CN102352938A - 不用衬套导向阀杆的控制阀 - Google Patents

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Abstract

一种流体控制阀，其中取消了常见的金属阀杆导向衬套，它包括阀帽(30)和通过螺纹啮合到阀帽(30)上的填密螺母(56)。阀杆(26)通过间隙配合穿过阀帽(30)和填密螺母(56)，因此它们之间没有啮合。还包括单个盘根(38)，它有位于中间的纯PTFE密封环(42)、位于一侧的加填碳或玻璃的PTFE凸填料环(46)和位于另一侧的加填碳或玻璃的PTFE凹环。可以在填密螺母和盘根之间提供贝勒维尔盘簧(52)，用于供应“活的”载荷给填料。该填料提供足够的阀杆导向，与阀杆(26)的静压配合，从而能够取消常见的上和下金属导向衬套。

Description

不用衬套导向阀杆的控制阀
本申请是申请日为2004年1月7日、申请号为200480003679.4、发明名称为“不用衬套导向阀杆的控制阀”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于控制液体和/或气体流量的流体控制阀，特别是涉及用于导向诸如阀杆之类的阀操作构件的装置。
背景技术
诸如杆阀之类的流体控制阀通常包括：包含阀座的阀体、连接到可移动的阀杆上的阀塞、和用于通过阀杆移动阀塞的执行机构。通常，用至少一个衬套来参与导向阀杆。但是，受让人与本发明的受让人相同的美国专利No.5791629公开了一种流体控制阀，其未用任何衬套来导向阀杆。相反，用一对盘根(packing set)足以提供阀杆导向，并与阀杆静压配合，从而能够取消常见的上和下金属导向衬套。
发明内容
本发明提供一种流体控制阀，包括阀体，该阀体有流体入口、流体出口、在两者之间连通的通道、和位于所述通道内用于控制流体流量的阀座。该流体控制阀还包括安装在该阀体上、且有中心孔的阀帽和细长形的阀操作构件，该阀操作构件穿过该阀帽的中心孔延伸，带有塞，并且用于与该阀座密封啮合。由于在该阀帽和细长形的阀操作构件之间提供下间隙孔，因此该细长形的阀操作构件不与阀帽接触或啮合。在阀帽的中心孔内围绕着该细长形的阀操作构件安放单个的盘根，并用细长形的填密螺母将其固定在合适的位置，该填密螺母通过螺纹啮合到阀帽上。该单个盘根提供唯一的密封装置，用于稳定、密封并导向细长形的阀操作构件。
附图说明
在附带的权利要求书中，详细地说明了本发明的被认为具备新颖性的特征。参照下面的说明书并结合附图可以更好地理解本发明，在几幅附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是根据本发明的流体控制阀的横截面图；
图2是图1的流体控制阀部分局部放大的横截面图；
图3是根据本发明第二实施例、与图2相似的流体控制阀的横截面图。
具体实施方式
图1显示流体控制阀10，它有阀体12，阀体12有两个相对的安装法兰14、16，这两个法兰用于将阀10安装在例如管道系统中。阀体12还包括流体入口18、流体出口20和在两者之间连通的通道22。
在通道内提供阀座24，它可根据阀操作构件，例如阀杆26的位置来控制通过控制阀10的流体的流量，阀杆26的一端有可与阀座24密封啮合的阀塞28。
如图2中最好看到的那样，阀帽30有中心孔32，并且阀帽30被一套双头螺栓34和安装螺母36紧固地安装在阀体12上。在中心孔32内提供单个填料组件38。填料组件38可以是V形的盘根40，其具有在加填的聚四氟乙烯(PTFE)凹环44和加填的PTFE凸环46之间夹入的中间PTFE密封环42。可以在盘根40的每一端上安放防挤出环48。优选地，加填的PTFE凸环46和凹环4都由加填PTFE的碳或玻璃形成，而中间密封环42可以由纯PTFE形成。当然，也可以使用其他类型的填密材料，例如石墨或石墨薄片、杜邦·道弹性体有限公司生产的
Figure BSA00000578087700021
牌材料。在填料组件38上面提供由诸如不锈钢的金属形成的隔离环50。
在隔离环50上面提供一套盘簧52，例如贝勒维尔(Belleville)盘簧。如图2所示，阀帽30的上端有许多内螺纹，用于与填密螺母56上的螺纹54通过螺纹啮合，从而在盘根40上提供“活的(1ive)”压缩载荷。另外，如图2所示，在填密螺母56内有上间隙孔58，使得孔58的内径大于阀杆26的外径。这可保证当阀杆在阀内操作时，阀杆26不与填密螺母56啮合。
另外，在阀杆26和阀帽30之间提供下间隙孔60，使得孔60的内径大于阀杆26的外径，从而可防止阀杆与阀帽啮合。
类似的，在阀杆26和隔离环50的内径之间提供足够的间隙，以使阀杆与隔离环50没有啮合。因此，填密螺母56、阀帽30和隔离环50都没有为阀杆26提供任何导向。尽管贝勒维尔盘簧52的外径与阀体30内的中心孔32之间有紧公差，但贝勒维尔盘簧52的内径却充分大于阀杆的外径，从而防止两者之间的任何啮合。防挤出环48的外径与阀帽相邻的地方以及它的内径与阀杆相邻的地方间隙很小或者没有间隙。用加填碳或玻璃的、凸的和凹的填料环46、44来支撑纯PTFE密封环42，从而将其保持在合适的位置。
由于填料组件38上有合适的载荷，因此填料组件38内的密封环42、44、46可与阀杆26实现杆导向静压配合。防挤出环48的作用是为了防止凸的和凹的填料环的材料因阀杆的移动而损失，并延长它们的寿命。然而，也可以从填料组件38中去掉防挤出环48，这可能会降低填料组件38的可靠操作寿命。
图3描绘第二实施例，其中用裙状的阀塞128来代替图2中的阀塞28。裙状的阀塞128主要应用于更大的流送管路，其中可能对阀杆26施加更高的侧向载荷。裙状的阀塞128包括塞裙部130，塞裙部130被设计成即使当阀杆26和阀塞128如图3所示向上移动到全开位置时，阀塞裙部130也与相关联的阀座孔127保持接触，从而为阀杆26提供辅助的导向装置，其中阀座孔127与阀座124相关联。
尽管已经说明了某些优选的实施例，但应该认识到，可以在所附权利要求书的范围内对这些实施例进行变动。例如，作为填密螺母56、隔离环50和盘簧52的备选方案，当然可以用其他方法在填密装置上提供压缩载荷，例如用与法兰连接的套管，可以用一个或多个螺母向下压法兰，螺母通过螺纹连接到从阀帽延伸出来的螺栓上。另外，如果不需要“活的”加载方案，也可以不用盘簧52。

Claims (5)

1.一种流体控制阀，包括：
阀体，具有流体入口、流体出口、在这两者之间连通的通道、和位于所述通道内用于控制流体流量的阀座；
安装在该阀体上、且具有中心孔的阀帽；
穿过所述阀帽中心孔延伸的细长形阀操作构件，其带有用于密封啮合所述阀座的塞端，所述阀帽包括下间隙孔，以在所述阀帽和所述细长形阀操作构件之间提供间隙，因此它们之间没有啮合；所述细长形阀操作构件包括滑动阀杆；
仅有的单个盘根，所述单个盘根由以凹环和凸环为边界的至少一密封环组成；所述单个盘根还以一对防挤出环为边界，所述单个盘根位于所述阀帽中心孔内，并且围绕着所述细长形阀操作构件；
一套盘簧，其围绕所述细长形阀操作构件设置以通过仅有的单个隔离环向所述盘根施加压缩载荷；
所述单个盘根在该阀帽和该阀操作构件之间提供导向配合啮合，使得该阀操作构件在不接触该阀帽的情况下操作；
所述单个盘根由V形的PTFE填料环形成，该填料环包括位于相对的凸的和凹的加填的PTFE填料环之间的PTFE密封环。
2.如权利要求1所述的流体控制阀，其中该塞端包括裙状的阀塞。
3.一种流体控制阀，包括：
阀体，具有流体入口、流体出口、在这两者之间连通的通道、和位于所述通道内用于控制流体流量的阀座；
安装在该阀体上、且具有中心孔的阀帽；
穿过所述阀帽中心孔延伸的细长形阀操作构件，它有用于密封啮合所述阀座的塞端，并且包括位于所述阀帽和所述细长形阀操作构件之间以提供间隙的下间隙孔，因此它们之间没有啮合；所述细长形阀操作构件包括滑动阀杆；
通过螺纹啮合该阀帽的细长形填密螺母，包括总是沿着该填密螺母的整个长度、且位于该填密螺母和阀操作构件之间的上间隙孔，因此它们之间没有啮合；
仅有的单个盘根，所述单个盘根由以凹环和凸环为边界的至少一密封环组成；所述单个盘根还以一对防挤出环为边界，所述单个盘根位于所述阀帽中心孔内，并且围绕着所述细长形阀操作构件；
所述单个盘根包括稳定和密封装置，该装置包括围绕所述细长形阀操作构件设置以通过仅有的单个隔离环向所述盘根施加压缩载荷的一套盘簧，所述稳定和密封装置(1)通过所述单个盘根在该单个盘根和阀操作构件之间提供导向配合啮合，用于在该阀帽中心孔和该填密螺母上间隙孔内单独地稳定并导向该阀操作构件，在所述单个盘根和该阀操作构件之间的所述导向配合啮合，足以克服施加到该阀操作构件上的侧向载荷而单独地导向并稳定该阀操作构件，(2)通过所述单个盘根提供密封啮合，用于单独地密封该阀操作构件和该阀帽中心孔的外径，在所述单个盘根和所述阀操作构件之间的所述密封啮合足以提供所述密封啮合。
4.如权利要求3所述的流体控制阀，其中所述单个盘根由V形的PTFE填料环形成，该填料环包括位于相对的凸的和凹的加填的PTFE填料环之间的PTFE密封环。
5.如权利要求3所述的流体控制阀，其中该塞端包括裙状的阀塞。
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