[发明专利]能量回收用流量控制阀

说明书

本发明涉及一种用于流体流量的控制阀，包括：限定用于流体的入口(103、403、603、803、1003)和出口(104、404、604、804、1004)的阀体(102、402、602、802、1002)、插入阀体(102、402、602、802、1002)中的阻塞器(105、405、605、805、1005)、构造成在第一位置和第二位置之间可逆地平移阻塞器(105、405、605、805、1005)的致动器系统(106、406、606、806、1006)，在第一位置中阻塞器(105、405、605、805、1005)允许流体通过入口(103、403、603、803、1003)和出口(104、404、604、804、1004)之间，在第二位置中阻塞器(105、405、605、805、1005)阻止流体通过入口(103、403、603、803、1003)和出口(104、404、604、804、1004)之间；控制阀还包括容纳在阀体(102、402、602、802、1002)中的涡轮转子(109、409、609、809、1009)，转子(109、409、609、809、1009)包括多个叶片并构造成在入口(103、403、603、803、1003)和出口(104、404、604、804、1004)之间流动的流体的作用下持续旋转，转子(109、409、609、809、1009)围绕与阻塞器(105、405、605、805、1005)的平移方向基本对齐的旋转轴线旋转。

技术领域

本发明涉及一种流体流量控制阀，特别是允许回收流动通过阀自身的流体的能量的一部分的控制阀。

背景技术

已知一些装置可以控制通过管道的流体的流量，所述装置被称为“阀”。阀通常用作用于流体(特别是压力下流体)的管道中的开/关和调节装置。阀允许与之相连的管道选择性地关闭，以阻止流体(例如气体、液体、蒸汽或两相流体)在其中流动。

在现有技术中已知的各种阀中，具有称为“球形”阀的控制阀和称为“针形”阀的控制阀。

“球形”控制阀包括阀体和插入阀体中的阻塞器，所述阻塞器可以在阀体中平移以抵达阻挡流体从入口腔通过的位置处。球形阀的阻塞器可以具有盘形形状或其它类似的形状。

“针形”阀包括阀体以及内部的针状或卵形元件。存在不同类型的“针形”阀。在一些类型中，针形元件用作在阀体内平移以便关闭喷嘴的阻塞器。

其它类型包括在阀体内平移的特定阻塞器；所述阻塞器适于以各种结构与针形或卵形元件匹配，并且还适于阻塞阀的流出截面以关停流体流动。

“球形”阀和“针形”阀主要用于调节管道(阀沿着所述管道插入)内的流体流率。这种流率调节通过使阻塞器平移至不完全阻塞的位置中而实现，因而致使在减小了流体流量但没有完全阻止流体的阻塞器处存在负载损失。

当然，本领域中已知的“球形”阀和“针形”阀还允许管道完全闭合、处于其中阻塞器将完全阻止任何流体流动通过阀的位置中。

然而，这种已知阀遭受的缺点在于当阻塞器部分地闭合以调节流体流量时所述已知阀引发了显著的局部能量损耗；这种损耗导致流体的平均速度减小并且因而导致流率减小，或者导致流率相同而阀的上游侧和下游侧之间的压差改变，但是它们通常不向包括阀的系统提供任何能量优点。

而且，特别地当阻塞器处于局部闭合位置中以用于调节流体流量时，这种已知阀致使沿着流体所沿随的路径截面突然变化，导致局部速度增大并且因而导致压力突然下降，这会引起可能阻止阀正确操作的不期望且有害的空化问题。

存在少数能量回收方案，然而这些能量回收方案应用于与本发明目的不同的阀类型。

现在将提及本领域中已知的能量回收阀的一些解释性示例，所述能量回收阀允许回收由流体消散的能量的一部分。