CN110005829B - 阀杆组件、阀塞组件和阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阀杆组件、阀塞组件和阀。用于阀的阀杆组件包括：轴，其具有纵向轴线和第一端部，所述第一端部具有小于所述轴的横截面的横截面；和突出部，其靠近所述第一端部，延伸离开所述轴线。响应于所述第一端部和所述突出部能定位在具有在阀的操作期间与阀的流体处于流体连通的开口的阀塞的隔室内，所述第一端部和所述突出部能相对于所述阀塞在第一位置与第二位置之间移动。在所述第一位置，所述第一端部阻挡所述开口，以防止流体流动穿过所述开口；并且在所述第二位置，所述第一端部能移动离开隔室开口，以允许流体流动穿过所述开口。

Description

阀杆组件、阀塞组件和阀
技术领域
本发明涉及控制阀，并且特别涉及具有阀杆组件的控制阀。
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。用于高压降应用或具有大阀座直径的一些阀可能需要压力平衡内件，其通常包括在操作上连接到阀杆组件的致动器，该阀杆组件具有在打开位置与闭合位置之间延伸到阀塞内的小先导区域中的先导头。致动器推压阀杆组件的先导头离开闭合位置，释放阀塞上方的腔体中的压力，并允许致动器使用减小的力提升整个阀塞。当先导区域被封闭时，阀塞被密封，从而防止流体流动穿过阀塞。
对于当前的阀杆组件，先导头通过螺纹接合以及焊接至阀杆，焊接可能需要随后的热处理和再涂覆，从而导致增加的制造和组装时间和成本。另外，扩大的先导头被必须被致动器克服的流体压力作用。最后，先导头易于在现场服务中出现故障。
所需要的是不遭受这些缺点的阀杆组件。
发明内容
本发明涉及一种用于阀的阀杆组件，其包括：轴，其具有纵向轴线和第一端部，所述第一端部具有小于所述轴的横截面的横截面；和突出部，其靠近所述第一端部，延伸离开所述轴线。响应于所述第一端部和所述突出部能定位在具有在阀的操作期间与阀的流体处于流体连通的开口的阀塞的隔室内，所述第一端部和所述突出部能相对于所述阀塞在第一位置与第二位置之间移动。在所述第一位置，所述第一端部阻挡所述开口，以防止流体流动穿过所述开口；并且在所述第二位置，所述第一端部能移动离开所述开口，以允许流体流动穿过所述开口。
本发明进一步涉及一种用于阀的阀塞组件，其包括阀杆组件，其包括轴，其具有纵向轴线和第一端部，所述第一端部具有小于所述轴的横截面的横截面。阀塞组件进一步包括：突出部，其靠近所述第一端部，延伸离开所述轴线；和阀塞，其具有隔室，所述隔室具有形成在其中的开口。响应于所述第一端部和所述突出部能定位所述隔室内、并且所述阀塞能定位在阀内、所述开口在阀的操作期间与阀的流体处于流体连通，所述阀杆组件的第一端部和突出部能相对于所述阀塞在第一位置与第二位置之间移动。在所述第一位置，所述第一端部阻挡所述开口，以防止流体流动穿过所述开口；并且在所述第二位置，所述第一端部能移动离开所述开口，以允许流体流动穿过所述开口。
本发明还进一步涉及一种阀，其包括阀杆组件，其包括：轴，其具有纵向轴线和第一端部，所述第一端部具有小于所述轴的横截面的横截面；和突出部，其靠近所述第一端部，延伸离开所述轴线。所述阀进一步包括：阀塞，其具有隔室，所述隔室具有形成在其中的开口；和阀本体。响应于所述第一端部和所述突出部能定位所述隔室内、并且所述阀塞能定位在所述阀本体内、所述开口在阀的操作期间与阀的流体处于流体连通，所述阀杆组件的第一端部和突出部能相对于所述阀塞在第一位置与第二位置之间移动。在所述第一位置，所述第一端部阻挡所述开口，以防止流体流动穿过所述开口；并且在所述第二位置，所述第一端部能移动离开所述开口，以允许流体流动穿过所述开口。
本发明还特别提供以下技术方案：
1.一种用于阀的阀杆组件，包括：
轴，其具有纵向轴线和第一端部，所述第一端部具有小于所述轴的横截面的横截面；
突出部，其靠近所述第一端部，延伸离开所述轴线；
其中，响应于所述第一端部和所述突出部能定位在具有在阀的操作期间与阀的流体处于流体连通的开口的阀塞的隔室内，所述第一端部和所述突出部能相对于所述阀塞在第一位置与第二位置之间移动；
其中，在所述第一位置，所述第一端部阻挡所述开口，以防止流体流动穿过所述开口；
其中，在所述第二位置，所述第一端部能移动离开所述开口，以允许流体流动穿过所述开口。
2.根据技术方案1所述的阀杆组件，其中，所述轴和所述第一端部为一体式构造。
3.根据技术方案1所述的阀杆组件，其中，所述轴、所述第一端部和所述突出部为一体式构造。
4.根据技术方案1所述的阀杆组件，其中，在所述第二位置，所述第一端部能平行于所述轴线移动离开所述开口，从而允许流体流动穿过所述开口。
5.根据技术方案1所述的阀杆组件，其中，在所述第二位置，响应于平行于所述轴线离开所述开口施加足够的力，所述突出部抵接所述隔室的一部分，以由此推压所述阀塞进入移动。
6.根据技术方案1所述的阀杆组件，其中，所述突出部是至少部分地插入形成于所述轴中的第二开口中的销。
7.一种用于阀的阀塞组件，包括：
阀杆组件，其包括：
轴，其具有纵向轴线和第一端部，所述第一端部具有小于所述轴的横截面的横截面；和
突出部，其靠近所述第一端部，延伸离开所述轴线；和
阀塞，其具有隔室，所述隔室具有形成在其中的开口；
其中，响应于所述第一端部和所述突出部能定位所述隔室内、并且所述阀塞能定位在阀内、所述开口在阀的操作期间与阀的流体处于流体连通，所述阀杆组件的第一端部和突出部能相对于所述阀塞在第一位置与第二位置之间移动；
其中，在所述第一位置，所述第一端部阻挡所述开口，以防止流体流动穿过所述开口；
其中，在所述第二位置，所述第一端部能移动离开所述开口，以允许流体流动穿过所述开口。
8.据技术方案7所述的阀塞组件，其中，所述轴和所述第一端部为一体式构造。
9.根据技术方案7所述的阀塞组件，其中，所述轴、所述第一端部和所述突出部为一体式构造。
10.根据技术方案7所述的阀塞组件，其中，在所述第二位置，所述第一端部能平行于所述轴线移动离开所述开口，从而允许流体流动穿过所述开口。
11.根据技术方案7所述的阀塞组件，其中，在所述第二位置，响应于平行于所述轴线离开所述开口施加足够的力，所述突出部抵接所述隔室的一部分，以由此推压所述阀塞进入移动。
12.根据技术方案7所述的阀塞组件，其中，所述突出部是至少部分地插入形成于所述轴中的第二开口中的销。
13.一种阀，包括：
阀杆组件，其包括：
轴，其具有纵向轴线和第一端部，所述第一端部具有小于所述轴的横截面的横截面；和
突出部，其靠近所述第一端部，延伸离开所述轴线；和
阀塞，其具有隔室，所述隔室具有形成在其中的开口；和
阀本体；
其中，响应于所述第一端部和所述突出部能定位所述隔室内、并且所述阀塞能定位在所述阀本体内、所述开口在阀的操作期间与阀的流体处于流体连通，所述阀杆组件的第一端部和突出部能相对于所述阀塞在第一位置与第二位置之间移动；
其中，在所述第一位置，所述第一端部阻挡所述开口，以防止流体流动穿过所述开口；
其中，在所述第二位置，所述第一端部能移动离开所述开口，以允许流体流动穿过所述开口。
14.根据技术方案13所述的阀，其中，所述轴和所述第一端部为一体式构造。
15.根据技术方案13所述的阀，其中，所述轴、所述第一端部和所述突出部为一体式构造。
16.根据技术方案13所述的阀，其中，在所述第二位置，所述第一端部能平行于所述轴线移动离开所述开口，从而允许流体流动穿过所述开口。
17.根据技术方案13所述的阀，其中，在所述第二位置，响应于平行于所述轴线离开所述开口施加足够的力，所述突出部抵接所述隔室的一部分，以由此推压所述阀塞进入移动。
18.根据技术方案13所述的阀，其中，所述突出部是至少部分地插入形成于所述轴中的第二开口中的销。
通过以下对优选实施例的更详细描述，结合附图理解，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，附图通过示例的方式示出了本发明的原理。
附图说明
图1是根据本发明的阀的截面图。
图2是现有技术的阀杆组件的局部视图。
图3是取自图1的区域3的处于闭合位置的示例性阀杆组件的放大视图。
图4是取自图1的区域3的处于打开位置的示例性阀杆组件的放大视图。
只要有可能，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1、图3和图4示出了具有本体12的阀10，所述本体12包括入口14和出口16。阀封闭单元或阀塞22沿着固定在本体12和阀帽20内的保持架18的内表面24是可滑动地可移动的，用于调节入口14与出口16之间的流体流动。如图3所示，其为取自图1的区域3的放大视图，阀塞22包括本体23和盖32。在阀塞22的内部在本体23和盖32的接合部之间形成先导区域或隔室34。阀杆组件26包括具有轴线或纵向轴线30的轴28，其延伸到端部50。阀塞组件74包括与阀塞结合的阀杆组件。在一个实施例中，端部的横截面小于或等于轴的横截面(例如，如垂直于纵向轴线测量的)。在一个实施例中，轴和轴端部中的至少一者的横截面是圆形的。如图所示，端部50和销36(其延伸穿过靠近端部50穿过轴28形成的开口38)定位在隔室34的内部。也就是说，轴28延伸穿过形成在盖32中的开口33，且端部50和销36定位在隔室34的内部。销36形成从轴28的外表面29向外延伸的一对突出部37。在一个实施例中，突出部37和轴28形成为一体式或一件式构造。在一个实施例中，突出部37、轴28和端部50形成为一体式或一件式构造。在一个实施例中，存在不同数量的从外表面29向外延伸的突出部37，而不是两个。
如图3进一步所示，轴28包括定位在开口38与端部50之间的向内延伸的周缘肩部40。形成在阀塞22的本体23中的隔室34的表面特征包括靠近阀塞22的本体23的开口56形成的周缘肩部46。如图所示，在组装时，垫圈42、44被捕获在相应的肩部40、46之间。在一个实施例中，垫圈42、44中的至少一者比如垫圈44是贝氏(Belleville)垫圈，其被配置成使得在与轴28的端部50相关联的座置表面52与阀塞22的本体23的相应阀座48在其间形成流体不透密封时，垫圈44受到预定的预载荷。可以使用提供预载荷的其它合适的配置。也就是说，当座置表面52与阀座48在其间形成流体不透密封时，阀杆组件26的端部50处于闭合位置60，防止流体流动穿过阀塞22的本体23的开口56，且突出部(一个或多个)37与盖32间隔达间距72。
相反地，如图4所示，在致动源(未示出)在平行于轴线30的方向上向阀杆组件26的轴28施加足够的施加力F时，阀杆组件26的端部50的座置表面52被推压而移动离开阀座48，从而允许流体流58从腔体54进入隔室34中并穿过阀塞22的开口56。也就是说，容纳在由阀帽20、阀塞22的盖32、保持架18的内表面24以及轴28的外表面29限定的腔体54(图1)中的加压流体响应于端部50处于打开位置62被排出，以流动穿过盖32的开口33，进入隔室34中，然后流动穿过阀塞22的本体23的开口56。响应于端部50处于打开位置并且来自腔体54的加压流体的所得排出，移动阀塞所需的力(由于销36的突出部抵接隔室34的与盖32相关联的相应部分而发生)得到减小。
本发明的新颖阀杆组件提供优于常规阀杆组件的若干益处。第一益处是，如先前所讨论的，由于轴的端部的横截面小于轴的横截面，除了通过推动轴的(例如，周缘)肩部而辅助打开先导装置之外，实际上没有表面供隔室中的流体压力作用，从而允许由致动器(未示出)施加的先导平衡的内件配置以与平衡的内件配置基本上相同的力来打开控制阀，同时提供不平衡的内件配置的密封能力。相反，如图2所示，常规的先导头64具有径向向外延伸的凸缘65，该凸缘65要么具有比轴28的横截面更大的横截面(该凸缘提供供隔室中的流体压力所作用的表面)，或者具有与轴相同的横截面(例如，直径)，从而与本发明的配置相比，需要增加的致动器力来打开先导隔室。
第二益处是，与常规的先导头64(图2)(多个弹簧70组装到先导头64；先导头64需要经由螺纹开口66的螺纹接合以及然后的焊接部68两者来将先导头与轴固定在一起(需要重新涂覆和后续的热处理)，这在使用中易于断裂)相比，本发明的阀杆组件需要较少的部件并且组装简化(即，将销压配合到轴开口中，或者轴和突出部为一体式或一件式构造)。
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，可以进行许多修改来使特定的情况或材料适应于本发明的教导。因此，意图是本发明不限于作为实施本发明的最佳方式公开的特定实施例，而是本发明将包括落入所附权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims (18)

1.一种用于阀的阀杆组件，包括：
轴，其具有横截面和纵向轴线并且延伸到第一端部，所述轴具有形成在第一端部附近的向内延伸的周缘肩部，所述轴的介于该肩部与第一端部之间的部段相对于所述轴的其余部分的横截面具有减小的横截面；
至少一个垫圈，其定位环绕所述部段；
突出部，其靠近所述第一端部，延伸离开所述轴线；
其中，响应于所述第一端部和所述突出部能定位在具有在阀的操作期间与阀的流体处于流体连通的开口的阀塞的隔室内，所述第一端部和所述突出部能相对于所述阀塞在第一位置与第二位置之间移动；
其中，在所述第一位置，所述第一端部阻挡所述开口，以防止流体流动穿过所述开口，所述至少一个垫圈是弹簧，该弹簧受到所述肩部与所述阀塞位于所述开口附近的表面之间的预载荷作用并受到偏压；
其中，在所述第二位置，所述第一端部能移动离开所述开口，以允许流体流动穿过所述开口。
2.根据权利要求1所述的阀杆组件，其中，所述轴和所述第一端部为一件式构造。
3.根据权利要求1所述的阀杆组件，其中，所述轴、所述第一端部和所述突出部为一件式构造。
4.根据权利要求1所述的阀杆组件，其中，在所述第二位置，所述第一端部能平行于所述轴线移动离开所述开口，从而允许流体流动穿过所述开口。
5.根据权利要求1所述的阀杆组件，其中，在所述第二位置，响应于平行于所述轴线离开所述开口施加足够的力，所述突出部抵接所述隔室的一部分，以由此推压所述阀塞进入移动。
6.根据权利要求1所述的阀杆组件，其中，所述突出部是至少部分地插入形成于所述轴中的第二开口中的销。
7.一种用于阀的阀塞组件，包括：
阀杆组件，其包括：
轴，其具有横截面和纵向轴线并且延伸到第一端部，所述轴具有形成在第一端部附近的向内延伸的周缘肩部，所述轴的介于该肩部与第一端部之间的部段相对于所述轴的其余部分的横截面具有减小的横截面；
至少一个垫圈，其定位环绕所述部段；和
突出部，其靠近所述第一端部，延伸离开所述轴线；和
阀塞，其具有隔室，所述隔室具有形成在其中的开口；
其中，响应于所述第一端部和所述突出部能定位所述隔室内、并且所述阀塞能定位在阀内、所述开口在阀的操作期间与阀的流体处于流体连通，所述阀杆组件的第一端部和突出部能相对于所述阀塞在第一位置与第二位置之间移动；
其中，在所述第一位置，所述第一端部阻挡所述开口，以防止流体流动穿过所述开口，所述至少一个垫圈是弹簧，该弹簧受到所述肩部与所述阀塞位于所述开口附近的表面之间的预载荷作用并受到偏压；
其中，在所述第二位置，所述第一端部能移动离开所述开口，以允许流体流动穿过所述开口。
8.据权利要求7所述的阀塞组件，其中，所述轴和所述第一端部为一件式构造。
9.根据权利要求7所述的阀塞组件，其中，所述轴、所述第一端部和所述突出部为一件式构造。
10.根据权利要求7所述的阀塞组件，其中，在所述第二位置，所述第一端部能平行于所述轴线移动离开所述开口，从而允许流体流动穿过所述开口。
11.根据权利要求7所述的阀塞组件，其中，在所述第二位置，响应于平行于所述轴线离开所述开口施加足够的力，所述突出部抵接所述隔室的一部分，以由此推压所述阀塞进入移动。
12.根据权利要求7所述的阀塞组件，其中，所述突出部是至少部分地插入形成于所述轴中的第二开口中的销。
13.一种阀，包括：
阀杆组件，其包括：
轴，其具有横截面和纵向轴线并延伸到第一端部，所述轴具有形成在第一端部附近的向内延伸的周缘肩部，所述轴的介于该肩部与第一端部之间的部段相对于所述轴的其余部分的横截面具有减小的横截面；
至少一个垫圈，其定位环绕所述部段；和
突出部，其靠近所述第一端部，延伸离开所述轴线；
阀塞，其具有隔室，所述隔室具有形成在其中的开口；和
阀本体；
其中，响应于所述第一端部和所述突出部能定位所述隔室内、并且所述阀塞能定位在所述阀本体内、所述开口在阀的操作期间与阀的流体处于流体连通，所述阀杆组件的第一端部和突出部能相对于所述阀塞在第一位置与第二位置之间移动；
其中，在所述第一位置，所述第一端部阻挡所述开口，以防止流体流动穿过所述开口，所述至少一个垫圈是弹簧，该弹簧受到所述肩部与所述阀塞位于所述开口附近的表面之间的预载荷作用并受到偏压；
其中，在所述第二位置，所述第一端部能移动离开所述开口，以允许流体流动穿过所述开口。
14.根据权利要求13所述的阀，其中，所述轴和所述第一端部为一件式构造。
15.根据权利要求13所述的阀，其中，所述轴、所述第一端部和所述突出部为一件式构造。
16.根据权利要求13所述的阀，其中，在所述第二位置，所述第一端部能平行于所述轴线移动离开所述开口，从而允许流体流动穿过所述开口。
17.根据权利要求13所述的阀，其中，在所述第二位置，响应于平行于所述轴线离开所述开口施加足够的力，所述突出部抵接所述隔室的一部分，以由此推压所述阀塞进入移动。
18.根据权利要求13所述的阀，其中，所述突出部是至少部分地插入形成于所述轴中的第二开口中的销。
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