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CN1589379A - 控制阀杆引导衬套 - Google Patents

控制阀杆引导衬套 Download PDF

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CN1589379A
CN1589379A CNA028227336A CN02822733A CN1589379A CN 1589379 A CN1589379 A CN 1589379A CN A028227336 A CNA028227336 A CN A028227336A CN 02822733 A CN02822733 A CN 02822733A CN 1589379 A CN1589379 A CN 1589379A
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兰迪·J·霍尔
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Fisher Controls International LLC
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Abstract

一种流体控制阀,包括阀体,该阀体具有流体入口通道(32)和流体出口通道(34)。该控制阀还包括阀杆(44)和引导该阀杆的单件自保持衬套(52a)。位于该单件自保持衬套(52a)上的肩部(58a)适于和阀元件(46)配合。

Description

控制阀杆引导衬套
相关申请信息
本申请要求2001年11月15日提交的、序列号为60/335922的临时申请的权益,该临时申请的名称为“控制阀杆分级引导衬套”。
技术领域
本发明总体涉及一种控制阀,尤其是一种具有阀杆引导衬套的控制阀。
背景技术
在大量处理控制系统应用场合中,控制阀用以控制处理流体(也就是,液体、气体和浆体等)。尽管处理控制系统可以使用控制阀来最终控流体的压力、水平、PH值或其他所需的参数,但是,控制阀基本上控制流体流的流速。
通常,控制阀可包括通过孔和流体出口联接的流体入口通道以及设置在控制流体的量的孔中的关闭件。该关闭件可包括阀塞,该阀塞具有相对于设置在孔处的座环座放的表面。操作期间,处理控制系统或者手工控制控制阀的操作人员向着或远离座环的表面移动阀塞,从而通过控制阀提供经过孔的所需流体流。
操作阀期间,许多元件由于它们的反复和普遍的循环而被磨损,尤其是阀杆和接触阀杆的元件。而且,随着流体流在致动器运动期间在阀上产生侧载荷,也能出现磨损。当阀杆和另一个接触元件之间发生金属和金属的接触时,上述磨损问题有时会被加剧。磨损导致的问题包括但不限于:阀和部件的使用寿命的降低;不希望出现的泄漏;以及,阀杆的失准。所以,在阀中加入衬套,以减轻阀元件的磨损,改进阀杆的引导并对准不同的阀元件。更具体地,通过将阀塞和座环对准,可以得到更好的阀截流,类似地,通过对准阀杆和填塞件(packing),可以减少经过填塞件的泄漏。
过去,已经试图提供一种衬套,其使用双件衬套或使用单件衬套,并利用粘结剂将衬套固定在控制阀内的适当位置。但是,每种上述解决方案都没有完全解决手头的这些问题。双件衬套不经济,而且在操作过程中易于分离。类似地,利用粘结剂保持的单件衬套难以安装和拆卸,并且在操作过程中也易于分离。
发明内容
根据本发明的一方面,提出一种改进的衬套,能够经济地制造、安装和拆卸该衬套,且其能够在阀的操作过程中保持固定。
根据本发明的另一方面,提出一种控制阀,其包括流体入口通道、流体出口通道以及将流体入口通道和流体出口通道连接的孔。该控制阀还包括:可操作地和阀塞联接的阀杆,阀塞打开和关闭所述孔;以及,单件自保持衬套,其设置在阀杆和阀元件之间。其中,所述单件自保持衬套适于和所述阀元件配合,以引导阀杆。
附图说明
通过下文结合附图对本发明的描述,本发明的优点将会显然,附图中:
图1是流体阀的剖视图,该阀包括阀杆、阀塞、填塞组件和杆引导衬套;
图2是图1中的填塞螺母、阀杆、填塞螺母和杆引导衬套的详细视图;
图3是图2中的杆引导衬套的透视图;
图4是在将杆引导衬套塞入填塞螺母中的过程中、图2中的填塞螺母和杆引导衬套的剖视图;
图5是在将杆引导衬套塞入填塞螺母以及将阀杆塞入填塞螺母和杆引导衬套之后,图4中的填塞螺母、阀杆和杆引导衬套的剖视图;和
图6是图4中的填塞螺母和杆引导衬套的详细的局部剖视图。
本发明可以进行各种修改并且具有备选的结构,下文将参照附图详细描述图中所示的某些示例性实施方式。但应该明白,所述描述不意于将本发明限制于某些具体公开的形式,相反,本发明涵盖落入本发明精神和范围内的各种修改、备选结构以及等效方式。
具体实施方式
下面,首先具体参照图1,控制阀总体上用附图标记20指代。该控制阀20包括阀体30、流体入口通道32、流体出口通道34以及将流体入口通道32和流体出口通道34联接在一起的孔36。阀塞42和阀杆44联接,该阀杆延伸穿过阀帽40而到达一个致动器(未示出)。该致动器可以包括隔膜壳体63。在一个备选示例中,该流体入口通道32和该流体出口通道34可以反转,这样,所述流体入口通道32成为流体出口通道,而所述流体出口通道34成为流体入口通道。
单件自保持杆引导衬套52a可以同心地位于阀杆44和填塞螺母46之间。该填塞螺母46可以包括:暴露给流体入口通道32的外侧;抵靠在垫圈49上的内侧;以及,设置在填塞螺母46中心的孔51。该填塞螺母46可以螺纹安装在阀帽40的下部41上,如图1所示的那样定位。垫圈49和填塞组件50也围绕阀杆44位于阀帽40内,所述垫圈例如酸模垫圈(belleville washer)。
行程限位装置64和第二单件杆引导衬套52b可以位于阀帽40内,该行程限位装置限制阀杆44的行程。致动器(未示出)可以在控制阀20的操作过程中将阀杆44和阀塞42向着和远离座环38移动,以分别关闭和打开控制阀20。
在流体入口通道32的上方可以是填塞螺母46和第一杆引导衬套52a,两者均围绕阀杆44。填塞螺母46和阀杆44两者均可以由不锈钢或其他任何适当的材料制成。
现在大体参照图2,填塞螺母46的外表面适于和阀帽40的下部41螺纹啮合。阀帽40的下部41和阀帽40可以由碳钢或其他任何适当的材料制成。该填塞螺母46适于围绕并卡住杆引导衬套52a。在该填塞螺母46的孔51中可以设置环形槽47a,该环形槽位于距离该填塞螺母46的露出端足够距离之处,以便允许杆引导衬套52a完全插入到填塞螺母46中,从而使得填塞螺母46能够卡住杆引导衬套52a。
由图3和图6可见,该环形槽47a的高度56a和深度57a也适于保持杆引导衬套52a的第一端53a的肩部58a。环形槽47a的深度57a可以大于杆引导衬套52a的肩部58a的宽度61a,以确保杆引导衬套52a的外表面抵靠填塞螺母46的孔51。类似地,环形槽47a的高度56a可以稍大于杆引导衬套52a的肩部58a的高度60a,以确保在槽47a和肩部58a之间的非干涉配合。
现在参考图3-5,杆引导衬套52a可以由例如聚苯硫醚(PolyphenlyeneSulfide PPS)的低摩擦材料或其他适用于所希望目的的材料制成,并且,如上所述,杆引导衬套52a适于将其自身保持在填塞螺母46中。该杆引导衬套52a所具有的壁厚适于在阀杆44和填塞螺母46之间得到滑动配合。在第二端54a上,杆引导衬套52a可以具有连续、不间断的表面,而在第一端53a上,该杆引导衬套52a可以具有至少一个、优选四个槽55a,所述槽位于杆引导衬套52a的第一端53a上,从而形成相同数目的叉部(prongs)48a。
例如,槽55a的长度可以是杆引导衬套52a的第一端53a和第二端54a之间距离的3/4,但是槽55a可以具有任意长度,甚至于将其省略,这视杆引导衬套52a的材料、尺寸和厚度的情况而定。在第一端53a上,该杆引导衬套52a可以包括肩部58a,对该肩部的尺寸进行适当地设置,使其能够和上述的环形槽47a配合。
而且,该肩部58a可以包括位于该肩部58a的环形外端上的斜边59a。可以对该斜边59a的尺寸和位置进行适当的设置,这样,当杆引导衬套52a的第一端53a同心地接触填塞螺母46的露出边缘时,该斜边59a可以帮助杆引导衬套叉部48a在杆引导衬套52a插入填塞螺母46的过程之中向内变形。
阀20中的杆引导衬套的数量可以改变,从一个到若干个杆引导衬套。类似地,在阀20中,杆引导衬套可以沿着阀杆44位于任何位置。例如,如同1所示,第二杆引导衬套52b可以位于阀帽40的上部45中,第一杆引导衬套52a可以位于填塞螺母46中。还可以有额外的杆引导衬套位于填塞螺母46、阀帽40的上部分或者不同的阀元件中。和位于填塞螺母46中的杆引导衬套52a类似,第二杆引导衬套52b和任何其他的杆引导衬套可以以类似的形式构形,并适于将其位置保持在阀帽40的上部45中或者任何其他阀元件或元件组合中。
在将杆引导衬套52a插入填塞螺母46中之前,杆引导衬套52a的叉部48a可以向杆引导衬套52a的轴向中心压缩,从而有效地减小杆引导衬套52a的第一端53a的外径。杆引导衬套52a的第一端53a的外径减小,从而允许通过肩部58a的斜边59a将杆引导衬套52a的第一端53a过渡进入填塞螺母46中。随着杆引导衬套52a被推入填塞螺母46中,杆引导衬套52a的肩部58a可以最终配合进入位于填塞螺母46内表面中的环形槽47a。
一旦肩部58a和环形槽47a配合,杆引导衬套52a的内表面可以提供一个基本光滑的承载面,用以滑动地支撑阀杆44。该肩部58a还可以座放于填塞螺母46的环形槽47a中,以防止杆引导衬套52a的任何线性运动。一旦阀杆44穿过杆引导衬套52a被安装,如图5所示,阀杆44结合环形槽47a,通过限制杆引导衬套52a的肩部58a以保持和环形槽478a的配合,将杆引导衬套52a固定在填塞螺母46中,从而防止杆引导衬套52a的肩部58a在阀20的操作过程中变形并从填塞螺母46中脱离。
操作中,可以和各种阀元件一起使用一个或多个杆引导衬套52a和52b,包括但不限于填塞螺母46和阀帽40,但在此描述在填塞螺母46中使用的单个杆引导衬套52a。在控制阀20的装配过程中,在将阀元件装配到控制阀20中之前,可以将杆引导衬套52a预装配到阀元件中,或者可以分开地将杆引导衬套52a装配到控制阀20中。例如,可以在将填塞螺母46装配到控制阀20之前将杆引导衬套52a预装配到填塞螺母46中。不过,可以在填塞螺母46已经安装到控制阀20中之后将杆引导衬套52a安装到填塞螺母46中。
更具体地,如图2-6所示,可以将杆引导衬套52a的第一端53a插入大体圆柱形的孔51,该孔位于填塞螺母46的中心。当杆引导衬套52a的第一端53a穿过填塞螺母46时,肩部58a的斜边59a通过使杆引导衬套52a的叉部48a向着杆引导衬套的轴向中心变形而帮助杆引导衬套52a插入填塞螺母46。当杆引导衬套52a进一步插入填塞螺母46时,该叉部48a可以进一步向着杆引导衬套52a的轴向中心变形,直到整个肩部58a位于填塞螺母46中。杆引导衬套52a进一步插入填塞螺母46中,直到肩部58a扩展进入填塞螺母46的环形槽47a中,从而将杆引导衬套52a固定到填塞螺母46中。
一旦杆引导衬套52a得到固定,杆引导衬套52a的外表面和填塞螺母46的孔51同心,并且基本上彼此平行,这样,杆引导衬套52a的内表面可滑动地和阀杆44配合。类似地,杆引导衬套52a的肩部58a可以座放于环形槽锁47a中,这样,肩部58a的、由尺寸60a和61a限定出的面积小于或等于环形槽47a的、由尺寸56a和57a限定出的面积,以便使杆引导衬套52a的叉部48a和填塞螺母46的孔51保持同心和彼此平行,从而确保肩部58a完全陷入环形槽47a。
一旦装配好,操作地和阀塞42相连的阀杆44可以上下运动,以打开和关闭孔36。在阀杆44的往复运动过程中,该自保持杆引导衬套52a可以滑动地和阀杆44配合。
上述详细描述旨在清楚说明以及帮助理解本发明,而并不是理解本发明所必须的限定,本领域技术人员显然可以对本发明进行修改。

Claims (25)

1、一种控制阀,包括:
阀体,其具有流体入口通道和流体出口通道;
阀杆,其操作地和阀塞联接,其中,该阀塞打开和关闭位于所述流体入口通道和所述流体出口通道之间的孔;以及
单件自保持衬套,其具有第一端、第二端以及设置于所述阀杆和一个阀元件之间的肩部,其中,该单件自保持衬套适于和所述阀元件配合。
2、如权利要求1所述的控制阀,其中,所述单件自保持衬套由聚苯硫醚制成。
3、如权利要求1所述的控制阀,其中,所述单件自保持衬套包括至少一个从该单件自保持衬套的所述第一端向着该单件自保持衬套的所述第二端延伸的槽。
4、如权利要求1所述的控制阀,其中,所述单件自保持衬套的所述第一端能够向着该衬套的轴向中心变形。
5、如权利要求1所述的控制阀,其中,所述肩部具有斜边。
6、一种控制阀,包括:
壳体,其具有流体入口通道和流体出口通道;
阀杆,其操作地和阀塞联接,其中,该阀塞打开和关闭位于所述流体入口通道和所述流体出口通道之间的孔;以及
阀元件,其具有适于接收单件自保持衬套的孔,这样,该单件自保持衬套设置在所述阀杆和一个阀元件之间。
7、如权利要求6所述的控制阀,其中,所述阀元件包括位于所述孔的内表面上的、适于接收所述单件自保持衬套的环形槽。
8、如权利要求6所述的控制阀,其中,所述阀元件为阀帽。
9、如权利要求6所述的控制阀,其中,所述阀元件为填塞螺母。
10、一种控制阀,包括:
阀体,其具有流体入口通道和流体出口通道;
阀杆,其操作地和阀塞联接,其中,该阀塞打开和关闭位于所述流体入口通道和所述流体出口通道之间的孔;
单件自保持衬套,其具有第一端、第二端和肩部;
阀元件,其具有适于接收所述单件自保持衬套的孔;
其中,该单件自保持衬套适于和所述阀元件配合,并且,该单件自保持衬套设置在所述阀杆和一个阀元件之间。
11、如权利要求10所述的控制阀,其中,所述阀元件包括至少一个位于所述孔中的、适于固定所述单件自保持衬套的环形槽。
12、如权利要求10所述的控制阀,其中,所述阀元件为阀帽。
13、如权利要求10所述的控制阀,其中,所述阀元件为填塞螺母。
14、如权利要求10所述的控制阀,其中,所述单件自保持衬套由聚苯硫醚制成。
15、如权利要求10所述的控制阀,其中,所述单件自保持衬套包括至少一个从该单件自保持衬套的所述第一端向着该单件自保持衬套的所述第二端延伸的槽。
16、如权利要求10所述的控制阀,其中,所述单件自保持衬套的所述第一端能够向着该单件自保持衬套的轴向中心变形。
17、如权利要求10所述的控制阀,其中,所述肩部具有斜边。
18、一种单件自保持衬套,包括:
大体圆柱形的主体,其具有第一端、第二端以及靠近主体的第一端设置的环形肩部;以及
该环形肩部适于和一个阀元件中的环形槽配合。
19、如权利要求18所述的单件自保持衬套,其中,所述单件自保持衬套还包括至少一个槽,该槽定位成从所述单件自保持衬套的第一端指向所述单件自保持衬套的第二端。
20、如权利要求18所述的控制阀,其中,所述单件自保持衬套由聚苯硫醚制成。
21、如权利要求18所述的单件自保持衬套,其中,所述环形肩部具有斜边。
22、如权利要求18所述的单件自保持衬套,其中,所述衬套的所述第一端能够向着该衬套的轴向中心变形。
23、一种安装单件自保持衬套的方法,包括如下步骤:
提供一个阀,该阀具有阀杆、阀元件和单件自保持衬套,其中,该单件自保持衬套包括第一和第二端;
将位于所述单件自保持衬套的所述第一端上的肩部和一个阀元件的环形槽配合;以及
将所述阀杆插入所述单件自保持衬套。
24、如权利要求23所述的方法,其中,还包括使所述单件自保持衬套的所述第一端向着所述单件自保持衬套的轴向中心压缩的步骤。
25、如权利要求23所述的方法,其中,还包括使位于所述杆引导衬套的所述肩部上的斜边和一个阀元件配合的步骤。
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