專利名稱：流體壓力控制裝置的閥桿密封件的保持器鎖緊螺母的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及流體壓力控制裝置，更具體地涉及用于這種裝置中的密封件保持器組件。
背景技術(shù)：
例如控制閥和調(diào)節(jié)器的流體壓力控制裝置用于廣泛大量的處理控制系統(tǒng)應(yīng)用中，以控制作用流體(即液體、氣體、漿等等)的特定參數(shù)。雖然處理控制系統(tǒng)可以最終控制壓力、液面、pH值或其它希望的流體參數(shù)，但所述裝置基本上控制流體流動(dòng)的速率。
通常，流體壓力控制裝置可以包括確定流體入口通道的閥體，流體入口通道通過孔口結(jié)合到流體出口通道。關(guān)閉件可相對于孔口定位成控制通過孔口的流體流量。關(guān)閉件可以包括具有一表面的閥塞，該表面座靠在位于孔口處的座圈上。閥桿連接到關(guān)閉件上用來將關(guān)閉件驅(qū)動(dòng)到希望的位置。
通常，閥桿延伸穿過閥體中的頂部開口，頂部開口由閥蓋封閉，閥蓋支承一致動(dòng)器。閥蓋包括由閥桿穿過的孔，以允許致動(dòng)器操作地結(jié)合到閥桿。在工作過程中，處理控制系統(tǒng)或手動(dòng)控制流體壓力控制裝置的操作員使閥塞移向座圈的密封面或遠(yuǎn)離座圈的密封面，從而提供希望的流過所述孔口的流體流動(dòng)。
傳統(tǒng)的控制閥通常包括密封組件，用來防止閥桿和閥蓋孔之間的流體泄漏。常常提供可調(diào)節(jié)的保持器組件來壓擠密封組件，以在軸和閥蓋之間形成足夠的密封。例如，標(biāo)題為“控制閥桿分離導(dǎo)向襯套”的共同受讓的共同待決美國專利申請No.10/152,602公開一種控制閥，其具有可由閥蓋40的下部41通過螺紋接收的密封件保持器46。密封件保持器46的頂面將墊圈49推入密封組件50中，從而壓擠密封組件。密封件保持器46可以擰入閥蓋40中到所希望的位置，以在密封組件50上獲得希望的壓力。
在美國專利申請No.10/152,602中披露的控制閥適合于許多應(yīng)用。然而，具有較大入口和出口或產(chǎn)生較大壓降的控制閥可能產(chǎn)生相當(dāng)大的振動(dòng)，其可能趨向于使密封件保持器和閥蓋之間的螺紋連接松動(dòng)。結(jié)果，密封組件50上的壓力可能減小，從而增大了閥桿和閥蓋孔之間控制流體泄漏的可能性。如果在很長的時(shí)間間隔都沒有進(jìn)行檢查，密封件保持器就可能完全脫離閥蓋，引起泄漏增加并可能妨礙控制閥的操作。
同樣重要的是，閥桿和閥塞正確地與孔口對齊以避免移動(dòng)部件上的過度磨損，并在閥塞完全關(guān)閉位置中確保足夠的密封。盡管通常提供了優(yōu)良的閥塞引導(dǎo)，但閥盒閥內(nèi)件不適合于某些應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，作用流體含砂或是粘性的。因而可以使用柱引導(dǎo)式閥塞，例如在美國專利申請No.10/152,602中所披露的那樣。然而，在該柱引導(dǎo)式閥塞中，密封件保持器和閥蓋之間的螺紋連接沒有使密封件保持器相對于閥桿精確地定位，因而閥塞和閥桿可能相對于孔口不重合，導(dǎo)致閥內(nèi)部件的磨損增加和泄漏可能性的增加。


圖1是控制閥的剖視圖，其包括根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的密封件保持器鎖緊螺母；圖2是圖1的控制閥一部分的放大細(xì)部圖；圖3是圖1的保持器鎖緊螺母的頂視圖；圖4是密封件保持器鎖緊螺母的另一個(gè)實(shí)施例的細(xì)部圖；圖5是圖4的保持器鎖緊螺母的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，控制閥10被示出，其具有根據(jù)本發(fā)明某些方面的保持器鎖緊螺母12?？刂崎y10包括確定了入口通道16和出口通道18的閥體14。開口20將入口通道16連接到出口通道18，閥座22插入開口20中并確定一孔口24。閥體14還確定了頂部開口26。
閥蓋28用來封閉閥體14的頂部開口26。閥蓋28例如通過圖1中所示的錘形螺母32可移動(dòng)地固定到閥體14。閥蓋28包括下部30和上部37，下部30延伸穿過頂部開口26并進(jìn)入閥體14，上部37適合于連接到致動(dòng)器34的殼體33之上，致動(dòng)器34具有致動(dòng)件，例如隔膜35。所述致動(dòng)器34是本領(lǐng)域公知的，因而在此不對其進(jìn)行更詳細(xì)的描述。閥蓋28還包括中心孔36，在所述實(shí)施方式中，中心孔36是階梯狀的。
關(guān)閉件，例如閥塞38，布置在閥體14內(nèi)，適合于接合閥座22。閥塞38例如通過圖1中所示的配合螺紋可拆卸地結(jié)合到閥桿40的底端。閥塞38還可以通過銷42固定到閥桿40，正如在2002年9月13日所提交的、題目為“帶有便于閥內(nèi)件維護(hù)的保持銷的控制閥”的共同受讓且共同待決的美國專利申請No.60/410，496中更詳細(xì)描述的那樣。閥桿40形成合適尺寸以穿過閥蓋中心孔36，閥桿40具有結(jié)合到隔膜35的上端。如本領(lǐng)域中普遍了解的，隔膜35的移動(dòng)引起閥塞38的移動(dòng)。因而，通過控制存在于致動(dòng)器殼體33的上腔和/或下腔中的壓力，可以控制閥塞38的位置。應(yīng)該理解，在不背離本發(fā)明的情況下，除了圖1中所示的隔膜致動(dòng)器之外，其它類型的致動(dòng)器也是可以使用的。
密封組件44用于在閥桿40和閥蓋28之間的密封。密封組件44優(yōu)選地包括彈性填料，例如PTFE或石墨合成橡膠，其可以被壓擠從而在閥桿40和閥蓋28之間建立密封力。提供了彈簧墊圈46和密封件保持器48從而向密封組件44提供壓力。在示出的實(shí)施例中，閥蓋28的下部30具有內(nèi)螺紋，而保持器48的中間部可以形成有配合的外螺紋。突起部49(圖2)形成于密封件保持器48的上端，用來接合彈簧墊圈46。突起部49的外徑形成合適尺寸以緊密地配合形成于閥蓋下部30中的保持器引導(dǎo)面51。
密封件保持器48可以形成有內(nèi)孔50，內(nèi)孔50確定閥塞38的引導(dǎo)面。如圖2中最好地示出，內(nèi)孔50形成合適尺寸以緊密可滑動(dòng)地接納閥塞38的外徑52。因而，密封件保持器48不僅產(chǎn)生用于密封組件44的壓力，而且?guī)椭蜷y座22引導(dǎo)閥塞38。
密封件保持器48可以擰入閥蓋下部30中，以便突起部的上表面將彈簧墊圈46朝著密封組件44驅(qū)動(dòng)。密封件保持器48還可以擰入閥蓋28中，直到密封組件44被充分壓擠以產(chǎn)生所希望的密封力為止。另外，突起部49的外徑和閥蓋48的保持器引導(dǎo)面51可以加工成這樣的公差，其比用螺紋得到更緊密的控制，從而密封件保持器48更同心地和軸向地與座圈22對齊。結(jié)果，形成閥塞38的引導(dǎo)面的密封件保持器內(nèi)孔50與座圈22更好地對齊。
保持器鎖緊螺母12用來將密封件保持器48固定到合適位置中。如上面提及的，穿過閥體14的作用流體可以產(chǎn)生振動(dòng)，該振動(dòng)足以至少部分地使密封件保持器48從閥蓋28松脫。當(dāng)保持器鎖緊螺母12連接到密封件保持器48和密封件保持器48隨后連接到閥蓋28時(shí)，鎖緊螺母12對抗著任何振動(dòng)的力將密封件保持器48固定到位。
如圖2和3中最好示出的，鎖緊螺母12可以形成為大致上的圓柱形的環(huán)狀件。鎖緊螺母12包括內(nèi)螺紋54，內(nèi)螺紋54的尺寸與密封件保持器48的外螺紋配合。外凹口56形成于鎖緊螺母12的外表面58中。
在裝配過程中，所述鎖緊螺母12首先螺紋連接到密封件保持器48。然后，帶有所附的鎖緊螺母12的密封件保持器48可以螺紋連接到閥蓋28，直到鎖緊螺母12的上表面接合閥蓋28的底面為止。鎖緊螺母可以被進(jìn)一步上緊，以便密封件保持器更牢固地保持到位。通過允許插入沖床、鑿子或類似的標(biāo)準(zhǔn)工具，外凹口56便于這種上緊。然后，可以錘擊鑿子或以別的方式擊打鑿子來隨意地轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊螺母12。
通過允許用例如錘子和鑿子等標(biāo)準(zhǔn)工具來上緊鎖緊螺母12，外凹口56提供了重要的優(yōu)點(diǎn)。由于通常用于控制閥中的部件的尺寸，所以鎖緊螺母12的代用品，例如六角螺母，需要非標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ霉ぞ邅砩暇o或松開。此外，通過提供向內(nèi)延伸的凹口，減小了鎖緊螺母所需的閥體14內(nèi)的空間量。更優(yōu)選地，鎖緊螺母12在閥蓋28和密封件保持器48之間的螺紋上使用粘合劑，因?yàn)檫@種粘合劑通常需要熱供應(yīng)來分離螺紋。鎖緊螺母12可以由耐腐蝕材料形成，例如金屬合金，以抵抗化學(xué)侵蝕和腐蝕。另外，在不需要拆開的情況下，鎖緊螺母12允許對密封組件44上的壓載荷進(jìn)行精確調(diào)節(jié)和重新調(diào)節(jié)。
在圖4和5中示出了另一個(gè)鎖緊螺母的實(shí)施例。除了密封件保持器60和鎖緊螺母70之外，該實(shí)施方式的控制閥的主要部件與前述實(shí)施例相同，因而在適用的地方使用了相同的附圖標(biāo)記。
如同前述實(shí)施方式中那樣，密封件保持器60包括形成于上端以接合彈簧墊圈46的突起部49。突起部49的外徑緊密地配合閥蓋下部30的保持器引導(dǎo)面51，以改善密封件保持器60和閥蓋28的軸向與同心的對齊。密封件保持器60還具有內(nèi)孔50，其確定了閥塞38的引導(dǎo)面。
密封件保持器60不同于前述實(shí)施方式之處在于，其具有形成于中間部的表面周圍的第二保持器引導(dǎo)面62。為了下述目的，第二保持器引導(dǎo)面62可以加工成緊公差。
如第一實(shí)施方式中那樣，鎖緊螺母70可以形成為具有內(nèi)螺紋54的大致圓柱形的環(huán)狀件，內(nèi)螺紋54的尺寸與密封件保持器60的外螺紋配合。鎖緊螺母70還可以包括外凹口56，外凹口56允許用普通的機(jī)械工具上緊鎖緊螺母，并減小鎖緊螺母所需的閥體14內(nèi)的空間量。
除了前述內(nèi)容之外，鎖緊螺母70還包括斜切的凸出部72，其與形成于閥蓋下部30中的斜切凹入部分74配合。鎖緊螺母70還包括向下凸出的圓柱壁76，圓柱壁76具有內(nèi)引導(dǎo)面78。內(nèi)引導(dǎo)面78優(yōu)選地加工成緊公差，其形成合適尺寸以緊密地接納密封件保持器60的第二保持器引導(dǎo)面62。
在裝配過程中，首先將鎖緊螺母70擰到密封件保持器60上。然后，將密封件保持器60(帶有所附的鎖緊螺母70)擰到閥蓋下部30中。鎖緊螺母70的斜切凸出部72和閥蓋下部30的斜面自動(dòng)使鎖緊螺母70定心在閥蓋28上。可以將密封件保持器60插入閥蓋下部30中，以便通過閥蓋保持器引導(dǎo)面51接納突起部49，從而形成第一保持器對齊引導(dǎo)。另外，鎖緊螺母70的內(nèi)引導(dǎo)面78與形成于密封件保持器60的中間部周圍的第二保持器引導(dǎo)面62緊密配合，因此確定了第二保持器對齊引導(dǎo)。因而，在兩個(gè)位置引導(dǎo)密封件保持器60，使保持器與其它閥內(nèi)件部件更確定和更堅(jiān)固地對齊。
根據(jù)前述內(nèi)容應(yīng)該理解，鎖緊螺母和密封件保持器形成密封件保持器組件，其改善柱引導(dǎo)式控制閥中的閥內(nèi)件部件的同心和軸向?qū)R。經(jīng)改善的對齊將泄漏減到最小，延長密封件壽命，并將滑動(dòng)部件的磨損減到最小。
盡管在此描述了在控制閥中采用的實(shí)施方式，但應(yīng)該理解，密封件保持器組件可以用于其它類型的流體壓力控制裝置中，例如調(diào)節(jié)器。
前述詳細(xì)說明僅僅為了清楚理解的目的而給出，不應(yīng)認(rèn)為其作出了任何不必要的限制，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，明顯可作出改變。
權(quán)利要求
1.一種控制閥包括確定一頂部開口的閥體；適合于封閉所述閥體的頂部開口的閥蓋，該閥蓋包括下表面并確定一中心孔；閥桿，其形成合適尺寸以插過所述閥蓋中心孔并可在中心孔中滑動(dòng)；結(jié)合到所述閥桿的閥塞，其適合于在所述閥體中在一打開位置和一關(guān)閉位置之間移動(dòng)；密封組件，其布置在所述閥蓋中心孔的一部分和所述閥桿之間，用于所述閥桿和閥蓋之間的密封；連接到所述閥蓋底端的密封件保持器，其適合于將所述密封組件保持在閥蓋中心孔內(nèi)和閥桿周圍；和保持器環(huán)，其可調(diào)節(jié)地結(jié)合到所述密封件保持器并接合所述閥蓋下表面，從而將密封件保持器固定到位。
2.如權(quán)利要求1所述的控制閥，其中所述密封件保持器包括外螺紋部分，其適合與所述閥蓋的內(nèi)螺紋下部配合。
3.如權(quán)利要求2所述的控制閥，其中所述保持器環(huán)在內(nèi)部形成有螺紋以與所述密封件保持器的外螺紋部分配合，其中將所述保持器環(huán)上緊在密封件保持器上使得所述保持器環(huán)壓靠在閥蓋下表面上，從而將所述密封件保持器固定到位。
4.如權(quán)利要求3所述的控制閥，其中所述保持器環(huán)包括多個(gè)向內(nèi)延伸的外凹口，其形成合適尺寸以接納一工具，該工具用來使所述保持器環(huán)在密封件保持器上轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的控制閥，其中所述閥蓋的下表面包括向內(nèi)斜切的凹入部分，所述保持器環(huán)的上部包括斜切的凸出部，其中將所述保持器環(huán)上緊在密封件保持器上使得所述斜切的凸出部和斜切的凹入部分配合，從而使所述密封件保持器與閥蓋中心孔中心對齊。
6.如權(quán)利要求5所述的控制閥，其中所述保持器環(huán)具有一上部，該上部在內(nèi)部形成有螺紋以與所述密封件保持器的外螺紋部分配合，和其中所述保持器環(huán)的下部包括內(nèi)引導(dǎo)面，其形成合適尺寸以緊密地接納密封件保持器的外表面，從而給密封件保持器和保持器環(huán)定心。
7.一種控制閥包括確定一頂部開口的閥體；適合于封閉所述閥體的頂部開口的閥蓋，該閥蓋包括下表面并確定一中心孔；閥桿，其形成合適尺寸以插過所述閥蓋中心孔并可在中心孔中滑動(dòng)；結(jié)合到所述閥桿的閥塞，其適合于在所述閥體中在一打開位置和一關(guān)閉位置之間隨著閥桿可滑動(dòng)地移動(dòng)；密封組件，其布置在所述閥蓋中心孔的一部分和所述閥桿之間，用于所述閥桿和閥蓋之間的密封；連接到所述閥蓋底端的密封件保持器，其適合于將所述密封組件保持在閥蓋中心孔內(nèi)和閥桿周圍；和保持器環(huán)，其可調(diào)節(jié)地結(jié)合到所述密封件保持器，密封件保持器接合所述閥蓋下表面，以將密封件保持器固定到位。
8.如權(quán)利要求7所述的控制閥，其中所述保持器環(huán)在內(nèi)部形成有螺紋以與所述密封件保持器的外螺紋部分配合，其中將所述保持器環(huán)上緊在密封件保持器上使得所述保持器環(huán)壓靠在閥蓋下表面上，將所述密封件保持器固定到位。
9.如權(quán)利要求8所述的控制閥，其中所述保持器環(huán)包括多個(gè)向內(nèi)延伸的外凹口，其形成合適尺寸以接納一工具，該工具用來使所述保持器環(huán)在密封件保持器上轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求8所述的控制閥，其中所述密封件保持器的外螺紋部分還與所述閥蓋的內(nèi)螺紋下部配合。
11.一種控制閥包括確定一頂部開口的閥體；適合于封閉所述閥體的頂部開口的閥蓋，該閥蓋包括下表面并確定一中心孔；閥桿，其形成合適尺寸以插過所述閥蓋中心孔并可在中心孔中滑動(dòng)；結(jié)合到所述閥桿的閥塞，其適合于在所述閥體中在一打開位置和一關(guān)閉位置之間隨著閥桿可滑動(dòng)地移動(dòng)；密封組件，其布置在所述閥蓋中心孔的一部分和所述閥桿之間，用于所述閥桿和閥蓋之間的密封；連接到所述閥蓋底端的密封件保持器，其適合于將所述密封組件保持在閥蓋中心孔內(nèi)和閥桿周圍；和保持器環(huán)，其具有可調(diào)節(jié)地結(jié)合到所述密封件保持器的上部和接合所述密封件保持器外表面的下部，所述保持器環(huán)接合所述閥蓋的下表面，以將密封件保持器固定到位。
12.如權(quán)利要求1所述的控制閥，其中所述保持器環(huán)的上部在內(nèi)部形成有螺紋以與所述密封件保持器的外螺紋部分配合，和其中所述保持器環(huán)下部的內(nèi)表面緊密地接納所述密封件保持器的外表面，從而使所述密封件保持器與保持器環(huán)中心對齊。
13.如權(quán)利要求12所述的控制閥，其中所述閥蓋的底部包括斜切的凹入部分，所述保持器環(huán)的上部包括斜切的凸出部，其中將所述保持器環(huán)上緊在密封件保持器上使得所述保持器環(huán)上部的斜切邊緣和所述閥蓋底部的斜切邊緣配合，從而使所述密封件保持器與閥蓋中心孔中心對齊。
14.如權(quán)利要求11所述的控制閥，其中所述保持器環(huán)包括多個(gè)向內(nèi)延伸的外凹口，其形成合適尺寸以接納一工具，該工具用來使所述保持器環(huán)在密封件保持器上轉(zhuǎn)動(dòng)。
15.如權(quán)利要求11所述的控制閥，其中所述密封件保持器包括外螺紋部分，其適合與所述閥蓋的內(nèi)螺紋下部配合。
全文摘要
本發(fā)明公開一種控制閥，包括確定一頂部開口的閥體(14)，閥蓋(28)用來封閉所述閥體的頂部開口，容納在閥蓋和閥殼體中的閥桿(40)可滑動(dòng)地移動(dòng)閥殼體中的閥塞(30)，以打開和關(guān)閉控制閥。密封組件(44)用于閥桿和閥蓋之間的密封，密封件保持器將密封組件保持在閥蓋內(nèi)。保持器環(huán)(12)用來將密封件保持器(48)固定在合適位置中。保持器環(huán)能形成為接合密封件保持器的大致圓柱形的環(huán)狀件，并能上緊在密封件保持器上。形成于鎖緊螺母外表面中的外凹口(56)用來通過一工具上緊鎖緊螺母。另外，保持器環(huán)可以包括一下部，其緊密地接納密封件保持器的外表面，從而使保持器環(huán)與密封件保持器中心對齊。還有，保持器環(huán)可以具有一上部，其自動(dòng)使保持器環(huán)與閥蓋中心對齊。
文檔編號F16K1/00GK1682056SQ03821631
公開日2005年10月12日 申請日期2003年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月13日
發(fā)明者米歇爾·K·洛弗爾, 韋恩·R·法斯, 邁克爾·M·安德森 申請人:費(fèi)希爾控制國際公司