專利名稱：低壓循環(huán)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使循環(huán)液返回離心泵的低壓循環(huán)閥，以便當閥下游端所泵的液體量處于最低需要量期間，用來冷卻該泵。本發(fā)明尤其涉及一種具有多片止回閥片的循環(huán)閥。該閥片可以提供一種允許使用較高彈簧剛度系數(shù)的有效閥片，并使該閥具有較大的穩(wěn)定性。雙片式閥片也能對采用較大閥片的整體閥體提供更經(jīng)濟的設(shè)計。
離心泵可應用于各種使用場合。通常希望在低需求量期間由一個出口裝置將循環(huán)液返回離心泵以防止泵發(fā)生過熱。過熱是由運轉(zhuǎn)泵與存在于泵內(nèi)的靜止液體之間的熱交換造成的。泵過熱降低了蒸汽壓力，導致液體空穴現(xiàn)象，這種空穴現(xiàn)象會損壞泵殼體和葉輪。
通常在離心泵內(nèi)采用循環(huán)閥控制過熱。一種常用的循環(huán)閥是在美國專利4，095，611號中公開的調(diào)制流量控制閥。在美國專利4，095，611號中所公開的閥具有一個裝入一拼合式閥殼內(nèi)的圓盤形止回閥元件。在正常的下游端液體需求量的工作過程中，閥兩側(cè)的壓差促使該閥打開并使液體流動，同時將液體循環(huán)通道堵住。相反地，在最低下游端液體流量需求的工作過程中，圓盤形止回閥元件返回其關(guān)閉位置，由此打開液體循環(huán)通道并使液體循環(huán)回到泵內(nèi)。
在美國專利4，243，064號中公開的另一種循環(huán)閥具有在連桿兩端部之間軸向設(shè)置的一個圓形主閥片和一旁通閥片。在正常的液體流動工作過程中，該連桿運動到一開啟位置，使液體流出主出口和旁通出口。當液體流量處于最低要求時，該旁通閥片被擱置在一環(huán)形閥座上，使液體從主出口改道到旁通出口并通過離心泵進行循環(huán)。
使用這種循環(huán)閥所遇到的一個問題是，該閥具有復雜的結(jié)構(gòu)，而且制造成本高，難以維護。目前可從市場上買到的絕大部分這種循環(huán)閥，包括上面所述的兩種閥，都是拼合式閥殼結(jié)構(gòu)。因為這些閥元件的尺寸太大難以裝入該閥殼內(nèi)，所以要求該閥具有多段外殼結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的一個目的是提供一種具有整體閥殼和多片止回閥元件的循環(huán)閥，該止回閥元件能裝入該整體閥殼內(nèi)與它組裝在一起，并可調(diào)節(jié)從離心泵到下游端裝置的液體流量。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有多片閥元件的循環(huán)閥，這些閥元件易于裝入一整體閥殼內(nèi)并易于從該閥殼中拆卸。
本發(fā)明再一目的是提供一種新型的能與該閥元件相配合動作的循環(huán)閥機構(gòu)，以便控制返回離心泵的液體循環(huán)。
本發(fā)明公開了一種用于冷卻離心泵的低壓循環(huán)閥。本發(fā)明包括一分隔成第一和第二閥室的閥殼。該閥殼具有一個從離心泵將液體導入第一閥室的第一孔口和一個通過上述第二閥室將液體排到閥殼外面的第二孔口。第一閥室還具有一個供循環(huán)液從第一閥室通至該泵的循環(huán)孔口。多片止回閥元件位于上述第一和第二閥室之間。該止回閥開啟時允許液體從第一閥室流向第二閥室，關(guān)閉時阻止液體從第二閥室流入第一閥室。一個彈簧將該止回閥朝著其關(guān)閉位置施加偏壓。最后，當該止回閥裝置關(guān)閉時，與該止回閥裝置耦合的循環(huán)閥打開循環(huán)孔口，當該止回閥打開時，則關(guān)閉該循環(huán)孔口。
結(jié)合附圖進行閱讀能更好地理解對上面的概述和下面的詳細描述。為了便于對本發(fā)明進行說明，在附圖中例舉了一個本發(fā)明的最佳實施例，但是，應當理解，本發(fā)明不受這個具體裝置和構(gòu)件的限制。


圖1是本發(fā)明的循環(huán)閥的一個實施例的縱向剖視圖;
圖2是該最佳實施例的多片式閥元件的分解圖;
圖3是一個帶有實體閥桿件的循環(huán)閥的縱向剖視圖;
圖4是圖3所示的循環(huán)閥不帶唇部，沿著閥殼下部帶有一直側(cè)壁的閥的縱向剖視圖;
圖5是圖1所示實施例的縱向剖視圖，圖中所示的閥元件是開啟的，循環(huán)管路是關(guān)閉的。
參看附圖，圖1表示本發(fā)明低壓循環(huán)閥的縱向剖視圖。本發(fā)明的循環(huán)閥10最好是由耐腐蝕材料，如不銹鋼制成，并包括一個整體的基本上為圓筒形的閥殼12。閥殼12分隔成閥室14和16。閥室14具有一個與該閥上游端的離心泵相連接的入口18。閥室16位于閥室14的下游端并連接在一個下游端液體出口裝置上，該出口裝置接受經(jīng)過出口20泵出的液體的。位于閥室14內(nèi)的閥殼一側(cè)上的循環(huán)孔口22與一循環(huán)管路或通道24連接，該通道24將液體改道送回到供給該泵入口的接受容器或貯存罐中。
一個空心的基本上是圓柱形的閥桿23位于閥體14的閥殼內(nèi)。閥桿23具有一個帶螺紋的頂端24，并沿著閥殼12的一縱向中央軸線裝入閥殼12的第一閥室內(nèi)。如圖1所示，閥桿23的上側(cè)壁26在正好低于帶螺紋的頂部24的部位形成一個凸出部分。在閥殼23上設(shè)有多個小孔31。這些小孔31在閥室14和循環(huán)孔口22之間確定一個循環(huán)閥，并在低的下游端流量要求工作過程中使液體循環(huán)返回離心泵。此外，這些小孔(31)提供了一種專門的液體節(jié)流口，減少液體的壓力能，使循環(huán)液體流可以排放到一個連接在泵的入口處的低壓接受容器中。
循環(huán)閥10具有一個與閥殼12一體成形并位于第一閥室14內(nèi)的閥桿導套34，該導套引導閥桿23沿著中央軸線或閥殼12軸向運動。閥桿導套34具有一個由位于導套側(cè)壁上的溝槽35，35a構(gòu)成的通道。當閥桿23處于關(guān)閉位置時，該多個小孔31就與溝槽35，35a相對正，并且這些小孔31起一通道作用，通過這些小孔使液體從腔體14排出循環(huán)孔口22。
參照圖2所示的分解圖，對多片止回閥元件36進行描述。多片止回閥元件36軸向放置在閥桿23的螺紋頂端24的上面并靠在該閥桿的頂部。閥元件36作為液體流動系統(tǒng)中用的壓力驅(qū)動止回閥。閥元件包括一個呈90°角疊置在一帶孔的第二閥片29上的帶孔第一閥片27。這些閥片都設(shè)有鍵槽30，當它們固定在閥桿上時保持鎖緊狀態(tài)。這兩個閥片上相對的兩組側(cè)面一組為矩形，而另一組為圓弧形。當疊放在一起時，鎖住的疊合閥片形成一個圓形閥元件，避免了采用多段閥殼的必要性。這種閥片的非圓形結(jié)構(gòu)使得它們可以通過一個出口孔20單個地裝入。將一鎖緊螺母38擰到閥桿23的螺紋頂端24上。螺母38將多片閥元件36固緊在閥桿上。
閥桿23還包括一個連接在閥桿23底部的底座件39。如圖所示，底座件39是一個圓形法蘭，相對于閥桿23徑向設(shè)置。底座件39借助一個通過閥桿插入的安裝鎖40固定在其位置上。閥桿23還裝有一個與閥桿導套34和底座件39之間的閥桿23的底部連接的螺圈偏壓彈簧42。螺圈彈簧42在一個完全打開位置和完全關(guān)閉位置之間對該閥桿提供彈簧加載驅(qū)動，并朝著入口和關(guān)閉位置將閥桿23和多片止回閥元件36偏壓。
閥殼10還包括一個位于第一和第二閥室之間的唇口44。唇口44從閥殼22的側(cè)壁伸出，并在多片止回閥元件36放置在關(guān)閉位置處時形成一個密封裝置。該唇口將閥室14和16分隔開，并使閥元件36作為止回閥動作，在液體流動系統(tǒng)中防止液體回流進入閥室14。
圖3表示本發(fā)明的循環(huán)閥10的替換型實施例。在該實施例中，閥桿23是實心的。此外，閥桿導套34具有通過底座元件39延伸并與底座元件39有緊密配合的伸出部分44，44a，由此產(chǎn)生一個活塞腔體46。當該閥打開時，隨著閥桿23向上運動，底座元件39將所收集的液體排出腔體46，當該閥關(guān)閉時將液體吸入腔體46。腔體46的限制性流入和流出其作用是將該閥桿發(fā)生振蕩的任何趨勢阻尼掉。
圖4表示另一個可替換型實施例。在該實施例中，閥10只是執(zhí)行一循環(huán)功能。圖1所示的唇口44在此實施例中不存在，而且閥元件36不起止回閥的作用。在此實施例中閥桿是通過一個與閥桿導套相配合的臺肩33保持在一起始位置上。根據(jù)該閥下游端的流量要求，在多片閥元件36的兩側(cè)上形成一個壓力差，將閥桿23和閥元件36向上推。由此關(guān)閉由溝槽35，35a和小孔31形成的通道。當來自下游端出口裝置的需要量減少時，由于閥元件36兩側(cè)上的壓力平衡，偏置的閥桿23和閥元件36返回到一初始位置，由此使溝槽35，35a和小孔31重新對正，允許液體流經(jīng)循環(huán)孔口22，通過離心泵循環(huán)。
現(xiàn)在參照附圖，尤其是圖1和圖5對本發(fā)明的工作過程進行描述。本發(fā)明的循環(huán)閥是應用離心泵的液體流動系統(tǒng)中的多片式主止回閥和循環(huán)閥的結(jié)合體。該循環(huán)閥使液體改變方向流回離心泵，防止它在最低下游端流量工作期間產(chǎn)生過熱。
從離心泵排出的液體通過入口進行循環(huán)閥10，使節(jié)一閥室14充滿液體。在低的下游端需要量期間，閥室16內(nèi)的液體壓力趨近于閥室14內(nèi)的壓力。閥元件36和閥桿23都由彈簧42保持在一關(guān)閉位置上，由泵排出的液體經(jīng)過溝槽35，35a和小孔31，再流過循環(huán)孔口22。
根據(jù)由一出口裝置所確定的下游端需要量，在多片式閥元件36的兩側(cè)形成一個壓力差，其中第一閥室14中的液體壓力降到第二閥室16的壓力以下。當這一壓力差超過彈簧42的預載荷時，閥元件36和閥桿23沿縱向朝著完全打開位置運動。螺圈彈簧42壓縮直到元件39緊靠在導套34上為止。小孔31脫離與溝槽35，35a的對正位置，由此終止液體流出循環(huán)孔口22的改向流動。閥桿23朝著完全找開位置的縱向運動使多片式閥元件36從閥座21移開，由此打開封口，并使液體通過出口孔口20排出。
當下游端出口裝置的需要量減少時，閥室16內(nèi)的液體壓力再次上升。閥元件36兩側(cè)的壓力差減小。由該壓力差所產(chǎn)生的力小于彈簧42所產(chǎn)生的力。與閥桿23的底端連接的螺圈偏壓彈簧42伸展開，并且該閥桿返回到其關(guān)閉位置，使閥元件36再一次擱置在唇口44上。閥桿小孔31與閥桿導套上的溝槽35，35a重新對正，并使液體流再次經(jīng)過循環(huán)孔口22流出，通過離心泵再循環(huán)。該多片式止回閥裝置很容易裝入整體閥殼中并與其組裝在一起。
應當認識，對于熟悉本專業(yè)技術(shù)的人來說，在不違背本發(fā)明的廣義發(fā)明構(gòu)思的情況下可以對上述本發(fā)明的實施例進行改變。因此，應當理解，本發(fā)明不受公開的具體實施例的限制，而是將所有由所附權(quán)利要求書限定的各種變化都包括在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于冷卻離心泵的低壓循環(huán)閥，其特征在于它包括一個整體閥殼，它具有一個與一離心泵裝置連接的第一閥室和一個與一液體出口連接的第二閥室，該第一閥室具有一個將來自上述第一閥室的液體改道引向上述離心泵的循環(huán)孔口；一個位于上述第一和第二閥室之間用于使液體流從第一閥室流到第二閥室的多片式止回閥裝置，當?shù)谝婚y室內(nèi)的液體壓力超過第二腔體內(nèi)的液體壓力時，該止回閥裝置打開使該第二閥室內(nèi)壓力接近第一閥室壓力；一個與上述閥裝置耦合的循環(huán)閥裝置，用于控制由上述第一閥室通過上述循環(huán)孔口的液體流動，當上述止回閥裝置打開時，該循環(huán)閥關(guān)閉，當上述止回閥關(guān)閉時，允許這種流動進行。
2.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)閥，其特征在于它還包括將該止回閥裝置朝著其關(guān)閉位置施加偏壓的裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)閥，其特征在于所述止回閥裝置包括多個疊合閥片。
4.如權(quán)利要求2所述的循環(huán)閥，其特征在于所述偏壓裝置包括一個螺圈彈簧。
5.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)閥，其特征在于 所述止回閥裝置包括一個第一平直閥片，其一組相對的側(cè)面為平行側(cè)面，另一組相對側(cè)面為圓弧形側(cè)面;一個橫向疊置在上述第一閥片上的相同的第二閥片，由此使上述兩閥片配合并組裝在上述整體閥殼內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的循環(huán)閥，其特征在于所述止回閥裝置由一緊固裝置保持在其位置上。
7.一種用于冷卻離心泵的低壓循環(huán)閥，其特征在于它包括一個分隔成第一和第二閥室的整體閥殼，該閥殼具有一個從一離心泵將液體引入上述第一閥室的第一孔口和一個通過上述第二閥室將液體排出該閥殼的第二孔口，上述第一閥室具有一將液體從上述第一閥室朝著上述離心泵改道的循環(huán)孔口;一個位于上述第一和第二閥室之間的多片止回閥元件，該止回閥元件打開時，使流體流從第一閥室流入上述第二閥室，而在關(guān)閉時能阻止液體流從上述第二閥室流入上述第一閥室;一個將上述止回閥元件朝其關(guān)閉位置施加偏壓的裝置;一個與上述止回閥元件耦合的循環(huán)閥裝置，當該止回閥元件關(guān)閉時打開上述循環(huán)孔口，并當該止回閥元件打開時，關(guān)閉該循環(huán)孔口。
8.如權(quán)利要求7所述的循環(huán)閥，其特征在于所述止回閥元件和所述循環(huán)閥由一個通過上述第一閥室延伸的閥桿連接在一起。
9.一種用于冷卻離心泵的低壓循環(huán)閥，其特征在于它包括一個分隔成第一閥室和第二閥室的整體閥殼，該閥殼具有一個將液體引入上述第一閥室的第一孔口和一個將液體排出上述第二閥室的第二孔口，該第一閥室具有一個將液體改道使其返回上述離心泵的循環(huán)孔口;一種位于上述第一閥室和上述第二閥室之間的多片止回閥元件，使該液體從上述第一閥室流入上述第二閥室并阻止該液體從上述第二閥室流入上述第一閥室;一個與上述止回閥元件耦合并通過上述第一閥室延伸的可滑動閥桿，該閥桿將上述止回閥從打開位置移到關(guān)閉位置;一個與上述閥桿耦合，將上述可滑動閥桿和止回閥元件朝著其關(guān)閉位置施加偏壓的裝置;一個可操縱地與上述閥桿耦合，打開和關(guān)閉上述循環(huán)孔口的循環(huán)閥裝置，當上述止回閥元件關(guān)閉時，該循環(huán)閥裝置是打開的，當該止回閥元件打開時，該循環(huán)閥是關(guān)閉的。
全文摘要
一種用于冷卻離心泵的低壓循環(huán)閥。它包括一個分隔成第一閥室和第二閥室的整體閥殼，該閥殼具有第一孔口和第二孔口。第一閥室具有一個使液體改道返回上述離心泵的循環(huán)孔口；一個位于第一閥室和第二閥室之間的多片止回閥元件；一個與上述止回閥元件耦合并通過第一閥室延伸的可滑動閥桿；一個耦合在上述閥桿上將滑動閥桿和止回閥裝置朝著其關(guān)閉位置施加偏壓的裝置，一個與上述閥桿耦合以打開和關(guān)閉上述循環(huán)孔口的循環(huán)閥裝置。
文檔編號F04B49/08GK1052177SQ90104049
公開日1991年6月12日 申請日期1990年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月31日
發(fā)明者喬治·盧斯, 霍勒·J·馬克斯韋爾 申請人:基斯通國際集團公司