CN101622486B - 回转楔形阀门机构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

回转楔形阀机构具有阀体或者阀插装件，该阀体或者阀插装件限定阀室和与该阀室流体连通的流口。阀座位于该阀室内，与该流口之一配准。将具有凸形外表面部分的非回转阀芯件支承在所述阀室内。安装楔形件，以使在该阀室内回转，并且该楔形件的回转运动范围在所述阀的开启位置和闭合位置之间，其在回转运动的所述范围内，具有非均匀壁厚。取决于回转运动的联杆使所述楔形件实现开启和闭合回转。提供了一种以选择的中心点加工楔形件的凹面和凸面，从而形成该楔形件的较厚壁部分的方法。

Description

回转楔形阀门机构及其制造方法

技术领域

本发明一般地涉及回转楔形阀，该楔形阀是对上面提到的Soderberg专利讲述的内容所作的改进。更具体地说，本发明涉及具有回转致动楔形件的回转楔形阀，该回转楔形阀在该回转楔形件的开启位置和关闭位置利用几何形状容许力与阀座件密封。甚至更具体地说，本发明涉及一种回转楔形阀门机构，该回转楔形阀门机构不仅可以作为阀门单元有效用于必须组装到流管(flow conduit)上、或者从流管卸下的阀门，而且可以有效用于可更换插装阀。

背景技术

多种类型的阀门用于截止和控制管道中或者其它流送通路中流体的流动。这些阀门中的每一种都存在特定优点，同时也存在其它缺点。这些类型的阀门包括：旋塞阀、球阀、螺杆向下止动阀、角阀、蝶阀、闸阀以及滑板阀。

简单旋塞阀包括回转锥形螺塞，该回转锥形螺塞具有通过其布置在互补锥形壳体(complimentary tapered housing)内的镗孔。通过将旋塞旋转不超过九十度(90°)，旋塞阀使流体流(fluid flow)完全断流。然而，这些阀仅通过将旋塞设定在中间位置提供对流体流的最小分级控制，并且在用于高压环境下时需要修改。

球阀包括可转动的球，该可转动球具有作为流体流通路的镗孔直通以及利用球面密封的阀座。球阀与上面描述的旋塞阀同样工作，并且具有相同的优点和缺点。

利用传统螺杆向下止动阀，可以得到更精确的流量控制，其中圆形密封件布置在螺纹联杆(threaded actuator)或者阀杆的端部，用于与布置在流体所通过的开口周围的阀座配合。转动该联杆逐步将诸如垫圈或者其它装置的密封件从该阀座提起，以便对流体流动的渐进变化提供更精确的控制。螺杆向下止动阀的变型是针阀，在该针阀上，阀杆使锥形针单元直线移动到圆形阀座件的中心开口内。

传统的闸阀或者滑板阀通常用于大流量和高压的操作中。这些阀包括整体闸板(solid gate)，该整体闸板垂直移动到流体通路内，用于阻断该流动。这些闸板可以具有用于形成平板形或者楔形闸板的平面和斜面，通过旋转可操作地连接到其的螺纹手柄，该闸板通常垂直于该流体流移动。

上面描述的阀门不能提供，当提供在高压应用中改善密封并且在开启位置与闭合位置防止阀座表面被流动流体侵蚀时，以一转的四分之一或者更小范围、在全开位置和全闭位置之间可操作的阀门。

关于回转楔形阀，众所周知，回转楔形阀片(rotatable valveelement)具有凹形内球面部分，它与基本上不能运动的阀芯的外球面部分啮合。回转楔形阀片还限定凸形外球面部分，它是从与凹形内球面不同的中心点形成的，因此，使得该阀片具有厚壁部分和薄壁部分。我们还知道，回转楔形阀片的壁厚从其第一前端到其第二端或者后端逐渐增厚。因此，在闭合位置，对回转楔形阀片的壁厚较厚的部分定位，以对阀座施加力，而在该回转楔形阀片的开启位置，薄壁部分允许阀片在阀室内具有活动范围，并且允许组装和分拆该插装件。因此，希望提供一种具有在开启位置和闭合位置均产生阀座啮合力的阀片几何结构的回转楔形阀门机构。还希望提供一种制造回转楔形阀件的方法，该方法允许研制可以满足客户需要的各种厚壁部分和薄壁部分。

众所周知，阀门通常会变得使用不可靠，并且需要修理或者更换。特别是，对于回转楔形阀，通常需要在延长的时间周期内关闭流管线，在该延长时间周期期间，打开阀体，或者相反，从该流管线释放并卸下该阀体，并且用另一个阀替换它。希望提供一种新颖的插装式回转楔形阀，仅通过卸下并替换阀插装件，该插装式回转楔形阀就可以被有效修复，从而有效运行，因此，消除了从流管线卸下阀壳体的通常需要。第US2006/0196544 A1号美国专利申请公开披露了这种插装阀，在此引用该美国专利申请公开的主题主要供参考。

本技术领域内的技术人员长期寻找并且理解解决这些问题的本发明的新颖特征。

发明内容

本发明的基本特征是提供一种新颖回转楔形阀机构，该回转楔形阀机构具有限定一对分离的较厚壁部分的回转楔形件，该对分离的较厚壁部分可以具有不同的厚度，并且在该较厚壁部分之间，具有较薄壁部分。根据回转运动的方向，该回转楔形阀件的壁厚利用从薄壁部分到厚壁部分逐渐增加厚度的表面可以实现楔入或者塞入(camming)动作，以在回转楔形件接近其开启位置或者闭合位置时，对阀座件施加机械增强力。

本发明的重要特征是提供了一种新颖回转楔形阀机构，其中三个结构特征，即，用于支承回转阀件的耳轴、回转阀件的外径和内径，分别从三个独立中心点形成。这三个中心点的相对位置具有与该阀件的前弯曲区域、后弯曲区域以及中间弯曲区域的壁厚相关的确定影响。

本发明的一个特征是提供一种制造回转楔形阀件的新颖方法，该回转楔形阀件允许形成阀壁厚度比其它区域更厚的区域，并且其中在壁厚较厚的区域内，可以根据该阀门的预定作业或者客户的要求调整壁厚。

本发明的另一个特征是提供一种新颖插装式回转楔形阀机构，该插装式回转楔形阀机构引入了可以应用于更传统的阀设计并且可以应用于插装阀设计的机械特征，该插装阀设计允许简单、有效的替换保持连接在管线上的阀体内的回转楔形阀插装件。

本发明的还有一个特征是提供一种新颖回转楔形阀机构，其回转楔形阀件具有限定流口的弯曲阀部分和限定凸形外壁面的非均匀壁厚，该凸形外壁面使施加在阀座件上的力增大或者减小，从而增强对阀件预定位置的力的控制。

本发明的另一个特征是提供一种新颖回转楔形阀机构，它具有用于回转支承阀体内的楔形阀件的耳轴和阀杆，并且如果有要求，该耳轴或者阀杆或者该两者与楔形阀件集成在一起。

总之，通过提供回转楔形阀机构，可以实现本发明的各种目的和特征，该回转楔形阀机构是对Soderberg的第4,962,911号、第5,333,834号和第5,507,469号美国专利描述的阀机构的改进。在阀体的阀室内，机械支承系统使阀芯件保持基本上不能动的位置，机械支承系统传统上可以采用阀座组件和隔离件的形式。如果有要求，则阀芯件和隔离件可以是一个整体部件。阀芯件限定外球面，或者球面部分，并且该阀芯件被回转楔形阀件的相应凹形球面部分啮合，该回转楔形阀件可以在阀室内、相对于在开启位置和闭合位置之间的阀芯件回转。该回转楔形阀件可以是浮式变型，它也可以由阀杆和耳轴布置支承，以在阀体内回转。该阀杆和耳轴可以是与回转楔形阀件具有适当驱动和支承关系的分立部件，或者为了使制造和组装过程简化和高效，它也可以是阀件的集成部件。

该回转楔形阀件设置了通常为球形的外表面，该通常为球形的外表面具有与该阀芯件的中心点不同的中心点。回转楔形阀机构具有三个基本结构特征，以三个独立中心点之一，形成用于支承回转阀件的耳轴以及该回转阀件的内径面和外径面。这三个中心点的相对位置具有与回转楔形阀件的前弯曲区域、后弯曲区域和中间弯曲区域的壁厚相关的确定影响。因此，该回转楔形阀件的通常为球形的外表面，一般与通常为球形的外表面的凹形内表面不同心。因此，该回转楔形阀件的通常为球形的外表面导致该楔形件的壁厚，以限定与其厚度大于该中间厚度的楔形区域合并的中间厚度。因此，当楔形件处于其开启位置和闭合位置时，较厚的区域引起对阀座件或者阀座、隔离器和/或者阀芯件施加力，该阀芯件确实可以防止阀部件在诸如流状态下移动，并且保证在闭合位置具有有效刚性。当与阀座件对着定位该楔形件的最薄厚度区域时，该阀部件具有运动自由，这样使得该阀机构可以轻而易举地卸下，诸如便于阀修理操作。仅通过调整上面提到的三个中心点的相对位置，就可以轻而易举地调整该回转楔形阀件的内径和外径与该阀件的耳轴支承之间的关系。此外，如果有要求，则可以根据要求的楔入关系或者干涉关系，并且根据预定的阀作业条件，使全部三个中心点或者其中的两个中心点重叠。例如，通过使耳轴的中心点与回转楔形阀外径的中心点重叠，在该阀件的回转运动范围内，会出现不变干涉的情况。作为回转楔形阀件的内径的中心点的第三中心点可以利用附加干涉或者力。

附图说明

因此，参考本发明的优选实施例，可以明白以其实现并且可以详细理解上面描述的本发明的特征、优点和目的的方法、上面简要概述的、对本发明所作的更具体描述，附图示出本发明的优选实施例，附图引入本优选实施例，作为本优选实施例的一部分。

然而，请注意，附图仅示出本发明的典型实施例，因此，不能认为附图限制本发明的范围，并且附图允许其它等效实施例。

附图中：

图1是示出阀门机构的各部件及其关系的分解等轴测图；

图2是更详细示出回转楔形阀件和阀杆组件并且示出整体阀芯件和隔离件的分解等轴测图；

图3是示出相对于其各回转位置，形成不同厚度的回转楔形阀件区域的制造过程的原理图；以及

图3A是与图3所示相同的简化原理图，并且它示出用于加工回转楔形阀件的原理和替换方法；

图4是示出根据本发明原理构造的回转楔形阀插装件的等轴测图；

图5是示出代表本发明变换实施例的回转楔形阀门机构的内部阀门部件、并且以阀开启位置示出的纵剖视图，；

图6是与图5所示相同的纵剖视图，并且它示出该阀门处于开启位置和闭合位置之间的中间位置的回转楔形件；以及

图7是图5和6所示回转楔形阀门机构的纵剖视图，它示出被转动到闭合位置的阀门的楔形件。

具体实施方式

现在，参考附图，并且首先参考图1，回转楔形阀门机构通常被表示为10，并且它实现本发明的原理。图1是示出阀门机构的各部件及其关系的分解等轴测图。阀门机构10具有阀体或者壳体12，该阀体或者壳体12限定内部阀室14，并且具有与该阀室连通的流体流通道16和18。该阀体设置了连接件20和22，以使阀体连接到流管线，未示出该流管线。图1所示的连接件是具有连接法兰形式的，它接受螺栓或者柱螺栓，它用于将阀门机构栓接安装在具有相应连接法兰的流管线上。各种其它流管线连接系统是有市售的，并且它们可以用于阀/流管线连接，而不脱离本发明的实质范围。

阀体12限定阀帽连接24，它用于以与阀体的阀帽连接固定并密封的方式固定安装阀帽件26。尽管图1所示的阀帽连接和阀帽是法兰件形式的，利用多个止动柱螺栓(retainer threadedstud)和螺母组件28，以密封组件方式，固定该阀帽连接和阀帽，但是这并不意味着将本发明的实质范围限制为栓接阀帽连接。当前，有许多阀帽连接系统有市售，并且可以利用它们将密封和正保持组件(sealed and positively retained assembly)内的阀帽件与阀体的阀帽连接固定在一起。图1示出采用圆环形密封件30，它啮合在阀帽连接24的环形密封槽32内。在本发明的实质范围内，根据阀门机构的设计和使用特点，可以采用包括弹性环形密封件、聚合物密封件、复合密封件、金属密封件的几种有市售的阀帽密封件中的任何一种。

以基本上固定或者非回转关系，将阀芯件34定位在阀室14内，并且阀芯件34限定流口36和外球面或者部分外球面38。该阀芯件限定外球面38，该外球面38可以由连续球面限定，也可以由多个球面部分限定，如图1所示。非回转阀芯件34被阀隔离环40支承在阀室内，该阀隔离环40容纳在隔离止动件42的开口41内，该隔离止动件42具有诸如止动螺丝的止动件44。另一个隔离止动件46被定位在阀室14的另一面，并且具有诸如止动螺丝的止动件48。隔离止动件46具有开口50，该开口50限定用于容纳环形密封件54的环形座52，该环形密封件54在隔离止动件46与环形阀座56之间保持密封状态。阀座56限定环形密封槽58，圆形密封圈60定位在该环形密封槽58内。

设置该圆形密封环60，以便与图2更详细示出的并且通常利用64表示的整体回转楔形阀件的外表面62密封啮合。回转楔形阀件64限定流口61，该流口61可以具有适合该阀门机构的预定用途的特点的任意适当构造。外表面或者凸面62和内凹面63协同限定回转楔形阀壁65的几何结构。回转楔形阀件64由图1所示的、通常具有矩形造型的阀基板66支承，以在阀室内旋转，并且以非回转关系，容纳在阀室14的通常为矩形的底部内。阀基板66限定了面朝上通常为圆形的凹槽68，阀耳轴衬套件70容纳在该圆形凹槽68内。耳轴件72从整体回转楔形阀件64的下耳轴板或者耳轴支承结构74向下凸出，它容纳在阀室内，并且由与耳轴件72的支承啮合所支承，从而在阀室内旋转。尽管附图所示的耳轴支承结构是与回转楔形阀件集成在一起的板式结构形式的，但是并无意将本发明的实质范围限制到这种板式结构。该耳轴支承结构可以具有允许该回转楔形阀件被简单、有效支承，从而可在阀室14内旋转的任意设计特征。

整体回转楔形阀件64还限定抗上力板式杆啮合件76，在本发明的实质范围内，该抗上力板式杆啮合件76可以具有其它几何结构。杆啮合件76限定杆连接，该杆连接可以是凹处或者插槽78形式的，也可以具有允许在杆啮合件76与驱动件80之间建立非回转关系的其它任意形式。该驱动件可以从阀驱动杆82向下凸起，并啮合在凹处或者插槽78内。在变换例中，该回转楔形阀件可以设置驱动连接，该驱动连接在回转支承阀杆与阀件之间建立非回转驱动关系。

阀杆82限定环形轴承支承台肩83，设置该环形轴承支承台肩83，以便由具有中心开口的阀止推衬套件84啮合，该中心开口内容纳该阀杆通常为圆柱形的部分。环形密封件86安装到阀止推衬套件84上，并且用于在阀杆与阀帽件26之间实现密封。阀杆的上部通过该阀帽件的中心开口88延伸，并且上杆驱动件90位于该阀帽件上面，并且处于与阀联杆件连接的位置。

特别是，参考图2，示出了图1所示回转楔形阀件64的放大图，因此，详细示出了其结构特征。回转楔形阀件64具有流口61，并且限定凹形内表面92，该凹形内表面92以相对于阀芯件34的凸形外表面或者表面部分38的可动导向关系进行设置。正如现有技术中所述，即，Soderberg的第4,962,911号和第5,333,834号美国专利所述，布置该楔形件的凸形外表面，以增加其从薄区域到厚区域的弯曲部分的厚度。当薄区域位于处在开启位置的阀座的对面时，该阀片可以相对于阀座运动。由于该楔形件的厚、薄、厚几何结构，本发明的回转楔形阀件的凸形外表面62使该楔形件在其开启位置和闭合位置均紧密啮合该阀座或者座、隔离器和/或者阀芯。

现在，参考图3，示出了回转楔形件64与基本上静止的阀芯件34之间关系的原理图。图3示出回转楔形阀门机构的几何结构的平面原理图。回转楔形阀壁厚度“A”表示耳轴件与处于开启位置的回转楔形阀件的外径(OD)之间的厚度。阀壁厚度“B”表示，当回转楔形阀件被旋转到其开启位置与闭合位置之间的中间位置或者中途位置时，阀壁65在耳轴件与回转楔形阀件的外径(OD)之间的结构的厚度。图3所示的回转楔形阀壁厚度“C”表示耳轴件与处于闭合位置的回转楔形阀件的外径OD之间的厚度。回转楔形阀壁厚“A”可以大于或者等于“B”。根据预定的阀作业规定的设计参数，或者根据客户要求的设计参数，“C”可以大于或者等于“B”。回转楔形阀壁厚度“C”可以大于或者等于或者小于“A”。因此，与在中间位置相比，阀件和座以及隔离件之间在回转楔形阀件的开启位置和闭合位置存在更大的干涉(interference)。此外，回转楔形阀壁厚度“A”、“B”和“C”不一定影响回转楔形内径(ID)的函数。如果“A”、“B”和“C”等于或者接近等于，则在开启位置、闭合位置以及中间位置，回转楔形ID将影响OD。

回转楔形阀件的内表面和外表面分别由独立中心点形成，并且这些中心点的关系在很大程度上控制阀件在其旋转运动范围内的壁厚和楔形几何结构。如果要求回转阀件的前部、中部和后部具有一致的干涉，则以其形成外径面(outer diametersurface)的中心点与该耳轴和内径面(inner diameter surface)的中心点重叠。如果诸如对于节流作业需要具有厚中部的回转楔形阀件，则该外径面的中心点可以相对于耳轴的中心点偏向阀中部。此外，与阀前部和阀后部相比，如果想要阀中部具有较小厚度，则外径面的中心点可以在离开阀中部的方向偏离耳轴中心点。同样，利用阀外径面的中心点的横向位置，求得阀前部壁厚和阀后部壁厚。

在本发明的实质范围内，开发了一种唯一方法，该唯一方法保证可控制造回转楔形直角阀门机构(rotatable wedgequarter turn valve mechanism)，以在回转楔形阀件的开启位置和闭合位置实现要求的干涉，并且根据预定的阀作业条件或者客户表示的要求，选择性地控制干涉量。再参考图3所示的原理图，并且结合图1和2，参考编号62表示回转楔形阀件的总体外球面，而参考编号61表示阀件的流口。参考编号67表示垂直基线，而参考编号69表示与基线67垂直布置的水平基线。中心点71由基线67和69的交叉点限定。如果回转楔形阀件由耳轴支承以旋转，则中心点71就是形成耳轴的中心点。

利用中心点71，在回转楔形阀工件上加工基本上球形的内表面或者凹面63，因此，限定回转楔形阀件的内表面。该内表面基本上是球形的，它布置在基本上面对面轴承上，并且与阀芯件34的外球形面或者外球形面部分导向啮合。要求回转楔形阀件的外凸面也是基本上球形造型，从而有助于简单、有效加工，但是为了提供其位置保证在与薄壁部分相比较厚的前壁部分和后壁部分之间具有较薄壁部分、并且该较薄壁部分与该前壁部分和后壁部分合并的外凸回转楔形阀面，要求该回转楔形阀件的外凸面相对于中心点71偏心布置。通过加工其具有与中心点71分离并且位于基线69上要求位置的中心点73的基本上球面，可以实现该特征，如图3所示。当这样做时，中间薄回转楔形阀部分被限定，并且其最小壁厚由厚度容量(thicknessmeasurement)75限定。较厚的回转楔形阀壁厚区域逐渐增加厚度容量75的厚度，并且在77和79具有其最大厚度容量。当以中心点73加工基本上球形的外表面时，由于该中心点位于基线69上，与基线67离开选择距离，所以该回转楔形阀件的前部和后部的壁厚相等。

参考图3，并且还参考图3A所示简化的阀加工方法的原理图，应该明白，具有厚度不同的替换前壁部分和后壁部分的回转楔形阀件也可以在本发明的实质范围内。例如，可以要求开发不同厚度的前壁和后壁。该特征可以确保该回转楔形阀件在该阀的开启位置和闭合位置具有不同的压力值。与图3相比，该特征是对外凸面采用不同的中心点实现的。如图3A所示，由基线69上的、但是与基线67的一侧分离的中心点81加工回转楔形阀件的外凸面，将形成通常为球形的外表面62a，定位该通常为球形的外表面62a，以形成比后沿厚的前沿和比前壁部分和后壁部分厚的中壁部分。仅通过以选择的中心点形成外球面62，就可以使回转楔形阀件的后沿的厚度大于前沿的厚度，该选择的中心点与以其形成内阀面或者凹形阀面63的中心点不同。如果诸如对于节流作业，要求回转楔形阀的中壁部分的厚度比前沿和后沿或者比前沿和后沿之一的厚度厚，则这可以通过选择中心点实现，诸如中心点83所例示。在阀中间位置，该回转楔形阀几何结构将使该阀件与阀座以最大压力啮合，这对于节流作业有利，或者说，这对于保持特定流量有利。因此，意在通过选择以其形成各面和耳轴的中心点的相对位置，控制回转楔形阀件的几何结构。如果有要求，则根据该回转楔形阀门机构的预定作业，可以调整这些中心点互相之间的相对位置关系，或者使它们互相重叠。

尽管图1所示的回转楔形阀门机构具有包含在阀体的阀室内的动阀门部件，但是应当考虑到，可以设置限定插装阀室的阀体，该插装阀室适于容纳替换阀插装件。可以构造该阀插装件，以具有利用任意适当阀帽止动连接，固定到阀体上的阀帽件或者部分。在变换例中，可以采用具有阀帽塞(bonnet closure)的阀体，而在本发明的实质范围内，并且可以采用具有阀帽塞的阀体，以在阀插装件插入阀室后密封阀体。图4示出插装式回转楔形阀门机构的例子。

应当考虑到，本发明的原理不仅可以应用于插装阀，而且可以应用于标准阀门。如图4所示，通常以94表示的回转楔形阀插装件，设置了固定到插装件壳体97上的整体阀帽件96，该插装件壳体97具有侧壁或者侧板98和前板100以及底板102。前板设置了流口104，流口104与阀体的流体流通路对应，并且以配准方式装配阀体的流体流通路。尽管图4示出通常为矩形的阀插装件，但是无意将本发明的范围限制为矩形插装件壳体。可以采用圆锥形、圆柱形、锥形或者任意其它适当造型的插装件壳体，而不脱离本发明的实质范围。在插装件壳体97内的各种阀门部件，诸如阀芯、回转楔形阀件、阀座以及隔离器，基本上如图1所示定位。插装组件94仅安装在阀体的相应形状的插装件室内，并且利用任意适当阀帽止动机构，可以将它固定在阀体内。阀杆82和阀联杆连接90从法帽件96向上凸出，以确保阀门机构作动。

现在，参考图5至7，示出了通常以110表示的回转楔形阀门机构的开启位置、中间位置和闭合位置。该阀门机构也体现了本发明原理，它采用隔离件112，该隔离件112将阀芯件114固定在阀体118的阀室116内。应当考虑到，可以设计阀体118具有内插装插口或者凹槽，用于容纳和包含图4所示特定的回转楔形阀插装件。阀门组件的内部部件包括回转楔形阀件120，在阀室116内，支承该回转楔形阀件120，以绕阀芯件114的外部通常为球面的部分112转动。该回转楔形阀件120还以与阀座件124密封啮合的方式设置，并且该回转楔形阀件120限定阀口126，该阀口126当回转楔形阀件处于图5所示的开启位置时、或者当该回转楔形阀件转动到如图6所示的中间位置时被定位与阀座件124的流口128对齐配准。阀座件124可以由各种材料构造，包括金属、聚合物或者用于该阀门的预定作业的可接受的不同阀座材料的复合物。诸如金属、弹性体或者聚合物的环形密封圈的一对圆环形密封件125和127容纳在阀座件的环形密封槽内。回转楔形阀件120的几何结构限定具有预定壁厚并且与较厚的壁部分平滑合并的中间部分，从而保证厚-薄-厚的壁厚布置。在回转楔形阀件120的开启位置和闭合位置，回转楔形阀件的较厚部分与阀座啮合，从而使该阀门组件膨胀紧密密封。如图6所示的阀门机构的部分开启位置保证内部阀门部件由于存在较小厚度的回转楔形阀区域而处于的松开状态，并且允许从阀室116简单有效卸下内部部件。图7示出处于全闭位置的回转楔形阀件。在该位置，设置阀件的外表面130，以便与环形密封环125密封啮合，并且保证流体流过该阀门机构。

回转楔形阀件的位置有效控制阀门部件的干涉量和间隙量。该阀门机构有效密封，并且承受当阀件处于特定位置时，流产生的振动或者颤动。此外，当要求组装或者分拆阀门部件时，选择性地定位回转楔形阀件，以允许存在充足间隙，从而允许插入或者卸下阀门部件。参考图5至7，通常以110表示本发明的实施例，并且该实施例示出回转楔形阀件的各种操作位置以及受回转楔形件120的厚-薄-厚特性的各种位置干涉的阀门组件长度。从阀室116内阀件的各种操作位置的观点出发，描述这些相关的回转楔形阀长度或者尺寸。在这些图中，示出了分离的平行线，它们表示部件的长度容量。在图5所示的阀门机构的开启位置，部件或者部件厚度容量“A”、“B”和“C”使产生充分干涉，以使该回转楔形阀件与圆形密封环125密封啮合，并使密封环127以充分干涉压到阀体的内表面上，从而形成有效密封。参考编号“A”表示当阀件全开时啮合阀座件124的回转阀件的壁厚。参考编号“B”表示当该阀件处于开启位置与闭合位置之间的中间旋转位置时，啮合阀座件124的回转阀件的壁厚。参考编号“C”表示当阀件处于其全闭位置时，啮合阀座件124的回转阀件的壁厚部分。尽管这些壁厚区域可能只有几千分之一英寸的变化，但是它们保证阀机构在不同阀位置具有可控干涉。该特征使得在特定阀位置实现有效密封，并且保证在其它阀位置，诸如组装阀部件和分拆阀部件的位置，没有干涉或者低干涉。在如图6所示的回转楔形阀件120的中间位置，与密封组件对着设置该阀件的薄壁部分，因此，组装的阀部件处于松(loose)或者低干涉组件中。低干涉的这种状态允许阀部件保持可操作状态，并且使得当必需要维修或者要替换部件时，可以轻而易举地从该阀室卸下该阀部件。

根据上述内容，显然，本发明非常适合实现上面描述的所有目的和特征以及在此披露的设备固有的其它目的和特征。

本技术领域内的技术人员容易明白，在不脱离本发明实质或者本质特征的情况下，可以以其它方式，轻而易举地实施本发明。因此，要将本实施例看作说明性的，而非限制性的，本发明的范围不由上面的描述限定，而由权利要求书限定，因此，落入权利要求书的等同的意义和范围内的所有修改都包括在本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种回转楔形阀机构，包括：

阀体，具有阀室和与所述阀室流体连通的流口；

阀座，位于所述阀体内；

阀芯件，具有凸形外表面部分，并且被以基本上不转动的方式定位在所述阀室内，所述阀芯件的外表面以中心点形成；

可变楔形件，与所述阀芯件处于回转支承啮合，并且其回转运动范围在所述阀机构的开启位置与闭合位置之间，所述可变楔形件具有与所述阀芯件的所述凸形外表面啮合的凹形内表面；并且所述可变楔形件具有与所述阀座啮合的凸形外表面；以及

联杆，使所述楔形件实现开启和闭合回转，

其中，所述可变楔形件的凸形外表面以如下中心点形成：该中心点与形成所述阀芯件的凸形外表面的所述中心点不同；使得所述可变楔形件在整个所述回转运动范围内具有不均匀的壁厚，用于在开启位置和闭合位置对阀座产生密封力。

2.根据权利要求1所述的回转楔形阀机构，包括：

所述可变楔形件的凹形内表面和所述可变楔形件的凸形外表面分别以分离的中心点形成。

3.根据权利要求1所述的回转楔形阀机构，包括：

所述楔形件具有凸形外表面和凹形内表面，所述楔形件被安装，以在所述阀芯件与所述阀座之间的所述阀室内回转，所述楔形件限定具有预定厚度的中间壁部分，该具有预定厚度的中间壁部分位于其厚度分别大于所述预定厚度的楔入壁部分之间并与该楔入壁部分合并。

4.根据权利要求3所述的回转楔形阀机构，包括：

所述楔入壁部分具有基本上相同的壁厚。

5.根据权利要求3所述的回转楔形阀机构，包括：

所述楔入壁部分具有不同尺寸的壁厚。

6.根据权利要求3所述的回转楔形阀机构，包括：

所述楔形件可以回转定位在开启位置和闭合位置；

所述可变楔形件的凸形外表面具有中间位置，其中具有预定厚度的所述中间壁部分与所述阀座面对着定位，并且具有与所述阀座的低干涉楔入力啮合；以及

所述可变楔形件的凸形外表面具有开启和闭合楔入位置，其中所述楔入壁部分利用所述阀座施加所述可变楔形件的凸形外表面的密封力。

7.根据权利要求3所述的回转楔形阀机构，包括：

所述楔形件具有从其凸起的耳轴件，所述耳轴件支承所述楔形件的一部分以便在所述阀室内回转；以及

所述楔形件的凹形内表面和所述楔形件的凸形外表面以及所述耳轴件分别以独立的中心点形成。

8.根据权利要求7所述的回转楔形阀机构，包括：

阀杆，从所述楔形件凸起，并且与所述阀体支承地回转啮合。

9.一种回转楔形阀机构，包括：

阀体，限定阀插装件室，并且具有与所述阀插装件室流体连通的流口；

插装件壳体，可替换地定位并密封在所述插装件室内，并且具有与所述阀体的所述流口配准的流口；

阀座，位于所述插装件壳体内；

阀芯件，具有大致为凸形的外表面部分，该外表面部分以基本上非回转方式定位在所述插装件室内；所述凸形的外表面部分以中心点形成；

楔形阀件，其回转运动范围在所述阀机构的开启位置与闭合位置之间，所述楔形阀件与所述阀芯件的凸形外表面啮合；并且所述楔形阀件具有与所述阀座啮合的凸形外表面；以及

联杆，与所述楔形阀件回转驱动啮合，并且使所述楔形阀件实现开启和闭合回转，

其中，所述楔形阀件的凸形外表面以如下中心点形成：该中心点与形成所述阀芯件的凸形外表面的所述中心点不同；使得所述楔形阀件在开启位置和闭合位置之间的整个所述回转运动范围内具有不均匀的壁厚，用于对阀座产生所述楔形阀件的凸形外表面的密封力。

10.根据权利要求9所述的回转楔形阀机构，包括：

所述楔形阀件具有与所述阀芯件的所述凸形外表面啮合的大致为球形的内表面，并且具有与所述阀座啮合的凸形外表面；以及

所述楔形阀件的大致为球形的内表面和所述楔形阀件的凸形外表面分别以分离的中心点形成。

11.根据权利要求9所述的回转楔形阀机构，包括：

所述楔形阀件具有凸形外表面和凹形内表面，所述楔形阀件被安装，以在所述阀芯件与所述阀座之间的所述阀插装件室内回转，所述楔形阀件限定具有预定厚度的中间壁部分，该具有预定厚度的中间壁部分位于其厚度分别大于所述预定厚度的楔入壁部分之间并利用其厚度分别大于所述预定厚度的楔入壁部分逐步位移。

12.根据权利要求9所述的回转楔形阀机构，包括：

所述楔形阀件可以回转定位在开启位置和闭合位置；

所述楔形阀件的凸形外表面具有中间位置，其中具有预定厚度的所述中间壁部分面对着所述阀座定位，并且提供间隙以容许对所述阀座施加最小楔入力；以及

所述楔形阀件的凸形外表面具有开启和闭合楔入位置，其中所述楔入壁部分将所述楔形阀件的凸形外表面的密封力施加到所述阀座。

13.根据权利要求9所述的回转楔形阀机构，包括：

所述楔形阀件具有从其凸起的耳轴件，所述耳轴件支承所述楔形阀件的一部分以便在所述阀插装件室内回转；以及

阀杆，从所述楔形阀件凸起并且与所述阀体支承地可回转啮合。

14.根据权利要求13所述的回转楔形阀机构，包括：

所述耳轴件和所述阀杆与所述楔形阀件集成在一起，并且分别被所述插装件壳体可回转地支承。

15.根据权利要求9所述的回转楔形阀机构，包括：

阀帽件，被安装在所述插装件壳体上，并且适于与所述阀体可靠密封连接。

16.根据权利要求9所述的回转楔形阀机构，包括：

阀帽件，适于与所述阀体可靠密封连接，并且将所述回转楔形阀插装件固定在所述阀体的所述插装件室内。

17.一种用于制造回转楔形阀件的方法，包括：

在阀件工件上，以第一中心点，形成基本上为球形的凹面；

在阀件工件上，以与所述第一中心点分离的第二中心点，形成基本上为球形的凸面，以形成中间阀件厚度以及与所述中间阀件厚度合并的前阀件厚度和后阀件厚度，所述中间阀件厚度具有与所述前阀件厚度和后阀件厚度不同的厚度，用于对阀座产生阀件的凸面的密封力。

18.根据权利要求17所述的方法，其中耳轴件从所述回转楔形阀件凸起，并由此提供回转支承，所述方法包括：

以独立于所述第一和第二中心点的第三中心点，形成耳轴件；以及

建立所述第一、第二和第三中心点的理想相对位置，并且确定所述回转楔形阀件的所述基本上为球形的凹面和凸面的几何关系。

19.根据权利要求17所述的方法，包括：

建立90°相交的相交第一和第二基线，其交点限定第一中心点；

以所述第一中心点，形成所述基本上为球形的凹面；

建立偏离所述第一中心点并且位于所述第一基线上的第二中心点；以及

以所述第二中心点，形成所述基本上为球形的凸面。

20.根据权利要求17所述的方法，包括：

建立90°相交的相交第一和第二基线，其交点限定第一中心点；

以所述第一中心点，形成所述基本上为球形的凹面；

建立偏离所述第一中心点并且偏离所述第一和第二基线的第二中心点；以及

以所述第二中心点，形成所述基本上为球形的凸面。

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