[发明专利]具有改善的响应时间的止回阀

说明书

一种具有改善的响应时间的止回阀包括阀构件，所述阀构件具有大致凸形形状的中心部分和围绕所述中心部分的引导部分。所述中心部分具有在流体流动方向上朝向所述止回阀的出口端口延伸的中心凸形弯曲结构。所述引导部分具有的重量面积比小于所述中心部分的重量面积比。这种止回阀的所述阀构件具有总体减少的重量，从而允许所述阀在其关闭位置与打开位置之间切换时的更快响应时间。

技术领域

本公开涉及具有改善的响应时间的止回阀，更具体地说，涉及安装在用于处理液态下接近其沸点的流体的泵中的进气止回阀。

发明背景

止回阀是仅允许流体在一个方向上流动通过液压通路的阀。止回阀通常具有允许流体流入的入口端口和允许流体流出阀的出口端口。本文所公开类型的止回阀自动地工作并且主要由流体流的压力控制。它们具有各种尺寸并且被广泛用于广泛多种应用中。

一个这种应用是，例如安装在往复式泵中的进气止回阀，所述进气止回阀允许流体流进泵的通常为活塞缸的工作腔中。此类进气止回阀允许流体在进气冲程期间流进工作腔中，但阻止流体在泵的做功冲程期间在相反方向上流出泵。这种泵的实例是用来向以天然气为燃料的内燃机供应液化天然气(LNG)的往复式活塞泵。

因为止回阀主要由作用在阀构件上的流体力致动，所以必须设计止回阀的结构特征，以使得阀允许泵利用低的净正吸入压头(NPSH)操作。另外，在泵中，进气止回阀在所需时间处响应于打开和关闭流体流的快速性对泵的容积效率具有影响。

已知一种使用平盘形的阀构件的进气止回阀，其允许流体在阀构件从其底座提起时在进气阀入口与出口之间流动。阀的响应时间很大程度上取决于作用在其上面的流体力以及在未采用致动辅助部件(如弹性元件)来帮助打开止回阀时的阀构件重量。

在更大的止回阀中，例如在要求高流速的高容量泵中，为了维持通过止回阀的可接受的低的压降，泵的入口端口相应地更大并且进气止回阀构件的尺寸也必须增大。虽然进气止回阀的阀构件被设计成具有确保当阀被关闭时阀构件与其底座之间有适当密封的重量，但是使用较重的阀构件可影响阀的响应时间。

止回阀也必须满足其他设计要求，如当阀被关闭时阀构件与其底座之间的良好密封，并且要足够强以抵抗作用在其上面的不同压力，尤其是当泵的工作腔中的流体被加压时。此类止回阀的另一个特征涉及阻止阀构件粘结到阀座，例如用于处理具有可粘附到阀构件的污染物的流体的阀。过去已通过使阀构件具有凸面解决了此类问题，如美国专利号7,484,526和8,328,543中所描述的。在这些实例中，阀构件的凸面面向阀构件的底座以允许更好的密封，并且相应地阻止阀构件粘结到阀座。

虽然来自上述现有技术的解决方案解决了与不同止回阀的操作相关的问题中的一些，仍然需要简单的解决方案来改善止回阀的响应时间，特别是用在例如高容量泵中的更大的阀并且尤其是泵送处于接近其沸点温度的流体的那些泵，因为此类流体具有的高的压降可能导致蒸发和降低的性能。

概述

公开一种用于允许流体在一个方向上流动通过液压通路并阻止流体在相反方向上流动的止回阀。所述止回阀包括阀构件，所述阀构件可在落座位置与打开位置之间移动以允许流体在一个方向上从入口端口流动到出口端口。阀构件是盘形的并且包括中心部分，所述中心部分具有在流体流动方向上延伸的大致凸形弯曲结构；和引导部分，所述引导部分围绕中心部分并且具有的重量面积比小于中心部分的重量面积比。

阀构件的中心部分包括在阀构件落座时与配合成形的阀座接触的平坦周边部分。在优选实施方案中，阀构件的引导部分包括当阀构件处于其打开位置时流体可流动通过的若干孔口。这些孔口被优选成形以增加通过阀的截面流动面积并减小压降。例如，孔口可具有肾形截面面积。孔口的肾形在本文中被定义为意指孔口被成形为像在一侧上具有向内曲线并在相对侧上具有向外曲线的椭圆形。