CN105814354A - 用于设置和验证阀组件上的设置点的设备 - Google Patents

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Abstract

设备的实施例提供设置和验证单个装置中的阀组件的设置点的功能。这些实施例消除了使用分别完成设置设置点和验证设置点的任务的两个单独的装置的需要。相反，设备结合了构件，具体是心轴连接部件(248)、柱塞连接部件(250)和力引导部件(252)，其可采用不同构造，包括便于用于设置设置点的任务的第一构造，以及便于验证设置点的任务的第二构造。

Description

用于设置和验证阀组件上的设置点的设备
技术领域
本文公开的主题涉及阀和阀技术，其中具体论述了可有助于设置和验证阀组件上的设置点的设备。
背景技术
阀组件整体结合若干构件，构件一起协作以调节工作流体流。例如，减压阀和其它安全阀使用压缩状态中的弹簧(和/或类似回弹性部件)来将阀组件保持在闭合位置。该弹簧施加弹簧力以将盘元件定位成与喷嘴元件接触，以防止工作流体流穿过装置。在操作中，弹簧力与相对于盘元件作用的工作流体的操作压力相关。该操作压力也称为设置点。当工作流体的压力达到(和/或超过)设置点时，盘元件可关于喷嘴元件移动至允许工作流体流过装置的开启位置。
设置点的值通常取决于结合阀组件的应用的特有的因素，并非不常见的是例如到处理管线中和/或加压容器上的阀组件的安装包括设置弹簧的压缩状态以匹配应用的设置点的步骤。应用的管理以及法规和/或公共政策也可能需要定期评估，以原地评定阀组件的操作。对于包括减压阀和安全阀的装置，该评定得到了特定利益，因为在正常操作状态下，这些类型的阀通常保持在闭合位置，且很少(如果有)从闭合位置移动到开启位置。缺少移动可引起设置点转移离在安装期间阀组件具有的原始设置(例如，弹簧的压缩状态)。评估程序可确保阀组件的设置点的值保持在某一值或在某一范围内。
常规装置是已知的，其解决阀组件上的设置点。例如，这些装置可沿对应于盘元件关于喷嘴组件移动的方向将负载施加到弹簧部件上，以将阀组件从闭合状态变为开启状态。令人遗憾的是，这些常规装置大体上仅用于设置或测试设置点中的一者，而不用于两者。对于使用大弹簧和/或生成高弹簧力的弹簧的减压阀，常规装置中的该缺陷需要现场的若干不同的较大的笨重装置的使用、储存和维护，以完成设置和验证这些类型的阀组件的设置点所需的任务。
发明内容
本公开内容描述了设备的实施例，其提供设置和验证单个装置中的阀组件的设置点的功能。这些实施例消除了使用分别完成设置设置点和验证设置点的任务的两个单独的装置的需要。相反，该设备结合了可采用不同构造的构件，不同构造包括便于设置设置点的任务的第一构造，以及便于验证设置点的任务的第二构造。
附图说明
现在简要参照附图，在附图中：
图1绘出了设置和验证阀组件上的设置点的示例性实施例的简图；
图2绘出了用于设置和验证阀组件上的设置点的设备的示例性实施例的透视图；
图3绘出了用于图1和2的设备中的心轴连接部件的实例的透视截面视图；
图4绘出了用于图1和2的设备中的柱塞连接部件的实例的透视截面视图；
图5绘出了用于图1和2的设备中的力引导部件的实例的透视截面视图；
图6绘出了力联接构件的透视截面视图，该力联接构件包括图3、4和5中的心轴连接部件、柱塞连接部件和力引导部件，其中力引导部件在关于柱塞连接部件的第一位置；
图7绘出了图6的力联接构件，其中力引导部件在关于柱塞连接部件的第二位置；
图8绘出了处于减压阀上的位置的图2的设备；
图9绘出了图8的设备的立面截面视图，其中设备处于第一构造来设置减压阀的设置点；
图10绘出了图9的设备的负载模式；
图11绘出了图8的设备的立面截面视图，其中设备处于第二构造来验证减压阀的设置点；以及
图12绘出了图11的设备的负载模式。
在适合的情况下，相似的标号表示若干视图各处的相同或对应的构件和单元，附图并未按比例，除非另外指出。
具体实施方式
以下论述描述了用于设置和验证阀组件上的操作设置的设备的实施例。例如，这些操作设置包括减压阀(也是"安全阀")的设置点，减压阀减轻可在处理线和/或加压容器中发生的压力累积。如下文进一步所述，实施例简化了技术人员执行来确保阀组件的适当操作的过程，因为实施例将多个功能(即，设置设置点和验证设置点)组合到单个装置中。另一方面，在常规技术中，技术人员使用不同装置来完成阀组件上的所需的设置和/或验证程序。例如，这些装置对于需要超过20,000磅力或更大的力来压缩弹簧以设置和验证适合的设置点的阀组件变得特别麻烦。本公开内容的实施例简化了这些任务，同时还消除了维护和储存用于解决阀组件上的设置点的单独装置的需要。
图1绘出了结合设置和验证阀组件的设置点的构件的设备100的示例性实施例的简图。这些构件包括安装构件102、生成负载L的力生成构件104，以及力联接构件106。图1还示出了处于阀组件108上的位置的设备100。阀组件108的实例可包括减压阀，其调节工作流体FW的流。阀组件108具有带有一个或更多个入口/出口(例如，第一入口/出口112和第二入口出口114)的流动通路110。阀组件108还具有一定数目的阀构件，其调节工作流体FW在入口/出口112,114之间的流。阀构件可包括弹簧组件116，其具有弹簧部件118、心轴部件120、盘部件122、喷嘴部件124和阀盖部件126。
在常规设计中，阀构件操作成调节工作流体FW在入口/出口112,114之间的流。例如，弹簧组件116可生成弹簧力FS，其偏压与喷嘴部件124接触的盘部件122。该特征"闭合"阀组件108以防止工作流体FW例如从第一入口/出口112至第二入口/出口114的流。然而，工作流体FW相对于盘部件122的压力累积可使盘部件122从喷嘴部件124移动(或"离座")。盘部件122关于喷嘴部件124的位置变化"开启"阀组件108以允许工作流体FW例如从第一入口/出口112至第二入口/出口114的流。阀组件108的设置点对应于工作流体FW必须施加到盘部件122上来使盘部件122关于喷嘴部件124移动的压力。
设备100将负载L引导至阀构件以改变和/或验证阀组件108的设置点。如上文所述，该特征相对于可在执行设置设置点或验证设置点但不是两者的功能的常规装置和/或技术是独特的。在一个实施方式中，设备100以一种方式引导负载L，使得压缩弹簧部件118来实现阀组件108所需的设置点。在另一个实施方式中，设备100可以以可在盘部件122引起移动的方式引导负载L，以使盘部件122关于喷嘴部件124移动。该特征可验证弹簧部件118具有适合的压缩，且因此阀组件108将在期望的设置点操作以响应于工作流体FW的适当压力来"开启"。
如下文进一步所述，力联接构件106可在多个构造之间改变，以使设备100适于将负载L适当地引导至阀构件。力联接构件106可采用第一构造，其从力生成构件104引导负载来沿第一方向压缩弹簧部件118。第一构造用于设置阀组件108的设置点。力联接构件106还可采用不同于第一构造的第二构造，其以一种方式从力生成构件104引导负载来沿与第一方向相反的第二方向压缩弹簧部件118。第二方向用于验证阀组件108的设置点。
图2示出了局部分解形式中的设备200的示例性实施例的透视图。设备200的构件可为套件的一部分，其在组装时将实现设备200的功能。如本文所述，设备200的实施例提供了双重功能来设置和验证阀组件的设置点，其组合大体上未在单独地执行这些功能的常规装置上发现。在图2中，安装构件202具有安装板228，其具有中心开口230和一个或更多个外周开口232。安装构件202还可具有一个或更多个安装腿部(例如，第一安装腿部234、第二安装腿部236和第三安装腿部238)，其形成具有端部242的细长体240，端部242可结合螺纹来与紧固件(例如，螺母)和/或对应螺纹的开口或孔联接。力生成构件(例如，图1中的力生成构件104)包括升降部件244和负载测量部件246。力联接构件206包括心轴连接部件248、柱塞连接部件250和力引导部件252。
图3,4和5提供了力联接构件206的构件248,250,252的构造的细节。图3示出了心轴连接部件248的实例的截面。图4和5分别绘出了柱塞连接部件250和力引导部件252的实例的截面。
宽泛地，构件248,250,252(和大体上设备200)的制造可使用与应用和/或设备将附连到其上的阀组件适合的材料和技术。材料选择通常将呈现出可经得起操作(例如，高压力和负载)和环境(例如，腐蚀、侵蚀、高温等)的严酷性的性质。适合的材料(例如，钢、不锈钢等)和/或复合物是用于构件248,250,252中的一个或更多个的一些可能候选材料。
图3中的心轴连接部件248具有轴254，其具有第一端256和第二端258。轴254的第一端256具有带有附接开孔262的附接元件260。在一个实例中，附接开孔262具有内开孔表面264，其结合与心轴部件(例如，图1中的心轴部件118)上的对应螺纹匹配的螺纹。在第二端258处，轴254终止于准备区段处，准备区段可具有特征(例如，螺纹)以与紧固件(例如，螺栓)联接。
在图4中，柱塞连接部件250的实例具有本体266，其具有顶部268、底部270和外周表面272。本体266还具有从底部270延伸的第一开孔274和第二开孔276。在一个实例中，第一开孔274的直径小于第二开孔276的直径，因此产生了本体266的内部中的架278(也是"匹配表面278")。外周表面272可结合螺纹和/或类似表面特征，其准备表面来接合一个或更多个其它构件，例如，力引导部件252。
图5的力引导部件252具有带中心开孔282的本体280。本体280还具有外轮廓，其限定外表面286的特征。这些特征可包括一个或更多个平坦的表面，其中的实例在图5中示出。平坦的表面还可便于力引导部件252的操纵。例如，且如下文更详细所述，平坦的表面可提供用于工具(例如，把手)以抓到力引导部件252上来改变力引导部件252关于柱塞连接部件250的位置的杠杆。
图6和7示出了在图2的线6-6截取的力联接构件206的截面视图。如上文所述，且图6和7中由标为287的箭头指出那样，力引导部件252可关于柱塞连接部件250沿纵向转移。该移动改变力引导部件252相对于柱塞连接部件250的本体266的顶部268和底部270的位置。例如，在图6中，力引导部件252示为在邻近顶部268的第一位置288。图7的实例示出了处于第二位置290的力引导部件252，第二位置290不同于第一位置且与顶部268间隔开。
图8示出了设置和改变阀组件208上的设置点的设备200的一个实施方式。如图8中最佳所示，设备200可装固到减压阀254上。该实施方式使安装腿部234,236,238的一端与阀盖部件226的顶部处的对应开口(例如，螺纹开口)联接。该布置将设备200定位在与弹簧组件216对接的位置。在一个实施方式中，升降部件244插入安装板228上的开口230中。心轴连接部件248延伸穿过升降部件244，以露出升降部件244外侧的一端。心轴连接部件248的另一端可与弹簧组件216上的心轴部件(未示出)联接。
图9,10,11和12示出了图8的线9-9处截取的减压阀254的前部截面视图。该图和以下的论述提供了设备200的构造和可能的使用的附加细节，以设置和验证减压阀254上的设置点。图9和10示出了处于第一构造的设备200，其用于设置减压阀254的设置点。图11和12示出了处于第二构造的设备200，第二构造不同于第一构造。第二构造用于验证减压阀254的设置点。如本文所述，常规技术将需要一个以上的装置来在减压阀254上执行这两个功能(即，设置和验证设置点)。
如图9中所示，减压阀254包括压缩螺钉292、柱塞294、锁紧螺母296和弹簧垫圈298。在常规操作中，柱塞298向下压在弹簧垫圈298上，以使弹簧部件218变形。压缩螺钉292拧入阀盖部件226中以设置柱塞294的位置。锁紧螺母296接合压缩螺钉292的外表面上的螺纹，以将压缩螺钉292锁定就位。该特征通过防止压缩螺钉292退出阀盖部件226中的位置来决定弹簧部件218中的变形。
设备200的第一构造设置弹簧部件218的变形来与减压阀254的设置点对应。在一个实施方式中，紧固件A在腿部部件234,236(和腿部部件238，未示出)上装固就位，以关于阀盖部件226固定安装板228。心轴连接部件248的附接元件262装固到心轴部件220的顶部上。如图9中所示，柱塞连接部件250介于心轴连接部件248与压缩螺钉292之间。在底部268处，柱塞连接部件250接触柱塞294。力引导部件252采用第一位置288，其使力引导部件252的底部与压缩螺钉292的顶部间隔开。
图10示出了设备200的第一构造产生以使弹簧部件218变形的负载模式。在操作期间，升降部件244的促动在负载测量部件246上生成负载L，负载测量部件246将负载L传递至柱塞连接部件250。在一个实例中，负载测量部件246抵靠在柱塞连接部件250上。柱塞连接部件250的底部268与柱塞294之间的接触传递负载L，以引起柱塞294压制弹簧垫圈298。弹簧垫圈298上的所得负载向下压缩弹簧部件218(沿第一方向)。
负载测量部件246提供由弹簧部件218的压缩引起的弹簧力的读出。为了设置减压阀254的设置点，设备200的一个实施方式增大负载L，直到弹簧力达到根据以下方程(1)计算的值：
方程(1)
其中F为弹簧力，PSet为减压阀的设置压力("设置点")，且dSeat为喷嘴部件(例如，图1的喷嘴部件124)上的座的直径。一旦弹簧力F达到期望水平，则压缩螺钉292和锁紧螺母296可移动(例如，由手或工具)到使压缩螺钉292接合抵靠柱塞部件294且使锁紧螺母296接合抵靠阀盖部件226的位置。压缩螺钉292和锁紧螺母296的该位置锁定压缩螺钉292的位置，因此保持上述负载模式引起的弹簧部件218中的任何偏转。
图11和12示出了设备200的第二构造，其用于验证减压阀254的设置点。在一个实施方式中，紧固件B装固到心轴连接部件248的第一端256上，替代紧固件A在安装腿部(例如，如图9和10中所示的安装腿部234,236)上的使用。该构造允许安装板228和升降部件244关于阀盖部件226的移动或"浮动"。柱塞连接部件250的底部268与柱塞294间隔开。力引导部件252采用第二位置290，其将力引导部件252定位成与压缩螺钉292的顶部接触。
图12示出了设备200的第二构造产生以压缩弹簧部件218的负载模式。在操作期间，升降部件244的促动在负载测量部件246上生成负载L，负载测量部件246将负载L传递至柱塞连接部件250。在一个实例中，负载测量部件246抵靠在柱塞连接部件250上。然而，不同于第一构造，力引导部件252(在第二位置290)与压缩螺钉292之间的接触将负载L引导至阀盖部件226(经由压缩螺钉292与阀盖部件226之间的连接)，且不引导到柱塞294。当负载L增大到高于弹簧部件218的弹簧力时，第二构造的负载模式引起弹簧部件218沿第二方向压缩，且升降部件244(和安装板228)继而又在安装腿部234,236(和未示出的安装腿部238)上关于阀盖部件226平移。该移动指出了减压阀254移动至开启位置。负载测量部件246的读出可用于识别移动发生下的弹簧力，且使用以上方程(1)，使弹簧力相等以验证减压阀254的设置点。
鉴于以上的论述，设备200(和设备100)的实施例可作用为既设置又验证减压阀254(和其它阀组件)的设置点。这些能力在许多(如果并非所有)常规装置中缺少，技术人员可使用常规装置设置或验证设置点，但不是两者。
如本文所使用的，以单数叙述且冠以词语"一个"或"一种"的元件或功能应当理解为未排除多个所述元件或功能，除非明确叙述此类排除。此外，提到的本发明的"一个实施例"不应理解为排除也结合所述特征的附加实施例的存在。
本书面描述使用了实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实施例具有并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则此类其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于改变减压阀上的弹簧部件的压缩的套件，包括：
包括轴的心轴连接部件，该轴具有构造成装固至所述减压阀上的心轴的一端的附接元件；
柱塞连接部件，其具有顶部、底部和具有纵轴线的第一开孔，且构造成配合到所述心轴连接部件的所述轴上，其中所述柱塞连接部件的所述底部构造成介于所述心轴与围绕所述心轴设置在所述减压阀上的压缩螺钉之间；以及
具有构造成收纳所述柱塞连接部件的中心开口的力引导部件，其中所述力引导部件构造成沿所述纵轴线在第一位置与第二位置之间转移所述柱塞连接部件，所述第二位置不同于所述第一位置，且与所述柱塞连接部件的所述顶部间隔开。
2.根据权利要求1所述的套件，其特征在于，还包括安装构件，其具有安装板和多个安装腿部，所述安装腿部具有构造成与所述减压阀的阀盖部件联接的第一端和构造成穿透所述安装板中的开口的第二端。
3.根据权利要求1所述的套件，其特征在于，还包括升降部件和负载测量部件，其中所述心轴连接部件的所述轴构造成配合到所述升降部件中。
4.根据权利要求3所述的套件，其特征在于，所述升降部件包括液压升降机，其构造成与所述安装板联接。
5.根据权利要求1所述的套件，其特征在于，所述附接元件包括螺纹，其构造成装固至所述减压阀的心轴部件上的对应螺纹。
6.一种用于设置和验证阀组件上的设置点的设备，所述设备包括：
构造成将负载从升降部件传递至所述阀组件上的弹簧部件的力引导构件，所述力引导构件具有第一构造和不同于所述第一构造的第二构造，
其中所述第一构造将所述力引导构件构造成从所述升降部件传递所述负载以沿第一方向压缩所述弹簧部件，以及
其中所述第二构造将所述力引导构件构造成从所述升降部件引导所述负载以沿与所述第一方向相反的第二方向压缩所述弹簧。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述力引导构件包括具有轴的第一部件，该轴具有构造成与所述阀组件上的心轴联接的第一端和构造成延伸穿过所述升降部件的第二端。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述力引导构件包括第二部件和第三部件，其中所述第二部件具有顶部、底部和外周表面，以及其中所述第三部件具有约束所述第二部件的所述外周表面的本体。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第二部件的所述外周表面和所述第三部件的中心开孔包括螺纹，其构造成彼此接合来允许所述第三部件关于所述第二部件转移。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第三部件具有关于所述第二部件的所述顶部的第一位置和第二位置，其中所述第一位置不同于所述第二位置，以及其中所述力引导构件的所述第一构造和所述第二构造分别对应于所述第一位置和所述第二位置。
11.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括：
升降构件；以及
与所述升降构件联接的安装构件，其中所述安装构件构造成定位所述升降构件以将所述力联接构件的一部分收纳在其中。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，还包括约束所述力引导构件的负载单元。
13.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述第一方向构造成使盘元件移动来与所述阀组件中的喷嘴元件接触。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述第二方向构造成促使所述盘元件移离所述阀组件中的所述喷嘴元件。
15.一种构造成与减压阀联接的设备，所述减压阀具有包围带有心轴部件和弹簧部件的弹簧组件的阀盖部件、联接至所述心轴部件的盘元件、喷嘴元件、具有构造成压缩所述弹簧部件的位置的柱塞，以及构造成附连所述柱塞的所述位置的压缩螺钉，所述设备包括：
包括轴的第一部件，该轴具有构造成装固至心轴的第一端上的附接元件；
围绕所述第一部件环形地设置的第二部件，所述第二部件具有外周表面、构造成接合所述轴的第一开孔，以及构造成将所述附接元件收纳在其中的第二开孔；以及
围绕所述第二部件环形地设置的第三部件，所述第三部件具有中心开口，其构造成接合所述第二部件的所述外周表面，以允许所述第三部件在所述第二部件上在第一位置与第二位置之间转移，
其中所述第一位置构造成将所述第三部件定位成与所述压缩螺钉成间隔关系，且所述第二位置构造成将所述第三部件定位成与所述压缩螺钉接触。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述第二部件尺寸确定和构造成介于所述压缩螺钉与所述心轴部件之间。
17.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，还包括安装板和多个安装腿部，所述安装腿部构造成将所述安装板定位成与所述阀盖部件成间隔开的关系。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述安装板具有中心开口，其构造成定位升降部件来收纳所述第一部件的所述轴。
19.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，在所述第一位置，所述第三部件构造成从所述升降部件引导负载，以促使所述弹簧部件沿第一方向压缩，所述第一方向促使所述盘元件接触所述喷嘴元件。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，在所述第二位置，所述第三部件构造成从所述升降部件引导负载，以促使所述弹簧部件沿第二方向压缩，所述第二方向促使所述盘元件关于所述喷嘴元件移动。
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