Линейный картридж главной ступени для регулировки давления
Изобретение относится к энергетике. Узел клапана главной ступени использует технологию гидравлических картриджей. Линейный картридж главной ступени для регулировки давления. Картридж выборочно регулирует поток в линии в том же направлении. В корпусе может быть смонтирован трубчатый тарельчатый клапан, имеющий скользящую регулировочную втулку, которая может открывать радиальные отверстия в тарельчатом клапане для открытого положения и закрывать радиальные отверстия в закрытом положении. Картридж может быть выполнен различными способами для выполнения многих функций, таких как предохранительный клапан давления, уравновешивающий клапан и регулирующий клапан потока. Картридж также может быть выполнен с возможностью допущения или предотвращения обратного потока. Также представлен способ регулировки потока текучей среды. Изобретение позволяет минимизировать утечки, а также позволяет минимизировать потерю энергии по главной ступени потока. 2 н. и 34 з.п. ф-лы, 40 ил., 2 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[01] Общая идея настоящего изобретения относится к способу и устройству, а также к картриджу главной ступени.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[02] Одна из тенденций современной гидравлики направлена на более высокие рабочие давления для того, чтобы обеспечивать больше работы с меньшим приводом. Также желательно минимизировать расход энергии.
[03] В настоящее время широко распространена технология гидравлических картриджных клапанов. Гидравлические картриджные клапаны имеют высокие вносимые потери вследствие маленьких проточных проходов вкупе с множественными изменениями направления текучей среды.
[04] В настоящее время используемые гидравлические картриджные клапаны имеют либо вворачиваемую, либо вставную конструкцию. Вворачиваемые картриджи вворачивают в полость. Крутящий момент, требуемый для предварительной нагрузки картриджа в его полости, для более крупных клапанов может быть значительным. Например, вворачиваемый картридж, рассчитанный на номинальный поток 200 галлонов в минуту (12,6 л/с), может требовать крутящий момент предварительной нагрузки в 375 футо-фунтов (508 Н*м).
[05] Вставные картриджи, известные как 2/2 клапаны или логические клапаны, обычно удерживаются в полости посредством накладной пластины, удерживаемой с помощью винтов с головкой под торцевой ключ. Крутящие моменты предварительной нагрузки для данного размера номинального потока намного ниже. Большинство сконструировано для использования в полостях, заданных стандартами DIN 24342 и ISO 7368.
[06] Как для вворачиваемых, так и для вставных картриджных клапанов типичная ось выпуска текучей среды смещена на 90 градусов от оси входа текучей среды.
[07] В настоящее время гидравлические картриджные клапаны используют либо тарельчатую, либо золотниковую конструкцию. Гидравлические клапаны золотникового типа при более высоком давлении имеют недостатки из-за утечки между втулкой клапана и золотником. Для минимизации (но не исключения) утечки требуется точная посадка. Несмотря на это, по мере увеличения рабочих давлений системы такая утечка может быть недопустимо высокой. Это приводит к потерянным энергии и тепла, поскольку для понижения давления гидравлическую текучую среду под высоким давлением выпускают без выполнения какой-либо полезной работы.
[08] Также проблемой является заиливание. Золотниковые клапаны уязвимы для мелкозернистого загрязнения текучей среды. Мусор, расположенный между золотником и втулкой, может приводить к неуправляемому смещению клапана, или к тому, что клапан не смещается вообще. В клапанах золотникового типа присутствует постоянная утечка, даже когда клапан закрыт, представляя постоянную потерю энергии.
[09] Следовательно, существует потребность в картриджном клапане, который может улучшать недостатки предшествующего уровня техники.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[10] Аспект настоящего изобретения состоит в предоставлении улучшенного линейного картриджного клапана.
[11] Этот аспект вместе с другими аспектами и преимуществами, которые впоследствии будут очевидны, присутствует в подробностях конструкции и работы, как более полно описано и заявлено в дальнейшем в настоящем документе, со ссылкой на сопутствующие чертежи, образующие часть настоящего документа, причем одинаковые цифровые ссылки везде относятся к одинаковым деталям.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[12] Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения, а также структура и работа различных вариантов осуществления настоящего изобретения, станут очевидны и легче понятны из нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления, взятого в сочетании с сопутствующими чертежами, на которых:
[13] на фиг. 1А показан вид с торца корпуса с регулирующим или управляющим модулем, при этом указанный корпус принимает любой картридж согласно настоящему изобретению, в соответствии с вариантом осуществления;
[14] на фиг. 1В показан вид сверху корпуса с регулирующим модулем в соответствии с вариантом осуществления;
[15] на фиг. 1С показано сечение корпуса со вставленным картриджем в соответствии с вариантом осуществления;
[16] на фиг. 2А показан узел ввертного клапана в соответствии с вариантом осуществления;
[17] на фиг. 2В показано сечение корпуса, используемого для вмещения узла ввертного клапана в соответствии с вариантом осуществления;
[18] на фиг. 3А показан узел вставного клапана в соответствии с вариантом осуществления;
[19] на фиг. 3В показано сечение корпуса, используемого для вмещения узла вставного клапана в соответствии с вариантом осуществления;
[20] на фиг. 4 показан трубчатый тарельчатый клапан ввертного узла в соответствии с вариантом осуществления;
[21] на фиг. 5А показан вставной трубчатый тарельчатый клапан без регулировочной втулки с фиксирующей манжетой или пружиной в соответствии с вариантом осуществления;
[22] на фиг. 5В показано сечение трубчатого тарельчатого клапана в соответствии с вариантом осуществления;
[23] на фиг. 5С показано сечение трубчатого тарельчатого клапана, показывающее радиальные отверстия под углом, в соответствии с вариантом осуществления;
[24] на фиг. 6 показан вставной трубчатый тарельчатый клапан без фиксирующей манжеты, регулировочной втулки, пружины или уплотнения, с конусообразной носовой частью в соответствии с вариантом осуществления;
[25] на фиг. 7А показан вид сверху регулировочной втулки в соответствии с вариантом осуществления;
[26] на фиг. 7В показан вид сбоку регулировочной втулки в соответствии с вариантом осуществления;
[27] на фиг. 7С показано сечение регулировочной втулки в соответствии с вариантом осуществления;
[28] на фиг. 8А показан вид сбоку фиксирующей манжеты в соответствии с вариантом осуществления;
[29] на фиг. 8В показан вид сверху фиксирующей манжеты в соответствии с вариантом осуществления;
[30] на фиг. 8С показано сечение фиксирующей манжеты в соответствии с вариантом осуществления;
[31] на фиг. 9 показано сечение трубчатого тарельчатого клапана с фиксирующей манжетой, регулировочной втулкой и пружиной в соответствии с вариантом осуществления;
[32] на фиг. 10 показано сечение узла вставного клапана внутри корпуса с прямым потоком в соответствии с вариантом осуществления;
[33] на фиг. 11 показано сечение узла вставного клапана внутри корпуса в нейтральном положении в соответствии с вариантом осуществления;
[34] на фиг. 12 показано сечение узла вставного клапана внутри корпуса с обратным потоком в соответствии с вариантом осуществления;
[35] на фиг. 13А показана прямоугольная проекция, иллюстрирующая вид спереди узла вставного клапана в закрытом положении в соответствии с вариантом осуществления;
[36] на фиг. 13В показана прямоугольная проекция, иллюстрирующая вид спереди узла вставного клапана в открытом положении в соответствии с вариантом осуществления;
[37] на фиг. 13С показана прямоугольная проекция, иллюстрирующая отверстие трубчатого тарельчатого клапана узла вставного клапана в соответствии с вариантом осуществления;
[38] на фиг. 13D показана прямоугольная проекция сбоку, иллюстрирующая узел вставного клапана в соответствии с вариантом осуществления;
[39] на фиг. 14А показана прямоугольная проекция, иллюстрирующая переднюю часть корпуса и регулирующего модуля в соответствии с вариантом осуществления;
[40] на фиг. 14В показана прямоугольная проекция, иллюстрирующая заднюю часть корпуса и регулирующего модуля в соответствии с вариантом осуществления;
[41] на фиг. 15 показано сечение, изображающее ввертный узел внутри корпуса клапана в соответствии с вариантом осуществления;
[42] на фиг. 16 показано сечение, изображающее вариант вставного узла (с фиксирующей манжетой), установленный внутри корпуса клапана в соответствии с вариантом осуществления;
[43] на фиг. 17 показана иллюстрация сечения примера конфигурации обратного клапана с уплотнениями регулировочной втулки в соответствии с вариантом осуществления;
[44] на фиг. 18 показана иллюстрация сечения конфигурации обратного клапана с уплотнениями регулировочной втулки в открытом положении в соответствии с вариантом осуществления;
[45] на фиг. 19 показана иллюстрация сечения конфигурации обратного клапана с уплотнениями регулировочной втулки с внешним сливом в соответствии с вариантом осуществления;
[46] на фиг. 20 показана иллюстрация сечения узла клапана с внешним управляющим сигналом в соответствии с вариантом осуществления;
[47] на фиг. 21 показана иллюстрация сечения узла клапана с внутренним управляющим сигналом в соответствии с вариантом осуществления;
[48] на фиг. 22 показано сечение, иллюстрирующее предохранительный клапан с внутренним сливом и с внутренним управлением с возможностью обратного потока в соответствии с вариантом осуществления;
[49] на фиг. 23 показана иллюстрация сечения узла клапана с дистанционным регулятором в соответствии с вариантом осуществления;
[50] на фиг. 24 показана иллюстрация сечения узла клапана с дистанционным регулятором, соединенного с двухпозиционным двухходовым клапаном, выполненным как выпускной предохранительный клапан в соответствии с вариантом осуществления;
[51] на фиг. 25А показана иллюстрация сечения, показывающая вставную вставку и корпус клапана, выполненные с возможностью обеспечения функции регулировки потока, в соответствии с вариантом осуществления;
[52] на фиг. 25В показана иллюстрация сечения вставного узла, содержащего трубчатый тарельчатый клапан, выполненный с возможностью обеспечения функции регулировки потока, в соответствии с вариантом осуществления.
[53] Отметим, что любая часть любой детали, явно непоказанные на чертежах, могут предполагаться имеющими ту же структуру, что и видимые соответствующие/симметричные части этой детали (за исключением таких случаев, когда такое предположение делает настоящее изобретение неработоспособным). На некоторых чертежах виды в сечении и (если не указано иное) другие срезы детали (деталей) следуют той же структуре/конфигурации, что и иллюстрированное сечение (за исключением таких случаев, когда такое предположение делает настоящее изобретение неработоспособным). Для увеличения понимания чертежей также можно использовать здравый смысл, чтобы структура чертежей (и, следовательно, настоящее изобретение) должна была согласовываться с изложенной операцией (операциями), описанной в настоящем документе. Таким образом, чертежи могут быть дополнены любым признаком (описанным или не описанным в настоящем документе), который был бы необходим для того, чтобы сделать настоящее изобретение действующим.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[54] Теперь будет сделана подробная ссылка на предпочтительные в настоящее время варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которого иллюстрированы на сопутствующих чертежах, причем на их протяжении одинаковые позиционные обозначения относятся к одинаковым элементам.
[55] Настоящее изобретение представляет новый гидравлический тарельчатый клапан, регулируемый управляющим клапаном с помощью двух прямых потоков через отверстия через него с возможностями обратного потока и без них. Регулировка внутреннего и внешнего управляющих потоков вместе с регулировкой внутреннего и внешнего сливного потока определяет функцию главного тарельчатого клапана.
[56] Отметим, что текучая среда, как использовано в настоящем документе, относится к любому типу гидравлической текучей среды, обычно используемой в области техники, включая текучую среду на основе любого типа масла, минерального масла, воды и любой коммерчески доступной гидравлической текучей среды, такой как SKYDROL и т.п.
[57] Для конструкции нового клапана главной ступени могут использовать существующую технологию гидравлических картриджей. Поскольку требования к размеру и потоку управляющей ступени малы по сравнению с главной ступенью, может быть минимизирована потерянная энергия, происходящая в результате утечки и падения давления.
[58] Новая конструкция клапана имеет принудительное уплотнение сопряженных металлических поверхностей и не полагается на очень малые зазоры для минимизации утечки и потерю энергии по главной ступени потока. Более крупные зазоры делают новую конструкцию клапана более устойчивой к воздействию сора и загрязнения. Металлическое уплотнение минимизирует или устраняет утечку, относящуюся к клапану в закрытом положении.
[59] Для крепления клапана на месте могут использовать винты с головкой под торцевой ключ с относительно низкими требованиями к крутящему моменту предварительного натяга, при сравнении с вворачиваемым картриджем аналогичных размеров.
[60] Линейная ориентация клапана в соответствии с настоящим изобретением ведет к "вставке в промежутках" элемента главного клапана между двумя компонентами. Ориентация потока текучей среды на впуске и выпуске клапана одинакова, в отличие от смещения выпуска в 90 градусов, относящегося к существующим конструкциям гидравлических картриджей.
[61] Хотя настоящее изобретение может быть выполнено для разнообразных размеров, изображенные размеры оптимизированы для использования с патентованным стандартом для фланцев с 4 болтами с Унифицированным кодом 61, раскрытым в патенте США 6,715,798 (полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки). Клапаны, выполненные для использования с номинальными размерами отверстий 08, 12, 16, 20, 24 и 32, выполнены для стандарта для фланцев с 4 болтами с Унифицированным Кодом 61. Размеры 40 и 48 выполнены для стандарта промышленного Унифицированного Кода 62.
[62] Существует много преимуществ помещения клапана и элементов трубопровода в линию, как укладываемых в стопу модульных компонентов с использованием этого стандарта, включая среди прочего использование высокопрочных винтов с головкой под торцевой ключ в противоположность винтам с шестигранной головкой для того, чтобы получить более высокие рабочие давления в оболочке, содержащей те же или меньшие давления, использование торцевого уплотнения с помощью уплотнительного кольца, как наилучший способ для резьбовых соединений, и как использование стандарта этого стандарта уменьшает утечку, трудозатраты и системный объем.
[63] Клапаны, иллюстрированные в этом патенте, сконструированы для гидравлических применений с рабочими давлениями до 5000 psi (фунт-сила на квадратный дюйм) (350 бар). Узлы клапанов, описанные в настоящем документе, могут быть адаптированы для дополнительного улучшения гидравлических систем, которые требуют других конкретных максимальных давлений гидравлической системы.
[64] На фиг. 1А показан вид с торца корпуса 0001, который принимает (в канале 0002, который проходит через весь этот корпус, хотя указанное проходное отверстие выполнено ступенчатым так, что показанный диаметр не проходит через весь этот корпус) любой картридж согласно настоящему изобретению. Показанное расположение крепежных болтов может быть обычным SAE расположением 4 крепежных болтов, которое является общепринятым в промышленности, и для использования с которым сконструированы вставные картриджи. На фиг. 1В показан вид сверху корпуса 0001 с регулирующим модулем 0010.
[65] Размеры прямого потока через клапаны, выполненные в соответствии с идеями настоящего изобретения, благоприятны по сравнению с вставными картриджами с 90-градусным выпуском, широко использующимися в настоящее время. На фиг. 1А и 1В показаны вид с торца и вид сбоку оболочек клапанов, выполненных в соответствии с идеями настоящего изобретения, включая управляющий регулирующий клапан. Размеры в дюймах (и сантиметрах), соответствующие общей оболочке клапана, расположению крепежа, диаметру проходного отверстия для приема картриджа клапана и номинальная скорость потока при падении давления 40 фунтов на квадратный дюйм (276 кПа), перечислены в нижеследующей Таблице 1:
[66] Клапаны, выполненные в соответствии с идеями настоящего изобретения, имеют более высокую "плотность мощности" или более хорошую способность передачи лошадиных сил для данной единицы размера. Это является важным, учитывая тенденции в гидравлической промышленности, особенно в мобильной гидравлической промышленности, для обеспечения большей мощности с меньшим весом.
[67] На фиг. 1С показано сечение корпуса со вставленным картриджем. Картридж 0015 вставлен в канал в корпусе 0001. На фиг. 1С также показаны площади сечения номинального потока вставных картриджей, выполненных в соответствии с идеями настоящего изобретения, для различных номинальных размеров. Таблица 2 представляет собой список в табличной форме этих площадей сечения:
[68] В соответствии с одним вариантом осуществления используют узел ввертного клапана (см. фиг. 2А и 2В), тогда как в соответствии с другим вариантом осуществления могут использовать узел вставного клапана (см. фиг. 3А и 3В). Независимо от того, используют узел ввертного клапана или узел вставного клапана, с каждой версией могут использовать взаимозаменяемым образом многие компоненты, описанные в настоящем документе. Каждый из узла ввертного клапана и узла вставного клапана могут использовать для различных целей, например узел вставного клапана могут использовать для обеспечения двустороннего потока.
[69] На фиг. 2А показан узел ввертного клапана в соответствии с вариантом осуществления.
[70] Трубчатый тарельчатый клапан 0101 как целая часть соединен с резьбовым концом 0102. Резьбовой конец 0102 и трубчатый тарельчатый клапан 0101имеют полый центральный участок для потока текучей среды. Резьбовой конец 0102 выполнен с возможностью резьбового взаимодействия с соответствующей резьбой в корпусе клапана. В соответствии с альтернативным вариантом осуществления трубчатый тарельчатый клапан 0101 может взаимодействовать с корпусом клапана через посадку с натягом или тому подобное. Могут использовать уплотнение, примыкающее к резьбовому концу 0102.
[71] Трубчатый тарельчатый клапан 0101 имеет расширенный конец, который формирует коническое седло 0105 для сопрягающегося противодействия регулировочной втулке 0103. Седло 0105 также может иметь сферическую или другую геометрию. Седло 0105 предотвращает выход какой-либо текучей среды внутри центрального участка наружу со стороны, противоположной стороне с резьбовым концом 0102, или наоборот, таким образом, в закрытом положении (показано) текучая среда может только входить в/покидать узел клапана через резьбовой конец 0102. Вблизи седла 0105 расположены радиально ориентированные отверстия (не показаны на фиг. 2А), которые проходят от внешнего диаметра трубчатого тарельчатого клапана 0101 к внутреннему диаметру трубчатого тарельчатого клапана 0101. Радиально ориентированные отверстия также могут быть наклонены вперед изнутри наружу для улучшения характеристик потока. Наружный диаметр трубчатого тарельчатого клапана 0101 имеет стопорные кольца (стопорное кольцо 403 регулировочной втулки, первое стопорное кольцо 401 фиксирующей манжеты и второе стопорное кольцо 402 фиксирующей манжеты) для ограничения перемещения регулировочной втулки (и фиксирующей манжеты в варианте осуществления, который использует фиксирующую манжету, см. фиг. 3А).
[72] Регулировочная втулка 0103 упирается в пружину 0104, которая навита вокруг трубчатого тарельчатого клапана 0101. На регулировочной втулке 0103 находятся смазочные канавки 0106, которые служат для центровки этой регулировочной втулки в соответствующем ей проходном отверстии в корпусе клапана. Регулировочная втулка 0103 выполнена с возможностью скольжения вдоль длины трубчатого тарельчатого клапана 0101 между седлом и стопорным кольцом 403 (см. фиг. 5В). Пружина 0104 выполнена с возможностью толкания регулировочной втулки 0103 естественным образом для закрытия (направо на фиг. 2А). Давление текучей среды, проходящее справа налево (на фиг. 2А) и прижимающее к переднему торцу 0107 регулировочной втулки 0103 заставит регулировочную втулку 0103 скользить налево по направлению к резьбовому концу (когда давление преодолевает силу пружины 0104, а также любое давление, индуцирующее силу, действующую на торец 108 регулировочной втулки) и, следовательно, в открытое положение (не показано на фиг. 2А). В соответствии с резьбовым вариантом осуществления пружина помещена в промежуток между регулировочной втулкой и нижней частью регулирующей полости в корпусе, в которой расположен трубчатый тарельчатый клапан. Если трубчатый тарельчатый клапан удаляют из корпуса, из этого тарельчатого клапана может быть удалена пружина.
[73] Для того, чтобы выносить сопротивление, регулировочная втулка 0103 и трубчатый тарельчатый клапан 0101 могут быть упрочнены. Регулировочная втулка 0103 является кольцеобразной. Внутренний диаметр регулировочной втулки 0103 немного больше, чем наружный диаметр трубчатого тарельчатого клапана 0101 так, что регулировочная втулка 0103 может перемещаться в осевом направлении на трубчатом тарельчатом клапане 0101. Регулировочная втулка 0103 имеет передний торец 0107 и регулирующий торец 0108. В закрытом положении внутренний диаметр переднего торца 0107 контактирует с участком трубчатого тарельчатого клапана 0101, формируя уплотнение сопряженных металлических поверхностей для того, чтобы препятствовать потоку текучей среды высокого давления в центральный участок трубчатого тарельчатого клапана 0101. Отметим, что, когда регулировочная втулка в закрытом положении, внутренний диаметр этой регулировочной втулки образует герметичное уплотнение с седлом 105, 205 тарельчатого клапана, тем самым заграждая главный канал потока текучей среды от центрального участка через отверстия и наружу за регулировочную втулку. Регулировочная втулка 0103 может иметь связь между передним торцом 0107 и регулирующим торцом 0108 (не показано на фиг. 2А). По меньшей мере часть этой связи должна быть проходом для дросселирования потока текучей среды между этими двумя торцами. Внутренний диаметр регулирующего торца 0108 имеет стопор 0631 стопорного кольца, который сформирован для сопряжения упора в соответствующее стопорное кольцо 0403 регулировочной втулки (см. фиг. 5В).
[74] На фиг. 2В показано сечение корпуса, используемого для вмещения узла ввертного клапана в соответствии с вариантом осуществления. Канал (или полость) 0130 в корпусе могут использовать для вмещения узла ввертного клапана, иллюстрированного на фиг. 2А, или другой вариации.
[75] Резьбу 0131 корпуса могут использовать для навинчивания на нее резьбового конца 0102, таким образом, резьбовой конец 0102 будет всегда закреплен в корпусе и не сможет перемещаться. Таким образом, когда узел клапана, иллюстрированный на фиг. 2А, вставляют в корпус, показанный на фиг. 2В (и резьбовой конец навинчивают на резьбу 0131 этого корпуса), клапан может работать как обратный клапан. Текучая среда будет обычно протекать в направлении справа налево, как иллюстрировано на фиг. 2В, но обычно текучая среда не будет способна протекать слева направо, поскольку не будет механизма для открытия регулировочной втулки таким способом. Более подробно о том, как это работает, описано ниже.
[76] На фиг. 3А показан узел вставного клапана в соответствии с вариантом осуществления.
[77] Узел вставного клапана аналогичен узлу ввертного клапана, но с заменой резьбового конца 0102 на фиксирующую манжету 0202. Кроме того, пружина 0204 имеет модифицированную функциональность, чем в ввертном клапане, из-за наличия фиксирующей манжеты 0202. Таким образом, в отличие от варианта осуществления с резьбовым концом (в котором резьбовой конец всегда закреплен на месте), этот вариант осуществления использует фиксирующую манжету 0202, которая выполнена с возможностью скольжения.
[78] Трубчатый тарельчатый клапан 0201 имеет расширенный конец, который формирует коническое седло 0205 для сопрягающегося противодействия регулировочной втулке 0203. Седло 0205 также может иметь сферическую или другую геометрию. Седло 0205 предотвращает выход какой-либо текучей среды внутри центрального участка из конца, противоположного концу с фиксирующей манжетой 0202, таким образом, в закрытом положении (показано) текучая среда может только входить в/покидать узел клапана через конец с фиксирующей манжетой 0202. Вблизи седла 0205 расположены радиально ориентированные отверстия (не показаны на фиг. 3А), которые проходят от внешнего диаметра трубчатого тарельчатого клапана 0201к внутреннему диаметру трубчатого тарельчатого клапана 0201. Наружный диаметр трубчатого тарельчатого клапана 0201 имеет стопорные кольца (стопорное кольцо 403 регулировочной втулки, первое стопорное кольцо 401 фиксирующей манжеты и второе стопорное кольцо 402 фиксирующей манжеты) для ограничения перемещения регулировочной втулки (и фиксирующей манжеты в варианте осуществления, который использует фиксирующую манжету).
[79] Регулировочная втулка 0203 упирается в пружину 0204, которая навита вокруг трубчатого тарельчатого клапана 0201. На регулировочной втулке 0203 находятся смазочные канавки 0206, которые служат для центровки этой регулировочной втулки в соответствующем проходном отверстии в корпусе клапана. Регулировочная втулка 0203 выполнена с возможностью скольжения вдоль длины трубчатого тарельчатого клапана 0201.
[80] Трубчатый тарельчатый клапан 0201 имеет скользящую фиксирующую манжету 0202 на первом конце трубчатого тарельчатого клапана 0201, которая выполнена с возможностью скольжения вдоль части наружного корпуса трубчатого тарельчатого клапана 0201. Перемещение фиксирующей манжеты не является необходимым для правильной работы клапана, однако, это может требоваться для сборки клапана. Для того чтобы установить первое стопорное кольцо 401 фиксирующей манжеты (см. фиг. 5В), фиксирующая манжета 202 должна быть перемещена на расстояние к пружине по направлению к седлу тарельчатого клапана. Действительно ли перемещается фиксирующая манжета вдоль тарельчатого клапана, или нет, во время использования, зависит от жесткости пружины. Для установки первого стопорного кольца 401 фиксирующей манжеты требуется, чтобы фиксирующую манжету прижали к пружине для того, чтобы открыть канавку для первого стопорного кольца 401 фиксирующей манжеты. После установки этого кольца фиксирующую манжету могут освобождать, и она будет покоиться против первого стопорного кольца 401 фиксирующей манжеты, прижимаемая пружиной. Когда находится в этом положении, первое стопорное кольцо фиксирующей манжеты не будет видимым, а также не будет доступным. Таким образом, фиксирующая манжета должна быть перемещена в сторону.
[81] Пружина 0204 помещена между регулировочной втулкой 0203 и фиксирующей манжетой 0202 и выполнена с возможностью толкания регулировочной втулки 0103 естественным образом для закрытия (направо на фиг. 2А), а также прижима фиксирующей манжеты 0202 к концу, противоположному регулировочной втулке 0203 (налево на фиг. 3А). Любое перемещение регулировочной втулки 0203 и фиксирующей манжеты 0202 вынуждено преодолевать силу пружины 0204.
[82] Предполагая, что тарельчатый клапан закреплен таким образом, что он сам не может перемещаться в направлении влево (на фиг. 3А), давление, проходящее справа налево (на фиг. 3А) и прижимающее к переднему торцу 0207 регулировочной втулки 0203, заставит регулировочную втулку 0203 скользить налево (когда давление преодолевает силу пружины 0204, а также любую силу, происходящую в результате давления, приложенного к регулирующему торцу 0208) и, следовательно, в открытое положение (открывающее радиальные отверстия, не показано на фиг. 3А), тогда как положение фиксирующей манжеты не может перемещаться дальше влево (см. фиг. 10). Когда давление приложено к внешнему фиксирующему торцу 0209 и к внутреннему диаметру и левому концу (на фиг. 3А) трубчатого тарельчатого клапана (слева направо на фиг. 3А), фиксирующую манжету 0202 (и, следовательно, тарельчатый клапан) подожмет к регулировочной втулке 0203 (направо на фиг. 3А). Кроме того, давление на внутреннюю часть и конец тарельчатого клапана прижимает седло и, таким образом, трубчатый тарельчатый клапан в направлении направо, что также равным образом приведет фиксирующую манжету 0202 вдоль направления направо (поскольку первое стопорное кольцо 0401 заставит фиксирующую манжету 0202 перемещаться вместе с тарельчатым клапаном) и сожмет пружину. Давление, действующее в направлении справа налево (на фиг. 3А), также будет действовать на внешний фиксирующий торец 209, поджимая его направо (по направлению к регулировочной втулке). Смещается ли фиксирующая манжета вдоль тарельчатого клапана или нет, зависит от суммы сил на фиксирующую манжету (сила давления и сила пружины).
[83] На наружном периметре трубчатого тарельчатого клапана 0201 показано стопорное кольцо 0403 регулировочной втулки (предотвращает перемещение регулирующего торца 0208 регулировочной втулки слишком далеко по трубчатому тарельчатому клапану 0201 за стопорное кольцо 0403 регулировочной втулки). Второе стопорное кольцо 0402 фиксирующей манжеты предотвращает перемещение фиксирующей манжеты 0202 дальше по тарельчатому клапану за второе стопорное кольцо 0402 фиксирующей манжеты. Первое стопорное кольцо 0401 фиксирующей манжеты не показано на фиг. 3А, поскольку оно заблокировано фиксирующей манжетой 0202, но служит для цели предотвращения соскальзывания фиксирующей манжеты 0202 с трубчатого тарельчатого клапана 0201.
[84] Регулировочная втулка 0203 является кольцеобразной. Внутренний диаметр регулировочной втулки 0203 немного больше, чем наружный диаметр трубчатого тарельчатого клапана 0201 так, что регулировочная втулка 0203 может перемещаться в осевом направлении на трубчатом тарельчатом клапане 0201. Регулировочная втулка 0203 имеет передний торец 0207 и регулирующий торец 0208. Внутренний диаметр переднего торца 0207 контактирует с расширенным участком трубчатого тарельчатого клапана 0201, тем самым формируя круглый уплотняющий стык сопряженных металлических поверхностей. Между внутренним диаметром регулировочной втулки и наружным диаметром трубчатого тарельчатого клапана должен быть некоторый необходимый зазор для того, чтобы обеспечить им возможность относительного перемещения. Этот самый зазор также является путем утечки. Хотя покрытие отверстий 300 в трубчатом тарельчатом клапане регулировочной втулкой будет препятствовать потоку, между круглым краем внутреннего диаметра регулировочной втулки, где он контактирует с уплотняющей поверхностью трубчатого тарельчатого клапана (в закрытом положении), возникает правильное уплотнение. Такой контакт между передним торцом 0107, 0207 регулировочной втулки и седлом 0105, 0205 трубчатого тарельчатого клапана полностью уплотнен, тем самым препятствуя всем потокам текучей среды между ними. Регулировочная втулка 0203 может иметь связь (проход) между передним торцом 0207 и регулирующим торцом 0208 (не показано на фиг. 3А) для дросселирования потока текучей среды между этими двумя торцами. Внутренний диаметр регулирующего торца 0208 имеет стопор 0631 стопорного кольца, который фактически углублен от регулирующего торца 0208 и сформирован для сопряжения упора в соответствующее стопорное кольцо 0403 регулировочной втулки.
[85] Отметим, что в некоторых вариантах осуществления может быть утечка между наружным диаметром тарельчатого клапана 0201 и внутренним диаметром регулировочной втулки 0203. Это так потому, что для того, чтобы обеспечить там свободное пространство для скольжения регулировочной втулки 0203 по тарельчатому клапану 0201, между ними должно быть незначительное пространство. Этот тип пространства является "путем утечки", и возможно, что (без использования уплотнения 820 тарельчатого клапана) относительно небольшой объем текучей среды может проходить между одним концом регулировочной втулки 0203, между фиксирующей манжетой и тарельчатым клапаном 0201 через этот путь утечки и наружу из другого конца регулировочной втулки 0203. Однако количество текучей среды, которое может перемещаться по этому пути утечки, относительно очень мало (и при очень низком давлении), поскольку между регулировочной втулкой 0203 и тарельчатым клапаном 0201 существует только незначительное пространство. Для полного блокирования этого пути утечки могут использовать необязательное уплотнение 820 тарельчатого клапана, см. фиг. 9. Любой путь утечки является ограниченным путем, поскольку пространство, через которое должна протекать текучая среда, является таким незначительным по сравнению с главным путем потока (это будет обсуждено ниже более подробно).
[86] На фиг. 3В показано сечение корпуса, используемого для вмещения узла вставного клапана в соответствии с вариантом осуществления. Канал (или полость) 0230 в корпусе могут использовать для вмещения узла вставного клапана, иллюстрированного на фиг. 3А, или другой вариации.
[87] Отметим, что когда тарельчатый клапан помещен (вмещен) в корпус, они оба выполнены таким образом, что тарельчатый клапан имеет свободное пространство в корпусе для скольжения через регулировочную втулку (в направлении направо на фиг. 3А, 3В) (тем самым перемещая седло направо и дальше от контакта с внутренним диаметром переднего торца 0207 этой регулировочной втулки), когда пружина сжата (см. фиг.12), но тарельчатый клапан не может перемещаться в направлении влево (на фиг. 3А, 3В) относительно фиксирующей манжеты (см. фиг. 10).
[88] Отметим, что все детали, показанные на фиг. 2А и 2В, и все другие признаки (включая среди прочего трубчатый тарельчатый клапана 0101, 0201, фиксирующую манжету 0103, 0203, смазочные канавки 0106, 0206, седло 0105, 0205, регулирующий торец 0108, 0208, передний торец 0107, 0207) могут быть идентичны с одинаковыми функциями и могут быть использованы здесь взаимозаменяемым образом. Фактически, все детали, показанные или описанные для вставного узла, могут быть использованы для ввертного узла (и наоборот) без ограничения, но не для резьбового конца 0102 (который использован для ввертного узла) и фиксирующей манжеты 0202 (которая использована для вставного узла), которые являются главными различиями между этими двумя версиями. Все признаки, описанные здесь, могут быть использованы с любым типом узла (ввертного, вставного или любого другого).
[89] На фиг. 4 показан трубчатый тарельчатый клапан для использования с ввертным узлом в соответствии с вариантом осуществления.
[90] Резьбовой конец 0102 сформирован на трубчатом тарельчатом клапане 0101, который имеет радиальные отверстия 0300 на своем конце, ближайшем к седлу 0105. Отметим, что может быть любое количество отверстий (одно или большее количество) любой формы или конфигурации, а также могут называться в настоящем документе, как "набор отверстий". Когда регулировочная втулка (не показана на фиг. 4) находится в закрытом положении (до конца направо на фиг. 4), радиальные отверстия 0300 покрыты этой регулировочной втулкой, и, таким образом, текучая среда не может протекать через радиальные отверстия 0300, из-за непроницаемого для текучей среды уплотнения между передним торцом 107, 207 регулировочной втулки и седлом тарельчатого клапана (в котором сила пружины помогает формировать и поддерживать это уплотнение). Когда регулировочная втулка находится в открытом положении (в котором по меньшей мере некоторые из радиальных отверстий 0300 открыты), тогда текучая среда может протекать через радиальные отверстия 0300 и наружу всего узла. Канавку 0309 для второго уплотнения тарельчатого клапана используют в соответствии с вариантом осуществления, где используют второе уплотнения 0820 тарельчатого клапана, для удержания второго уплотнения 0820 тарельчатого клапана. В соответствии с вариантом осуществления, где не используют второе уплотнение 0820 тарельчатого клапана, вместо канавки 0309 для второго уплотнения тарельчатого клапана может быть смазочная канавка 0419 для тарельчатого клапана (см. фиг. 5В).
[91] На фиг. 5А показан вставной трубчатый тарельчатый клапан без регулировочной втулки, фиксирующей манжеты или пружины в соответствии с вариантом осуществления.
[92] Фиксирующая манжета (не показана на фиг. 5А) будет прикреплена с возможностью скольжения к трубчатому тарельчатому клапану 0201, который имеет радиальные отверстия 0300 на своем конце, ближайшем к седлу 0205. Когда регулировочная втулка (не показана на фиг. 5А) находится в закрытом положении (до конца направо на фиг. 5А), радиальные отверстия 0300 покрыты этой регулировочной втулкой, и, таким образом, текучая среда не может протекать через радиальные отверстия 0300 из-за непроницаемого для текучей среды уплотнения между регулировочной втулкой и тарельчатым клапаном, что предотвращает протекание между ними текучей среды. Утечку из регулирующей камеры в набор отверстий, и наоборот, могут предотвращать посредством уплотнения 820 (не показано на фиг. 5А) Когда регулировочная втулка находится в открытом положении (в котором по меньшей мере некоторые из радиальных отверстий 0300 открыты, а уплотнение нарушено), тогда текучая среда может продолжать протекать через радиальные отверстия 0300 (в любом направлении) и продолжать протекание. Канавку 0409 для второго уплотнения тарельчатого клапана используют в соответствии с вариантом осуществления, где используют второе уплотнения 0820 тарельчатого клапана, для удержания второго уплотнения 0820 тарельчатого клапана. В соответствии с вариантом осуществления, где не используют второе уплотнение 0820 тарельчатого клапана, вместо канавки 0409 для второго уплотнения тарельчатого клапана может быть смазочная канавка 0419 для тарельчатого клапана (см. фиг. 5В).
[93] На фиг. 5В показано сечение трубчатого тарельчатого клапана в соответствии с вариантом осуществления. Отметим, что это является сечением (подобно большинству чертежей настоящего документа), и показанные детали все "навиты" круговым способом. Таким образом, например, первое уплотнение 0400 является фактически круглым (например, кольцом). Первое стопорное кольцо 0401 фиксирующей манжеты, второе стопорное кольцо 0402 фиксирующей манжеты и стопорное кольцо 0403 регулировочной втулки также являются кольцами. Центральный участок 0405 используют для потока текучей среды.
[94] Первое уплотнение 0400 упирается в фиксирующую манжету и используется для уплотнения регулирующей камеры (не показана на фиг. 5В) от входа текучей среды между внутренним диаметром фиксирующей манжеты и наружным диаметром тарельчатого клапана и может быть выполнено из резины, силикона или любого другого материала, который может быть использован в качестве уплотнителя.
[95] Первое стопорное кольцо 0401 фиксирующей манжеты используют для остановки скольжения (в направлении влево на фиг. 6) фиксирующей манжеты (не показана на фиг. 6) за первое стопорное кольцо 0401 фиксирующей манжеты. Второе стопорное кольцо 0402 фиксирующей манжеты используют для остановки скольжения (в направлении вправо на фиг. 6) фиксирующей манжеты за второе стопорное кольцо 0402 фиксирующей манжеты (точка остановки фиксирующей манжеты). Стопорное кольцо 0403 регулировочной втулки используют для остановки скольжения (в направлении влево на фиг.6) регулировочной втулки (не показана на фиг. 6) за стопорное кольцо 0403 регулировочной втулки. Скольжение (в направлении направо на фиг. 6) регулировочной втулки будет остановлено посредством седла. Также показана смазочная канавка 0419 для тарельчатого клапана.
[96] На фиг. 5С показано сечение трубчатого тарельчатого клапана, показывающее радиальные отверстия под углом, в соответствии с вариантом осуществления.
[97] Показаны два радиальных отверстия 0420. Также на нижней части показаны носовая часть и вид сечения.
[98] На фиг. 6 показан вставной трубчатый тарельчатый клапан без фиксирующей манжеты или регулировочной втулки с конусообразной носовой частью в соответствии с вариантом осуществления.
[99] Конусообразная носовая часть имеет радиусы 0531. Такая конструкция может быть предпочтительной на основании перспективы динамики текучих сред.
[100] На фиг. 7А показан вид сверху регулировочной втулки в соответствии с вариантом осуществления.
[101] Передний торец 0600 регулировочной втулки (такой как регулировочная втулка 0103, 0203) обычно расположен на трубчатом тарельчатом клапане, обращенный к седлу (напротив резьбового конца или фиксирующей манжеты) и содержит проход 0606. Проход 0606 проходит между двумя торцами регулировочной втулки (передним торцом 0600 и регулирующим торцом 0602) и обеспечивает возможность протекания текучей среды между ними (в любом направлении).
[102] На фиг. 7В показан вид сбоку регулировочной втулки в соответствии с вариантом осуществления.
[103] Передний торец 0600 (такой как 0107, 0207) расположен напротив регулирующего торца 0602 (такого как 0108, 0208). Смазочные канавки 0610 являются такими же, как и смазочные канавки 0106, 0206.
[104] На фиг. 7С показано сечение регулировочной втулки в соответствии с вариантом осуществления.
[105] Схема 0620 сечения показывает действительное сечение регулировочной втулки, показанной на фиг. 7С. Проход 0606 содержит отверстие 0601, выпускное отверстие 0604 и расширенную область 0605. Отверстие 0601 обеспечивает возможность втекания текучей среды от переднего торца 0600 и возможность протекания текучей среды через отверстие 0601 к выпускному отверстию 0604. Выпускное отверстие 0604 может иметь уменьшенный диаметр (по сравнению с диаметром отверстия 0601) для того, чтобы дросселировать поток текучей среды. Выпускное отверстие 0604 соединено с коническим отверстием 0605, которое является расширенной областью со скошенным коническим отверстием, которое может предотвращать заграждение пружиной вытекания текучей среды из выпускного отверстия 0604. Эта текучая среда может протекать от переднего торца 0600 через отверстие 0601, через выпускное отверстие 0604 и наружу через коническое отверстие 0605, или она также может протекать в обратном направлении. Хотя на фиг. 7 иллюстрировано отверстие 0601, имеющее постоянный диаметр, это не требуется, и отверстие 0601 может иметь изменяющийся диаметр. Отверстие 0603 регулировочной втулки имеет отверстие, которое пригнано к трубчатому тарельчатому клапану. Отмечено, что проход 0606 может принимать многие формы, а выпускное отверстие 0604 и/или коническое отверстие 0605 могут быть необязательными, до тех пор, пока текучая среда имеет возможность протекать через проход 0606 от одной стороны регулирующей втулки до другой. Отверстие 0603 регулировочной втулки имеет отверстие, которое пригнано к трубчатому тарельчатому клапану.
[106] Отверстие 0601 является частью проход 0606, который проходит через всю регулировочную втулку таким образом, что текучая среда может втекать в одну сторону и вытекать из другой (обычно втекать в отверстие 0601 на переднем торце 0600 и вытекать из конического отверстия 0605 в регулирующем торце 0602 в регулирующую камеру, хотя текучая среда также может протекать в обратном направлении). Проход 0606 открыт с обеих сторон таким образом, что текучая среда может двигаться через регулировочную втулку в обоих направлениях.
[107] Отмечено, что проход 0606 в регулировочной втулке может быть необязательным, и любой вариант осуществления, описанный в настоящем документе, может иметь проход 0606 или не иметь его (что означает, что иллюстрированный проход 0606 будет плотным таким образом, что не допустит протекания через него текучей среды).
[108] Стопор 0631 стопорного кольца взаимодействует со стопорным кольцом 0403 регулировочной втулки для того, чтобы остановить дальнейшее скольжения регулировочной втулки по трубчатому тарельчатому клапану в направлении, противоположном седлу. Отверстие 0603 регулировочной втулки является отверстием с диаметром, незначительно большим, чем наружный диаметр трубчатого тарельчатого клапана, так что она может насаживаться на трубчатый тарельчатый клапан и скользить, как описано в настоящем документе.
[109] Хотя на чертеж на фиг. 7С показано сечение и "навитие" вокруг круглой регулировочной втулки, отметим, что проход 0606 (содержащий отверстие 0601, выпускное отверстие 0604 и коническое отверстие 0605) не "навит" и существует, как отверстие, проходящее через регулировочную втулку (как иллюстрировано на фиг. 7А).
[110] Диаметр конического отверстия 0605 на регулирующем торце 0602 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления должно быть больше, чем размер проволоки пружины 0104 таким образом, чтобы пружина 0104 не блокировала поток через выпускное отверстие 0604. Для достижения этого могут использовать скос.
[111] На фиг. 8А показан вид сбоку фиксирующей манжеты в соответствии с вариантом осуществления.
[112] Фиксирующая манжета 0700 (такая как фиксирующая манжета 0202) имеет передний торец 0209, который обращен от регулировочной втулки (таким образом, текучая среда, протекающая к фиксирующей манжете 0700, приходящая снаружи корпуса, но не из центрального участка, будет прилагать давление на передний торец 0209). Уплотнение 0707 фиксирующей манжеты используют для уплотнения регулирующей камеры таким образом, что текучая среда не утекает в регулирующую камеру или из нее между наружным диаметром фиксирующей манжеты 700 и внутренним диаметром соответствующего проходного отверстия в корпусе клапана (полости). Все уплотнения, использованные в настоящем документе, могут быть выполнены из материала, такого как резина, силикон и т.п. и использоваться для уплотнения потенциальных путей утечки.
[113] На фиг. 8В показан вид сверху фиксирующей манжеты в соответствии с вариантом осуществления.
[114] Фиксирующее отверстие 0706 является полой секцией внутри фиксирующей манжеты 0700, выполненной с возможностью насаживания на трубчатый тарельчатый клапан так, что фиксирующая манжета 0700 может скользить вдоль части длины трубчатого тарельчатого клапана.
[115] На фиг. 8С показано сечение фиксирующей манжеты в соответствии с вариантом осуществления. Стопор 0709 первого стопорного кольца взаимодействует с первым стопорным кольцом 0401 фиксирующей манжеты (см. фиг. 6) для того, чтобы предотвратить соскальзывание фиксирующей манжеты 0700 с трубчатого тарельчатого клапана. Стопор 0708 второго стопорного кольца взаимодействует со вторым стопорным кольцом 0402 фиксирующей манжеты (см. фиг. 5В) для того, чтобы предотвратить скольжение фиксирующей манжеты слишком далеко по трубчатому тарельчатому клапану по направлению к регулировочной втулке. Фиксирующее отверстие 0706 является отверстием с диаметром, незначительно большим, чем наружный диаметр трубчатого тарельчатого клапана, так что фиксирующая манжета 0700 может насаживаться на трубчатый тарельчатый клапан и скользить.
[116] На фиг. 9 показано сечение трубчатого тарельчатого клапана с фиксирующей манжетой и регулировочной втулкой в соответствии с вариантом осуществления.
[117] Показаны фиксирующая манжета 202, регулировочная втулка 203 и пружина 204 (и другие детали, такие как радиальные отверстия и т.п.), как описано в настоящем документе. Отметим, как стопор 0709 первого стопорного кольца (см. фиг. 8) взаимодействует с первым стопорным кольцом 0401 фиксирующей манжеты (см. фиг. 5В) для того, чтобы предотвратить соскальзывание фиксирующей манжеты 0700 с трубчатого тарельчатого клапана. Стопор 0708 второго стопорного кольца (см. фиг. 8) взаимодействует со вторым стопорным кольцом 0402 фиксирующей манжеты (см. фиг. 5В) для того, чтобы предотвратить скольжение фиксирующей манжеты 0700 слишком далеко по трубчатому тарельчатому клапану по направлению к регулировочной втулке. Стопор 0631 стопорного кольца взаимодействует со стопорным кольцом 0403 регулировочной втулки для того, чтобы остановить дальнейшее скольжение регулировочной втулки по трубчатому тарельчатому клапану в направлении, противоположном седлу.
[118] Отметим, что регулировочная втулка 0203 в настоящее время находится в закрытом положении и тем самым радиальные отверстия покрыты регулировочной втулкой 0203 и уплотнены посредством взаимодействия между регулировочной втулкой 0203 и седлом тарельчатого клапана. Когда регулировочная втулка 0203 скользит в открытое положение (налево на фиг. 9) из закрытого (уплотненного) положения, внутренний диаметр регулировочной втулки отходит от седла тарельчатого клапана, а радиальные отверстия открыты (во всей полноте или по меньшей мере частично), уплотнение открыто/нарушено, позволяя текучей среде протекать от стороны переднего торца через центральный участок 0803 тарельчатого клапана и наружу через отверстие 0804 трубчатого тарельчатого клапана, причем текучая среда затем будет протекать через корпус в следующую часть гидравлического контура.
[119] Без какого-либо давления на передний торец 0107 пружина 0204 поджимает регулировочную втулку 0203 естественным образом в закрытое положение. Пружина 0204 также будет поджимать фиксирующую манжету 0202 естественным образом в направлении, противоположном регулировочной втулке.
[120] Прерывистая линия 0801 показывает диаметр канала в корпусе, в который вставляют узел трубчатого клапана (см. фиг. 1А, канал 0002, который также обозначен как диаметр "В" на фиг. 1А). Регулирующая камера 0802 является полым объемом, который окружает трубчатый тарельчатый клапан. Другими словами, регулирующая камера 0802 существует на участке между трубчатым тарельчатым клапаном и каналом (который будет иметь тороидальную форму с квадратным сечением). Регулирующая камера 0802 является объемом, который уплотнен с одного конца посредством фиксирующей манжеты (включая уплотнение 707 фиксирующей манжеты) и закрыт на другом конце посредством регулировочной втулки. В стороне от потенциальной утечки между наружным диаметром регулировочной втулки и внутренним диаметром проходного отверстия корпуса клапана, единственным путем для текучей среды в регулирующую камеру/из регулирующей камеры (не включая любые вспомогательные пути, которые не показаны на фиг. 9) является указанный проход (который содержит отверстие 0601, выпускное отверстие 0604 и коническое отверстие 0605). Отметим, что существует потенциальная утечка между наружным диаметром регулировочной втулки и внутренним диаметром проходного отверстия корпуса клапана, когда регулировочная втулка не имеет уплотнения наружного диаметра подобно фиксирующей манжете. Отметим, что в соответствии с вариантом осуществления для предотвращения этой утечки на регулировочной втулке могут использовать уплотнения 1601 регулировочной втулки (см. фиг. 17). В соответствии с любым вариантом осуществления, описанным в настоящем документе, могут использовать или не использовать уплотнения на регулировочной втулке.
[121] Цель регулирующей камеры состоит в приеме давления, которое приложено к переднему торцу 0107, посредством приема находящейся под давлением текучей среды через проход 0606. Давление внутри регулирующей камеры, когда клапан находится в закрытом положении, должно быть приблизительно равно давлению, оказанному на передний торец 0107, таким образом, делая трудным, если не невозможным, открытие регулировочной втулки (без каких-либо других внешних сил). Следовательно, текучую среду в регулирующей камере могут использовать многочисленными способами в зависимости от функции картриджа. Например, управляющий клапан для снятия давления может быть соединен с регулирующей камерой таким образом, что только когда давление внутри регулирующей камеры превысит определенное значение, регулирующая камера будет сливаться, тем самым понижая давление в регулирующей камере, таким образом, позволяя регулировочной втулке скользить в открытое положение. Или регулирующая камера может быть соединена с клапаном с внешним управлением таким образом, что при сигнале клапан с внешним управлением может открываться (или закрываться), таким образом, сливая регулирующую камеру и вызывая открытие регулировочной втулки.
[122] Для предотвращения какой-либо утечки между наружным диаметром тарельчатого клапана и внутренним диаметром регулировочной втулки 0203 могут использовать второе уплотнение 0520 тарельчатого клапана (которое является фактически кольцом подобно другим уплотнениям. Если второе уплотнение 820 тарельчатого клапана не используют, то тарельчатый клапан не будет иметь канавки 0409 для второго уплотнения тарельчатого клапана (см. фиг. 5А), но вместо этого будет иметь смазочную канавку 0419 для тарельчатого клапана (см. фиг. 5В). Могут использовать любые из уплотнений, описанных в настоящем документе, или пренебрегать ими в любом варианте осуществления, описанном в настоящем документе, в любой комбинации. Обычно уплотнения используют для регулировки путями утечки, и они могут быть желательны (будут предотвращать утечку) или менее желательными (могут вызывать большее трение и износ) на основании функции клапана.
[123] На фиг. 10 показано сечение узла вставного клапана внутри корпуса с прямым потоком в соответствии с вариантом осуществления.
[124] На фиг. 10 поток текучей среды слева направо в прямом направлении (от торца 0 к торцу 1). В этом примере текучая среда входит в трубчатый тарельчатый клапан снаружи трубчатого тарельчатого клапана 900 (около конца регулировочной втулки), протекает через набор отверстий, через центральный участок и выходит наружу из конца трубчатого тарельчатого клапана напротив регулировочной втулки (на торце 1). Текучая среда оказывает достаточное давление на передний торец, которое преодолевает сопротивление пружины и прижимает регулировочную втулку в открытое положение, тем самым обнажая радиальные отверстия. Отметим, что фиксирующая манжета не перемещается, даже если регулировочная втулка прижата в открытом положении. Затем текучая среда свободно течет в радиальные отверстия и через центральный участок трубчатого тарельчатого клапана и наружу из отверстия трубчатого тарельчатого клапана. Таким образом, отверстие в регулировочной втулке создает свободный главный канал для потока текучей среды между центральным участком и наружной частью тарельчатого клапана через указанный набор отверстий. Рассмотрен свободный главный канал, потому что существует относительно большое количество зазоров для текучей среды для того, чтобы протекать, как предположено, так что текучая среда может выполнять свое назначение в гидравлическом контуре. Отметим, что в узле клапана существует несколько потенциальных путей утечки. Все потенциальные пути утечки могут уплотнять с использованием необязательных уплотнений. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления не используют никаких уплотнений (или используют несколько, но не все), тем самым обеспечивая возможность протекания текучей среды через доступные пути утечки. Например, пути утечки потенциально могут существовать: i) между внутренним диаметром фиксирующей манжеты и наружным диаметром тарельчатого клапана; ii) между наружным диаметром фиксирующей манжеты и внутренним диаметром проходного отверстия в корпусе, используемом для вмещения узла клапана; iii) между внутренним диаметром регулировочной втулки и наружным диаметром тарельчатого клапана; iv) между наружным диаметром регулировочной втулки и внутренним диаметром проходного отверстия в корпусе, используемом для вмещения узла клапана. Отметим, что все такие пути утечки ограничены. То есть, зазор между двумя смежными деталями в любом пути утечки очень незначителен и не допускает значительный поток текучей среды между ними по сравнению с главным путем потока клапана.
[125] На фиг. 11 показано сечение узла вставного клапана внутри корпуса в нейтральном положении в соответствии с вариантом осуществления. Регулировочная втулка находится в закрытом положении.
[126] Либо никакая текучая среда не входит из конца регулировочной втулки, либо текучая среда входит из конца регулировочной втулки (из торца 0 протекая по направлению к торцу 1), но не с достаточным давлением для открытия этой регулировочной втулки (например, закрывающая сила пружины больше, чем давление текучей среды на передний торец). В любом случае, регулировочная втулка остается в закрытом положении, а фиксирующая манжета также не перемещается (остается в своем положении на конце трубчатого тарельчатого клапана напротив регулировочной втулки). Это является нейтральным положением.
[127] На фиг. 11 (и на других чертежах) также показана заглушка 1000. Заглушка 1000 является пластиной из стали или другого подходящего материала, который сопрягается с корпусом клапана, и удерживается посредством винтов. Она удерживает вставной узел в его полости в корпусе клапана. Вокруг периметра проходного отверстия в корпусе клапана существует уплотнительное кольцо 1001 торцевого уплотнения, которое контактирует с противоположным торцом заглушки для предотвращения утечки. Канавка 1002 уплотнительного кольца является канавкой, где расположено это уплотнительное кольцо. Кольцеобразное пространство 1003 является кольцеобразным пространством, заданным на наружном диаметре посредством заглушки и внутреннем диаметре посредством той части тарельчатого клапана, которая проходит за наружный торец стопорной манжеты (также называемой фиксирующей манжетой).
[128] На фиг. 12 показано сечение узла вставного клапана внутри корпуса с обратным потоком в соответствии с вариантом осуществления.
[129] Узел вставного клапана также равным образом может быть приспособлен для обратного потока (слева направо на фиг. 12). Это будет работать, как указано ниже. Текучая среда будет входить в отверстие трубчатого тарельчатого клапана (конец, противоположный регулировочной втулке, или из торца 1). Центральный участок будет изначально заполняться текучей средой, но поскольку она изначально не будет иметь возможность выхода наружу из торца 0, потому что радиальные отверстия будут изначально блокированы регулировочной втулкой, в частности, уплотнением сопряженных металлических поверхностей, сформированным внутренним диаметром регулировочной втулки против седла тарельчатого клапана. Текучая среда будет оказывать давление на внутренний диаметр и левый торец трубчатого тарельчатого клапана и на фиксирующий торец 0209, который будет прижимать весь трубчатый тарельчатый клапан по направлению к торцу 0 (тарельчатый клапан и фиксирующая манжета могут перемещаться вместе как одно целое). Отметим, что положение регулировочной втулки может смещаться немного в направлении торца 0 (направо на фиг. 12). Выступ 1100 предотвращает продолжение перемещения регулировочной втулки по направлению к торцу 0. По мере того, как давление текучей среды заставляет седло трубчатого тарельчатого клапана перемещаться направо (по направлению к торцу 0 в "обратном" направлении), фиксирующая манжета будет перемещаться вместе с седлом/трубчатым тарельчатым клапаном по направлению к торцу 0 (или направо на фиг. 12). Это сжимает пружину, как показано на фиг. 12. Радиальные отверстия (также называемые набором отверстий) в трубчатом тарельчатом клапане теперь открыты, и даже если трубчатый тарельчатый клапан, а не регулировочная втулка, переместился относительно корпуса клапана, это все еще рассматривается, как "открытое положение" регулировочной втулки.
[130] После того, как регулировочная втулка открыта, затем текучая среда внутри центрального участка может выходить из этого центрального участка через радиальные отверстия и наружу из картриджа в том же (обратном) направлении (слева направо на фиг. 12 или от торца 1 к торцу 0). Таким образом, в этой конфигурации текучая среда имеет возможность протекания в обратном направлении ("прямым" или "нормальным" является направление от торца 0 к торцу 1 на фиг. 12).
[131] На фиг. 13А показан ортографический вид, иллюстрирующий вид спереди узла вставного клапана в закрытом положении в соответствии с вариантом осуществления.
[132] На конце узла клапана около регулировочной втулки 203 показана выемка 1200. Выемка 1200 является лишь небольшим углублением без возможности прохождения через него текучей среды или чего-либо и служит никакой другой цели, кроме как для обеспечения возможности обрабатывающих (шлифовальных) операций тарельчатого клапана. Также показаны отверстие 0601, фиксирующая манжета 0202 и первое уплотнение 0400 тарельчатого клапана.
[133] На фиг. 13В показан ортографический вид, иллюстрирующий вид спереди узла вставного клапана в открытом положении в соответствии с вариантом осуществления.
[134] В открытом положении радиальные отверстия 0300 (также называемые набором отверстий) открыты. Также показано седло 0205.
[135] На фиг. 13А показан ортографический вид, иллюстрирующий отверстие трубчатого тарельчатого клапана узла вставного клапана в соответствии с вариантом осуществления.
[136] Отверстие 0804 трубчатого тарельчатого клапана является полой областью, которая обеспечивает возможность заполнения текучей средой центрального участка внутри узла клапана.
[137] На фиг. 13D показан ортографический вид сбоку, иллюстрирующий узел вставного клапана в соответствии с вариантом осуществления. Показан конический конец седла 0205. Седло может иметь форму тороида с прямоугольным трапецеидальным сечением (как показано), а регулировочная втулка в закрытом положении прилегает в коническую часть указанного участка, тем самым формируя непроницаемое для текучей среды (и для воздуха) уплотнение, тем самым предотвращая протекание текучей среды через/наружу регулировочной втулки. Когда регулировочная втулка находится в закрытом положении, любая текучая среда внутри центрального участка обычно не будет иметь проход наружу узла клапана, за исключением через отверстие 0804 трубчатого тарельчатого клапана.
[138] На фиг. 14А показан ортографический вид, иллюстрирующий переднюю часть корпуса и регулирующего модуля в соответствии с вариантом осуществления.
[139] Корпус 0001 вмещает узел клапана, который помещен в канал (также называемый полостью) 230 в корпусе 0001. Регулирующий модуль 0010 прикреплен к корпусу 0001 и может быть выполнен, как описано в настоящем документе, с возможностью конфигурации узла клапана для различных операций.
[140] На фиг. 14В показан ортографический вид, иллюстрирующий заднюю часть корпуса и регулирующего модуля в соответствии с вариантом осуществления.
[141] Как известно из уровня техники, множественные корпусы могут быть соединены болтами в закрытом гидравлическом контуре (который обычно будет также содержать насос и резервуар), который может быть использован любым способом (например, приводное машинное оборудование).
[142] На фиг. 15 показано сечение, изображающее ввертный узел внутри корпуса клапана в соответствии с вариантом осуществления. Регулирующая камера 0802 хранит текучую среду между наружным диаметром трубчатого тарельчатого клапана и диаметром канала в корпусе 1400, который вмещает узел клапана. Если в регулировочной втулке нет прохода (как показано на фиг. 15), тогда регулирующая камера 802 обычно должна быть изначально пустой, поскольку не будет никакого пути для входа текучей среды в регулирующую камеру/выхода из нее текучей среды 802 в этом примере (за исключением потенциальной утечки вокруг небольшого кольцеобразного зазора вокруг наружного диаметра регулировочной втулки, как обсуждено выше).
[143] Узел, показанный на фиг. 15, может обеспечивать возможность протекания текучей среды от торца 0 к торцу 1, но не от торца 1 к торцу 0. Поток от торца 1 к торцу 0 не заставит пружину открыть регулировочную втулку, тогда как поток от торца 0 к торцу 1 окажет давление на передний торец и, таким образом, заставит регулировочную втулку открыться, нарушая уплотнение между регулировочной втулкой и седлом тарельчатого клапана, тем самым обеспечивая возможность протекания текучей среды снаружи тарельчатого клапана через набор отверстий и, следовательно, через тарельчатый клапан. Отметим, что если текучая среда пытается протекать от торца 1 к торцу 0, текучая среда будет проходить мимо сливного пути 1401 в регулирующем модуле 1402 и в регулирующую камеру 0802, которая будет обеспечивать больше силы для поджимания регулировочной втулки в закрытое положение (направо на фиг. 15).
[144] На фиг. 16 показано сечение, изображающее вариант вставного узла (с фиксирующей манжетой), установленный внутри корпуса клапана в соответствии с вариантом осуществления.
[145] Регулирующая камера 0802 хранит текучую среду между наружным диаметром трубчатого тарельчатого клапана и диаметром канала в корпусе 1500, который вмещает узел клапана. Если в регулировочной втулке нет прохода 0606 (как показано на фиг. 16), а на регулировочной втулке используют уплотнения (на фиг. 16 на регулировочной втулке не используют никакие уплотнения), тогда регулирующая камера 802 обычно должна быть пустой, поскольку не будет никакого пути для входа текучей среды в регулирующую камеру 802/выхода из нее текучей среды в этом примере. Если в регулировочной втулке нет прохода, а на регулировочной втулке не используют никакие уплотнения (как показано на фиг. 16), тогда регулирующая камера 802 в конце концов наполнится вследствие небольшого пути утечки между наружным диаметром регулировочной втулки и внутренним диаметром проходного отверстия корпуса клапана. Для того чтобы клапан работал, как показано на фиг. 16, не будет необходимости сжимать какой-либо воздух или текучую среду в регулирующей камере для того, чтобы обеспечить возможность открытия регулировочной втулки, за исключением того, что этому воздуху или текучей среде допустимо выходить из камеры. Единственный способ, как это может происходить, как показано на фиг. 16, состоит в том, что воздух или текучая среда следуют пути утечки вокруг наружного диаметра регулировочной втулки. В соответствии с другими вариантами осуществления, показанными со сливом, после того, как клапан был открыт для потока, а затем закрывается, камера затем будет по меньшей мере частично заполнена текучей средой. Действие закрытия регулировочной втулки приведет к вытягиванию частичного вакуума в регулирующей камере. Текучая среда будет слита в регулирующую камеру из участка торца 1 через слив. Камера изначально может быть пустой, но будет по меньшей мере частично заполнена после первого цикла. На основании практической перспективы вариант осуществления, показанный на фиг. 16, не является идеальным вариантом осуществления.
[146] Вставной узел, показанный на фиг. 16, также могут использовать с регулирующим модулем, выполненным, как показано на фиг. 15 (со сливным путем, как иллюстрировано).
[147] На фиг. 17 показана иллюстрация сечения примера конфигурации обратного клапана в соответствии с вариантом осуществления. Это является простым вариантом осуществления идеи изобретения. В этом варианте осуществления в регулировочной втулке не используют ни управления, ни прохода. Отметим, что иллюстрированное сечение показано на легенде на фиг. 17 (фактически, все сечения, иллюстрированные в настоящем документе, могут быть основаны на одинаковой легенде). На фиг. 17 показан закрытый клапан (закрытая регулировочная втулка). Разрешен поток от торца 0 к торцу 1, но предотвращен от торца 1 к торцу 0.
[148] Фиг. 17 аналогична конфигурации, показанной на фиг. 15, но отметим, что на фиг. 17 регулировочная втулка имеет два уплотнения 1601 регулировочной втулки (хотя могут использовать другое количество уплотнений регулировочной втулки - от 1 до 4). Для систем с более низким давлением может быть достаточным неиспользование уплотнений 1601 регулировочной втулки, но оно может быть идеальным для использования с системами с более высоким давлением из-за утечки вокруг регулировочной втулки. Уплотнения 1601 регулировочной втулки расположены вокруг наружного диаметра регулировочной втулки для устранения какого-либо потока из регулирующей полости наружу к торцу 0 (и наоборот). Это может происходить, поскольку существует незначительный зазор между наружным диаметром регулировочной втулки и внутренним диаметром проходного отверстия, использованного для вмещения этого узла для того, чтобы обеспечивать свободное пространство для скольжения регулировочной втулки. Уплотнения 1601 регулировочной втулки могут быть выполнены из любого уплотняющего материала (например, резины, силикона и т.п.) и предотвращать проход текучей среды через зазор между регулировочной втулкой и проходным отверстием корпуса. Таким образом, на фиг. 17 благодаря уплотнениям 1601 регулировочной втулки регулирующая камера 0802 должна быть пустой, если не существует какой-либо обратный поток. На фиг. 18 и 19 также иллюстрированы уплотнения регулировочной втулки на регулирующей манжете.
[149] Отметим, что в любых вариантах осуществления, описанных или иллюстрированных в настоящем документе, уплотнения 1601 регулировочной втулки (и, фактически, любые из уплотнений, описанных в настоящем документе, такие как первое уплотнение 400 тарельчатого клапана, второе уплотнение 820 тарельчатого клапана, уплотнение 0707 фиксирующей манжеты) могут или не могут быть использованы по выбору пользователя. Например, любой вариант осуществления, описанный или иллюстрированный в настоящем документе, который использует уплотнения регулировочной втулки (или другой тип уплотнения) может также быть реализован без уплотнений регулировочной втулки. Любой вариант осуществления, описанный или иллюстрированный в настоящем документе, который не использует уплотнение (уплотнения) регулировочной втулки (или другой тип уплотнения) может также быть реализован с использованием одного или большего количества уплотнений регулировочной втулки. Любые уплотнения, описанные в настоящем документе, также могут использовать в любых комбинациях. Для некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения, особенно когда регулировочная втулка снабжена проходом 0606, а время отклика клапана должно быть относительно быстрым для модулирования давления, уплотнения регулировочной втулки, показанные на фиг. 17, могут не являться преимущественными из-за вопросов статического трения, более длинного времени отклика и возможного преждевременного износа уплотнения.
[150] В соответствии с дополнительным вариантом осуществления выпускное отверстие 1600 регулирующего модуля могут добавлять к регулирующему модулю для замедления времени отклика закрытия и открытия клапана. Это может быть преимущественным в некоторых применениях, особенно где вибрация клапанов является проблемой. Выпускное отверстие 1600 регулирующего модуля является полностью необязательным, и его могут не использовать в любом варианте осуществления, описанном или изображенном в настоящем документе, в соответствии с предпочтениями пользователя.
[151] В соответствии с этим вариантом осуществления тарельчатый клапан ввернут во фланцевый корпус. Давление, приходящее со стороны, противоположной резьбовому концу (правая сторона на фиг. 17), действует на передний торец 0107 регулировочной втулки, которая заставляет регулировочную втулку открыться. Это противопоставлено силе пружины, действующей в противоположном направлении. Регулировочная втулка открывается, когда сила, заставляющая регулировочную втулку открыться (давление на передний торец 0107, умноженное на площадь переднего торца 107) больше, чем сила пружины. Это является давлением срабатывания клапана. Выбор различных атрибутов пружины, таких как К-фактор и сжатие пружины в закрытом состоянии, могут изменять давление срабатывания. На фиг. 18 показана иллюстрация этого варианта осуществления после открытия регулировочной втулки.
[152] На фиг. 18 показана иллюстрация сечения конфигурации обратного клапана в открытом положении в соответствии с вариантом осуществления.
[153] После того, как давление заставит открываться регулировочную втулку на фиг. 17, регулировочная втулка будет открыта, как показано на фиг. 18. Теперь текучая среда может протекать от стороны регулировочной втулки к резьбовой стороне (справа налево на фиг. 18). Текучая среда приходит с правой стороны, входит в радиальные отверстия (которые были блокированы на фиг. 17, когда регулировочная втулка была в закрытом положении), двигается через центральный участок внутри тарельчатого клапана и наружу через резьбовой конец. Когда давление на передний торец недостаточно велико для того, чтобы продолжать удерживать регулировочную втулку в открытом положении (например, сила пружины станет больше, чем сила на регулировочную втулку (давление на передний торец 0107, умноженное на площадь переднего торца 107)), тогда пружина заставит регулировочную втулку вернуться снова в закрытое положение и остановить дальнейший поток текучей среды через тарельчатый клапан.
[154] Обратный поток предотвращен. Пружина естественным образом поджимает регулировочную втулку в закрытое положение, и, таким образом, текучая среда, входящая через резьбовой конец, не выйдет через радиальные отверстия, поскольку регулировочная втулка будет закрыта. Текучая среда обратного потока также может входить в слив 1700 и в регулирующую камеру, дополнительно действуя для того, чтобы заставить регулировочную втулку быть в закрытом положении.
[155] Таким образом, когда давление на линии больше, чем конкретная величина, клапан будет открыт и, таким образом, обеспечит снятие давления для линии. Если К-фактор пружины достаточно мал для обеспечения возможности легкого открытия регулировочной втулки, то этот узел клапана будет работать как простой обратный клапан, допускающий поток только в одном направлении. Отметим, что регулирующая камера обычно будет пустой в этом варианте осуществления, если не будет существовать обратный поток из резьбового конца, который заполнить регулирующую камеру через слив 1700, но текучая среда не пройдет через регулировочную втулку (и, следовательно, не выйдет из обратного клапана, за исключением небольшого количества утечки через кольцеобразный зазор вокруг наружного диаметра регулировочной втулки), но будет обеспечивать дополнительное сопротивление открытию регулировочной втулки. Когда существует прямой поток, прямой поток откроет регулировочную втулку и освободит некоторую часть текучей среды в регулирующей камере через слив 1700. Этот вариант осуществления также может функционировать, как предохранительный клапан прямого действия или клапан последовательности прямого действия посредством выбора пружины, подходящей для указанного применения.
[156] В простейшем варианте осуществления регулирующий модуль служит только для вентиляции регулирующей камеры для обеспечения возможности перемещения регулировочной втулки. Отметим, что регулирующий модуль может быть либо с внутренним сливом, таким как внутренний слив 1700, или с внешним сливом (сливной путь будет независимым от пути выпуска текучей среды клапана, как на фиг. 19).
[157] На фиг. 19 показана иллюстрация сечения конфигурации обратного клапана с внешним сливом в соответствии с вариантом осуществления.
[158] Противодавление на клапан может влиять на давление срабатывания клапана. Противодавление на клапан будет влиять на давление текучей среды в регулирующей камере. Это будет стремиться способствовать силе пружины в том, чтобы заставлять регулировочную втулку быть открытой (давление регулирующей камеры, умноженное на площадь 2 регулировочной втулки). В таких условиях, где это не требуется, предпочитают внешний слив регулирующего модуля с использованием внешнего слива 1801, который ведет к резервуару 1800 для текучей среды.
[159] Обратный поток через клапан (поток от торца 1 к торцу 0) предотвращен посредством седла на стыке регулировочной втулки/тарельчатого клапана. Поток от торца 1 к торцу 0 будет индуцирован градиентом давлений, более высокого на торце 1, и более низкого на торце 0. В этом случае результирующая сила на регулировочную втулку заставит эту регулировочную втулку быть закрытой и предотвратит поток от торца 1 к торцу 0.
[160] Поскольку втулку направляют по тарельчатому клапану, эта конструкция имеет преимущества по сравнению с ненаправляемыми обратными клапанами дискового или шарового типа в применениях, где может быть проблемой, турбулентность, индуцирующая преждевременный износ.
[161] Регулирующий модуль может быть изменен для влияния на работу клапана. Например, вместо простого обратного клапана прямого действия, как отмечено выше, регулирующий модуль может быть усовершенствован таким образом, чтобы выполнить управляющую часть клапана для открытия обратного клапана.
[162] На фиг. 20 показана иллюстрация сечения узла клапана с внешним управляющим сигналом в соответствии с вариантом осуществления.
[163] В этом примере нормально закрытый управляющий клапан 1900 находится в регулирующем модуле 1901 и замещает простой слив в регулирующем модуле, как описано выше. Этот управляющий клапан 1900 обеспечивает возможность потока от резьбового конца к регулирующей камере, но предотвращает поток от регулирующей камеры к сливу, за исключением случаев, когда на управляющий клапан 1900 действуют посредством управляющего сигнала. В этом примере внешний управляющий сигнал 1902 используют для открытия управляющего клапана 1900 и обеспечивают возможность слива регулирующей камере. Регулировочная втулка затем может открываться, обеспечивая, что давление на входе на торце 0, действующее на передний торец регулировочной втулки, превышает силу пружины. Если регулирующая камера заполнена текучей средой, тогда клапан не допустит поток в любом направлении до тех пор, пока не будет принят сигнал для открытия управляющего клапана 1900, в котором затем будет обеспечен поток от торца 0 к торцу 1.
[164] Любой использованный управляющий клапан и главный клапан (узел клапана, который разрешает или запрещает поток от торца 0 к торцу 1 с помощью открытия/закрытия регулировочной втулки) взаимодействуют по типу отношения "ведущий-ведомый". Таким образом, управляющий клапан могут изменять для того, чтобы давать в результате любое количество функций для элемента главного клапана.
[165] На фиг. 21 показана иллюстрация сечения узла клапана с внутренним управляющим сигналом в соответствии с вариантом осуществления. Такую конфигурацию могут использовать в качестве предохранительного клапана давления.
[166] Это тот же узел клапана (главный клапан), показанный на фиг. 20, но регулируемый с помощью управляющего предохранительного клапана 2000 прямого действия (который открывается только тогда, когда входящее давление больше, чем предварительно установленное давление, в ином случае он остается закрытым) в регулирующем модуле. В этом примере регулировочная втулка снабжена связью между текучей средой, входящей от торца 0, и регулирующей камерой (например, от переднего торца 2002 к регулирующему торцу 2003), которая является проходом 0606 (который может содержать отверстие, выпускное отверстие и коническую область), который обеспечивает регулируемую утечку между расположенным выше по потоку регулирующим торцом и регулирующей камерой. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления это может обеспечивать управляемые версии узла клапана для работы на основании давления в регулирующей камере.
[167] Текучая среда, находящаяся под давлением и приходящая от торца 0 на передний торец 2002, заставит регулировочную втулку открыться, как описано выше. Благодаря потоку текучей среды через проход 0606 по регулировочной втулке, текучая среда, находящаяся под давлением, заполнит регулирующую камеру. Это будет действовать на регулирующий торец 2003, стремясь заставить быть закрытым. Сила пружины также будет стремиться заставить регулировочную втулку быть закрытой. Таким образом, отсутствует другой путь выхода для текучей среды из регулирующей камеры, регулировочная втулка обычно останется закрытой независимо от того, насколько большое давление оказано на регулирующий торец от торца 0 (проходит справа налево).
[168] Предотвращается выход текучей среды из регулирующей камеры из-за управляющего предохранительного клапана 2000 прямого действия в регулирующем модуле, который блокирует путь от регулирующей камеры к сливу. Текучая среда может двигаться по управляющему пути 2004 и останавливаться на предохранительном торце 2005 предохранительного клапана 2000.
[169] Когда давление на предохранительный торец 2005 управляющего предохранительного клапана 2000 и, таким образом, давление в регулирующей камере, превышает установочное значение управляющего предохранительного клапана 2000, управляющий предохранительный клапан 2000 откроется, обеспечивая возможность слива текучей среды в регулирующей камере (через управляющий предохранительный клапан 2000 и в сливной выход 2006). Поскольку в проходе 0606 в регулировочной втулке существует выпускное отверстие, текучая среда сливается из регулирующей камеры быстрее, чем она может быть наполнена снова. Гидравлические силы на регулировочную втулку станут несбалансированными и будут стремиться заставить регулировочную втулку открываться. Клапан откроется, когда результирующая гидравлическая сила на регулировочную втулку превысит силу пружины. Регулировочная втулка будет пытаться сохранять устойчивое положение таким образом, что падение давления по регулировочной втулке, приводящее к результирующей гидравлической силе на регулировочную втулку, уравновешивает силу пружины на регулировочную втулку.
[170] Такой типа клапана называется клапаном с внутренним управлением. Управляющий предохранительный клапан 2000 принимает свой управляющий сигнал от некоторого источника, как главный источник давления, действующий выше по потоку на этот клапан.
[171] На фиг. 22 показано сечение, иллюстрирующее предохранительный клапан с внутренним сливом и с внутренним управлением с опцией обратного потока в соответствии с вариантом осуществления.
[172] Узел клапана, показанный на фиг. 22, аналогичен узлу клапана, показанному на фиг. 21, но вместо резьбового конца используют фиксирующую манжету (как описано в настоящем документе). Это вместит обратный поток, как описано в настоящем документе.
[173] На фиг. 23 показана иллюстрация сечения узла клапана с дистанционным регулятором в соответствии с вариантом осуществления.
[174] В этом примере дистанционный регулятор 2201 соединен с баком 2204 для текучей среды и может корректировать установочное значение давления ниже максимального установочного значения давления управляющего клапана 2200 в регулирующем модуле. Эту конфигурацию также равным образом могут использовать с вариантом осуществления, содержащим фиксирующую манжету.
[175] В соответствии с вариантом осуществления дистанционный регулятор могут использовать, где состояние этого дистанционного регулятора (установленное оператором) является бесконечно изменяемым между полностью открытым и полностью закрытым, а не имеет дискретные положения. Этот тип клапана могут регулировать с помощью пропорционального электрического сигнала или тому подобного. Таким образом, управляющий клапан, регулируемый посредством дистанционного регулятора, не ограничен дискретными открытым и закрытым положением, но также выполнен с возможностью наличия непрерывных степеней открытия/закрытия на основании указанного сигнала. Таким образом, скорость потока через управляющий клапан могут регулировать посредством дистанционного регулятора (в дополнение к только включению/выключению).
[176] На фиг. 24 показана иллюстрация сечения узла клапана с внешним управляющим клапаном 2300, соединенного с двухпозиционным двухходовым клапаном 2302, выполненным как предохранительный клапан с выпуском в соответствии с вариантом осуществления.
[177] Когда двухходовой клапан 2302 закрыт (как показано), управляющий клапан 2300 действует, как клапан с внутренним управлением (будет открываться автоматически, когда давление внутри регулирующей камеры 0802 достигает определенного уровня), Когда на соленоид двухходового клапана 2302 отправляют сигнал, вызывая его смещение (вторая регулирующая оболочка со стрелкой), регулирующую камеру вентилируют в бак 2204 при очень низком давлении, удаляя гидравлическое сопротивление на регулирующем торце регулировочной втулки и обеспечивая возможность ее смещения.
[178] Эту конфигурацию также равным образом могут использовать с вариантом осуществления, содержащим фиксирующую манжету.
[179] Различные элементы клапана в регулирующем модуле могут сделать так, что главный клапан действует различными способами. Например, главный клапан может быть выполнен с возможностью работы в качестве уравновешивающего клапана, редукционного клапана, клапана последовательности, разгрузочного клапана и т.п. Клапан и корпус могут быть выполнены различными способами с возможностью обеспечения еще большего количества функций.
[180] На фиг. 25А показана иллюстрация сечения, показывающая вставную вставку и корпус клапана, выполненные с возможностью обеспечения функции регулировки потока, в соответствии с вариантом осуществления.
[181] В соответствии с этим вариантом осуществления проход в регулировочной втулке заменен на выпускное отверстие тарельчатого клапана (не показан на фиг. 25А, но см. фиг. 25В) в корпусе трубчатого тарельчатого клапана. Благодаря выбору управляющего клапана в регулирующем модуле для поддержания падения давления по указанному выпускному отверстию в тарельчатом клапане, главный клапан может быть выполнен с возможностью обеспечения постоянной скорости потока.
[182] На фиг. 25В показана иллюстрация сечения узла клапана с трубчатым тарельчатым клапаном, выполненным с возможностью обеспечения функции регулировки потока, в соответствии с вариантом осуществления.
[183] Отверстие 2411 тарельчатого клапана сообщается с выпускным отверстием тарельчатого клапана и отверстием 2410, допуская поток между центральным участком 0405 внутри трубчатого тарельчатого клапана и регулирующей камерой 0802. Чертеж на фиг. 25В является сечением и, отметим, что эти отверстия 2411 тарельчатого клапана и выпускное отверстие 2410 тарельчатого клапана и отверстие не существуют в виде колец (например, подобно уплотнениям), но существуют только в виде небольшого прохода/отверстия.
[184] В отличие от прохода 0606 в регулировочной втулке 0103, отверстие 2411 и выпускное отверстие 2410 допускают поток прямо между центральным участком 0405 и регулирующей камерой 0802. Поскольку регулирующей камерой 0802 могут управлять (с использованием внутреннего, внешнего или любого другого типа управления), это обеспечивает дополнительную функциональность для использования для регулировки потока.
[185] Все признаки, описанные и/или иллюстрированные в настоящем документе (или отсутствие любых таких признаков) могут быть скомбинированы друг с другом в любых комбинациях без ограничения. Например, любой вариант осуществления, описанный в настоящем документе, может или не может иметь резьбовой конец, может или не может иметь фиксирующую манжету, может или не может иметь проход в регулировочной втулке и т.п. Любую комбинацию признака (признаков) могут без ограничения использовать с любой другой комбинацией признака (признаков). Любой признак, описанный в настоящем документе, также может быть необязательным. Иллюстрации, показанные в настоящем документе, являются примерными, но любая иллюстрация может быть расширена с помощью любого признака, описанного в настоящем документе, или любой показанный признак также может быть удален без ограничения.
[186] Многие признаки и преимущества настоящего изобретения понятны из подробной спецификации и, таким образом, предполагается, что посредством прилагаемой формулы изобретения охватываются все такие признаки и преимущества настоящего изобретения, которые находятся в пределах сущности и объема настоящего изобретения. Кроме того, поскольку многочисленные модификации и изменения легко появятся для специалистов в данной области техники, не требуется ограничивать настоящее изобретения до точной конструкции и работы, иллюстрированных и описанных, и, соответственно, можно обращаться ко всем подходящим модификациям и эквивалентам, находящимся в пределах объема настоящего изобретения.
1. Узел клапана, содержащий:
трубчатый тарельчатый клапан, содержащий первый конец и второй конец, противоположный первому концу, и полый внутренний центральный участок, открытый на первом конце и закрытый на втором конце;
набор отверстий, содержащий по меньшей мере одно отверстие в трубчатом тарельчатом клапане, расположенное по направлению ко второму концу;
регулировочную втулку, прикрепленную ко второму концу и выполненную с возможностью скольжения от второго конца до точки остановки регулировочной втулки на трубчатом тарельчатом клапане по направлению к первому концу в открытое положение, причем когда регулировочная втулка находится в открытом положении, по меньшей мере часть указанного набора отверстий открыта, создавая свободный главный канал для потока текучей среды между указанным центральным участком и наружной частью тарельчатого клапана через этот набор отверстий; и
пружину, расположенную вокруг трубчатого тарельчатого клапана и выполненную таким образом, что пружина естественным образом толкает регулировочную втулку ко второму концу в закрытое положение, причем когда регулировочная втулка находится в закрытом положении, регулировочная втулка и седло тарельчатого клапана формируют уплотнение, которое устраняет указанный свободный главный канал для потока текучей среды.
2. Узел клапана по п. 1, дополнительно содержащий полый резьбовой конец, сформированный на первом конце и выполненный с возможностью обеспечения потока текучей среды через указанный центральный участок и резьбовой конец.
3. Узел клапана по п. 1, дополнительно содержащий фиксирующую манжету, прикрепленную к первому концу и выполненную с возможностью скольжения от первого конца по направлению ко второму концу, причем фиксирующая манжета упирается в пружину и выполнена таким образом, что пружина естественным образом толкает фиксирующую манжету к первому концу.
4. Узел клапана по п. 2, дополнительно содержащий корпус, вмещающий трубчатый тарельчатый клапан, выполненный таким образом, что когда текучая среда входит в указанный корпус и оказывает давление на передний торец регулировочной втулки в направлении к первому концу, эта текучая среда толкает регулировочную втулку к первому концу в открытое положение.
5. Узел клапана по п. 1, в котором регулировочная втулка дополнительно содержит проход, выполненный для обеспечения протекания текучей среды через регулировочную втулку.
6. Узел клапана по п. 1, в котором трубчатый тарельчатый клапан содержит отверстие тарельчатого клапана и выпускное отверстие тарельчатого клапана, выполненные для обеспечения протекания текучей среды через корпус трубчатого тарельчатого клапана.
7. Узел клапана по п. 1, в котором регулировочная втулка дополнительно содержит смазочные канавки, расположенные на наружной части регулировочной втулки.
8. Узел клапана по п. 2, дополнительно содержащий корпус, вмещающий трубчатый тарельчатый клапан, тем самым формируя регулирующую камеру, являющуюся участком между наружной частью трубчатого тарельчатого клапана и внутренней частью указанного корпуса.
9. Узел клапана по п. 8, в котором регулировочная втулка дополнительно содержит проход, выполненный для обеспечения протекания текучей среды из наружной части регулировочной втулки в регулирующую камеру.
10. Узел клапана по п. 8, в котором трубчатый тарельчатый клапан дополнительно содержит отверстие тарельчатого клапана и выпускное отверстие тарельчатого клапана, выполненные с возможностью обеспечения протекания текучей среды из трубчатого тарельчатого клапана в регулирующую камеру.
11. Узел клапана по п. 8, дополнительно содержащий управляющий путь, соединяющий регулирующую камеру с управляющим клапаном.
12. Узел клапана по п. 9, дополнительно содержащий управляющий путь, соединяющий регулирующую камеру с управляющим клапаном,
причем узел клапана выполнен таким образом, что когда давление текучей среды оказано на передний торец регулировочной втулки в направлении к первому концу, когда управляющий клапан открывается, давление внутри регулирующей камеры снижается, тем самым поджимая регулировочную втулку для перемещения в открытое положение, тем самым допуская поток текучей среды через указанный набор отверстий через трубчатый тарельчатый клапан и наружу из резьбового конца.
13. Узел клапана по п. 12, в котором управляющий клапан является клапаном с внутренним управлением и открывается, когда давление в управляющем пути превышает пороговое значение.
14. Узел клапана по п. 12, в котором управляющий клапан является клапаном с внешним управлением и выполнен с возможностью открытия и закрытия на основании внешнего сигнала.
15. Узел клапана по п. 12, в котором управляющий клапан регулируют посредством дистанционного регулятора, выполненного с возможностью переключения между двумя режимами, содержащими первый режим, в котором управляющий клапан является клапаном с внутренним управлением и открывается, когда давление в управляющем пути превышает пороговое значение, и второй режим, в котором управляющий клапан является клапаном с внешним управлением и выполнен с возможностью открытия с помощью дистанционного регулирования.
16. Узел клапана по п. 10, дополнительно содержащий управляющий путь, соединяющий регулирующую камеру с управляющим клапаном, выполненным с возможностью регулировки потока наружу из регулирующей камеры.
17. Узел клапана по п. 3, дополнительно содержащий корпус, вмещающий трубчатый тарельчатый клапан, тем самым формируя регулирующую камеру, являющуюся участком между наружной частью трубчатого тарельчатого клапана и внутренней частью указанного корпуса.
18. Узел клапана по п. 17, в котором регулировочная втулка дополнительно содержит проход, выполненный для обеспечения протекания текучей среды из наружной части регулировочной втулки в регулирующую камеру.
19. Узел клапана по п. 17, в котором трубчатый тарельчатый клапан дополнительно содержит отверстие тарельчатого клапана и выпускное отверстие тарельчатого клапана, выполненные для обеспечения протекания текучей среды из трубчатого тарельчатого клапана в регулирующую камеру.
20. Узел клапана по п. 17, дополнительно содержащий управляющий путь, соединяющий регулирующую камеру с управляющим клапаном.
21. Узел клапана по п. 20, в котором указанный узел клапана дополнительно содержит управляющий путь, соединяющий регулирующую камеру с управляющим клапаном и выполнен таким образом, что когда давление текучей среды оказано на передний торец регулировочной втулки в направлении к первому концу, когда управляющий клапан открывается, давление внутри регулирующей камеры снижается, тем самым поджимая регулировочную втулку для перемещения в открытое положение.
22. Узел клапана по п. 21, в котором управляющий клапан является клапаном с внутренним управлением и открывается, когда давление в управляющем пути превышает пороговое значение.
23. Узел клапана по п. 21, в котором управляющий клапан является клапаном с внешним управлением и выполнен с возможностью открытия и закрытия на основании внешнего сигнала.
24. Узел клапана по п. 21, в котором управляющий клапан регулируют посредством дистанционного регулятора, выполненного с возможностью переключения между двумя режимами, содержащими первый режим, в котором управляющий клапан является клапаном с внутренним управлением и открывается, когда давление в управляющем пути превышает пороговое значение, и второй режим, в котором управляющий клапан является клапаном с внешним управлением и выполнен с возможностью открытия с помощью дистанционного регулирования.
25. Узел клапана по п. 17, в котором указанный узел клапана выполнен с возможностью допущения обратного потока таким образом, что текучая среда, входящая через первый конец, оказывает давление на внутреннюю часть трубчатого тарельчатого клапана по направлению ко второму концу, а торец первого конца трубчатого тарельчатого клапана тем самым толкает седло за регулировочную втулку, тем самым помещая регулировочную втулку в открытое положение.
26. Узел клапана по п. 2, дополнительно содержащий первое уплотнение тарельчатого клапана на трубчатом тарельчатом клапане около резьбового конца.
27. Узел клапана по п. 3, дополнительно содержащий первое стопорное кольцо фиксирующей манжеты на трубчатом тарельчатом клапане около первого конца, выполненное с возможностью предотвращения соскальзывания фиксирующей манжеты с первого конца.
28. Узел клапана по п. 3, дополнительно содержащий второе стопорное кольцо фиксирующей манжеты на трубчатом тарельчатом клапане, выполненное с возможностью предотвращения скольжения фиксирующей манжеты слишком близко ко второму концу трубчатого тарельчатого клапана.
29. Узел клапана по п. 9, в котором указанный проход дополнительно содержит скошенное отверстие в регулирующую камеру.
30. Узел клапана по п. 8, в котором регулирующая камера соединена прямо со сливом без управляющего клапана.
31. Узел клапана по п. 17, в котором регулирующая камера соединена прямо со сливом без управляющего клапана.
32. Узел клапана по п. 15, в котором дистанционный регулятор является изменяемым между полностью открытым и полностью закрытым положениями.
33. Узел клапана по п. 24, в котором дистанционный регулятор является изменяемым между полностью открытым и полностью закрытым положениями.
34. Способ регулировки потока текучей среды, включающий:
прием текучей среды внутри первого конца корпуса, вмещающего узел клапана, причем указанная текучая среда оказывает давление на первый торец регулировочной втулки;
разрешение протекания текучей среды через регулировочную втулку в регулирующую камеру и оказания давления на второй торец регулировочной втулки, противоположный первому торцу;
направление части указанной текучей среды из регулирующей камеры в управляющий клапан и
открытие управляющего клапана и слив части указанной текучей среды из регулирующей камеры, побуждая давление на первый торец регулировочной втулки открывать регулировочную втулку и тем самым создавая свободный главный канал для потока текучей среды через узел клапана и наружу через второй конец указанного корпуса, противоположный первому концу,
причем свободный главный канал для потока текучей среды, выходящий из второго конца, проходит в том же направлении, что и поток текучей среды, входящей в указанный корпус.
35. Способ по п. 34, в котором управляющий клапан является клапаном с внешним управлением, и до открытия управляющего клапана указанный управляющий клапан принимает внешний сигнал для открытия.
36. Способ по п. 34, в котором управляющий клапан является клапаном с внутренним управлением, и до открытия управляющего клапана этот управляющий клапан обнаруживает, что давление внутри регулирующей камеры превышает пороговое значение, что вызывает открытие управляющего клапана.
