流动控制系统和具有关闭辅助的控制阀技术方案

一种控制阀，控制阀包括具有中空部的活塞壳体。该中空部具有第一端、敞开端、内部的第一室以及内部的第二室，并且流体口构造成允许流体排出第二室。第一室更靠近第一端，并且第二室更靠近敞开端。活塞位于壳体内并且适于往复运动。活塞包括第一密封接合部和第二密封接合部。第一密封接合部具有小于第二密封接合部的直径的直径。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2013年8月2日提交的题目为“流动控制系统和具有关闭辅助的控制阀(A Flow Control System and Control Valve Having Closure Assistance)”的美国临时专利申请No.61/861,771的优先权。本申请还要求于2014年5月19日提交的并且题目也为“流动控制系统和具有关闭辅助的控制阀(A Flow Control System and Control Valve Having Closure Assistance)”美国临时专利申请No.62/000,079的优先权。上述两个临时专利申请的全部内容通过参引并入本文。
本公开内容总体上涉及流体的流动控制。更特别地，涉及用于高压流体的流动控制的设备和系统。还更特别地，本公开内容涉及控制阀并且该控制阀允许高压流体仅沿一个方向流动。
技术介绍
控制阀用于工业过程中来调节源点和终点(例如，管、管件或容器)之间的流体的流动。某些控制阀设计成使得在特定过程情况下使阀关闭，禁止流体从源点和终点流动，而其他过程情况下使阀打开。通常控制阀包括：本体、活塞、本体与活塞之间的密封件、以及偏置弹簧，偏置弹簧接合本体、活塞和密封件，即将关闭力施加在活塞上。这些控制阀由弹簧致动并且由在源点和终点中的变化的流体压力致动。阀的各种表面的加工公差的限制可能对其性能形成产生不利的影响。在一些环境中，具有宽松的加工公差的阀在其应当关闭时打开，导致不期望的回流至源点管线中。当例如终点管线压力波动并且终点管线压力变得大于源点管线压力，并且在阀活塞上施加大于弹簧的关闭力的力时，这种不期望的回流情况可能发生于具有欠佳的加工公差的阀。更耐用、较不易受加工公差、变化和压力波动影响的方法或阀设计在工业应用中会是有利的。
技术实现思路
本文中所公开的是一种控制阀，其包括活塞壳体和适于在活塞壳体中往复运动的活塞。该壳体包括：中空部，中空部具有第一端、第二及敞开端、内部的第一室以及内部的第二室；和通向第二室的流体口。第一室与第一端邻近，并且第二室与敞开端邻近。活塞包括第一密封接合部和第二密封接合部，第一密封接合部具有小于第二密封接合部的直径的直径。在实施方式中，该控制阀还包括：第一环形密封件，第一环形密封件密封地接合第一密封接合部，并且构造成防止流体在第一室的至少一部分与第二室的至少一部分之间流动；第二环形密封件，第二环形密封件与第一环形密封件轴向地间隔开，并且构造成密封地接合第二室和活塞的第二密封接合部；以及流体区，流体区定位在第一环形密封件与第二环形密封件之间并与第二室和流体口流体连通。在实施方式中，该活塞包括：第一组表面区域，第一组表面区域基本上面向活塞壳体第一端，并且具有总轴向投影表面积；第二组表面区域，第二组表面区域基本上面向活塞壳体的敞开端，并且具有总轴向投影表面积；其中，第一组表面区域的总轴向投影表面积超过第二组表面区域的总轴向投影表面积。活塞可以在关闭构型与打开构型之间往复运动，在关闭构型中，防止了活塞壳体的敞开端与第二室之间的流体连通，在打开构型中，允许敞开端与第二室之间的流体连通。该阀可以构造成使得当阀处于关闭构型时，第一组表面区域和第二组表面区域设置在第二室内。另外公开的是一种流动控制系统，其具有流动控制阀，流动控制阀包括活塞壳体和适于在活塞壳体中往复运动的活塞。该壳体包括：头部和中空的延伸部，该延伸部具有敞开端、内部的第一室、内部的第二室以及流体口，流体口构造成允许流体排出第二室。第一室与头部相邻并且具有小于第二室的直径的直径。第二室与敞开端相邻。活塞包括第一密封接合部和第二密封接合部，第一密封接合部具有小于第二密封接合部的直径的直径。在实施方式中，系统包括：控制阀，其具有与壳体的头部相邻的控制口；供给管；排放管；与供给管流体连通的第一系统口；与排放管流体连通的第二系统口；节流阀，其具有与第一系统口流体连通的入口和与控制阀的控制口流体连通的出口。该系统包括引导阀，引导阀具有：第一引导口，第一引导口与控制阀的控制口和节流阀出口流体连通；和第二引导口，第二引导口与第二系统口流体连通。控制阀设置在供给管与排放管之间。节流阀和引导阀中的一者或两者可以是可调节的。在实施方式中，流动控制系统包括控制阀，控制阀具有：偏置构件，偏置构件设置在活塞与壳体之间以使活塞偏置离开壳体的头部；第一环形密封件，第一环形密封件设置在第一室内并且构造成密封地接合第一室和活塞的第一密封接合部；第二环形密封件，第二环形密封件与第一环形密封件轴向地间隔开并且设置在第二室内，第二环形密封件构造成密封地接合第二室和活塞的第二密封接合部；以及流体区，流体区在第一环形密封件与第二环形密封件之间延伸并且与流体口流体连通。活塞还可以包括：第一组表面区域，第一组表面区域基本上面向头部并且具有总轴向投影表面积；第二组表面区域，第二组表面区域基本上面向活塞壳体的敞开端并且具有总轴向投影表面积；其中，第一组表面区域的总轴向投影表面积超过第二组表面区域的总轴向投影表面积。在实施方式中，第一组表面区域的总轴向投影表面积不大于所述第二组表面区域的总轴向投影表面积的105％。另外公开的是一种控制阀，其包括活塞壳体和适于在活塞壳体中往复运动的活塞。该壳体包括中空部、具有敞开端的侧壁、延伸通过侧壁的多个流体口、以及多个门，每个门均构造成选择性地密封所述流体口中的一个流体口。附图说明现在将参照附图对公开的实施方式进行详细地描述，在附图中:图1为根据本文描述的原理的流动控制系统的示意性局部截面图；图2为根据本文描述的原理的以关闭构型示出的图1的流动控制系统的控制阀的局部截面侧视图；图3为根据本文描述的原理的图2中的活塞壳体的截面侧视图；图4为根据本文描述的原理的图2中的活塞的侧视图；图5为图2的控制阀的截面近视图，示出了根据本文描述的原理的活塞与活塞壳体之间的第一密封件；图6为图2的控制阀的截面近视图，示出了根据本文描述的原理的活塞与活塞壳体之间的第二密封件；图7为再次处于关闭构型的图2的控制阀的局部截面侧视图，并且也示出了根据本文描述的原理涉及可能流动情况的多种轴向力分布的示意；图8为根据本文描述的原理的处于打开构型的图2的控制阀的局部截面侧视图；图9为根据本文描述的原理的用于图2的控制阀的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制阀，其特征在于，包括：活塞壳体，所述活塞壳体包括：中空部，所述中空部具有第一端、敞开端、内部的第一室以及内部的第二室；和流体口，所述流体口构造成允许流体排出所述第二室，其中，所述第一室与所述第一端邻近，并且所述第二室与所述敞开端邻近；活塞，所述活塞设置在所述壳体内并且适于往返运动，所述活塞包括第一密封接合部和第二密封接合部，所述第一密封接合部具有小于所述第二密封接合部的直径的直径。

【技术特征摘要】
2013.08.02 US 61/861,771;2014.05.19 US 62/000,0791.一种控制阀，其特征在于，包括：
活塞壳体，所述活塞壳体包括：中空部，所述中空部具有第一端、敞开端、内部的第一室以及内部的第二室；和流体口，所述流体口构造成允许流体排出所述第二室，其中，所述第一室与所述第一端邻近，并且所述第二室与所述敞开端邻近；
活塞，所述活塞设置在所述壳体内并且适于往返运动，所述活塞包括第一密封接合部和第二密封接合部，所述第一密封接合部具有小于所述第二密封接合部的直径的直径。
2.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，还包括：
第一环形密封件，所述第一环形密封件密封地接合所述活塞的所述第一密封接合部，并且构造成防止流体在所述第一室的至少一部分与所述第二室的至少一部分之间流动；
第二环形密封件，所述第二环形密封件与所述第一环形密封件轴向地间隔开，并且构造成密封地接合所述第二室和所述活塞的所述第二密封接合部；
其中，在所述第一环形密封件与所述第二环形密封件之间设置有流体区并且所述流体区与所述第二室和所述流体口流体连通。
3.根据权利要求2所述的控制阀，其特征在于，所述活塞还包括：
第一组表面区域，所述第一组表面区域基本上面向所述活塞壳体第一端并且具有总轴向投影表面积；
第二组表面区域，所述第二组表面区域基本上面向所述活塞壳体的所述敞开端并且具有总轴向投影表面积；
其中，所述第一组表面区域的所述总轴向投影表面积超过所述第二组表面区域的所述总轴向投影表面积。
4.根据权利要求3所述的控制阀，其特征在于，当所述阀处于关闭构型时，所述第二环形密封件密封地接合所述第二室和所述活塞的所述第二密封接合部；
其中，当所述阀处于关闭构型时，所述第一组表面区域和所述第二组表面区域设置在所述流体区中。
5.根据权利要求4所述的控制阀，其特征在于，所述第二组表面区域包括仅一个表面区域。
6.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，还包括：
具有控制口的头部，所述头部设置在所述活塞壳体第一端处；
居间壳体构件，所述居间壳体构件在所述活塞壳体中设置成与所述活塞壳体第一端和所述头部相邻；
其中，所述活塞还包括第三密封接合部，所述第三密封接合部联接至所述第一密封接合部并且设置在所述居间壳体构件中；
其中，所述第三密封接合部与所述控制口流体连通，并且与所述第二室隔离流体连通。
7.根据权利要求6所述的控制阀，其特征在于，所述第三密封接合部的直径大于所述第二密封接合部的直径。
8.根据权利要求1所述的控制阀，其特征在于，还包括：
第一组表面区域，所述第一组表面区域基本上面向所述活塞壳体第一端并且具有第一总轴向投影表面积；
第二组表面区域，所述第二组表面区域基本上面向所述活塞壳体的所述敞开端并且具有第二总轴向投影表面积；
其中，所述第一总轴向投影表面积超过所述第二总轴向投影表面积；
其中，所述活塞适于在关闭构型和打开构型之间往复运动，在所述关闭构型中，防止了在所述活塞壳体的所述敞开端与所述第二室之间的流体连通，在所述打开构型中，允许在所述敞开端与所述第二室之间的流体连通；
其中，当所述阀处于所述关闭构型时，所述第一组表面区域和所述第二组表面区域设置在所述第二室中。
9.一种流动控制系统，其特征在于，包括：
流动控制阀，所述流动控制阀包括：
活塞壳体，所述活塞壳体包括：头部；联接至所述头部的中空的延伸部，所述延伸部具有敞开端、内部的第一室、内部的第二室；以及流体口，所述流体口构造成允许流体排出所述第二室，其中，所述第一室与所述头部相邻并且具有小于所述第二室的直径的直径，并且，所述第二室与所述敞开端相邻；
活塞，所述活塞设置在所述壳体内并且适于往复运动，所述活塞包括第一密封接合部和第二密封接合部，所述第一密封接合部具有小于第二密封接合部的直径的直径。
10.根据权利要求9所述的流动控制系统，其特征在于，所述控制阀还包括：
偏置构件，所述偏置构件设置在所述活塞与所述活塞壳体之间，并且构造成使所述活塞沿着离开所述壳体的所述头部的方向偏置；
第一环形密封件，所述第一环形密封件设置在所述第一室内，并且构造成密封地接合所述第一室和所述活塞的所述第一密封接合部；
第二环形密封件，所述第二环形密封件与所述第一环形密封件轴向地间隔开并且设置在所述第二室内，所述第二环形密封件构造成...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·亨利·洛加，大卫·J·塞勒，贾斯廷·布兰克·克劳奇，劳尔·H·阿尔马桑，迈克尔·理查德·阿迪布·察尔，
申请(专利权)人：丹尼尔测量和控制公司，
类型：新型
国别省市：美国;US