[发明专利]压力平衡的瓣阀

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制流体在管道中的流动的瓣阀，具体地涉及压力平 衡瓣阀，在这种阀中活动的节气门包括双向阀门以及该阀门两侧的压力平 衡以使该节气门便于运动。

背景技术

在传统的瓣阀中，活动的节气门安装在中空的阀体内，中空阀体的内 室使流体的流入通道和流出通道连通。该活动的节气门滑动安装在该内室 中的关闭位置和开启位置之间，在该关闭位置中该活动的节气门抵靠住阀 体的底座以阻断流体的流动，在该开启位置中该活动的节气门与阀体的底 座隔开以使流体能够流动。

该活动的节气门通常通过电磁致动器而移动，该电磁致动器包括螺线 管和活动的软铁芯，它们机械地连接到该活动的节气门。该节气门向开启 或关闭位置的移动是通过向螺线管供电来实现的，这因而吸引该活动芯和 该活动的节气门。该活动的节气门向另一方向移动是当不向该螺线管供电 时通过回动弹簧来确保的。

在传统的瓣阀中，处于关闭位置的该阀承受瓣阀上游流体的压力与该 瓣阀下游流体的压力的差值。如果该压力差迫使该阀转向其关闭位置，则 可以保证良很的密封。但是，为了开启该阀必须施加很大的力，因为必须 克服由流体压力差产生的力。因此，应当设定电磁致动器和回动弹簧的尺 寸。

如果该阀被压力差致动至开启位置，也必须要设定回动弹簧的尺寸以 克服活动的节气门上的压力差产生的力并且因而确保该瓣阀在关闭位置的 密封性。

应当理解，操纵活动的节气门所需的致动力因而取决于由流体施加在 该活动的节气门上的压力，并且必须使用尺寸足够的电磁致动器以克服这 些压力。因此，如果待控制流体是高压的，则需要使用大尺寸的螺线管。

为了减小移动瓣阀的活动的节气门所需的力，并且使该力与待控制流 体的压力不太相关，已经提出了带平衡压力的瓣阀，例如在文献GB 2 338 050A中所描述的。

在这种情况下，活动的节气门包括第一阻塞装置和第二阻塞装置，它 们沿该节气门的移动方向彼此分开，且分别与该阀体的第一底座和该阀体 的第二底座配合。平衡通道被设计为使流体在该活动的节气门的两个相对 的端部之间经过。

该文件描述了第一实施例(图1)，其中第一阻塞装置是活动的节气 门前面的环形部分，它轴向抵靠在阀体的环形底座上，而第二阻塞装置是 安装在该活动的节气门上的外围环形垫圈且与该阀体的侧壁摩擦。该流体 从该活动的节气门的一个端部流入且从两个阻塞装置之间的环形腔流出。 如果将两个阻塞装置的直径设计为一样，由于该活动的节气门的两个端部 的压力平衡，致动该活动的节气门移动所需的力变小了。然而，仍需要克 服环形垫圈施加的摩擦力、克服会导致阻塞装置直径的制造公差的剩余压 力差以及克服两个阻塞装置在该阀体的相应部分可能产生的粘性力。

该文件还描述了第二实施例(图2)，其中第二阻塞装置也是活动的 节气门前面的环形部分，它轴向抵靠在阀体的第二底座上。该第二技术方 案可能让人感兴趣，因为环形垫圈在阀体壁上的摩擦力减小了。但是，当 为了避免摩擦而没有侧向引导活动的节气门时，该方案还是不可能实现两 个阻塞装置的同时的且令人满意的密封。这种技术方案是超静定的并且不 能控制支撑的平衡。

因此，需要设计一种压力平衡的阀，它既最小化了活动的节气门上的 摩擦力，也确保了关闭位置的令人满意的密封。这种阀的优点在于可以通 过尺寸缩减的电磁致动器来确保该阀的致动，消耗较少的能量且所需的制 造成本较低。

发明内容

为了满足这种需要，本发明的基本思想是将活动的节气门的至少一个 阻塞装置设计为能够确保良好的密封，没有摩擦，尽管该活动的节气门的 位置相对于阀体的相应底座可能有变化。

根据本发明的另一方面，希望能设计出这样的阻塞装置，其能限制在 阀体底座上可能出现的粘结效应，以进一步降低该活动的节气门所需的致 动力，且降低所使用的电磁致动器的尺寸。

根据另一方面，本发明还旨在提供这样的装置，这些装置有利于当该 阀体底座上有粘结力的情况下使得该活动的节气门脱离，而无须增大该电 磁致动器的尺寸。

一般地，本发明旨在减小在可控阀门的阀的活动的节气门上必须施加 的力，以便能以较小尺寸的电磁致动器控制较大的流体压强，例如20巴或 更大。

为了实现所述及其它目的，本发明提供了一种压力平衡瓣阀，其中：