CN112543848A - 维修连接阀组件 - Google Patents

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Abstract

一种简化的维修连接阀组件，其提供至流体系统的通路，用于通过阀组件进行流体处理，流体系统比如是空调单元、冷冻器单元、制冷单元和类似系统。阀组件可包括阀体和容纳在阀体中的阀芯。阀芯可在平行于纵向轴线的方向上在允许流体流过阀组件的打开位置与阻止流体流过阀组件的关闭位置之间相对于阀体移动。在关闭位置，在阀体与阀芯之间形成金属对金属的密封，从而形成密封以阻止流体流过阀组件。

Description

维修连接阀组件
技术领域
本技术公开涉及可在诸如空调单元、制冷单元、冷冻器单元和类似系统之类的系统上使用的维修连接阀组件，其提供至系统的通路，用于流体处理。
背景技术
美国专利6050295和6901947以及美国专利申请公布第2002/066487号公开了维修连接阀的示例，该维修连接阀可用于空调和制冷单元，并在维修期间提供流动通过该维修连接阀的高流速。
发明内容
描述了一种简化的维修连接阀组件，其提供至流体系统的通路，流体系统包括但不限于使用制冷剂的器具，比如空调单元、冷冻器单元、制冷单元和类似系统，用于通过维修连接阀组件处理流体。通过本文中描述的维修连接阀组件的流体处理可在系统的制造或组装期间发生。例如，在使用制冷剂的器具的情形中，维修连接阀组件允许组装人员在器具的组装期间移除所有水，清除所有空气，执行泄漏检测，和/或将制冷剂充填到器具的制冷剂回路中。另外，在安装器具之后，维修连接阀组件允许维修人员在器具上执行维修处理，比如在器具的制冷剂回路中充填制冷剂或从器具的制冷剂回路移除制冷剂。
与诸如美国专利6050295和6901947和美国专利申请公布第2002/066487中公开的那些其他维修连接阀组件相比，本文中描述的维修连接阀组件具有最少的零件数量，并且成本较低。另外，本文中描述的维修连接阀组件设计成以最小的压降或无压降提供高流量。
维修连接阀组件可包括大致圆柱形的阀体和容纳在大致圆柱形的阀体中的大致圆柱形的阀芯。大致圆柱形的阀芯可在平行于纵向轴线的方向上在阻止流体流过维修连接阀组件的关闭位置与允许流体流过维修连接阀组件的打开位置之间相对于大致圆柱形的阀体移动。在关闭位置，在大致圆柱形的阀体与大致圆柱形的阀芯之间形成金属对金属的密封，从而形成密封以阻止流体流过维修连接阀组件。
在一个实施例中，维修连接阀组件仅包括大致圆柱形的阀体和大致圆柱形的阀芯；不存在与大致圆柱形的阀体和大致圆柱形的阀芯分离的其他元件。在该实施例中，维修连接阀组件不包括弹性密封元件，弹性密封元件例如是当大致圆柱形的阀芯处于关闭位置或处于打开位置时在大致圆柱形的阀体与大致圆柱形的阀芯之间进行密封的弹性密封元件，并且没有作用在大致圆柱形的阀芯上的偏置弹簧或其他偏置构件。
在另一实施例中，维修连接阀组件主要包括大致圆柱形的阀体和大致圆柱形的阀芯。在该实施例中，维修连接阀组件可包括一个或多个附加元件，其不会实质性地影响本文中描述的维修连接阀组件的基本和新颖的特征。例如，维修连接阀组件可包括一个或多个弹性密封元件，该弹性密封元件例如在大致圆柱形的阀芯处于关闭位置时在大致圆柱形的阀体与大致圆柱形的阀芯之间进行密封，和/或维修连接阀组件可包括作用在大致圆柱形的阀芯上的偏置弹簧，以将大致圆柱形的阀芯朝向打开位置偏置。
在本文中描述的一个实施例中，维修连接阀组件包括大致圆柱形的阀体和大致圆柱形的阀芯。大致圆柱形的阀体具有第一敞开端和第二敞开端、内表面、阀座和螺纹，内表面限定沿纵向轴线从第一敞开端延伸到第二敞开端的通道，阀座在大致圆柱形的阀体内，通道延伸通过阀座，螺纹在第一敞开端与第二敞开端之间的内表面的一部分上。大致圆柱形的阀芯设置在大致圆柱形的阀体的通道内，并且能在平行于纵向轴线的方向上在大致圆柱形的阀芯与阀座密封接合而防止流体流过维修连接阀组件的关闭位置与大致圆柱形的阀芯不与阀座接合而允许流体流过维修连接阀组件的打开位置之间相对于大致圆柱形的阀体移动。此外，大致圆柱形的阀芯包括带有螺纹的外表面，当大致圆柱形的阀芯处于关闭位置时，螺纹与内表面的一部分上的螺纹接合。当阀芯移动靠近阀座时，通过阀组件的流量变得越来越受限，直到最终阀芯到达关闭位置，从而阻止流体流过阀组件。此外，当阀芯移动越来越远离阀座时，通过阀组件的流量变得越来越不受限，直到最终阀芯到达全部打开位置，其允许通过阀组件的最大流量。
在本文中描述的另一实施例中，维修连接阀组件主要包括大致圆柱形的阀体和大致圆柱形的阀芯。大致圆柱形的阀体具有第一敞开端和第二敞开端、内表面、阀座和螺纹，内表面限定沿纵向轴线从第一敞开端延伸到第二敞开端的通道，阀座在大致圆柱形的阀体内，通道延伸通过阀座，螺纹在第一敞开端与第二敞开端之间的内表面的一部分上。大致圆柱形的阀芯设置在大致圆柱形的阀体的通道内，并且能在平行于纵向轴线的方向上在大致圆柱形的阀芯与阀座密封接合而防止流体流过维修连接阀组件的关闭位置与大致圆柱形的阀芯不与阀座接合而允许流体流过维修连接阀组件的打开位置之间相对于大致圆柱形的阀体移动。大致圆柱形的阀芯还包括带有螺纹的外表面，当大致圆柱形的阀芯处于关闭位置时，螺纹与内表面的一部分上的螺纹接合。可选地，可设置弹性密封元件，该弹性密封元件密封在大致圆柱形的阀体与大致圆柱形的阀芯之间。
在本文中描述的另一实施例中，维修连接阀组件包括大致圆柱形的阀体和大致圆柱形的阀芯。大致圆柱形的阀体具有第一敞开端和第二敞开端、内表面、阀座和螺纹，内表面限定沿纵向轴线从第一敞开端延伸到第二敞开端的通道，阀座在大致圆柱形的阀体内，通道延伸通过阀座，螺纹在第一敞开端与第二敞开端之间的内表面的一部分上。大致圆柱形的阀芯设置在大致圆柱形的阀体的通道内，并且能在平行于纵向轴线的方向上在大致圆柱形的阀芯不与阀座接合而允许流体流过维修连接阀组件的打开位置与大致圆柱形的阀芯与阀座密封接合而防止流体流过维修连接阀组件的关闭位置之间相对于大致圆柱形的阀体移动。大致圆柱形的阀芯还包括带有螺纹的外表面，当大致圆柱形的阀芯处于关闭位置时，螺纹与内表面的一部分上的螺纹接合。此外，当大致圆柱形的阀芯处于关闭位置时在阀座与大致圆柱形的阀芯之间形成金属对金属的密封。
附图说明
图1是本文中描述的维修连接阀组件的立体图，其具有大致圆柱形的阀体(以剖视图示出)和大致圆柱形的阀芯，其中，阀芯从阀体移除。
图2是图1中的维修连接阀的立体纵向剖视图，其中，阀芯安装在阀体内。
图3是沿图6中的线3－3剖得的图2的维修连接阀组件的纵向剖视图，其中，阀芯处于全部打开位置。
图4是类似于图3的维修连接阀组件的纵向剖视图，其中，阀芯处于关闭位置。
图5是包含在图4中的圆圈5中的区域的放大图。
图6是图1－4的维修连接阀组件的端视图。
图7是本文中描述的维修连接阀组件的另一实施例的纵向剖视图。
图8是本文中描述的维修连接阀组件的另一实施例的立体纵向剖视图。
图9是本文中描述的维修连接阀组件的另一实施例的纵向剖视图，其中，阀芯处于全部打开位置。
图10是图9的维修连接阀组件的纵向剖视图，其中，阀芯处于关闭位置。
图11是用于图9和10的维修连接阀组件的阀芯的立体图。
图12是本文中描述的维修连接阀组件的另一实施例的立体图，其具有大致圆柱形的阀体(以剖视图示出)和大致圆柱形的阀芯(也以剖视图示出)，其中，阀芯从阀体移除。
图13是处于组装状态的图12的维修连接阀组件的纵向剖视图，其中，阀芯处于全部打开位置。
图14是处于组装状态的图12的维修连接阀组件的纵向剖视图，但其中，阀芯处于关闭位置。
图15是包含在图14中的圆圈15中的区域的放大图。
图16是类似于图12－15的维修连接阀组件的另一实施例的纵向剖视图，其还包括弹性密封元件。
图17是包含在图16中的圆圈17中的区域的放大图。
具体实施方式
在图1－6中示出维修连接阀组件10的实施例。维修连接阀组件10被示出为包括大致圆柱形的阀体12和大致圆柱形的阀芯14。然而，在其他实施例中，维修连接阀组件10可主要包括大致圆柱形的阀体12和大致圆柱形的阀芯14，或者维修连接阀组件10可包括大致圆柱形的阀体12和大致圆柱形的阀芯14。
参考图1-4，阀体12是大致圆柱形的结构，其具有纵向轴线A－A、第一敞开端20和与第一敞开端20相对的第二敞开端22以及内表面24，内表面24限定沿着纵向轴线A－A从第一敞开端20延伸到第二敞开端22的通道26。第一敞开端20构造成附接到阀组件10所要用于的系统或器具，并且流体旨在在处理操作期间通过阀组件10流出或流入第二敞开端22。在所示示例中，阀体12的外表面28包括从其突出的径向凸缘30，该径向凸缘30用作止挡件，以限制阀体12的第一敞开端20插入系统/器具中。一旦阀体12插入系统/器具中，阀体12就适当地紧固到系统/器具。例如，如果阀体12由诸如黄铜之类的金属材料制成，则第一敞开端20可被钎焊到系统/器具。然而，阀体12可以由诸如塑料之类的其他材料制成，并且在其他实施例中，第一敞开端20可以使用粘合剂或使用涉及一个或多个机械紧固件的机械紧固系统紧固到系统/器具。优选地，第一敞开端20紧固到系统/器具，以使得在阀体12与系统/器具之间提供不透流体的密封，从而阻止流体泄漏。
参考图1-3，在阀体12内限定了阀座32，通道26延伸通过该阀座32。阀芯14构造成在阀芯14的关闭位置处与阀座32接合，并与其形成不透流体的密封，以阻止流体流过通道26。阀座32被示出为圆形的或基本上圆形的。然而，阀座32可以具有允许阀座32与阀芯14之间不透流体的密封以阻止在阀芯14的关闭位置处通过通道26的流量的任何形状和构造。阀座32被示出相比第二敞开端22更靠近第一敞开端20定位。然而，阀座32的其他位置也是可能的。
如图1－4中最佳所见，内螺纹34在适合于与形成在阀芯14上的螺纹(如下所述)接合的位置处在内表面24的一部分上形成，以允许相对于阀体12从打开位置到关闭位置调节阀芯14。阀芯14的打开位置是阀芯14的以下任何位置，在该位置中，阀芯14从阀座32脱离(阀芯14不处于关闭位置的任何时候)，因为流体可以流过阀组件10。当阀芯14在越来越远离阀座32的方向上移动时，通过阀组件10的流量变得越来越不受限，直到最终阀芯14到达图2和3中所示的全部打开位置，其允许通过阀组件10的最大流量。此外，当阀芯14越来越靠近阀座32移动时，通过阀组件10的流量变得越来越受限，直到最终阀芯14到达关闭位置，在该位置处，阀芯14密封阀座32，从而阻止流体流过阀组件10。
在所示的示例中，螺纹34是周向连续的，并且例如在位于第一敞开端20与第二敞开端22之间的位置处或者在位于阀座32与第二敞开端22之间的位置处形成在内表面24上。然而，螺纹34也可位于其他位置处，如以下其他实施例中所描述的。
参考图2和3，内表面24还包括位于螺纹34与第二敞开端22之间的无螺纹部段36。无螺纹部段36形成了可以将阀芯14容纳在阀体12内而阀芯14上的螺纹不与螺纹34接合(如图3中所示)的部段。替代地，阀芯14上的螺纹面对无螺纹部段36。无螺纹部段36有利于便于将阀芯14组装到阀体12中。在组装期间，可以将阀芯14放置在阀体12中，然后，可将阀芯14固定在阀体12内。在替代实施例中，螺纹34可以一直延伸到第二敞开端22或附近。在这种实施例中，在组装期间，阀芯14将必须被旋拧到阀体12中，然后，可将阀芯14固定在阀体12内。
在一个实施例中，如图3中所示，将阀组件10组装后提供给客户，其中，阀芯14在阀体12内，并且第二敞开端22向内模压或变形以形成向内延伸的唇缘38。在阀体12内设置阀芯14有助于阻止损坏阀芯14上的螺纹，并阻止损坏阀座32，并阻止在使用前损坏阀芯14上的对应密封表面。为了安装阀芯14，第二敞开端22最初是未模压或不径向向内变形的，以允许通过第二敞开端22安装阀芯14。一旦插入阀芯14，则第二敞开端22就可向内模压或向内变形，以形成将阀芯14保持在阀体12中的唇缘38。
阀芯14包括大致实心的、大致圆柱形的构件，该构件可以在打开位置(比如图3中所示的全部打开位置)与关闭位置或密封位置(图4)之间被来回致动，以控制通过阀组件10的流量。阀芯14可具有适用于本文中所描述和/或所示出的实现阀芯14的功能的任何构造。例如，在图1－4中，阀芯14被示出为包括第一端或密封端40和第二端或致动端42。
端40包括凹槽或槽道44，该凹槽或槽道44在图4所示的阀芯14的关闭位置中容纳阀座32并且限定至少一个密封表面45，该密封表面45与阀座32密封以阻止流体流过阀组件10。在图4和5中所示的示例中，阀座32旨在可变形，以使得在与凹槽44中的阀芯14接合时，阀座32的端变形。图4和5示出了阀座32的端径向向外变形，这在阀芯14最初被致动到关闭位置以与在一些实施例中最初不变形的阀座32接合时发生。阀座32的变形有助于在阀座32与凹槽44内的阀芯14的至少一个密封表面45之间形成材料对材料的密封，使得当阀芯14处于图4和5中所示的关闭位置时，阀芯14与阀座32密封而阻止流体流经阀芯14。
此外，阀体12和阀芯14设有硬止挡件，以阻止阀座32的过度变形并允许阀芯14的重新使用。参考图5，阀芯14的端40包括第一止挡表面43a，阀体12的内部包括第二止挡表面43b。第一止挡表面43a和第二止挡表面43b形成硬止挡件，其中，第一止挡表面43a旨在与第二止挡表面43b接触以限制阀芯14朝向图4和5中的左侧移动，由此阻止了阀座32的过度变形。阀座32的变形量由阀芯14上的第一止挡表面43a与阀体12上的第二止挡表面43b之间的距离控制。
在一个实施例中，包括阀座32在内的阀体12和阀芯14可以各自由诸如黄铜之类的金属制成，由此在图4和5中所示的阀芯14的关闭位置处在阀座32与密封表面45之间形成金属对金属的密封。在另一实施例中，旨在在关闭位置处与密封表面45接触的一些或全部阀座32，以及旨在在关闭位置处与阀座32接触的阀芯14的密封表面45可以由诸如黄铜之类的金属制成，而阀体12和阀芯14的其他部分由不同材料制成，由此，在图4和5中所示的阀芯14的关闭位置处，在阀座32与密封表面45之间形成金属对金属的密封。
阀芯14的端42构造成由合适的致动工具(未示出)接合，以使阀芯14旋转而致动阀芯14打开和关闭。在使用中，致动工具可以抓持阀体12的外表面28，而致动工具的另一部分可以例如通过摩擦接合阀芯14的端42，以使阀芯14沿顺时针方向或逆时针方向在期望的方向上旋转，而使阀芯14前进或缩回。可以使用的致动工具类似于美国专利6901947中描述的致动工具，其全部内容通过参考纳入本文。
考图1、2和6，阀芯14还包括从其外表面48径向延伸的多个周向间隔的臂46。图6示出了在外表面48周围彼此均匀地周向间隔开的四个臂46。然而，可以使用更多或更少数量的臂46。另外，臂46不需要彼此均匀地周向间隔开。臂46的径向外表面设有可与阀体12上的螺纹34接合的外螺纹50。因此，由于各臂46之间的间隔，阀芯14上的螺纹50可被描述为不连续的。当阀芯14在期望方向上旋转时，螺纹34、50之间的接合导致阀芯14相对于阀体12移动，以使阀芯14在平行于纵向轴线A－A的方向上前进或缩回。
在所示的示例中，臂46在阀芯14的长度的至少大部分上延伸。例如，臂46可以从在第一端40处或附近的第一端54a延伸到在第二端42处或附近的第二端54b。然而，臂46也可具有其他长度。螺纹50仅在端54a、54b之间沿着臂46的长度的一部分延伸。
参考图2、3和6，在每对相邻的臂46之间限定了流体流动通道52，在相邻的臂46之间限定了外表面48，以及阀体12的内表面24。如图3中的箭头所示，当阀芯14未用阀座32密封时，通道52允许流体流经阀芯14。在一个实施例中，通道52构造成使压降最小化并保持流体的流动。例如，通道52的组合面积可以被选择为基本上等于通过阀座32的通道26的面积。当阀芯14被致动到图3中所示的全部打开位置且螺纹50位于无螺纹部段36处时，阀芯14通过阀体12的无螺纹部段36保持在位(即，阀芯14在图3中不明显向左或向右移动)，使得当围绕阀芯14发生流体流动时，阀芯14在任一方向上都不明显移动。
在图1－6中的实施例中，阀体12是单件结构，且阀芯14是单件结构。通过阀体12与阀芯14之间的材料对材料的密封来实现密封。在阀体12上或阀芯14上没有弹性密封元件密封阀体12与阀芯14之间。此外，没有作用在阀芯14上的偏置弹簧或其他偏置构件。但是，在其他实施例中，可以设置在阀体12与阀芯14之间进行密封以在阀芯14的关闭位置处阻止流体流动的在阀体12上或在阀芯14上的弹性密封元件，和/或可以设置作用在阀芯14上的偏置弹簧或其他偏置构件。如下文进一步论述的，如果设置了偏置弹簧，则偏置弹簧用于将阀芯14朝向图2和3中所示的全部打开位置偏置，而不是如在传统阀中那样将阀芯14朝向关闭位置偏置。
此外，阀芯14通过唇缘38保持在阀体12内。结果，在所示的实施例中，阀芯14不旨在可从阀体12移除。然而，在其他实施例中，阀芯14可旨在可从阀体12移除。例如，可以通过使端22变形退开而移除模压唇缘38来移除唇缘38。或者，替代与唇缘38，可在阀体12的端22处或附近使用可移除的保持环，比如内表面24上的卡环，以将阀芯14保持在阀体12内。当移除保持环时，这将允许经由端22移除阀芯14。
在阀芯14的关闭位置处，密封表面45用阀座32密封，从而阻止流过阀组件10，并且螺纹34与螺纹50接合。当阀芯14被致动远离阀座32时，流体可开始流过阀组件10。因此，阀芯14的打开位置可看作是阀芯14的以下任何位置，在该位置中，阀芯14从阀座32脱离(阀芯14不处于关闭位置的任何时候)。然而，随着阀芯14在越来越远离阀座32的方向上移动，通过阀组件10的流量变得越来越不受限。图2和3中所示的阀芯14的位置可以被称为全部打开位置，其允许通过阀组件10的最大流量。然而，当阀芯14在关闭位置与全部打开位置之间的其他打开位置处时，也可以产生通过阀组件10的最大流量。阀芯14上的螺纹50可以或可以不在阀芯14的最大流量位置处与阀体12上的内螺纹34接合。
图7示出了维修连接阀组件60的另一实施例。阀组件60类似于阀组件10，并且相同的元件使用相同的附图标记表示。阀组件60被示出为包括大致圆柱形的阀体12和大致圆柱形的阀芯14。然而，在其他实施例中，阀组件60可主要包括大致圆柱形的阀体12和大致圆柱形的阀芯14，或者阀组件60可包括大致圆柱形的阀体12和大致圆柱形的阀芯14。
阀组件60与阀组件10的不同之处在于，阀芯14制成从端42开始并朝向端40延伸但在端40之前终止的大致中空，从而在阀芯14中形成内部空隙62。空隙62允许放置传感器元件64，比如磁体或RFID标签，其允许追踪阀芯14的移动，或者允许追踪阀组件10本身。传感器元件64可以替代地配置成压力传感器，或者可以设置附加传感器元件，该附加传感器元件配置成压力传感器，该压力传感器监测阀组件10的内部压力。如图7中所示，空隙62的端可以在使用期间保持敞开，或者可以通过固定到阀芯14的盖子或塞子(未示出)来封闭空隙62，或者一旦传感器元件64到位，就可用灌封材料充填空隙62的其余部分。
图8示出了维修连接阀组件70的另一实施例。阀组件70类似于阀组件10，并且相同的元件使用相同的附图标记表示。阀组件70被示出为包括大致圆柱形的阀体12和大致圆柱形的阀芯14。然而，在其他实施例中，阀组件70可主要包括大致圆柱形的阀体12和大致圆柱形的阀芯14，或者阀组件70可包括大致圆柱形的阀体12和大致圆柱形的阀芯14。
阀组件70与阀组件10的不同之处在于，阀体12的第一敞开端20设有螺纹72，由此第一敞开端20构造成经由螺纹72附接到该阀组件70所要用于的系统或器具(以及系统或器具上的对应螺纹)。图8中的阀体12也被示出为不包括径向凸缘30。然而，如果期望的话，径向凸缘30可以用在图8中的阀体12上。槽道74形成在阀体12的外表面28中与螺纹72相邻。槽道74允许例如通过使用现有技术中已知的闭锁球型连接器将用于致动阀芯14的致动工具锁在阀体12上。
图9－11示出了维修连接阀组件80的另一实施例。阀组件80类似于阀组件10，并且相同的元件使用相同的附图标记表示。阀组件80被示出为包括大致圆柱形的阀体82和大致圆柱形的阀芯84。然而，在其他实施例中，阀组件80可主要包括大致圆柱形的阀体82和大致圆柱形的阀芯84，或者阀组件80可包括大致圆柱形的阀体82和大致圆柱形的阀芯84。在该实施例中，阀芯84构造成使得流体流过阀芯84的至少一部分。
参照图9和10，阀体82是大致圆柱形的结构，其具有纵向轴线A－A、第一敞开端20和与第一敞开端20相对的第二敞开端22以及内表面24，内表面24限定沿着纵向轴线A－A从第一敞开端20延伸到第二敞开端22的通道26。第一敞开端20构造成附接到阀组件80所要用于的系统或器具，并且流体旨在在处理操作期间通过阀组件80流出或流入第二敞开端22。在所示的示例中，阀体82的外表面28包括周向止动凹槽86，用于致动阀芯84的致动工具可例如通过使用本领域中已知的闭锁球型连接器锁到该周向止动凹槽86上。阀体82可以以类似于阀体12的方式或通过使用螺纹固定到系统/器具。在替代实施例中，阀体82可具有与图1－7中的阀体或图8中的阀体结构相同的结构。
在阀体12内限定了阀座32，通道26延伸通过该阀座32。此外，内螺纹34在适合于与形成在阀芯14上的螺纹(如下所述)接合的位置处在内表面24的一部分上形成，以允许相对于阀体12从打开位置到关闭位置调节阀芯14。此外，阀体12包括位于螺纹34与第二敞开端22之间的无螺纹部段36。然而，也可不需要无螺纹部段36，并且螺纹34可以延伸到端22或其附近。
参考图9－11，阀芯84构造成在可称为全部打开位置(图9)与关闭或密封位置(图10)之间相对于阀体82前进或缩回，以控制通过阀组件80的流量。阀芯84包括第一端或密封端40和第二端或致动端42。端40包括凹槽或槽道44，该凹槽或槽道44在图10所示的阀芯84的关闭位置中容纳阀座32并且限定至少一个密封表面45，该密封表面45与阀座32密封以阻止流体流过阀组件80。与图4和5中所示的示例中类似，图9和10中的阀座32旨在可变形，以使得在与凹槽44中的阀芯84接合时，阀座32的端变形(为简单起见，图9和10中未示出阀座32的变形)。阀座32的变形有助于在阀座32与凹槽44内的阀芯84的至少一个密封表面45之间形成材料对材料的密封，使得当阀芯84处于图10中所示的关闭位置时，阀芯84与阀座32密封而阻止流体流经阀芯84。可以使用以上在图4－5中描述的硬止挡件、即第一止挡表面43a和第二止挡表面43b来阻止阀座32的过度变形。
在一个实施例中，包括阀座32在内的阀体82和阀芯84可以各自由诸如黄铜之类的金属制成，由此在图10中所示的阀芯84的关闭位置处在阀座32与密封表面45之间形成金属对金属的密封。在另一实施例中，旨在在关闭位置处与密封表面45接触的一些或全部阀座32，以及旨在在关闭位置处与阀座32接触的阀芯84的密封表面45可以由诸如黄铜之类的金属制成，而阀体82和阀芯84的其他部分由不同材料制成，由此，在图10中所示的阀芯84的关闭位置处，在阀座32与密封表面45之间形成金属对金属的密封。
阀芯84的端22形成有外螺纹88，该外螺纹88在所示示例中是周向连续的。螺纹88可与阀体82上的螺纹34接合。当阀芯84在期望方向(即在观察阀芯84的端时顺时针或逆时针)上旋转时，螺纹34、88之间的接合导致阀芯84在平行于纵向轴线A－A的方向上相对于阀体82前进或缩回移动。螺纹88仅沿着阀芯84的长度的一部分在阀芯84的各端之间延伸。
阀芯84也从端42起朝向端40在端40之前为止是大致中空的。在螺纹88的端与连通阀芯84的中空内部的端40之间形成通过阀芯84的多个流体通道90。在图9－11中所示的示例中，有至少两个通道90，例如是三个通道90，并且这些通道90围绕阀芯84均匀地周向间隔开。在一个实施例中，通过并围绕阀芯84的流动路径构造成使压降最小化并保持流体的流动。例如，通道90的面积可以选择为基本等于阀芯84的中空内部面积以及基本等于通过阀座32的流动路径26的面积。在运行中，当阀芯84处于图9中的打开位置时，流体可以流入阀芯84的端42中，然后通过通道90流出，接着通过阀座32而通过通道26，从而流过阀组件80。替代地，对于在相反方向上流动的流体，流体可以向内流过阀芯84中的通道90，然后通过端42流出。
阀芯84的端42构造成由合适的致动工具(未示出)接合，以使阀芯84旋转而使阀芯84相对于阀体82前进和缩回。在使用中，致动工具可以锁在止动凹槽86上，而致动工具的另一部分可以接合阀芯84，以使阀芯84沿顺时针方向或逆时针方向在期望的方向上旋转，而使阀芯84前进或缩回。例如，如图11中最佳所见，阀芯84可包括大致径向的平坦部85和/或外部平坦部85，它们可与致动工具接合以使阀芯84相对于阀体82旋转。可以使用的致动工具类似于美国专利6901947中描述的致动工具，其全部内容通过参考纳入本文。
阀体82是单件结构，并且阀芯84也是单件结构。通过阀体82与阀芯84之间的材料对材料的密封来实现密封。在阀体82上或阀芯84上没有弹性密封元件密封阀体82与阀芯84之间。此外，没有作用在阀芯84上的偏置弹簧或其他偏置构件。但是，在其他实施例中，可以设置在阀体82与阀芯84之间进行密封以当阀芯84处于关闭位置时阻止流体流动的在阀体82上或在阀芯84上的弹性密封元件，和/或可以设置作用在阀芯84上的偏置弹簧或其他偏置构件。如下文进一步论述的，如果设置了偏置构件，则偏置构件用于将阀芯84朝向图9中所示的全部打开位置偏置，而不是如在传统阀中那样将阀芯84朝向关闭位置偏置。
此外，阀芯84可通过唇缘38保持在阀体82内。结果，阀芯84不旨在可从阀体82移除。然而，在其他实施例中，阀芯84可旨在可以以上文对于图1－6中的阀组件10描述的类似的方式从阀体82移除。
阀组件80的操作类似于上述阀组件10的操作。在阀芯84的关闭位置处，密封表面45用阀座32密封，从而阻止流过阀组件80，并且螺纹34与螺纹88接合。当阀芯84被致动远离阀座32时，流体可开始流过阀组件80。因此，阀芯84的打开位置可看作是阀芯84的以下任何位置，在该位置中，阀芯84从阀座32脱离(阀芯84不处于关闭位置的任何时候)。然而，随着阀芯84在越来越远离阀座32的方向上移动，通过阀组件80的流量变得越来越不受限。图9中所示的阀芯84的位置可以被称为全部打开位置，其允许通过阀组件80的最大流量。然而，当阀芯84在关闭位置与全部打开位置之间的其他打开位置处时，也可以产生通过阀组件80的最大流量。阀芯84上的螺纹88可以或可以不在阀芯84的最大流量位置处与阀体82上的内螺纹34接合。
在图12－15中示出维修连接阀组件100的另一实施例。使用相同的附图标记来表示与阀组件10或阀组件80相似的元件。在该实施例中，阀组件100包括偏置构件106，例如是螺旋弹簧，其将阀芯朝向全部打开位置偏置。因此，在该实施例中，阀组件100被示出为主要包括大致圆柱形的阀体102和大致圆柱形的阀芯104，以及偏置构件106。然而，在其他实施例中，阀组件100可主要包括大致圆柱形的阀体102和大致圆柱形的阀芯104而没有偏置构件106，或者阀组件100可包括大致圆柱形的阀体102和大致圆柱形的阀芯104，且带有或没有偏置构件106。
在所示实施例中，阀体102具有类似于图9－10中的阀体82的结构。然而，在该实施例中，内螺纹34位于限定阀座32的通道26的中心通道中。在另一实施例中，阀体102可具有与阀体12类似的结构，但其螺纹如图12－15中那样定位。
此外，阀芯104具有类似于图1－6中的阀体14的结构。然而，替代于外螺纹50在臂46上，阀芯104的端40包括从其延伸的中心突出部108，并且该突出部108包括如图14中所示的可与螺纹34接合的连续外部周向螺纹110。
当组装时，阀芯104可沿着纵向方向相对于阀体102前进和缩回。阀芯104具有图14和15中所示的关闭位置，其中，密封表面45用阀座32密封，从而阻止通过阀组件100的流量，并且螺纹34与螺纹110接合。当阀芯104被致动远离阀座32时，流体可开始流过阀组件100。因此，阀芯104的打开位置可看作是阀芯104的以下任何位置，在该位置中，阀芯104从阀座32脱离(阀芯104不处于关闭位置的任何时候)。然而，随着阀芯104在越来越远离阀座32的方向上移动，通过阀组件100的流量变得越来越不受限。图13中所示的阀芯104的位置可以被称为全部打开位置，其允许通过阀组件100的最大流量。然而，当阀芯104在关闭位置与全部打开位置之间的其他打开位置处时，也可以产生通过阀组件100的最大流量。
在该实施例中，当阀芯104的突出部108上的螺纹110不再与螺纹34接合时，偏置构件106将阀芯104向图13中的右侧偏置到完全打开位置。当阀芯104在阀体102内移动时，臂46有助于引导和稳定阀芯104，并且唇缘38阻止偏置构件106迫使阀芯104通过阀体102的端离开。阀芯104不旨在可从阀体102移除。然而，在其他实施例中，阀芯104可旨在可以以上文对于图1－6中的阀组件10描述的类似的方式从阀体102移除。
图12－15中的偏置构件106还可用于图1－11中描述的实施例中的任一个，以使得一旦螺纹不再接合就迫使相应的阀芯到全部打开位置。
在图16和17中示出维修连接阀组件120的另一实施例。阀组件120类似于阀组件100，并且相同的元件使用相同的附图标记表示。在该实施例中，阀组件120包括弹性密封元件122，当阀芯104处于图16和17中所示的关闭位置时，该弹性密封元件122在阀体102与阀芯104之间进行密封。
弹性密封元件122可设置在阀体102上，以使密封元件122相对于阀体102静止，或者设置在阀芯104上，以使密封元件122相对于阀体102与阀芯104一起移动。在所示的示例中，密封元件122设置在阀芯104上并且可随阀芯104移动。除了密封元件122之外，还可以当阀芯104处于关闭位置时，在阀座32与密封表面45之间形成材料对材料的密封。因此，阀组件120包括两个分离的密封件，一个密封件(由密封元件122形成的密封件)相对于另一密封件(阀座32与密封表面45之间的密封件)径向向内，即，两个密封件在径向间隔开的位置处，从而有助于当阀芯104关闭时阻止流体经阀芯104泄漏。
阀组件120被示出为与偏置构件106一起使用，一旦螺纹34、110不再接合，该偏置构件就将阀芯102朝向全部打开位置偏置。然而，密封元件122不需要与偏置构件106结合使用，并且密封元件122可以用于图1－11中描述的任一实施例中。
因此，在该实施例中，阀组件120被示出为主要包括大致圆柱形的阀体102和大致圆柱形的阀芯104，以及密封元件122和可选的偏置构件106。然而，在其他实施例中，阀组件120可包括大致圆柱形的阀体102、大致圆柱形的阀芯104、密封元件122和可选的偏置构件106。
在所有方面，本申请中公开的示例应被认为是示意性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求书而不是前面的描述指示；并且在权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变都应包含在其中。

Claims (15)

1.一种维修连接阀组件，包括：
大致圆柱形的阀体和大致圆柱形的阀芯；
所述大致圆柱形的阀体具有第一敞开端和第二敞开端、内表面、阀座、螺纹，所述内表面限定沿纵向轴线从所述第一敞开端延伸到所述第二敞开端的通道，所述阀座在所述大致圆柱形的阀体内，所述通道延伸通过所述阀座，所述螺纹在所述第一敞开端与所述第二敞开端之间的所述内表面的一部分上；
所述大致圆柱形的阀芯设置在所述大致圆柱形的阀体的所述通道内，并且能在平行于所述纵向轴线的方向上在所述大致圆柱形的阀芯不与所述阀座接合而允许流体流过所述维修连接阀组件的打开位置与所述大致圆柱形的阀芯与所述阀座密封接合而阻止流体流过所述维修连接阀组件的关闭位置之间相对于所述大致圆柱形的阀体移动；
所述大致圆柱形的阀芯包括带有螺纹的外表面，当所述大致圆柱形的阀芯处于所述关闭位置时，所述螺纹与所述内表面的一部分上的螺纹接合。
2.根据权利要求1所述的维修连接阀组件，其特征在于，没有在所述大致圆柱形的阀体与所述大致圆柱形的阀芯之间进行密封的弹性密封元件。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的维修连接阀组件，其特征在于，还包括硬止挡件，所述硬止挡件限制所述阀芯朝向所述阀座的移动。
4.根据权利要求3所述的维修连接阀组件，其特征在于，所述硬止挡件包括所述阀芯上的第一止挡表面和所述阀体上的第二止挡表面。
5.一种维修连接阀组件，主要包括：
大致圆柱形的阀体和大致圆柱形的阀芯；
所述大致圆柱形的阀体具有第一敞开端和第二敞开端、内表面、阀座、螺纹，所述内表面限定沿纵向轴线从所述第一敞开端延伸到所述第二敞开端的通道，所述阀座在所述大致圆柱形的阀体内，所述通道延伸通过所述阀座，所述螺纹在所述第一敞开端与所述第二敞开端之间的所述内表面的一部分上；
所述大致圆柱形的阀芯设置在所述大致圆柱形的阀体的所述通道内，并且能在平行于所述纵向轴线的方向上在所述大致圆柱形的阀芯不与所述阀座接合而允许流体流过所述维修连接阀组件的打开位置与所述大致圆柱形的阀芯与所述阀座密封接合而阻止流体流过所述维修连接阀组件的关闭位置之间相对于所述大致圆柱形的阀体移动；
所述大致圆柱形的阀芯包括带有螺纹的外表面，当所述大致圆柱形的阀芯处于所述关闭位置时，所述螺纹与所述内表面的一部分上的螺纹接合；以及
可选地，包括弹性密封元件，所述弹性密封元件密封在所述大致圆柱形的阀体与所述大致圆柱形的阀芯之间。
6.根据权利要求5所述的维修连接阀组件，其特征在于，包括在所述大致圆柱形的阀体与所述大致圆柱形的阀芯之间进行密封的弹性密封元件。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的维修连接阀组件，其特征在于，所述阀座是金属的；并且所述大致圆柱形的阀芯包括密封表面，当所述大致圆柱形的阀芯处于所述关闭位置时，所述密封表面能与所述阀座接合；所述密封表面是金属的，从而当所述大致圆柱形的阀芯处于所述关闭位置时，在所述大致圆柱形的阀体与所述大致圆柱形的阀芯之间形成金属对金属的密封。
8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的维修连接阀组件，其特征在于，没有作用在所述大致圆柱形的阀芯上的偏置弹簧。
9.一种维修连接阀组件，包括：
大致圆柱形的阀体和大致圆柱形的阀芯；
所述大致圆柱形的阀体具有第一敞开端和第二敞开端、内表面、阀座、螺纹，所述内表面限定沿纵向轴线从所述第一敞开端延伸到所述第二敞开端的通道，所述阀座在所述大致圆柱形的阀体内，所述通道延伸通过所述阀座，所述螺纹在所述第一敞开端与所述第二敞开端之间的所述内表面的一部分上；
所述大致圆柱形的阀芯设置在所述大致圆柱形的阀体的所述通道内，并且能在平行于所述纵向轴线的方向上在所述大致圆柱形的阀芯不与所述阀座接合而允许流体流过所述维修连接阀组件的打开位置与所述大致圆柱形的阀芯与所述阀座密封接合而阻止流体流过所述维修连接阀组件的关闭位置之间相对于所述大致圆柱形的阀体移动；
所述大致圆柱形的阀芯包括带有螺纹的外表面，当所述大致圆柱形的阀芯处于所述关闭位置时，所述螺纹与所述内表面的一部分上的螺纹接合；以及
当所述大致圆柱形的阀芯处于所述关闭位置时在所述阀座与所述大致圆柱形的阀芯之间的金属对金属的密封。
10.根据权利要求9所述的维修连接阀组件，其特征在于，还包括当所述大致圆柱形的阀芯处于所述关闭位置时在所述大致圆柱形的阀体与所述大致圆柱形的阀芯之间进行密封的弹性密封元件。
11.根据权利要求9或权利要求10中任一权利要求所述的维修连接阀组件，其特征在于，还包括偏置弹簧，所述偏置弹簧作用于所述大致圆柱形的阀芯上并将所述大致圆柱形的阀芯朝向所述打开位置偏置。
12.根据权利要求9至11中任一权利要求所述的维修连接阀组件，其特征在于，所述内表面包括在所述螺纹与所述第二敞开端之间的无螺纹部段；且其中，在所述打开位置，所述大致圆柱形的阀芯的所述外表面上的螺纹与所述无螺纹部段对齐，使得所述外表面上的螺纹不与所述内表面的一部分上的螺纹接合。
13.根据权利要求1至12中任一权利要求所述的维修连接阀组件，其特征在于，所述大致圆柱形的阀体是单件，并且所述大致圆柱形的阀芯是单件。
14.根据权利要求1至13中任一权利要求所述的维修连接阀组件，其特征在于，所述大致圆柱形的阀芯无法从所述大致圆柱形的阀体移除。
15.根据权利要求1至14中任一权利要求所述的维修连接阀组件，其特征在于，所述大致圆柱形的阀芯能够从所述大致圆柱形的阀体移除。
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