调节阀和用于调节阀的平衡阀内件制造技术

公开了调节阀以及用于调节阀的平衡阀内件。平衡阀内件包括：阀座，阀座限定流通孔口，流通孔口用于流体流动通过阀体；以及流动控制构件，流动控制构件用于控制流体通过流通孔口的流动，流动控制构件包括：套筒，套筒用于操作地连接到致动器，以便朝向以及远离阀座移动，套筒具有沿着套筒在第一端与第二端之间延伸的内部空间；以及阀盘组件，阀盘组件设置在第二端处，并且被布置为接合阀座，其中，阀盘组件包括用于提供与内部空间的流体连通的通路；其中，在内部空间的第一端处限定第一有效压力区，并且在内部空间的第二端处限定第二有效压力区，并且第二有效压力区与第一有效压力区相对。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及调节阀、平衡阀内件、以及使用平衡阀内件来改变调节阀的方法，其中在某些实例中，可以在过容量操作情形下提供改善的操作特性。
技术介绍
调节阀(也被称为压力调节器)用于各种工业和住宅应用中以便控制流体的下游压力。例如，在化学处理工厂或炼油厂中，调节阀用于对流动的流体进行操纵以补偿需求的增加和减小或者其它负载波动，并因此保持对流体压力的调节。类似地，调节阀可以用于卫生洁具中以保持预先确定的流体压力(其针对需求的变化自动调节)，例如淋浴头或水龙头中的防烫阀。通过控制下游压力，调节阀对下游需求的变化进行补偿。例如，随着下游需求增加，常规的调节阀打开以允许更多的流体流动通过该调节阀，从而保持相对恒定的下游压力。相反，随着下游需求减小，常规的调节阀关闭以减少流动通过该调节阀的流体的量，从而再次保持相对恒定的下游压力。常规的调节阀可以分类为平衡的或非平衡的。常规的非平衡调节阀在阀塞的一侧(即，入口或上游侧)上具有高压入口流体，并且在阀塞的另一侧(即，出口或下游侧)上具有较低压出口流体。在常规的平衡调节阀中，排出上游流体压力的一部分以作用于阀塞的下游部分，以便至少部分地抵消作用于阀塞的上游压力和下游压力。因此，调节阀是“平衡的”，具有作用于阀塞的上游部分和下游部分二者的相同流体压力，或者至少具有阀塞的上游部分与下游部分之间减小的压力差。图1示出了公知的调节阀布置，包括压力调节阀10、导阀12、以及先导供给滤波器调节器14。导阀12和先导供给滤波器调节器14与出口流体流和压力调节阀10操作地连接，以便以本领域中理解的方式在出口流体流中提供期望的流体压力。在该布置中，如后文中大体上描述的，调节阀10包括平衡阀内件组件。图2示出了调节阀10的详细的示例性布置。调节阀10包括阀体16、连接到阀体的致动器18、以及平衡阀内件组件20。致动器18控制平衡阀内件组件20在阀体16内的位置，以便调节通过阀体的流体的流动。响应于离开调节阀10的下游流体压力，致动器18在完全打开状态与完全关闭状态之间移动流动控制构件32，在完全打开状态中，可能的最大量的流体通过调节阀10，在完全关闭状态中，没有流体通过调节阀10。阀体16限定了延伸通过孔口或阀喉部26并且从入口22延伸到出口24的流体流动路径。此外，阀帽25操作地将致动器18耦合到阀体16。阀内件组件20包括座环28、阀笼30、以及流动控制构件32。座环28被设置在阀喉部26处并且适于形成阀座。阀笼34例如通过减少气蚀、改善层流、和/或提供噪声控制来影响在阀内件组件20的下游侧的流体的流动。流动控制构件32被布置为在打开位置(其中阀盘组件与座环28间隔开)和关闭位置(其中阀盘组件34抵靠座环28而密封)之间移动，以便控制通过阀喉部26的流体的流动。在该布置中，流动控制构件32包括阀盘组件34、套筒适配器36、以及套筒38。阀盘组件34包括密封件，其中当流动控制构件20处于完全关闭位置时，该密封件密封地接合座环28。套筒38形成阀杆，该阀杆操作地将阀盘组件34与致动器18连接。套筒适配器36将阀盘组件34耦合到套筒38。致动器18包括隔膜组件40，该隔膜组件40操作地设置在致动器壳体42内并且操作地耦合到套筒38。致动器18经由导阀12和先导供给滤波器调节器14而操作地与出口流体流耦合，以便促使隔膜组件40响应于阀体16的出口24处的流体压力而在致动器壳体42内向上和/或向下移动。在该布置中，致动器包括弹簧41，该弹簧41推抵隔膜组件40的一侧，而隔膜组件的相对侧暴露于离开调节阀10的下游流体压力。隔膜组件40耦合到套筒38，以使得伴随隔膜组件40的移动，隔膜组件40向上和/或向下移动套筒38。套筒38具有从下端延伸到上端的细长中空管的形式，优选地，具有圆柱形的形状。套筒适配器36被设置并固定于套筒38的下端，并且阀盘组件34固定地耦合到套筒适配器36。在致动器壳体42的顶部中形成的盲孔内滑动地接收套筒38的上端。通过致动器壳体的底部中形成的通孔来滑动地接收套筒38的下端，并且套筒38的下端与阀喉部26对齐。套筒38的下端沿着通孔轴向地滑动，并且套筒38的上端沿着盲孔轴向地滑动。此外，套筒38的外表面抵靠通孔和盲孔中的每一个的内表面密封地接合(例如，利用密封件43)，以便将套筒38的内部与致动器壳体42的内部的其余部分流体地隔离。阀盘组件34和套筒适配器36中的每一个都具有中央和轴向对齐的孔口，这些孔口一起限定通路44，该通路44将阀体16的流体流动路径流体地耦合到套管38的内部。因此，通路44流体地耦合阀盘组件34的上游侧和下游侧，这平衡了阀盘组件34的相对侧上的流体压力，从而提供了平衡的阀内件组件。图3示出了相隔离的套筒38、套筒适配器36、阀盘组件34、以及座环28。如箭头A所示出的，来自入口22的流体通过座环28(并且因此也通过喉部26)并且通过由套筒适配器36和阀盘组件34定义的通路44进入套筒38的内部，从而使阀盘组件34的相对侧上的压力相等。在这种公知的调节阀布置中，优选地，将调节阀10的大小设置为使得在靠近闭合件32的行程距离的中间某处的优选操作范围内满足对整个布置的应用要求，而无需将调节阀10操作为靠近阀内件的任一行程极限，即，流动控制构件32处于或特别接近完全打开状态，或者处于或非常接近完全关闭状态。在某些布置中和/或在某些操作情形下，调节阀10对于期望的操作情形来说可能太大。例如，如果在已经沿着管线安装了调节阀之后改变操作情形，则可能发生这种情况。这会使得流动控制构件32在新的预期的操作情形下可操作为非常接近于阀座28。如果流动控制构件32具有软阀座(例如，软阀盘或阀塞)，则这种情形可能造成对阀座材料的损坏，在某些情况下，这可以根据需要防止调节阀关断。尽管在某些情况下可以通过提供较小的阀来解决这种情形，但是这种解决方案对于其它实际考虑往往是不可行的。调节平衡阀内件组件的有效尺寸以解决具有过大调节阀的这种情形的一种方式是在阀喉部26处安装较小的阀座。然而，这种策略的缺点是，在以较高压力(很显然由于较小的阀座而造成的不平衡)运行的操作情形下不能有效地使用。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：常规的调节阀在以较高压力运行的操作情形下不能有效地使用。根据本公开内容的某些方面，提供了一种用于压力调节阀的平衡阀内件，所述平衡阀内件在比初始开发设计的用于该调节阀的操作情形低的体积流量(volumeflow)操作情形下具有有利的操作特性。在一种布置中，一种用于调节阀的平衡阀内件包括：阀座，所述阀座限定用于流体流动通过阀体的流通孔口；以及流动控制构件，所述流动控制构件用于控制所述流体通过所述流通孔口的流动。所述流动控制构件包括套筒和阀盘组件。所述套筒用于操作地连接到致动器，以便朝向以及远离所述阀座移动。所述套筒具有沿着所述套筒在第一端与第二端之间延伸的内部空间。所述阀盘组件被设置在所述第二端处并且被布置为接合所述阀座。所述阀盘组件包括用于提供与所述内部空间流体连通的通路。在所述内部空间的所述第一端处形成第一有效压力区，并且在所述内部空间的所述第二端处限定第二有效压力区。所述第二有效压力区与所述第一有效压力区相对。根据本公开内容的某些方面，提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调节阀，包括：阀体，所述阀体限定流体流动通道，所述流体流动通道具有设置在入口与出口之间的阀喉部；致动器，所述致动器操作地耦合到所述阀体；以及平衡阀内件，其特征在于，所述平衡阀内件包括：耦合到所述阀体的座环，所述座环限定具有第一截面面积的流通孔口；以及流动控制构件，所述流动控制构件包括套筒，所述套筒操作地连接到所述致动器，以便将阀盘组件朝向以及远离所述座环移动，从而控制流体通过所述流体流动通道的流动，所述套筒包括：设置在所述套筒的第一端与所述套筒的第二端之间的内部空间，所述阀盘组件设置在所述套筒的所述第二端处；被设置为朝向所述套筒的所述第一端并且与所述阀盘组件间隔开以至少部分地限定所述内部空间的内部环形肩部；以及延伸通过所述内部环形肩部的通孔，其中，所述阀盘组件包括用于提供所述流体流动通道与所述内部空间之间的流体连通的通路；以及柱塞，所述柱塞滑动地设置在所述通孔内并且相对于所述阀体固定。

【技术特征摘要】
2015.01.30 US 62/110,377;2016.01.27 US 15/007,8031.一种调节阀，包括：阀体，所述阀体限定流体流动通道，所述流体流动通道具有设置在入口与出口之间的阀喉部；致动器，所述致动器操作地耦合到所述阀体；以及平衡阀内件，其特征在于，所述平衡阀内件包括：耦合到所述阀体的座环，所述座环限定具有第一截面面积的流通孔口；以及流动控制构件，所述流动控制构件包括套筒，所述套筒操作地连接到所述致动器，以便将阀盘组件朝向以及远离所述座环移动，从而控制流体通过所述流体流动通道的流动，所述套筒包括：设置在所述套筒的第一端与所述套筒的第二端之间的内部空间，所述阀盘组件设置在所述套筒的所述第二端处；被设置为朝向所述套筒的所述第一端并且与所述阀盘组件间隔开以至少部分地限定所述内部空间的内部环形肩部；以及延伸通过所述内部环形肩部的通孔，其中，所述阀盘组件包括用于提供所述流体流动通道与所述内部空间之间的流体连通的通路；以及柱塞，所述柱塞滑动地设置在所述通孔内并且相对于所述阀体固定。2.根据权利要求1所述的调节阀，其特征在于，所述通孔的第二截面面积与所述座环的所述流通孔口的所述第一截面面积相匹配。3.根据权利要求2所述的调节阀，其特征在于，所述第二截面面积与所述第一截面面积相同。4.根据权利要求1所述的调节阀，其特征在于，所述内部环形肩部限定第一有效压力区，并且所述阀盘组件限定与所述第一有效压力区相对的第二有效压力区。5.根据权利要求1所述的调节阀，其特征在于，来自所述内部空间内的流体的压力在所述套筒的所述第一端处形成第一有效力并且在所述套筒的所述第二端处形成第二有效力，其中，所述第一有效力抵消所述第二有效力。6.根据权利要求1所述的调节阀，其特征在于，所述内部环形肩部具有从所述套筒的内壁向内凸出的矩形、圆形、或锥形形状中的至少一种形状。7.根据权利要求1所述的调节阀，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·G·罗珀，H·J·麦金尼，D·J·舍夫勒，J·D·珠尼，
申请(专利权)人：艾默生过程管理调节技术公司，
类型：新型
国别省市：美国;US