[发明专利]阀中的控制板

说明书

一种用于在比例控制阀中实现优异的关断的控制板，包括可动盘形元件，其具有平坦表面，在关闭时基本垂直于阀的对称轴，并且朝向或远离由窄的唇或孔口脊围绕的孔口平移。通过在控制板中选择性地包含比构成孔口脊的材料更软的材料，来实现阀关断状态下增强的防漏密封性。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)和PCT第8条要求享有2015年7月9日提交的题为“CONTROL PLATE IN A VALVE”、序列号为62/190,478的美国临时申请和2016年2月8日提交的题为“CONTROL PLATE IN A VALVE”、序列号为62/292,526的美国临时申请的权益，其每个通过引用整体合并于此以用于所有目的。

技术领域

背景技术

本发明涉及流体控制阀的可动部分，其可在极端打开状态和极端关闭状态之间的任何位置处主动定位，以调节经过其的流体的流量。本发明在阀中尤其有用，这样的阀可用于制造半导体器件、药品或精细化学品的工业过程中以及同时要求完全关闭状态时的防漏关断(shut-off)和比例控制的许多类似的高纯流体输送系统中的流体输送的比例控制或调制控制。许多增强阀关断的金属元件和弹性元件的组合在本领域中是已知的。

发明内容

申请人已经发明了可动阀元件的独特可制造的构造，其适于与各种尺寸的阀孔一起使用。可动盘形元件具有关闭时基本垂直于阀对称轴的平坦表面，并且朝向或远离由窄的唇(lip)或孔口脊(ridge)围绕的孔口(orifice)平移。阀结构的这种组合有时被称为“喷嘴和座(jetseat)”类流体通路元件组合。在本公开中，抵靠在围绕孔口的窄唇(俗称喷嘴)上关闭的平坦表面元件(俗称座)常被称为控制板。通过在控制板中选择性地包含比构成围绕孔口的唇或脊的材料更软的材料，来提供阀关断状态下增强的防漏密封性。控制板材料比孔口脊唇更软允许控制板表面在压在孔口脊唇上时发生弹性变形，由此增强控制板与孔口脊唇之间实现的密封。本公开的布置可使用焊接或过盈压配(interference press-fit)件以避免与高纯流体通路内具有螺纹相关的问题。

一实施例包括金属座套，其具有聚合物材料的小直径中心插入件，该聚合物插入件由被压入到聚合物插入件的外径与座套沉孔(counterbore)的内径之间的间隙中的金属定位环(retaining ring)保持在位。另一实施例包括聚合物材料环，其由被压入到聚合物环的内径与控制板中的开孔(trepanned)通道的小内径之间的间隙中的金属定位环以及被压入到聚合物环的外径与控制板中的开孔通道的大内径之间的间隙中的金属定位环保持在位。另一实施例包括耐腐蚀镍合金的小直径中心插入件，其通常通过焊接到更大的控制板上而被保持。另一实施例包括基本由耐腐蚀镍合金制成的控制板，其具有可选地由另一种合金制成的覆盖件。

在本公开的一方面中，提供一种阀控制板，其配置为密封地接合由平面孔口脊围绕的流体管道开口。所述阀控制板包括阀控制板主体和阀座插入件。所述阀控制板主体由具有第一硬度的第一材料形成，所述阀控制板主体具有配置为面向所述流体管道开口的第一表面。所述阀控制板主体具有定义在所述阀控制板主体的第一表面中的凹部。所述阀座插入件由具有比所述第一硬度更小的第二硬度的第二材料形成，所述阀座插入件具有配置为面向所述流体管道开口并且密封地接合所述平面孔口脊的第一表面，所述阀座插入件被容纳在所述凹部中。

在一些实施例中，所述凹部是沉孔或开孔凹槽之一。

在一些实施例中，所述第二材料的体积小于所述第一材料的体积。

在一些实施例中，所述第一材料是金属，所述凹部是定义在所述阀控制板主体的第一表面中的沉孔，所述第二材料是聚合物材料，所述阀座插入件由位于所述阀座插入件外周的定位环保持在所述沉孔中。根据一示例性实施例，所述阀座插入件可配置为与具有4mm或更小直径的平面孔口脊接合。