液位控制閥的製作方法

2024-02-05 15:00:15

專利名稱：液位控制閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種流體閥，該流體閥通過僅在液位低於預設點時打 開來控制存儲於罐或容器中的流體的量。本發明尤其涉及一種閥，每 當液位太低時，該閥就能加滿罐或容器中(比如儲水器中)的液位。
背景技術：
本說明書中引用任何現有出版物(或源於現有出版物的信息)，或 者引用已知的任何事務，不是並且也不應當視為是確認或承認或任何
形式的建議現有出版物(或源於現有出版物的信息)或者已知事務 構成本說明書所涉及領域中公知常識的一部分。
常規的閥通常具有閥座和可移動的閥元件。可移動的閥元件支撐 於閥座上以控制流體流動。致動器直接作用於閥元件上以引起閥元件 的移動。在這種常規的閥中，移動閥元件所需的力可能相當大。
本申請人因此已經設計了對於這種常規閥的一種改進，提供一種
能利用比常規類型閥所需的力顯著更低的力來操作的閥，其基本上克 服了現有技術的缺點。申請人的現有技術閥裝置的細節在申請人的各 個專利/申請中有描述，包括國際申請No. PCT/AU1996/00263，其內 容應當視為通過參考整體地結合於此。
在申請人較早的前述專利申請中，限定了一種閥裝置，其包括控 制腔、使控制腔與入口和出口連通的通路、以及在通路的至少一個內 的流動控制元件。流動控制元件有效地控制通路內的流體流動，從而 控制閥裝置本身的入口和出口之間的流體流動。利用這種布置，與現 有技術相比，僅需要精微的流動和最小的動力/力來控制閥的操作
發明內容
本發明試圖提供一種壓力平衡液控閥，其結合有前述專利/申請所 述的可自動移動的流動控制元件布置。
本發明試圖提供一種根據罐中的流體的量而啟動的閥裝置。
本發明試圖提供一種根據罐中流體的壓力、液位、體積或其它參 數自動地操作的閥裝置。
在一個寬泛的形式中，本發明提供了一種控制供給至罐的流體的
閥裝置，所述閥裝置包括流體入口；用於將流體排出至所述罐的流 體出口；閥座，該閥座限定一開口，流體適於通過該開口從所述入口 流至所述出口；閥元件，該閥元件可相對於所述閥座在打開位置和閉 合位置之間移動；以及操作所述閥裝置的控制部件。所述控制部件包 括控制腔；在所述控制腔和所述入口之間的流體通路；位於所述流 體通路內的流動控制元件；可在打開位置和閉合位置之間移動以將流 體從所述控制腔選擇性地排出至減壓口的減壓閥；以及根據所述罐中 流體的量控制所述減壓閥的操作的減壓閥啟動部件。
優選地，所述減壓閥啟動部件包括至少部分地由可移動壁形成 的減壓腔，所述可移動壁操作地連接至所述減壓閥；以及將所述減壓 腔與所述罐連通的流體路徑，使得所述減壓腔內的壓力適合於與所述 罐內的壓力實質相關；其中，在所述罐中的壓力達到預定閾值壓力時， 所述罐經由所述流體路徑與所述減壓腔連通，引起所述移動壁的移動， 由此操作所述減壓閥，並且從而控制所述控制部件的操作，以操作所 述閥裝置。
還優選地，所述可移動壁是隔膜的形式或具有同樣的柔性。 優選地，經由所述減壓口排出的流體被供給到所述罐中。 還優選地，所述閥元件是隔膜的形式或者由柔性材料形成。 優選地，所述流動控制元件適合在所述通路內移動以提供自我清
潔和流動限制性質。
還優選地，所述通路和/或所述流動控制元件的尺寸和/或形狀被選
擇為控制所述閥裝置的操作的速度/加速度和/或操作閥裝置所需的動
力/力。優選地，所述減壓閥啟動部件響應於所述罐中的流體的壓力、液 位、體積或其它參數。
優選地，所述閥裝置以多部件的形式構造，包括包括所述控制 腔的主體部；以及包括所述減壓閥的減壓部。
還優選地，所述主體部和所述減壓部適合於可選地以可拆卸的方 式螺接、夾持、咬合或以其它方式緊固在一起。
在又一寬泛的形式中，本發明提供了一種閥裝置的主體部，所述 閥裝置包括流體入口；將流體排出至所述罐的流體出口；閥座，該 閥座限定一開口 ，流體適合於通過該開口從所述入口流至所述出口 ； 閥元件，該閥元件相對於所述閥座能夠在打開位置和閉合位置之間移 動；以及用於操作所述閥裝置的控制部件。所述控制部件包括控制 腔；在所述控制腔和所述入口之間的流體通路；位於所述流體通路內 的流動控制元件；能在打開位置和閉合位置之間移動以將流體從所述 控制腔選擇性地排出至減壓口的減壓閥；以及根據所述罐中流體的量 控制所述減壓閥的操作的減壓閥啟動部件；其特徵在於主體部包括所 述控制腔；並且其特徵還在於所述主體部適合於附接至包括所述減壓 閥的減壓部。
優選地，所述主體部包括所述控制腔；所述流體通路；以及所 述流動控制元件.
在又一寬泛的形式中，本發明提供了一種閥裝置的減壓部，閥裝 置包括流體入口；將流體排出至所述罐的流體出口；閥座，該閥座 限定一出口，流體適合於通過該開口從所述入口流至所述出口；閥元 件，該閥元件相對於所述閥座能夠在打開位置和閉合位置之間移動； 以及用於操作所述閥裝置的控制部件。所述控制部件包括控制腔； 在所述控制腔和所述入口之間的流體通路；位於所述流體通路內的流 動控制元件；能在打開位置和閉合位置之間移動以將流體從所述控制 腔選擇性地排出至減壓口的減壓閥；以及根據所述罐中流體的量控制 所述減壓閥的操作的減壓閥啟動部件；其特徵在於減壓部包括所述減 壓岡；並且其特徵還在於所述減壓部適合於附接至包括所述控制腔的主體部。
在又一寬泛的形式中，本發明提供了一種使用如前所述的閥裝置 根據罐中的包括但是不限於流體的液位、體積、壓力中的一個或多個
的參數來控制供給至所述罐的流體的流動的方法。


從下面結合附圖對本發明的優選但是非限制性實施例的詳細描
述，將更加充分地理解本發明，其中
圖1示出根據本發明的閥及其相關部件的示意圖的截面視圖2詳細示出了處於"閉合"位置中的閥裝置；
圖3詳細示出了在"啟動，，時(即在罐中的壓力下降從而引起減壓 腔中的壓力相應下降以打開減壓閥時)的閥；
圖4詳細示出了在圖3中所示的狀態之後的短暫時刻的閥裝置， 其中控制腔中的壓力降低，從而允許閥元件移動至允許流體從入口流 至出口的打開位置，即在閥處於"打開"位置時的閥裝置；
圖5示出根據本發明的閥裝置的替代實施例的截面視圖，其中裝 置以兩個部件的形式構造，也就是，具有"主體"部和"減壓，，部；
圖6示出圖5的實施例的減壓部；
圖7示出圖5的實施例的主體部；以及
圖8示出圖5的實施例的主體部的替代布置。
具體實施例方式
全部附圖中，相同的標記將用來標識同一部件，除非特別另外指出。
在附圖的圖l至4中，示出了本發明的液控閥裝置的第一實施例， 其結合有低動力的啟動機構。圖l示出閥裝置、入口、出口以及與出 口連接的流體容器，圖2詳細示出了處於其"閉合"位置的閥，圖3示 出了在"啟動"之後的閥，並且圖4示出了處於其"打開"位置的閥。
流體入口 101經由通路102與控制腔103連通。通路102形成於
9部分地裝有流動控制元件104的相對較大的管口 105內。管口 105與 流動控制元件104的橫截面積差是通路102的實際橫截面積。"壓力" 控制腔103由閥體107 (其可以是隔膜狀結構的形式)以及閥體109 形成。
通路102的下遊是由管口 111和元件112形成的減壓閥106。減壓 閥113 (其也可以是隔膜的形式)適合密封地將元件112推靠向開口 111。閥體114和減壓閥113限定減壓腔118。開口116和管115使減 壓腔118與罐或容器123內的壓力改變環境117連通。
流體入口 101在閥元件107移動遠離閥座119時與流體出口 120 連通，以獲得"打開，，位置，如圖4中所示。圖3示出中間"啟動，，位置。
減壓口 121經由減壓閥106連通壓力控制腔103。減壓口 121通向 壓力低於入口 101的壓力的環境122。
圖1示出處於其閉合狀態的閥。也就是，環境117的壓力足夠高 以使得減壓隔膜113閉合減壓閥106。腔103中的壓力然後等於入口 101的壓力。經受入口壓力的隔膜107的兩側面的橫截面積之間的差 迫使隔膜107密封靠在閥座119上，以使閥閉合。
如圖3所示，在罐或容器123中的環境117的壓力足夠低以使得 減壓隔膜113打開減壓閥106時，閥打開，並且然後允許流體通過相 對不受限制的減壓閥106和減壓口 121流出壓力腔103。高度受限制 的通路102將進入壓力腔103的流體的流量減少至使其壓力下降至允 許閥元件或隔膜107移動遠離閥座119的水平的程度，從而提供管口 105相對於元件104的移動，並且允許流體從入口 IOI流至出口 120， 如圖3中所示。
流動控制元件104相對於管口 105以形成通路102的所述布置和 自動移動提供了通路102的自我清潔以及優選的流動限制性質，並且 阻止否則會堵塞下遊旁路開口的顆粒的進入。被阻止進入控制腔103 的顆粒利用穿過流體出口 120的相對較大開口的主要流動^皮衝走。
如圖4所示，閥將保持打開，直到引起/允許減壓閥106如前所述 閉合。 一旦閥106閉合，腔103中的壓力上升，從而朝著閥座119推壓隔膜107,從而閉合閥。閥閉合時的速度隨著進入控制腔103的流 體的流量直接改變(但是不必成比例)。也就是，高度受限制的通路 102提供緩慢的關閉速度，因此，流體撞擊受到控制。
每當閥被啟動時，流動控制元件104相對於管口 105的移動也能 提供用於控制關閉速度和打開速度(加速度)的手段。實現這一點的 一種優選方式是通過將通路102的有效流動路徑長度確定為隨著所述 相對移動改變(如圖1所示)，和/或通過在元件104和管口 105的任 一截面或兩個截面上引入變化(例如錐形)。其它方法對於本領域技術 人員將變得明顯。
管口 111的密封表面的橫截面積的尺寸被確定為使得其足夠小， 以便藉助較小的力打開/閉合，並且也足夠大，以使得不會被小得足以 穿過通路102的固體顆粒所堵塞。
優選地，環境117的壓力與罐或容器123中的液位/壓力相關。在 這種情況下，使環境117位於液體罐123中的適當高度處，如圖l所 示，將確定閥關閉處的參數，即液位。
所述布置的自我清潔和過濾性質連同其獲得微小流體流量的可行 性使得能可靠地減少控制流體流動通過的橫截面積。因此，這種類型
力相對更小。
現在，能可靠並且有利地控制響應時間並且減小所需的啟動動力， 不僅不需要龐大的機構(比如杆臂和大浮子)，而且還避免了受限制的 流量容量等問題。實際上，其為使用更簡單的啟動機構並且在沒有流 體撞擊問題的情況下具有更高的流量開闢了道路。
明顯地，本發明的閥裝置因此提供控制供給至罐的流體的閥。也 就是，在罐中流體的壓力、液位或體積下降至低於一定量時，閥能被 啟動，以引起流體流動，從而增加罐中流體的供給，並且在其達到規 定量時，從而自動地關閉閥。
在附圖的圖5至8中，示出了本發明的液控閥的第二實施例，其 結合有低動力的啟動機構，但是在這個實施例中，閥裝置200示出為將以兩個部件的形式構造，其包括主體部201以及減壓部202。雖然 這個兩個部件的構造給其自身提供各種製造優點，使得能達到並且替 代其各個部件，但是本領域技術人員將能理解到這個兩個部件的形式
當然能進一步改變為以多部件的形式構造。
閥裝置200由此示出為主體部201包括控制腔203，而減壓部包括 減壓閥204。主體部201和減壓部202能以各種方式互相連接，包括 但是不限於螺紋配合、夾持、咬合配合或其它方式。所示實施例是螺 紋配合的，並且使用密封環204接合。
在圖7和8中示出的分開部件為主體部201，而在圖6中分開地示 出了減壓部。
在所示實施例中，主體部201包括流體入口 205、流體出口 206、 閥座207以及可相對於閥座207以如前面參照圖1至4描述的相同方 式在打開位置和閉合位置之間移動的閥部件213，所述閥座限定一開 口，流體能通過該開口從入口 205流至出口 206。正如前面的實施例， 閥由包括控制腔203、在控制腔203和入口 205之間的流體通路208、 以及設置於流體通路內的流動控制元件210的控制部件操作。
如圖6中所示，減壓部202包括減壓閥部件211，其可在打開位置 和閉合位置之間移動，以便經由減壓口 212將來自控制腔203的流體 選擇性地排出。減壓閥211根據罐或容器中流體的量而啟動，以控制 減壓閥的操作，正如之前參照圖1至4描述的。
如圖7和8所示，主體部201包括控制腔203、流體通路208以及 流動控制元件210。在圖7的情況下，流動控制元件在主體部213的 中心處設置於入口 205和控制腔203之間，而在圖8的情況下，其中 入口 205和出口 206交換位置，流動控制元件210設置為非軸向地通 過主體213，以確保流動控制元件至少設置在入口和控制腔213之間。
流動控制元件在圖5、 7和8中示出為通過具有接合於閥元件中的 相應成形的切口中的放大端部而被保持在流體通路208內。同樣，可 以由呈隔膜狀結構213形式的彈性材料構成的閥部件具有形狀為基本 上圓柱形的主體部、設置於圓柱形主體部213的上端表面內的徑向凹陷214、以及與徑向凹陷214相鄰從主體部213向外延伸的外圍凸緣215。閥部件213的更多細節在申請人的同樣未決的專利申請中進行了描述，這個申請的內容通過參照全部結合於此。
將理解到，本發明的閥裝置在啟動/致動閥所需的動力或力的量上相比現有技術具有顯著的優點。這通過流體通路中的流動控制元件的組合使用以及與之結合在一起的減壓閥的使用來獲得，流體通路中的流動控制元件使得精細的流動能打開/閉合閥。本領域技術人員將理解到，能啟動/致動閥的動力/力可根據流動控制元件、流體通路等的特點來選擇性地選擇。
將理解到，本發明的眾多變化和變型對於本領域技術人員將變得明顯。所有這些變化和變型應當認為落入本發明如前寬泛地描述的精神和範圍內。
權利要求
1.一種控制供給至罐的流體的閥裝置，所述閥裝置包括流體入口；將流體排出至所述罐的流體出口；閥座，該閥座限定一開口，所述流體適合於通過該開口從所述入口流至所述出口；閥元件，該閥元件相對於所述閥座能夠在打開位置和閉合位置之間移動；以及用於操作所述閥裝置的控制部件，所述控制部件包括控制腔；在所述控制腔和所述入口之間的流體通路；位於所述流體通路內的流動控制元件；能夠在打開位置和閉合位置之間移動以將流體從所述控制腔選擇性地排出至減壓口的減壓閥；以及根據所述罐中流體的量來控制所述減壓閥的操作的減壓閥啟動部件。
2. 如權利要求1所述的閥裝置，其中所述減壓閥啟動部件包括 至少部分地由可移動壁構成的減壓腔，所述可移動壁操作地連接至所述減壓閥；以及使所述減壓腔與所述罐連通的流體路徑，使得所述減壓腔內的壓 力適合於與所述罐內的壓力實質相關，其中，在所述罐中的壓力達到預定閾值壓力時，所述罐經由所述 流體路徑與所述減壓腔連通，引起所述可移動壁的移動，由此操作所 述減壓閥，並且從而控制所述控制部件的操作，以操作所述閥裝置。
3. 如權利要求2所述的閥裝置，其中所述可移動壁是隔膜的形式 或具有同樣的柔性。
4. 如權利要求1至3中的任一項所述的閥裝置，其中經由所述減 壓口排出的流體被供給到所述罐中。
5. 如權利要求1至4中的任一項所述的閥裝置，其中所述閥元件 是隔膜的形式或者由柔性材料形成。
6. 如權利要求1至5中的任一項所述的閥裝置，其中所述流動控 制元件適合在所述通路內移動，以提供自我清潔和流動限制性質。
7. 如權利要求6所述的閥裝置，其中所述通路和/或所述流動控 制元件的尺寸和/或形狀被選擇為控制所述閥裝置的操作的速度/加速 度和/或操作所述閥裝置所需的動力/力。
8. 如權利要求1至7中的任一項所述的閥裝置，其中所述減壓閥 啟動部件響應於所述罐中的流體的壓力、液位、體積或其它參數。
9. 如權利要求l至8中的任一項所述的閥裝置，其中所述閥裝置 以多部件的形式構造，包括包括所述控制腔的主體部；以及 包括所述減壓閥的減壓部。
10. 如權利要求9所述的閥裝置，其中所述主體部和所述減壓部 適合於可選地以可拆卸的方式被螺接、夾持、咬合或以其它方式緊固 在一起。
11. 一種閥裝置的主體部，所述閥裝置包括 流體入口 ；將流體排出至所述罐的流體出口；閥座，該閥座限定一開口，所述流體適合於通過該開口從所述入 口流至所述出口；閥元件，該閥元件相對於所述閥座能夠在打開位置和閉合位置之 間移動；以及操作所述閥裝置的控制部件，所述控制部件包括 控制腔；在所述控制腔和所述入口之間的流體通路； 位於所述流體通路內的流動控制元件；能在打開位置和閉合位置之間移動以將流體從所述控制腔選 擇性地排出至減壓口的減壓閥；以及根據所述罐中流體的量來控制所述減壓閥的操作的減壓閥啟動部件；其特徵在於所述主體部包括所述控制腔；並且其特徵還在於所述主體部適合於附接至包括所述減壓閥的減壓部。
12. 如權利要求11所述的閥裝置的主體部，包括 所述控制腔；所述流體通路；以及 所述流動控制元件。
13. —種閥裝置的減壓部，所述閥裝置包括 流體入口 ；將流體排出至所述罐的流體出口 ；閥座，該閥元件限定一開口，所述流體適合於通過該開口從所述入口流至所述出口；閥元件，該閥元件相對於所述閥座能夠在打開位置和閉合位置之 間移動；以及操作所述閥裝置的控制部件，所述控制部件包括 控制腔；在所述控制腔和所述入口之間的流體通路； 位於所述流體通路內的流動控制元件； 能在打開位置和閉合位置之間移動以將流體從所述控制腔選 擇性地排出至減壓口的減壓閥；以及根據所述罐中流體的量來控制所述減壓閥的操作的減壓閥啟動部件；其特徵在於減壓部包括所述減壓閥；並且其特徵還在於所述減壓 部適合於附接至包括所述控制腔的主體部。
14. 一種使用如權利要求1至13中的任一項所述的閥裝置根據罐 中的包括但是不限於流體的液位、體積、壓力的參數來控制供給至所 述罐的流體的流動的方法。
15. —種基本上如這裡參照附圖所描述的閥裝置。
16. —種基本上如這裡參照附圖的圖7或8所描述的閥裝置的主 體部。
17. —種基本上如這裡參照附圖的圖6所描述的閥裝置的減壓部。
18. —種基本上如這裡所述的控制供給至罐的流體的流動的方法。
全文摘要
本發明提供一種控制供給至罐(123)的流體的閥裝置。該閥裝置包括流體入口(101)、將流體排出至所述罐(123)的流體出口(120)、閥座(119)、閥元件(107)以及操作所述閥裝置的控制部件，所述閥座限定一開口，流體適合於通過該開口從所述入口(101)流至所述出口(120)，所述閥元件(107)可相對於所述閥座(119)在打開位置和閉合位置之間移動。該控制部件包括控制腔(103)、在所述控制腔(103)和所述入口(101)之間的流體通路(102)、位於所述流體通路(102)內的流動控制元件(104)、可在打開位置和閉合位置之間移動以將流體從所述控制腔(103)選擇性地排出至減壓口(121)的減壓閥(106)、以及根據所述罐(123)中流體的量控制所述減壓閥的操作的減壓閥啟動部件。閥裝置(200)可以採用多部件的形式構造，包括主體部(201)和減壓部(202)。
文檔編號F16K31/124GK101542175SQ200780043938
公開日2009年9月23日 申請日期2007年10月16日 優先權日2006年10月16日
發明者E·哈賈 申請人:微流國際股份有限公司