CN103791105B - 具有可调节阀杆和活塞组件的流体控制阀 - Google Patents

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Abstract

本文描述了具有可调节阀杆和活塞组件的流体控制阀。示例性流体控制阀包括活塞，其用于控制流过阀体的流体流量；阀帽，其具有连接到阀帽轭架的螺纹孔，该阀帽轭架将连接到阀体；以及壳体，其具有第一部分，用于枢转固定滚柱组件以移动活塞，以及细长的第二部分，其具有螺纹外表面，用于连接到阀帽的螺纹孔。阀杆移动穿过壳体，以控制活塞的运动。

Description

具有可调节阀杆和活塞组件的流体控制阀
技术领域
本公开通常涉及流体阀，尤其是涉及一种具有可调节阀杆和活塞组件的流体控制阀。
背景技术
过程控制系统通常采用流体控制阀来控制流体的流量。在一些低流量的卫生级流体阀中，阀杆在阀帽内部运动，该阀帽容纳了滚柱组件。在操作中，致动器将阀杆移动穿过阀帽，这导致滚柱组件移动附设到活塞上的板，该活塞相对于节流孔或者阀座移动流体控制构件(例如隔膜或薄膜)，以控制流体流量。
在这种低流量应用中，活塞的运动幅度相对较小，因而这些阀必须精确校准以紧密的控制阀杆运动和活塞运动之间的关系。在很多这种已知阀中，这种校准是在制造的时候(例如工厂调试期间)通过将阀杆、板和活塞保持在相对于阀帽的固定位置(例如使得阀处于关闭位置)并且之后将活塞附于板(例如通过粘结剂粘结)而实现的。因此，任何对于这些已知阀的再校准通常需要(例如在制造环境中)对阀进行拆卸和/或再构。
发明内容
一种示例性流体控制阀，其包括活塞，用于控制流过阀体的流体流量，阀帽，其具有连接到阀帽轭架的螺纹孔，该阀帽轭架将被连接到阀体，以及壳体，该壳体具有第一部分，用于枢转地固定滚柱组件以移动活塞，以及细长的第二部分，其具有螺纹外表面，用于连接到阀帽的螺纹孔。阀杆移动穿过壳体，以控制活塞的运动。
在另一实例中，流体控制阀包括阀帽和壳体。阀杆移动穿过壳体以控制活塞。壳体连接到阀帽并且可被调整以校准该阀。
附图说明
图1图示了已知的流体控制阀。
图2图示了在此描述的示例性流体控制阀。
图3图示了图2的示例性阀的壳体和阀杆。
图4是图2的示例性阀的壳体的详细视图。
图5是图2的示例性阀的活塞的详细视图。
图6A和6B图示了具有不同流量特性(flow profile)的示例性阀杆。
具体实施方式
概括而言，在此描述的示例性流体控制阀提供了在阀制造期间其内部元件的自对准、执行现场调整以校准阀的能力以及选择不同的流体流量特性的能力。更具体而言，示例性阀包括整体部件，其用作阀杆运动所穿过的壳体，以及用于滚柱组件的支架(mount)，该滚柱组件在阀内部移动活塞。壳体具有开有螺纹的外表面，该外表面连接到阀帽中的螺纹孔。壳体和阀帽之间的螺纹连接确保了阀杆与滚柱组件保持对准，并且还使得壳体能够被现场调整来校准阀(例如通过相对于阀帽旋转壳体)。该示例性阀还提供了外部可操作的螺钉，其可用于更加精确的校准该阀。另外，壳体包含销，该销在预定位置停止阀杆的运动(例如使得阀关闭)，从而确保了阀杆从关闭位置的运动总是在相同的位置处开始。这允许使用具有不同形状和流量特性的阀杆，例如等比例特性。
在详细讨论示例性流体控制阀之前，参照图1提供了现有流体控制阀100的简要描述。这种已知的流体控制阀100包括阀帽轭架(bonnet yoke)102，其限定了腔104，阀体(未示出)位于腔104中。阀帽轭架102中的开口106和108接收螺栓(未示出)以将阀体固定在腔104中。阀帽110将阀帽轭架102连接到致动器(未示出)，并且包括开口112以可滑动地接收阀杆114，阀杆114可操作将致动器连接到布置在阀体内部的流量控制构件(未示出)。流体阀100还包括滚柱组件116，其布置在阀帽110的腔117内部。滚柱组件116包括第一和第二臂118a和118b，第一和第二上部滚柱120a和120b，第一和第二下部滚柱122a和122b以及第一和第二枢轴124a和124b。
在操作中，致动器将阀杆114朝着滚柱组件116运动，以旋转上部滚柱120a和120b，这使得第一和第二臂118a和118b绕着第一和第二枢轴124a和124b旋转。这些臂118a和118b的旋转使得下部滚柱122a和122b旋转并且朝着阀体(即图1向下的方向)移动板125和活塞126，以使得流量控制构件限制流过阀体的流体的流量。当阀杆114移动足够远的时候，活塞126将流量控制构件移动到关闭位置，以防止任何流体流过阀体。致动器将阀杆114移动远离滚柱组件116，以沿相反方向旋转上部滚柱120a和120b，这使得第一和第二臂118a和118b绕着第一和第二枢轴124a和124b旋转。这些臂118a和118b的旋转使得下部滚柱122a和122b旋转并且移动板125和活塞126远离阀体(即图1向上的方向)，以使得流量控制构件增加流过阀体的流体的流量。
在较低流量的应用中，流过阀体的流体量较小。这样，活塞126和流量控制构件的运动也较小。通常，在阀杆114的运动与活塞126的运动之间存在固定的关系，并且流体阀100必须精确校准，以确保该关系有效保持。这种校准典型地是在制造的时候通过将阀杆114、板125和活塞126保持在固定位置以使得阀100处于关闭位置而进行的。然后活塞126附设到板125(通过粘结剂粘结)。如果在制造期间存在差错，或者如果阀杆114的运动和活塞126的运动之间的关系在制造之后改变，则流体阀114可通过拆卸和更换部件而进行再校准。并且，为了确保流体阀100正确操作，阀杆114必须相对于滚柱组件116位于中心。这种对准是在制造的时候进行的，并且在其后不能容易的更改。
图2图示了在此描述的示例性流体控制阀200。该示例性流体阀200包括阀帽轭架202，其限定了腔204，阀体(未示出)布置在腔204中。阀帽轭架202中的开口206和208接收螺栓(未示出)，以将阀体固定在腔204中。阀帽210将阀体连接到致动器(未示出)，并且包括螺纹孔212。壳体214布置在阀帽210的腔215内部，并且具有第一部分216，在该第一部分上固定有滚柱组件218，以及细长的第二部分220，该第二部分具有螺纹外表面221，其连接到螺纹孔212。壳体214的第一部分216和壳体214的第二部分220示出为整体部件的一部分。然而如果需要，壳体214可包括多个部件。阀杆222移动穿过壳体214的第二部分220，以可操作地将致动器(未示出)连接到布置在阀体内部的流量控制构件(未示出)。壳体214的第二部分220具有聚四氟乙烯(teflon)套223，该套在阀杆222在套223内部移动穿过壳体214时为阀杆222提供了自润滑轴承表面。滚柱组件218包括第一和第二臂224a和224b，第一和第二上部滚柱226a和226b，第一和第二下部滚柱228a和228b，以及第一和第二枢轴230a和230b。O形环密封件231a、231b、231c、231d、231e和231f设置用于防止过程流体的泄露。
在操作中，致动器将阀杆222朝着滚柱组件218移动，以旋转上部滚柱226a和226b，这使得第一和第二臂224a和224b绕着第一和第二枢轴230a和230b旋转。这些臂224a和224b的旋转使得下部滚柱228a和228b沿着表面229旋转和移动，并且将活塞232朝着阀体(即图2向下的方向)移动，以使得流量控制构件限制流过阀体的流体流量。当阀杆222移动的足够远时，活塞232将流量控制构件移动到关闭位置，以防止流体流过阀体。致动器将阀杆222远离滚柱组件218移动，以沿相反方向旋转上部滚柱226a和226b，这使得第一和第二臂224a和224b绕着第一和第二枢轴230a和230b旋转。臂224a和224b的该旋转使得下部滚柱228a和228b远离阀体旋转和移动活塞232，以使得流量控制构件增加流过阀体的流体流量。
壳体214固定滚柱组件218，并且还接收阀杆222，从而阀杆222和滚柱组件218适当的沿着轴线234对准。另外，因为壳体214通过螺纹表面连接到阀帽210，所以壳体214的位置可容易的调整以进行校准(例如通过相对于阀帽210旋转壳体214)。螺纹表面上的较精细的螺纹可设置用于实现更精确的校准。此外，壳体214包含销236，其在预定位置处(例如关闭位置)停止阀杆222的运动。活塞232包括弹簧238，以减小振动和确保活塞232的正常功能。并且，外部可操作的螺钉240可用于调整活塞232的位置，以用于更加精确的校准。
阀200可通过调整壳体214和/或通过调整活塞232而被校准。粗校准可通过相对于阀帽210旋转壳体214而实现。顺时针旋转壳体214使得壳体214和所固定的滚柱组件218移动更靠近活塞232。相反，逆时针旋转壳体214使得壳体214和滚柱组件218远离活塞232移动。沿任一方向移动壳体214和滚柱组件218改变了阀杆222使得阀200处于关闭位置的位置。
类似地，精细校准可通过调整活塞232相对于阀帽210的位置而进行。尤其是，将外部可操作的螺钉240进一步移动(例如旋转)到阀200中使得活塞232远离阀帽210移动。相反，将螺钉240进一步移出阀200使得活塞232朝着阀帽210移动。沿任一方向移动活塞232改变阀杆222使得阀200处于关闭位置的位置。
图3和4图示了图2的示例性阀200的壳体214的详细视图。壳体216的第一部分通常是圆柱形的，这使得壳体214在阀帽210内部旋转。上部滚柱226a和226b和下部滚柱228a和228b固定在壳体214的第一部分216上。开口300a、300b、300c和第四开口(未示出)用于固定枢轴230a和230b。开口400a和400b用于固定销236。集成到壳体214的螺栓头302可用于旋转壳体214，以进行校准。
图5是图2的示例性阀200的活塞232的详细视图。活塞232包括凸起或边缘500，其引导螺钉240并且防止活塞232旋转。螺钉240是锥形的(tapered)，从而其直径从边缘500开始进一步增大。将螺钉240朝着边缘500移动使得活塞232进一步远离阀帽210移动。将螺钉240远离边缘500移动使得活塞232移动更靠近阀帽。
示例中所示出的表面229具有线性的锥形，滚柱组件218沿着该锥形移动。然而，可使用不同的形状以提供具有不同流量特性的阀组件。
可替换或者可附加的，不同形状的阀杆可用于提供不同流量特性。图6A和6B图释了具有不同的流量特性的示例性阀杆。图6A示出了具有线性特性的阀杆600。阀杆600的尖端602的形状确保线性特性。图6B示出了具有相等百分比特性的阀杆604。阀杆604的尖端606的形状确保相等百分比特性。
尽管在此已经描述了某些示例性方法和装置，但是本专利的保护范围并不仅限于此。相反，本专利字面上或者基于等同原则覆盖了清楚落入所附权利要求的范围内的全部制造方法、装置和产品。

Claims (19)

1.一种阀控制设备，包括：
活塞，其用于控制流过阀体的流体流量；
阀帽，其连接到将被连接到所述阀体的阀帽轭架，所述阀帽具有螺纹孔；
壳体，其具有第一部分和细长的第二部分，所述壳体的所述第一部分和第二部分包括整体部件；
滚柱组件，其枢转地固定在所述壳体的所述第一部分上，所述滚柱组件用于移动所述活塞；
其中，细长的第二部分，其具有螺纹外表面以连接到所述阀帽的所述螺纹孔；以及
阀杆，其用于移动穿过所述壳体以控制所述活塞的运动。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述壳体相对于所述阀帽的位置被调整以校准该设备。
3.如权利要求1所述的设备，其中，所述壳体的所述第一部分包括销，用于在预定位置停止所述阀杆的运动。
4.如权利要求1所述的设备，其中，所述阀杆具有相等百分比特性。
5.如权利要求1所述的设备，其中，所述阀杆具有线性特性。
6.如权利要求1所述的设备，还包括：螺钉，其可从该设备的外部操作，以调整所述活塞相对于所述阀帽的位置。
7.一种阀控制设备，包括：
阀帽；
壳体，其具有第一部分和第二部分，所述第二部分可移动地连接到所述阀帽；
滚柱组件，其由所述第一部分承载并且被布置在所述阀帽内；
阀杆，其移动穿过所述壳体以控制活塞，其中，所述壳体的位置相对于所述阀帽能够被调整以校准所述阀杆相对于所述活塞的位置。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述阀帽具有螺纹孔，并且所述壳体具有螺纹表面，所述螺纹表面用于将所述壳体连接到所述阀帽的所述螺纹孔。
9.如权利要求7所述的设备，其中，所述滚柱组件固定在所述壳体的一部分上。
10.如权利要求9所述的设备，其中，所述阀杆的运动使得所述滚柱组件移动所述活塞。
11.如权利要求7所述的设备，其中，所述壳体包含销，用于在预定位置停止所述阀杆的运动。
12.如权利要求7所述的设备，其中，所述阀杆具有相等百分比特性。
13.如权利要求7所述的设备，其中，所述阀杆具有线性特性。
14.如权利要求7所述的设备，还包括：螺钉，用于调整所述活塞的位置。
15.一种阀控制设备，包括：
用于控制流过阀体的流体流量的装置；
用于将阀帽连接到所述阀体的装置；
用于枢转固定滚柱组件的装置，其中，所述用于枢转固定滚柱组件的装置可移动地连接到所述阀帽；以及
用于调整该用于枢转固定滚柱组件的装置相对于所述阀帽的位置，以校准所述设备的装置。
16.如权利要求15所述的设备，还包括：用于在预定位置停止该用于控制流体流量的装置的运动的装置。
17.如权利要求15所述的设备，还包括：用于建立所述设备的流体流量特性的装置。
18.如权利要求17所述的设备，其中该用于建立流体流量特性的装置建立了相等百分比特性。
19.如权利要求15所述的设备，还包括：用于调整该用于控制流体流量的装置相对于所述阀帽的位置的装置。
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