CN101784826A

CN101784826A - 用于将阀杆连接到阀构件的装置

Info

Publication number: CN101784826A
Application number: CN200880103848A
Authority: CN
Inventors: 丹尼斯·尤金·欧哈拉
Original assignee: Fisher Controls International LLC
Current assignee: Fisher Controls International LLC
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2028-08-13
Also published as: JP5411860B2; EP2191177A1; US8146883B2; BRPI0815688A2; US20090049671A1; MX2010001931A; CA2696715C; EP2191177B1; JP2010537138A; WO2009026067A1; CN101784826B; CA2696715A1

Abstract

公开了一种用于将阀杆(20)连接到阀构件(40)的装置。示例装置包括具有侧向延伸开口的阀杆、具有侧向延伸开口的阀构件和联接器(70)，该联接器(70)在一端附近具有接纳在所述阀杆的侧向延伸开口中的延伸部分，而在相反一端附近具有接纳在所述阀构件的侧向延伸开口中的延伸部分。弹性构件(30)位于所述阀杆与所述阀构件之间。

Description

用于将阀杆连接到阀构件的装置

技术领域

本公开大体上涉及用于将阀杆连接到阀构件的装置，更具体而言，涉及用于将金属阀杆连接到非金属阀构件的装置。

背景技术

加工厂将控制阀广泛地使用在各种应用中，例如用于控制食品加工厂中的产品流，保持大型油库中的流体液位等。自动控制阀通过起到类似于可变通道的作用而被用于控制产品流或保持流体液位。流过自动控制阀的阀体的流体量能够由阀构件(例如塞)的精确运动来准确控制。在一些控制阀中，控制阀(例如滑动阀杆阀)可以包括通过螺纹连接到金属阀构件的螺纹开口的金属阀杆，使得金属阀杆被定向为基本垂直于金属阀构件。通过将金属阀杆与金属阀构件焊接在一起，金属阀杆可以被固定到金属阀构件。然而，如果阀杆或阀构件由不可焊接材料制成，或者如果填充材料与阀杆或阀塞的基材不相容，则阀杆与阀构件不能被焊接在一起。例如，阀杆可由诸如316应变硬化不锈钢等可焊接材料制成，而阀构件可由例如蒙乃尔合金

(Monel

)等不可焊接的铸造材料制成。可替代地，阀杆可以通过使用定位销而被紧固到阀构件上。然而，通过使用定位销将阀杆连接到阀构件能够引起阀杆与阀构件之间未对准，并影响阀构件的整体性。

金属阀杆和金属或非金属阀构件例如陶瓷阀构件的组合，可用于特定过程。在控制阀的操作过程中，拉力被金属阀杆的螺纹施加到陶瓷阀构件的螺纹上。金属阀杆的螺纹与陶瓷阀构件的螺纹的接合能够导致陶瓷阀构件的损坏。

发明内容

一种用于将阀杆连接到阀构件的装置包括具有侧向延伸开口的阀杆和具有侧向延伸开口的阀构件。联接器在一端附近具有接纳在所述阀杆的侧向延伸开口中的延伸部分，而在相反一端附近具有接纳在所述阀构件的侧向延伸开口中的延伸部分。弹性构件位于所述阀杆与所述阀构件之间。

附图说明

图1为具有用于将阀杆连接到阀构件的示例装置的控制阀的剖视图；

图1a为图1的示例装置的剖分联接器的放大示意图；

图2为图1中的用于将阀杆连接到阀构件的示例装置的局部剖视放大示意图；

图3为用于将阀杆连接到阀构件的另一个示例装置的局部剖视示意图；

图4为用于将阀杆连接到阀构件的另一个示例装置的局部剖视示意图；

图5为用于将阀杆连接到阀构件的又一个示例装置的局部剖视示意图；

图6为用于将阀杆连接到阀构件的另一个示例装置的局部剖视示意图。

具体实施方式

总体而言，本文所描述的用于将阀杆连接到阀构件的示例装置可被用于各种类型的组件或设备中的部件之间的连接。此外，尽管结合用于加工工业的产品流动控制对本文所公开的示例进行了描述，然而本文所描述的示例可以更加普遍地应用于不同目的的各种控制操作。

图1为具有用于将阀杆20连接到阀构件40的示例装置10的控制阀1的剖视图。该控制阀1包括主体2，该主体2具有通过阀座50和阀构件40将流体连通到出口4的入口3。致动器5被连接到主体2且能够操作以使阀杆20移位。剖分联接器70(见图1a)位于外罩或阀帽柱80内，并将阀杆20连接到阀构件40。致动器5能够使阀杆20和阀构件40移位以控制流体流动通过阀座50。尽管控制阀1被示出为球形控制阀，但控制阀1可以是包含连接到阀构件的阀杆的众多类型的控制阀中的任意一种。

图2为图1的控制阀中用于将阀杆20连接到阀构件40的示例装置10的放大局部剖视示意图，其示出与阀座50处于接合中的阀构件40。阀杆20由例如316应变硬化不锈钢的金属制成，并且包括位于阀杆20的端部22处的侧向或径向延伸开口24。阀构件40由金属或例如陶瓷的非金属材料制成。阀构件40包括位于阀构件40的端部42处的侧向或径向延伸开口44。阀构件40在相反端46处被接纳在该控制阀的阀座50中。如图2中清楚所示，阀构件40的端部46容纳在阀座50中，从而防止流体沿着箭头A的方向流入控制阀1中。

弹性构件或盘形弹簧30和垫圈32位于阀杆20和阀构件40之间。弹性构件30接合阀杆20的端部22，而垫圈32接合阀构件40的端部42。

参见图1、1a和2，剖分联接器70大体为圆柱体形状并包括两个相对的部分或构件72和74，该两个相对的部分或构件72和74在联接器70的端部76处分别具有相对的延伸部分72a和74a，并在联接器70的相反端78处具有相对的延伸部分72b和74b(见图2)。控制阀1的外罩或阀帽柱80包括孔82，阀杆20、阀构件40、弹性构件30、垫圈32和联接器70位于该孔82内以往复运动。从图2中能够清楚地看出，当阀构件40座合于阀座50中时，阀杆20、联接器70和阀构件40的端部42并不延伸超过外罩80的下端83。根据联接器70、外罩80、阀构件40及阀杆20之间的公差和/或间隙，排放口86可以被设置在外罩80中以防止流体在孔82中积累。

为了组装控制阀1的示例装置10，弹性构件30和垫圈32被放置在阀杆20和阀构件40之间。阀杆20和阀构件40被彼此相向移动(即，弹性构件30被压缩)，然后联接器70的两个构件72和74均被定位在阀杆20的端部22和阀构件40的端部42周围，并被朝向阀杆20的端部22和阀构件40的端部42移动，使得延伸部分72a和74a被接纳于侧向延伸开口24中并且延伸部分72b和74b被接纳于侧向延伸开口44中。然后，阀杆20、弹性构件30、垫圈32、联接器70和阀构件40被布置在或放置在外罩80的孔82内。外罩80将联接器70的两个部分或构件72和74保持或保留在孔82内，使得延伸部分72a、74a、72b和74b保持在对应的侧向延伸开口24和44中。为了确保阀杆20保持在孔82内以使阀构件40保持与阀杆20相联接，阀杆20可以包括保持器，例如位于阀杆20上部的沟槽29中的卡环90。由此，一旦装置10被组装好，外罩80、阀杆20、弹性构件30、垫圈32、联接器70和阀构件40可以被插入到控制阀1中或从控制阀1中移除，而且阀杆20与控制阀构件40不会从外罩80的孔82中滑出。

在图1、1a和2所示出的示例装置10中，弹性构件30迫使阀杆20和阀构件40彼此远离并与联接器70相接合，以调紧或消除因阀杆20、阀构件40和联接器70的尺寸公差的叠加而产生的游隙或松动。然而，联接器70和弹性构件30使阀构件40能够朝向阀杆20移动并压缩弹性构件30。当阀杆20向下朝向阀构件40移动时，示例装置10将阀杆20向下的力和运动传递给阀构件40，以将阀构件40与阀座50接合。此外，阀杆20向上的运动使阀构件40移动远离阀座50。阀杆20的切断载荷通过联接器70传递给阀构件40，能够实现切断载荷分布到阀构件40的较大的表面积上。并且，弹性构件30的弹性或挠性使得阀构件40能够在与阀座50接合的过程中自动调节，从而使阀构件40能够对准或座合以便更好地切断阀座50处的流体流动。

装置10使控制阀1能够在各种对金属阀构件有害的环境中操作。陶瓷阀构件40使控制阀能够在具有高振动、高温、高压、高速介质、混合介质、多相流和/或严峻的使用条件的环境中操作。此外，当没有排放口86时，外罩80的下端83提供流体屏障以防止流体进入孔80并影响阀杆20。如果控制阀中的流体包括腐蚀性颗粒和/或固体颗粒的情况下，这是尤为重要的。外罩80的孔82为联接器70提供导向，并且还能够抵抗可能对装置10产生影响的振动。

另外或可选择地，当联接器70的两个构件72和74被组装在阀杆20、弹性构件30、垫圈32和阀构件40周围之后，两个构件72和74可以通过各种连接技术，例如焊接、啮合式机械接合(snap-together mechanicalengagement)或涂敷粘合剂等，而被连接在一起以形成整体结构。由此，当联接器70位于外罩80的孔82的外侧时，联接器70能够维持阀杆20与阀构件40相连接，从而免去使用沟槽29和卡环90。

图3、4和5分别是用于将阀杆连接到阀构件的进一步的示例装置110、210和310的局部剖视示意图。图3、4和5的示例装置110、210和310的一些元件与结合图1和图2所表示并描述的元件基本上相同。因此，为了简便起见，对于与图1和图2中的元件相同的元件的描述将不再重复。取而代之，感兴趣的读者可以返回前文参考图1和2的相应描述。为了方便此过程，图3、4和5中的相似元件的附图标记分别为在图1和图2中的对应元件的附图标记的基础上加上100、200和300。

图3为示例装置110的局部剖视示意图，该示例装置110包括接纳在控制阀101的外罩180的沟槽185中的密封件或O型圈184。该O型圈184将在外罩180和阀构件140之间提供滑动界面密封，以实现能够防止流体进入孔182并影响阀杆120的改进的流体屏障。如果控制阀101中的流体包含腐蚀性颗粒或固体颗粒的情况下，这是尤为重要的。

图4为示例装置210的局部剖视示意图，该示例装置210包括接纳在控制阀201的外罩280的底切部287中的填充物284。填充物284通过辅助件288被保持在外罩280的下端283处，且该辅助件288通过螺纹289被连接到外罩280的螺纹281。辅助件288通过锁定销292被不可旋转地紧固到下端283，该锁定销292被插入到分别位于辅助件288和下端283中的对齐的通道293和295中。填充物284能够被用于防止流体在压力下进入外罩280的孔282。

图5为又一个示例装置310的局部剖视示意图，其所包括的阀杆320具有用于与控制阀301的阀构件340接合的阀杆邻接部分或纵向延伸部分321。纵向延伸部分321被定位为紧临阀构件340，使得在阀杆320向下移动的过程中，弹性构件330压缩，而且延伸部分321接合阀构件340并直接使阀构件340移位进入与阀座350相接合。阀杆320与阀构件340的直接接合可以减小阀构件340在与阀座350接合过程中的振动。当然，纵向延伸部分321与阀构件340之间的间隔量或距离能够为弹性构件330提供最大压缩点或最大压缩极限。

图6为用于将阀杆420连接到阀构件440的另一个示例装置410的局部剖视示意图。图6的示例装置410的一些元件与结合图1至图5所展示并描述的元件基本上相同。因此，为了简便起见，对于与图1至图5中的元件相同的元件的描述将不再重复。取而代之，感兴趣的读者可以返回前文参考图1至图5的相应描述。为了方便此过程，图6中的相似元件的附图标记相对于图1至图5中的对应元件的附图标记以400为单位进行编号。

如果控制阀401不受到可能影响其结构和/或操作的振动，则阀杆420和阀构件446之间的联接器470可包括环形保持件492，该环形保持件492在保持件端部494处具有保持件开口493。联接器470包括两个部分或构件472和474，该两个部分或构件472和474在联接器470的端部476处分别具有相对的延伸部分472a和474a，并且在联接器470的相反端478处具有相对的延伸部分472b和474b。控制阀401的外罩或阀帽柱480包括孔482，阀杆420、阀构件440和联接器470位于该孔482内以往复运动。

为了组装控制阀401的示例装置410，环形保持件492被放置在阀杆420上，使得阀杆420的端部422延伸通过保持件开口493。然后，弹性构件430和垫圈432被放置在端部422与阀构件440之间。阀杆420和阀构件440被彼此相向移动(即，弹性构件430被压缩)，并且联接器70的两个构件472和474被定位在阀杆420的端部422和阀构件440的端部442周围，使得延伸部分472a和474a被接纳于阀杆420的侧向延伸开口424中，并且延伸部分472b和474b被接纳于阀杆420的侧向延伸开口444中。然后，环形保持件492被沿着阀杆420的端部422移动，使得环形保持件492被布置在联接器470上方以保持构件472和474与阀杆420和阀构件440相接合，并将弹性构件430和垫圈432保留在阀杆420和阀构件440之间。为了确保环形保持件492保持在联接器470上方，卡环496被接纳于阀杆420中的沟槽427处。可替代地，例如环、销、夹子、粘合剂等其它保持机构，可被用于替代卡环496以将构件472和424联接在一起。由此，一旦装置410被组装好，外罩480、阀杆420、弹性构件430、垫圈432、联接器470和阀构件440可以被插入到控制阀401中或从控制阀401移除，而阀杆420与控制阀构件440不会分开。

在图6所示出的示例装置410中，弹性构件430迫使阀杆420和阀构件440彼此远离并与联接器470相接合，以调紧或消除因阀杆420、阀构件440和联接器470的尺寸公差的叠加而产生的游隙或松动。然而，联接器470和弹性构件430使阀构件440能够朝向阀杆420移动并压缩弹性构件430。当阀杆420向下朝向阀构件440移动时，示例装置410将阀杆420向下的力和运动传递给阀构件440以使阀构件440与阀座450接合。此外，阀杆420向上的运动使阀构件440移动远离阀座450。阀杆420的切断载荷通过联接器470传递给阀构件440，能够实现切断载荷分布到阀构件440的较大的表面积上。并且，弹性构件430的弹性或挠性使得阀构件440能够在与阀座450接合的过程中自动调节，从而使得阀构件440能够对准或座合以便更好地切断阀座450处的流体流动。

尽管本文对特定示例装置进行了描述，然而本发明所覆盖的范围不限于此。相反，本发明包括文字上或在等同原则下完全地落入所附权利要求的范围内的所有装置和产品。

Claims

1.一种用于将阀杆连接到阀构件的装置，包括：

具有侧向延伸开口的阀杆；

具有侧向延伸开口的阀构件；

联接器，该联接器在一端附近具有接纳在所述阀杆的侧向延伸开口中的延伸部分，而在相反一端附近具有接纳在所述阀构件的侧向延伸开口中的延伸部分；和

位于所述阀杆与所述阀构件之间的弹性构件。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述阀构件由非金属材料制成。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述阀构件由陶瓷制成。

4.根据权利要求1所述的装置，进一步包括设置在所述弹性构件与所述阀构件之间的侧向延伸的金属构件。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述联接器用于将所述阀杆的纵向运动传递给所述阀构件。

6.根据权利要求1所述的装置，进一步包括具有纵向孔的外罩，所述弹性构件和所述阀杆及所述阀构件的至少一部分被设置于所述孔中。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述联接器包括位于所述孔内的至少两个部分，所述外罩将所述延伸部分保持在所述阀杆和所述阀构件的侧向延伸开口中。

8.根据权利要求6所述的装置，其中所述外罩包括密封构件，用于密封地接合所述阀构件。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述密封构件包括O型圈或填充物中的至少一个。

10.根据权利要求9所述的装置，进一步包括连接到所述外罩以保持所述填充物的辅助件。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述阀杆包括邻近所述阀构件设置的纵向延伸部分，所述弹性构件是柔性的，使得所述纵向延伸部分能够在所述阀杆的运动过程中接合所述阀构件。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述联接器包括连接在一起的两个部分以防止所述两个构件彼此分离。

13.根据权利要求12所述的装置，进一步包括设置在所述两个部分周围的保持件。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述保持件为环形且具有用于接纳所述阀杆的开口。

15.一种具有用于将阀杆连接到阀构件的装置的控制阀，包括：

具有径向延伸开口的阀杆；

具有径向延伸开口的阀构件；

联接器，该联接器在一端附近具有接纳在所述阀杆的径向延伸开口中的径向延伸部分，而在相反一端附近具有接纳在所述阀构件的径向延伸开口中的径向延伸部分；

位于所述阀杆与所述阀构件之间的弹性构件；和

具有纵向孔的外罩，其中所述联接器、所述弹性构件和所述阀杆及所述阀构件的至少一部分被设置于所述孔中。

16.根据权利要求15所述的控制阀，其中所述阀杆由金属制成，而所述阀构件由陶瓷制成。

17.根据权利要求15所述的控制阀，其中所述弹性构件接合侧向延伸的金属构件。

18.根据权利要求15所述的控制阀，其中所述联接器包括位于所述纵向孔内的至少两个构件，所述外罩将所述延伸部分保持在所述阀杆和所述阀构件的侧向延伸开口中。

19.根据权利要求15所述的控制阀，其中所述外罩包括密封构件，用于密封地接合所述阀构件。

20.根据权利要求19所述的控制阀，其中所述密封构件包括O型圈或填充物中的至少一个。

21.根据权利要求20所述的控制阀，进一步包括连接到所述外罩的辅助件，用于将所述填充物定位以接合所述阀构件。

22.根据权利要求15所述的控制阀，其中所述阀杆包括邻近所述阀构件设置的纵向延伸部分，所述弹性构件是柔性的，使得所述纵向延伸部分能够在所述阀杆的运动过程中接合所述阀构件。

23.根据权利要求15所述的控制阀，其中所述联接器包括连接在一起的两个部分。

24.根据权利要求15所述的控制阀，进一步包括阀座，所述阀构件能够移动以与所述阀座自对准。

25.一种具有用于将阀杆连接到阀构件的装置的控制阀，包括：

具有径向延伸开口的阀杆；

具有径向延伸开口的阀构件；

位于所述阀杆与所述阀构件之间的弹性构件；和

用于将所述联接器的所述径向延伸部分保持在所述径向延伸开口中的保持件。

26.根据权利要求25所述的控制阀，其中所述联接器包括两个部分，所述两个部分均具有径向延伸部分。

27.根据权利要求26所述的控制阀，其中所述保持件被设置在所述两个部分周围。

28.根据权利要求27所述的控制阀，其中所述保持件为环形且具有用于接纳所述阀杆的开口。

29.根据权利要求25所述的控制阀，进一步包括阀座，所述阀构件能够移动以与所述阀座自对准。