和所述出口之間的閥座，所述閥塞適于相對于所述閥座位移，由此控制布置在調(diào)節(jié)閥內(nèi)的所述入口和所述出口之間的流體流動，所述方法包括: 將保持器部分地布置在閥塞的孔內(nèi)； 將所述閥塞通過所述保持器連接到具有柔性部分的閥桿上，所述保持器具有用于容納所述閥桿的所述柔性部分的凹部；以及繞著所述閥桿的所述柔性部分自動地調(diào)節(jié)所述閥塞以在所述自對準閥塞的閥盤和所述閥座之間實現(xiàn)對準和密封接合。
22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中，自動調(diào)節(jié)所述閥塞包括繞著所述閥桿的所述柔性部分旋轉(zhuǎn)所述保持器以在所述閥塞的閥盤和閥座之間實現(xiàn)對準和密封接合，從而減少實現(xiàn)封鎖所需的力。
23.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中，自動調(diào)節(jié)所述閥塞包括以相對于與所述閥桿的縱向軸線相垂直的軸線的順時針或逆時針方向中的一個方向旋轉(zhuǎn)所述閥塞并且在沿著所述閥桿的縱向軸線的長度的軸向方向上移動所述閥塞直到在所述閥塞的所述閥盤和所述閥座之間實現(xiàn)對準和密封接合。
24.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中，自動調(diào)節(jié)所述閥塞包括一旦與所述閥座的一部分接觸，從第一位置自動地移動所述閥塞到第二位置，在所述第一位置處，所述閥塞的縱向軸線與所述閥座的縱向軸線不平行或者與所述閥座的縱向軸線成角度布置，在所述第二位置處，所述閥塞的縱向軸線與所述閥座的縱向軸線平行或?qū)省?br> 25.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中，自動調(diào)節(jié)所述閥塞包括以相對于所述閥桿的縱向軸線的順時針或逆時針方向中的一個方向旋轉(zhuǎn)所述閥塞并且在沿著所述閥桿的縱向軸線的長度的軸向方向上移動所述閥塞直到在所述閥塞的閥盤和所述閥座之間實現(xiàn)對準和密封接合。
26.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中，將保持器部分地布置在所述閥塞的所述孔內(nèi)包括將圓筒形本體部分地布置在所述閥塞的所述孔的端部內(nèi)，所述圓筒形本體具有從其處徑向延伸的法蘭，并且將保持器基部布置在與所述圓筒形本體部分地布置在的端部相對的所述孔的另一端部內(nèi)。
27.根據(jù)權利要求26所述的方法，其中，將所述保持器部分地布置在所述閥塞的所述孔內(nèi)還包括通過緊固件將所述保持器基部連接到所述圓筒形本體。`
28.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中，所述閥桿的所述柔性部分為球部。
29.根據(jù)權利要求28所述的方法，還包括在所述閥桿的所述球部和所述保持器的凹部之間形成球形接頭連接，所述凹部形成容納座以容納所述閥桿的所述球部。
30.根據(jù)權利要求28所述的方法，還包括一旦與所述閥座的一部分接觸，繞著所述閥桿的所述球部或者繞著所述閥桿的縱向軸線同時旋轉(zhuǎn)所述閥塞和所述保持器。
【文檔編號】F16K17/22GK103711964SQ201210388194
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年9月28日 優(yōu)先權日:2012年9月28日
【發(fā)明者】J·S·梅維宇斯, 范國磊, 周彪 申請人:艾默生過程管理調(diào)節(jié)技術公司