CN102588619B - 用于蝶阀的止推板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于蝶阀的止推板。一种用于蝶阀的止推板包括界定出凹部的止推板体。凹部在底止推面、侧壁和开放顶部之间延伸。耐磨涂层被设置在底止推面上。

Description

用于蝶阀的止推板
技术领域
本公开涉及一种具有耐磨涂层的蝶阀。
背景技术
蝶阀是已知的并且被用于控制气流。典型的蝶阀包括界定出气流通道的壳体。轴被安装在壳体内并且支撑蝶阀盘。致动器转动该轴以选择性地打开或关闭蝶阀盘从而控制气流流过壳体内的通道。
发明内容
一种用于蝶阀的示范性止推板包括界定出凹部的止推板体。凹部在底止推面、侧壁和开放顶部之间延伸。耐磨涂层被设置在底止推面上。
一种示范性蝶阀可以包括止推板。蝶阀包括界定出穿过其中的流动通道的阀壳。轴在阀壳内延伸并且包括在流动通道内安装在其上的蝶阀盘。轴的一端被容纳在止推板的凹部内。
一种在蝶阀上安装止推板的示范性方法包括将止推板固定至阀壳以使轴的一端被容纳在止推板体的凹部内。
附图说明
根据以下的详细说明，公开示例的各种特征和优点对本领域技术人员来说就会变得显而易见。详细说明内容的附图可以简要介绍如下。
图1示出了包括空气管理系统的示例性飞机。
图2是空气管理系统中的阀门内的止推板的单独视图。
图3是图2中止推板的另一视图。
图4是图3中所示止推板的截面图。
具体实施方式
图1示出了示例性飞机10中的选定部分，其中包括在飞机10内安装至支撑件14的空气管理系统12。示例性空气管理系统12包括沿中心轴线A界定出用于气流的流动通道18的管路16。
阀组件20控制气流流过流动通道18。阀组件20包括界定出至少一部分流动通道18的阀壳21。蝶阀盘22被安装在阀壳21内的轴24上，并且致动器26(例如气动致动器)被操作地连接至轴24以围绕轴24的长轴线28移动蝶阀盘22。轴24包括由止推板32支撑的轴向端30。止推板32限制轴沿长轴线28的移动。
空气管理系统12需要在例如1200℉(649℃)的高温以及只有很少或者没有润滑的高振动水平下工作。而且，轴24的长轴线28并不垂直于中心轴线A并由此产生沿长轴线28的推力负荷(以34表示)。正如要介绍的那样，示例性的止推板32在与轴24的轴向端30的对接处包括耐磨涂层40以有助于减小由轴24在止推板32上施加的推力负荷34造成的摩擦和磨损。
参照图2-4，止推板32由在其中界定出凹部44的止推板体42构成。凹部44通常在底止推面46、侧壁48和开放顶部50之间延伸。如图1所示，轴24的轴向端30被容纳在凹部44内以使轴向端30接触底止推面46。在这方面，止推板体42在底止推面46上包括耐磨涂层40以承受由阀组件20工作期间产生的推力负荷34在止推板体42和轴24之间造成的磨损。
在图4示出的示例中，凹部44界定出凹部直径(RD1)和凹部深度(RD2)。凹部深度延伸在底止推面46以及由凹部44内的凸缘或台阶部51界定的平面之间。在该示例中，凹部深度是从台阶部51的下部的凹部44缩小至凹部直径的部位测量的。
耐磨涂层40也界定出平均涂层厚度(CT)。例如，平均涂层厚度可以是在整个耐磨涂层40上的多个选定位置处测量的平均厚度。
在各实施例中，凹部直径(RD1)为0.830-0.850英寸并且可以标称为0.840英寸。凹部深度(RD2)为0.125-0.155英寸并且可以标称为0.140英寸。涂层厚度(CT)为0.015-0.025英寸并且可以标称为0.020英寸。
在各实施例中，止推板32和耐磨涂层40被设计为具有在33.2到56.67之间的RD1/CT比。在进一步的实施例中，止推板32和耐磨涂层40还被设计为具有在5到10.33之间的RD2/CT比。选定的比确保耐磨涂层40具有足够的厚度以提供用于指定凹部尺寸的耐磨性并且还确保耐磨涂层40提供轴24准确的轴向定位。
耐磨涂层40被设计为比止推板体42的材料更硬以由此提供耐磨性。作为示例，止推板体42的材料可以是奥氏体或沉淀硬化不锈钢。在另一些实施例中，止推板体42的材料可以是镍基合金、钴基合金或钢。镍基合金可以是Inconel625或718，钴基合金可以是Haynes25，Stellite31或Stellite60。构成合金基本元素的元素是指在组成中以比任意其他元素都更多的量存在的元素。
耐磨涂层40的材料被设计用于保护止推板体42。在各实施例中，耐磨涂层40是比止推板体42的材料更硬的镍基合金或钴基合金。作为示例，镍基合金可以具有的组成主要包括0.5-1.0重量百分比的碳，12-18重量百分比的铬，2.5-4.5重量百分比的硼，3.5-5.5重量百分比的硅，3.5-5.5重量百分比的铁，最多为0.2重量百分比的钴以及剩余的镍。合金可以包括不影响材料性质的杂质或者在材料中不可测量或不可检测的元素。
耐磨涂层40的镍基合金可以包括有助于耐磨涂层40的高硬度的硬质化合物或硬质相。例如，硬质化合物或硬质相可以包括硼化铬、碳化铬或两者皆有。耐磨涂层40可以另外包括硅化物。硼化物、碳化物和/或硅化物可以在耐磨涂层40的组成元素之间形成。
阀组件20中的流动通道18界定出直径(Dp)(图1)并且轴24以对接面积(CA)(图4)接触耐磨涂层40。比值Dp/CA确定了在止推板32的底止推面46上的推力负荷34的大小。在各实施例中，比值Dp/CA在8到12之间。
耐磨涂层40与止推板42的材料硬度相比的相对硬度被设计为提供期望的耐磨水平。例如，耐磨涂层40的硬度与止推板体42的材料硬度之比至少为2.3。在进一步的示例中，耐磨涂层40的硬度可以至少为55HRC并且止推板体42的材料硬度可以最大为23HRC。耐磨涂层40由此提供了根据指定比值Dp/CA预期的相对于推力负荷34的充分的耐磨水平。
耐磨涂层40抵御磨损以使得在阀组件20工作期间，轴24和蝶阀盘22保持在流动通道18内的同心位置。轴24和蝶阀盘22因此就不会由于止推板32磨损而移位，若非如此，止推板的磨损可能会导致约束和阻碍阀操作。也就是说，缺少了耐磨涂层40就可能会额外导致轴24和/或底止推面46在指定推力负荷34下的磨损，从而使得阀轴24和蝶阀盘22移位并可能会阻碍阀的操作。
可选地，如图1所示，轴24的轴向端30可以包括安装在轴向端30内的插塞52用于与耐磨涂层40相接触。插塞52可以由耐磨的硬质材料构成。
在图示的示例中，止推板32还包括用于将止推板32固定至阀壳21的多个组装部分52。在实施例中，止推板32包括围绕止推板32的周边均匀分布的三个这样的组装部分52。作为示例，每一个组装部分52都在其中包括用于接纳螺栓56(图1)的开口54以将止推板32固定至阀壳21。
尽管在图示的示例中示出了多种特征的组合，但是要实现本发明不同实施例的优点并不需要组合所有的特征。换句话说，根据本公开实施例设计的系统不必包括在任一附图中示出的全部特征或者在附图中示意性示出的所有部分。而且，一个示例性实施例中的选定特征可以与其他示例性实施例中的选定特征进行组合。
以上的说明内容本质上是示范性的而并非限制性的。对公开示例的不必背离本公开的实质的变形和修改对本领域技术人员来说是显而易见的。赋予本公开的法律保护范围只有通过研读所附的权利要求才能确定。

Claims (19)

1.一种用于蝶阀的止推板，所述止推板包括：
在其中界定出凹部的止推板体，凹部在底止推面、侧壁和开放顶部之间延伸；以及
位于底止推面上的耐磨涂层，其中所述凹部界定出凹部直径RD1并且所述耐磨涂层界定出平均涂层厚度CT，并且比值RD1/CT在33.2到56.67之间。
2.如权利要求1所述的止推板，其中所述耐磨涂层是镍基合金。
3.如权利要求1所述的止推板，其中所述耐磨涂层主要由0.5-1.0重量百分比的碳，12-18重量百分比的铬，2.5-4.5重量百分比的硼，3.5-5.5重量百分比的硅，3.5-5.5重量百分比的铁，最多为0.2重量百分比的钴以及剩余的镍组成。
4.如权利要求1所述的止推板，其中所述耐磨涂层包括硼化铬。
5.如权利要求1所述的止推板，其中所述耐磨涂层包括碳化铬。
6.如权利要求1所述的止推板，其中所述止推板体是不锈钢并且所述耐磨涂层是从由镍基合金和钴基合金构成的组中选出。
7.如权利要求6所述的止推板，其中所述镍基合金的硬度与所述不锈钢的硬度之比至少为2.3。
8.如权利要求1所述的止推板，其中所述止推板体是从由镍基合金、钴基合金和钢构成的组中选出的材料，并且所述耐磨涂层是镍基合金。
9.如权利要求1所述的止推板，其中所述耐磨涂层的硬度大于所述止推板体的硬度。
10.如权利要求1所述的止推板，其中所述止推板体除了底止推面以外都没有所述耐磨涂层。
11.如权利要求1所述的止推板，其中所述凹部界定出凹部深度RD2并且所述耐磨涂层界定出平均涂层厚度CT，并且比值RD2/CT在5到10.33之间。
12.一种蝶阀，包括：
阀壳，所述阀壳界定出穿过其中的流动通道；
轴，所述轴在阀壳内延伸并且包括在流动通道内安装在该轴上的蝶阀盘；
止推板，所述止推板包括在其中界定出凹部以容纳该轴的一端的止推板体，并且所述凹部在底止推面、侧壁和开放顶部之间延伸；以及
位于底止推面上的耐磨涂层，其中所述凹部界定出凹部直径RD1并且所述耐磨涂层界定出平均涂层厚度CT，并且比值RD1/CT在33.2到56.67之间。
13.如权利要求12所述的蝶阀，其中所述流动通道界定出中心轴线，并且所述轴的长轴线并不垂直于所述中心轴线。
14.如权利要求12所述的蝶阀，其中所述流动通道界定出直径Dp并且所述轴以对接面积CA接触所述耐磨涂层以使比值Dp/CA在8到12之间。
15.如权利要求12所述的蝶阀，其中所述凹部界定出凹部深度RD2并且所述耐磨涂层界定出平均涂层厚度CT，以使比值RD2/CT在5到10.33之间。
16.一种在蝶阀上安装止推板的方法，所述方法包括：
将止推板固定至阀壳，所述阀壳界定出穿过其中的流动通道，以使轴的一端被容纳在所述止推板体中界定出的凹部内，所述轴在所述阀壳内延伸并且包括安装在其上的蝶阀盘，所述凹部在底止推面、侧壁和开放顶部之间延伸，并且所述底止推面在其上包括有耐磨涂层，所述凹部界定出凹部直径RD1并且所述耐磨涂层界定出平均涂层厚度CT，并且比值RD1/CT在33.2到56.67之间。
17.如权利要求16所述的方法，包括使所述轴的一端与所述耐磨涂层相接触。
18.如权利要求16所述的方法，其中将止推板固定至阀壳包括将止推板螺接至阀壳。
19.如权利要求16所述的方法，其中所述流动通道界定出直径Dp并且所述轴以对接面积CA接触所述耐磨涂层以使比值Dp/CA在8到12之间。
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