CN109707864B

CN109707864B - 阀保持架组件

Info

Publication number: CN109707864B
Application number: CN201811248444.1A
Authority: CN
Inventors: 詹姆斯·克洛斯
Original assignee: Circor International Inc
Current assignee: Circor International Inc
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2020-04-07
Anticipated expiration: 2038-10-25
Also published as: CN109707864A; US10508742B2; US20190120388A1; EP3477166A1

Abstract

本发明涉及一种阀保持架组件，该阀保持架组件包括中空的第一构件，该中空的第一构件具有用于可操作地连接到阀体的第一端部和用于容纳中空的第二构件的相对的第二端部。该组件包括第二构件，该第二构件具有用于容纳中空的第三构件的第三端部，第二构件包括穿过侧壁形成的第一开口，并且第三构件具有用于可操作地连接到阀体的第四端部。该组件包括当组装在阀体内部时第一构件、第二构件和第三构件形成的穿过其中的对准的第二开口，该第二开口具有一致的横截面，用于在阀的操作期间可滑动地容纳用于控制流体流过第一开口的阀闭合元件。

Description

阀保持架组件

技术领域

本发明涉及一种用于控制穿过其中的流体流动行为的阀和方法，并且具体地涉及一种使用阀保持架组件实现流体流动控制行为的阀和方法。

背景技术

阀被广泛应用于流体系统中以在系统中提供受控的流体流动行为。许多阀包括诸如图1中所示的常规保持架10，其具有由延伸穿过相对端部12、14的轴向开口16限定的中空整体或一件式本体11。流动控制开口18延伸穿过本体11的侧壁。在保持架如图2所示以常规布置的方式位于阀20内的情况下，能够可选择地可滑动地在开口16中移动的阀闭合单元或塞22控制流体流24从阀入口26穿过保持架10的流动控制开口18到阀出口28。

值得注意的是，用于阀的流体流动控制要求取决于应用。例如，图1的保持架10的流动控制开口18(其可能适合用在流体系统中的第一位置处的上述阀20中)可能不适合用在与定位在流体系统的第二位置处的阀20相同的另一阀中。也就是说，除了构成相应保持架的相对小的部分的不同构造的流动控制开口之外，保持架的其余部分可以是相同的。因此，适合用在定位在第二位置处的阀中的保持架的流动控制开口将需要被重构，这需要将保持架全部替换。另外，为了使一些阀适于确定的应用诸如高温应用，整个保持架可能需要由特殊材料制成或经受处理，即使只有保持架的一部分在阀的操作期间经受高温，从而导致成本增加。

所需要的是不存在这些缺点的阀保持架和制造阀保持架的方法。

发明内容

本发明涉及一种用于阀的保持架组件，该阀包括中空的第一构件，该中空的第一构件具有用于可操作地连接到阀体的第一端部和用于容纳中空的第二构件的相对的第二端部。所述组件包括第二构件，该第二构件具有用于容纳中空的第三构件的第三端部，第二构件包括穿过侧壁形成的第一开口，并且第三构件具有用于可操作地连接到阀体的第四端部。所述组件包括当组装在阀体内部时，第一构件、第二构件和第三构件形成穿过其中的对准的第二开口，该第二开口具有一致的横截面，用于在阀的操作期间可滑动地容纳用于控制流体流过第一开口的阀闭合元件。

本发明进一步涉及一种阀，其包括具有阀帽和座环的阀体，以及中空的第一构件，该中空的第一构件具有可操作地连接到阀帽的第一端部和容纳中空的第二构件的相对的第二端部。阀包括具有容纳中空的第三构件的第三端部的第二构件，第二构件包括穿过侧壁形成的第一开口，并且第三构件具有可操作地连接到座环的第四端部。该阀包括当组装在阀体内部时，第一构件、第二构件和第三构件形成的穿过其中的对准的第二开口，第二开口具有一致的横截面，用于在阀的操作期间可滑动地容纳用于控制流体流过所述第一开口的阀闭合元件。

本发明进一步涉及一种改变阀的流动特性的方法，其包括：充分地拆卸阀以接近阀的保持架组件，所述阀包括可操作地连接到第二构件的第一构件，所述第二构件可操作地连接到第三构件，第二构件包括穿过侧壁形成的第一开口，第一构件、第二构件和第三构件形成穿过其中的对准的第二开口，用于在阀的操作期间可滑动地容纳用于控制穿过第一开口的流动流的阀闭合元件，第二开口具有一致的横截面。所述方法进一步包括将第二构件与保持架组件分离并移除，并且用具有穿过侧壁形成的第二开口的第四构件替换第二构件，所述第二开口与第一开口不同地构造。所述方法进一步包括重新组装保持架组件以包括被替换的第四构件，并且重新组装该阀。

附图说明

通过下面结合附图对优选实施例的更详细描述，本发明的其他特征和优点将变得明显，所述附图通过示例的方式示出本发明的原理。

图1是现有技术的阀保持架的上部透视图。

图2是安装在阀中的图1的现有技术的阀保持架的局部切掉的上部透视图。

图3是根据本发明的示例性阀保持架组件的分解图。

图4是根据本发明的图3的阀保持架组件的区域4的沿线4-4截取的局部横剖视图。

图5是根据本发明的图3的阀保持架组件组装后的上部透视图。

图6是安装在根据本发明的阀中的图5的阀保持架组件的局部切掉的上部透视图。

图7是根据本发明的改变操作电气系统的阀的流动特性的方法的流程图。

无论什么情况下，在所有附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。

具体实施方式

图3是示出在图5中经组装的示例性的大体柱形的阀保持架组件30的分解图。阀保持架组件30包括构件32、34、36，这些构件在组装在一起时(图5)以类似于保持架10(图1)的方式操作。构件32包括用于可操作地连接到阀20(图6)的阀体21的端部38，并且更具体地，与阀20的阀帽86(图6)连接。如图3进一步所示的那样，端部38通过侧壁40与相对的端部42分离。构件32是中空的、具有延伸穿过端部38、42的开口50。端部42在图4中示出，其为沿图3的阀保持架组件的区域4的线4-4截取的局部横剖视图。出于定向的目的，在图3和图4的每个中示出端部42的外周边缘44。端部42包括表面48，肩部46沿着侧壁40的与开口50相对的底部形成在该表面中，并且该肩部在侧壁40中形成外周边缘44。

如图3进一步所示的那样，构件34包括通过侧壁54与相对的端部56分离的端部52。如图4所示，当构件32、34组装在一起时，构件34的端部52邻接构件32的表面48，并且端部56可操作地连接到构件36。构件34是中空的、具有延伸穿过端部52、56的开口72。穿过侧壁54形成多个开口58、诸如四个。在一个实施例中，穿过侧壁54形成的开口58的数量可以不同于四个。开口58通过阀建立流体的流动特性，改变或重构开口的形状或轮廓导致阀的流动特性的变化。也就是说，通过仅利用不同构件34、即仅重构其他类似构件34的开口58并且不改变阀的其他部件，相同的阀可以显示不同的流动特性。

如图3进一步所示的那样，构件36包括基部部分64，该基部部分在构件36的基部部分64的一侧或端部90上容纳构件34的端部56，并且基部部分64的另一侧或端部92可操作地连接到阀体21(图6)，并且更具体地，当构件36插入到阀20内时(图6)连接到座环88(图6)。构件36是中空的、具有穿过基部64形成的开口78。基部部分64包括具有至少一个防旋转特征74的表面70。如图所示，四个防旋转特征74形成在表面上或从该表面70向外突出。在一个实施例中，防旋转特征74可形成在表面中或至少部分地凹入表面70中，防旋转特征74的数量不同于四个。如图所示，防旋转特征74包括：大体形成V形的相对的锥形表面76，表面76朝向开口78会聚；以及在表面76之间延伸的盖或顶表面77。V形表面76形成大体与开口78重合延伸的基部表面79。构件34的端部56包括具有对应于构件36的锥形表面76的相对的锥形表面63的防旋转特征60。作为保持架组件30的构件32、34、36的组装(图5)的结果，对应的防旋转特征60、74的接合防止构件34相对于构件36围绕开口80的轴线82旋转，该开口80由相应构件32、34、36的对准的开口50、72、78形成。对准的开口50、72、78不仅与轴线82(图5)相互对准，而且这些开口限定具有用于容纳阀构件22(图6)的一致的横截面的连续表面。除了组装的构件34、36的对应的防旋转特征60、74之外，各防旋转特征之间的对应区域也被带到一起以在构件34、36的端部56、90之间建立大体不透流体的密封。如图所示，构件36的端部90包括表面70的定位在相邻防旋转特征74的面对的表面76之间的部分，这些部分容纳定位在相邻防旋转特征60的表面63之间的构件34的端部56处的对应凸出部62。

如图5所示，开口80大体为圆形，轴线82与中心84重合。在一个实施例中，防旋转特征可替代地或附加地包括在构件32和构件34中，诸如形成在相应的端部42、52中。也就是说，构件34的端部52、56中的一个或两个可包括防旋转特征，用于与构件32、34的相应端部42、90(构件34的基部64的端部90)中的一个或两个相对应，以防止构件34相对于构件32、36中的至少一个旋转。

图3示出多个、诸如四个支撑部分66，这些支撑部分从构件36的基部部分64的表面70向外延伸到相应的端部68。如图3中进一步所示的那样，每个支撑部分66的基部对应于一个防旋转特征或与一个防旋转特征径向对准。在一个实施例中，少于全部的支撑部分66或没有支撑部分对应于防旋转特征74或与防旋转特征径向对准。支撑部分66包括面向开口78的表面67。如图4和图5所示，在保持架组件30的构件32、34、36组装在一起的情况下，支撑部分66的表面67与构件34的外表面共形并且至少部分地侧向围绕构件34，从而在相对于构件36的对准位置中提供对构件34的侧向支撑和固定。支撑部分66侧向围绕构件34，但不对准或部分覆盖构件34的开口58，从而在阀的操作期间不阻碍流体流过开口58。

如图4所示，当构件32、34、36在阀内部组装在一起时，构件34的端部52邻接构件32的表面48并提供与其的支撑接触，并且端部68邻接肩部46并提供与其的支撑接触，从而在其间提供结构支撑的且大体上不透流体的接合点。

阀保持架设计主要由以下变量决定：操作温度、阀尺寸、阀塞的行程长度、体积流率和流动控制特性。因此，阀保持架通常必须为每个客户定制，因为每个变量的匹配对于不同客户来说是少见的。

本发明的阀保持架组件的新颖布置提供了许多益处。由于制造简化，第一个益处与将常规的阀保持架分解成三个较小的模块化部件(构件32、34、36)相关联。例如，如果客户能够使用相同的阀尺寸，即使其他变量彼此不同，基于不同的应用诸如会需要用于构件34的不同构造的开口58(图3)的流动控制特性，构件32、36将保持相同。也就是说，构件32、36将是标准化的或可库存部件，仅需要定制设计和制造不同构件34。通过减小“定制”构件34的尺寸和复杂性，与常规的整体式或一件式构造阀保持架相比，与“定制”构件34相关联的前置时间将减少。

附加的益处与为特定应用诸如高温应用适配一些阀相关联。常规的一体式保持架的整个保持架通常需要由特殊材料构成或经受处理诸如气体氮化热处理或应用特殊涂层，即使只有一部分保持架在阀操作期间经受高温。如果在处理期间一件式保持架被损坏，那么修复是困难的。氮化后的一件式保持架的变动是困难的。相比之下，由于定制的开口58(图3)，仅“标准化”构件32可能需要特殊热处理，从而减少破坏制造成本更高的构件34的机会。换句话说，构件32、34、36中的一个或多个可具有不同材料组分、不同热处理和不同涂层或其组合，足以满足应用/性能要求，同时提供降低成本的机会。

与常规的一件式保持架相比，进一步的益处与组装/拆卸的容易性相关联。可以容纳直径尺寸约1英寸至22英寸或更大尺寸的阀塞的保持架可能变得非常沉重和笨重。本发明的模块化保持架组件包括较小的保持架构件，其同样比常规的保持架更容易操作。此外，由于模块化保持架构件的附加的互连配合端部(即在构件32与34之间以及构件34与36之间)，相对于常规一件式保持架的相对端部和对应的阀帽与阀座环之间的仅一对互连，存在这些附加互连件中的至少一个可能更容易彼此分离的增加的可能性(必须发生这种分离以允许在保持架能够被接近之前拆卸阀)。

图7是改变阀的流动特性的方法100的流程图。在块102处，充分地拆卸阀20(图6)以接近阀20的保持架组件30，该保持架组件包括：可操作地连接到第二构件34的构件32，所述第二构件可操作地连接到第三构件36，构件34包括穿过侧壁54形成的第一开口58。在块104处，将构件34分离并从保持架组件30移除。在块106处，用具有穿过侧壁形成的开口的替换构件替换构件34，开口与开口58不同地构造。在块108处，重新组装保持架组件30以包括替换构件。在块110处，重新组装阀20。

虽然已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物替换其元件。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定的情况或材料适应本发明的教导。因此，意图是本发明不限于作为考虑用于实施本发明的最佳模式而公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims

1.一种用于阀的保持架组件，包括：

中空的第一构件，该中空的第一构件具有用于可操作地连接到阀体的第一端部和用于容纳中空的第二构件的相对的第二端部，

所述第二构件，具有用于容纳中空的第三构件的第三端部，所述第二构件包括穿过侧壁形成的第一开口；

所述第三构件，具有用于可操作地连接到所述阀体的第四端部；

当组装在所述阀体内部时，所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件形成穿过其中的对准的第二开口，所述第二开口具有一致的横截面，用于在所述阀的操作期间可滑动地容纳用于控制流体流过所述第一开口的阀闭合元件，

其中，所述第三构件的第四端部包括基部部分，所述基部部分具有从其延伸的至少两个支撑部分，所述至少两个支撑部分用于部分地侧向围绕所述第二构件，所述基部部分包括用于与所述第二构件的对应的防旋转特征接合的防旋转特征，用于防止所述第二构件相对于所述第三构件旋转。

2.根据权利要求1所述的用于阀的保持架组件，其中，所述第二构件能够可选择地与第四构件替换，所述第四构件具有穿过侧壁形成的第三开口，所述第三开口相对于所述第一开口不同地构造，从而在所述阀的操作期间改变所述阀的流动特性。

3.根据权利要求1所述的用于阀的保持架组件，其中，所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件中的至少一个能够具有不同材料组分、不同热处理和不同涂层中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的用于阀的保持架组件，其中，所述第一构件是用于具有特定尺寸的阀的标准化部件，及/或者所述第三构件是用于具有特定尺寸的阀的标准化部件。

5.根据权利要求1所述的用于阀的保持架组件，其中，所述第一构件的第一端部用于可操作地连接至阀帽，及/或者所述第三构件的第四端部用于可操作地连接到所述阀的座环。

6.根据权利要求1所述的用于阀的保持架组件，其中，所述第一构件包括肩部，其中在所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件彼此组装时，所述第三构件的每个支撑部分部分地侧向围绕所述第二构件并且与所述肩部支撑接触。

7.一种阀，包括：

阀体，该阀体具有阀帽和座环；

其特征在于，所述阀包括根据权利要求1所述的用于阀的保持架组件。

8.一种改变阀的流动特性的方法，包括：

拆卸所述阀致足以接近该阀的根据权利要求1所述的用于阀的保持架组件；

将所述第二构件与所述保持架组件分离并将该第二构件移除；

用具有穿过侧壁形成的第三开口的第四构件替换所述第二构件，所述第三开口与所述第一开口不同地构造；和

重新组装所述保持架组件以包括替换的第四构件；

重新组装阀。