[实用新型]流动控制系统和具有关闭辅助的控制阀

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年8月2日提交的题目为“流动控制系统和具有关闭辅助的控制阀(A Flow Control System and Control Valve Having Closure Assistance)”的美国临时专利申请No.61/861,771的优先权。本申请还要求于2014年5月19日提交的并且题目也为“流动控制系统和具有关闭辅助的控制阀(A Flow Control System and Control Valve Having Closure Assistance)”美国临时专利申请No.62/000,079的优先权。上述两个临时专利申请的全部内容通过参引并入本文。

技术领域

本公开内容总体上涉及流体的流动控制。更特别地，涉及用于高压流体的流动控制的设备和系统。还更特别地，本公开内容涉及控制阀并且该控制阀允许高压流体仅沿一个方向流动。

背景技术

控制阀用于工业过程中来调节源点和终点(例如，管、管件或容器)之间的流体的流动。某些控制阀设计成使得在特定过程情况下使阀关闭，禁止流体从源点和终点流动，而其他过程情况下使阀打开。通常控制阀包括：本体、活塞、本体与活塞之间的密封件、以及偏置弹簧，偏置弹簧接合本体、活塞和密封件，即将关闭力施加在活塞上。这些控制阀由弹簧致动并且由在源点和终点中的变化的流体压力致动。阀的各种表面的加工公差的限制可能对其性能形成产生不利的影响。在一些环境中，具有宽松的加工公差的阀在其应当关闭时打开，导致不期望的回流至源点管线中。当例如终点管线压力波动并且终点管线压力变得大于源点管线压力，并且在阀活塞上施加大于弹簧的关闭力的力时，这种不期望的回流情况可能发生于具有欠佳的加工公差的阀。更耐用、较不易受加工公差、变化和压力波动影响的方法或阀设计在工业应用中会是有利的。

实用新型内容

本文中所公开的是一种控制阀，其包括活塞壳体和适于在活塞壳体中往复运动的活塞。该壳体包括：中空部，中空部具有第一端、第二及敞开端、内部的第一室以及内部的第二室；和通向第二室的流体口。第一室与第一端邻近，并且第二室与敞开端邻近。活塞包括第一密封接合部和第二密封接合部，第一密封接合部具有小于第二密封接合部的直径的直径。

在实施方式中，该控制阀还包括：第一环形密封件，第一环形密封件密封地接合第一密封接合部，并且构造成防止流体在第一室的至少一部分与第二室的至少一部分之间流动；第二环形密封件，第二环形密封件与第一环形密封件轴向地间隔开，并且构造成密封地接合第二室和活塞的第二密封接合部；以及流体区，流体区定位在第一环形密封件与第二环形密封件之间并与第二室和流体口流体连通。

在实施方式中，该活塞包括：第一组表面区域，第一组表面区域基本上面向活塞壳体第一端，并且具有总轴向投影表面积；第二组表面区域，第二组表面区域基本上面向活塞壳体的敞开端，并且具有总轴向投影表面积；其中，第一组表面区域的总轴向投影表面积超过第二组表面区域的总轴向投影表面积。活塞可以在关闭构型与打开构型之间往复运动，在关闭构型中，防止了活塞壳体的敞开端与第二室之间的流体连通，在打开构型中，允许敞开端与第二室之间的流体连通。该阀可以构造成使得当阀处于关闭构型时，第一组表面区域和第二组表面区域设置在第二室内。

另外公开的是一种流动控制系统，其具有流动控制阀，流动控制阀包括活塞壳体和适于在活塞壳体中往复运动的活塞。该壳体包括：头部和中空的延伸部，该延伸部具有敞开端、内部的第一室、内部的第二室以及流体口，流体口构造成允许流体排出第二室。第一室与头部相邻并且具有小于第二室的直径的直径。第二室与敞开端相邻。活塞包括第一密封接合部和第二密封接合部，第一密封接合部具有小于第二密封接合部的直径的直径。

在实施方式中，系统包括：控制阀，其具有与壳体的头部相邻的控制口；供给管；排放管；与供给管流体连通的第一系统口；与排放管流体连通的第二系统口；节流阀，其具有与第一系统口流体连通的入口和与控制阀的控制口流体连通的出口。该系统包括引导阀，引导阀具有：第一引导口，第一引导口与控制阀的控制口和节流阀出口流体连通；和第二引导口，第二引导口与第二系统口流体连通。控制阀设置在供给管与排放管之间。节流阀和引导阀中的一者或两者可以是可调节的。