ПАКЕТНЫЙ КЛАПАННЫЙ УЗЕЛ
STACK VALVE ASSEMBLY

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к клапанным узлам для управления потоком текучей среды и, более конкретно, к пакетным клапанным узлам, имеющим увеличенное эффективное проходное сечение.
Предпосылки создания изобретения
Клапаны обычно имеют множество различных применений в промышленности для регулирования, направления или управления потоком текучих сред, таких как газы и/или жидкости и тому подобное, посредством открывания, закрывания или частичного преграждения прохода потока текучей среды. Многие клапаны приводятся в действие вручную, то есть, посредством человека-оператора, или они могут быть предусмотрены с электрическим или гидравлическим приведением в действие посредством исполнительных механизмов, которые получают от системы или оператора команды на открывание или закрывание клапана. Другие клапаны предусмотрены с автоматическим приведением в действие, то есть, без какого- либо специального взаимодействия с системой или с оператором, при наличии некоторых условий. Одним таким клапаном с автоматическим приведением в действие является клапан компрессора, который приводится в действие для открывания или закрывания на основании дифференциальных давлений на входе и выходе клапана.
Одним типом компрессора, который имеет множество применений в промышленности, является поршневой компрессор, который представляет собой вытеснительное устройство, которое, как правило, использует коленчатый вал, который соединен с поршнем и приводит его в возвратно-поступательное перемещение для сжатия текучей среды в прикрепленном цилиндре. Во время работы газ обычно вводится в камеру сжатия цилиндра через один или более всасывающих (входных) клапанных узлов и, после сжатия посредством поршня, текучая среда выходит из цилиндра через один или более выпускные (выходные) клапанные узлы. В таких поршневых компрессорах обычно используется множество различных типов клапанных устройств, таких как тарельчатые клапаны, плоские клапаны, кольцевые клапаны, пластинчатые клапаны и тому подобное.
В промышленности предпринято множество попыток улучшения эффективности и производительности клапанных устройств компрессора. Например, обычные пластинчатые клапанные узлы, которые обычно используются во многих поршневых компрессорах, часто имеют эффективное проходное сечение, величина которого находится в диапазоне примерно от 10 до 16% от площади отверстия цилиндра, через которое они регулируют поток. Для увеличения этого небольшого относительного эффективного проходного сечения на протяжении многих лет использовались различные конструкции клапана, такие как радиальные клапаны, двухуровневые клапаны, полутора уровневые клапаны, и тому подобное. Однако, несмотря на то, что такие клапаны достигают некоторого успеха в обеспечении увеличенного эффективного проходного сечения, эти конструкции обычно значительно увеличивают свободный неиспользуемый объем компрессора, то есть, объем в компрессоре, в котором газ задерживается и не может быть вытеснен из цилиндра посредством хода поршня, который уменьшает объемную эффективность и увеличивает теплоту в цилиндре по причине более высокой температуры задержанного газа, который в свою очередь смешивается с входящим газом и нагревает его, и уменьшает общую эффективность работы.
Соответственно, в промышленности существует потребность в новых и улучшенных конструкциях клапанного узла, имеющих улучшенную общую эффективность и производительность. Настоящее изобретение направлено на новые и уникальные конфигурации клапанного узла, имеющие увеличенное эффективное проходное сечение при одновременном исключении, или по меньшей мере уменьшении влияния описанных выше проблем, связанных с существующими конструкциями клапана.
Краткое изложение сущности изобретения
Упрощенное описание сущности изобретения приводится для того, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых аспектов изобретения, которые подробно описаны ниже. Это краткое описание сущности изобретения не является исчерпывающим обзором изобретения, и также не предназначено для определения ключевых или критических элементов раскрываемого в нем предмета изобретения. Его единственная цель заключается в предоставлении некоторых концепций в упрощенной форме в качестве вводной части к приводимому ниже более подробному описанию.
В общем, предмет, раскрываемый в настоящем изобретении, направлен на различные новые и уникальные клапанные узлы для управления потоком текучей среды и, в частности, на пакетные клапанные узлы, имеющие улучшенное эффективное проходное сечение. В одном иллюстративном варианте осуществления раскрывается пакетный клапанный узел, который включает в себя пластину седла (посадочную пластину), имеющую верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, множество первых клапанных модулей, расположенных на первом уровне относительно пластины седла так, что первая посадочная верхняя поверхность каждого из множества первых клапанных модулей является по существу копланарной первой плоскости, которая является по существу параллельной по меньшей мере одной из верхней поверхности и нижней поверхности пластины седла, и по меньшей мере один второй клапанный модуль, расположенный на втором уровне относительно пластины седла так, что вторая посадочная верхняя поверхность по меньшей мере одного второго клапанного модуля является копланарной второй плоскости, которая является по существу параллельной первой плоскости, причем вторая плоскость смещена от первой плоскости на первое расстояние.
В другом иллюстративном варианте осуществления настоящего изобретения способ расположения клапанных модулей в клапанном устройстве включает в себя, помимо прочего, расположение множества первых клапанных модулей на первом уровне внутри клапанного узла так, чтобы первая посадочная верхняя поверхность каждого из множества первых клапанных модулей была по существу копланарна первой плоскости, которая является по существу параллельной опорной поверхности клапанного узла, и размещение множества вторых клапанных модулей внутри клапанного узла так, чтобы вторая посадочная верхняя поверхность каждого из вторых клапанных модулей была копланарна второй плоскости, которая является по существу параллельной первой плоскости, причем вторая плоскость смещена от первой плоскости на первое расстояние.
Краткое описание чертежей
Изобретение станет понятным исходя из последующего описания, приводимого со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые элементы, и на которых:
Фиг.1 представляет собой изометрическое изображение одного иллюстративного варианта осуществления пакетного клапанного узла в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.1A представляет собой изометрическое изображение с пространственным разнесением деталей иллюстративного пакетного клапанного узла, показанного на фиг.1;
Фиг.2 представляет собой изометрическое изображение с пространственным разнесением деталей поперечного сечения пакетного клапанного узла, показанного на фиг.1, если смотреть вдоль линии разреза «2-2» на фиг.1;
Фиг.2A представляет собой изометрическое изображение с пространственным разнесением деталей поперечного сечения иллюстративного пакетного клапанного узла, показанного на фиг.2;
Фиг.3-5 представляют собой изометрические изображения в увеличенном масштабе поперечного сечения различных компонентов иллюстративного пакетного клапанного узла, показанного на фиг.2 и 2A;
Фиг.6 представляет собой вид спереди поперечного сечения пакетного клапанного узла, показанного на фиг.1, если смотреть вдоль лини разреза «6-6» на фиг.1;
Фиг.6A представляет собой вид спереди с пространственным разнесением деталей поперечного сечения иллюстративного пакетного клапанного узла, показанного на фиг.6;
Фиг.7 представляет собой изометрическое изображение иллюстративного пакетного клапанного узла, показанного на Фиг.1, если смотреть снизу;
Фиг.8 представляет собой изометрическое изображение поперечного сечения пакетного клапанного узла, показанного на фиг.7, если смотреть вдоль линии разреза «8-8» на фиг.7;
Фиг.9-11 представляет собой изометрические изображения в увеличенном масштабе поперечного сечения различных компонентов иллюстративного пакетного клапанного узла, показанного на фиг.8;
Фиг.12 представляет собой изометрическое изображение иллюстративного пластинчатого клапанного модуля в соответствии с раскрываемым предметом изобретения;
Фиг.12A представляет собой изометрическое изображение с пространственным разнесением деталей иллюстративного пластинчатого клапанного модуля, показанного на фиг.12;
Фиг.13 представляет собой вид спереди иллюстративного пластинчатого клапанного модуля, показанного на фиг.12;
Фиг. 13A представляет собой вид спереди с пространственным разнесением деталей пластинчатого клапанного модуля, показанного на фиг.13;
Фиг.14 представляет собой частичный вид спереди поперечного сечения иллюстративного пакетного клапанного узла, показанного на фиг.1-11, если смотреть вдоль линии разреза «14-14» на фиг.1, показывающий множество уложенных в пакет и «размещенных с максимальной плотностью» («nested») пластинчатых клапанных модулей, расположенных над и под промежуточной пластиной седла;
Фиг.15 представляет собой частичный вид спереди уложенных в пакет и «расположенных с максимальной плотностью» пластинчатых клапанных модулей, показанных на фиг.14, в котором промежуточная пластина седла была удалена для лучшего понимания чертежа;
Фиг.16 представляет собой частичный вид спереди поперечного сечения иллюстративной стандартной конфигурации/конфигурации без укладки в пакет пластинчатых клапанных модулей, при которой все пластинчатые клапанные модули расположены только над посадочным элементом, с их соответствующими посадочными торцевыми поверхностями, расположенными по существу в одной и той же плоскости;
Фиг.17 представляет собой изометрическое изображение иллюстративного пакетного клапанного узла в соответствии с другим иллюстративным вариантом осуществления, раскрываемым в данном документе;
Фиг.18 представляет собой изометрическое изображение поперечного сечения клапанного узла, показанного на фиг.17, если смотреть вдоль лини разреза «18-18» на Фиг.17;
Фиг.18A представляет собой изометрическое изображение с пространственным разнесением деталей поперечного сечения иллюстративного пакетного клапанного узла, показанного на фиг.18;
Фиг.19 и 20 представляет собой изометрические изображения в увеличенном масштабе поперечного сечения различных компонентов иллюстративного пакетного клапанного узла, показанного на фиг.18 и 18A;
Фиг.21 и 22 представляет собой изометрические изображения в увеличенном масштабе поперечного сечения различных компонентов иллюстративного пакетного клапанного узла, показанного на фиг.18 и 18A, если смотреть снизу;
Фиг.23 представляет собой вид спереди поперечного сечения клапанного узла, показанного на фиг.18, если смотреть вдоль линии разреза «23-23» на фиг.18;
Фиг.23A представляет собой вид спереди поперечного сечения с пространственным разнесением деталей иллюстративного пакетного клапанного узла, показанного на фиг.23; и
Фиг.24 представляет собой частичный вид спереди иллюстративного пакетного клапанного узла, показанного на фиг.17-24, если смотреть вдоль линии разреза «24-24» на фиг.17, показывающий множество уложенных в пакет и «размещенных с максимальной плотностью» пластинчатых клапанных модулей.
Хотя раскрываемый в данном документе предмет изобретения допускает различные модификации и альтернативные формы, в данном документе и на чертежах были показаны и подробно описаны конкретные варианты осуществления. Однако следует понимать, что приводимое здесь описание конкретных вариантов осуществления не предназначено для ограничения предмета изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения, конкретными описываемыми формами, а наоборот, предназначено для охвата всех модификаций, эквивалентов и альтернатив в пределах сущности и объема заявленного предмета изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения
Ниже описаны различные иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения. Для краткости описания в данном техническом описании приводятся не все признаки практической реализации. Следует понимать, что при разработке любой такой практической реализации многочисленные конкретные решения для реализации должны быть приняты для достижения конкретных целей разработчиков, таких как соответствие с ограничениями, относящимися к системе и бизнесу, которые будут изменяться от одной реализации к другой. Кроме того, следует понимать, что такие проектно-конструкторские работы могут быть сложными и затратными по времени, но, тем не менее, будут обычной работой, выполняемой специалистами в данной области техники, обладающими преимуществом данного раскрытия.
Настоящее изобретение описано далее со ссылкой на прилагаемые чертежи. Различные системы, структуры и узлы показаны на чертежах схематически, только для объяснения и для того, чтобы не перегружать настоящее изобретение деталями, которые хорошо известны специалистам в данной области техники. Тем не менее, прилагаемые чертежи включены для описания и объяснения иллюстративных примеров настоящего изобретения. Слова и фразы, используемые в данном документе, должны пониматься и использоваться так, чтобы они имели значение, согласующееся с пониманием таких слов и фраз специалистами в данной области техники. Кроме того, если ниже не указано иное, специальное определение термина или фразы, то есть, определение, отличающееся от обычного и привычного значения, как это понимают специалисты в данной области техники, имеет значение, согласующееся с использованием термина или фразы в данном документе. Соответственно, до той степени, до которой термин или фраза имеет специальное значение, то есть, значение, отличающееся от того, как его понимают специалисты в данной области техники, такое специальное определение будет прямо изложено в техническом описании посредством определения, которое прямо и недвусмысленно обеспечивает конкретное определение для термина или фразы.
Как используются в данном описании и в прилагаемой формуле изобретения, термины «существенный» или «по существу» предназначены для того, чтобы признавать соответствие с обычным словарным определением термина, означая «в основном, но не полностью так, как это определено». В этой связи, никакая геометрическая или математическая точность не применяется для таких терминов, как «по существу плоский», «по существу перпендикулярный», «по существу параллельный», «по существу круглый», «по существу эллиптический» «по существу прямоугольный» «по существу квадратный», «по существу выровненный» и/или «по существу расположенный заподлицо» и тому подобного. Наоборот, термины «существенный» или «по существу» используются в том понимании, что описываемый или заявляемый компонент или конфигурация поверхности, положение или ориентация предназначена для изготовления, расположения или ориентации в такой конфигурации в качестве цели. Например, термины «существенный» или «по существу» должны интерпретироваться так, чтобы они включали в себя компоненты и поверхности, которые изготавливают, располагают и ориентируют настолько близко, насколько это разумно и обычно практикуется в пределах обычно принятых допусков для компонентов такого типа, которые описаны и/или заявлены в формуле изобретения. Кроме того, использование таких фраз, как «по существу cоответствуют» или «по существу соответствует» при описании конфигурации или формы конкретного компонента или поверхности, как, например, фразы, утверждающей, что «конфигурация компонента по существу соответствует конфигурации прямоугольной призмы», должна интерпретироваться таким же образом.
»,
Кроме того, если не указано иное, любые термины, относящиеся к положению или направлению, которые могут быть использованы в приводимых ниже описаниях, или в прилагаемой формуле изобретения, например, термины, такие как «верхний», «нижний», «над», «под«поверх,» «внизу»,«верх», «низ», «вертикальный», «горизонтальный» и тому подобное, используются для обеспечения дополнительного понимания технического описания или формулы изобретения, и должны толковаться в свете обычного и часто встречающегося значения терминов относительно изображения компонентов или элементов на ссылочных чертежах. Например, как видно на видах поперечных сечений иллюстративного пакетного клапанного узла 100, показанного на фиг.2 и 6, пластина 120 седла показана расположенной «над» промежуточной пластиной 140 седла, и несущая пластина 160 показана расположенной как «под» промежуточной пластиной 140 седла, так и «под» пластиной 120 седла. К тому же, относительно вида спереди поперечного сечения и вида спереди с пространственным разнесение деталей поперечного сечения пакетного клапанного узла 100, показанных на фиг.6 и 6A, «верхняя» часть (участок) 172 каждого модуля из первого множества пластинчатых клапанных модулей 170 в «верхнем» ряду пластинчатых клапанных модулей показана расположенной внутри полости 126 в пластине 120 седла, в то время как часть «нижней» части (участка) 174 каждого модуля из первого множества пластинчатых клапанных модулей 170 в «верхнем» ряду пластинчатых клапанных модулей 170 расположена внутри верхней полостной области 163 в несущей пластине 160. Однако после полного прочтения настоящего изобретения для специалистов в данной области техники станет очевидно, что простая переориентация пакетного клапанного узла 100 в какое-либо положение, отличающееся от того, которое показано на чертежах, например, посредством переворачивания узла 100 так, чтобы несущая пластина 160 была расположена над пластиной 120 седла, или посредством вращения узла 100 на какой-либо угол, отличающийся от того, который показан чертежах, не меняет реальных относительных позиционных взаимоотношений показанных и описанных компонентов, так как термины, описывающие расположение, используются главным образом для лучшего понимания раскрываемого предмета изобретения.
В общем, предмет изобретения, раскрываемый в данном документе, направлен на различные новые и уникальные клапанные узлы для управления потоком текучей среды и, в частности, на пакетные клапанные узлы, имеющие улучшенное эффективное проходное сечение. Кроме того, хотя в описании ссылка делается на использование иллюстрируемых вариантов осуществления в качестве всасывающих клапанов для поршневого компрессора, после полного прочтения настоящего изобретения специалистам в данной области техники станет очевидно, что описываемый предмет изобретения не настолько ограничивается, так как принципы и конфигурации, раскрываемые в данном документе, могут быть легко приспособлены для использования в виде клапанов компрессоров, обычных обратных клапанов или однонаправленных клапанов и тому подобного, как может быть использовано в различных применениях, таких как двигатели, трубопроводы, турбомашины и тому подобное.
Фиг.1-15 и фиг.17-24 представляют собой различные изометрические изображения, виды сверху и виды поперечных сечений, которые показывают иллюстративные подробности некоторых иллюстративных аспектов элементов и компонентов пакетного клапанного узлов в соответствии с настоящим изобретением. В частности, на фиг.1-15 показаны некоторые аспекты одного иллюстративного варианта осуществления пакетного клапанного узла 100, и на фиг.17-24 показаны определенные аспекты другого иллюстративного варианта осуществления пакетного клапанного узла 200, не имеющего по меньшей мере некоторых деталей и элементов, общих с пакетным клапанным узлом 100, показанным на фиг.1-15.
На фиг.1-15 изображен пакетный клапанный узел 100, причем на фиг.1 и 1A показано соответственно изометрическое изображение и изображение с пространственным разнесением деталей иллюстративного варианта осуществления пакетного клапанного узла 100, на фиг.2 и 2A показаны соответственно изометрическое изображение и изометрическое изображение с пространственным разнесением деталей пакетного клапанного узла 100, показанного на фиг.1, если смотреть вдоль линии разреза «2-2» на фиг.1, и на фиг.3-5 показаны соответственно изометрические изображения в увеличенном масштабе пластины 120 седла, промежуточной пластины 140 седла и несущей пластины 160 пакетного клапанного узла 100, показанного на фиг.2 и 2A. Кроме того, на фиг.6 и 6A показаны соответственно вид спереди поперечного сечения и вид спереди с пространственным разнесением деталей пакетного клапанного узла 100, показанного на фиг.1, если смотреть вдоль линии разреза «6-6» на фиг.1, фиг.7 представляет собой изометрическое изображение иллюстративного пакетного клапанного узла 100, показанного на фиг.1, если смотреть снизу, на фиг.8 показано изометрическое изображение поперечного сечения пакетного клапанного узла, показанного на фиг.7, если смотреть вдоль линии разреза «8-8» на фиг.7, и фиг.9-11 представляют собой изометрические изображения в увеличенном масштабе соответственно поперечного сечения пластины 120 седла, промежуточной пластины 140 седла и несущей пластины 160 пакетного клапанного узла, показанного на фиг. 8. Кроме того, на фиг.12-13A показаны некоторые аспекты иллюстративного пакетного пластинчатого клапанного модуля 170, который может быть использован в связи с одним или более вариантов пакетного клапанного узла, раскрываемые в данном документе, и фиг.14 и 15 представляют собой частичные виды спереди поперечного сечения узла 200, показанного на фиг.1, если смотреть соответственно вдоль линий разреза «14-14» и «15-15,» на фиг.1, но показывающие только установленные пластинчатые клапанные модули 70, иллюстрируя, как модули 70 могут быть уложены в пакет и «расположены с максимальной плотностью» для того, чтобы увеличивать эффективное проходное сечение узла 100.
На фиг.1-11 изображен иллюстративный пакетный клапанный узел100, при этом в некоторых вариантах осуществления пакетный клапанный узел 100 может включать в себя пластину 120 седла, промежуточную пластину 140 седла, несущую пластину 160 и множество пластинчатых клапанных модулей 170, которые уложены в пакет и «расположены с максимальной плотностью» («nested»)внутри и между пластиной 120 седла, промежуточной пластиной 140 седла и несущей пластиной 160 в шахматном порядке для того, чтобы сводить к максимуму количество модулей 170, которые могут быть установлены в пределах, определяемых ограничениями по диаметру пакетного клапанного узла 100. В показанном варианте осуществления пакетный клапанный узел 100 скреплен посредством множества крепежных элементов 110, причем промежуточная пластина 140 седла расположена между пластиной 120 седла и несущей пластиной 160, когда пакетный клапанный узел 100 находится в собранной конфигурации. Крепежные элементы 110 могут быть любыми из некоторых крепежных элементов, известных в данной области техники, такими, как винты с цилиндрической головкой и шестигранным углублением и тому подобное, хотя следует понимать, что раскрываемый предмет не ограничивается резьбовыми крепежными элементами такого типа, который показан на фиг.1-2A и фиг.6-7. Однако после полного прочтения описания настоящего изобретения специалистам в данной области техники станет очевидно, что крепежные элементы 110 являются известными в данной области техники средствами, которые могут быть использованы для скрепления вместе различных компонентов пакетного клапанного узла 100, и что другие средства также могут быть использованы для выполнения этой функции. Например, в некоторых вариантах осуществления также может быть использован имеющий соответствующие размеры и соответствующим образом расположенный один крепежный элемент, в отличие от двух крепежных элементов, показанных на чертежах. В других вариантах осуществления для скрепления вместе различных компонентов могут быть использованы крепежные средства, отличающиеся от резьбовых крепежных средств, такие как различные крепежные средства, имеющие конструкцию с защелкой, компоненты с прессовой посадкой и/или стопорные кольца, или используемые в зависимости от механизмов или элементов, расположенных вокруг наружной стороны пакетного клапанного узла 100.
Как лучше видно на фиг.2, 2A, 6 и 6A множество пластинчатых клапанных модулей 170 в пакетном клапанном устройстве 100 может включать в себя первое множество пластинчатых клапанных модулей 170, которые расположены на первом уровне 130, и второе множество пластинчатых клапанных модулей 170, которые расположены на втором уровне 150 так, что первый (верхний) уровень 130 пластинчатых клапанных модулей 170 расположен по существу так, что он охватывает с двух сторон промежуточную пластину 140 седла, и второй (нижний) уровень 150 пластинчатых клапанных модулей 170 расположен по существу под промежуточной пластиной 140 седла. К тому же, пластинчатые клапанные модули на первом и втором уровнях 130, 150 «расположены с максимальной плотностью» таким образом, что более широкая первая (верхняя) часть 172 каждого модуля 170 на втором уровне 150 расположена непосредственно рядом с более узкой второй (нижней) частью 174 по меньшей мере одного модуля 170 на первом уровне 130. Такое расположение пластинчатых клапанных модулей 170, при котором они уложены в пакет и «расположены с максимальной плотностью», обеспечивает более плотную компоновкупластинчатых клапанных модулей 170, делая возможным, таким образом, установку большего количества модулей 170 в пределах заданного диаметра клапана, чем это было бы возможно при использовании клапана стандартной конфигурации, как будет описано ниже в связи с фиг.6, 6A, 14 и 15.
Как показано на фиг.1-11, иллюстративный пакетный клапанный узел 100 был сконструирован в виде клапана компрессора, в котором поток текучей среды через пакетный клапанный узел 100 проходит в направлении, показанном стрелками 102 и 104 (показано, в особенности, на фиг.2, 6 и 8). В частности, потоки 102/104 текучей среды сначала поступают в пакетный клапанный узел 100 через соответствующие проточные каналы 122/124 в пластине 120 седла, проходят через первый и второй уровни 130, 150 пластинчатых клапанных модулей 170 и выходят из узла 100 через соответствующие выходные проточные каналы162/166в несущей пластине 160, как будет более подробно описано ниже. Однако для специалистов в данной области техники после полного прочтения настоящего описания изобретения станет очевидно, что клапан компрессора является одним из множества применений, в которых могут быть использованы раскрываемые пакетные клапанные узлы, которые также включают в себя основные применения обратных клапанов, однонаправленных клапанов и тому подобного.
.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления пластина 120 седла имеет верхнюю поверхность 121 и нижнюю поверхность 129, расположенную напротив верхней поверхности 121 К тому же, пластина 120 седла может иметь множество первых проточных каналов 122, которые обеспечивают сообщение по текучей среде с первым множеством пластинчатых клапанных модулей 170 на первом уровне 130 для потока 102 текучей среды, и множество вторых проточных каналов 124, которые проходят через пластину 120 седла от верхней поверхности 121 до нижней поверхности 129 и обеспечивают сообщение по текучей среде со вторым множеством пластинчатых клапанных модулей 170 на втором уровне 150 для потока 104 текучей среды. К тому же, пластина 120 седла также может включать в себя одну или более первых полостей 126, которые выполнены с возможностью вмещения или содержания в себе по меньшей мере первой (верхней) части 172 одного или более модулей из первого множества пластинчатых клапанных модулей 170 (смотри фиг.13 и 13A) на первом уровне 130. Кроме того, каждая из одной или более первых полостей 126 проходит через нижнюю поверхность 129 пластины 120 седла и по существу выровнена и находится в сообщении по текучей среде с одним или более из соответствующих проточных каналов 122.
В различных вариантах осуществления каждый из первых проточных каналов 122 может быть меньше по меньшей мере в одном поперечном направлении, чем соответственно выровненная первая полость 126, которая расположена под ним. Такие поперечные размеры смещения могут поэтому образовывать «ступенчатую» конфигурацию, для которой характерно наличие одной или более первых верхних посадочных поверхностей 125, которые проходят в поперечном направлениимежду боковыми сторонами каждого из первых проточных каналов 122 и боковыми сторонами соответствующих первых полостей 126, как в особенности показано по меньшей мере на фиг.3, 6A и 9. К тому же, когда пакетный клапанный узел 100 находится в собранной конфигурации, каждая верхняя посадочная поверхность 125 обеспечивает захватывание верхней посадочной торцевой поверхности 171 (смотри фиг.6A, 12, 12A, 13 и 13A) соответствующего одного из пластинчатых клапанных модулей 170, которые расположены на первом уровне 130. Более того, в конкретных вариантах осуществления посадочная торцевая поверхность 171 каждого пластинчатого клапанного модуля 170 на первом (верхнем) уровне 130 обеспечивает по существу полное окружение соответствующего первого проточного канала 122, и также может быть введена в зацепление посредством сопряжения или контакта с соответствующей верхней посадочной поверхностью 125 на пластине 120 седла. В этой конфигурации по существу все потоки 102 текучей среды, проходящие через каждый канал 122, направляются в результате этого через соответствующий модуль 170, и обходной поток или утечка какой-либо части потока 102 текучей среды вокруг первого уровня 130 модулей 170 по существу предотвращается.
Промежуточная пластина 140 седла имеет верхнюю поверхность 141, которая выполнена с возможностью вхождения в контакт с нижней поверхностью 129 пластины 120 седла, когда пакетный клапанный узел 100 находится в полностью собранной конфигурации. К тому же, промежуточная пластина 140 седла включает в себя нижнюю поверхность 145, противоположную верхней поверхности 141. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления промежуточная пластина 140 седла имеет множество первых отверстий 142 и 146, которые в собранной конфигурации также по существу выровнены с соответствующими первыми полостями 126 и соответствующими расположенными над ними первыми проточными каналами 122.
В конкретных вариантах осуществления, показанных на фиг.1A, 2, 3, 3A, 4, 8, 9 и 10, каждое из первых отверстий 142 является отверстием, которое выполнено с возможностью быть выровненным с соответствующей одной из первых полостей 126, и первое отверстие 146 является одним отверстием, которое выполнено с возможностью быть выровненным с двумя смежными первыми полостями 126. Однако следует понимать, что положения и размеры первых отверстий 142 и 146 в промежуточной пластине 140 седла являются только иллюстративными и основаны на иллюстративном количестве и расположении пластинчатых клапанных модулей 170 на каждом из первого и второго уровней 130, 150 пластинчатых клапанных модулей 170, как будет описано ниже. В этой связи конкретные местоположения и размеры первых отверстий 142 и 146, показанные на прилагаемых чертежах, то есть, местоположения и размеры, при которых каждое первое отверстие 142 соответствует одной полости 126 и первое отверстие 146 соответствует двум полостям 126, не должны рассматриваться как каким-либо образом ограничивающие настоящее раскрытие. Например, промежуточная пластина 140 седла может быть выполнена только с первыми отверстиями, которые соответствуют одной полости 126 (такими как отверстия 142), или она может быть выполнена только с первыми отверстиями, которые соответствуют двум или более полостям 126 (такими как отверстие 146), в зависимости от требуемой конструктивной и механической прочности различных сопрягаемых и опорных компонентов.
В некоторых вариантах осуществления каждое первое отверстие 142 может быть меньше, по меньшей мере в одном поперечном направлении, чем соответствующая расположенная над ним выровненная первая полость 126, для того чтобы соответствующая первая полость 126 обнажала или делала видимой часть 141a верхней поверхности 141 промежуточной пластины 140 седла, окружающей соответствующее первое отверстие 142. Аналогично, первое отверстие 146 также может быть меньше, по меньшей мере в одном поперечном направлении, чем соответствующие расположенные сверху две выровненные первые полости 126, для того чтобы соответствующие первые полости 126 обнажали или делали видимой другую часть 141a верхней поверхности 141, которая окружает первое отверстие 146. Такие расположения, имеющие величину смещения, могут, таким образом, обеспечивать «ступенчатую конфигурацию», которая аналогична конфигурации, характерной для верхних посадочных поверхностей 125, которые проходят междукаждым из первых проточных каналов 122 и соответствующими первыми полостями 126. В некоторых вариантах осуществления части 141a верхней поверхности 141, которые делаются видимыми посредством такого смещения или «ступенчатых» конфигураций, могут в результате этого образовывать поверхности, которые обеспечивают опору для каждого модуля из первого множества пластинчатых клапанных модулей 170 на первом уровне 130. Например, как лучше видно на фиг.6A и 13A, первая (верхняя) часть (участок) 172 каждого пластинчатого клапанного модуля 170 имеет поперечный размер 172w, который больше, чем поперечный размер 174w второй (нижней) части (участок) 174 пластинчатого клапанного модуля 170. Поэтому стороны первой части 172 каждого пластинчатого клапанного модуля 170 смещены в поперечном направлении от сторон второй части 174 на расстояние 175w в поперечном направлении, образуя, таким образом, «ступенчатую» конфигурацию, имеющую промежуточную опорную поверхность 175 на нижнем конце первой части 172 каждого модуля 170.
Поэтому в полностью собранной конфигурации промежуточная опорная поверхность 175 каждого модуля из множества пластинчатых клапанных модулей 170 на первом уровне 130 также захватывается обнаженной/видимой частью 141a верхней поверхности 141 промежуточной пластины 140 седла, окружающей каждое из соответствующих первых отверстий 142 и 146, и в некоторых вариантах осуществления также может быть использована для поддержки обнаженной частью 141a верхней поверхности 141. В таких вариантах осуществления глубина 126d каждой первой полости 126 (смотри фиг.3 и 6A) может быть по существу равной высоте 172h первой (верхней) части 172 каждого пластинчатого клапанного модуля 170 на первом (верхнем) уровне 130. Такая глубина 126d полости может, поэтому, обеспечивать надлежащую посадку посадочных торцевых поверхностей 171 на пластинчатых клапанных модулях 170 первого уровня на соответствующие верхние посадочные поверхности 125 на пластине 120 седла для того, чтобы по существу предотвращать обход модулей 170 первого уровня текучей средой, как отмечалось выше, обеспечивая поддержку модулей 170 первого уровня промежуточными опорными поверхностями 175 посредством опорного контакта с соответствующими обнаженными частями 141a на верхней поверхности 141 промежуточной пластины 140 седла. Однако в других иллюстративных вариантах осуществления каждый пластинчатый клапанный модуль 170 на первом уровне 130 может вместо этого поддерживаться нижней поверхностью 179 второй части 174 модуля 170 (смотри фиг.6A, 13 и 13A), а не промежуточной опорной поверхностью 175, как будет дополнительно описано ниже в связи с иллюстративным пакетным клапанным узлом 200, показанным на фиг.17-24.
Как видно в варианте осуществления на фиг.1-11, первая (верхняя) часть 172 каждого пластинчатого клапанного модуля 170, расположенного на первом уровне 130, удерживается на месте над верхней поверхностью 141 промежуточной пластины 140 седла и между обнаженными частями 141a на верхней поверхности 141 и соответствующими верхними посадочными поверхностями 125 пластины 120 седла. К тому же, посадочная торцевая поверхность 171, окружающая каждый вход 170i для потока, по существу копланарна первой плоскости 135, как видно по меньшей мере на фиг.2, 6, 6A, 8, 12, 13, 14 и 15. Кроме того, вторая (нижняя) часть 174 каждого пластинчатого клапанного модуля 170 первого уровня проходит вниз через соответствующее первое отверстие 142 или 146 в промежуточной пластине 140 седла и в несущую пластину 160, как будет дополнительно описано ниже.
Как показано по меньшей мере на фиг.1A, 2A, 3-4 и 8-10, промежуточная пластина 140 седла также может включать в себя множество вторых отверстий 144, каждое из которых по существу выровнено с соответствующей парой вторых проточных каналов 124 в пластине 120 седла. В показанном варианте осуществления местоположение каждого второго отверстия 144 по существу отражает местоположение соответствующей пары вторых проточных каналов 124. Кроме того, как отмечалось выше относительно описания первых отверстий 146, размеры и местоположения вторых отверстий 144, показанные на прилагаемых чертежах, являются только иллюстративными и поэтому могут быть изменены по требованию так, чтобы каждое второе отверстие имело размер и местоположение, соответствующие одному из вторых проточных каналов 124. Более того, размер и местоположение каждой пары вторых проточных каналов 124 могут быть аналогично изменены так, чтобы образовывать один второй проточный канал 124, который соответствует отдельному второму отверстию 144. Соответственно, всякий раз, когда ниже в описании делаются ссылки на пару вторых проточных каналов 124, следует понимать, что такие ссылки также применяются к таким вариантам осуществления, в которых используется один второй проточный канал 124, выровненный с отдельным вторым отверстием 144 и отдельным выходным отверстием 166 для потока.
Как видно по меньшей мере на фиг.1A, 2A и 3-11, несущая пластина 160 имеет верхнюю поверхность 161 и нижнюю поверхность 169, расположенную напротив верхней поверхности 161. Кроме того, верхняя поверхность 161 выполнена с возможностью быть приведенной в контакт по меньшей мере с частью нижней поверхности 145 промежуточной пластины 140 седла, когда пакетный клапанный узел 100 находится в собранной конфигурации. В некоторых иллюстративных вариантах осуществления концевая часть пакетного клапанного узла 100 либо на пластине 120 седла, либо на несущей пластине 160, либо на обеих из пластины 120 седла и несущей пластины 160, может иметь часть с уменьшенным наружным диаметром, которая может быть использована для прикрепления пакетного клапанного узла 100 к элементу оборудования, такому как цилиндр компрессора, для предотвращения утечки текучей среды вокруг клапана во время эксплуатации. Например, в показанном варианте осуществления несущая пластина 160 может включать в себя носовую часть 168, которая имеет уменьшенный наружный диаметр 168d относительно наружного диаметра 160d несущей пластины 160 (который также может быть наружным диаметром каждого из других основных структурных компонентов пакетного клапанного узла 100, то есть, пластины 120 седла и промежуточной пластины 140 седла).
Как видно на иллюстративном варианте осуществления пакетного клапанного узла 100, показанного на фиг.1-11, несущая пластина 160 имеет область 163 верхней полости, которая выполнена с возможностью вмещения или содержания в себе более широких первых (верхних) частей 172 одного или более модулей из второго множества пластинчатых клапанных модулей 170, располагаемых на втором уровне 150. К тому же, несущая пластина 150 может включать в себя множество выходных проточных каналов 162, каждый из которых выполнен с возможностью быть выровненным и сообщаться по текучей среде с одним из первых проточных каналов 122 в пластине 120 седла, обеспечивая, таким образом, прохождение потока 102 текучей среды между первыми проточными каналами 122 и выходными проточными каналами 162 через соответствующие пластинчатые клапанные модули 170 на первом уровне 130. Кроме того, как лучше видно для этого варианта осуществления на фиг.6A, первые отверстия 142, 146 в промежуточной пластине 140 седла могут быть по существу выровнены в вертикальном направлении с соответствующим первым проточным каналом 122 в пластине 120 седла и с соответствующим выходным проточным каналом 162 в несущей пластине 160. Поэтому при эксплуатации поток 102 текучей среды, который проходит через первые проточные каналы 122 для текучей среды и через первое множество пластинчатых клапанных модулей 170 на первом уровне 130, выходит из пакетного клапанного узла 100 через выходные проточные каналы 162. Смотри, например, фиг.2, 6, и 8.
Как отмечалось выше, первая (верхняя) часть 172 каждого пластинчатого клапанного модуля 170, который расположен на первом уровне 130 пластинчатых клапанных модулей 170, удерживается на месте между обнаженной частью 141a верхней поверхности 141 промежуточной пластины 140 седла и соответствующей верхней посадочной поверхностью 125 пластины 120 седла так, что посадочные торцевые поверхности 171 первого множества пластинчатых клапанных модулей 170 по существу копланарны первой плоскости 135. Кроме того, более узкая вторая (нижняя) часть 174 каждого пластинчатого клапанного модуля 170 первого уровня проходит через соответствующее первое отверстие 142 или 146 в промежуточной пластине 140 седла и вниз в часть области 163 верхней полости так, что область 163 верхней полости также вмещает в себя часть второй части 174 каждого модуля 170, расположенного на первом уровне 130, которая проходит под промежуточной пластиной 140 седла.
В некоторых вариантах осуществления несущая пластина 160 включает в себя множество вторых полостей 164, каждая из которых по существу выровнена и сообщается по текучей среде с соответствующим вторым отверстием 144 в промежуточной пластине 140 седла и с соответствующей парой вторых проточных каналов 124 в пластине 120 седла (или с единственным соответствующим вторым проточным каналом 124 для таких вариантов осуществления, в которых количество и местоположение вторых отверстий 144 и вторых проточных каналов 124 может быть одинаково). Кроме того, несущая пластина 160 также может включать в себя множество выходных проточных каналов 166, каждый из которых выполнен с возможностью быть выровненным и сообщаться по текучей среде с соответствующей парой вторых проточных каналов 124 в пластине 120 седла, обеспечивая, таким образом, прохождение потока 104 текучей среды между вторыми проточными каналами 124 и выходными проточными каналами 166 через соответствующие пластинчатые клапанные модули 170, расположенные на втором уровне 130. К тому же, как лучше видно для этого варианта осуществления на фиг.6A, вторые полости 164 в несущей пластине 160 могут быть по существу выровнены в вертикальном направлении с соответствующим одним из вторых отверстий 144 в промежуточной пластине 140 седла, а также с соответствующей парой вторых проточных каналов 124 и с соответствующим выходным проточным каналом 166. Смотри, например, фиг.2, 6 и 8.
Как видно по меньшей мере на фиг.5, 6A и 11, область 163 верхней полостиимеет нижнюю поверхность 163b, которая проходит в поперечном направлении между боковыми сторонами области 163 верхней полости и по меньшей мере некоторыми смежными боковыми сторонами выходных проточных каналов 162и вторых полостей 164. Кроме того, некоторые части нижней поверхности 163b проходят в поперечном направлении между боковыми сторонами вторых полостей 164 и по меньшей мере некоторыми частями боковых сторон смежных выходных проточных каналов 162. В некоторых вариантах осуществления каждая из вторых полостей 164 также может иметь нижнюю поверхность 164b, которая проходит в поперечном направлении между боковыми сторонами каждой второй полости 164 и по меньшей мере некоторыми противоположными боковыми сторонами выходных проточных каналов 166 через нижнюю часть несущей пластины 160.
Для иллюстративных вариантов осуществления, показанных на фиг.1-11, верхние (более широкие) части 172 каждого модуля из второго множества пластинчатых клапанных модулей 170, которые расположены на втором уровне 150 пластинчатых клапанных модулей 170, по существу полностью содержатся внутри области 163 верхней полости и внутри вторых полостей 164 несущей пластины 160, когда пакетный клапанный узел 100 находится в полностью собранной конфигурации. В частности, пластинчатые клапанные модули 170 второго уровня расположены внутри несущей пластины 160 так, что более широкая первая (верхняя) часть 172 каждого модуля 170 второго уровня по существу полностью расположена внутри части области 163 верхней полости, и более узкая вторая (нижняя) часть 174 каждого модуля 170 второго уровня по существу полностью расположена внутри соответствующей одной из вторых полостей 164. К тому же, каждый модуль из второго множества пластинчатых клапанных модулей 170 расположен на втором уровне 150 так, что он по существу выровнен и сообщается по текучей среде с соответствующим одним из выходных проточных каналов 166. Соответственно, при эксплуатации поток 104 текучей среды, который проходит в пакетный клапанный узел 100 через вторые проточные каналы 124 и проходит через вторые отверстия 144 и через второе множество пластинчатых клапанных модулей 170 на втором уровне 150, выходит из пакетного клапанного узла 100 через выходные проточные каналы 166 для потока.
Как видно на фиг.1-11, когда пакетный клапанный узел 100 находится в собранном состоянии, нижние части 145а посадочной поверхности на нижней поверхности 145 промежуточной пластины 140 седла в областях, окружающих каждое из вторых отверстий 144, захватывают верхние посадочные торцевые поверхности 171 каждого модуля из второго множества пластинчатых клапанных модулей 170. Кроме того, в конкретных вариантах осуществления верхняя посадочная торцевая поверхность 171 каждого из пластинчатых клапанных модулей 170 второго уровня выполнена с возможностью по существу полного окружения соответствующего второго отверстия 144, и также может быть введена в зацепление посредством сопряжения или контакта с соответствующей одной из нижних частей 145а посадочной поверхности на нижней поверхности 145 промежуточной пластины 140 седла. При такой конфигурации по существу все потоки 104 текучей среды, проходящие через пару вторых проточных каналов 124 и соответствующее второе отверстие 144, направляются посредством этого через соответствующий модуль 170, и отвод или утечка какой-либо части потока 104 текучей среды вокруг второго уровня 150 модулей 170 по существу предотвращается.
Соответственно, при полностью собранной конфигурации первые (верхние) части 172 каждого модуля из второго множества пластинчатых клапанных модулей 170, которые расположены на втором уровне 150, удерживаются на месте между опорной поверхностью 163b дляклапанного модуля второго уровня и нижней частью 145a посадочной поверхности на нижней поверхности 145 промежуточной пластины 140 седла. В таких вариантах осуществления глубина 163d области 163 верхней полости(смотри фиг.5 и 6A) может быть по существу равна высоте 172h первой (верхней) части 172 каждого из пластинчатых клапанных модулей 170 на втором (нижнем) уровне 150. Такая глубина 163d полости, поэтому, может обеспечивать надлежащую посадку посадочных торцевых поверхностей 171 модулей 170 второго уровня на соответствующие нижние части 145а посадочной поверхности на нижней поверхности 145 промежуточной пластины 140 седла для того, чтобы по существу предотвращать отвод текучей среды от модулей 170 второго уровня, как отмечалось выше, обеспечивая в тоже время поддержку модулей 170 второго уровня промежуточными опорными поверхностями 175 посредством опорного контакта с соответствующими частями нижней поверхности 163b области 163 верхней полости. Кроме того, посадочные торцевые поверхности 171, окружающие входные отверстия 170i для потока к каждому из пластинчатых клапанных модулей 170 второго множества, также по существу копланарны второй плоскости 155, которая смещена вниз от первой плоскости 135 на расстояние 151, которое по существу равно высоте 172h первых (верхних) частей 172 пластинчатых клапанных модулей 170 плюс общая толщина 140t промежуточной пластины 140 седла.
В некоторых иллюстративных вариантах осуществления сумма глубины 163d области 163 верхней полости, и толщины 140t промежуточной пластины 140 седла по меньшей мере равна, но предпочтительно больше, чем высота 174h второй (нижней) части 174 каждого пластинчатого клапанного модуля 170 на первом уровне 130. В этих вариантах осуществления, когда глубина 163d плюс толщина 140t больше, чем высота 174h, создается зазор между нижней поверхностью 179 каждого пластинчатого клапанного модуля 170 первого уровня и нижними поверхностями 163b области 163 верхней полости, как лучше видно на фиг.2, 6 и 8. Это, в свою очередь, предотвращает вхождение в контакт нижней поверхности 179 любого из пластинчатых клапанных модулей 170 первого уровня с нижней поверхностью 164b соответствующей второй полости 164, что может оказывать влияние на правильное размещение первых частей 172 каждого модуля 170 первого уровня внутри первых полостей 126 и на правильную посадку посадочных торцевых поверхностей 171 с верхними посадочными поверхностями 125.
В других вариантах осуществления глубина 164d каждой второй полости 164 (смотри фиг.5 и 6A) может быть больше, чем высота 174h нижней части 174 каждого пластинчатого клапанного модуля 170 на втором уровне 150. Эта глубина 164d служит для создания зазора между нижними поверхностями 179 пластинчатых клапанных модулей 170 второго уровня и нижними поверхностями 164b каждой соответствующей второй полости 264. Это в свою очередь обеспечивает то, что промежуточная опорная поверхность 175 на каждом из пластинчатых клапанных модулей 170 на втором уровне 150 поддерживается в несущей пластине 160 посредством вхождения в контакт с частями нижней поверхности 163b области 163 верхней полости, которые расположены по меньшей мере на противоположных боковых сторонах каждой соответствующей второй полости 164. К тому же, это предохраняет от вхождения в контакт нижней поверхности 179 какого-либо из пластинчатых клапанных модулей 170 второго уровня с нижней поверхностью 164b соответствующей второй полости 164, что может влиять на правильное размещение и посадкупервых частей 172 каждого модуля 170 второго уровня между нижними частями 145а посадочной поверхности на промежуточной пластине 140 седла и нижними поверхностями 163b области 163 верхней полости. Однако, как было отмечено выше относительно пластинчатых клапанных модулей 170 первого уровня, по меньшей мере некоторые иллюстративные варианты осуществления каждого из пластинчатых клапанных модулей 170 на втором уровне 150, могут опираться на нижнюю поверхность 179 модуля 170 (смотри фиг.6A, 13 и 13A), а не на промежуточную опорную поверхностью 175. В таких вариантах осуществления глубина 164d и пространственное взаимное расположение между первыми (верхними) частями 172 пластинчатых клапанных модулей 170 второго уровня и поверхностями 145a и 163b будут отличаться от того, что было описано выше, как будет дополнительно описано далее в связи с иллюстративным пакетным клапанным узлом 200, показанным на фиг.17-24.
На фиг.12-13A показаны различные соответствующие подробные аспекты иллюстративного варианта осуществления пластинчатого клапанного модуля 170, который может быть использован в связи с какими-либо пакетными клапанными узлами, раскрываемыми в данном описании. В частности, фиг.12 и 12A представляют собой изометрическое изображение и изометрическое изображение с пространственным разнесением деталейиллюстративного пластинчатого клапанного модуля 170, и фиг.13 и 13A представляют собой вид спереди и вид спереди с пространственным разнесением деталей пластинчатого клапанного модуля, показанного на фиг.12-12A. Как показано на фиг.12-13A, пластинчатый клапанный модуль 170 может включать в себя тело 176 модуля, множество пластинчатых створок 177 и корпус 173 модуля. Кроме того, вход 170i для потока расположен у входного конца пластинчатого клапанного модуля 170 (то есть, рядом с верхней посадочной торцевой поверхностью 171), и выход 170e для потока расположен на выходном конце пластинчатого клапанного модуля 170 (то есть, рядом с нижним концом179). В общем, пластинчатые створки 177 выполнены с возможностью быть удерживаемыми на месте на противоположных сторонах тела 176 модуля, и пластинчатые створки 177 выполнены с возможностью плотного прижатия во время эксплуатации к соответствующим уплотнительным поверхностям 176s на каждой из противоположных сторон тела 176 модуля, когда пластинчатые створки 177 находятся в закрытом положении во время эксплуатации.
Как было описано выше, тело 176 модуля может включать в себя верхнюю посадочную торцевую поверхность 171, которая выполнена с возможностью быть захваченной (и/или может входить в контакт) с одной из верхних посадочных поверхностей 125 в пластине 120 седла или нижней частью 145а посадочной поверхности промежуточной пластины 140 седла, в зависимости от того, является ли конкретный пластинчатый клапанный модуль 170 одним из модулей первого множества пластинчатых клапанных моделей 170, расположенных на первом уровне 130, или одним из модулей второго множества пластинчатых клапанных модулей 170, расположенных на втором уровне 150. Кроме того, каждая верхняя посадочная торцевая поверхность 171 может по существу полностью окружать соответствующий вход 170i для потока пластинчатого клапанного модуля 170.
Как лучше видно на фиг.12 и 12A, каждый пластинчатый клапанный модуль 170 может включать в себя множество проточных каналов 176р, которые ведут к выходу для потока или к выходному отверстию 176e через соответствующие боковые стороны тела 176 модуля, как лучше видно на фиг.12A. Так же, как показано на фиг.12A, уплотнительные поверхности 176s на каждой соответствующей стороне тела 176 модуля могут по существу полностью окружать и охватывать каждое из выходных отверстий 176e, проходящих через эти соответствующие боковые стороны, а также обнаженные торцевые поверхности каждого из ребер 176r на такой соответствующей боковой стороне.
Как видно по меньшей мере на фиг.13, корпус 173 модуля в первой (верхней) части 172 пластинчатого клапанного модуля 170 может иметь поперечный размер 172w, который больше, чем поперечный размер 174w корпуса 173 модуля во второй (нижней) части 174 пластинчатого клапанного модуля 170 для того, чтобы боковые стороны первой части 172 были смещены в поперечном направлении от боковых сторон второй части 174 на расстояние 175w, образуя, таким образом, поверхность 175. К тому же, первая часть 172 имеет высоту 172h, вторая часть имеет высоту 174h, и пластинчатый клапанный модуль имеет общую высоту 170h модуля, которая по существу равна сумме высот 172h и 174h соответственно первой и второй частей 172 и 174.
Как упоминалось ранее, для вариантов осуществления пакетного клапанного узла 100, показанного на фиг.1-11, поверхность 175 может обеспечивать промежуточную опорную поверхность для пластинчатого клапанного модуля 170 на нижнем конце первой части 172, как описано выше относительно вариантов осуществления пакетного клапанного узла 100, показанного на фиг.1-11. В таких вариантах осуществления промежуточная опорная поверхность 175 поэтому может быть использована для опоры по меньшей мере некоторых пластинчатых клапанных модулей 170 на обнаженные части 141a верхней поверхности 141 промежуточной опорной пластины 140 (для первого уровня 130 модулей 170), или наопорные поверхности 163b на нижней части верхней области 163 полостинесущей пластины 160 (для второго уровня 150 модулей 170), как было ранее описано выше. В некоторых других вариантах осуществления каждый пластинчатый клапанный модуль 170 вместо этого может опираться на нижнюю поверхность 179 второй части 174 модуля 170, а не на промежуточную опорную поверхность 175, как будет дополнительно описано ниже в связи с иллюстративным пакетным клапанным узлом 200, показанным на фиг.17-24.
Как показано по меньшей мере на фиг.6A и 13A, боковые уплотнительные поверхности 176s тела 176 модуля могут сходиться на конус по направлению вниз от верхней посадочной торцевой поверхности 171 к нижнему концу 179 пластинчатого клапанного модуля 170. Специалистам в данной области техники после полного прочтения настоящего изобретения станет очевидно, что конусная компоновка боковых уплотнительных поверхностей 176s позволяет, чтобы корпус 173 модуля, который содержит в себе тело 176 модуля и пластинчатую створку 177, имел поперечный размер 174w на нижней части 179 второй (нижней) части 174 рядом с выходом 170e для потока, меньший, чем поперечный размер 172w его первой (верхней) части 172 рядом с посадочной торцевой поверхностью 171 и входом 170i для потока. Это в свою очередь обеспечивает более высокую (то есть, более плотную) общую плотность компоновки множества пластинчатых клапанных модулей 170 на первом и втором уровнях 130, 150, благодаря эффекту «размещения с максимальной плотностью», обеспечиваемому посредством смещенных в поперечном направлении боковых сторон верхней и нижней частей 172, 174 пластинчатого клапанного модуля 170, как будет более подробно описано ниже в связи с фиг.14-16.
В общем, первое и второе множество пластинчатых клапанных модулей 170, располагаемых на соответствующих первом и втором уровнях 130, 150 пластинчатых клапанных модулей 170, могут быть уложены в пакет в вертикальном направлении и «размещены с максимальной плотностью» в поперечном направлении для того, чтобы обеспечивать как можно более близкое расстояние между смежными в вертикальном и поперечном направлениях пластинчатыми клапанными модулями 170. Например, в варианте осуществления, показанном на фиг.1-11, всего четыре пластинчатых клапанных модуля 170 расположены на первом уровне 130, и всего четыре пластинчатых клапанных модуля 170 так же расположены на втором уровне 150. Такие количества пластинчатых клапанных модулей 170 являются только иллюстративными и основаны на иллюстративном варианте осуществления, в котором все пластинчатые клапанные модули 170 имеют одинаковые размеры и конфигурацию, и установлены в иллюстративный пакетный клапанный узел 100, имеющий носовую часть 168 с диаметром 168d (или диаметр 160d клапана, когда носовая часть 168 не используется), который находится в диапазоне от 3,5 дюйма (0,089 м) до 4,0 дюйма (0,102 м).
В некоторых вариантах осуществления, каждое из множества пластинчатых клапанных модулей 170, которые размещены как на первом уровне 130, так и на втором уровне 150, могут иметь по существу идентичные размеры и конфигурацию, как показано для иллюстративного пакетного клапанного узла 100, показанного на фиг.1-11. Однако для специалистов в данной области техники после полного прочтения настоящего изобретения станет очевидно, что пластинчатые клапанные модули 170, которые расположены на втором уровне 150, не обязательно должны иметь такую же конфигурацию, как и пластинчатые клапанные модули 170, которые расположены на первом уровне 130. Например, поскольку «размещение с максимальной плотностью» пластинчатых клапанных модулей 170 облегчается наличием расстояния 175w смещения между боковыми стенками модулей 170, расположенными на первом (верхнем) уровне 130, но не каким-либо расстоянием смещения между боковыми стенками модулей, расположенных на втором (нижнем) уровне 150, в некоторых вариантах осуществления модули 170, расположенные на втором (нижнем) уровне 150, не обязаны иметь такое же смещение. Наоборот, некоторые или все пластинчатые клапанные модули 170 второго уровня могут иметь по существу прямые боковые стороны, то есть, когда поперечный размер 174w вторых (нижних) частей 174 модулей 170 второго уровня по существу такой же, как и поперечный размер 172w первых (верхних) частей 172. В некоторых других вариантах осуществления некоторые или все пластинчатые клапанные модули 170, расположенные на втором уровне 150, могут иметь расстояние 175w смещения, которое отличается от расстояния 174w смещения пластинчатых клапанных модулей 170, расположенных на первом уровне 130. Кроме того, в таких вариантах осуществления расстояние 175w смещения модулей 170 первого уровня может быть больше или меньше, чем расстояние 175w смещения модулей 170 второго уровня, без влияния на «размещение с максимальной плотностью» модулей 170.
Специалистам в данной области техники очевидно, что пакетный клапанный узел 100, имеющий величину диаметра носовой части (или клапана), которая отличается от величины диаметра, находящейся в диапазоне от 3,5 дюйма (0,089 м) до 4,0 дюйма (0,102 м) варианта осуществления, показанного на фиг.1-11, может иметь другое количество пластинчатых клапанных модулей 170, либо большее, либо меньшее, в зависимости от конкретного размера. Кроме того, следует понимать, что в зависимости от конкретной величины используемых пластинчатых клапанных модулей 170, количество пластинчатых клапанных модулей 170, расположенных на первом и втором уровнях 130 и 150 также может быть не одинаковым, то есть, первый уровень 130 может включать в себя больше пластинчатых клапанных модулей 170, чем второй уровень 150, или наоборот. Более того, в то время как первая и вторая части 172, 174 пластинчатых клапанных модулей 170, расположенные как на первом уровне 130, так и на втором уровне 150, могут иметь одинаковые смещенные поперечные размеры 172w, 174w для способствования требующегося «размещения с максимальной плотностью» смежных в поперечном направлении пластинчатых клапанных модулей 170, длины 170L пластинчатых клапанных модулей 170 в направлении, которое по существу перпендикулярно поперечному размеру 172w, 174w (смотри, например, фиг.12) и по существу параллельно направлению потока 102/104 текучей среды через узел, могут отличаться. Например, длины 170L пластинчатых клапанных модулей 170 на первом уровне 130, могут отличаться от длин 170L пластинчатых клапанных модулей 170 на втором уровне 150. Кроме того, следует также понимать, что длины 170L каждого пластинчатого клапанного модуля 170 внутри заданного уровня 130 или 150 не обязательно должны быть одинаковыми, так как пластинчатые клапанные модули 170, имеющие различную ширину, могут быть перемешаны внутри любого заданного уровня 130, 150.
На фиг.14-16 показаны различные преимущественные аспекты иллюстративных пакетных клапанных узлов 100 настоящего изобретения благодаря эффекту «размещения с максимальной плотностью», обеспечиваемого смещенными в поперечном направлении боковыми сторонами верхней и нижней частей 172, 174 по меньшей мере пластинчатых клапанных модулей 170, которые расположены на первом уровне 130 пластинчатых клапанных модулей 170. Более конкретно, на фиг.14 показан частичный вид спереди поперечного сечения иллюстративного пакетного клапанного узла 100 в соответствии с фиг.1-11, если смотреть вдоль линии разреза «14-14» на фиг.1, на которой показаны только иллюстративные пластинчатые клапанные модули 170 и промежуточная пластина 140 седла, и на фиг.15 показаны уложенные в пакет и «размещенные с максимальной плотностью» пластинчатые клапанные модули из фиг.14 без промежуточной пластины 140 седла для лучшего понимания чертежа. К тому же, фиг.16 представляет собой частичный вид спереди поперечного сечения иллюстративной «стандартной» конфигурации или конфигурации «без укладывания в пакет» пластинчатых клапанных модулей, то есть, конфигурации, при которой все модули из множества пластинчатых клапанных модулей 170 расположены на одном уровне 130a так, что все их посадочные торцевые поверхности 171 расположены по существу в одной и той же плоскости, и при которой нет других уровней, на которых пластинчатые клапанные модули 170 расположены ниже и/или уложены в пакет и «размещены с максимальной плотностью» с модулями 170 одного уровня 130a. «Стандартная» структура или структура без укладывания в пакет, показанная на фиг.16, была включена для описания и для иллюстрации выгод и преимуществ, связанных с аспектами «размещения с максимальной плотностью» пакетных клапанных конфигураций, показанных на фиг.14 и 15.
Как видно на фиг.14 и 15, первое множество пластинчатых клапанных модулей 170 расположено на первом уровне 130, который по существу охватывает с двух сторон промежуточную пластину 140 седла, и второе множество пластинчатых клапанных модулей 170 расположено на втором уровне 150 так, что каждый модуль 170 на втором уровне 150 расположен по существу полностью под промежуточной пластиной 140 седла. В показанном варианте осуществления часть каждого пластинчатого клапанного модуля 170, расположенного на втором уровне 150, также расположена под более широкой первой (верхней) частью 172 по меньшей мере одного соответствующего модуля 170, то есть расположена на первом уровне 130. К тому же, каждая верхняя посадочная торцевая поверхность 171 первого множества пластинчатых клапанных модулей 170, расположенных на первом уровне 130, по существу копланарна первой плоскости 135, которая по существу параллельна верхней поверхности 141 промежуточной пластины 140 седла. Кроме того, первая плоскость 135 смещена в вертикальном направлении над верхней поверхностью 141 на расстояние 172h, то есть на расстояние по существу такое же, что и высота 172h первых (верхних) частей 172 пластинчатых клапанных модулей 170, и также может быть по существу копланарна верхним посадочным поверхностями 125 на пластине 120 седла (смотри фиг.3, 6A и 9). Верхние посадочные торцевые поверхности 171 второго множества пластинчатых клапанных модулей 170 на втором уровне 150 также по существу копланарны второй плоскости 155, то есть по существу параллельны первой плоскости 135, причем вторая плоскость 155 по существу копланарна нижним частям 145а посадочной поверхности на нижней поверхности 145 промежуточной пластины 140 седла. В показанном варианте осуществления вторая плоскость 155 также смещена в вертикальном направлении ниже первой плоскости 135 на расстояние 151, то есть на расстояние, по существу равное высоте 172h первых частей пластинчатых клапанных модулей 170, расположенных на первом уровне 130, плюс общая толщина 140t промежуточной пластины 140 седла. В некоторых вариантах осуществления вторая плоскость 155 копланарных посадочных торцевых поверхностей 171 пластинчатых клапанных модулей 170 второго уровня также может быть по существу параллельна нижней поверхности 145 промежуточной пластины 140 седла, и в некоторых других вариантах осуществления вторая плоскость 155 может быть также копланарна нижней поверхности 145.
,
Как показано на фиг.14 и 15, смежные пластинчатые клапанные модули 170 из множества расположенных на разных уровнях пластинчатых клапанных модулей 170, которые для целей настоящего описания являются комбинацией как первого, так и второго множества пластинчатых клапанных модулей 170 на первом и втором уровнях 130, 150, имеют поперечное расстояние 180 между центрами. К тому же, множество расположенных на разных уровнях пластинчатых клапанных модулей 170 как на первом, так и на втором уровнях 130, 150, имеют суммарный групповой поперечный размер 190, по существу равный сумме поперечных расстояний 180 между центрами (например, четырехкратное расстояние 180 между центрами для иллюстративного варианта осуществления на фиг.14 и 15), плюс поперечный размер 172w первых (верхних) частей пластинчатых клапанных модулей 170 на первом уровне 130. К тому же, конфигурация с укладкой в пакет и «размещением с максимальной плотностью» пластинчатых клапанных модулей на фиг.14 и 15, имеет высоту 195 пакета которая по существу равна высоте 172h (смотри, Фиг. 6A и 13) первых (верхних) частей 172 первого уровня 130 пластинчатых клапанных модулей 170, толщине 140t промежуточной пластины 140 седла и общей высоте 170h модуля второго уровня пластинчатых клапанных модулей 150.
Поперечное расстояние 180 между смежными пластинчатыми клапанными модулями 170 в конфигурациях с уложенными в пакетпластинчатыми клапанными модулями настоящего изобретения, которые показаны на фиг.14 и 15, по существу меньше, чем оно было бы в случае типовой «стандартной» конфигурации или конфигурации без уложенных в пакет пластинчатых клапанных модулей (смотри, например, фиг.16, описанную ниже), благодаря эффекту «размещения с максимальной плотностью» между первым и вторым уровнями 130, 150 пластинчатых клапанных модулей 170. Более конкретно, как показано на фиг.14 и 15, боковые поверхности первых (верхних) частей 172 второго уровня 150 пластинчатых клапанных модулей 170 расположены рядом с боковыми поверхностями вторых (нижних) частей 174 первого уровня 130 пластинчатых клапанных модулей 170. Кроме того, в этой конфигурации часть первых частей 172 каждого из пластинчатых клапанных модулей 170 на первом уровне 130 выступает в поперечном направлении за соответствующие первые части 172 пластинчатых клапанных модулей 170, которые расположены ниже на втором уровне 150 пластинчатых клапанных модулей 170, в результате чего «размещенные с максимальной плотностью» части модулей 170 второго уровня ниже выступают за части модулей 170 первого уровня, не создавая препятствия для прохождения потока 104 текучей среды (смотри, Фиг. 2, 6, и 8) к выходам 170i для потока каждого из модулей 170 второго уровня.
При таком «размещении с максимальной плотностью» поперечное расстояние 180 между смежными пластинчатыми клапанными модулями 170 в конфигурациях с уложенными в пакет пластинчатыми клапанными модулями, показанными на фиг.14 и 15, может быть таким же небольшим, как и поперечный размер 174w вторых (нижних) частей пластинчатых клапанных модулей 170 на втором уровне, допуская, что боковые поверхности первых (верхних) частей пластинчатых клапанных модулей на втором уровне 150, могут быть как можно больше приближены друг к другу, находясь по существу в непосредственном контакте с боковыми поверхностями второй (нижней части) 174 пластинчатого клапанного модуля на первом уровне 130. Для иллюстративного варианта осуществления, показанного на фиг.14 и 15, общий поперечный групповой размер 190 в конфигурации с уложенными в пакет пластинчатыми клапанными модулями может быть в четыре раза меньше поперечного размера 174w вторых частей 174 пластинчатых клапанных модулей плюс поперечный размер 172w первых частей 172 пластинчатых клапанных модулей.
На фиг.16 показана «стандартная» конфигурация или конфигурация с пластинчатыми клапанными модулями, не уложенными в пакет, при которой все пластинчатые клапанные модули 170 расположены на одном уровне 130a, который охватывает с двух сторон промежуточную пластину седла так, что все верхние посадочные торцевые поверхности 171 по существу копланарны первой плоскости 135a, то есть смещены в вертикальном направлении от верхней поверхности 141 промежуточной пластины 140 седла на расстояние 172h. В иллюстративной конфигурации, показанной на фиг.16, поперечное расстояние 280a между центрами смежных пластинчатых клапанных модулей 170 не может быть меньше, чем поперечный размер 172w первых (верхних) частей пластинчатых клапанных модулей 170, допуская снова, что как можно более близкое приближение боковых поверхностей первых частей 172 пластинчатых клапанных модулей будет означать приведение их по существу в непосредственный контакт между боковыми сторонами. В этой связи для варианта осуществления, показанного на фиг.16, наименьший общий поперечный групповой размер 190a, когда множество пластинчатых клапанных модулей 170 расположены на одном уровне 130a, будет в пять раз больше поперечного размера 172w первых (верхних) частей пластинчатых клапанных модулей 170.
На основе сравнения конфигурации с «уложенными в пакет» пластинчатыми клапанными модулями, показанной на фиг.14 и 15, со «стандартной» конфигурацией или конфигурацией с «не уложенными в пакет» пластинчатыми клапанными модулями на фиг.16, легко увидеть, что эффект «размещения с максимальной плотностью», обеспечиваемый смещением в поперечном направлении боковых сторон верхней и нижней частей 172, 174 пластинчатых клапанных модулей 170, может приводить к существенному уменьшению поперечного расстояния 180 между центрами смежных пластинчатых клапанных модулей 170 и, следовательно, к соответственному увеличению плотности компоновки пластинчатых клапанных модулей 170 внутри пакетного клапанного узла 100 настоящего изобретения. Например, пакетный клапанный узел, который использует конфигурацию с уложенными в пакет пластинчатыми клапанными модулями, как описано в данном документе, может иметь эффективное проходное сечение, величина которого может быть до 50% больше, чем эффективное проходное сечение со «стандартной» конфигурацией или с конфигурацией клапана без «укладки в пакет», показанной на фиг.16, которая также может иметь эффективное проходное сечение, которое существенно выше, чем эффективное проходное сечение в типовых клапанах предшествующего уровня техники, и не иметь существенного увеличения неиспользуемого объема клапана.
Обратимся теперь к пакетному клапанному устройству 200, показанному на фиг.17-24. На фиг.17 показано изометрическое изображение иллюстративного варианта осуществления пакетного клапанного узла 200, и на фиг.18 и 18A показаны соответственно изометрическое изображение и изометрическое изображение с пространственным разнесением деталей пакетного клапанного узла 200, показанного на фиг.17, если смотреть вдоль линии разреза «18-18» на фиг.17. К тому же, фиг.19 и 20 представляют собой изометрические изображения в крупном масштабе пластины 220 седла и несущей пластины 260 пакетного клапанного узла 200, показанного на фиг.18, и фиг.21 и 22 представляют собой изометрические изображения поперечного сечения пластины 220 седла и несущей пластины 260 клапанного узла, показанного на фиг.18, если смотреть снизу. Кроме того, фиг.23 и 23A представляют собой соответственно вид спереди поперечного сечения и вид спереди с пространственным разнесением деталей поперечного сечения пакетного клапанного узла 200, показанного на фиг.17, если смотреть вдоль линии разреза «23-23» на фиг.17, и фиг.24 представляет собой частичный вид спереди поперечного сечения узла 200, показанного на фиг.17, если смотреть вдоль линии разреза «24-24» на фиг.17, но показывающий только установленные пластинчатые клапанные модули 270, иллюстрирующий, как модули 270 могут быть уложены в пакет и «размещены с максимальной плотностью» так, чтобы увеличивать эффективное проходное сечение узла 200.
При сравнении пакетного клапанного узла 200, показанного на фиг.17-24, с пакетным клапанным узлом 100, показанным на фиг.1-15, можно увидеть, что некоторые детали и элементы являются общими для обоих узлов 200 и 100. Соответственно, такие детали и элементы пакетного клапанного узла 200 могут быть обозначены в последующем описании и на прилагаемых фиг.17-24 ссылочными позициями, которые одинаковы с ссылочными позициями, используемыми для обозначения соответствующих или относящихся к ним деталям и элементам пакетного клапанного узла 100, в котором, однако, основное число «1», используемое для ссылочных позиций на фиг.1-15, было заменено на основное число «2» для того, чтобы отметить, что такие ссылочные позиции относятся к элементу узла 200. Например, пластина «220» седла, несущая пластина «260» и пластинчатые клапанные модули «270» пакетного клапанного узла «200» по существу соответствуют пластине «120» седла, несущей пластине «160» и пластинчатым клапанным модулям «170» пакетного клапанного узла «100» и так далее. Кроме того, некоторые детали и элементы пакетного клапанного узла 200 могут быть по существу аналогичными, по существу идентичными или функционально подобными соответствующей детали или элементу пакетного клапанного узла 100. В таких случаях и если нет необходимости передавать подробности определенных аспектов конкретных элементов узла 200, которые могут отличаться от соответствующего или относящегося к этому элемента узла 100, некоторые детали или элементы могут быть описаны или упомянуты не полностью в описании для фиг.17-24 ниже, даже если ссылочные позиции для таких соответствующих элементов могут быть указаны на одной или более фиг.17-24.
Как видно на фиг.17-23, иллюстративный пакетный клапанный узел 200 может включать в себя пластину 220 седла, несущую пластину 260 и множество пластинчатых клапанных модулей 270, которые расположены в конфигурации с укладыванием в пакет и «размещением с максимальной плотностью», и которые удерживаются на месте внутри пакетного пластинчатого узла 200 между пластиной 220 седла и несущей пластиной 260. В некоторых вариантах осуществления пластинчатые клапанные модули 270 могут удерживаться на месте внутри пакетного клапанного узла 200 посредством прикрепления пластины 220 седла непосредственно к несущей пластине 260 при использовании множества крепежных элементов 210, таких как резьбовые крепежные элементы и тому подобное, хотя следует понимать, что другие средства также могут быть использованы для удерживания пластинчатых клапанных модулей 270 на месте внутри узла 200, такие, как были описаны выше относительно пакетного клапанного узла 100.
Как можно видеть на показанном варианте осуществления, пакетный клапанный узел 200 выполнен таким же образом, что и пакетный клапанный узел 100 на фиг.1-11, при этом, однако, в устройстве 200 не используется промежуточная пластина седла, такая как промежуточная пластина 140 седла узла 100. Вместо этого, по меньшей мере часть нижней поверхности 229 пластины 220 седла приведена в непосредственный контакт по меньшей мере с частью верхней поверхности 261 несущей пластины 260, когда пакетный клапанный узел 200 находится в собранной конфигурации. Кроме того, исключение промежуточной пластины седла из пакетного клапанного узел 200 может приводить к устройству 200, имеющему уменьшенный свободный неиспользуемый объем относительно свободного неиспользуемого объема пакетного клапанного узла 100, и который может быть примерно пропорциональным толщине 140t промежуточной пластины 140 седла узла 100. Однако после полного прочтения настоящего изобретения специалистам в данной области техники станет очевидно, что исключение промежуточной пластины седла из пакетного клапанного узла 200 не влияет на ранее описанные преимущественные аспекты укладки в пакет и «размещения с максимальной плотностью» пластинчатых клапанных модулей 270 внутри узла 200. Наоборот, новое и уникальное укладывание в пакет и «размещение с максимальной плотностью» пластинчатых клапанных модулей, описанные в данном документе, достигается посредством каждого из раскрываемых вариантов осуществления пакетных клапанных узлов и описано, в частности, для пакетного клапанного узла 200 относительно расположения модулей, показанного на фиг.24.
Следует понимать, что конфигурация любого одного или более пластинчатых клапанных модулей 270, показанных на фиг.17-23 и описанных ниже, может находиться в соответствии с любым из различных вариантов осуществления, описанных относительно пластинчатых клапанных модулей 170 пакетного клапанного узла 100, описанного выше. По этой причине дополнительные аспекты пластинчатых клапанных модулей 270 не будут более подробно описаны ниже, за исключением случаев, когда при необходимости может потребоваться ясность и точность для описания различных расположений и вариантов осуществления пакетного клапанного узла 200, описанного в данном документе.
В некоторых вариантах осуществления пластина 220 седла и несущая пластина 260 могут иметь одинаковый наружный диаметр 260d, хотя в других вариантах осуществления пластина 220 седла и несущая пластина 260 могут иметь различные диаметры в зависимости от конкретного применения и/или от требований по установке узла 200. К тому же, либо пластина 220 седла, либо несущая пластина 260, или как пластина 220 седла, так и несущая пластина 260 могут включать в себя носовую часть, имеющую уменьшенный диаметр 228d или 268d, соответственно, который меньше, чем наружный диаметр 260d пакетного клапанного узла 200. В таких вариантах осуществления, в которых оба конца пакетного клапанного узла 200 включают в себя носовую часть, такую как носовая часть 228 и/или носовая часть 268 пластины 220 седла и несущей пластины 260, соответственно, диаметры 228d и 268d носовых частей могут быть одинаковыми или различными, в зависимости от конкретного применения.
В вариантах осуществления клапанного узла 200, показанных на фиг.17-23, второе множество пластинчатых клапанных модулей 270 на втором (нижнем) уровне 250 расположены внутри и опираются на несущую пластину 260 по существу таким же образом, как и соответствующие элементы пакетного клапанного узла 100, показанного на фиг.1-11 и описанного выше. То есть, так, что каждый пластинчатый клапанный модуль 270 второго уровня по существу полностью содержится внутри области 263 верхней полости и внутри вторых полостей 264 несущей пластины 260, когда многоуровневое пакетный клапанный узел 200 находится в полностью собранной конфигурации, и поддерживается промежуточной опорной поверхностью 275 на каждом модуле 270 через непосредственный контакт с частями нижней поверхности 263b верхней области 263 полости. В показанных вариантах осуществления глубина 264d каждой второй полости 264 больше, чем высота 274h второй (нижней) части 274 соответствующих пластинчатых клапанных модулей 270 второго уровня, что тем самым обеспечивает сохранение зазора между нижней поверхностью 264b каждой второй полости 264 и нижней поверхностью 279 каждого пластинчатого клапанного модуля 270 второго уровня, когда пакетный клапанный узел 200 находится в собранной конфигурации.
Как упоминалось ранее, когда пакетный клапанный узел 200 собран, нижняя поверхность 229 пластины 220 седла приведена в контакт с верхней поверхностью 261 несущей пластины 260. В показанных вариантах осуществления нижние части 229a посадочной поверхности на нижней поверхности 229 пластины 220 седла в областях, окружающих каждый из вторых проточных каналов 224, захватывают верхние посадочные торцевые поверхности 270 каждого из пластинчатых клапанных модулей 270 второго множества. Смотри фиг.19, 21 и 23A. Как и для собранного пакетного клапанного узла 100, верхняя посадочная торцевая поверхность 271 каждого из пластинчатых клапанных модулей 270 второго уровня выполнена с возможностью по существу полностью окружать соответствующий второй проточный канал 224, и может быть приведена в зацепление посредством сопряжения или контакта с соответствующей одной из нижних частей 229а посадочной поверхности на нижней поверхности 229 пластины 220 седла. При такой конфигурации по существу весь поток 204 текучей среды, проходящий через каждый второй проточный канал 224, направляется через соответствующий модуль 270, предотвращая, таким образом, возникновение обходного потока или утечки какой-либо части потока 204 текучей среды вокруг модулей 270 второго уровня 250. Кроме того, глубина 263d области 263 верхней полости определяется так же, как и по отношению к пакетному клапанному узлу 100 на Фиг. 1-11 так, чтобы сохранять правильное пространственное взаимное расположение между первой частью 272 каждого пластинчатого клапанного модуля 270 второго уровня и захватывающими поверхностями 229a и 263b. К тому же, посадочные торцевые поверхности 271, окружающие входы 270i потока каждого из пластинчатых клапанных модулей 270 второго уровня, будут по существу копланарны второй плоскости 255, которая, в свою очередь, является копланарной нижней части 229а посадочной поверхности на пластине 220 седла.
Как в особенности видно на фиг.18-23, когда пакетный клапанный узел 200 находится в собранной конфигурации, модули из первого множества пластинчатых клапанных модулей 270 на первом уровне 230 расположены внутри пластины 220 седла по существу таким же образом, как и соответствующие элементы пакетного клапанного узла 100, показанного на фиг.1-11 и описанного выше. То есть, первая (верхняя) часть каждого пластинчатого клапанного модуля 270 на первом уровне 230 по существу полностью содержится или помещается внутри соответствующей одной из первых полостей 226, и посадочная торцевая поверхность 271 на каждом пластинчатом клапанном модуле 270 второго уровня захватывается и приводится в зацепление посредством контакта или сопряжения с верхними посадочными поверхностями 225 на пластине 220 седла. К тому же, в показанных вариантах осуществления каждая из верхних посадочных торцевых поверхностей 271 пластинчатых клапанных модулей 270 первого уровня является по существу копланарной первой плоскости 235, то есть по существу параллельна нижней поверхности 229 пластины 220 седла. Кроме того, первая плоскость 235 смещена в вертикальном направлении над верхней поверхностью 261 несущей пластины 260 и нижней поверхностью 229 пластины 220 седла, обе из которых являются копланарными второй плоскости 255 в собранной конфигурации, на расстояние 251, то есть на расстояние, по существу равное глубине 226d первых полостей 226, и также может быть существу копланарна верхним посадочным поверхностям 225 на пластине 220 седла (смотри фиг.19, 21 и 23A).
В показанных вариантах осуществления пакетного клапанного узла 200 каждый из пластинчатых клапанных модулей 270 первого уровня поддерживается нижней поверхностью 279 модуля 270 через непосредственный контакт с частями нижней поверхности 263b области 263 верхней полости. Для того чтобы каждый пластинчатый клапанный модуль 270 поддерживался таким образом, и для того, чтобы посадочная торцевая поверхность 271 каждого модуля 270 находилась в правильном зацеплении посредством контакта или сопряжения с соответствующей верхней посадочной поверхностью 225, глубина 226d каждой первой полости 226 должна быть по меньшей мере равна и, предпочтительно, больше, чем высота 272h первой части пластинчатого клапанного модуля 270, содержащегося внутри полости 226. Такая глубина 226d полости предохраняет промежуточную опорную поверхность 275 на каком-либо пластинчатом клапанном модуле 270 первого уровня от вхождения в контакт с какой-либо частью верхней поверхности 261 несущей пластины 260, окружающей верхнюю область 263 полости, который некоторым образомможет влиять на поддержку модулей 270 нижними поверхностями 279. К тому же, сумма глубин 226d и 264d каждой соответствующей выровненной группы первых и вторых полостей 226/264, должна быть по существу равна общей высоте 270h модуля каждого пластинчатого клапанного модуля 270 первого уровня (смотри фиг.23A), что тем самым обеспечивает правильную посадку посадочных торцевых поверхностей 271 на первом уровне 230 пластинчатых клапанных модулей 270 на соответствующие верхние посадочные поверхности 225 на пластине 220 седла, обеспечивая в тоже время поддержку модулей 270 первого уровня посредством контакта нижней поверхности каждого модуля 270 с соответствующими частями нижней поверхности 263b области 263 верхней полости по меньшей мере на противоположных боковых сторонах соответствующего выходного проточного канала 262.
В альтернативном иллюстративном варианте осуществления клапанного узла 200 модули 270 второго уровня могут поддерживаться посредством нижней поверхности 279 модуля 270 таким же образом, каким пластинчатые клапанные модули 270 первого уровня поддерживаются частями нижних поверхностей 263b области 263 верхней полости, вместо использования промежуточных опорных поверхностей 275. В таких вариантах осуществления глубина 263d области 263 верхней полости и сумма глубины 263d области 263 верхней полости и глубины 264d соответствующей второй полости 264 должна быть отрегулирована так же, как было описано выше относительно поддержки первого множества пластинчатых клапанных модулей 270, расположенных на первом уровне 230. В частности, глубины 263d и 264d могут быть отрегулированы так, чтобы промежуточные опорные поверхности 275 пластинчатых клапанных модулей 270 второго уровня не мешали правильному размещению и посадке модулей 270 второго уровня между нижними частями 229а посадочной поверхности на нижней поверхности пластины седла и нижними поверхностями 264b вторых полостей 264.
Фиг.24 представляет собой частичный вид спереди поперечного сечения иллюстративного пакетного клапанного узла, показанного на фиг. 17-24, если смотреть вдоль линии разреза «24-24» на фиг.17, причем для ясности показаны только первое и второе множество уложенных в пакет и «размещенных с максимальной плотностью» пластинчатых клапанных модулей. В общем, расположение с «размещением с максимальной плотностью» первого и второго множества пластинчатых клапанных модулей 270 на первом и втором уровнях 230/250 пакетного клапанного узла 200 является по существу таким же, как было описано относительно уложенных в пакет и «размещенных с максимальной плотностью» пластинчатых клапанных модулей 170 пакетного клапанного узла 100, показанного на фиг.14 и 15 и описанного выше. Соответственно, когда первый и второй пластинчатый клапанный узел имеют одинаковый номинальный размер и предназначены для одинакового применения, и количество и размер пластинчатых клапанных модулей 270, устанавливаемых в пакетный клапанный узел 200 такое же, как и количество и размер пластинчатых клапанных модулей 170, устанавливаемых в пакетный клапанный узел 100, тогда поперечное расстояние 280 между центрами модулей 270 в узле 200 будет такое же, как и поперечное расстояние 180 между центрами модулей 170 в узле 100, и общий групповой поперечный размер 290 модулей 270 будет таким же, как и общий групповой поперечный размер 190 модулей 170.
Однако, при одном и том же размере клапана и размере модуля, при ограничениях по количеству, отмеченных выше, общая высота 295 пакета из пластинчатых клапанных модулей 270 в пакетном клапанном узле 200, будет, как правило, меньше, чем общая высота 195 пакета из пластинчатых клапанных модулей 170 в пакетном клапанном узле 100 из-за исключения промежуточной пластины седла в пакетном клапанном узле 200. Кроме того, эта разница может приводить к уменьшенному свободному неиспользуемому объему в узле 200 по сравнению со свободным неиспользуемым объемом узла 100. Например, в зависимости от параметров расположения клапанных модулей 270, таких как, например, как и где они поддерживаются в пакетном клапанном узле 200, общая высота 295 стопы может быть по существу равна высоте, которая меньше, чем суммарной высоте 272h первых (верхних) частей 272 модулей 270 первого уровня и суммарной высоте 270h модулей 270 второго уровня.
После полного прочтения настоящего изобретения специалистам в данной области техники станет очевидно, что пакетный клапанный узел в соответствии с каким-либо из описанных в данном документе вариантов осуществления выполнен с возможностью содержания в себе множества клапанных модулей, таких как пластинчатые клапанные модули 170 или 270, в таком расположении, которое показано на любой из фиг.14, 15 или 24 между седлом клапана, таким как пластина 120 или 220 седла, то есть выполненным с возможностью выдерживания нагрузки от давления на клапан (которая является циклической в случае клапана компрессора) и упором, таким как несущая пластина 160 или 260, то есть выполненным с возможностью удерживания клапанных модулей на месте напротив седла клапана. Эти функции могут быть выполнены многочисленными различными способами при сохранении раскрываемого расположения «с укладкой в пакет» и «размещением с максимальной плотностью» клапанных модулей, например, таким способом, как разделение седла клапана и/или упора на многочисленные параллельные пластины. Например, может быть использована двух-пластинчатая комбинация, такая как пластина 120 седла и промежуточная пластина 140 седла пакетного клапанного узла 100, в котором несущая пластина 160 удерживает один или более клапанных модулей на месте напротив промежуточной пластины 140 седла и удерживает промежуточную пластину 140 седла напротив пластины 120 седла, и промежуточная пластина 120 седла в свою очередь, удерживает один или более клапанных модулей на месте напротив пластины 120 седла. Кроме того, любые комбинации из трех или более пластин также могут быть использованы внутри объема настоящего изобретения. К тому же, полости, которые вмещают в себя или содержат в себе клапанные модули, такие как полости 126/226, 163/263 или 164/264, также могут быть распределены любым подходящим способом между различными пластинами клапанного узла, снова, при сохранении раскрываемого расположения с укладкой в пакет и «размещения с максимальной плотностью» клапанных модулей. Следует также понимать, что, как и в случае с типовым или стандартным клапаном, седло клапана или упор могут быть выполнены как одно целое с механическим устройством, таким как цилиндр компрессора, обратный клапан трубопровода, воздухозаборник двигателя и тому подобное, без влияния на эффективности, обеспечиваемые расположениями с укладкой в пакет и «размещением с максимальной плотностью» клапанных модулей, раскрываемыми в данном документе.
В результате предмет изобретения, раскрываемый в данном документе, предоставляет подробные аспекты различных многоуровневых клапанных узлов, имеющих улучшенное эффективное проходное сечение для прохода потока. В некоторых вариантах осуществления пакетные клапанные узлы могут включать в себя первый и второй уровни клапанных модулей, которые расположены вокруг пластины седла, при этом первый и второй уровни клапанных модулей смещены в вертикальном направлении друг от друга, и по меньшей мере один из первого и второго уровней клапанных модулей смещен в вертикальном направлении относительно пластины седла. К тому же, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления по меньшей мере часть некоторых из клапанных модулей, расположенных на первом уровне, «расположены с максимальной плотностью» в поперечном направлении рядом по меньшей мере с частью некоторых клапанных модулей на втором уровне, обеспечивая, таким образом, более близкое расстояние между смежными пластинчатыми клапанными модулями и большую плотность размещения клапанных модулей внутри пакетного клапанного узла.
Конкретные варианты осуществления, описанные выше, являются только иллюстративными, поскольку предмет изобретения, определяемый прилагаемой формулой изобретения, может быть модифицирован и выполнен различными, но эквивалентными способами, известными специалистам в данной области техники, имеющими преимущество от идей, описанных в данном документе. Например, некоторые или все этапы технологического процесса, описанного выше, могут быть выполнены в другом порядке. Кроме того, не предусмотрены никакие другие ограничения для деталей конструкции, показанных в данном документе, чем описанные ниже в формуле изобретения. Поэтому очевидно, что конкретные варианты осуществления, раскрытые выше, могут быть изменены или модифицированы и считается, что все такие изменения находятся в пределах объема и сущности заявленного предмета изобретения. Следует отметить, что такие термины, как «первый», «второй», «третий» или «четвертый» для описания различных процессов или структур в данном техническом описании и в прилагаемой формуле изобретения, используются только для условных ссылок на такие этапы/структуры и не обязательно означают, что такие этапы/структуры выполняются/создаются в такой упорядоченной последовательности. Конечно, в зависимости от точной терминологии формулы изобретения может требоваться или может не требоваться точная последовательность таких процессов и структур. Соответственно, объем испрашиваемой охраны в данном документе определяется формулой изобретения, приведенной ниже.