ЗАПИРАЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ КЛАПАНА С КРИВОЛИНЕЙНЫМИ ВЫЕМКАМИ Российский патент 2021 года по МПК F16K1/42 F16K1/38 F16K1/12 F16K1/06 F16K1/54 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[1] Данное изобретение в целом относится к запирающим элементам клапана и, более конкретно, к запирающим элементам клапана с криволинейными выемками.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[2] Для некоторых применений клапанов может потребоваться, чтобы клапан обеспечивал задросселированный поток текучей среды, что является причиной прохождения текучей среды через проходное сечение клапана со скоростью звука. Существующие в настоящее время запирающие элементы клапана не включают в себя конструкции, обеспечивающие адекватное обеспечение таких скоростей задросселированного потока текучей среды и/или сверхзвукового потока таким образом, при котором он распределяется вокруг запирающего элемента клапана. Например, существующие в настоящее время запирающие элементы клапана не включают в себя конструкции, обеспечивающие такое движение текучей среды в направлении запирающего элемента клапана, при котором текучая среда распределяется вокруг запирающего элемента клапана и плавно направляется в выпускное отверстие клапана.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[3] Типовой запирающий элемент клапана включает в себя первую секцию, определяющую первый торец, вторую секцию, определяющую второй торец, противоположный первому торцу, и третью секцию, расположенную между первой и второй секциями, причем третья секция включает в себя криволинейную выемку, образованную внутрь от внешней поверхности третьей секции, по направлению к продольной оси запирающего элемента клапана, определяемого первой, второй и третьей секциями.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[4] На Фиг. 1 изображен вид сбоку известного запирающего элемента клапана.

[5] На Фиг. 2 изображен вид в поперечном разрезе типового клапана, который включает в себя первый типовой запирающий элемент клапана с первой типовой криволинейной выемкой. Типовой клапан, изображенный на Фиг. 2, находится в открытой конфигурации.

[6] На Фиг. 3 изображен вид в поперечном разрезе типового клапана, показанного на Фиг. 2, в закрытой конфигурации.

[7] На Фиг. 4 изображен вид сбоку первого типового запирающего элемента клапана, изображенного на Фиг. 2 и 3.

[8] На Фиг. 5 изображен вид в поперечном разрезе первого типового запирающего элемента клапана, изображенного на Фиг. 2-4, выполненном по линии A-A, изображенной на Фиг. 4.

[9] На Фиг. 6 изображен вид сверху первого типового запирающего элемента клапана, изображенного на Фиг. 2-5.

[10] На Фиг. 7 изображен вид в поперечном разрезе первого типового запирающего элемента клапана, изображенного на Фиг. 2-6, выполненном по линии B-B, изображенной на Фиг. 6.

[11] На Фиг. 8 изображен вид сбоку второго типового запирающего элемента клапана со второй типовой криволинейной выемкой.

[12] На Фиг. 9 изображен вид сбоку третьего типового запирающего элемента клапана с третьей типовой криволинейной выемкой.

[13] На Фиг. 10 изображен вид сбоку четвертого типового запирающего элемента клапана с четвертой типовой криволинейной выемкой.

[14] На Фиг. 11 изображен еще один вид сбоку четвертого типового запирающего элемента клапана, изображенного на Фиг. 10, повернутый приблизительно на девяносто градусов относительно вида сбоку, изображенного на Фиг. 10.

[15] На Фиг. 12 изображен вид сбоку пятого типового запирающего элемента клапана с пятой типовой криволинейной выемкой.

[16] На Фиг. 13 изображен еще один вид сбоку пятого типового запирающего элемента клапана, изображенного на Фиг. 12, повернутый приблизительно на девяносто градусов относительно вида сбоку, изображенного на Фиг. 12.

[17] На Фиг. 14 изображен вид сбоку шестого типового запирающего элемента клапана с седьмым и восьмым типовыми криволинейными выемками.

[18] На Фиг. 15 изображен еще один вид сбоку шестого типового запирающего элемента клапана, изображенного на Фиг. 14, повернутый приблизительно на девяносто градусов относительно вида сбоку, изображенного на Фиг. 14.

[19] На Фиг. 16 изображен вид сбоку седьмого типового запирающего элемента клапана, имеющего девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый типовые криволинейные выемки.

[20] На Фиг. 17 изображен еще один вид сбоку седьмого типового запирающего элемента клапана, изображенного на Фиг. 16, повернутый приблизительно на девяносто градусов относительно вида сбоку, изображенного на Фиг. 16.

[21] Некоторые примеры изображены на вышеуказанных фигурах и подробно описаны ниже. При описании примеров, изображенных на Фиг. 2-17, аналогичные или идентичные ссылочные номера используются для идентификации тех же или аналогичных элементов. Данные фигуры не обязательно изображены в масштабе и некоторые конструктивные особенности и некоторые виды фигур могут быть изображены в увеличенном масштабе или изображены схематично для ясности и/или краткости.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[22] В отличие от обычных запирающих элементов клапана, которые не включают в себя конструкции, обеспечивающие такое движение текучей среды в направлении запирающего элемента клапана, что текучая среда распределяется вокруг запирающего элемента клапана и плавно направляется в выпускное отверстие клапана, описанные в данном документе типовые запирающие элементы клапана включают в себя криволинейные выемки. Каждый типовой запирающий элемент клапана, описанный в данном документе, включает в себя криволинейную выемку, которая обеспечивает увеличенную полость между запирающим элементом клапана и задней стороной внутренней рабочей поверхности корпуса клапана. Наличие увеличенной полости, возникающей в результате криволинейной выемки, улучшает распределение потока текучей среды, которая движется в направлении к запирающему элементу клапана и в выпускное отверстие клапана. Например, наличие увеличенной полости обеспечивает преимущество, состоящее в большей пропускной способности текучей среды для прохождения к задней стороне внутренней рабочей поверхности корпуса клапана по сравнению с пропускной способностью текучей среды, которая в ином случае могла бы проходить к задней стороне внутренней рабочей поверхности при отсутствии увеличенной полости. Такая увеличенная пропускная способность обеспечивает преимущество, состоящее в увеличении скорости потока текучей среды, проходящей вблизи задней стороны внутренней рабочей поверхности корпуса клапана. В некоторых примерах такая повышенная пропускная способность и/или повышенная скорость потока обеспечивает преимущество, состоящее в потоке текучей среды, имеющем околозвуковую скорость, вблизи проходного сечения клапана на задней стороне внутренней рабочей поверхности корпуса клапана и/или иным образом обеспечивает задросселированный поток в пределах клапана и/или улучшенную дроссельную характеристику клапана. Кроме того, криволинейный профиль каждой криволинейной выемки, описанной в данном документе, обеспечивает преимущество, состоящее в том, что он направляет текучую среду в направлении запирающего элемента клапана и в выпускное отверстие способом, который протекает более гладко, менее турбулентно и/или менее напряженно по сравнению с тем способом, в котором такая текучая среда может в ином случае направляться при отсутствии криволинейной выемки.

[23] В некоторых описанных примерах запирающий элемент клапана включает в себя первую секцию, определяющую первый торец, вторую секцию, определяющую второй торец, противоположный первому торцу, и третью секцию, расположенную между первой и второй секциями, причем третья секция включает в себя криволинейную выемку, образованную внутрь от внешней поверхности третьей секции, по направлению к продольной оси запирающего элемента клапана, определяемого первой, второй и третьей секциями. В некоторых описанных примерах криволинейная выемка полностью простирается по внешней поверхности третьей секции. В некоторых описанных примерах криволинейная выемка простирается по части внешней поверхности третьей секции.

[24] В некоторых описанных примерах криволинейная выемка представляет собой первую криволинейную выемку, а запирающий элемент клапана дополнительно включает в себя вторую криволинейную выемку, образованную вовнутрь от внешней поверхности третьей секции в направлении продольной оси. В некоторых описанных примерах первая и вторая криволинейные выемки отделены друг от друга по внешней поверхности третьей секции. В некоторых описанных примерах первая и вторая криволинейные выемки имеют различную форму относительно друг друга.

[25] В некоторых описанных примерах криволинейная выемка имеет форму дуги. В некоторых описанных примерах криволинейная выемка имеет поперечное сечение или профиль, образованный наклонной линией и дугой, наклонная линия формируется вовнутрь от внешней поверхности третьей секции в направлении продольной оси, при этом дуга изогнута вовнутрь от внешней поверхности третьей секции в направлении продольной оси.

[26] В некоторых описанных примерах первая секция запирающего элемента клапана имеет, как правило, цилиндрическую форму вдоль продольной оси запирающего элемента клапана, вторая секция запирающего элемента клапана имеет, как правило, коническую форму вдоль продольной оси запирающего элемента клапана, а внешняя поверхность третьей секции запирающего элемента клапана имеет, как правило, цилиндрическую форму вдоль продольной оси запирающего элемента клапана. В некоторых примерах запирающий элемент клапана включает в себя первую окружность, определенную первой секцией, вторую окружность, определенную базовой частью второй секции, третью окружность, определенную оконечной частью второй секции, четвертую окружность, определенную внешней поверхностью третьей секции и пятой окружности, частично определенную криволинейной выемкой. В некоторых описанных примерах первая окружность меньше, чем вторая окружность. В некоторых описанных примерах первая окружность меньше, чем четвертая окружность. В некоторых описанных примерах вторая окружность больше, чем третья окружность и приблизительно равна четвертой окружности. В некоторых описанных примерах пятая окружность меньше, чем четвертая окружность и больше, чем третья окружность.

[27] Прежде чем описывать детали типового клапана, имеющего типовой улучшенный запирающий элемент клапана, предлагается описание известного запирающего элемента клапана со ссылкой на Фиг. 1. На Фиг. 1 изображен вид сбоку известного запирающего элемента 100 клапана. Запирающий элемент 100 жестко соединен со штоком 102 клапана. Перемещение штока 102 клапана определяет положение запирающего элемента 100 в пределах клапана (не показано). Запирающий элемент 100 содержит первую секцию 104, которая определяет первый торец 106 запирающего элемента 100, вторую секцию 108, которая определяет второй торец 110 запирающего элемента 100, противоположный первому торцу 106, и третью секцию 112, расположенную между первой и второй секциями 104, 108. Первая, вторая и третья секции 104, 108, 112 определяют продольную ось 114 запирающего элемента 100. Каждая из первой, второй и третьей секций 104, 108, 112 запирающего элемента 100 имеет, как правило, круглое поперечное сечение по плоскости, перпендикулярной продольной оси 114 запирающего элемента 100.

[28] Как изображено на Фиг. 1, первая секция 104 запирающего элемента 100 имеет в целом цилиндрическую форму и содержит верхнюю поверхность 116, нижнюю поверхность 118 и боковую поверхность 120. Боковая поверхность 120 первой секции 104 определяет первую окружность 122 по первой плоскости 124, которая перпендикулярна продольной оси 114 запирающего элемента 100. Вторая секция 108 запирающего элемента 100 имеет в целом коническую форму и содержит базовую часть 126 и оконечную часть 128. Базовая часть 126 второй секции 108 определяет вторую окружность 130 по второй плоскости 132, которая перпендикулярна продольной оси 114 запирающего элемента 100. Вторая окружность 130 приблизительно равна первой окружности 122. Оконечная часть 128 второй секции 108 определяет третью окружность 134 по третьей плоскости 136, которая перпендикулярна продольной оси 114 запирающего элемента 100. Третья окружность 134 меньше, чем вторая окружность 130. Третья секция 112 запирающего элемента 100 имеет в целом цилиндрическую форму и содержит боковую поверхность 138. Боковая поверхность 138 третьей секции 112 определяет четвертую окружность 140 по четвертой плоскости 142, которая перпендикулярна продольной оси 114 запирающего элемента 100. Четвертая окружность 140 меньше первой и второй окружностей 122, 130 и больше, чем третья окружность 134.

[29] Как изображено на Фиг. 1, боковая поверхность 138 третьей секции 112 запирающего элемента 100 параллельна боковой поверхности 120 первой секции 104 запирающего элемента 100. Боковая поверхность 138 третьей секции 112 пересекается с нижней поверхностью 118 первой секции 104 под первым углом 144 приблизительно в девяносто градусов и аналогичным образом пересекает базовую часть 126 второй секции 108 запирающего элемента 100 под вторым углом 146 приблизительно в девяносто градусов. В отличие от известного запирающего элемента 100, изображенного на Фиг. 1, описанные в данном документе типовые запирающие элементы клапана содержат одну или несколько криволинейных выемок, образованных вовнутрь от внешней поверхности запирающего элемента клапана, обеспечивающих такое движение текучей среды в направлении запирающего элемента клапана, что текучая среда распределяется вокруг запирающего элемента клапана и плавно направляется в выпускное отверстие клапана.

[30] На Фиг. 2 изображено поперечное сечение типового клапана 200 в открытой конфигурации. На Фиг. 3 изображено поперечное сечение типового клапана 200, изображенного на Фиг. 2, в закрытой конфигурации. Типовой клапан 200, изображенный на Фиг. 2 и 3, содержит типовой корпус 202, типовую крышку-колпак 204, типовое седловое кольцо 206, типовой фиксатор 208 седлового кольца, типовой запирающий элемент 210, типовой фиксатор 212 уплотнения, типовой шток 214, типовой впускное отверстие 216 и типовое выпускное отверстие 218. Несмотря на то, что клапан 200, изображенный на Фиг. 2 и 3, представляет собой угловой клапан, клапан 200 может альтернативно принимать форму другого типа клапана, такого как, например, запорно-регулирующего клапана. Несмотря на то, что клапан 200 изображен на Фиг. 2 и 3 как клапан, который содержит типовой запирающий элемент 210, изображенный на Фиг. 2-7, описанных в данном документе, клапан 200 может альтернативно содержать любой из других типовых запирающих элементов, изображенных на Фиг. 8-17, описанных в данном документе.

[31] В проиллюстрированном примере, изображенном на Фиг. 2 и 3, крышка-колпак 204 жестко присоединена с помощью подходящих крепежных элементов (например, болтов или винтов) к корпусу 202 клапана 200 для того, чтобы определить объем клапана 200, внутри которого расположены седловое кольцо 206, фиксатор 208 седлового кольца, запирающий элемент 210, фиксатор 212 уплотнения и часть штока 214. Крышка-колпак 204 включает в себя типовое отверстие 220, которое принимает часть штока 214 клапана 200, таким образом, что шток 214 способен скользить и/или иным образом перемещаться в пределах крышки-колпака 204 и/или корпуса 202 клапана 200 в направлении вдоль продольной оси 222 клапана 200.

[32] Седловое кольцо 206 жестко присоединено (например, посредством прижимного приспособления или подходящих крепежных элементов) в положении в корпусе 202 клапана 200 таким образом, что запирающий элемент 210 не контактирует с седловым кольцом 206, когда клапан 200 находится в открытой конфигурации, как изображено на Фиг. 2. Седловое кольцо 206 включает в себя типовую внутреннюю поверхность 224, которая выполнена с возможностью контакта с типовой внешней поверхностью 226 запирающего элемента 210, когда клапан 200 находится в закрытой конфигурации, как изображено на Фиг. 3. В проиллюстрированном примере внутренняя поверхность 224 седлового кольца 206 имеет, как правило, круглое поперечное сечение по плоскости, перпендикулярной продольной оси 222 клапана 200. Внутренняя поверхность 224 седлового кольца 206 может альтернативно иметь другие формы и/или конфигурации поперечного сечения, которые включают в себя, например, формы, напоминающие овал, эллипс, треугольник, прямоугольник, квадрат, ромб, пятиугольник, шестиугольник, восьмиугольник или любую другую многоугольную форму. В проиллюстрированном примере внутренняя поверхность 224 седлового кольца 206 имеет, как правило, коническую форму. Внутренняя поверхность 224 седлового кольца 206 может альтернативно принимать другие формы и/или конфигурации, которые включают в себя, например, формы, напоминающие цилиндр, пирамиду и т.д.

[33] Фиксатор 208 седлового кольца жестко присоединен (например, с помощью прижимного приспособления или подходящих крепежных элементов) в положении в пределах корпуса 202 клапана 200 таким образом, что фиксатор 208 седлового кольца блокирует и/или предотвращает перемещение седлового кольца 206 в пределах корпуса 202. В проиллюстрированном примере фиксатор 208 седлового кольца выполнен с возможностью включать в себя множество опор 228, которые разнесены вокруг запирающего элемента 210 в пределах корпуса 202 клапана 200 таким образом, что фиксатор 208 седлового кольца не перекрывает и/или не полностью препятствует прохождению текучей среды от впускного отверстия 216 к выпускному отверстию 218, когда клапан 200 находится в открытой конфигурации, как изображено на Фиг. 2. Таким образом, когда клапан 200 находится в открытой конфигурации, текучая среда может проходить от впускного отверстия 216 через фиксатор 208 седлового кольца (например, через промежутки между опорами 228 фиксатора 208 седлового кольца) через седловое кольцо 206 в направлении к выпускному отверстию 218, обычный случай такого прохождения изображен с помощью проиллюстрированного типового пути 230, изображенного на Фиг. 2. В других примерах фиксатор 208 седлового кольца может быть выполнен в виде как правило цилиндрического корпуса, имеющего отверстия, которые позволяют текучей среде проходить от впускного отверстия 216 через фиксатор 208 седлового кольца (например, через отверстия фиксатора 208 седлового кольца) через седловое кольцо 206 в направлении к выпускному отверстию 218.

[34] Запирающий элемент 210 жестко присоединен (например, через резьбовое соединение или подходящие крепежные детали) к фиксатору 212 уплотнения клапана 200. В проиллюстрированном примере запирающий элемент 210 включает в себя типовую криволинейную выемку 232, сформированную вовнутрь от типовой внешней поверхности 234 запирающего элемента 210 в направлении продольной оси 222 клапана 200. Как следствие криволинейной выемки 232, между запирающим элементом 210 ​​ и типовой задней стороной внутренней рабочей поверхности 238 корпуса 202 клапана 200 образована типовая увеличенная полость 236 (например, увеличенная относительно полости, которая существовала бы в случае отсутствия криволинейной выемки 232). Наличие криволинейной выемки 232 улучшает распределение потока текучей среды, который проходит от впускного отверстия 216 к запирающему элементу 210 через седловое кольцо 206 и проходит в выпускное отверстие 218. Например, наличие криволинейной выемки 232 и/или увеличенной полости 236 преимущественно обеспечивает преимущество, состоящее в большей пропускной способности текучей среды для прохождения к задней стороне внутренней рабочей поверхности 238 корпуса 202 клапана 200 по сравнению с пропускной способностью текучей среды, которая может в ином случае проходить к задней стороне внутренней рабочей поверхности 238 в случае отсутствия криволинейной выемки 232 и/или увеличенной полости 236. Такая увеличенная емкость преимущественно обеспечивает преимущество, состоящее в увеличение скорости потока текучей среды, проходящей вблизи задней стороны внутренней рабочей поверхности 238 корпуса 202 клапана 200. В некоторых примерах такая повышенная пропускная способность и/или повышенная скорость потока обеспечивает преимущество, состоящее в потоке текучей среды, имеющем околозвуковую скорость, вблизи проходного сечения клапана на задней стороне внутренней рабочей поверхности 238 корпуса 202 клапана 200 и/или иным образом обеспечивает задросселированный поток в пределах клапана и/или улучшенную дроссельную характеристику клапана 200. Кроме того, криволинейный профиль криволинейной выемки 232 обеспечивает преимущество, состоящее в направлении текучей среды, проходящей от впускного отверстия 216 в направлении запирающего элемента 210 через седловое кольцо 206 и проходящей в выпускное отверстие 218 таким способом, который протекает более плавно и/или менее турбулентно по сравнению с характером прохождения, в котором такая текучая среда могла бы направляться другим способом, при отсутствии выемки, такой как криволинейная выемка 232 и/или при отсутствии выемки, имеющей криволинейный профиль криволинейной выемки 232. Внешние формы, конфигурации и конструктивные особенности запирающего элемента 210 и криволинейной выемки 232 более подробно описаны ниже со ссылкой на Фиг. 4-7.

[35] В проиллюстрированном примере, изображенном на Фиг. 2 и 3, запирающий элемент 210 дополнительно включает в себя типовое первое центральное отверстие 240, типовое второе центральное отверстие 242, типовое третье центральное отверстие 244 и типовые первые радиальные отверстия 246. Каждое из первого, второго и третьего центральных отверстий 240, 242, 244 запирающего элемента 210 соосно выровнены с продольной осью 222 клапана 200. Первое центральное отверстие 240 сообщается со вторым центральным отверстием 242, которое, в свою очередь, сообщается с третьим центральным отверстием 244. В проиллюстрированном примере первое, второе и третье центральные отверстия 240, 242 и 244 совместно проходят через запирающий элемент 210 в направлении вдоль продольной оси 222 клапана 200. Второе центральное отверстие 242 представляет собой более широкое отверстие (например, которое имеет больший диаметр), чем первое центральное отверстие 240, а третье центральное отверстие 244 представляет собой более широкое отверстие (например, которое имеет больший диаметр), чем второе центральное отверстие 242. Когда запирающий элемент 210 жестко соединен с фиксатором 212 уплотнения, первое и второе центральные отверстия 240, 242 являются гидравлически связанными с выпускным отверстием 218 клапана 200. Таким образом, текучая среда, проходящая в пределах корпуса 202 клапана 200, может проходить от выпускного отверстия 218 через первое центральное отверстие 240 запирающего элемента 210 и проходить во второе центральное отверстие 242 запирающего элемента 210. Первые радиальные отверстия 246 запирающего элемента 210 расположены на расстоянии от третьего центрального отверстия 244 и параллельны ему. В проиллюстрированном примере первые радиальные отверстия 246 проходят в запирающий элемент 210, но являются сквозными отверстиями.

[36] Фиксатор 212 уплотнения клапана 200 помещен в запирающий элемент 210. Более конкретно, часть фиксатора 212 уплотнения помещена во второе и третье центральные отверстия 242, 244 запирающего элемента 210. Фиксатор 212 уплотнения включает в себя типовое четвертое центральное отверстие 248, типовые вторые радиальные отверстия 250, типовые третьи радиальные отверстия 252 и типовую резьбовую часть 254. Четвертое центральное отверстие 248 фиксатора 212 уплотнения соосно выровнены с продольной осью 222 клапана 200. В проиллюстрированном примере четвертое центральное отверстие 248 проходит в фиксатор 212 уплотнения, но не является сквозным отверстием. Вторые радиальные отверстия 250 фиксатора 212 уплотнения расположены на расстоянии от четвертого центрального отверстия 248 и параллельны ему. В проиллюстрированном примере вторые радиальные отверстия 250 проходят через фиксатор 212 уплотнения в направлении вдоль продольной оси 222 клапана 200. Когда фиксатор 212 уплотнения жестко соединен с запирающим элементом 210, то вторые радиальные отверстия 250 фиксатора 212 уплотнения являются гидравлически связанными со вторым центральным отверстием 242 запирающего элемента 210, которое, как описано выше, является гидравлически связанным с первым центральным отверстием 240 запирающего элемента 210 и выпускным отверстием 218 клапана 200. Таким образом, текучая среда, проходящая в пределах корпуса 202 клапана 200, может проходить от выпускного отверстия 218 через первое центральное отверстие 240 запирающего элемента 210 во второе центральное отверстие 242 запирающего элемента 210 и проходить во вторые радиальные отверстия 250 фиксатора 212 уплотнения.

[37] Третьи радиальные отверстия 252 фиксатора 212 уплотнения расположены на расстоянии от четвертого центрального отверстия 248 и параллельны ему. В проиллюстрированном примере третьи радиальные отверстия 252 проходят через фиксатор 212 уплотнения в направлении вдоль продольной оси 222 клапана 200. В проиллюстрированном примере третье центральное отверстие 244 запирающего элемента 210 имеют резьбовую часть для того, чтобы сцепляться с резьбовой частью 254 фиксатора 212 уплотнения для жесткого надежного соединения фиксатора 212 уплотнения с запирающим элементом 210. Третьи радиальные отверстия 252 фиксатора 212 уплотнения совмещены с соответствующими первыми радиальными отверстиями 246 запирающего элемента 210, описанными выше, таким образом, что штифты (не изображены) обычно могут помещаться в третьи радиальные отверстия 252 фиксатора 212 уплотнения и первые радиальные отверстия 246 запирающего элемента 210 для дополнительного надежного закрепления фиксатора 212 уплотнения к запирающему элементу 210. Например, штифты, проходящие через третьи радиальные отверстия 252 фиксатора 212 уплотнения и проходящие в первые радиальные отверстия 246 запирающего элемента 210 предотвращают вращение запирающего элемента 210 относительно фиксатора 212 уплотнения, тем самым сохраняя относительное позиционирование резьбового соединения между запирающим элементом 210 и фиксатором 212 уплотнения. Как изображено на Фиг. 2 и 3, типовая полость 256 уплотнения сформирована в результате того, что запирающий элемент 210 жестко связан с фиксатором 212 уплотнения, и кроме того, в результате соединения запирающего элемента 210 и фиксатора 212 уплотнения они расположены с возможностью скольжения в фиксаторе 208 седлового кольца клапана 200. В некоторых примерах одно уплотнение или несколько уплотнений (не изображены) могут находиться в пределах типовой полости 256 уплотнения.

[38] Фиксатор 212 уплотнения жестко соединен со штоком 214 клапана 200. Более конкретно, часть штока 214 помещена в четвертом центральном отверстии 248 фиксатора 212 уплотнения и жестко связана с ним (например, через резьбовое соединение или подходящий крепежный элемент). Таким образом, запирающий элемент 210, фиксатор 212 уплотнения и шток 214 выполнены с возможностью скольжения и/или иным образом перемещаться как единое целое в направлении вдоль продольной оси 222 клапана 200 между положением открытой конфигурации клапана 200, изображенной на Фиг. 2, и положением закрытой конфигурацией клапана 200, изображенной на Фиг. 3. В некоторых примерах шток 214 может быть функционально связан с механизмом автоматического управления (например, пневматическим механизмом автоматического управления, гидравлическим механизмом автоматического управления, электрическим механизмом автоматического управления или механизмом автоматического управления с ручным управлением), который управляет перемещением штока 214, фиксатора 212 уплотнения и/или запирающего элемента 210.

[39] На Фиг. 4-7 более подробно изображен типовой запирающий элемент 210, изображенный на Фиг. 2 и 3. Как изображено на Фиг. 4-7, запирающий элемент 210 содержит типовую первую секцию 460, которая определяет типовой первый торец 462 запирающего элемента 210, типовую вторую секцию 464, которая определяет типовой второй торец 466 запирающего элемента 210, противоположный первому торцу 462, и типовую третью секцию 468, расположенную между первой и второй секциями 460, 464. Первая, вторая и третья секции 460, 464, 468 определяют типовую продольную ось 470 запирающего элемента 210. Продольная ось 470 запирающего элемента 210, изображенная на Фиг. 4-7, совмещается с продольной осью 222 клапана 200, изображенной на Фиг. 2 и 3, и описанных ранее. Как изображено на Фиг. 4-7, каждая из первой, второй и третьей секций 460, 464, 468 запирающего элемента 210 имеет, в целом, круглое поперечное сечение по плоскости, перпендикулярной продольной оси 470 запирающего элемента 210. Одна или несколько из первой, второй и/или третьей секции (секций) 460, 464, 468 запирающего элемента 210 могут альтернативно иметь другие формы и/или конфигурации поперечного сечения, которые включают в себя, например, формы, напоминающие овал, эллипс, треугольник, прямоугольник, квадрат, ромб, пятиугольник, шестиугольник, восьмиугольник или любую другую многоугольную форму.

[40] Как изображено на Фиг. 4-7, первая секция 460 запирающего элемента 210 имеет в целом цилиндрическую форму. Первая секция 460 может альтернативно иметь другие формы и/или конфигурации, которые включают в себя, например, формы, напоминающие цилиндр, пирамиду и т.д. В проиллюстрированном примере первая секция 460 определяет типовую первую окружность 472 по первой типовой плоскости 473, перпендикулярной продольной оси 470 запирающего элемента 210.

[41] Как изображено на Фиг. 4-7, вторая секция 464 запирающего элемента 210 имеет, в целом, коническую форму, которая включает в себя типовую базовую часть 474 и типовую оконечную часть 476. Вторая секция 464 может альтернативно иметь другие формы и/или конфигурации, которые включают в себя, например, формы, напоминающие цилиндр, пирамиду и т.д. В проиллюстрированном примере базовая часть 474 второй секции 464 определяет типовую вторую окружность 478 по типовой второй плоскости 479, которая перпендикулярна продольной оси 470 запирающего элемента 210, а оконечная часть 476 второй секции 464 определяет типовую третью окружность 480 по типовой третьей плоскости 481, которая перпендикулярна продольной оси 470 запирающего элемента 210.

[42] Третья секция 468 запирающего элемента 210 содержит типовую криволинейную выемку 232, описанную выше. Криволинейная выемка 232 полностью простирается вокруг внешней поверхности 234 запирающего элемента 210. В других примерах криволинейная выемка 232 может не полностью простираться вокруг внешней поверхности 234 запирающего элемента 210, а вместо этого может простираться вокруг и/или занимать только часть внешней поверхности 234. Некоторые из таких примеров более подробно описаны ниже со ссылкой на Фиг. 10-17. Как изображено на Фиг. 4-7 криволинейная выемка 232 является единственной криволинейной выемкой, образованной вовнутрь от внешней поверхности и/или занимающей внешнюю поверхность 234 запирающего элемента 210. В других примерах криволинейная выемка 232 может быть одной из нескольких криволинейных выемок, образованных вовнутрь от внешней поверхности и/или занимающих внешнюю поверхность 234 запирающего элемента 210. Некоторые из таких примеров более подробно описаны ниже со ссылкой на Фиг. 14-17. Как изображено на Фиг. 4-7, криволинейная выемка 232 имеет дугообразный профиль в направлении, проходящем вдоль продольной оси 470 запирающего элемента 210. В других примерах криволинейная выемка 232 может иметь другой профиль, такой как, например, параболический профиль или профиль, включающий дугу и одну или несколько наклонных линий. Некоторые из таких примеров более подробно описаны ниже со ссылкой на Фиг. 8, 9, 16 и 17.

[43] Как изображено на Фиг. 4-7, внешняя поверхность 234 третьей секции 468 запирающего элемента 210 определяет в целом цилиндрическую форму. Внешняя поверхность 234 третьей секции 468 может альтернативно принимать другие формы и/или конфигурации, которые включают в себя, например, формы, напоминающие цилиндр, пирамиду и т.д. В проиллюстрированном примере внешняя поверхность 234 третьей секции 468 определяет типовую четвертую окружность 482 по типовой четвертой плоскости 483, которая перпендикулярна продольной оси 470 запирающего элемента 210. В проиллюстрированном примере криволинейная выемка 232 третьей секции 468 определяет типовую пятую окружность 484 по типовой пятой плоскости 485, которая перпендикулярна продольной оси 470 запирающего элемента 210.

[44] Как изображено на Фиг. 4-7, первая окружность 472, определенная первой секцией 460 запирающего элемента 210, меньше, чем вторая окружность 478, определенная базовой частью 474 второй секции 464 запирающего элемента 210, больше, чем третья окружность 480, определенная оконечной частью 476 второй секции 464 запирающего элемента 210, меньше, чем четвертая окружность 482, определенная внешней поверхностью 234 третьей секции 468 запирающего элемента 210, и приблизительно равна пятой окружности 484, определенной криволинейной выемкой 232 третьей секции 468 запирающего элемента 210. В проиллюстрированном примере вторая окружность 478, определенная базовой частью 474 второй секции 464 запирающего элемента 210 является большей, чем третья окружность 480, определенная оконечной частью 476 второй секции 464 запирающего элемента 210, приблизительно равна четвертой окружности 482, определенной внешней поверхностью 234 третьей секции 468 запирающего элемента 210, и больше чем пятая окружность 484, определенная криволинейной выемкой 232 третьей секции 468 запирающего элемента 210. В проиллюстрированном примере третья окружность 480, определенная оконечной частью 476 второй секции 464 запирающего элемента 210, меньше чем четвертая окружность 482, определенная внешней поверхностью 234 третьей секции 468 запирающего элемента 210, и меньше, чем пятая окружность 484, образованная криволинейной выемкой 232 третьей секции 468 запирающего элемента 210. В проиллюстрированном примере четвертая окружность 482, определенная внешней поверхностью 234 третьей секции 468 запирающего элемента 210, больше, чем пятая окружность 484, определенная криволинейной выемкой 232 третьей секции 468 запирающего элемента 210. В других примерах описанные выше пространственные связи между первой, второй, третьей, четвертой и пятой окружностями 472, 478, 480, 482, 484 могут отличаться до тех пор, пока криволинейная выемка 232 образована вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента и/или, в более общем виде, образована вовнутрь от внешней поверхности запирающего элемента 210.

[45] На Фиг. 8 изображен вид сбоку второго типового запирающего элемента 810 клапана со второй типовой криволинейной выемкой 832. В проиллюстрированном примере запирающий элемент 810, изображенный на Фиг. 8, содержит ту же внешнюю поверхность 234, первую, вторую и третью секции 460, 464, 468, первый и второй торцы 462, 466, продольную ось 470, базовую часть 474, оконечную часть 476 и первую, вторую, третью и четвертую окружности 472, 478, 480, 482, что и типовой запирающий элемент 210, изображенный на Фиг. 2-7, описанных выше. Подобно типовой криволинейной выемке 232 типового запирающего элемента 210, изображенного на Фиг. 2-7, описанных выше, криволинейная выемка 832 запирающего элемента 810, изображенного на Фиг. 8, полностью простирается вокруг внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 810. Однако в отличие от типовой дугообразной криволинейной выемки 232 типового запирающего элемента 210, изображенного на Фиг. 2-7, описанных выше, криволинейная выемка 832, образованная вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 810, изображенного на Фиг. 8, имеет профиль, определяемый комбинацией типовой дуги 886, типовой первой наклонной линии 888 и типовой второй наклонной линии 890.

[46] В проиллюстрированном примере, изображенном на Фиг. 8, дуга 886 изогнута внутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 810. Дуга 886 имеет типовой радиуса кривизны 887. В других примерах радиус кривизны 887 дуги 886 может быть больше или меньше радиуса кривизны 887, изображенного на примере, представленном на Фиг. 8. В проиллюстрированном примере, изображенном на Фиг. 8, первая наклонная линия 888 наклонена на типовой первый угол 889 вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 810, а вторая наклонная линия 890 наклонена на типовой второй угол 891 вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 810. В проиллюстрированном примере первый и второй углы 889, 891 отличаются друг от друга. В проиллюстрированном примере первый угол 889 больше, чем второй угол 891. В других примерах первый и второй углы 889, 891 могут быть одинаковыми. В других примерах одна или обе из первой и/или второй наклонных линий 888, 890 могут быть наклонены под углом, который отличается от первого и/или второго углов 889, 891, изображенных в примере, представленном на Фиг. 8.

[47] На Фиг. 9 изображен вид сбоку третьего типового запирающего элемента 910 клапана с третьей типовой криволинейной выемкой 932. В проиллюстрированном примере запирающий элемент 910, изображенный на Фиг. 9, содержит ту же внешнюю поверхность 234, первую, вторую и третью секции 460, 464, 468, первый и второй торцы 462, 466, продольную ось 470, базовую часть 474, оконечную часть 476 и первую, вторую, третью и четвертую окружности 472, 478, 480, 482, что и типовой запирающий элемент 210, изображенный на Фиг. 2-7, описанных выше. Подобно типовой криволинейной выемке 232 типового запирающего элемента 210, изображенного на Фиг. 2-7, описанных выше, криволинейная выемка 932 запирающего элемента 910, изображенного на Фиг. 9, полностью простирается вокруг внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 910. Однако в отличие от типовой дугообразной криволинейной выемки 232 типового запирающего элемента 210, изображенного на Фиг. 2-7, описанных выше, криволинейная выемка 932, образованная вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 910, изображенного на Фиг. 9, имеет профиль, определяемый комбинацией типовой дуги 986, типовой первой наклонной линии 988 и типовой наклонной линии 990.

[48] В проиллюстрированном примере, изображенном на Фиг. 9, дуга 986 изогнута внутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 910. Дуга 986 имеет типовой радиуса кривизны 987. В других примерах радиус кривизны 987 дуги 986 может быть больше или меньше радиуса кривизны 987, изображенного на примере, представленном на Фиг. 9. В проиллюстрированном примере, изображенном на Фиг. 9, первая наклонная линия 988 наклонена на типовой первый угол 989 вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 910, а вторая наклонная линия 990 наклонена на типовой второй угол 991 вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 910. В проиллюстрированном примере первый и второй углы 989, 991 отличаются друг от друга. В проиллюстрированном примере первый угол 989 меньше, чем второй угол 991. В других примерах первый и второй углы 989, 991 могут быть одинаковыми. В других примерах одна или обе из первой и/или второй наклонных линий 988, 990 могут быть наклонены под углом, который отличается от первого и/или второго углов 989, 991, изображенных в примере, представленном на Фиг. 9.

[49] На Фиг. 10 изображен вид сбоку четвертого типового запирающего элемента 1010 клапана с четвертой типовой криволинейной выемкой 1032. На Фиг. 11 изображен еще один вид сбоку четвертого типового запирающего элемента 1010 клапана, изображенного на Фиг. 10, повернутый приблизительно на 90 градусов относительно вида сбоку, изображенного на Фиг. 10. В проиллюстрированном примере, изображенном на Фиг. 10 и 11, запирающий элемент 1010 содержит ту же внешнюю поверхность 234, первую, вторую и третью секции 460, 464, 468, первый и второй торцы 462, 466, продольную ось 470, базовую часть 474, оконечную часть 476 и первую, вторую, третью и четвертую окружности 472, 478, 480, 482, что и типовой запирающий элемент 210, изображенный на Фиг. 2-7, описанных выше. Однако, в отличие от типовой криволинейной выемки 232 типового запирающего элемента 210, изображенного на Фиг. 2-7, описанных выше, которая полностью простирается вокруг внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 210, криволинейная выемка 1032, образованная вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 1010, изображенного на Фиг. 10 и 11, простирается только вокруг части внешней поверхности 234.

[50] В проиллюстрированном примере, изображенном на Фиг. 10 и 11, криволинейная выемка 1032, образованная вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 1010, простирается вокруг приблизительно половины внешней поверхности 234. В других примерах криволинейная выемка 1032, образованная вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 1010, может простираться вокруг части внешней поверхности 234, которая больше или меньше, чем изображенная в примере на Фиг. 10 и 11. При размещении в пределах типового клапана 200, изображенного на Фиг. 2 и 3, запирающий элемент 1010, представленный на Фиг. 10 и 11 ориентирован таким образом, что криволинейная выемка 1032 обращена в направлении к типовой увеличенной полости 236, изображенной на Фиг. 2 и 3, описанных выше.

[51] На Фиг. 12 изображен вид сбоку пятого типового запирающего элемента 1210 клапана с пятой типовой криволинейной выемкой 1232. На Фиг. 13 изображен еще один вид сбоку пятого типового запирающего элемента 1210 клапана, изображенного на Фиг. 12, повернутый приблизительно на девяносто градусов относительно вида сбоку, изображенного на Фиг. 12. В проиллюстрированном примере, изображенном на Фиг. 12 и 13, запирающий элемент 1210 содержит ту же внешнюю поверхность 234, первую, вторую и третью секции 460, 464, 468, первый и второй торцы 462, 466, продольную ось 470, базовую часть 474, оконечную часть 476 и первую, вторую, третью и четвертую окружности 472, 478, 480, 482, что и типовой запирающий элемент 210, изображенный на Фиг. 2-7, описанных выше. Однако, в отличие от типовой криволинейной выемки 232 типового запирающего элемента 210, изображенного на Фиг. 2-7, описанных выше, которая полностью простирается вокруг внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 210, криволинейная выемка 1232, образованная вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 1210, изображенного на Фиг. 12 и 13, простирается только вокруг части внешней поверхности 234.

[52] В проиллюстрированном примере, изображенном на Фиг. 12 и 13, криволинейная выемка 1232, образованная вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 1210, простирается вокруг приблизительно одной четверти и/или одной четвертой от внешней поверхности 234. В других примерах криволинейная выемка 1232, образованная вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 1210, может простираться вокруг части внешней поверхности 234, которая больше или меньше, чем изображенная в примере, представленном на Фиг. 12 и 13. При размещении в пределах типового клапана 200, изображенного на Фиг. 2 и 3, запирающий элемент 1210, представленный на Фиг. 12 и 13 ориентирован таким образом, что криволинейная выемка 1232 обращена в направлении к типовой увеличенной полости 236, изображенной на Фиг. 2 и 3, описанных выше.

[53] На Фиг. 14 изображен вид сбоку шестого типового запирающего элемента 1410 клапана с седьмым и восьмым типовыми криволинейными выемками 1432, 1492. На Фиг. 15 изображен еще один вид сбоку шестого типового запирающего элемента 1410 клапана, изображенного на Фиг. 14, повернутый приблизительно на девяносто градусов относительно вида сбоку, изображенного на Фиг. 14. В проиллюстрированном примере, изображенном на Фиг. 14 и 15, запирающий элемент 1410 содержит ту же внешнюю поверхность 234, первую, вторую и третью секции 460, 464, 468, первый и второй торцы 462, 466, продольную ось 470, базовую часть 474, оконечную часть 476 и первую, вторую, третью и четвертую окружности 472, 478, 480, 482, что и типовой запирающий элемент 210, изображенный на Фиг. 2-7, описанных выше. Однако, в отличие от типовой криволинейной выемки 232 типового запирающего элемента 210, изображенного на Фиг. 2-7, описанных выше, которая является единственной криволинейной выемкой, образованной вовнутрь от внешней поверхности 234 запирающего элемента 210, запирающий элемент 1410, изображенный на Фиг. 14 и 15 включает в себя типовую первую криволинейную выемку 1432 и типовую вторую криволинейную выемку 1492, образованные вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 1410. В других примерах запирающий элемент 1410 может включать в себя криволинейные выемки, образованные вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 1410 в дополнение к первой и второй криволинейным выемкам 1432, 1492, показанным в примере, представленном на Фиг. 14 и 15.

[54] В проиллюстрированном примере, изображенном на Фиг. 14 и 15, оба из первой и второй криволинейных выемок 1432, 1492 имеют дугообразные профили в направлении, проходящем вдоль продольной оси 470 запирающего элемента 1410. В проиллюстрированном примере дугообразный профиль каждой из первой и второй криволинейных выемок 1432, 1492 является одинаковым. В других примерах профили и/или формы первой и второй криволинейных выемок 1432, 1492 могут отличаться друг от друга и/или могут отличаться от профилей и/или форм, изображенных в примере, представленном на Фиг. 14 и 15. В проиллюстрированном примере первая и вторая криволинейные выемки 1432, 1492 расположены на одинаковом расстоянии друг от друга вокруг внешней поверхности 234 запирающего элемента 1410 таким образом, что первая и вторая криволинейные выемки 1432, 1492 ориентированы одна против другой на запирающем элементе 1410. В других примерах относительное промежуток между первой и второй криволинейными выемками 1432, 1492 может отличаться от того, который изображено в примере, представленном на Фиг. 14 и 15. При размещении в пределах типового клапана 200, изображенного на Фиг. 2 и 3, запирающий элемент 1468, представленный на Фиг. 14 и 15 ориентирован таким образом, что первая криволинейная выемка 1432 обращена в направлении к типовой увеличенной полости 236, изображенной на Фиг. 2 и 3, описанных выше, в то время как вторая криволинейная выемка 1492 обращена в направлении от увеличенной полости 236.

[55] На Фиг. 16 изображен вид сбоку седьмого типового запирающего элемента 1610 клапана, имеющего девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый типовые криволинейные выемки 1632, 1692, 1694, 1796.На Фиг. 17 изображен еще один вид сбоку седьмого типового запирающего элемента 1610 клапана, изображенного на Фиг. 16, повернутый приблизительно на девяносто градусов относительно вида сбоку, изображенного на Фиг. 16. В проиллюстрированном примере, изображенном на Фиг. 16 и 17, запирающий элемент 1610 содержит ту же внешнюю поверхность 234, первую, вторую и третью секции 460, 464, 468, первый и второй торцы 462, 466, продольную ось 470, базовую часть 474, оконечную часть 476 и первую, вторую, третью и четвертую окружности 472, 478, 480, 482, что и типовой запирающий элемент 210, изображенный на Фиг. 2-7, описанных выше. Однако, в отличие от типовой криволинейной выемки 232 типового запирающего элемента 210, изображенного на Фиг. 2-7, описанных выше, которая является единственной криволинейной выемкой, образованной вовнутрь от внешней поверхности 234 запирающего элемента 210, запирающий элемент 1610, изображенный на Фиг. 16 и 17, содержит типовую первую криволинейную выемку 1632, типовую вторую криволинейную выемку 1692, типовую третью криволинейную выемку 1694 и типовую четвертую криволинейную выемку 1796, образованные вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 1610. В других примерах запирающий элемент 1610 может содержать криволинейные выемки, образованные вовнутрь от внешней поверхности 234 третьей секции 468 запирающего элемента 1610 в дополнение к первой, второй, третьей и четвертой криволинейным выемкам 1632, 1692, 1694, 1796, изображенным в примере, представленном на Фиг. 16 и 17.

[56] В проиллюстрированном примере, изображенном на Фиг. 16 и 17, первая и вторая криволинейные выемки 1632, 1692 имеют дугообразные профили в направлении, проходящем вдоль продольной оси 470 запирающего элемента 1610, тогда как третья и четвертая криволинейные выемки 1694, 1796 имеют профили в направлении, проходящем вдоль продольной оси 470 запирающего элемента 1610, которые включает в себя дугу и одну наклонную линию или несколько наклонных линий (например, аналогично типовому профилю криволинейной выемки 832 запирающего элемента 810, изображенному на Фиг. 8 или типовому профилю криволинейной выемки 932 запирающего элемента 910, изображенному на Фиг. 9, как описано выше). В проиллюстрированном примере дугообразные профили первой и второй криволинейных выемок 1632, 1692 являются одинаковыми по отношению друг к другу, в то время как альтернативные профили третьей и четвертой криволинейных выемок 1694, 1796 являются одинаковыми по отношению друг к другу, но отличными от дугообразных профилей первой и второй криволинейных выемок 1632, 1692. В других примерах профили и/или формы каждого из первой, второй, третьей и четвертой криволинейных выемок 1632, 1692, 1694, 1796 могут отличаться друг от друга и/или могут отличаться от профилей и/или форм, изображенных в примере, представленном на Фиг. 16 и 17. В проиллюстрированном примере первая, вторая, третья и четвертая криволинейные выемки 1632, 1692, 1694, 1796 расположены на одинаковом расстоянии друг от друга вокруг внешней поверхности 234 запирающего элемента 1610 таким образом, что первая и вторая криволинейные выемки 1632, 1692 ориентированы одна напротив другой на запирающем элементе 1610, а третья и четвертая криволинейные выемки 1694, 1796 ориентированы одна напротив другой на запирающем элементе 1610. В других примерах относительный промежуток между первой, второй, третьей и четвертой криволинейными выемками 1632, 1692, 1694, 1796 может отличаться от того, который изображено в примере, представленном на Фиг. 16 и 17. При размещении в пределах типового клапана 200, изображенного на Фиг. 2 и 3, запирающий элемент 1610, изображенный на Фиг. 16 и 17 ориентирован таким образом, что первая криволинейная выемка 1632 обращена в направлении к типовой увеличенной полости 236, изображенной на Фиг. 2 и 3, описанных выше, в то время как вторая криволинейная выемка 1692 обращена в направлении от увеличенной полости 236.

[57] Несмотря на то, что в данном документе описаны некоторые устройства, объем защиты данным патентом не ограничивается ими. Напротив, данный патент охватывает все устройства, должным образом подпадающие под объем прилагаемой формулы изобретения как буквально, так и в соответствии с доктриной эквивалентов.

[58]

Изобретение в целом относится к запирающим элементам клапана, в частности к запирающим элементам клапана с криволинейными выемками. Запирающий элемент клапана содержит одну или несколько криволинейных выемок, образованных вовнутрь от внешней поверхности запирающего элемента клапана, обеспечивающих такое движение текучей среды в направлении запирающего элемента клапана, что текучая среда распределяется вокруг запирающего элемента клапана и плавно направляется в выпускное отверстие клапана. Типовой запирающий элемент клапана 210 содержит типовую первую секцию 460, которая определяет типовой первый торец 462 запирающего элемента 210, типовую вторую секцию 464, которая определяет типовой второй торец 466 запирающего элемента 210, противоположный первому торцу 462, и типовую третью секцию 468, расположенную между первой и второй секциями 460, 464. Первая, вторая и третья секции 460, 464, 468 определяют типовую продольную ось 470 запирающего элемента 210. Третья секция 468 запирающего элемента 210 содержит типовую криволинейную выемку 232, образованную внутрь от внешней поверхности третьей секции 468, по направлению к продольной оси 470 запирающего элемента клапана. Технический результат направлен на улучшение распределения потока текучей среды, повышение пропускной способности текучей среды, увеличение скорости потока текучей среды, улучшение дроссельной характеристики клапана, а также обеспечение плавного и менее турбулентного течения текучей среды. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Запирающий элемент клапана, содержащий:

корпус клапана с впускным отверстием и выпускным отверстием;

седловое кольцо, расположенное в корпусе клапана;

фиксатор седлового кольца, расположенный в пределах корпуса клапана для фиксации седлового кольца в выпускном отверстии, причем фиксатор седлового кольца имеет по меньшей мере одно отверстие, обеспечивающее прохождение текучей среды от впускного отверстия к выпускному отверстию через фиксатор седлового кольца и через седловое кольцо; и

запирающий элемент клапана, расположенный с возможностью скольжения в фиксаторе седлового кольца и выполненный с возможностью скольжения между открытым положением и закрытым положением относительно седлового кольца, при этом запирающий элемент клапана содержит:

первую секцию, определяющую первый торец и расположенную с возможностью скольжения в пределах фиксатора седлового кольца;

вторую секцию, определяющую второй торец, противоположный первому торцу, и выполненную с возможностью контакта с седловым кольцом, когда запирающий элемент клапана находится в закрытом положении; и

третью секцию, расположенную между первой и второй секциями, причем третья секция содержит криволинейную выемку, образованную внутрь от внешней поверхности третьей секции, по направлению к продольной оси запирающего элемента клапана, определяемого первой, второй и третьей секциями.

2. Запирающий элемент клапана по п. 1, отличающийся тем, что криволинейная выемка полностью простирается вокруг внешней поверхности третьей секции.

3. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что криволинейная выемка проходит вокруг части внешней поверхности третьей секции.

4. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что криволинейная выемка является первой криволинейной выемкой, и при этом запирающий элемент клапана дополнительно содержит вторую криволинейную выемку, образованную вовнутрь от внешней поверхности третьей секции в направлении к продольной оси, причем первая и вторая криволинейных выемки расположены на определенном расстоянии друг от друга по внешней поверхности третьей секции.

5. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что первая и вторая криволинейные выемки имеют различную форму относительно друг друга.

6. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что криволинейная выемка имеет дугообразную форму.

7. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что криволинейная выемка имеет поперечное сечение, образованное наклонной линией и дугой, причем наклонная линия проводится вовнутрь от внешней поверхности третьей секции в направлении продольной оси, при этом дуга изогнута вовнутрь от внешней поверхности третьей секции в направлении продольной оси.

8. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что первая секция имеет цилиндрическую форму вдоль продольной оси, вторая секция имеет коническую форму вдоль продольной оси, а внешняя поверхность третьей секции имеет цилиндрическую форму вдоль продольной оси.

9. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащий первую окружность, определенную первой секцией, вторую окружность, определенную базовой частью второй секции, третью окружность, определенную оконечной частью второй секции, четвертую окружность, определенную внешней поверхностью третьей секции, и пятую окружность, частично определенную криволинейной выемкой.

10. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что первая окружность меньше, чем вторая окружность.

11. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что первая окружность меньше, чем четвертая окружность.

12. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что вторая окружность больше, чем третья окружность, и приблизительно равна четвертой окружности.

13. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что пятая окружность меньше, чем четвертая окружность, и больше, чем третья окружность.

14. Запирающий элемент клапана, содержащий:

корпус клапана с впускным отверстием и выпускным отверстием;

седловое кольцо, расположенное в корпусе клапана;

фиксатор седлового кольца, расположенный в пределах корпуса клапана для фиксации седлового кольца в выпускном отверстии, причем фиксатор седлового кольца имеет по меньшей мере одно отверстие, обеспечивающее прохождение текучей среды от впускного отверстия к выпускному отверстию через фиксатор седлового кольца и через седловое кольцо; и

запирающий элемент клапана, расположенный с возможностью скольжения в фиксаторе седлового кольца и выполненный с возможностью скольжения между открытым положением и закрытым положением относительно седлового кольца, при этом запирающий элемент клапана содержит:

первую секцию, определяющую первый торец, при этом первая секция расположена с возможностью скольжения в пределах фиксатора седлового кольца и имеет цилиндрическую форму;

вторую секцию, образующую второй торец, противоположный первому торцу, при этом вторая секция имеет коническую форму для контакта с седловым кольцом, когда запирающий элемент клапана находится в закрытом положении; и

третью секцию, расположенную между первой и второй секциями, причем третья секция содержит криволинейную выемку, образованную внутрь от внешней поверхности третьей секции, по направлению к продольной оси запирающего элемента клапана, определяемого первой, второй и третьей секциями, при этом внешняя поверхность третьей секции имеет цилиндрическую форму.

15. Запирающий элемент клапана по п. 14, отличающийся тем, что криволинейная выемка полностью простирается вокруг внешней поверхности третьей секции.

16. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что криволинейная выемка проходит вокруг части внешней поверхности третьей секции.

17. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что криволинейная выемка является первой криволинейной выемкой, и при этом запирающий элемент клапана дополнительно содержит вторую криволинейную выемку, образованную вовнутрь от внешней поверхности третьей секции в направлении к продольной оси, причем первая и вторая криволинейные выемки расположены на определенном расстоянии друг от друга по внешней поверхности третьей секции.

18. Запирающий элемент клапана по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что первая и вторая криволинейные выемки имеют различную форму относительно друг друга.

19. Устройство, содержащее:

корпус клапана с впускным отверстием, выпускным отверстием и внутренней стенкой; и

седловое кольцо, расположенное в корпусе клапана;

фиксатор седлового кольца, расположенный в пределах корпуса клапана для фиксации седлового кольца в выпускном отверстии, причем фиксатор седлового кольца имеет по меньшей мере одно отверстие, обеспечивающее прохождение текучей среды от впускного отверстия к выпускному отверстию через фиксатор седлового кольца и через седловое кольцо; и

запирающий элемент клапана, расположенный с возможностью скольжения в фиксаторе седлового кольца и выполненный с возможностью скольжения между открытым положением и закрытым положением относительно седлового кольца, при этом запирающий элемент клапана содержит:

первую секцию, определяющую первый торец, при этом первая секция расположена с возможностью скольжения в пределах фиксатора седлового кольца и имеет цилиндрическую форму;

вторую секцию, образующую второй торец, противоположный первому торцу, при этом вторая секция имеет коническую форму для контакта с седловым кольцом, когда запирающий элемент клапана находится в закрытом положении; и

третью секцию, расположенную между первой и второй секциями, при этом третья секция содержит средства для направления потока текучей среды между внутренней стенкой и третьей секцией.

20. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что средства для направления предназначены для увеличения расхода, связанного с потоком текучей среды между внутренней стенкой и третьей секцией.