專利名稱：異型平板閥的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求優(yōu)先于美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/175,602，2000年1月11日提交，這里引作參考。
由于往復(fù)活塞的特性，壓縮在它的沖程極限處停止，排出閥由于閥上彈簧的作用再次關(guān)閉，活塞反轉(zhuǎn)方向，留在缸筒中的一小部分介質(zhì)膨脹，體積增加壓力減小。當(dāng)入口壓力大于缸筒內(nèi)的壓力和固定閉合的吸入閥的彈簧張力時(shí)，吸入閥打開，允許介質(zhì)流入缸筒。在活塞行程相反的極限處，吸入閥由于閥上彈簧的作用而關(guān)閉，活塞再次倒轉(zhuǎn)方向，重新開始新的壓縮循環(huán)。
活塞壓縮機(jī)中的許多部件，工作的強(qiáng)度和重要性都不如吸入閥和排出閥。事實(shí)上，壓縮效率是由閥門的性能而不是由其他部件來(lái)決定的。為了得到最優(yōu)的壓縮效率，這些閥門必須具有一定的形式以提供最大的流量面積，與此同時(shí)，介質(zhì)流過(guò)閥門必須遇到最小的阻力。另外，活塞封閉以在兩個(gè)方向上都阻止氣體或空氣的泄漏是很重要的。
一些壓縮機(jī)一次滿載運(yùn)行幾周或幾個(gè)月，不休息。一個(gè)典型的1000rpm壓縮機(jī)，閥門一天要打開和關(guān)閉幾乎三百萬(wàn)次，其中活塞的行程是自動(dòng)操作的。因此，為了得到最優(yōu)的壓縮效率，閥門的設(shè)計(jì)必須滿足上述有效的介質(zhì)流動(dòng)和控制。
通常，一個(gè)壓縮機(jī)閥門(排出或吸入)表面上由兩個(gè)部件組成，也就是閥座和閥門護(hù)檔。閥座為介質(zhì)提供流入通道。閥座的內(nèi)表面界定通常所謂的底座表面。閥門護(hù)檔界定排出通道，通常由排列在其上的螺釘或螺絲固定在閥座上。在內(nèi)部，壓縮機(jī)閥門由一個(gè)密封盤或一系列環(huán)和偏壓部件例如螺旋彈簧組成。密封盤置于閥座和閥門護(hù)檔之間并且可以在其中軸向移動(dòng)。與閥座相鄰的盤和環(huán)的表面稱為密封表面。這些表面設(shè)計(jì)用來(lái)與閥座的底座表面相接合。一個(gè)偏壓部件置于閥門護(hù)檔和密封盤之間，迫使密封盤的密封表面與閥座的底座表面進(jìn)行密封接合。在這個(gè)偏壓的位置，介質(zhì)被阻止流出閥門。如前所述，當(dāng)壓縮機(jī)如此運(yùn)行時(shí)，存在足夠的壓力來(lái)克服由偏壓部件施加在密封盤上的力，閥門將打開允許介質(zhì)流入或流出壓縮機(jī)缸筒。
密封盤的密封表面和他們與閥座的接合對(duì)流過(guò)閥門的介質(zhì)具有顯著的影響。在今天普遍使用的壓縮機(jī)閥門中，由于移動(dòng)流體高速通過(guò)閥門而產(chǎn)生的問(wèn)題，有一個(gè)顯著的速位差損失。該問(wèn)題大致是由于流動(dòng)方向的極端改變、摩擦影響和當(dāng)介質(zhì)穿過(guò)壓縮機(jī)閥門時(shí)引起的湍流而導(dǎo)致的圍繞密封表面的能量損失引起的。在承受每分鐘800到4000活塞行程的高速壓縮機(jī)中，當(dāng)企圖得到最優(yōu)效率和能力時(shí)，這些問(wèn)題就特別重要了。
另外，密封盤密封表面的構(gòu)形和他們與閥座的接合可以顯著地影響阻止介質(zhì)在兩個(gè)方向泄漏的能力，當(dāng)閥門處于關(guān)閉的位置時(shí)。壓縮機(jī)的性能，由于它的特性而具有一個(gè)非常短的行程，需要不僅允許流體和氣體從缸筒中在高速下以最小的壓力損失流入或流出，并且可以在苛刻的壓力反轉(zhuǎn)過(guò)程中快速積極定位的閥門，其中壓力反轉(zhuǎn)發(fā)生在進(jìn)氣和排氣行程的起點(diǎn)和終點(diǎn)。
通常，用于壓縮機(jī)閥門的密封盤由具有一個(gè)對(duì)置平面的圓盤組成，盤上有一個(gè)流通道在對(duì)置的表面之間延伸。對(duì)于這些閥門，密封表面是平面的，不突出進(jìn)入閥座的流通道，而是僅僅覆蓋了通道。美國(guó)給Kohler的專利No.3,123,095，揭示了一個(gè)密封盤是平面底座表面的平板閥。不論是這種構(gòu)形還是其他具有平面底座表面構(gòu)形的缺點(diǎn)是經(jīng)閥門的流動(dòng)易于形成或湍流，導(dǎo)致了跨閥門壓力損失的增加。湍流由于經(jīng)閥門的流動(dòng)在方向上的快速改變而產(chǎn)生。在壓縮機(jī)閥門中，密封盤和閥門護(hù)檔的流通道是對(duì)齊的，但是由于一些明顯的原因這些通道與閥座的流入通道偏離了。結(jié)果是，流動(dòng)穿過(guò)閥座進(jìn)入閥門，為了在密封盤中穿過(guò)通道，必須快速地改變方向。這種在方向上的快速改變導(dǎo)致了湍流。
在改善經(jīng)閥門的流動(dòng)的努力中，密封盤提供了異型密封表面，它通過(guò)提供從閥座流入通道到密封盤和閥門護(hù)檔的流通道更光滑的過(guò)渡，方便了經(jīng)閥門的流動(dòng)。Manley的美國(guó)專利No.3,536,094揭示了一個(gè)在先技術(shù)的壓縮機(jī)閥門，它有一個(gè)具有異型密封表面的密封盤或環(huán)。Manley專利中的密封表面有一個(gè)凸起的球形截面，為了斷開經(jīng)閥門的流動(dòng)它與凹下的球形底座表面接合。
分別授與Hrabal和Bauer的美國(guó)專利No.4,924,906和5,052,434也揭示了一些具有異型底座表面的閥門。這些專利都揭示了密封表面，它們可以提供成許多截面形式，可以與閥座上相應(yīng)的凹口接合。Hrabal的專利使用密封環(huán)，它有一個(gè)異型截面和支撐盤作為限制和引導(dǎo)經(jīng)閥門的流動(dòng)的方法。Bauer的專利使用兩片各種形式的截面的環(huán)來(lái)便于閥門流動(dòng)和關(guān)閉。
在Manley、Harbal和Bauer專利的揭示中，企圖提供一個(gè)壓縮機(jī)閥門，它最小化了經(jīng)閥門的速度損失和壓力的損失，通過(guò)造型密封表面提高了壓縮機(jī)的效率。這些構(gòu)形的缺點(diǎn)在于經(jīng)閥門流動(dòng)的改善以犧牲底座表面的性能為代價(jià)達(dá)到。要注意，壓縮機(jī)的最佳性能不僅要求允許流體和氣體從缸筒中在高速下以最小的壓力損失流入或流出的閥門快速可靠地定位的閥門。設(shè)計(jì)用來(lái)配合相應(yīng)的異型底座表面的異型密封表面的使用，使得表面和表面接觸(一種表面接觸條件)。具有配合的表面降低了這些表面之間接合相關(guān)的接觸壓力，并且轉(zhuǎn)而降低了密封的可靠性。
尤其是，接觸壓力是由接觸區(qū)域分開的所施加的接觸力的函數(shù)。接觸壓力越高，密封的可靠性越高。在壓縮機(jī)閥門中，接觸力是跨閥門的壓力壓的結(jié)果，主要等于偏量部件施加的力，并且具有一個(gè)恒定的量。結(jié)果是，增加接觸壓力唯一的方法是降低接觸面積。事實(shí)表明當(dāng)表面不能緊密配合和密封和底座表面之間的接合沿連續(xù)的接觸線發(fā)生時(shí)，可以得到更可靠和更快速的閥門密閉。
因此，需要一種新的閥門，它通過(guò)提供從閥座流入通道到密封盤和閥門護(hù)檔的流通道更光滑的過(guò)渡來(lái)改善經(jīng)閥門的介質(zhì)的流動(dòng)，同時(shí)通過(guò)增加接合的接觸壓力，改善底座接合的可靠性。
閥座具有處在對(duì)面的上表面和下表面，并且界定了流入通道。流入通道在上表面和下表面之間延伸，提供了一個(gè)通道允許受控制的介質(zhì)進(jìn)入閥門。閥座的下表面包括至少一個(gè)底座表面。閥門護(hù)檔具有一個(gè)凹的區(qū)域，該區(qū)域具有處在對(duì)面的上、下表面并且界定排出流通道。排出流通道在閥門護(hù)檔的上、下表面之間延伸，提供了一個(gè)通道，用于從閥門中排出受控制的介質(zhì)。閥門護(hù)檔被固定在閥座上，并且與之隔開以密閉凹的區(qū)域，并在它們之間界定了一個(gè)空腔。
按照本申請(qǐng)，密封盤具有處在對(duì)面的上、下表面并界定流通道，它在上、下表面之間延伸用來(lái)便于經(jīng)閥門的受控制的介質(zhì)的流動(dòng)。密封盤被置于空腔之內(nèi)，可以相對(duì)于閥座的下表面在開和關(guān)的位置移動(dòng)。在開的位置，密封盤與閥座的下表面隔開，這樣允許介質(zhì)流動(dòng)穿過(guò)閥座流入通道，在關(guān)的位置，密封盤與閥座接合，這樣阻止介質(zhì)流過(guò)閥門。密封盤的上表面構(gòu)成至少一個(gè)成型的密封表面，當(dāng)閥門處于關(guān)閉的位置時(shí)，用來(lái)沿一條連續(xù)的接觸線接合閥座上至少一個(gè)成型的底座表面。
優(yōu)選地，至少一個(gè)偏壓部件置于閥門護(hù)檔和密封盤之間，用于把密封盤壓向關(guān)閉的位置。偏壓部件接合在閥門護(hù)檔的一個(gè)相應(yīng)的凹口中?？梢灶A(yù)想，閥座的至少一個(gè)底座表面包括相對(duì)于閥座的下表面傾斜的表面，其中傾斜表面相對(duì)于閥座的下表面的傾斜角度大約在0到90度之間。
密封盤的成型密封表面最好包括相對(duì)于密封盤上表面傾斜的表面，其中傾斜表面的傾斜角度大約在55到20度之間。也可以設(shè)想，閥座傾斜表面的傾斜角度和閥門盤的傾斜角度可以在大約0到10度之間不等。閥座傾斜表面的傾斜角度和閥門盤的傾斜角度最好各自不同大約3度。在本申請(qǐng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，密封盤的成型密封表面包括彎曲的表面用于與閥座的底座表面實(shí)現(xiàn)線接觸。
可以設(shè)想，本發(fā)明的密封盤由金屬材料例如鋼、合金鋼、鈦形成。另外，密封盤可以以非金屬材料(例如，熱塑性塑料，熱固塑料等)或合成材料(強(qiáng)化的或非強(qiáng)化的)或者強(qiáng)度和伸縮性相似的材料形成。
本發(fā)明還針對(duì)壓縮機(jī)閥門上，它包括一個(gè)閥座，閥防護(hù)裝置、至少一個(gè)偏壓部件和一個(gè)具有第一個(gè)和第二個(gè)成型密封環(huán)的密封盤。閥座具有處在對(duì)面的上、下表面并構(gòu)成了弓形的流入通道來(lái)容納受控制的介質(zhì)。流入通道在上、下表面之間延伸，下表面具有第一個(gè)和第二個(gè)底座表面。閥門進(jìn)一步包括一個(gè)閥門護(hù)檔，它具有一個(gè)凹的區(qū)域，該區(qū)域具有處在對(duì)面的上、下表面。弓形的排出流通道在上、下表面之間延伸出，提供了從閥門中排出介質(zhì)的通道。閥門護(hù)檔被固定在閥座上并與之隔開以封閉凹的區(qū)域并在其間界定一個(gè)空腔。
密封盤具有處在對(duì)面的上、下表面并構(gòu)成了弓形的流通道。弓形的流通道在上、下表面之間延伸，以便于經(jīng)閥門的介質(zhì)的流動(dòng)。密封盤安裝用來(lái)在空腔中相對(duì)于閥座的下表面在開和關(guān)的位置之間移動(dòng)。如上面提到的，密封盤的上表面構(gòu)成了第一個(gè)和第二個(gè)成型的密封環(huán)，當(dāng)閥門處于關(guān)閉的位置時(shí)，用來(lái)沿一條連續(xù)的接觸線接合閥座的第一個(gè)和第二個(gè)底座表面。
本發(fā)明還針對(duì)一種用于壓縮機(jī)閥門的密封盤，其中包括一個(gè)閥座，該閥座界定流入通道，和一個(gè)閥門護(hù)檔，它界定排出流通道。密封盤包括一個(gè)具有處在對(duì)面的上、下表面的主體，并界定在上、下表面之間延伸的流通道，用來(lái)便于經(jīng)閥門的受控制的介質(zhì)的流動(dòng)。密封盤的上表面界定至少一個(gè)成型的密封表面，當(dāng)閥門被偏壓到關(guān)閉的位置時(shí)，它接合至少一個(gè)閥座的底座表面，阻止受控制的介質(zhì)流過(guò)閥門。成型的密封表面具有一個(gè)合適的截面構(gòu)形，使之當(dāng)閥門處于關(guān)閉的位置時(shí)，被配置得實(shí)現(xiàn)與閥座底座表面的連續(xù)線接觸。
領(lǐng)域一般技術(shù)人員可以很容易的理解，本發(fā)明，通過(guò)提供從閥座流入通道到密封盤和閥門護(hù)檔的流通道更光滑的過(guò)渡，改善了經(jīng)閥門的介質(zhì)的流動(dòng)，通過(guò)增加接合接觸壓力改善了底座接合的可靠性。
本閥門在這里揭示出的這些和其他的獨(dú)特的特征可以從以下的描述中，結(jié)合附圖和附錄的權(quán)利要求了解得更清楚。
圖8是一個(gè)與閥座成型的底座表面接合的成型密封盤密封表面放大的截面圖，其中閥座和密封盤的傾斜表面的傾斜角度α2和β2各自不同，在接合點(diǎn)形成了一條連續(xù)的接觸線，閥座底座表面的傾斜角度α2小于密封盤傾斜表面的傾斜角度β2；圖9是密封盤的一個(gè)頂視圖，其中四個(gè)弓形的流通道和四個(gè)放射狀的腹板隔開了第一個(gè)和第二個(gè)同心的密封表面；

圖10是沿圖9的10-10線剖取的截面圖，表明了成型的密封表面，它具有等邊三角形截面；圖11是一個(gè)密封盤的頂視圖，其中四個(gè)弓形的流通道和四個(gè)放射狀的腹板隔開了同心的密封表面，密封盤進(jìn)一步包括一個(gè)孔，用來(lái)插入一個(gè)對(duì)正桿，后者把密封盤保持在一個(gè)相對(duì)于閥座和閥門護(hù)檔的所需要的方向上；圖12是沿圖11的線12-12的密封盤的截面圖，其中成型的密封表面具有一個(gè)曲線的凸起截面；圖13是一個(gè)密封盤的頂視圖，其中四個(gè)弓形的流通道和四個(gè)放射狀的腹板隔開了同心的密封表面，密封盤進(jìn)一步包括一個(gè)中心孔，它便于閥門內(nèi)密封盤的定位；圖14是沿圖13的14-14線的截面圖，表明了具有凸起截面的成型密封表面；圖15是一個(gè)密封盤的頂視圖，其中四個(gè)弓形的流通道和四個(gè)放射狀的腹板隔開了同心的密封表面，密封盤進(jìn)一步包括一個(gè)洞，用來(lái)插入一個(gè)對(duì)正桿，該桿把密封盤保持在一個(gè)相對(duì)于閥座和閥門護(hù)檔所需要的方向上；圖16是沿圖15的16-16線的截面圖，表明了一個(gè)具有成型密封表面的密封盤，其中密封表面具有截三角形截面；圖17是一個(gè)密封盤的頂視圖，其中四個(gè)弓形的流通道和四個(gè)放射狀的腹板隔開了同心的密封表面；圖18是圖17所示的密封盤沿18-18線的截面圖，其中成型的密封表面的截面是截三角形或者說(shuō)梯形，下表面是相似的形狀；圖19是密封盤的一個(gè)頂視圖，其中四個(gè)弓形的流通道和四個(gè)放射狀的腹板隔開了同心的密封表面；圖20是圖19所示的密封盤沿19-19線的截面圖，其中密封盤的密封表面和下表面是相似的形狀。
根據(jù)下面的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，領(lǐng)域內(nèi)一般技術(shù)人員可以更容易的理解本發(fā)明的這些和其他的特征。
優(yōu)選實(shí)施例詳述本發(fā)明克服了許多與在先技術(shù)的用于活塞壓縮機(jī)的平板閥相關(guān)的問(wèn)題。這里揭示的閥門的優(yōu)點(diǎn)和其他特征，根據(jù)以下描述的本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例并結(jié)合前面提到的實(shí)施例的草圖，對(duì)在該領(lǐng)域內(nèi)一般人員來(lái)說(shuō)是很明顯的。
現(xiàn)在參考草圖，其中相同的標(biāo)號(hào)指代本發(fā)明的相似的結(jié)構(gòu)部件，圖1中表明了一個(gè)在先的用于活塞壓縮機(jī)的平板閥，以標(biāo)號(hào)10表示。平板閥10主要包括環(huán)形結(jié)構(gòu)的閥座12、環(huán)形狀態(tài)的閥門護(hù)檔14、平面的密封盤16和螺旋偏壓部件18a-18d。閥座12和閥門護(hù)檔14各自界定多個(gè)弓形的流入通道和排出流通道，分別以標(biāo)號(hào)22和24指代。在裝配后的結(jié)構(gòu)中，螺栓體40和螺帽50把閥座12固定在閥門護(hù)檔14上，其中密封盤16被置于一個(gè)在閥座12和閥門護(hù)檔14之間形成的空腔中，并可以在其中沿軸向移動(dòng)。
在運(yùn)行中，最好由一組螺旋彈簧構(gòu)成的偏壓部件18a-18d，迫使密封盤16的上表面26移向閥座12。在這個(gè)位置，密封盤16通過(guò)堵塞或覆蓋流入通道22，阻止介質(zhì)從閥門10中流出。如圖1所示，在先技術(shù)的密封盤16的上表面26是平面的，不突入到閥座12的流通道22中。
當(dāng)由于壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)而在閥門10上產(chǎn)生的壓力足夠克服由偏壓部件18a-18d施加的力時(shí)，密封盤16在閥座12和閥門護(hù)檔14之間的空腔內(nèi)沿軸向移動(dòng)，直到密封盤16接觸閥門護(hù)檔14。這時(shí)，介質(zhì)流穿過(guò)流入通道22，然后穿過(guò)置于密封盤16中的流通道30，然后經(jīng)閥門護(hù)檔14中的排出流通道24。密封盤和閥門護(hù)檔中的流通道30和24各自對(duì)齊，但是它們與閥座12的流入通道22偏離。因?yàn)榱魅胪ǖ?2偏離對(duì)齊的流通道30和24，經(jīng)閥門10的介質(zhì)的流動(dòng)不是線性的，從閥座12到密封盤16的過(guò)渡需要改變方向。這導(dǎo)致了湍流，使得經(jīng)閥門10的壓力降低。這種結(jié)構(gòu)與美國(guó)給Bennitt的專利No.4,852,608中顯示的閥門裝置相似。
參考圖2，這里表明了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例制造的閥門，以標(biāo)號(hào)100指代。閥門100主要包括環(huán)形結(jié)構(gòu)的閥座110、環(huán)形結(jié)構(gòu)的閥門護(hù)檔120和成型的密封盤130。中心軸經(jīng)閥門100的中心延伸。閥座110和閥門護(hù)檔120構(gòu)成了弓形的流入和排出流通道，分別以標(biāo)號(hào)116和126指代。雖然所示的流通道是弓形的，可以預(yù)想在本發(fā)明揭示的范圍內(nèi)它可以是直線的，矩形的或其他任何合適于便于經(jīng)閥門的介質(zhì)流動(dòng)的形狀。
在組裝的條件下，螺栓體150和螺帽160沿閥門的中心軸把閥座110固定在閥門護(hù)檔120上。密封盤130置于閥座110和閥門護(hù)檔120之間形成的空腔128中，可以在開和關(guān)的位置之間沿軸向移動(dòng)。在關(guān)閉的位置，密封盤130于閥座110接合，以阻止經(jīng)閥門100的介質(zhì)的流動(dòng)。在打開的位置，密封盤130與閥座110隔開，介質(zhì)可以經(jīng)閥門100流動(dòng)。如提到的，優(yōu)選地，螺栓體40經(jīng)閥門100的中心軸延伸。然而，領(lǐng)域內(nèi)一般技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到存在其他的閥門結(jié)構(gòu)，其中中心螺栓不用于把閥座固定在閥門護(hù)檔上，所以這個(gè)特征不是本發(fā)明提供的實(shí)施例的限制。
參考圖3-5，密封盤130包括放射狀的內(nèi)環(huán)和放射狀的同心外環(huán)137a和137b，這兩個(gè)外環(huán)通過(guò)周向隔開的腹板部件136a-136b相互連接在一起?？梢栽O(shè)想，可以提供額外的環(huán)部件，依賴于閥門的使用和特定的環(huán)境。密封盤130具有上、下表面138和139，各自構(gòu)成了四個(gè)流通道132a-132d，他們?cè)谏?、下表?38和139之間伸展。如圖4所示，流通道132a-132d是弓形的，弧伸展大約70度。然而，如上面提到的，可以設(shè)想在本發(fā)明的范圍內(nèi)通道可以是直線的、環(huán)形的、矩形的、或其他任何合適于便于經(jīng)閥門的介質(zhì)流動(dòng)的形狀。而且，流通道的流量可以變化，依賴于閥門結(jié)構(gòu)和尺寸。當(dāng)然，如果密封盤的流通道的流量、尺寸或形狀改變了，相對(duì)于閥座和閥門護(hù)檔的入口和排出流通道的流量、尺寸和形狀也必須作相應(yīng)地調(diào)整。密封盤130也包括一個(gè)中心孔142，用來(lái)便于密封盤130和對(duì)其孔144的中心對(duì)齊，穿過(guò)它接合對(duì)齊銷172(見圖2)，以保證密封盤130相對(duì)于閥座110和閥門護(hù)檔120有一個(gè)合適的旋轉(zhuǎn)方向。
優(yōu)選地，密封盤130由金屬例如合金鋼和不銹鋼形成。合金鋼可以典型地用于通常的服務(wù)應(yīng)用中，不銹鋼和特殊合金可以用于更具腐蝕性的應(yīng)用中。另外，密封盤130可以用非金屬材料或合成材料例如Asbestos-Bakelite，Glass-Melamine或光纖加強(qiáng)聚合物或熱塑性塑料形成。這些類型的材料是熱塑性塑料輕質(zhì)的，借此來(lái)降低慣性力和最小化施加在閥座上的力。他們也可以抵抗一系列的腐蝕性化學(xué)藥劑。
繼續(xù)參考圖3-5，密封盤130的上表面138包括第一個(gè)和第二個(gè)成型的密封表面，以標(biāo)號(hào)134a和134b指代。在這種結(jié)構(gòu)中，第一個(gè)和第二個(gè)成型的密封表面134a和134b包括傾斜表面135a-135d，它沿圖4的5-5線的截面是三角形的。傾斜表面135a-135d的傾斜角度“β”相對(duì)于上表面138大約是30度。在另一個(gè)實(shí)施例中，角度β相對(duì)于密封盤130的上表面138可以在大約55-20度范圍之間。
參考圖6和6A，密封盤130置于閥座110和閥門護(hù)檔120之間的空腔128中，被四個(gè)偏壓部件140a-140d(見圖2)偏壓到關(guān)閉的位置。如前面提到的，密封盤130具有第一個(gè)和第二個(gè)成型的密封表面134a和134b，從其截面觀看時(shí)，具有三角形的形狀。另一個(gè)實(shí)施例具有一個(gè)或多個(gè)密封表面，流量由流入通道的數(shù)量決定，并由閥門的尺寸和所要求的流動(dòng)面積限制。
與在先技術(shù)的閥門相似，在運(yùn)轉(zhuǎn)中，其中包括一組螺旋彈簧的偏壓部件140a-140d，但可以是一個(gè)能變形的盤部件或其他偏壓裝置，置于閥門護(hù)檔120和成型的密封盤130之間。偏壓部件140a-140d迫使密封盤130成型的密封表面134a和134b與閥座110的底座表面118a和118b密封接合。當(dāng)處于密封接合時(shí)，密封表面134a和134b突出到流通道116中，阻止經(jīng)閥門100的介質(zhì)的流動(dòng)。當(dāng)閥門100的閥座110上的壓力足以克服偏壓部件140a-140d作用在密封盤130上力時(shí)，閥門100打開，介質(zhì)流入閥座110的通道116。然后介質(zhì)流過(guò)成型的密封表面134a和134b進(jìn)入通道132a-132d(見圖4)。密封盤130成型的密封表面134a和134b為介質(zhì)的流動(dòng)提供了從閥座110到密封盤130的流通道116的光滑過(guò)渡。這是對(duì)在先技術(shù)的具有平面密封盤的平板閥的顯著改進(jìn)。
圖6A表明了一個(gè)具有平面底座表面118a和118b的閥座110的閥門的放大視圖，在圖6的局域視圖中以“A”指代該區(qū)域。如圖所示，成型的密封盤130與閥座110接合，它具有一個(gè)成型的密封表面134b，其中包括傾斜表面135c和135d。傾斜表面135c和135d相對(duì)于密封盤130的上表面138是傾斜的。傾斜角度β的結(jié)果是，當(dāng)閥門處于關(guān)閉的位置時(shí)，密封盤130和閥座110的接合沿一條連續(xù)的接觸線產(chǎn)生。這樣，接合接觸壓力增加，改善了閥門密閉的可靠性。優(yōu)選地表面135c和135d與上表面138傾斜大約30度。然而，相對(duì)于密封盤130上表面138的傾斜角度β可以在55度和20度之間。
現(xiàn)在參考圖7，該圖示出壓縮機(jī)閥門，以標(biāo)號(hào)200指代。局域視圖“A”表明了閥門200的區(qū)域A，其中密封盤230成型的密封表面234b與閥座210密封接合，這樣在他們之間得到連續(xù)的線接觸。這阻止了經(jīng)流入通道216的介質(zhì)流動(dòng)。不同于閥門100，閥座210具有成型的密封表面218a和218b，它可以通過(guò)提供從閥座110流入通道116到密封盤130和閥門護(hù)檔120的流通道132a-132d更光滑的過(guò)渡，方便了經(jīng)閥門200的流動(dòng)。
參考圖7A，密封盤230接合閥座210。密封盤230具有一個(gè)成型的密封表面234b，它包括傾斜表面235c和235d。表面235c和235d是傾斜的，相對(duì)于上表面238有一個(gè)β1度的傾斜角度。底座表面218b是傾斜的，相對(duì)于閥座210的下表面212有一個(gè)α1度的傾斜角度。在這個(gè)實(shí)施例中，閥座210和密封盤230的傾斜表面的傾斜角度α1和β1各自不同，其中傾斜角度β1小于傾斜角度α1。當(dāng)閥門200處于關(guān)閉的位置時(shí)，密封盤230與閥座210的接合沿著一條連續(xù)接觸線，借此增加接合接觸壓力并改善閥門密閉的可靠性。
參考圖8，密封盤330與閥座310接合。密封盤330具有一個(gè)帶有成型的密封表面334b的多環(huán)體，其中密封表面包括傾斜平面335c和335d。表面335c和335d是傾斜的，相對(duì)于密封盤330的上表面338傾斜β2度。底座表面318b相對(duì)于閥座310下表面312的傾斜角度是α2度。在這個(gè)實(shí)施例中，傾斜表面的傾斜角度α2和β2各自不同，這樣密封盤330傾斜表面335c和335d的傾斜角度β2大于閥座底座表面318b的傾斜角度α2。作為α2和β2之間不同的結(jié)果，當(dāng)閥門300處于關(guān)閉的位置時(shí)，密封盤330與閥座310的接合沿著一條連續(xù)接觸線接合，還是導(dǎo)致了接觸壓力的增加和閥門密閉更高的可靠性。
現(xiàn)在參考圖9和10，它表明了一個(gè)密封盤430，它的結(jié)構(gòu)和功能與圖3-5中顯示的密封盤130大致相似，不同處是成型的密封表面434a和434b具有一個(gè)等邊三角形截面，當(dāng)從圖9的10-10線觀看時(shí)。作為密封表面434a和434b傾斜角度β的結(jié)果，密封盤430與具有一個(gè)平面的底座表面或傾斜角度與β顯著不同的底座表面的閥座的接合產(chǎn)生一條連續(xù)接觸線。
參考圖11和12，密封盤530具有成型的密封表面534a和534b，他們具有彎曲的凸起截面，當(dāng)沿圖11的12-12線觀看時(shí)。作為密封表面534a和534b的曲率的結(jié)果，密封盤530與具有一個(gè)平面的底座表面或傾斜平面的底座表面的閥座的接合將產(chǎn)生一條連續(xù)接觸線。可以理解接觸線沿著曲線的切線產(chǎn)生，其中曲線構(gòu)成了成型的密封表面534a和534b。
參考圖13和14，這里表明了一個(gè)密封盤630，它的結(jié)構(gòu)和功能與密封盤530大致相似，不同處為成型的密封表面634a和634b具有一個(gè)彎曲的凸起截面，當(dāng)沿圖13的線14-14觀看時(shí)，它的高度小于密封盤530的表面544a和534b。作為密封表面634a和634b曲率的結(jié)果，密封盤630與具有一個(gè)平面的底座表面或包括傾斜平面的底座表面的閥座的接合產(chǎn)生一條連續(xù)接觸線。特別是，接觸線沿著曲線的切線產(chǎn)生，其中曲線構(gòu)成了成型的密封表面634a和634b，通過(guò)增加接合接觸壓力來(lái)改善閥門密閉的可靠性。
參考圖15和16，密封盤730具有成型的密封表面734a和734b，他們具有截三角形截面，當(dāng)沿圖15的線16-16觀看時(shí)。作為密封表面734a和734b的傾斜表面735a-735d的傾斜角度β的結(jié)果，密封盤730與具有一個(gè)平面的底座表面或傾斜角度與β顯著不同的底座表面的閥座的接合產(chǎn)生一條連續(xù)接觸線。
參考圖17和18，密封盤830的結(jié)構(gòu)和功能與密封盤730大致相似，不同處在于密封盤830的下表面839是以與密封表面834a和834b相似的形式成型的。通過(guò)有助于從流通道832a-832d到閥門護(hù)檔的過(guò)渡，下表面839的成型進(jìn)一步便于經(jīng)閥門的介質(zhì)流動(dòng)。
現(xiàn)在參考圖19和20，這里表明了密封盤930，它的結(jié)構(gòu)和功能與密封盤630大致相似，不同處為下表面939也是以與密封表面934a和934b相似的方式成型的。作為密封表面934a和934b曲率的結(jié)果，密封盤930與具有一個(gè)平面的底座表面或包括曲線平面的底座表面的閥座的接合將產(chǎn)生一條連續(xù)接觸線，并且改善了閥門密閉的可靠性?？梢岳斫饨佑|線沿著曲線的切線產(chǎn)生，其中曲線構(gòu)成了成型的密封表面934a和934b。另外，如前面提到的，通過(guò)有助于從流通道932a-932d到閥門護(hù)檔的過(guò)渡，成型的下表面939進(jìn)一步便于經(jīng)閥門的介質(zhì)流動(dòng)。
雖然本發(fā)明按照優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是領(lǐng)域一般技術(shù)人員可以很容易的理解，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改變和/或修改而不脫離所附的權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的本質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)閥門，包含a)具有相對(duì)的上和下表面的閥座，它構(gòu)成了流入通道用來(lái)允許受控制的介質(zhì)進(jìn)入，流入通道在上與下表面之間延伸，下表面包括至少一個(gè)底座表面；b)具有凹陷區(qū)域的閥門護(hù)檔，其中該區(qū)域具有相對(duì)的上、下表面并且構(gòu)成了排出流通道用來(lái)排出受控制的介質(zhì)，排出流通道在上與下表面之間延伸，閥門護(hù)檔被固定在閥座上，并且與之隔開以密閉凹陷區(qū)域，從而在它們之間界定一個(gè)空腔；c)一個(gè)具有相對(duì)的上、下表面的密封盤，其中，上、下表面構(gòu)成了流通道，流通道在上、下表面之間延伸便于經(jīng)閥門的受控制介質(zhì)的流動(dòng)，密封盤置于空腔之內(nèi)，可以相對(duì)于閥座的下表面在開和關(guān)的位置移動(dòng)，在開的位置，密封盤被閥座的下表面隔開，從而允許介質(zhì)流動(dòng)經(jīng)過(guò)閥座流入通道，在關(guān)的位置，密封盤與閥座接合，從而阻止介質(zhì)流過(guò)閥門，密封盤的上表面包括至少一個(gè)成型的密封表面，當(dāng)閥門處于關(guān)閉的位置時(shí)，用來(lái)沿一條連續(xù)的接觸線接合閥座上至少一個(gè)底座表面。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，進(jìn)一步包含至少一個(gè)偏壓部件，它位于閥門護(hù)檔和密封盤之間，用來(lái)推壓密封盤到關(guān)閉的位置。
3.如權(quán)利要求2所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，至少一個(gè)偏壓部件位于閥門護(hù)檔的凹陷中。
4.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，閥座的至少一個(gè)底座表面包括相對(duì)于閥座的下表面定位的表面。
5.如權(quán)利要求4所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，閥座傾斜表面的傾斜角度相對(duì)于閥座的下表面大約在90度和0度之間。
6.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤的至少一個(gè)成型的密封表面包括相對(duì)于閥座的上表面定位的傾斜表面。
7.如權(quán)利要求6所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，傾斜表面的傾斜角度相對(duì)于密封盤上表面大約在55度和20度之間。
8.如權(quán)利要求6所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，閥座的傾斜表面的傾斜角度和閥座傾斜表面的傾斜角度相互不同。
9.如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，閥座的傾斜表面的傾斜角度和密封盤傾斜表面的傾斜角度相互不同，相差約在10度和0度之間。
10.如權(quán)利要求8所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，閥座傾斜表面的傾斜角度和閥座傾斜表面的傾斜角度相互不同，相差約3度。
11.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤的至少一個(gè)成型的密封表面包括彎曲的表面用來(lái)與至少一個(gè)底座表面達(dá)到連續(xù)的線接觸。
12.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤由金屬材料制成。
13.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤由彈性材料制成。
14.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤由合成材料制成。
15.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤由熱塑性材料制成。
16.一種壓縮機(jī)閥門，包含a)一個(gè)具有相對(duì)的上、下表面的閥座，該閥座界定了流入通道，用來(lái)允許受控制的介質(zhì)進(jìn)入，流入通道在上、下表面之間延伸，下表面包括第一個(gè)和第二個(gè)底座表面；b)一個(gè)具有一個(gè)凹陷區(qū)域的閥門護(hù)檔，其中該區(qū)域具有相對(duì)的上、下表面并且構(gòu)成了弓形的排出流通道用來(lái)排出受控制的介質(zhì)，排出流通道在上、下表面之間延伸，閥門護(hù)檔被固定在閥座上，并且之間隔開來(lái)密閉凹的區(qū)域，從在它們之間界定一個(gè)空腔；c)一個(gè)具有相對(duì)的上、下表面的密封盤，其中，上、下表面構(gòu)成了弓形的流通道，它在上、下表面之間延伸以便于經(jīng)閥門的受控制介質(zhì)的流動(dòng)，密封盤被置于空腔之內(nèi)，可以相對(duì)于閥座的下表面在開和關(guān)的位置移動(dòng)，在開的位置，密封盤被閥座的下表面隔開，從而允許介質(zhì)流動(dòng)穿過(guò)閥座流入通道，在關(guān)的位置，密封盤與閥座接合，這樣阻止介質(zhì)流過(guò)閥門，密封盤的上表面包括至少第一個(gè)和第二個(gè)成型的密封環(huán)，當(dāng)閥門處于關(guān)閉的位置時(shí)，用來(lái)沿一條連續(xù)的接觸線接合閥座上至少第一個(gè)和第二個(gè)底座表面。
17.如權(quán)利要求16所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，閥座的至少第一個(gè)和第二個(gè)底座表面包括相對(duì)于閥座的下表面定位的傾斜表面。
18.如權(quán)利要求17所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，至少第一個(gè)和第二個(gè)閥座傾斜表面的傾斜角度相對(duì)于閥座的下表面大約在90度和0度之間。
19.如權(quán)利要求16所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，至少第一個(gè)和第二個(gè)成型的密封環(huán)通過(guò)周向隔開放射狀伸展的腹板部分連接。
20.如權(quán)利要求16所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤的至少第一個(gè)和第二個(gè)成型的密封表面包括相對(duì)于密封盤上表面定位的傾斜表面。
21.如權(quán)利要求20所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，傾斜表面的傾斜角度相對(duì)于密封盤上表面大約在55度和20度之間。
22.如權(quán)利要求20所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，閥座傾斜表面的傾斜角度和密封盤的傾斜角度各自不同。
23.如權(quán)利要求22所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，閥座傾斜表面的傾斜角度和密封盤傾斜表面的傾斜角度彼此不同，相差大約在10度和0度之間。
24.如權(quán)利要求22所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，閥座傾斜表面的傾斜角度和密封盤的傾斜角度彼此不同，相差大約3度。
25.如權(quán)利要求16所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤的至少第一個(gè)和第二個(gè)成型的密封表面包括彎曲的表面，以實(shí)現(xiàn)與至少第一個(gè)和第二個(gè)底座表面連續(xù)的線接觸。
26.如權(quán)利要求16所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤由金屬材料制成。
27.如權(quán)利要求16所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤由彈性材料制成。
28.如權(quán)利要求16所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤由合成材料制成。
29.如權(quán)利要求16所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤由熱塑性材料制成。
30.一個(gè)用于壓縮機(jī)閥門的密封盤，其特征在于，包括一個(gè)界定流入通道的閥座，和至少一個(gè)底座表面，和界定排出流通道的閥門護(hù)檔，密封盤包含一個(gè)主體，它具有相對(duì)上和下表面并在上、下表面之間界定流通道，用以便于經(jīng)閥門的受控制的介質(zhì)的流動(dòng)，密封盤的上表面構(gòu)成至少一個(gè)成型的密封表面，當(dāng)閥門被偏壓到關(guān)閉的位置時(shí)，它與閥座的至少一個(gè)底座表面接合，阻止受控制的介質(zhì)流過(guò)閥門，當(dāng)閥門處于關(guān)閉的位置時(shí)，至少一個(gè)成型的密封表面具有一個(gè)截面被調(diào)整和配置成與至少一個(gè)閥座底座表面實(shí)現(xiàn)連續(xù)線接觸。
31.如權(quán)利要求30所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤的至少一個(gè)成型的密封表面包括相對(duì)于密封盤上表面定位的傾斜表面。
32.如權(quán)利要求31所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，傾斜表面的傾斜角度相對(duì)于密封盤上表面大約在55度和20度之間。
33.如權(quán)利要求31所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，閥座傾斜表面的傾斜角度和閥座傾斜表面的傾斜角度彼此不同。
34.如權(quán)利要求33所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，閥座的傾斜表面的傾斜角度和密封盤傾斜表面的傾斜角度彼此不同，相差約在10度和0度之間。
35.如權(quán)利要求33所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，閥座的傾斜表面的傾斜角度和閥座傾斜表面的傾斜角度彼此不同，相差約3度。
36.如權(quán)利要求30所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤的至少一個(gè)成型的密封表面包括彎曲的表面，用來(lái)與至少一個(gè)閥座底座表面實(shí)現(xiàn)連續(xù)的線接觸。
37.如權(quán)利要求30所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤由金屬材料制成。
38.如權(quán)利要求30所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤由彈性材料制成。
39.如權(quán)利要求30所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤由合成材料制成。
40.如權(quán)利要求30所述的壓縮機(jī)閥門，其特征在于，密封盤由熱塑性材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種壓縮機(jī)閥門(100)，具有閥座(110)、閥門護(hù)擋(120)和一個(gè)具有成型的密封表面的密封盤(130)，閥座界定流入通道(116)用來(lái)允許受控制的介質(zhì)進(jìn)入閥門，閥座的下表面包括至少一個(gè)底座表面，閥門護(hù)擋具有一個(gè)凹陷區(qū)域，該區(qū)域構(gòu)成了排出流通道(126)用來(lái)從閥門中排出受控制的介質(zhì)，密封盤位于閥門護(hù)擋和閥座之間的凹口中，并且可以相對(duì)于閥座的下表面在開和關(guān)的位置移動(dòng)，當(dāng)閥門處于關(guān)閉的位置時(shí)，密封表面的上表面用來(lái)沿一條連續(xù)的接觸線接合閥座的至少一個(gè)底座表面。
文檔編號(hào)F04B39/10GK1395656SQ01803622
公開日2003年2月5日 申請(qǐng)日期2001年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月11日
發(fā)明者尼爾·C·彭薩 申請(qǐng)人:科爾泰克工業(yè)產(chǎn)品公司