[发明专利]阀组件

说明书

一种包括阀本体和可移动构件的阀组件，该阀本体限定阀腔室。该可移动构件在其第一端部处具有阀元件并且在其第二端部处具有衔铁。该可移动构件可在轴向方向上移动以选择性地打开和关闭阀。当阀打开或部分打开时，整个可移动构件与阀本体的壁间隔开。柔性膜形成抵靠可移动构件和阀本体的密封件以将阀腔室划分为其中定位阀座和阀元件的流动腔室和衔铁完全封闭于其中的压力补偿腔室。第一流体端口经由具有至少一个开口的压力补偿流动路径中的一个或多个孔流体地连接到压力补偿腔室，该至少一个开口在衔铁与柔性膜之间的轴向位置处延伸到压力补偿腔室中。压力补偿流动路径包括具有第一截面面积的第一轴向部分和具有第二较小截面面积的第二轴向部分。

技术领域

本发明涉及一种阀组件、特别是一种具有压力补偿腔室的阀组件。

背景技术

本领域中已知可以适用于控制液体或气体流量的各种形式的流体流量控制阀。这种阀包括开/关切换阀、压力控制阀和比例流量控制阀，并且通常由输入致动器来致动，该输入致动器可以被设置为螺线管的形式。螺线管可以用于产生磁场，该磁场可以对可移动构件施加磁力，以通过选择性地使阀元件与阀座接触和分离来提供阀的打开、关闭和/或切换。这种阀通常包括会产生对抗磁力的偏置力的偏置构件。因此，在不存在来自螺线管的磁场的情况下，偏置力会使阀维持在正常打开位置或正常关闭位置中。偏置力应足以抵消作用于阀元件上的流体压力，以便使可移动构件保持在期望的位置(比如关闭位置)中。对于跨阀元件的压力差较高的阀来说，偏置构件通常被配置成提供较高偏置力，以防止阀元件意外抬升或关闭。为了将阀切换到不同的位置(比如打开位置)，可能需要相对较高的致动力来克服偏置构件的偏置力。这可能会导致阀组件的大小和/或功率需求不期望地增加。减小偏置构件或致动器的大小和/或强度的已知方式是使用压力补偿。

发明人已经认识到，需要修改已知的阀结构，以便允许阀的小型化，并且允许在寻求产生精度提高、大小较小的阀时可能会遇到的移位和致动力较小。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于阀的阀组件，该阀组件包括：

阀本体，该阀本体具有限定阀腔室的壁；

第一流体端口；

第二流体端口；

阀座，该阀座定位在第一流体端口与第二流体端口之间；

可移动构件，该可移动构件在其第一端部处包括阀元件并且在其第二端部处包括衔铁，其中，可移动构件可在轴向方向上移动，以使阀元件与阀座接合和脱离，从而选择性地打开和关闭阀，并且其中，当阀打开或部分打开时，整个可移动构件与阀本体的壁间隔开；

至少一个偏置构件，该至少一个偏置构件被配置成在轴向方向上支撑和偏置可移动构件；以及

柔性膜，该柔性膜形成抵靠可移动构件和阀本体的密封件，以将阀腔室划分为流动腔室和压力补偿腔室，阀座和阀元件定位在流动腔室中，衔铁完全封闭在压力补偿腔室内，

其中，可移动构件包括一个或多个孔，该一个或多个孔限定压力补偿流动路径，第一流体端口通过该压力补偿流动路径流体地连接到压力补偿腔室，压力补偿流动路径具有至少一个开口，该至少一个开口在衔铁与柔性膜之间的轴向位置处延伸到压力补偿腔室中，并且，

其中，压力补偿流动路径包括：具有第一长度和第一截面面积的第一轴向部分以及邻近于第一轴向部分、具有第二长度和小于第一截面面积的第二截面面积的第二轴向部分。

在用于精度应用的阀中，可能特别重要的是提供可预测的、可重复的阀操作，这可以抵抗比如供应压力或流速等外部因素的过度影响，以确保其中集成有阀的设备进行正确操作。这种因素在微流体阀中可能是特别重要的，因为较小的部件大小和组件大小意味着部件性质或阀操作的变化可能会对阀的整体性能产生相对较大的影响。提高可重复性和对外部压力变化的适应性的一种方式是提供压力补偿阀。