液位控制阀.pdf

本发明提供一种控制供给至罐(123)的流体的阀装置。该阀装置包括流体入口(101)、将流体排出至所述罐(123)的流体出口(120)、阀座(119)、阀元件(107)以及操作所述阀装置的控制部件，所述阀座限定一开口，流体适合于通过该开口从所述入口(101)流至所述出口(120)，所述阀元件(107)可相对于所述阀座(119)在打开位置和闭合位置之间移动。该控制部件包括：控制腔(103)、在所述控制腔(103)和所述入口(101)之间的流体通路(102)、位于所述流体通路(102)内的流动控制元件(104)、可在打开位置和闭合位置之间移动以将流体从所述控制腔(103)选择性地排出至减压口(121)的减压阀(106)、以及根据所述罐(123)中流体的量控制所述减压阀的操作的减压阀启动部件。阀装置(200)可以采用多部件的形式构造，包括主体部(201)和减压部(202)。

1.  一种控制供给至罐的流体的阀装置，所述阀装置包括：
流体入口；
将流体排出至所述罐的流体出口；
阀座，该阀座限定一开口，所述流体适合于通过该开口从所述入口流至所述出口；
阀元件，该阀元件相对于所述阀座能够在打开位置和闭合位置之间移动；以及
用于操作所述阀装置的控制部件，所述控制部件包括：
控制腔；
在所述控制腔和所述入口之间的流体通路；
位于所述流体通路内的流动控制元件；
能够在打开位置和闭合位置之间移动以将流体从所述控制腔选择性地排出至减压口的减压阀；以及
根据所述罐中流体的量来控制所述减压阀的操作的减压阀启动部件。

2.  如权利要求1所述的阀装置，其中所述减压阀启动部件包括：
至少部分地由可移动壁构成的减压腔，所述可移动壁操作地连接至所述减压阀；以及
使所述减压腔与所述罐连通的流体路径，使得所述减压腔内的压力适合于与所述罐内的压力实质相关，
其中，在所述罐中的压力达到预定阈值压力时，所述罐经由所述流体路径与所述减压腔连通，引起所述可移动壁的移动，由此操作所述减压阀，并且从而控制所述控制部件的操作，以操作所述阀装置。

3.  如权利要求2所述的阀装置，其中所述可移动壁是隔膜的形式或具有同样的柔性。

4.  如权利要求1至3中的任一项所述的阀装置，其中经由所述减压口排出的流体被供给到所述罐中。

5.  如权利要求1至4中的任一项所述的阀装置，其中所述阀元件是隔膜的形式或者由柔性材料形成。

6.  如权利要求1至5中的任一项所述的阀装置，其中所述流动控制元件适合在所述通路内移动，以提供自我清洁和流动限制性质。

7.  如权利要求6所述的阀装置，其中所述通路和/或所述流动控制元件的尺寸和/或形状被选择为控制所述阀装置的操作的速度/加速度和/或操作所述阀装置所需的动力/力。

8.  如权利要求1至7中的任一项所述的阀装置，其中所述减压阀启动部件响应于所述罐中的流体的压力、液位、体积或其它参数。

9.  如权利要求1至8中的任一项所述的阀装置，其中所述阀装置以多部件的形式构造，包括：
包括所述控制腔的主体部；以及
包括所述减压阀的减压部。

10.  如权利要求9所述的阀装置，其中所述主体部和所述减压部适合于可选地以可拆卸的方式被螺接、夹持、咬合或以其它方式紧固在一起。

11.  一种阀装置的主体部，所述阀装置包括：
流体入口；
将流体排出至所述罐的流体出口；
阀座，该阀座限定一开口，所述流体适合于通过该开口从所述入口流至所述出口；
阀元件，该阀元件相对于所述阀座能够在打开位置和闭合位置之间移动；以及
操作所述阀装置的控制部件，所述控制部件包括：
控制腔；
在所述控制腔和所述入口之间的流体通路；
位于所述流体通路内的流动控制元件；
能在打开位置和闭合位置之间移动以将流体从所述控制腔选择性地排出至减压口的减压阀；以及
根据所述罐中流体的量来控制所述减压阀的操作的减压阀启动部件；
其特征在于所述主体部包括所述控制腔；并且其特征还在于所述主体部适合于附接至包括所述减压阀的减压部。

12.  如权利要求11所述的阀装置的主体部，包括：
所述控制腔；
所述流体通路；以及
所述流动控制元件。

13.  一种阀装置的减压部，所述阀装置包括：
流体入口；
将流体排出至所述罐的流体出口；
阀座，该阀元件限定一开口，所述流体适合于通过该开口从所述入口流至所述出口；
阀元件，该阀元件相对于所述阀座能够在打开位置和闭合位置之间移动；以及
操作所述阀装置的控制部件，所述控制部件包括：
控制腔；
在所述控制腔和所述入口之间的流体通路；
位于所述流体通路内的流动控制元件；
能在打开位置和闭合位置之间移动以将流体从所述控制腔选择性地排出至减压口的减压阀；以及
根据所述罐中流体的量来控制所述减压阀的操作的减压阀启动部件；
其特征在于减压部包括所述减压阀；并且其特征还在于所述减压部适合于附接至包括所述控制腔的主体部。

14.  一种使用如权利要求1至13中的任一项所述的阀装置根据罐中的包括但是不限于流体的液位、体积、压力的参数来控制供给至所述罐的流体的流动的方法。

15.  一种基本上如这里参照附图所描述的阀装置。

16.  一种基本上如这里参照附图的图7或8所描述的阀装置的主体部。

17.  一种基本上如这里参照附图的图6所描述的阀装置的减压部。

18.  一种基本上如这里所述的控制供给至罐的流体的流动的方法。

液位控制阀
技术领域
本发明涉及一种流体阀，该流体阀通过仅在液位低于预设点时打开来控制存储于罐或容器中的流体的量。本发明尤其涉及一种阀，每当液位太低时，该阀就能加满罐或容器中(比如储水器中)的液位。
背景技术
本说明书中引用任何现有出版物(或源于现有出版物的信息)，或者引用已知的任何事务，不是并且也不应当视为是确认或承认或任何形式的建议：现有出版物(或源于现有出版物的信息)或者已知事务构成本说明书所涉及领域中公知常识的一部分。
常规的阀通常具有阀座和可移动的阀元件。可移动的阀元件支撑于阀座上以控制流体流动。致动器直接作用于阀元件上以引起阀元件的移动。在这种常规的阀中，移动阀元件所需的力可能相当大。
本申请人因此已经设计了对于这种常规阀的一种改进，提供一种能利用比常规类型阀所需的力显著更低的力来操作的阀，其基本上克服了现有技术的缺点。申请人的现有技术阀装置的细节在申请人的各个专利/申请中有描述，包括国际申请No.PCT/AU1996/00263，其内容应当视为通过参考整体地结合于此。
在申请人较早的前述专利申请中，限定了一种阀装置，其包括控制腔、使控制腔与入口和出口连通的通路、以及在通路的至少一个内的流动控制元件。流动控制元件有效地控制通路内的流体流动，从而控制阀装置本身的入口和出口之间的流体流动。利用这种布置，与现有技术相比，仅需要精微的流动和最小的动力/力来控制阀的操作。
发明内容
本发明试图提供一种压力平衡液控阀，其结合有前述专利/申请所述的可自动移动的流动控制元件布置。
本发明试图提供一种根据罐中的流体的量而启动的阀装置。
本发明试图提供一种根据罐中流体的压力、液位、体积或其它参数自动地操作的阀装置。
在一个宽泛的形式中，本发明提供了一种控制供给至罐的流体的阀装置，所述阀装置包括：流体入口；用于将流体排出至所述罐的流体出口；阀座，该阀座限定一开口，流体适于通过该开口从所述入口流至所述出口；阀元件，该阀元件可相对于所述阀座在打开位置和闭合位置之间移动；以及操作所述阀装置的控制部件。所述控制部件包括：控制腔；在所述控制腔和所述入口之间的流体通路；位于所述流体通路内的流动控制元件；可在打开位置和闭合位置之间移动以将流体从所述控制腔选择性地排出至减压口的减压阀；以及根据所述罐中流体的量控制所述减压阀的操作的减压阀启动部件。
优选地，所述减压阀启动部件包括：至少部分地由可移动壁形成的减压腔，所述可移动壁操作地连接至所述减压阀；以及将所述减压腔与所述罐连通的流体路径，使得所述减压腔内的压力适合于与所述罐内的压力实质相关；其中，在所述罐中的压力达到预定阈值压力时，所述罐经由所述流体路径与所述减压腔连通，引起所述移动壁的移动，由此操作所述减压阀，并且从而控制所述控制部件的操作，以操作所述阀装置。
还优选地，所述可移动壁是隔膜的形式或具有同样的柔性。
优选地，经由所述减压口排出的流体被供给到所述罐中。
还优选地，所述阀元件是隔膜的形式或者由柔性材料形成。
优选地，所述流动控制元件适合在所述通路内移动以提供自我清洁和流动限制性质。
还优选地，所述通路和/或所述流动控制元件的尺寸和/或形状被选择为控制所述阀装置的操作的速度/加速度和/或操作阀装置所需的动力/力。
优选地，所述减压阀启动部件响应于所述罐中的流体的压力、液位、体积或其它参数。
优选地，所述阀装置以多部件的形式构造，包括：包括所述控制腔的主体部；以及包括所述减压阀的减压部。
还优选地，所述主体部和所述减压部适合于可选地以可拆卸的方式螺接、夹持、咬合或以其它方式紧固在一起。
在又一宽泛的形式中，本发明提供了一种阀装置的主体部，所述阀装置包括：流体入口；将流体排出至所述罐的流体出口；阀座，该阀座限定一开口，流体适合于通过该开口从所述入口流至所述出口；阀元件，该阀元件相对于所述阀座能够在打开位置和闭合位置之间移动；以及用于操作所述阀装置的控制部件。所述控制部件包括：控制腔；在所述控制腔和所述入口之间的流体通路；位于所述流体通路内的流动控制元件；能在打开位置和闭合位置之间移动以将流体从所述控制腔选择性地排出至减压口的减压阀；以及根据所述罐中流体的量控制所述减压阀的操作的减压阀启动部件；其特征在于主体部包括所述控制腔；并且其特征还在于所述主体部适合于附接至包括所述减压阀的减压部。
优选地，所述主体部包括：所述控制腔；所述流体通路；以及所述流动控制元件。
在又一宽泛的形式中，本发明提供了一种阀装置的减压部，阀装置包括：流体入口；将流体排出至所述罐的流体出口；阀座，该阀座限定一出口，流体适合于通过该开口从所述入口流至所述出口；阀元件，该阀元件相对于所述阀座能够在打开位置和闭合位置之间移动；以及用于操作所述阀装置的控制部件。所述控制部件包括：控制腔；在所述控制腔和所述入口之间的流体通路；位于所述流体通路内的流动控制元件；能在打开位置和闭合位置之间移动以将流体从所述控制腔选择性地排出至减压口的减压阀；以及根据所述罐中流体的量控制所述减压阀的操作的减压阀启动部件；其特征在于减压部包括所述减压阀；并且其特征还在于所述减压部适合于附接至包括所述控制腔的主体部。
在又一宽泛的形式中，本发明提供了一种使用如前所述的阀装置根据罐中的包括但是不限于流体的液位、体积、压力中的一个或多个的参数来控制供给至所述罐的流体的流动的方法。
附图说明
从下面结合附图对本发明的优选但是非限制性实施例的详细描述，将更加充分地理解本发明，其中：
图1示出根据本发明的阀及其相关部件的示意图的截面视图；
图2详细示出了处于“闭合”位置中的阀装置；
图3详细示出了在“启动”时(即在罐中的压力下降从而引起减压腔中的压力相应下降以打开减压阀时)的阀；
图4详细示出了在图3中所示的状态之后的短暂时刻的阀装置，其中控制腔中的压力降低，从而允许阀元件移动至允许流体从入口流至出口的打开位置，即在阀处于“打开”位置时的阀装置；
图5示出根据本发明的阀装置的替代实施例的截面视图，其中装置以两个部件的形式构造，也就是，具有“主体”部和“减压”部；
图6示出图5的实施例的减压部；
图7示出图5的实施例的主体部；以及
图8示出图5的实施例的主体部的替代布置。
具体实施方式
全部附图中，相同的标记将用来标识同一部件，除非特别另外指出。
在附图的图1至4中，示出了本发明的液控阀装置的第一实施例，其结合有低动力的启动机构。图1示出阀装置、入口、出口以及与出口连接的流体容器，图2详细示出了处于其“闭合”位置的阀，图3示出了在“启动”之后的阀，并且图4示出了处于其“打开”位置的阀。
流体入口101经由通路102与控制腔103连通。通路102形成于部分地装有流动控制元件104的相对较大的管口105内。管口105与流动控制元件104的横截面积差是通路102的实际横截面积。“压力”控制腔103由阀体107(其可以是隔膜状结构的形式)以及阀体109形成。
通路102的下游是由管口111和元件112形成的减压阀106。减压阀113(其也可以是隔膜的形式)适合密封地将元件112推靠向开口111。阀体114和减压阀113限定减压腔118。开口116和管115使减压腔118与罐或容器123内的压力改变环境117连通。
流体入口101在阀元件107移动远离阀座119时与流体出口120连通，以获得“打开”位置，如图4中所示。图3示出中间“启动”位置。
减压口121经由减压阀106连通压力控制腔103。减压口121通向压力低于入口101的压力的环境122。
图1示出处于其闭合状态的阀。也就是，环境117的压力足够高以使得减压隔膜113闭合减压阀106。腔103中的压力然后等于入口101的压力。经受入口压力的隔膜107的两侧面的横截面积之间的差迫使隔膜107密封靠在阀座119上，以使阀闭合。
如图3所示，在罐或容器123中的环境117的压力足够低以使得减压隔膜113打开减压阀106时，阀打开，并且然后允许流体通过相对不受限制的减压阀106和减压口121流出压力腔103。高度受限制的通路102将进入压力腔103的流体的流量减少至使其压力下降至允许阀元件或隔膜107移动远离阀座119的水平的程度，从而提供管口105相对于元件104的移动，并且允许流体从入口101流至出口120，如图3中所示。
流动控制元件104相对于管口105以形成通路102的所述布置和自动移动提供了通路102的自我清洁以及优选的流动限制性质，并且阻止否则会堵塞下游旁路开口的颗粒的进入。被阻止进入控制腔103的颗粒利用穿过流体出口120的相对较大开口的主要流动被冲走。
如图4所示，阀将保持打开，直到引起/允许减压阀106如前所述闭合。一旦阀106闭合，腔103中的压力上升，从而朝着阀座119推压隔膜107，从而闭合阀。阀闭合时的速度随着进入控制腔103的流体的流量直接改变(但是不必成比例)。也就是，高度受限制的通路102提供缓慢的关闭速度，因此，流体撞击受到控制。
每当阀被启动时，流动控制元件104相对于管口105的移动也能提供用于控制关闭速度和打开速度(加速度)的手段。实现这一点的一种优选方式是通过将通路102的有效流动路径长度确定为随着所述相对移动改变(如图1所示)，和/或通过在元件104和管口105的任一截面或两个截面上引入变化(例如锥形)。其它方法对于本领域技术人员将变得明显。
管口111的密封表面的横截面积的尺寸被确定为使得其足够小，以便借助较小的力打开/闭合，并且也足够大，以使得不会被小得足以穿过通路102的固体颗粒所堵塞。
优选地，环境117的压力与罐或容器123中的液位/压力相关。在这种情况下，使环境117位于液体罐123中的适当高度处，如图1所示，将确定阀关闭处的参数，即液位。
所述布置的自我清洁和过滤性质连同其获得微小流体流量的可行性使得能可靠地减少控制流体流动通过的横截面积。因此，这种类型的压力平衡液控阀的响应时间更加可控并且启动这些阀所需的动力/力相对更小。
现在，能可靠并且有利地控制响应时间并且减小所需的启动动力，不仅不需要庞大的机构(比如杆臂和大浮子)，而且还避免了受限制的流量容量等问题。实际上，其为使用更简单的启动机构并且在没有流体撞击问题的情况下具有更高的流量开辟了道路。
明显地，本发明的阀装置因此提供控制供给至罐的流体的阀。也就是，在罐中流体的压力、液位或体积下降至低于一定量时，阀能被启动，以引起流体流动，从而增加罐中流体的供给，并且在其达到规定量时，从而自动地关闭阀。
在附图的图5至8中，示出了本发明的液控阀的第二实施例，其结合有低动力的启动机构，但是在这个实施例中，阀装置200示出为将以两个部件的形式构造，其包括主体部201以及减压部202。虽然这个两个部件的构造给其自身提供各种制造优点，使得能达到并且替代其各个部件，但是本领域技术人员将能理解到这个两个部件的形式当然能进一步改变为以多部件的形式构造。
阀装置200由此示出为主体部201包括控制腔203，而减压部包括减压阀204。主体部201和减压部202能以各种方式互相连接，包括但是不限于螺纹配合、夹持、咬合配合或其它方式。所示实施例是螺纹配合的，并且使用密封环204接合。
在图7和8中示出的分开部件为主体部201，而在图6中分开地示出了减压部。
在所示实施例中，主体部201包括流体入口205、流体出口206、阀座207以及可相对于阀座207以如前面参照图1至4描述的相同方式在打开位置和闭合位置之间移动的阀部件213，所述阀座限定一开口，流体能通过该开口从入口205流至出口206。正如前面的实施例，阀由包括控制腔203、在控制腔203和入口205之间的流体通路208、以及设置于流体通路内的流动控制元件210的控制部件操作。
如图6中所示，减压部202包括减压阀部件211，其可在打开位置和闭合位置之间移动，以便经由减压口212将来自控制腔203的流体选择性地排出。减压阀211根据罐或容器中流体的量而启动，以控制减压阀的操作，正如之前参照图1至4描述的。
如图7和8所示，主体部201包括控制腔203、流体通路208以及流动控制元件210。在图7的情况下，流动控制元件在主体部213的中心处设置于入口205和控制腔203之间，而在图8的情况下，其中入口205和出口206交换位置，流动控制元件210设置为非轴向地通过主体213，以确保流动控制元件至少设置在入口和控制腔213之间。
流动控制元件在图5、7和8中示出为通过具有接合于阀元件中的相应成形的切口中的放大端部而被保持在流体通路208内。同样，可以由呈隔膜状结构213形式的弹性材料构成的阀部件具有形状为基本上圆柱形的主体部、设置于圆柱形主体部213的上端表面内的径向凹陷214、以及与径向凹陷214相邻从主体部213向外延伸的外围凸缘215。阀部件213的更多细节在申请人的同样未决的专利申请中进行了描述，这个申请的内容通过参照全部结合于此。
将理解到，本发明的阀装置在启动/致动阀所需的动力或力的量上相比现有技术具有显著的优点。这通过流体通路中的流动控制元件的组合使用以及与之结合在一起的减压阀的使用来获得，流体通路中的流动控制元件使得精细的流动能打开/闭合阀。本领域技术人员将理解到，能启动/致动阀的动力/力可根据流动控制元件、流体通路等的特点来选择性地选择。
将理解到，本发明的众多变化和变型对于本领域技术人员将变得明显。所有这些变化和变型应当认为落入本发明如前宽泛地描述的精神和范围内。