CN106461091B - 阀和具有阀座插入工具及拔插工具的阀 - Google Patents

Abstract

一种阀和工具组件，其包括阀座、阀座凹部、阀座载具和阀座移位工具。还描述了一种阀座安装工具，以及一种阀座更换套件和一种用于更换阀座的方法。例如，阀可以是隔膜阀。

Description

阀和具有阀座插入工具及拔插工具的阀

相关申请

本申请要求2014年9月26日提交的未决美国临时专利申请序列号第62/055,793号VALVE WITH REPLACEABLE SEAT AND EXTRACTION TOOL；和2014年5月12日提交的未决美国临时专利申请序列号第61/991,816号VALVE WITH REPLACEABLE SEAT AND TOOL THEREFOR的权益；其整个公开内容全部以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及流体流动和输送装置以及方法，且更具体地涉及用于控制流体流动和输送的阀。本发明还涉及一种具有该阀的工具。

背景技术

众所周知，阀用作为气体和液态流体输送的流量控制装置。在半导体行业以及其它行业中，在各种处理操作期间，使用阀(例如高纯度阀)来控制工艺化学品的输送。阀的一些更常用的应用是化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)。

发明内容

本文提出的第一发明构思提供了一种阀和一种用于将阀座安装到阀中的工具。在一个实施例中，阀和工具包括阀座、阀座凹部、阀座载具和阀座移位工具。本文提出了该构思的另外实施例。

本文提出的第二发明构思提供了一种阀座更换套件。在一个实施例中，阀座更换套件包括用于从阀体的阀座凹部移除安装的阀座的阀座拔插工具，以及用于将阀座安装到阀座凹部中以更换移除的阀座的阀座安装工具。本文提出了该构思的另外实施例。

本文提出的第三发明构思提供了一种阀座安装工具。在一个实施例中，阀座安装工具包括阀座载具、固定螺母和阀座移位工具，其中固定螺母可操作以将阀座移位工具和阀座载具接合到阀体。本文提出了该构思的另外实施例。

本文提出的第四发明构思提供了一种用于从阀体移除阀座的阀座拔插工具。在一个实施例中，阀座拔插工具包括螺纹部分以及安装到阀体以使拔插工具与阀座轴向对准的对准部件。本文提出了另外实施例。

本文提出的第五发明构思提供了一种用于更换先前安装在阀的阀座凹部中的阀座的方法。在一个实施例中，所述方法包括以下步骤：移除先前安装的阀座，压缩更换阀座，将压缩的阀座保持在与阀座凹部轴向间隔开的第一位置，以及将压缩的更换阀座从第一位置移位到阀座凹部中。本文提出了该构思的另外实施例。

本文提出的另一发明构思提供了一种用于从阀主体移除阀座的阀座拔插工具组件。在一个实施例中，阀座拔插工具组件包括具有螺纹部分的阀座拔插工具，以及安装到阀体以使阀座拔插工具与阀座对准的离心对准部件。离心对准部件具有对准轴线，其平行于阀座的中心线并与所述中心线径向偏离。本文提出了另外实施例。

本文提出的另一发明构思提供了一种用于从阀体移除阀座的阀座拔插工具。在一个实施例中，阀座拔插工具包括螺纹部分、安装到阀体以使拔插工具与阀座对准的对准部件、以及至少部分容纳在对准部件中的离心轴衬。离心轴衬具有平行于阀座的中心线并与所述中心线径向偏离的纵向轴线。本文提出了另外实施例。

离心对准部件和/或离心轴衬构思可用作为上述第一到第四实施例的替代实施例及其替代实施例。

本文提出的另一发明构思提供了一种用于移除先前安装在阀的阀座凹部中的阀座的方法。在一个实施例中，所述方法包括以下步骤：使用包括螺纹部分的离心拔插工具以握持阀座的一部分，接着从阀座凹部取出阀座。本文公开了另外实施例。

下文全面公开这些以及其它发明构思，并且本领域的技术人员将通过附图从以下示例性实施例的具体实施方式中容易地理解这些以及其它发明构思。

附图说明

图1图示了可以结合本文公开的工具使用的现有技术阀的实施例，

图2是安装在阀体上的阀座安装工具的组件的正视图，

图3是图2的组件的俯视平面图，

图4是图2的组件的分解立体图，

图5是沿着图3中的线5-5截取的图2的组件的纵向截面图，

图5A是图5的圆圈部分的放大图，

图6是阀座拔插工具的正视图，

图7是图5和图5A中所示的阀座载具的截面图，

图8是在使用中且安装在阀体上，例如图1和图5中所示的阀体上的阀座拔插工具的纵向截面图，

图9是在从阀座凹槽移位阀座之后在使用中的阀座拔插工具的纵向截面图，

图10是另一实施例的阀座拔插工具的纵向截面图，

图11是阀座拔插工具组件的实施例的分解立体图，

图12是图11的组件的纵向截面图，

图13是拔出阀座的阀座拔插工具的纵向截面图，

图14是阀座拔插工具组件的另一实施例的分解立体图，

图15是图14的组件的纵向截面图，

图16是拔出阀座的阀座拔插工具的纵向截面图。

具体实施方式

参考图1，在示例性实施例中，阀和致动器组件10可包括致动器组件12和阀组件14。致动器组件12可堆叠在阀组件14的顶部上或以其它可操作方式与其耦接以开启和闭合阀。虽然这个示例性实施例说明了手动致动器的使用，但替代实施例可使用自动致动器，例如气动致动器。阀组件14可用以控制流体(诸如液体或气体)的流量。

致动器组件12和阀组件14可以但不一定便于实现为DP系列或DF系列隔膜阀，其可从俄亥俄州梭伦的Swagelok公司商业购得。DP系列和DF系列阀还显示在题为无弹簧隔膜阀和高流动性无弹簧隔膜阀的产品目录中，其可公开在线购得并以其它方式从Swagelok公司购得，并全部以引用方式并入本文中。然而，可替代地使用许多其它致动器设计和阀设计。本发明也不限于使用无弹簧隔膜阀组件，而可替代地与许多其它阀设计一起使用，包括但不限于系杆隔膜阀或具有由O形环或包装件密封的阀杆的阀，诸如可用于常规针形阀或旋塞阀等。

为了便利起见，致动器组件12可以是以DP系列或DF系列隔膜阀进行商业出售的致动器组件。因此，不需要详细说明致动器组件12来理解和实行本发明。附图中的结构用于常闭阀和手动致动器组件，而可替代地，阀和致动器组件10可以以常开结构和/或自动致动器来实行。

致动器组件12包括阀帽16以及支撑在阀帽16上并可相对于其旋转的手柄18。手柄18可以手动转动以开启和闭合阀组件14。手柄18可操作地耦接到驱动部件20，使得手柄的旋转造成驱动部件20旋转。驱动部件20可螺纹地耦接到阀杆22。阀杆接触隔膜24的不润湿侧。固定螺丝26限制阀杆22随驱动部件20一起转动。因此，驱动部件20的旋转造成阀杆22取决于手柄18旋转的方向而上下轴向移位。图1中所示的阀14处于闭合位置且为常闭阀。为了闭合阀14，手柄18如附图中所示顺时针方向转动，其造成驱动部件20顺时针方向旋转，接着造成阀杆22轴向向下平移以便按压隔膜24抵靠阀座28。提供了弹簧30并给阀杆22施加闭合力。这限制了施加到隔膜的闭合力。因此防止手柄18的过度收紧而损坏阀座28。为了开启阀14，手柄18如附图所视逆时针方向转动。这造成驱动部件20逆时针方向转动，其造成阀杆22向上轴向平移，这允许隔膜24返回到其自然的圆顶形状，其凹入表面与阀座28分离，因此开启阀14使其流动。隔膜24可呈圆顶形以具有弹簧式效果，因为隔膜24的自然无应力状态是返回到其圆顶形凹入形状。

阀组件14包括阀体32并且可具有用于使流体流过阀体的两个或多个端口。阀体32具有与阀座28的中心线共轴的纵向轴线X。在示例性实施例中，阀座28可以但不一定关于阀座28的中心线对称，因此不关于轴线X对称。轴线X可以是但不一定是阀体32的中心纵向轴线。本文对轴向和径向对准或方向的全部参考是参考轴线X，除非本文另外阐述。

阀体32可包括第一或入口端口34以及第二或出口端口36，当阀开启时，这两者都与阀腔38流体连通。阀腔38由隔膜24密封。当按压隔膜24抵靠阀座28时，在入口端口34和出口端口36之间防止流动。当隔膜24不接触阀座28时，入口端口34和出口端口36通过阀腔38相互流体连通。可视需要提供附加端口。流体可在任一方向上在第一端口34与第二端口36之间流动。

与手柄18端相对的阀帽的远端包括凸缘40。阀帽螺母42可用以将阀帽16夹持和保持在阀体32上。例如，阀体32可包括与阀帽螺母42的螺纹部分46配合的螺纹部分44。阀帽螺母42还包括接合阀帽的凸缘40的凸缘48，使得当阀帽螺母42向下收紧到阀主体上时，阀帽凸缘40被捕获并轴向加载于阀帽螺母凸缘48与阀体32的夹持表面50之间。隔膜24的外周边部分24a可夹持在阀帽凸缘40与阀主体32的夹持表面50之间。这提供了密封阀腔38来防止流体损失到外界环境的主体密封。

阀座28可安置在阀体32的阀座凹部52中。阀座凹部52围绕入口端口34并可包括限定阀座凹部52的环形支撑壁54。环形支撑壁54可向内并如图所示可选的用桩支撑，以便将阀座28捕获和固定在阀座凹部52中。因此，当用桩支撑时支撑壁54可呈现出锥形的截头圆锥形外表面56。

阀组件14可由许多不同材料制成。DP系列和DF系列包括由不锈钢制成的阀体和隔膜。阀座28通常由非金属材料制成，例如，包括但不限于PFA(全氟烷氧基)、PTFE(聚四氟乙烯)、PCTFE(聚氯三氟乙烯)、PEEK(聚醚醚酮)、PI(聚酰亚胺)和弹性体。全部应用中优选但不必需的是阀座材料可弹性压缩。

阀座28是阀组件14中的磨损物品。通常不执行阀座28的现场更换和运行中更换，因为会难以从用桩支撑的阀座凹部52移除阀座28。为了移除完全组装的阀和致动器组件10中的阀座28，阀帽螺母42从阀体松开并抽出，这允许致动器12被移除并置于一旁。这使得接近随后要移除的隔膜24。在移除隔膜24之后，操作员接近阀座28。我们的经验已经表明在不损坏阀体32的暴露表面(诸如阀腔38和阀端口34、36)的情况下，阀座28会难以移除。并且即使成功拔出阀座28，在没有过多处理阀座(这是不期望的)的情况下以及可能损坏阀体32的暴露表面的情况下，更换阀座会难以安装到用桩支撑的阀座凹部52中。

我们根据本文的教导和本发明提供阀座移位工具，其可包括阀座拔插工具58和阀座安装工具60。阀座拔插工具58(本文也简称为拔插工具58)允许以安全的方式移除安装的阀座28而不损坏阀体表面。阀座安装工具60允许阀座28安装在阀座凹部52中(不管阀座凹部是用桩支撑或以其它方式)而不必处理阀座28并且不会暴露阀体32的表面使其损坏。虽然本文的示例性实施例说明了安装工具60和拔插工具58与阀体32之间的螺纹连接，这是为了便利起见。可替代地使用非螺纹实施例，其在安装工具60或拔插工具58与阀体32之间不使用螺纹连接。阀座移位工具意味着配置成接触阀座28并相对于阀座凹部52轴向移位或移动阀座28的工具，如阀座安装工具或阀座拔插工具。

参考图2至图5和图7，在一个实施例中，阀座移位工具可以阀座安装工具60(本文也简称为安装工具60)的形式来实现，其可容易地组装在阀体32上。本文的示例性实施例示出可安装在阀体(诸如上述DP系列或DF系列)上的阀座安装工具60。然而，本发明可与许多不同的阀体使用，视需要针对螺纹类型、阀体几何形状等进行适当修改。

阀座安装工具60(见图4)包括阀座载具62，其保持将要安装到阀体32，且具体是阀体的阀座凹部52中的阀座28。安装工具60还包括固定螺母64和阀座移位工具66。

参考图7，阀座载具62通常是环形载具体68且可具有面向上的径向表面或肩部72的下凸缘70。载具体68还可包括截头圆锥形表面74，其可优选地定形成与阀体中的环形支撑壁54的截头圆锥形表面56(图1)互补。载具体68的截头圆锥形表面74可形成于延伸通过载具体68的通孔壁76的一端。与截头圆锥形表面74轴向相邻的是第一圆筒形部分78。第一圆筒形部分78具有略微小于截头圆锥形表面74的小直径的直径，以便形成径向台阶80。径向台阶80的宽度近似于阀体中限定阀座凹部52的支撑壁54的宽度。因此，第一圆筒形部分78的直径优选地不会大于且可略微小于阀体32中支撑壁54的小直径。以这种方式，当阀座载具体68位于阀体32上时，第一圆筒形部分78与支撑壁54之间存在平滑的壁变换(见图5和图5A)。

图7中的阀座载具62示出为在其中安装有阀座28，并提供可用作安装工具60的一部分的阀座载具子组件62a。孔壁76还可包括载具凹部82，在其一端平滑地变换到第一圆筒形部分78且其将阀座28保持在阀座载具中的适当位置。载具凹部82的直径的大小可设定成略微小于阀座28的大直径，使得阀座28位于载具凹部82中时被压缩。这种压缩可有助于在装运和常规处理期间使阀座28保持在阀座载具62内。第一圆筒形部分78的直径优选地小于载具凹部82的直径，使得当向下推动阀座28(如图7以及图5和图5A中所视)时，阀座28进一步被压缩，如下文将进一步描述。载具凹部82在其第二端平滑地变换到第二圆筒形部分84，第二圆筒形部分84可具有与第一圆筒形部分78相同的直径。因为第一圆筒形部分78和第二圆筒形部分84的直径小于阀座28的大直径，所以作为替代实施例，载具凹部82可紧贴地或甚至松散地保持阀座28，这是因为第一和第二圆筒形部分78、84将有助于把阀座固定在阀座载具62内。阀座载具62还有助于在阀座载具子组件62a的常规装运和处理期间保护阀座28免受损坏。

应注意，图7示出的阀座载具62具有位于并保持于其中(在载具凹部82中)的阀座28，例如，将作为在使用之前用于装运和常规处理的壳体。阀座28的这个位置也是用于在安装工具60安装在阀体32上时将阀座28安装到阀座凹部52中的初始位置。图5和图5A示出已经从图7中所示的位置轴向移位到阀座凹部52中之后的阀座28。

参考图5A，阀座安装工具60包括阀座移位工具66。图5A示出阀座安装工具60，其可包括阀座载具62、固定螺母64和阀座移位工具66，其安装在阀体32上作为准备将阀座28安装到阀座凹部52中的完整组件。阀座移位工具66可以具有球形把手88和延伸部90的心轴86的形式来实现。心轴延伸部90包括固定尖端94的凸台92，其位于阀座移位工具66的中心并与轴线X对准。尖端94由凸台92固定使得尖端94相对于心轴86绕着轴线X可旋转地固定。尖端94包括尖端杆96，其容纳在凸台92的孔98中。尖端杆96可使用尖端杆凹部100固定在孔98中，尖端杆凹部100与孔凹部102和抗旋转固定销104协作。因此，尖端94通过固定销104与心轴86连接，但当心轴86转动时，尖端94将不会绕着轴线X旋转。推力轴承106以允许心轴86绕着轴线X自由转动而不会施加转矩给尖端94。

还参考图5A，阀座安装工具60包括固定螺母64。固定螺母64可具有带第一螺纹部分110的直圆柱内孔108。固定螺母64的中心线优选地与轴线X共轴，其也是阀座28的中心线。固定螺母64还可具有带第二螺纹部分114的裙缘112。螺纹裙缘112与阀体螺纹部分44螺纹地配合使得固定螺母64可接合到阀体32，如图5中所示。心轴延伸部90还包括与固定螺母64的第一螺纹部分110协作的螺纹部分116。因此，心轴86可旋紧到固定螺母64中。

因此，当如图5和图5A中完全组装时，固定螺母64螺纹地接合到阀体32；且阀座移位工具66螺纹地接合到固定螺母64。因此，固定螺母64作为阀座移位工具66与阀座载具62之间的对准部件进行操作。阀座载具62部分容纳在阀座腔38中，且座载具凸缘70压缩地加载于阀体32与固定螺母64之间。

接下来参考图5A和图7，阀座载具62自身沿着轴线X与阀座凹部52对准。这通过与环形支撑壁54的截头圆锥形表面56紧密相符合的截头圆锥形表面74来实现。

参考图5、图5A和图7，阀座安装工具60的示例性操作如下。安装工具60如上述安装在阀体32上，且阀座载具由固定螺母64安装和保持，并且阀座安装工具60接合到固定螺母64。在安装过程开始时，阀座28安置在阀座载具凹部82中，如图7所示。心轴86转动并且通过与固定螺母64的螺纹连接的操作，心轴86将轴向向下前进，如附图中所示。尖端94具有将与阀座28接触的表面107，并且当球形把手88进一步转动时，尖端94将施加向下的力抵靠阀座28，这将阀座28推动且移出载具凹部82并进入阀体32的阀座凹部52中。这是图5和图5A中所示的位置。心轴86的大小可轴向设定使得当阀座28完全插入到阀座凹部52中时，球形把手88接触固定螺母64的上表面64a作为前挡块。因此，阀座28完全位于阀座凹部52中。接着，阀座移位工具66在反向方向上转动以使心轴轴向向上缩进。心轴86可从固定螺母64完全移除或可退回成足以允许固定螺母64松开并与阀体螺纹部分44脱离。在固定螺母64与阀体螺纹部分分离之后，可移除阀座移位工具66和阀座载具62(后者在其中不再具有阀座28)。

应注意，阀座28可安装在阀座腔52中而操作员没有任何需要去处理阀座28。阀座28可在制造厂或其它控制场所安装在阀座载具62中。阀座载具62因此保持阀座并可在装运和常规处理期间保护阀座28免受损坏和污染。阀座载具62可选的进行颜色编码和/或包括其它识别信息或可视标记来向观察员告知固定于其中的阀座28的一个或多个性质。例如，颜色编码或其它标记和信息可标示例如阀座大小或材料。

再次参考图5A，如上文阐述，阀座载具62的第一圆筒形部分78的直径不大于且优选地略微小于阀座凹部52的小直径，尤其是支撑壁54的直径，其可在阀座28移位到阀座凹部52中时，向阀座28呈现边缘。第一圆筒形部分78的直径优选地小于无应力状态下的阀座28的直径。因此，当阀座28移出载具凹部82时，阀座28将被压缩以允许将阀座28推进到阀体32的阀座凹部52中而没有损坏。

此外，第二圆筒形部分84可具有紧密容纳凸台92的直径。这使阀座移位工具沿着轴线X对准，使得尖端94的平面107平坦或与阀座28齐平接触。不旋转的尖端94防止可能会因尖端94与阀座28之间的磨损或磨蚀而造成的对阀座28的损坏。

参考图6和图8，在一个实施例中，阀座移位工具还可以阀座拔插工具58的形式实现，并可包括球形把手118、位于中心的杆120和螺纹部分122，在一个实施例中，螺纹部分122可以是杆120的螺纹阀座接合部分或杆120的尖端。螺纹部分122(下文我们称为螺纹尖端122的示例性实施例)用以握持或握住阀座28以便能够用以从阀座凹部52拔出阀座28。拔插工具58可以使用对准部件123或其它技术与阀座28轴向对准。为了便利起见，针对该轴向对准，固定螺母64可用作为对准部件123。具有对准部件123的拔插工具58提供了阀座拔插工具组件125的实施例(图8)。如图8中最佳所示，杆120可具有直圆柱形平滑壁124，其紧密容纳在固定螺母孔108的对应直圆筒形平滑部分108a中且优选地在其中滑动，而不会妨碍固定螺母64的第一螺纹部分110。在一个实施例中，对准部件123具有与轴线x共轴的中心纵向轴线，其也是阀座28的中心线。因此，螺纹尖端122也沿着轴线X对准，因为螺纹尖端122位于杆120上的中心。螺纹尖端122的螺纹126优选地为尖的。为了在已经移除致动器组件12和阀帽螺母42之后从阀座凹部52拔出阀座28，移除隔膜24(图1)以接近阀座28。固定螺母64安装在阀体32螺纹部分44上并向下收紧。固定螺母64可包括接触阀体32的上表面32a的埋头孔64b。拔插工具58轴向滑动到固定螺母64中。固定螺母64用轴线X对准拔插工具58，使得螺纹尖端122与阀座28的中心线对准。首先，当尖端122初次接触阀座28时，球形把手118与固定螺母64的顶面64a轴向间隔开。螺纹126优选地具有大于阀座28的内径的大直径。当尖螺纹的尖端122接合阀座28时，尖端122的螺纹126与阀座28自螺丝攻形成螺纹连接。优选地，螺纹126绕着阀座28b的整个内径表面自螺丝攻(图7)。当球形把手118也转动时，较小的轴向向下的力可施加到球形把手118。这将有助于尖端122的螺纹126与阀座28之间的自螺丝攻。球形把手118甚至可以在球形把手118与固定螺母64的上表面64a接触之后转动。因为阀座28与限定阀座凹部52的表面之间存在摩擦，所以尖端122的进一步旋转造成阀座28被轴向拉离阀座凹部52，在某种程度上类似于通过转动轴向固定的开塞钻从瓶子移除软木塞。应注意，图8图示了处于从阀座凹部52完全拔出位置的阀座28。在阀座28从阀座凹部52移位之后，拔插工具58可被拉出固定螺母64，且固定螺母64可松开并从阀主体32移除。作为替代项，球形把手118可转动以便使螺纹126自螺丝攻到阀座28的内径表面中以捕获阀座。接着，固定螺母64可从阀体32松开，并且固定螺母64和拔插工具58从阀体32移除，且阀座28也随其移除。

图10图示了拔插工具58的替代实施例。在一个实施例中，可提供抗旋转圆盘130，其可保持在固定螺母64与阀体32之间。抗旋转圆盘130可为环形且包括足够大以用于螺纹尖端122穿过的中心孔132。抗旋转圆盘130可包括周边凸缘134，其可接触固定螺母64的埋头孔表面。抗旋转圆盘130的下表面136的一部分接触阀座28的面向表面28a(图7)。应注意，当阀座28完全位于阀座凹部52中时，阀座28将在环形支撑壁54上方轴向延伸，其确保抗旋转圆盘下表面136接触阀座28。抗旋转圆盘130的下表面136部分接触阀座表面28a可选的为粗糙或带纹理，例如通过滚花。对于由硬质材料(例如聚酰亚胺)制成的阀座28，在螺纹尖端122自螺丝攻到阀座28中时，抗旋转圆盘130防止阀座28旋转。抗旋转圆盘130可与由不同材料，甚至是非硬质的材料制成的其它阀座一起使用。当尖端螺纹126切入到阀座28中用于拔出时，抗旋转圆盘130始终防止阀座28旋转。可使用的其它技术包括但不限于提供将与阀座28接触的专用固定螺母64或作为拔插工具58的一部分的弹簧加载的轴衬。应注意，对于拔插工具58，固定螺母64可便于与安装工具60一起使用的固定螺母64相同，但不必需要这种情况。每个工具58、60可视需要使用不同的对准部件123。

图10的实施例的示例性操作如下。在已经移除隔膜24之后，抗旋转圆盘130可位于阀体32中以便接触阀座的面向表面28a。固定螺母64接着收紧在阀体32上，其在抗旋转圆盘130与阀座28之间施加压缩负载。接着，拔插工具58轴向滑动到固定螺母64中直到尖端122接触阀座28。固定螺母64用轴线X对准拔插工具58，使得螺纹尖端122与阀座28的中心对准。球形把手118转动且尖螺纹尖端122自螺丝攻成与阀座28螺纹连接。当球形把手118也转动时，较小的轴向向下的力可施加到球形把手118。这将有助于尖端122与阀座28之间的自螺丝攻。当螺纹126切入到阀座的内径表面中时，抗旋转圆盘130防止阀座28转动。在阀座28由螺纹126捕获之后，固定螺母64可从阀体32松开且固定螺母64、拔插工具58和阀座28被拉离阀体32，从而从阀座凹部52移除阀座28。

我们还提供一种用于更换具有纵向轴线的阀组件中的先前安装的阀座的方法。在一个实施例中，所述方法包括接近先前位于阀体32的阀座凹部52中的阀座28。接着，如上述或以其它方式拔出阀座28。接着通过压缩更换阀座28并将压缩的更换阀座28保持在与阀座凹部52轴向间隔开的第一位置，例如在阀座载具62的载具凹部82中，而将更换阀座28安装在阀座凹部52中。接着，压缩的更换阀座28从第一位置轴向移位到阀座凹部52中。图9图示了处于第一位置的阀座28，正如阀座移位工具66，且尤其是尖端94，接触阀座28的上表面。图5A示出了在移位工具66已经从图9的第一位置轴向移位阀座28之后，位于阀座凹部52中的阀座28。

参考图11至图13，阀座拔插工具组件200的另一实施例包括阀座拔插工具202和对准部件204。对于这个描述，在本文的图6和图8的实施例中，相同的附图标记用于相同部件。阀座拔插工具202可包括球形把手218、中心杆220以及在一个实施例中可以是杆220的螺纹阀座接合部分或尖端的中心螺纹部分222。阀座拔插工具202可以但不一定与本文图6和图8的实施例的设计相同。螺纹部分222(下文我们称为螺纹尖端222的示例性实施例)用以握持或握住阀座28以便能够用来从阀座凹部52拔出阀座28。阀座拔插工具202可以使用对准部件204或其它技术与阀座28对准。不同于图6和图8的实施例，对准部件204具有如下文进一步描述的离心对准孔，且因此在本实施例中，我们将对准部件204称为离心对准部件204。

杆220可具有直圆柱形平滑壁224，其紧密容纳在对准部件204的对应直圆柱平滑对准孔206中且优选地在其中滑动。从图12中应注意，对准部件204可包括内部螺纹部分208，其允许对准部件204螺合到阀体32的配合螺纹部分44上(见图4和图5A)。

在一个实施例中，离心对准部件204可具有与轴线X共轴的中心纵向轴线，其也是阀座28的中心线。然而，对准孔206优选地离心位于纵向轴线E上。离心轴线E因此平行于轴线X但与其径向偏离。这导致螺纹尖端222与轴线E对准，因为螺纹尖端222位于中心杆220的中心。螺纹尖端222的螺纹226优选地为尖锥形。为了在已经移除致动器组件12和阀帽螺母42之后从阀座凹部52拔出阀座28，移除隔膜24(图1)以接近阀座28。离心对准部件204安装在阀主体32螺纹部分44上并向下收紧。离心对准部件204可包括接触阀体32的上表面32a的埋头孔204a。

阀座拔插工具202轴向滑动到离心对准部件204中。离心对准部件204用离心轴线E对准螺纹尖端222的螺纹226。首先，当螺纹尖端222首次接触阀座28时，球形把手218可与离心对准部件204的顶表面204a轴向间隔开。当尖螺纹尖端222接合阀座28时，螺纹尖端222的螺纹226自螺丝攻成与阀座28螺纹连接。由于螺纹226与阀座28的离心对准，螺纹部分222自螺丝攻到阀座28的内径表面的仅一部分或弓形部分，如图12和图13中所示。当球形把手218也转动时，较小的轴向向下的力可施加到球形把手218。这将有助于螺纹尖端222的螺纹226与阀座28之间的自螺丝攻。球形把手218甚至可以在球形把手218与离心对准部件20的上表面204a接触之后转动。螺纹226与阀座28之间的该离心接合防止阀座28在自螺丝攻期间旋转，因此消除了对于抗旋转特征的任何需要。因为螺纹226仅接合阀座28的一部分，所以螺纹226的直径可小于阀座28的内径，这使得在已经拔出阀座之后更易于从螺纹尖端222移除阀座28。另外，通过仅螺丝攻阀座28的一部分，能够在首先将阀座28的一侧提升通过支撑壁54时，更易于从阀座凹部52拔出阀座28。应注意，图13图示了处于从阀座凹部52完全拔出位置的阀座28。在螺纹226已经自螺丝攻阀座28之后，阀座拔插工具202可轴向向上(如图13中所示)拉动并拉出离心对准部件204，且接着离心对准部件204可松开并从阀主体32移除。已经发现离心对准拔插工具特别有用，但不限于由较硬质材料(例如VESPEL^TM)制成的阀座的拔插。

作为替代实施例，固定器228(例如C形夹或环228)可位于杆220上的凹槽中，以便防止阀座拔插工具202完全从离心对准部件204移除。例如，固定器228的外径可大于孔206的直径。球形把手218可转动以便使螺纹226自螺丝攻到阀座28的内径表面以捕获阀座。接着，阀座拔插工具202轴向提升以便从阀座凹部52拔出阀座28。然而，固定器228将防止阀座拔插工具202与离心对准部件204完全分离。接着，离心对准部件204可松开或以其它方式与阀体32分离，并且阀座拔插工具组件200可从阀体32收回或与其分离，且随其还移除了拔出的阀座28。

参考图14至图16，示出了替代实施例。本实施例可以但不一定如同图11至图13的实施例共用大多数元件和部件，并且相同元件和部件给出相同附图标记并且不必重复描述。两个实施例可在阀座28的功能或安装和拔插方面进行相同操作。

在一个实施例中，不同于诸如图11至图13中的例如元件204的单件离心对准部件，阀座拔插工具相对于阀座28的离心对准可以其它方式引入。在图14至图16中，提供了对准部件254并且为了便利起见，其可与图1至图10的实施例中使用的固定螺母64的设计相同。因此，对准部件254可包括具有与轴线X共轴的中心线的直圆柱圆孔108，轴线X是阀座28的中心线。离心插件256(例如轴衬)具有中心直圆柱凸台258，其紧密容纳在对准部件254的孔108中。上凸缘260将凸台258轴向定位在孔108内。凸台258包括离心孔262，其可以是完全延伸通过凸台258的直圆柱圆孔。因此，离心孔262的纵向中心线E是离心轴线，且优选地平行于轴线X但与其径向偏离。这导致螺纹尖端222与轴线E对齐，因为螺纹尖端222位于中心杆220的中心。因此，螺纹尖端222将如图11至图13的实施例中自螺丝攻到阀座28的一部分中，并且阀座拔插工具202的操作可以相同方式进行操作。因此，对准部件254和离心轴衬256形成两件式离心对准部件264。从图15中应注意，离心部件凸缘260可抵靠对准部件254的上表面254a就位以便将凸台258轴向定位在对准部件254的孔108内。凸台258的上表面258a还可用作为阀座拔插工具202的止挡表面。

在图11至图16的两个实施例中，螺纹226相对于阀座28的内径的直径大小可经过选择以便接合阀座的所需部分。虽然螺纹226优选地将自螺丝攻到阀座的弓形部分(例如，见图13和图16)，弓形部分小于阀座28的整个内表面，但弓形部分的大小，或换言之，由螺纹226螺丝攻入的表面积的量是设计选择的关键，并且还是关于阀座28的厚度和螺纹深度的函数。在一些情况中，可使用轴线E与轴线X的较小径向偏离使得甚至可在阀座28的大多数或全部内表面上接触，而其自螺丝攻到阀座28的一部分成倾斜或较大深度。

本文的本发明不限于示例性实施例。例如，设备和方法可与不同的阀设计以及不同的致动器一起使用。阀座载具62可具有许多不同的几何形状和结构以适应具有特定阀体32的阀座载具。载具凹部82还可基于阀座28的形状以及将阀座28固定在阀座载具62中所需的牢固度进行配置。阀座凹部52也不一定是用桩支撑或锥形的截头圆锥凹部。阀座移位工具66还可以许多不同的形式和结构来实现，阀座拔插工具58也是如此。可替代地使用不同的阀座拔插技术。

本发明不限于针对执行本发明所公开的特定实施例，而本发明将包括落入权利要求的范围内的全部实施例。

Claims (23)

1.一种阀和工具组件，其包括：

阀体，其具有纵向轴线且包括使流体从入口到出口的流动路径，所述阀体包括螺纹部分，其大小设定成与螺纹螺母配合以将致动器接合到所述阀体，所述阀体包括阀座凹部，

阀座，

阀座载具，其保持所述阀座，

螺纹固定螺母，其与所述阀体的所述螺纹部分配合以将所述阀座载具与所述阀体接合，所述螺纹固定螺母包括第一螺纹部分和第二螺纹部分，所述第一螺纹部分与所述阀体的所述螺纹部分配合，

阀座移位工具，其包括工具螺纹部分，所述工具螺纹部分与所述螺纹固定螺母的所述第二螺纹部分配合以将所述阀座移位工具接合到所述阀座载具；

其中所述阀座移位工具包括心轴，其在与所述固定螺母螺纹地接合时轴向平移，使得所述心轴将所述阀座移出所述阀座载具并移入所述阀座凹部中。

2.根据权利要求1所述的阀和工具组件，其中所述心轴包括绕着所述纵向轴线自由旋转并接触所述阀座以将所述阀座移出所述阀座载具的尖端。

3.根据权利要求2所述的阀和工具组件，其包括安置在所述尖端的表面与所述阀座表面之间的抗旋转部件。

4.根据权利要求1所述的阀和工具组件，其中所述阀座载具根据将要安装在所述阀座载具中的阀座进行颜色编码。

5.根据权利要求1所述的阀和工具组件，其中所述阀座载具嵌入所述阀体的凹部中以沿着所述纵向轴线对准所述阀座。

6.根据权利要求1所述的阀和工具组件，进一步包括阀座拔插工具。

7.根据权利要求6所述的阀和工具组件，其中所述阀座拔插工具至少部分容纳在所述螺纹固定螺母中并且在从所述阀座凹部移除所述阀座时与所述阀座对准。

8.根据权利要求1所述的阀和工具组件，其中所述阀座压缩在所述阀座载具中。

9.根据权利要求1所述的阀和工具组件，其中所述阀座凹部包括用桩支撑的环形壁，其具有小于所述阀座的大直径的小直径。

10.根据权利要求1所述的阀和工具组件，其中所述阀座包括环形体。

11.一种阀座安装工具，其包括：

阀座载具、阀座移位工具和螺纹固定螺母，所述螺纹固定螺母可操作以将所述阀座移位工具和所述阀座载具接合到阀体；

其中所述阀座移位工具包括心轴，所述心轴包括可自由旋转的尖端。

12.根据权利要求11所述的阀座安装工具，其中所述阀座载具保持阀座。

13.根据权利要求11所述的阀座安装工具，其中所述阀座载具将阀座压缩并保持于其中。

14.根据权利要求11所述的阀座安装工具，其包括安置在所述尖端的表面与所述阀座表面之间的抗旋转部件。

15.根据权利要求11所述的阀座安装工具，其中所述阀座载具根据将要安装在所述阀座载具中的阀座进行颜色编码。

16.根据权利要求11所述的阀座安装工具，其与阀座拔插工具组合，所述组合提供阀座更换套件。

17.一种用于更换具有纵向轴线的阀组件中的先前安装的阀座的方法，其包括以下步骤：

接近先前放置在阀体的阀座凹部中的第一阀座，

从所述阀座凹部移除所述第一阀座，

径向压缩第二阀座并将压缩的所述第二阀座保持在与所述阀座凹部轴向间隔开的第一位置中，

将压缩的所述第二阀座从所述第一位置轴向移入阀座凹部中。

18.根据权利要求17所述的方法，其中径向压缩所述第二阀座的步骤通过将所述第二阀座定位在阀座载具中来实现，所述阀座载具具有直径小于所述第二阀座的大直径的凹入部分。

19.根据权利要求17所述的方法，其包括从阀移除隔膜以接近所述第一阀座的步骤。

20.根据权利要求19所述的方法，其包括在所述第二阀座安装在阀座凹部中之后，将隔膜重新安装在阀中的步骤。

21.一种阀和工具组件，包括

阀体，具有纵向轴线并且包括用于流体从入口到出口的流动路径，所述阀体包括螺纹部分，所述螺纹部分的尺寸设计成与螺母配合以将致动器连接到所述阀体，所述阀体包括阀座凹部，

阀座，

阀座载具，用于固定所述阀座，

螺纹保持螺母，其与所述阀体的所述螺纹部分配合，以将所述阀座与所述阀体连接，所述螺纹保持螺母包括与所述阀体的所述螺纹部分配合的第一螺纹部分和第二螺纹部分，

阀座移位工具，包括工具螺纹部分，该工具螺纹部分与所述螺纹固定螺母的所述第二螺纹部分配合，以将所述阀座移位工具连接到所述阀座载具，其中所述阀座载具包括允许所述阀座载具通过所述螺纹固定螺母仅在单个定向上与所述阀体接合的几何形状。

22.一种阀座拔插工具组件，其包括具有螺纹部分的阀座拔插工具，以及适于安装到阀体以使所述螺纹部分与阀座离心对准的离心对准部件；

其中所述离心对准部件具有对准轴线，在阀座拔插工具安装到阀体时，其平行于阀座的中心线并且与所述中心线径向偏离。

23.根据权利要求22所述阀座拔插工具组件，其中所述离心对准部件包括适于与阀体螺纹地配合的固定螺母，以及至少部分容纳在所述固定螺母中的离心轴衬。