高压球形阀芯控制阀
专利汇可以提供高压球形阀芯控制阀专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于操纵流动驱动装置的高压 流体 控制 阀 。适于线 接触 的球形阀芯和截圆锥形 阀座 最好设有一个上游的受限制的流动区域，以便显著减小对阀座有效密封表面的音速流损伤。球形阀芯最好可在能够径向浮动的球形阀芯导向器内移动，以便使球形阀芯能相对于阀座基本自动 定心 。另外，排放球形阀芯的闭合最好早于供应球形阀芯的打开，以便消除输送 泄漏 。，下面是高压球形阀芯控制阀专利的具体信息内容。
1.一种用于操纵流体驱动装置的控制阀，所述控制阀具有一个与加压工作流体源流体连通的入口、一个与所述流体驱动装置流体连通的负载出口、一条为所述工作流体提供从所述入口至所述出口的流体连通的流体供应通道，所述控制阀还包括一个设在所述流体供应通道中的基本截圆锥形的供应阀座，所述供应阀座具有一个较小直径的下游端部和一个较大直径的上游端部，以及一个基本球形的供应球形阀芯，它可在供应闭合位置和供应打开位置之间移入及移出与所述供应阀座的所述较小直径端部的基本线接触，所述基本球形的供应球形阀芯具有一个在与比所述供应阀座的所述较大直径的上游端部小的所述供应阀座的所述较小直径的下游端部的所述线接触处的弦尺寸，所述基本截圆锥形的供应阀座具有一个相对于所述供应阀座中心线的供应阀座角，该角大于所述供应阀座中心线与当所述供应球形阀芯处于所述闭合位置时在所述供应球形阀芯线接触处所述供应球形阀芯的切线形成的角，当所述供应球形阀芯向所述供应打开位置最初移出所述线接触时，以及当所述工作流体通过所述供应阀座的所述较小直径端部向下游流经所述供应球形阀芯时，在所述供应阀座和所述供应球形阀芯之间形成的一个环形空间在所述供应球形阀芯和所述供应阀座的所述较小直径下游端部之间的所述线接触的上游限定一个受限制的供应流动区域，因而所述最初工作流体流动引起的任何音速流侵蚀基本上立即地移向所述阀座的与所述受限制的供应流动区域相邻且不被所述供应球形阀芯密封接触的一个上游区域，因而显著减小了对所述供应阀座的所述较小直径下游端部的音速流损伤。
2.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于：所述流体供应通道包括紧靠所述供应阀座的所述较大直径的上游端部的上游的基本圆筒形的供应腔，所述供应腔在直径上大于所述较大直径的上游端部，所述控制阀还包括一个位于所述流体供应通道的所述供应腔中的基本圆筒形供应球形阀芯导向器，所述供应球形阀芯导向器具有一个贯穿其中的中心供应导向孔，所述供应球形阀芯导向器具有多个周向间隔开来的、轴向延伸的、径向伸入所述供应导向孔中的导片，所述供应球形阀芯装在所述供应导向孔内，以便在所述供应打开位置和所述供应闭合位置之间在所述供应导片的径向内缘内轴向移动，所述供应腔的内径大于所述供应球形阀芯的外径，以便使所述供应球形阀芯导向器可在所述供应腔内径向浮动，并使所述供应球形阀芯可基本上自动定心，从而与所述截圆锥形供应阀座的所述较小直径端部线接触密封。
3.如权利要求2所述的控制阀，其特征在于：所述供应导片的轴向长度大于所述供应球形阀芯导向器的其余部分的轴向长度，并从其向着所述供应阀座沿下游方向轴向伸出以形成所述供应球形阀芯导向器的供应导片延伸部分，所述控制阀包括一个包围所述供应导片延伸部分的弹性圈，以便在所述供应腔部分内沿轴向上游方向弹性推压所述供应球形阀芯导向器。
4.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于：还包括一个排放出口，一条在所述负载出口和所述排放出口之间流体连通以排放流体的排放通道、一个位于所述排放通道内的基本截圆锥形的排放阀座，所述排放阀座具有一个较小直径的端部和一个较大直径的端部，以及一个基本球形的排放球形阀芯，该排放球形阀芯可在排放闭合位置和排放打开位置之间选择地移入和移出与所述排放阀座的所述较小直径端部密封的基本线接触，所述基本球形的排放球形阀芯在与比所述排放阀座的所述较大直径的端部小的所述较小直径的端部的所述线接触处具有一个弦尺寸，所述基本截圆锥形排放阀座具有一个相对于所述排放阀座的中心线的排放阀座角，该角大于所述排放阀座中心线与在所述排放球形阀芯处于闭合位置时在所述排放球形阀芯线接触处所述排放球形阀芯的切线形成的角，当所述排放球形阀芯向着所述排放打开位置最初移出所述线接触时，以及当所述排放流体最初流经所述排放阀芯并流过所述排放阀座的所述较小直径端部时，在所述排放阀座和所述排放球形阀芯之间形成的一个环形空间限定一个邻近所述排放球形阀芯和所述排放阀座的所述较小直径端部之间的所述线接触的受限制的排放流动区域，因而所述最初排放流动引起的音速流侵蚀基本上立即移向相邻于所述球形阀芯线接触、不被所述排放球形阀芯密封接触的一个流动区域，因而可显著减小对所述排放阀座的所述较小直径的端部的音速流损伤。
5.如权利要求4所述的控制阀，其特征在于：所述流体排放通道包括紧靠所述排放阀座的所述较大直径端部的一个基本圆筒形的排放腔，所述排放腔在直径上大于所述较大直径端部，所述控制阀还包括位于所述流体排放通道的所述排放腔中的一个基本圆筒形的排放球形阀芯导向器，所述排放球形阀芯导向器具有一条贯穿其中的中心排放导向孔，所述排放球形阀芯导向器具有多个周向间隔开来的、轴向延伸的、径向向内伸入所述排放导向孔中的排放导片，所述排放球形阀芯装在所述排放导向孔中，以便在所述排放打开位置和所述排放闭合位置之间在所述排放导片径向内缘内轴向移动，所述排放腔的内径大于所述排放球形阀芯导向器的外径，以便于使所述排放球形阀芯导向器能够在所述排放腔内径向浮动，并使所述排放球形阀芯能够基本上自动定心，以便与所述截圆锥形的排放阀座的所述较小直径端部线接触密封。
6.如权利要求4所述的控制阀，其特征在于：还包括一个供应致动器和一个排放致动器，所述供应控制致动器能够选择地供能以便使所述供应球形阀芯从所述供应阀座移至所述供应打开位置，所述排放控制致动器能够选择地供能以便使所述排放球形阀芯移至所述排放闭合位置，所述排放控制致动器早于所述供应控制致动器被供能，以便于当所述工作流体准备送至所述出口时基本上消除内部输送泄漏。
7.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于：所述工作流体是加工气动工作流体。
8.如权利要求7所述的控制阀，其特征在于：所述气动工作流体处于2069kPa至6207kPa的压力。
9.如权利要求8所述的控制阀，其特征在于：所述气动工作流体处于4138kPa的压力。
10.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于：所述工作流体是加压液态工作流体。
11.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于：所述供应球形阀芯是金属材料构成的。
12.如权利要求11所述的控制阀，其特征在于：所述金属材料包括不锈钢。
13.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于：所述供应球形阀芯是合成材料构成的。
14.如权利要求4所述的控制阀，其特征在于：所述供应球形阀芯和所述排放球形阀芯是金属材料构成的。
15.如权利要求14所述的控制阀，其特征在于：所述金属材料包括不锈钢。
16.如权利要求4所述的控制阀，其特征在于：所述供应球形阀芯和所述排放球形阀芯是合成材料构成的。
17.如权利要求4所述的控制阀，其特征在于：所述供应球形阀芯是金属材料制成的。
18.如权利要求17所述的控制阀，其特征在于：所述金属材料包括不锈钢。
19.如权利要求4所述的控制阀，其特征在于：所述排放球形阀芯是金属材料构成的。
20.如权利要求19所述的控制阀，其特征在于：所述金属材料包括不锈钢。
21.一种用于操纵流体驱动装置的控制阀，所述控制阀具有一个与加压工作流体源流体连通的入口、一个与所述流体驱动装置流体连通的负载出口，所述控制阀还包括一个阀座和一个基本球形的球形阀芯，它可选择地在闭合和打开位置之间移入和移出与所述阀座密封的基本线接触，所述控制阀还包括一个紧邻所述阀座的基本圆筒形的腔和一个位于所述腔中的基本圆筒形的球形阀芯导向器，所述球形阀芯导向器具有一个贯通的轴向延伸的中心导向孔和多个周向间隔开来的、轴向延伸的、径向伸入所述导向孔中的导片，所述球形阀芯装在所述导向孔中，以便在所述打开位置和所述闭合位置之间在所述导片径向内缘以内轴向移动，所述腔的内径大于所述球形阀芯导向器的外径，以便使所述球形阀芯导向器可在所述腔内径向浮动，并使所述球形阀芯可基本上自动定心，以便与所述阀座线接触密封。
22.如权利要求21所述的控制阀，其特征在于：所述导片的轴向长度大于所述球形阀芯导向器其余部分的轴向长度，并轴向从其沿着轴向所述阀座的方向伸出以形成所述球形阀芯导向器的导片延伸部分，所述控制阀包括一个包围所述导片延伸部分的弹性圈，以便沿轴向将所述球形阀芯导向器推离所述阀座。
23.如权利要求21所述的控制阀，其特征在于：所述球形阀芯导向器是合成材料构成的。
24.如权利要求23所述的控制阀，其特征在于：所述合成材料包括尼龙。
25.如权利要求21所述的控制阀，其特征在于：所述球形阀芯导向器是金属材料构成的。
26.如权利要求25所述的控制阀，其特征在于：所述金属材料包括不锈钢。
27.一种用于操纵流体驱动装置的控制阀，所述控制阀具有一个与加压工作流体源流体连通的入口、一个与所述流体驱动装置流体连通的负载出口、一条为所述工作流体提供从所述入口至所述出口的流体连通的流体供应通道，所述控制阀还包括一个位于所述流体供应通道中的供应阀座，以及一个基本球形的供应球形阀芯，它可在供应闭合位置和供应打开位置之间移入和移出与所述供应阀座的密封接触，所述控制阀还包括一个排放出口、一条在所述负载出口和所述排放出口之间形成排放流体连通的流体排放通道，一个位于所述流体排放通道内的排放阀座和一个基本球形的排放球形阀芯，它可在排放闭合和排放打开位置之间移入和移出与所述阀座的密封接触，所述控制阀还包括一个供应控制致动器和一个排放控制致动器，所述供应控制致动器可选择地供能以便使所述供应球形阀芯从所述供应阀座移至所述供应打开位置，所述排放控制致动器可选择地供能以便使所述排放球形阀芯向着所述排放阀座移至所述排放闭合位置，所述排放控制致动器早于所述供应控制致动器被供能，以便当所述工作流体准备通至所述出口时基本消除内部输送泄漏。
28.如权利要求27所述的控制阀，其特征在于：所述工作流体是加压气动工作流体。
29.如权利要求28所述的控制阀，其特征在于：所述气动工作流体处于2069kPa至6207kPa范围内的压力。
30.如权利要求29所述的控制阀，其特征在于：所述气动工作流体处于4138kPa的压力。
31.如权利要求27所述的控制阀，其特征在于：所述工作流体是加压液态工作流体。
32.如权利要求27所述的控制阀，其特征在于：所述供应球形阀芯是金属材料构成的。
33.如权利要求32所述的控制阀，其特征在于：所述金属材料包括不锈钢。
34.如权利要求27所述的控制阀，其特征在于：所述供应球形阀芯是合成材料构成的。
35.如权利要求27所述的控制阀，其特征在于：所述供应球形阀芯和所述排放球形阀芯是金属材料构成的。
36.如权利要求35所述的控制阀，其特征在于：所述金属材料包括不锈钢。
37.如权利要求27所述的控制阀，其特征在于：所述供应球形阀芯和所述排放球形阀芯是合成材料构成的。
38.如权利要求27所述的控制阀，其特征在于：所述排放球形阀芯是金属材料构成的。
39.如权利要求38所述的控制阀，其特征在于：所述金属材料包括不锈钢。
40.一种用于操纵流体驱动装置的控制阀，所述控制阀具有一个与加压工作流体源流体连通的入口、一个与所述流体驱动装置流体连通的负载出口、一条为所述工作流体提供从所述入口至所述出口的流体连通的流体供应通道，所述控制阀还包括一个位于所述流体供应通道内的基本截圆锥形的供应阀座，所述供应阀座具有一个较小直径的下游端部和一个较大直径的上游端部，以及一个基本球形的供应球形阀芯，它可选择地在供应闭合和供应打开位置之间移入和移出与所述供应阀座的所述较小直径端部基本线接触密封，所述基本球形的供应球形阀芯在比所述供应阀座的所述较大直径上游端部小的所述供应阀座的所述较小直径的下游端部处具有一个弦尺寸，所述基本截圆锥形的供应阀座具有一个相对于所述供应阀座中心线的供应阀座角，该角大于所述供应阀座中心线和在所述供应球形阀芯处于所述闭合位置时在所述供应球形阀芯线接触处的所述供应球形阀芯的切线形成的角，当所述供应球形阀芯向着所述供应打开位置最初移出所述线接触时，以及当所述工作流体最初通过所述供应阀座的所述较小直径端部流经所述供应球形阀芯时，在所述供应阀座和所述供应球形阀芯之间形成的一个环形空间限定一个在所述供应球形阀芯和所述供应阀座的所述较小直径下游端部之间的所述供应球形阀芯线接触的上游区域的受限制的供应流动区域，因而所述最初的工作流体流动引起的音速流侵蚀基本上立即被移至所述供应阀座的与所述受限制的供应流动区域相邻的、不与所述供应球形阀芯密封接触的一个上游区域，从而显著减小了所述供应阀座的所述较小直径下游端部的音速流损伤，所述控制阀还包括一个排放出口、一条为排放流体在所述负载出口和所述排放出口之间形成流体连通的流体排放通道，一个位于所述流体排放通道内的基本截圆锥形的排放阀座，所述排放阀座具有一个较小直径的端部和一个较大直径的端部，以及一个基本球形的百放阀芯，在直径大于所述较小直径下游端部的直径，以及基本球形的排放阀芯可选择地在闭合位置和打开位置之间移入和移出与所述排放阀座的所述较小直径端部的基本线接触，所述基本球形的排放阀芯具有在比所述排放阀座的所述较大直径端部小的所述排放阀座的所述较小直径端部的所述线接触处的弦尺寸，所述基本截圆锥形的排放阀座具有一个相对于所述排放阀座中心线的排放阀座角，该角大于所述排放阀座中心线和当所述排放球形阀芯处于所述闭合位置时在所述排放球形阀芯线接触处的所述排放球形阀芯的切线形成的角，当所述排放球形阀芯向所述排放打开位置最初移出所述线接触时，以及当所述排放流体最初流经所述排放阀芯并流过所述排放阀座的所述小直径端部时，在所述排放阀座和所述排放球形阀芯之间形成的一个环形空间限定一个邻近所述排放球形阀芯和所述排放阀座的所述较小直径端部之间的所述排放球形阀芯线接触的受限制排放流动区域，因而所述最初的排放流动引起的音速流侵蚀基本上立即被移至邻近所述球形阀芯线接触的、不被所述排放球形阀芯密封接触的下游区域，从而显著减小了对所述排放阀座的所述较小直径端部的音速流损伤，所述流体供应通道包括一个紧靠所述供应阀座的所述较大直径上游端部的基本圆筒形供应腔，所述供应腔在直径上大于所述较大直径上游端部，所述控制阀还包括一个位于所述流体供应通道内的基本圆筒形的供应球形阀芯导向器，所述供应球形阀芯导向器具有一条轴向贯穿的中心供应导向孔，所述供应球形阀芯导向器具有多个周向间隔开来的、轴向延伸的、径向伸入所述供应导向孔中的导片，所述供应球形阀芯装在所述供应导向孔中，以便在所述供应打开位置和所述供应闭合位置之间在所述供应导片的径向内缘内轴向移动，所述供应腔的内径大于所述供应球形阀芯导向器的外径，以便使所述供应球形阀芯导向器可在所述供应腔内径向浮动，并使所述供应球形阀芯可基本自动定心，以便与所述截圆锥形的供应阀座的所述较小直径端部线接触密封，所述流体排放通道包括一条紧靠所述排放阀座的所述较大直径下游端部下游的基本圆筒形的排放腔，所述排放腔在直径上大于所述较大直径下游端部，所述控制阀还包括一个位于所述流体排放通道的所述排放腔内的基本圆筒形的排放球形阀芯导向器，所述排放球形阀芯导向器具有轴向贯穿的中心排放导向孔，所述排放球形阀芯导向器具有多个周向间隔开来的、轴向延伸的、径向伸入所述排放导向孔的排放导片，所述排放球形阀芯装在所述排放导向孔内，以便在所述排放打开位置和所述排放闭合位置之间在所述排放导片的径向内缘内轴向移动，所述排放腔的内径大于所述排放球形阀芯导向器的外径，以便使所述排放球形阀芯导向器可在所述排放腔内径向浮动，并使所述排放球形阀芯可基本自动定心，以便与所述截圆锥形的排放阀座的所述较小直径端部线接触密封，所述控制阀还包括一个供应控制致动器和一个排放控制致动器，所述供应控制致动器可选择地供能以便使所述供应球形阀芯从所述供应阀座移至所述供应打开位置，所述排放控制致动器可选择地供能以便使所述排放球形阀芯向着所述排放阀座移至所述排放闭合位置，所述排放控制致动器早于所述供应控制致动器被供能，以便当所述工作流体准备通至所述出口时基本消除输送泄漏。
41.如权利要求40所述的控制阀，其特征在于：所述供应导片的轴向长度大于所述供应球形阀芯导向器的其余部分的轴向长度，并沿着朝向所述供应阀座的下游方向从其轴向延伸以形成所述供应球形阀芯导向器的一个供应导片延伸部分，所述控制阀包括一个包围所述供应导片延伸部分的弹性圈，以便在所述供应腔部分内在轴向上游方向上弹性压迫所述供应球形阀芯导向器。
42.如权利要求41所述的控制阀，其特征在于：所述排放导片的轴向长度大于所述排放球形阀芯导向器的其余部分的轴向长度，并沿着朝向所述排放阀座的上游方向从其轴向伸出以形成所述排放球形阀芯导向器的一个排放导片延伸部分，所述控制阀包括一个包围所述排放导片延伸部分的弹性圈，以便在所述排放腔内在轴向下游方向上弹性压迫所述排放球形阀芯导向器。
43.如权利要求40所述的控制阀，其特征在于：所述供应球形阀芯是金属材料构成的。
44.如权利要求43所述的控制阀，其特征在于：所述金属材料包括不锈钢。
45.如权利要求40所述的控制阀，其特征在于：所述供应球形阀芯是合成材料构成的。
46.如权利要求40所述的控制阀，其特征在于：所述供应球形阀芯和所述排放球形阀芯是金属材料构成的。
47.如权利要求46所述的控制阀，其特征在于：所述金属材料包括不锈钢。
48.如权利要求40所述的控制阀，其特征在于：所述供应球形阀芯和所述排放球形阀芯是合成材料构成的。
49.如权利要求40所述的控制阀，其特征在于：所述排放球形阀芯是金属材料构成的。
50.如权利要求49所述的控制阀，其特征在于：所述金属材料包括不锈钢。
51.如权利要求40所述的控制阀，其特征在于：所述工作流体是加压气动工作流体。
52.如权利要求51所述的控制阀，其特征在于：所述气动工作流体处于2069kPa至6207kPa的范围的压力。
53.如权利要求51所述的控制阀，其特征在于：所述气动工作流体处于6207kPa的压力。
54.如权利要求40所述的控制阀，其特征在于：所述工作流体是液态工作流体。
55.一种用于操纵流体驱动装置的控制阀，所述控制阀具有一个与加压工作流体源流体连通的入口、一个与所述流体驱动装置流体连通的负载出口、一条为所述工作流体提供从所述入口至所述出口的流体连通的流体供应通道、一个排放出口、一条为排放流体在所述负载出口和所述排放出口之间形成流体连通的流体排放通道，所述控制阀还包括一个位于所述流体排放通道内的基本截圆锥形的排放阀座，所述排放阀座具有一个较小直径端部和一个较大直径端部，以及一个基本球形的排放球形阀芯可选择地在排放闭合位置和排放打开位置之间移入和移出与所述排放阀座的所述较小直径端部的基本线接触密封，所述基本球形的排放球形阀芯在比所述排放阀座的所述较大直径端部小的所述排放阀座的所述较小直径端部的所述线接触处具有一个弦尺寸，所述基本截圆锥形的排放阀座具有一个相对于所述排放阀座中心线的排放阀座角，该角大于所述排放阀座中心线和在所述排放球形阀芯处于所述闭合位置时在所述排放球形阀芯线接触处的切线形成的角，当所述排放球形阀芯向着所述排放打开位置最初移出所述线接触时，以及当所述排放流体最初流经所述排放阀芯并流过所述排放阀座的所述较小直径端部时，限定一个邻近所述排放阀芯和所述排放阀座的所述较小直径端部之间的所述排放阀芯线接触的受限制的排放流动区域，因而所述最初排放流动引起的音速流侵蚀基本上立即被移至邻近所述球形阀芯线接触的、不被所述排放球形阀芯密封接触的一个流动区域，从而显著减小了对所述排放阀座的所述较小直径端部的音速流损伤。
高压球形阀芯控制阀
技术领域
背景技术
发明内容
按照本发明，用于操纵流体驱动装置的控制阀具有一个与加压工作流体源流体连通的入口、一个与流体驱动装置流体连通的出口和一条为工作流体提供从入口至出口的流体连通的流体供应通道。该控制阀最好包括在流体供应通道内的一个基本截圆锥形的供应阀座，该供应阀座具有一个较小直径下游端部和一个较大直径上游端部。一个基本球形的供应球形阀芯可选择地在供应闭合和供应打开位置之间移入和移出与供应阀座的较小直径端部的基本线接触。供应球形阀芯在与此供应阀座的较大直径上游端部小的供应阀座的较小直径下游端部的上述线接触处具有一个弦尺寸。
最好是截圆锥形的阀座具有一个相对于供应阀座中心线的供应阀座角，该角大于供应阀座中心线和在供应球形阀芯处于闭合位置时在上述基本线接触处的供应球形阀芯的切线形成的角。因此，当供应球形阀芯最初移向其打开位置时，以及当高速和高压工作流体最初通过供应阀座的较小直径端部向下游流经供应球形阀芯时，在供应阀座和供应球形阀芯之间形成的一个环形空间在上述基本线接触的上游限定一个受限制的供应流动区域。这是非常有利的，因为这使流过环形受限制的供应流动区域的最初的高速高压工作流体的任何音速流侵蚀基本上立即被移至供应阀座的一个与上述环形受限制的供应流动区域相邻的上游表面。更有意义的是，供应阀座的上述上游表面不受供应球形阀芯的密封接触。因此，受音速流损伤区域的上述立即移动显著减小了被供应球形阀芯基本线接触的供应阀座几乎是“刀刃”形的较小下游端部的音速流损伤。在具有供应阀和排放阀的按照本发明的控制阀中，在为排放流体形成负载出口和排放出口之间流体连通的排放通道最好设有类似的布置。
另外，本发明最好包括紧靠供应和/或排放阀座的较大直径上游端部上游的一个基本圆筒形的腔，所述腔最好在直径上大于有关阀座的较大直径上游端部。一个圆筒形球形阀芯导向器设置在流体通道的所述扩大直径的腔内，该球形阀芯导向器具有轴向贯穿的中心导向孔。多个周向间隔开来的、轴向延伸的导片径向伸入导向孔中，球形阀芯装在导孔中，以便在其打开和闭合位置之间在导片的径向内缘内轴向移动。上述腔的内径最好稍大于球形阀芯导向器的外径，以便使球形阀芯导向器和球形阀芯可在腔中稍许径向浮动。这使基本球形的阀芯可基本自动定心，以便与有关的供应或排放阀座的较小直径端部线接触密封。这种周向间隔开来的导片使高压工作流体可在其间流动，阀芯导向器显著减小了在球形阀芯和/或阀座上的磨损，而如果在高速流体流动中可以迅速移动或径向移动的话，原本会引起上述磨损。
最后，本发明使排放阀芯致动器的供能从而闭合控制阀的排放侧稍早于供应阀芯致动器的供能而打开供应侧并开始向负载孔供应流体，通过这种方式可显著减少高压流体控制阀中的输送泄漏。
上述球形阀芯最好是金属材料如不锈钢构成的，上述阀芯导向器最好是合成材料如尼龙构成的。本专业技术人员显然懂得，其它金属、合成或非合成材料也可用来构成球形阀芯和/或阀芯导向器，这取决于所采用的具体工作流体(气体或液体)，以及可涉及的具体工作流体压力，还取决于使用本发明流体控制阀的具体应用场合。
附图说明
现在对照以下附图，通过详细的描述和权利要求书来进一步阐明本发明的目的、优点和特征。
图1是按照本发明的实例的流体控制阀的横剖图。
图2是图1的流体控制阀的端视图。
图3是图1和2的流体控制阀的顶视图，其中顶罩或盖已被卸去。
图4是球形阀芯导向器的顶视图，该球形阀芯导向器可用作图1的控制阀的供应球形阀芯和排放球形阀芯之一或两者。
图5是图4的球形阀芯导向器的侧视图。
图6是图1控制阀的供应阀部分的放大详图，图中供应球形阀芯处于其闭合位置。
图7是类似于图6的放大详图，但是，图中供应球形阀芯处于其最初的打开位置。
图8是图1控制阀的排放阀部的放大详图，图中排放球形阀芯处于其闭合位置。
图9是类似于图8的放大详图，但是，图中排放球形阀芯处于其最初的打开位置。
具体实施方式
在图1中，流体控制阀10包括一个本体12、一个控制盖14，两者都借助多个螺栓18固定在集合管16上，也能够借助流体管线而不使用集合管16相互连接。
该实例的控制阀10包括一个入口孔20、一个出口或负载孔22和一个排放孔24。一条工作流体通道28从入口孔20至出口孔22形成工作流体连通，出口孔22例如借助集合管16连接于一流体致动装置。同样，一条排放通道30在出口孔22和排放孔24之间形成流体连通。
在该实例的控制装置10中，供应和排放通道28和30分别包括一个截圆锥形球形阀芯36和一个截圆锥形阀座46。供应阀座36包括一个较小直径端部38和一个较大直径端部40。同样，排放阀座46包括一个较小直径端部48和一个较大直径端部50。一个基本球形的供应球形阀芯42和一个类似的基本球形的排放球形阀芯52分别用于相对于它们各自的截圆锥形供应和排放阀座36和46的开、闭运动。
供应阀座42最好借助一个供应控制致动器80驱动，该控制致动器从控制空气通道97接受控制空气，控制空气通道97则与控制空气入口96流体连通。当供应控制致动器80被供能时，它借助一供应推杆82将控制空气的力传在供应活塞81上将供应球形阀芯42推离供应阀座，因而打开控制阀10的供应阀部分。当供应控制致动器80被去能时，球形阀芯42在入口流体压力和复位弹簧58的作用下返回其闭合位置。
同样，排放球形阀芯52借助排放控制致动器90的供能而被推入其相对于排放阀座46的闭合位置，排放控制致动器90用于借助一排放推杆92将控制空气在排放活塞91上的力作用在球形阀芯52上。在排放控制致动器90被去能时，排放球形阀芯52在排放通道30内的高压工作流体的作用下被推回其打开位置。
控制阀专业的技术人员显然懂得，也可以采用与实例中的电-气供应控制致动器80和电-气排放控制致动器不同的致动器。这种致动装置可以包括电-机电磁铁，当地或遥控的，机械运动传递装置，或者本专业技术人员公知的多种其它致动装置。
现在主要参阅图6和7，在图中所示实例的高压流体控制阀10也最好包括一个基本圆筒形供应腔60，它紧靠供应阀座36的较直径的上游端部40的上游，如图4至6所示，一个基本圆筒形供应球形阀芯导向器62设置在优选的直径扩大的圆筒形供应腔60内的上游。供应球形阀芯导向器62包括一个在其中贯穿轴向延伸的基本圆筒形的中央供应导孔64，多个周向间隔开来且轴向延伸的供应导片66径向向内伸入供应导孔64。供应球形阀芯42装在供应导孔64内，以便在其相对于供应阀座36的开、闭位置之间在供应导片66的径向内缘内轴向移动。如图6和7清楚地表示的那样，供应腔60的内径稍大于供应球形阀芯导向器62的外径，因而使球形阀芯导向器62和球形阀芯42能够在供应腔60内径向浮动；这就使基本球形的供应球形阀芯42能够自动定心，以便使基本为线性的接触部分44与供应阀座36的较小直径端部38形成密封。
另外，供应导片66最好轴向向下游延伸以便在供应球形阀芯导向器62的一端上形成供应导片延伸部分63。一个弹性圈61，例如，O形圈包围延伸部分63，以便弹性地将球形阀芯导向器压向供应腔60的相反的上游端，这是由于弹性圈61在供应腔60的底部和供应球形阀芯导向器62的其余部分之间受到压缩的缘故。
应该注意的是，如图4至7所示，上述布置相对于截圆锥形排放阀座46来说基本是典型布置，其较小直径的上游端部48和其较大直径下游端部50被基本球形的排放球形阀芯52线接触，这一切如图1所示。同样，图4和5所示的供应球形阀芯导向器62对于排放球形阀芯72来说是典型的，排放球形阀芯72装在直径扩大的圆筒形的排放腔70中，具有类似的中央排放导孔74和类似的排放导片76，它们也可以在图1，8和9中看到。
现在具体参阅图6和7，这两张图是实例的控制阀10的供应阀部分的放大视图，在图6中球形阀芯42处于其闭合位置上。在该位置上，球形阀芯42以基本线接触44密封地接合供应阀座36的较小直径端部38的边缘。类似地，在图7中球形阀芯42部分地打开，因而从上述基本线接触44移开。截圆锥形阀座36最好具有一个(相对于阀座36的中心线57的)阀座角37，该阀座角稍大于当球形阀芯42如图6所示处于基本线接触44时(相对于中心线57的)球形阀芯42的切线56的切线角59。
由于上述布置，当供应球形阀芯42开始从上述线接触44移至图7所示其打开位置，工作流体开始向下游通过供应阀座36的较小直径端部38流过球形阀芯42时，环形空间43形成一个恰好在供应线接触44和较小直径端部38上游的受限供应流区域。这样可导致音速流侵蚀损伤，这是由上述基本上立即移向供应阀座36的上游区域45的高压工作流体的初始流动造成的。这是很有利的，有利之处在于，这使上述音速流侵蚀造成的磨损或损伤移至相邻于环形空间43的供应阀座36的一个区域，该区域决不会与球形阀芯42密封接触。这显著减小了对供应阀座36的较小直径的下游密封端部38的声速损伤，而那是唯一与球形阀芯42形成基本线接触44的阀座区域。因此，在球形阀芯42上阀座36的实际密封表面的损伤和磨损非常显著地被减小，实例的控制阀10的使用寿命相应地显著延长。这又使采用本发明的控制阀10的系统显著减少了停机时间和维修保养成本。
本专业技术人员显然懂得，如图6和图7所示的球形阀芯52相对于供应阀座36的上述功能类似于排放球形阀芯42相对于具有较小直径端部48和较大直径端部50的排放阀座46的功能和关系。
现在主要参阅图8和9，图示实例的高压流体控制阀10最好也包括一个紧靠排放阀座46的较大直径下游端部50的基本圆筒形的排放腔70。(类似于供应球形阀芯导向器62的)一个基本圆筒形的排放球形阀芯导向器72在最好直径扩大的圆筒形排放腔70内在下游设置。排放球形阀芯导向器72包括一个轴向贯穿其中的基本圆筒形的中心排放导向孔74，多个周向间隔开来的、轴向延伸的排放导片76径向向内伸入排放导向孔74。排放球形阀芯52装在排放导向孔74内，以便在相对于排放阀座46的打开和闭合位置之间在排放导片的径向内缘以内轴向移动。排放腔70的内径稍大于排放球形阀芯导向器72的外径，因而使球形阀芯导向器72和排放球形阀芯52可在排放腔70内径向浮动，这又使基本球形的排放球形阀芯52可自动定心，从而与排放阀座46的较小直径端部48实现基本线接触54密封。
排放导片76最好轴向上游延伸以形成在排放球形阀芯导向器72上的排放导片延伸部分73。一个弹性圈如O形圈包围延伸部分73，以便将球形阀芯导向器72压向排放腔70的相对的下游端部，这是由于弹性圈71在排放腔70的底部和排放球形阀芯导向器72的剩余部分之间受到压缩的缘故。
现在具体参阅图8和9，其表示实例的控制阀10的排放阀部分的放大详图，在图8中排放球形阀芯52处于闭合位置上。在该位置上，球形阀芯52以基本线接触54与排放阀座46的较小直径的端部48的边缘密封接合。相似地，球形阀芯52在图9中是部分打开的，因而移出了基本线接触54。截圆锥形的排放阀座46最好具有一个(相对于阀座46的排放中心线67的)排放阀座角47，该角稍大于当球形阀芯52处于图8所示基本线接触54时排放球形阀芯52的排放切线65(相对于中心线67)的排放相切角69。
这种布置导致一个环形空间53，当排放球形阀芯52向着图9所示打开位置移离上述线接触54，使排放流体最初通过排放阀座46的较小直径端部48向下游流经球形阀芯52时，该环形空间形成紧靠排放线接触54和较小直径端部48下游的一个受限制的排放流动区域。这导致上述高压排放流体的最初流动引起的音速流侵蚀损伤基本上立即地移向邻近排放阀座46的上游区域55。其非常有利之处在于，这使得上述音速流侵蚀引起的磨损或损伤移向决不与球形阀芯52密封接触的区域。这显著减小了对于作为与球形阀芯52基本线接触54的唯一阀座区域的排放阀座46的较小直径密封端部48的声音损伤。因此，阀座46在球形阀芯52上的实际密封面的损伤或磨损被非常显著地减小，实例的控制阀10的使用寿命相应显著延长。这又非常显著地减少了采用本发明的控制阀10的系统的停机时间和维修保养费用。
现在主要参阅图1，当高压工作流体准备通至出口或负载孔22，以便驱动流体驱动装置时，通过使向排放控制致动器90供能以闭合排放球形阀芯52稍许在向供应控制致动器80供能以打开球形阀芯52之前发生，从而显著减少图示实例的流体控制阀10的输送泄漏。由于将工作流体提高到上述高压状态所需设备和能量，这又可显著减小高压工作流过度浪费和排放引起的操作成本。可以是气体或液体的而最好是气体的上述高压工作流体，往往在2069kPa至6207kPa的范围内，在上述吹模工艺中一般大约为4138kPa。
最后，球形阀芯42和52之一或两者最好由金属材料如不锈钢或其它本专业技术人员认为对一定应用场合有利的其它金属或非金属材料制成。类似地，供应球形阀芯导向器62和排放球形阀芯导向器72之一或两者最好由合成材料如尼龙构成，但是，也可以由金属材料如不锈钢或本专业技术人员公知的其它适当材料构成。
上面的讨论公开及描述了本发明的实施例，这只是为了进行说明。本专业技术人员显然懂得，根据上面的描述及附图和权利要求书，可以做出各种修改和变化而并不超出权利要求书限定的本发明的范围。
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