CN112912651A - 阀组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种球阀，包括阀体和阀组件。阀体包括伸长的大致管状部分和液压成形的阀杆座。阀杆座从管状部分大致径向延伸。管状部分和阀杆座是单体的。阀组件在阀杆座处联接到阀体。

Description

阀组件及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年9月11日提交的美国专利申请序列号16/127,280的权益，其通过引用合并于此。

技术领域

本申请涉及一种球阀，并且更具体地涉及一种具有单体式管壳体的球阀，所述单体式管壳体具有液压成形特性。

背景技术

球阀具有限定通道的主体和布置在其中的阀组件。阀组件包括布置在阀体内的可移动球阀构件以及阀座和其他密封件/垫圈。球阀构件、密封件和阀座通常由非金属材料制成。这些元件受高温影响。球阀构件是具有中央通道的球体。球在第一关闭位置和第二位置之间旋转，在所述第一关闭位置中球阀构件的中央通道不与阀体通道对准也不与阀体通道流体连通，在所述第二位置中球阀构件的中央通道与阀体通道对准并且与阀体通道流体连通。与阀杆相联的手柄影响球阀的旋转。也就是说，阀杆固定到球阀并随之旋转。阀杆进一步从阀体内延伸到阀体外部的位置。该手柄联接到阀杆的外端。

传统上，通过将管状构件焊接/钎焊在一起而形成阀体。在最后钎焊程序之前，将阀组件布置在阀体内。此外，将阀组件的至少一个元件(通常标识为“颈部衬套”)焊接/钎焊到阀体。该过程具有几个缺点，包括但不限于(1)在施加热量后削弱阀体的金属，这会在阀体的接头处发生泄漏；(2)阀体上的接头的不当焊接/钎焊，这会在阀体的接头处发生泄漏；以及(3)由于在阀体形成过程中施加的热量而导致已安装的非金属阀构件元件的劣化。例如，阀组件的阀杆通常在其周围包括密封件。如果这些密封件被损坏，则流体会通过阀杆通道逸出。此外，阀组件元件和阀体之间的公差也允许泄漏。

球阀的一些问题通过创建单体式阀体得以解决。参见美国专利号7,337,797。也就是说，单体式主体消除了将管状元件联接到阀体的需要。但是，使用单体式主体并不能消除上述所有问题。例如，在将颈部衬套钎焊到阀体之前需要安装阀组件的元件。因此，阀组件的非金属元件仍暴露于热。此外，仅通过型锻形成的单体式主体不如通过其他组合方法形成的主体一样坚固。此外，在现有的球阀上使用的制造技术产生了具有相对薄的径向厚度的阀杆座(阀体的与颈部衬套联接的部分)。也就是说，阀杆座不如期望的那样坚固。此外，在现有的球阀上使用的制造技术不允许在阀体和阀组件元件之间的最小公差。这些都是问题。

此外，已知的球阀通常不包括接入端口。也就是说，接入端口是被钎焊/焊接到阀体的接入阀组件。如果在安装接入端口之前安装非金属阀组件元件，则将接入端口联接到阀体的动作可能会损坏它们。

因此，需要一种具有单体式主体的球阀，其中在完成所有或基本上所有的钎焊/焊接操作之后，安装非金属阀元件。还需要一种阀体，所述阀体的阀杆座具有增加的厚度。还需要一种阀体，所述阀体的特征优于型锻主体所提供的特征。还需要一种球阀，所述球阀在阀体和阀组件元件之间具有最小公差。

发明内容

通过所公开和要求保护的概念的至少一个实施例满足了这些以及其他需求，所述概念提供了一种包括阀体和阀组件的球阀。阀体包括伸长的大致管状部分和液压成形的阀杆座。阀杆座大致从管状部分径向延伸。管状部分和阀杆座是单体的。阀组件在阀杆座处联接到阀体。

附图说明

当结合附图阅读优选实施例的以下描述时，可以得到对本发明的全面理解，在所述附图中：

图1是球阀的分解图。

图2是球阀的侧剖视图。

图3A-3B是所公开的方法的流程图。

图4A-4O示出了阀组件的形成。

图5A是成形模具的等距视图。图5B是成形模具的剖视图。

具体实施方式

将理解的是，在本文的附图中示出和在以下说明书中描述的特定元件仅仅是所公开概念的示例性实施例，其仅出于说明的目的而被提供为非限制性示例。因此，与本文所公开的实施例有关的特定尺寸、取向、组件、所使用部件的数量、实施例配置和其他物理特性不应被认为对所公开构思的范围进行限制。

本文所使用的方向性短语，诸如，例如顺时针、逆时针、左、右、顶、底、向上、向下及其派生词与附图中所示元件的取向有关，并不对权利要求有限制，除非其中明确记载。

如本文所使用，单数形式的“一”、“一个”和“所述”包括复数指代，除非上下文另有明确说明。

如本文所使用，“构造成[动词]”是指所识别的元件或组件具有被成形、定尺寸、布置、联接和/或配置成执行所识别的动词的结构。例如，“构造成移动”的构件可移动地联接到另一个元件并且包括使该构件移动的元件，或者该构件以其他方式配置成响应于其他元件或组件而移动。由此，如本文所使用，“构造成[动词]”叙述结构而不是功能。此外，如本文所使用，“构造成[动词]”是指所识别的元件或组件旨在并且被设计为执行所识别的动词。因此，仅能够执行所识别的动词但是不旨在且未被设计为执行所识别的动词的元件不是“构造成[动词]”。

如本文所使用，“相关联”是指元件是同一组件的部分和/或一起操作，或者以某种方式作用于彼此/彼此作用。例如，汽车有四个轮胎和四个轮毂盖。虽然所有元件都联接作为汽车的部分，但应理解的是，每个轮毂盖与特定轮胎“相关联”。

如本文所使用，“联接组件”包括两个或更多个联接件或联接部件。联接件或联接组件的部件通常不是同一元件或其他部件的部分。这样，在以下描述中可能不会同时描述“联接组件”的部件。

如本文所使用，“联接”或“联接部件”是联接组件的一个或多个部件。此外，联接组件包括至少两个构造成联接在一起的部件。可以理解的是联接组件的部件彼此兼容。例如，在联接组件中，如果一个联接部件是卡扣插座，则另一个联接组件是卡扣插头，或者，如果一个联接部件是螺栓，则另一个联接部件是螺母或螺纹孔。此外，元件中的通道是“联接件”或“联接部件”的部分。例如，在通过螺母和延伸穿过两个板中的通道的螺栓将两个木板组装在一起的组件中，螺母、螺栓和两条通道均是“联接件”或“联接部件”。

如本文所使用，“紧固件”是构造成联接两个或更多个元件的单独部件。因此，例如，螺栓是“紧固件”，但是榫-槽联接不是“紧固件”。也就是说，榫-槽元件是被联接的元件的部分而不是单独部件。

如本文所使用，两个或多个零件或部件“联接”的陈述应表示只要发生连结，这些零件就可以直接或间接地(即，通过一个或多个中间零件或部件)连结或一起操作。如本文所使用，“直接联接”是指两个元件彼此直接接触。如本文所使用，“固定联接”或“固定”是指两个部件被联接以便一体运动而同时保持相对于彼此的恒定取向。如本文所使用，“可调节地固定”是指两个部件联接以便一体运动而同时保持相对于彼此的恒定的大致取向或位置，与此同时能够在有限的范围内或围绕单个轴线运动。例如，门把手“可调节地固定”到门，这是因为门把手是可旋转的，但是通常门把手保持相对于门的单个位置。此外，可伸缩笔中的筒(笔尖和墨水容器)相对于壳体是“可调节地固定”，这是因为筒在缩回位置和伸出位置之间移动，但是通常保持其相对于壳体的取向。因此，当两个元件联接时，这些元件的所有部分都被联接。然而，对第一元件的特定部分联接到第二元件的描述，例如，轴的第一端联接到第一车轮，意味着第一元件的特定部分布置得比其其他部分更靠近第二元件。此外，除非仅将上部物体基本上保持在适当的位置，否则搁置在另一物体上仅靠重力保持在适当位置的物体不是“联接”到下部物体。也就是说，例如，桌子上的书不与之联接，但是胶粘到桌子的书与之联接。

如本文所使用，短语“可移除地联接”或“临时地联接”是指一个部件以基本上临时的方式与另一个部件联接。也就是说，两个部件联接成使得部件容易连结或分离并且不会损坏部件。例如，用有限数量的易于接近的紧固件(即，不难接近的紧固件)将两个部件彼此固定是“可移除地联接”，而焊接在一起或通过难以接近的紧固件连结的两个部件不是“可移除地联接”。“难以接近的紧固件”是在接近紧固件之前需要移除一个或多个其他部件的紧固件，其中“其他部件”不是通道装置(诸如但不限于，门)。

如本文所使用，“可操作地联接”是指一定数量的元件或组件联接，使得当第一元件从一个位置/构造移动到另一位置/构造，第二元件也在各位置/构造之间移动，其中每个元件或组件可在第一位置和第二位置之间移动或者在第一构造和第二构造之间移动。注意，第一元件可以“可操作地联接”到另一元件，而反之并非如此。

如本文所使用，“功能性地联接”是指一定数量的元件或组件被联接在一起，使得一个元件/组件的特性和/或功能被另一元件/组件传递或可用。例如，延长线的特征是能够传递电力的能力。当两条延长线“功能性联接”时，两条延长线联接，使得电力可通过两条延长线进行传递。作为另一示例，当具有通信数据特征的两个路由器彼此通信(但不物理地彼此联接)时两个无线路由器被“功能性联接”，从而数据可通过两个路由器进行通信。

如本文所使用，两个或更多个零件或部件彼此“接合”的陈述是指这些元件直接将力或偏压施加到彼此之上或者通过一个或多个中间元件或部件将力或偏压施加到彼此之上。此外，如本文关于移动零件所使用，移动零件可以在从一个位置到另一个位置的运动期间“接合”另一个元件和/或移动零件可以一旦处于所描述位置中则“接合”另一个元件。因此，应理解的是，陈述“当元件A移动到元件A的第一位置时，元件A接合元件B”和“当元件A在元件A的第一位置时，元件A接合元件B”是等效陈述，并且是指元件A在移动到元件A的第一位置时接合元件B和/或元件A在元件A的第一位置时接合元件B。

如本文所使用，“可操作地接合”是指“接合且移动”。也就是说，当相对于构造成使可移动或可转动的第二部件移动的第一部件使用时，“可操作地接合”是指第一部件施加足以使第二部件移动的力。例如，可以将螺丝刀放置成与螺钉接触。当没有向螺丝刀施加力时，螺丝刀仅“临时地联接”到螺钉。如果向螺丝刀施加轴向力，则螺丝刀压靠在螺钉上并“接合”螺钉。然而，当向螺丝刀施加转动力时，螺丝刀“可操作地接合”螺钉并使螺钉转动。此外，在电子部件的情况下，“可操作地接合”是指一个部件通过控制信号或电流控制另一个部件。

如本文所使用的，“临时地布置”是指一个或多个第一元件或组件搁置在一个或多个第二元件或组件上以使得允许第一元件/组件移动而不必脱离第一元件或不必用其他方式操纵第一元件。例如，仅仅搁置在桌子上的书(即，书没有胶粘或固定到桌子)被“临时地布置”在桌子上。

如本文所使用，“对应”表示两个结构部件的尺寸和形状设计成彼此相似，并且可以以最小的摩擦量联接。因此，“对应”于构件的开口的尺寸略大于该构件，使得该构件可以以最小的摩擦量穿过该开口。如果将两个部件“紧贴地”装配在一起，则修改该定义。在那种情况下，部件的尺寸之间的差异甚至更小，从而摩擦量增大。如果限定开口的元件和/或插入开口中的部件由可变形或可压缩的材料制成，则开口甚至可以略小于插入开口中的部件。关于表面、形状和线，两个或更多个“对应的”表面、形状或线通常具有相同的尺寸、形状和轮廓。

如本文所使用，当与移动的元件相关联地使用时，“行进路径”或“路径”包括元件在运动时移动通过的空间。由此，任何移动的元件都固有地具有“行进路径”或“路径”。此外，“行进路径”或“路径”涉及一个可识别的结构整体上相对于另一物体的运动。例如，假设道路完全平滑，则汽车上的旋转车轮(可识别的结构)通常不会相对于汽车的车身(另一物体)移动。也就是说，车轮整体上不会相对于例如相邻的挡泥板改变其位置。因此，旋转车轮相对于汽车的车身不具有“行进路径”或“路径”。相反，该车轮上的进气阀(可识别的结构)确实具有相对于汽车的车身的“行进路径”或“路径”。也就是说，当车轮旋转并在运动时，进气阀整体上相对于汽车的车身运动。

如本文所使用，词语“单体式”表示被创建为单个器件或单元的部件。也就是说，包括单独创建并且然后联接在一起作为单元的器件的部件不是“单体式”部件或主体。

如本文所使用的，术语“数量”应表示一或大于一的整数(即，多个)。也就是说，例如，短语“一定数量的元件”是指一个元件或多个元件。特别注意，术语“一定‘数量’的[X]”包括单个[X]。

如本文所使用，在短语“[x]在其第一位置和第二位置之间移动”或“[y]构造成使[x]在其第一位置和第二位置之间移动”中，“[x]”是元件或组件的名称。此外，当[x]是在一定数量的位置之间移动的元件或组件时，代词“其”是指“[x]”，即，在代词“其”之前命名的元件或组件。

如本文所使用，圆形或圆柱形的主体的“径向侧面/表面”是围绕主体的中心或穿过其中心的高度线延伸或者环绕主体的中心或穿过其中心的高度线的侧面/表面。如本文所使用，圆形或圆柱形的主体的“轴向侧面/表面”是在大致垂直于穿过圆柱的中心的高度线延伸的平面中延伸的侧面。也就是说，通常，对于圆柱形汤罐来说，“径向侧面/表面”是大致圆形的侧壁，“一个或多个轴向侧面/表面”是汤罐的顶部和底部。此外，如本文所使用，“径向延伸”是指在径向方向上或沿着径向线延伸。也就是说，例如，“径向延伸”线从圆或圆柱的中心朝向径向侧面/表面延伸。此外，如本文所使用，“轴向延伸”是指在轴向方向上或沿着轴向线延伸。也就是说，例如，“轴向延伸”线从圆柱的底部朝向圆柱的顶部延伸并且基本上平行于圆柱的中央纵向轴线。

如本文所使用，“大致曲线”包括具有多个弯曲部分、弯曲部分和平面部分的组合以及相对于彼此成角度地布置从而形成曲线的多个平面部分或区段的元件。

如本文所使用，“平面主体”或“平面构件”是大致薄的元件，其包括相对的宽的大致平行的表面，即，平面构件的平面表面，以及在宽的平行表面之间延伸的更薄的边缘表面。也就是说，如本文所使用，固有的是“平面”元件具有两个相对的平面表面。周边以及因此边缘表面可以包括大致笔直的部分(例如，如在矩形平面构件上)或者是弯曲的(如在盘上)或者具有任何其他形状。

如本文所使用，对于共享极限的任何相邻范围，例如，0％-5％和5％-10，或0.05英寸-0.10英寸和0.001英寸-0.05英寸，下部范围的上限，即，在上面的示例中，5％和0.05英寸，表示略小于所识别的极限。也就是说，在上面的示例中，范围0％-5％表示0％-4.999999％，范围0.001英寸-0.05英寸表示0.001英寸-0.04999999英寸。

如本文所使用，“向上悬垂”是指从另一元件向上延伸并且大致垂直于另一元件的元件。

如本文所使用，“液压成形特性”是指具有与通过高压成形工艺形成的金属的那些性质和特性相似或相同的性质和特性的材料。这些性质是通过例如但不限于液压成形工艺的工艺产生的。注意，因为“液压成形特性”是通过不限于液压成形工艺的工艺产生的，所以术语涉及材料性质和特性，并且如本文所使用，并不限定通过工艺加工的产品。

如本文所使用，“液压成形的阀杆座”是指具有与通过高压成形工艺形成的阀杆座的那些性质和特性相似或相同的性质和特性的阀杆座。这些性质是通过例如但不限于液压成形工艺的工艺产生的。注意，由于“液压成形特性”是通过不限于液压成形工艺的工艺产生的，因此术语涉及阀杆座的材料性质和特性，并且如本文所使用，并不限定通过工艺加工的产品。

如本文所使用，“冷插入特性”是指非金属材料的性质和特性，所述非金属材料没有暴露于由诸如但不限于钎焊或焊接之类的工艺所产生的热量。注意，这样的性质和特性是通过许多不同的工艺创建的材料性质和特性，只要该材料随后没有暴露于由诸如但不限于钎焊或焊接之类的工艺所产生的热量即可。这样，以及如本文所使用，该术语限定了材料性质和特性，而不是通过工艺加工的产品。

如本文所使用，“成形主体特性”是指通过对表面进行轧制或铣削而形成的材料的表面特性，以具有不大于约Ra32的表面粗糙度和不大于约0.001英寸的圆度。

如本文所使用，“型锻”是指曾经是一个尺寸但是已经减小到较小尺寸的金属构造。

如本文所使用的，在诸如“围绕[元件、点或轴线]布置”或“围绕[元件、点或轴线]延伸”或“围绕[元件、点或轴线][X]度”的短语中的“围绕”表示环绕、围绕延伸或围绕测量。当参考测量值使用或以类似方式使用时，如本领域普通技术人员所理解的那样，“大约”表示“近似”，即，在与测量值相关的近似范围内。

如本文所使用，主体的“端部”不限于在主体的端部处的表面。例如，如本领域普通技术人员所理解的那样，汤罐的上“端部”不仅意味着罐的轴向表面，而且还包括围绕轴向表面延伸的径向表面的一部分。

如本文所使用，“伸长”元件固有地包括在伸长的方向上延伸的纵向轴线和/或纵向线。

如本文所使用，“大致”是指与被修饰术语有关的“大致方式”，如本领域普通技术人员将理解的那样。

如本文所使用，“基本上”是指与被修饰术语有关的“对于大部分”，如本领域普通技术人员将理解的那样。

如本文所使用，“在……处”是指与被修饰术语有关的上和/或附近，如本领域普通技术人员将理解的那样。

如图1和图2所示，球阀10包括中空的单体的伸长的主体12和球阀组件14。阀体12由选自包括铜、铜基合金、黑色金属材料和铝的组的金属制成。在示例性实施例中，阀体12具有大致圆形的横截面区域和大致径向延伸的阀杆座18。也就是说，阀体12包括大致管状部分16和从管状部分16大致径向延伸的阀杆座18。阀体管状部分16(以下称为“管状部分”16)和阀体阀杆座18(以下称为“阀杆座”18)是单体的。在示例性实施例中，阀杆座18是液压成形的阀杆座18。

阀体12，即，管状部分16限定了通道11。在示例性实施例中，阀体12包括入口第一端20、第一过渡部分22、中间部分24和第二过渡部分26和出口第二端28。在示例性实施例中，阀体12还包括第一端联接件30和第二端联接件32。在成形操作之后，如下所述，阀体中间部分24(以下称为“中间部分”24)具有最大横截面积。在示例性实施例中，最大横截面积在约0.81in.²和2.66in.²之间，或大约1.22in.²。阀体第一端20(以下称为“第一端”20)具有第一横截面面积，其中，第一横截面积小于最大横截面积。在示例性实施例中，第一横截面积在大约0.30in.²和1.00in.²之间，或大约0.61in.²。阀体第二端28(以下称为“第二端”28)具有第二横截面积，其中，第二横截面积小于最大横截面积。在示例性实施例中，第二横截面积在大约0.30in.²和1.00in.²之间，或大约0.61in.²。阀体第一过渡部分22(以下称为“第一过渡部分”22)布置在第一端20与中间部分24之间。第二过渡部分26(以下称为“第二过渡部分”26)布置在中间部分24和第二端28之间。在示例性实施例中，第一过渡部分22和第二过渡部分26中的至少一个具有成形主体特性。在示例性实施例中，第一过渡部分22从第一横截面积大致平滑地过渡到最大横截面积。如本文所使用，“大致平滑地过渡”是指当在横截面中观察时，过渡元件是大致平面的。第二过渡部分26从第二横截面积大致平滑地过渡到最大横截面积。在示例性实施例中，阀体第一端联接件30和阀体第二端联接件32分别具有小于或等于第一横截面积和第二横截面积的横截面积。

中间部分24包括阀杆座18。阀杆座18从中间部分24大致径向延伸。阀杆座18限定了具有大致或基本上圆形横截面的通道40。在示例性实施例中，阀杆座18还包括大致或基本上圆形横截面的外径向表面。在该实施例中，阀杆座18是围绕阀杆座通道40延伸的大致环形套环42。此外，在示例性实施例中，阀杆座18经由液压成形或类似技术形成。与现有技术的阀体上的阀杆座相比，以这种方式形成的阀杆座18在径向方向上通常更厚(相对于阀杆座18而不是阀体12)。也就是说，阀杆座18具有增加的径向厚度。如本文所使用，“增加的径向厚度”是指在约0.45英寸和0.65英寸之间的厚度。如本文所使用，“特定的增加的径向厚度”是指约0.55英寸的厚度。具有“增加的径向厚度”或“特定的增加的径向厚度”的阀杆座18解决了上述问题。

在示例性实施例中，球阀组件14包括球阀构件50、颈部衬套60、阀座组件80和阀杆组件150。球阀构件50包括基本上球形的主体52，所述主体限定基本上径向延伸的通道54和在外表面上的伸长联接槽56。在示例性实施例中，球阀构件主体52由不锈钢制成。球阀构件主体槽56大致平行于球阀构件主体通道54延伸。

颈部衬套60构造成并且确实在阀杆座18处联接到阀体12。颈部衬套60包括大致圆柱形主体62，其限定了通道64。颈部衬套主体62包括大致平面的上第一轴向表面61和大致平面的下第二轴向表面63。颈部衬套主体通道64的尺寸和形状设计成大致或基本上对应于阀杆组件主体152的第一半径，如下所述。颈部衬套主体62的径向外表面包括带螺纹的上部分66(或颈部衬套主体的外螺纹66)和大致光滑的下部分68。颈部衬套主体的带螺纹的上部分66，即，螺纹，对应于密封盖组件盖螺母主体的第二端264，如下所述。颈部衬套主体下部分68构造成并且确实固定到阀杆座18。在示例性实施例中，颈部衬套主体下部分68具有较大半径的上区段70和具有较小半径的下区段72。颈部衬套主体下部分下区段72构造成并且确实布置在阀杆座通道40内。此外，颈部衬套主体下部分下区段72和颈部衬套主体下部分上区段70之间的过渡部限定了搁置凸缘74。颈部衬套主体搁置凸缘74构造成并且确实搁置在阀杆座18的轴向表面上。如图所示并且在示例性实施例中，环75布置在颈部衬套主体搁置凸缘74上。环75构造成并且确实防止在钎焊操作期间钎焊合金和其他污染物经由阀杆座通道40进入球阀主体12。在示例性实施例中，颈部衬套60经由饼形(pancake)钎焊联接、直接联接或固定到阀杆座18，如下所述。

阀座组件80通常包括两个阀座：第一端阀座82和第二端阀座组件110。第一端阀座82包括大致环形主体84，其限定通道86并具有大致圆柱形部分88和渐缩部分90。第一端阀座主体渐缩部分90的尺寸和形状大致或基本上对应于第一过渡部分22的内表面。也就是说，如本文所使用的第一端阀座主体渐缩部分90外表面是第一端阀座主体适形(contoured)外表面91。

第一端阀座主体圆柱形部分88的尺寸和形状设计成大致或基本上对应于中间部分24的内表面。第一端阀座主体圆柱形部分88的径向表面限定了槽92。诸如但不限于O形环的密封件/垫圈94布置在第一端阀座主体圆柱形部分槽92中。密封件94密封地接合第一端阀座主体圆柱形部分88和中间部分24的内表面。第一端阀座主体圆柱形部分88的轴向表面限定了大致圆形(或圆柱形)的凹部102。球阀密封件104构造成并且确实布置在第一端阀座主体圆柱形部分凹部102中。众所周知，球阀密封件104构造成并且确实密封地接合球阀构件50的球形表面。当第一端阀座82安装在阀体12中时，流体仅穿过第一端阀座主体通道86。

第二端阀座组件110包括阀座构件112和调节安装件114。第二端阀座组件阀座构件112包括具有第一部分116和第二部分118的大致环形主体113。第二端阀座组件阀座构件主体第一部分116的半径大于第二端阀座组件阀座构件主体第二部分118的半径。第二端阀座组件的阀座构件主体第一部分116与第一端阀座主体圆柱形部分88基本上相似并且包括在基本上相似的构造中的基本上相似元件。这些元件将不再描述，而是列出以提供相关的附图标记。这些元件包括槽120、密封件/垫圈122、凹部124和球阀密封件126。与第一端阀座主体圆柱形部分88一样，第二端阀座组件阀座构件主体第一部分116的尺寸和形状设计成大致或基本上对应于中间部分24的内表面。第二端阀座组件阀座构件主体第一部分的密封件/垫圈122布置在第二端阀座组件阀座构件主体第一部分槽120中并且密封地接合中间部分24的内表面。注意，第二端阀座组件阀座构件主体第一部分116与第一端阀座主体圆柱形部分88成镜像。

在示例性实施例中，第二端阀座组件阀座构件主体第二部分118与第二端阀座组件阀座构件主体第一部分116成单体的。第二端阀座组件阀座构件主体第二部分118是伸长的。第二端阀座组件阀座构件主体第二部分118具有包括螺纹132的大致或基本上圆柱形的外表面130。第二端阀座组件阀座构件主体第二部分118进一步限定了沿着第二端阀座组件阀座构件主体第二部分118的中心轴线延伸的通道134。在示例性实施例中，第二端阀座组件阀座构件主体第二部分通道134具有大致六角形横截面。

第二端阀座组件调节安装件114包括大致环形的主体140，其具有径向外表面142，所述径向外表面的尺寸和形状设计成大致或基本上对应于中间部分24的内表面。第二端阀座组件调节安装件主体外径向表面142还包括安装槽144。如下所述，阀体12压接在对应第二端阀座组件调节安装件主体安装槽144的位置处，从而将第二端阀座组件调节安装件114联接、直接联接或固定到阀体12。第二端阀座组件调节安装件主体内径向表面限定螺纹146，所述螺纹对应于第二端阀座组件阀座构件主体的第二部分外表面螺纹132。因此，当这些螺纹132、146螺纹联接时，以及当第二端阀座组件调节安装件114固定到阀体12时，第二端阀座组件阀座构件112的旋转致使第二端阀座组件阀座构件112在阀体12中轴向移动。因此，阀座组件80构造成并且确实可调节地接合球阀构件50。也就是说，随着第二端阀座组件阀座构件112轴向移动，两个球阀密封件104、126取决于旋转方向以更多或更少的力接合球阀构件50。注意，六角形的第二端阀座组件阀座构件主体第二部分通道134易于通过六角形的工具接合，例如但不限于内六角扳手。

在示例性实施例中，阀杆组件150包括大致圆柱形主体152、止动(retaining)销154、一定数量的密封件156、和密封盖组件250。阀杆组件主体152是伸长的且为大致圆柱形，其具有第一半径。阀杆组件主体152包括上端160、中间部分162和下端164。阀杆组件主体上端160包括非圆形上部分170和圆形下部分172。阀杆组件主体上端上部分170包括两个相对的大致平面的表面174，所述大致平面的表面大致平行于阀杆组件主体152的纵向轴线延伸。阀杆组件主体上端上部分170构造成并且确实由工具或另一个元件接合。也就是说，阀杆组件主体上端上部分170是非圆形的并且因此比大致圆柱形元件更容易接合。阀杆组件主体上端下部分172为大致圆柱形并且包括径向延伸通道180。阀杆组件主体上端下部分通道180的尺寸设置成对应于阀杆组件止动销154。

阀杆组件主体中间部分162包括一定数量的周向槽190(示出了两个)。示出为O形环的阀杆组件密封件156布置在阀杆组件主体中间部分槽190中。这些阀杆组件密封件156构造成并且确实在阀杆组件主体152布置在颈部衬套主体通道64中时密封地接合颈部衬套通道64。

阀杆组件主体下端164包括径向延伸的凸缘200。阀杆组件主体下端凸缘200具有比颈部衬套主体通道64更大的直径。因此，为了将阀杆组件主体152布置在颈部衬套主体通道64中，阀杆组件主体上端160首先移动到颈部衬套主体通道64中，并且阀杆组件主体152前进，直到阀杆组件主体下端凸缘200抵靠颈部衬套第二轴向表面63。在示例性实施例中，阀杆组件150包括布置在阀杆组件主体下端凸缘200与颈部衬套主体第二轴向表面63之间的减摩环202。如本文所使用，即使减摩环202布置在其间，阀杆组件主体下端凸缘200也“抵靠”颈部衬套主体第二轴向表面63。

此外，当组装时，阀杆组件150可旋转地被捕获在颈部衬套主体62上，或可旋转地被捕获到颈部衬套主体。如本文所使用，“被捕获”是指一个元件联接到另一元件，并且如果不移除一个或多个联接部件/联接元件，则不能脱离。在示例性实施例中，阀杆组件150通过阀杆组件止动销154和阀杆组件主体下端凸缘200而可旋转地被捕获在颈部衬套主体62上。也就是说，通过使阀杆组件主体152穿过颈部衬套主体通道64直到阀杆组件主体下端凸缘200抵靠颈部衬套主体第二轴向表面63而使阀杆组件150可旋转地联接到颈部衬套主体62，如上所述。阀杆组件主体上端下部分通道180与阀杆组件主体下端凸缘200的上表面之间的间隔大致或基本上对应于颈部衬套主体62的高度。因此，当阀杆组件主体下端凸缘200抵靠颈部衬套主体第二轴向表面63时，阀杆组件主体上端下部分通道180布置在颈部衬套主体第一轴向表面61处并平行于颈部衬套主体第一轴向表面延伸。阀杆组件止动销154穿过阀杆组件主体上端下部分通道180。在该构造中，阀杆组件150可旋转地被捕获在颈部衬套主体62上或可旋转地被捕获到颈部衬套主体。

在示例性实施例中，颈部衬套主体第一轴向表面61包括旋转限制器210。在示例性实施例中，旋转限制器210包括一定数量的第一止动件212和一定数量的第二止动件214。旋转限制器的一定数量的第一止动件212和旋转限制器的一定数量的第二止动件214从颈部衬套主体第一轴向表面61轴向延伸。旋转限制器的一定数量的第一止动件212和旋转限制器的一定数量的第二止动件214布置在阀杆组件止动销154的行进路径中。旋转限制器止动件212、214构造成并且确实防止阀杆组件止动销154越过旋转限制器止动件212、214的运动。因此，限制阀杆组件止动销154以及因此阀杆组件主体152的旋转。

在示例性实施例中，旋转限制器止动件212、214是弓形延伸部，其布置在阀杆组件主体152的旋转轴线或阀杆组件主体152的纵向轴线的相对侧。此外，在该实施例中，旋转限制器止动件212、214各自在大约或刚好小于九十度的弧上延伸。在这种构造中，阀杆组件主体152构造成旋转约九十度。

在示例性实施例中，密封盖组件250包括盖螺母252、密封盖254和一定数量的垫圈256、257(示出了两个)。密封盖组件盖螺母252包括具有上第一端262和下第二端264的中空的大致圆柱形主体260。密封盖组件盖螺母主体第一端262包括向内延伸的凸缘266。密封盖组件盖螺母主体第二端264包括内螺纹268，所述内螺纹构造成并且确实与颈部衬套主体的带螺纹的上部分66螺纹接合。

密封盖组件密封盖254包括具有下部分272和上部分274的主体270。密封盖组件密封盖主体下部分272限定了大致圆形凸缘276和轴向非圆形腔278。密封盖组件密封盖主体下部分腔278的尺寸和形状设计成对应于阀杆组件主体上端上部分170。也就是说，阀杆组件主体上端上部分170装配在密封盖组件密封盖主体下部分腔278内，并且在示例性实施例中，紧贴地对应于它。在这种构造中，密封盖组件密封盖主体270固定到阀杆组件主体上端上部分170。因此，密封盖组件密封盖254的旋转致使阀杆组件主体152旋转。在示例性实施例中，密封盖组件密封盖主体上部分274是非圆柱形部分，并且如图所示包括两个相对的大致平面的表面。

密封盖组件垫圈256包括弹性的环形主体280。密封盖组件垫圈主体280的内径尺寸设计成围绕阀杆组件止动销154的行进路径和任何旋转限制器止动件212、214延伸。密封盖组件垫圈主体280的外径尺寸设计成装配在密封盖组件盖螺母252内。

如下构造密封盖组件250。密封盖组件垫圈256布置在阀杆组件主体上端160上并且抵靠颈部衬套主体第一轴向表面61。密封盖组件密封盖主体270固定到阀杆组件主体上端上部分170。在这种构造中，密封盖组件密封盖主体270将密封盖组件垫圈256捕获在阀杆组件主体152上。密封盖组件盖螺母252布置在密封盖组件密封盖主体270上并且与颈部衬套主体的带螺纹的上部分66螺纹接合。密封盖组件盖螺母主体第一端凸缘266与密封盖组件密封盖主体下部分凸缘276接合。密封盖组件盖螺母252的进一步旋转使密封盖组件密封盖主体270朝颈部衬套主体第一轴向表面61移动，从而致使密封盖组件垫圈256密封地与颈部衬套主体第一轴向表面61接合。注意，如果流体逸出经过阀杆组件密封件156，如本文所述，密封盖组件250的构造产生密封室。也就是说，逸出的流体不会进一步逸出到大气中(除非拆卸密封盖组件250)。在示例性实施例中，密封盖组件250包括布置在密封盖组件盖螺母主体第一端凸缘266和密封盖组件密封盖主体下部分凸缘276之间的减摩环。此外，密封盖组件垫圈257也减小了在密封盖254旋转期间的摩擦并且如本文所使用，它是“减摩垫圈”。也就是说，如本文所使用，“减摩垫圈”是也构造成减小摩擦的垫圈。

在示例性实施例中，阀体12还包括接入配件300。接入配件300是附加阀，其构造成并且确实提供通向阀体通道11的接入。也就是说，阀体第一端20包括径向通道302，接入配件300联接到所述径向通道。接入配件300通过钎焊联接到阀体12。阀体第一端径向通道302以及因此接入配件300布置成与第一过渡部分22相距第一最小距离。如本文所使用，“第一最小距离”是指足以使得在将接入配件300联接到阀体12期间产生的热量不会退火并且影响第一过渡部分22的强度。如本文所使用，“产生的热量……影响第一过渡部分的强度”是指不会导致对过渡部分的退火热处理，以至于降低对于保持通过可调节阀座和流体压力施加的推力的材料强度。

上述制造球阀10的方法包括以下内容。由于以下讨论与制造球阀10的方法有关，因此说明应主要包括该方法的附图标记，并且通常应不包括球阀10元件的附图标记。应当理解的是下面描述的球阀10元件与上面描述的球阀10元件相同，并且上面使用的相同附图标记适用于下面描述的球阀10元件。此外，在图3A-3C中示出方法步骤。图4A-4O示出了在成形和组装的阶段期间的阀组件10。

提供1000大致圆柱形的阀体12(如图4A所示)，提供1002如上所述的球阀组件，形成1004阀体包括液压成形1006阀体以便在阀体中间部分上形成径向延伸的阀杆座，并且将球阀组件联接1008到阀体。

液压成形1006阀体以便形成径向延伸的阀杆座包括：提供1010模具900，所述模具具有大致圆柱形的通道902，所述通道具有径向出口904，如图5A所示；将阀体12定位1012在模具900中；密封1014阀体的第一端20和第二端28；向阀体12的内部施加1016高压，直到阀体12的一部分变形到模具径向出口904中，从而形成圆顶突起910(如图4B和图5B所示)；从模具900移除1018阀体12；以及切割1020圆顶突起910，以形成阀杆座18(图4C)。如本文所使用，“高压”是指高于20,000psi的压力。在示例性实施例中，阀体的液压成形1006在“环境”温度下发生。如本文所使用，“环境”温度是指约5℃和约40℃之间。

形成1004阀体12还包括：形成1030阀体12以包括入口第一端和第一过渡部分(图4D)，其中阀体入口第一端具有第一横截面积，中间部分具有最大横截面积，并且第一过渡部分的过渡部从第一横截面积大致平滑地过渡到最大横截面积。此外，将球阀组件联接1008到阀体包括：将颈部衬套主体固定1040到阀杆座(图4F)；将第一端阀座经由第二端插入1042阀体；将第一端阀座适形外表面定位1044成紧邻第一过渡部分的内表面(图4G)；以及将阀杆组件插入1046阀体12(图4H和4M)。将阀杆组件插入1046阀体12包括：将阀杆组件主体经由第二端插入1050；将阀杆组件定位1052在阀体中间部分中；以及将阀杆组件主体大致径向地移动1056到阀杆座；以及将阀杆组件主体基本上定位1058在颈部衬套主体中。

将颈部衬套主体固定1040到阀杆座部分包括将颈部衬套主体饼形钎焊1060到阀杆座。在示例性实施例中，将颈部衬套主体钎焊1060到阀杆座发生在将第一端阀座经由第二端插入1042阀体以及将阀杆组件插入1046阀体12之前。

提供1002球阀组件包括组装1070阀杆组件。组装1070阀杆组件包括：将阀杆组件主体定位1072在颈部衬套主体中，其中阀杆组件主体上端通道暴露在外；将阀杆组件主体下端凸缘定位1074成紧邻颈部衬套主体布置；将阀杆组件止动销插入1076穿过阀杆组件主体上端通道(图4N)；以及在阀杆组件上组装1078密封盖组件(图4O)。在这种构造中，阀杆主体被捕获在颈部衬套主体上。如本文所使用，“暴露在外”是指与颈部衬套主体第一轴向表面61相邻。

此外，将球阀组件联接1008到阀体包括：将球阀组件球阀构件经由第二端经由阀体插入1080阀体；将球阀组件球阀构件基本上定位1082在阀体中间部分中；将球阀组件第二端阀座和环形主体螺纹联接1084；将球阀组件第二端阀座经由第二端经由阀体插入1086阀体；将第二端阀座基本上定位1088在阀体中间部分中，其中环形主体布置成靠近阀体的第二过渡部分(图4I)；将阀体第二过渡部分向内压接1090在对应于环形主体槽的位置处，使得阀体联接到环形主体上(图4J)；进一步调节1092球阀组件第二端阀座与环形主体之间的螺纹联接，以压缩球阀组件球阀构件。

另外，形成1004阀体包括：在入口第一端中形成径向通道(图4E)；以及在径向通道处将接入配件联接到阀体入口第一端(图4F、4K和4L)。形成1004阀体还包括形成1104阀体第二端以包括出口第二端和第二过渡部分，其中，阀体出口第二端具有小于中间部分最大横截面积的第二横截面积，并且第二过渡部分从第二横截面积大致平滑地过渡到最大横截面积(图4O)。

尽管已经详细描述了本发明的特定实施例，但是本领域技术人员将理解，可以根据本公开的整体教导对这些细节进行各种修改和替代。因此，所公开的特定布置仅意在说明而不是限制本发明的范围，本发明的范围将由所附权利要求书及其任何和所有等效形式的全部范围给出。

Claims (20)

1.一种球阀，所述球阀包括：

阀体，所述阀体包括伸长的大致管状部分和液压成形的阀杆座；

所述阀杆座从所述管状部分大致径向延伸；

其中，所述管状部分和所述阀杆座是单体的；

球阀组件；以及

所述球阀组件在所述阀杆座处联接到所述阀体。

2.根据权利要求1所述的球阀，其中，所述阀体具有液压成形特性。

3.根据权利要求1所述的球阀，其中，所述球阀组件具有大致冷插入特性。

4.根据权利要求1所述的球阀，其中：

所述阀体包括入口第一端、第一过渡部分、中间部分、第二过渡部分和出口第二端；

所述中间部分具有最大横截面积；

所述第一端具有第一横截面积，其中，所述第一横截面积小于所述最大横截面积；

所述第二端具有第二横截面积，其中，所述第二横截面积小于所述最大横截面积；以及

所述球阀组件基本上布置在所述中间部分中。

5.根据权利要求4所述的球阀，其中，所述第一过渡部分或所述第二过渡部分中的至少一个具有成形主体特性。

6.根据权利要求4所述的球阀，其中：

所述球阀组件包括阀杆组件和颈部衬套；

所述阀杆组件包括具有第一半径的伸长的大致圆柱形的主体；

所述颈部衬套包括具有基本上圆形的通道的主体，所述基本上圆形的通道大致对应于所述阀杆组件的主体的第一半径；

所述颈部衬套的主体固定到所述阀杆座；以及

所述阀杆组件的主体被可旋转地捕获到所述颈部衬套的主体。

7.根据权利要求6所述的球阀，其中：

所述颈部衬套的主体包括大致平面的第一轴向表面和大致平面的第二轴向表面；

所述阀杆组件的主体包括上端、中间部分和下端；

所述阀杆组件的主体的上端包括径向延伸的通道；

所述阀杆组件的主体的下端包括径向延伸的凸缘；

所述阀杆组件包括伸长的止动销；

其中，所述阀杆组件的止动销具有大小对应于所述阀杆组件的主体的上端的通道的直径，以及大于所述阀杆组件的主体的第一半径的两倍的长度。

所述阀杆组件的主体布置成穿过所述颈部衬套的主体的通道：

所述阀杆组件的止动销延伸穿过所述阀杆组件的主体的上端的通道并紧邻所述颈部衬套的主体的第一轴向表面布置；

所述阀杆组件的主体的下端的凸缘紧邻所述颈部衬套的主体的第二轴向表面布置；以及

其中，所述阀杆组件的止动销和所述阀杆组件的主体的下端的凸缘将所述阀杆组件的主体可旋转地捕获在所述颈部衬套的主体上。

8.根据权利要求7所述的球阀，其中：

所述颈部衬套的主体的第一轴向表面包括旋转限制器。

所述旋转限制器包括一定数量的第一止动件和一定数量的第二止动件；

所述旋转限制器的一定数量的第一止动件和所述旋转限制器的一定数量的第二止动件从所述颈部衬套的主体的第一轴向表面轴向延伸；

所述旋转限制器的一定数量的第一止动件和所述旋转限制器的一定数量的第二止动件布置在所述阀杆组件的止动销的行进路径中；

其中，所述阀杆组件的止动销不能够移动越过所述旋转限制器的一定数量的第一止动件和所述旋转限制器的一定数量的第二止动件；以及

其中，所述阀杆组件的主体的旋转受到限制。

9.根据权利要求6所述的球阀，其中：

所述颈部衬套的主体包括外螺纹；

所述球阀组件包括密封盖组件；

所述密封盖组件包括盖螺母、密封盖和垫圈；

所述密封盖组件的密封盖构造成将所述密封盖组件的垫圈密封地联接到所述阀杆组件的主体；以及

其中，所述密封盖组件的垫圈是阀杆组件的主体的辅助密封件。

10.根据权利要求4所述的球阀，其中，所述阀杆座具有增加的径向厚度。

11.根据权利要求4所述的球阀，其中：

所述阀体的第一端或所述阀体的第二端中的一个包括接入配件；以及

所述接入配件布置成与所述第一过渡部分相距第一最小距离。

12.一种制造球阀的方法，所述方法包括：

提供阀体，所述阀体包括具有第一端、中间部分和第二端的大致管状部分；

提供阀组件；

形成所述阀体包括对所述阀体的管状部分进行液压成形，以便在所述阀体的中间部分上形成径向延伸的阀杆座；以及

将所述球阀组件联接到所述阀体。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，形成所述阀体包括在环境温度下对所述阀体进行液压成形。

14.根据权利要求12所述的方法，其中：

形成所述阀体包括形成所述阀体以包括入口第一端和第一过渡部分，其中，所述阀体的入口第一端具有第一横截面积，所述中间部分具有最大横截面积，并且所述第一过渡部分从所述第一横截面积大致平滑地过渡到所述最大横截面积；

其中，所述球阀组件包括第一端阀座、阀杆组件和颈部衬套；

其中，所述阀杆组件包括具有第一半径的大致圆柱形的主体；

其中，所述第一端阀座包括构造成与所述第一过渡部分的内表面相对应的适形外表面；

其中，所述颈部衬套包括具有与所述阀杆组件的主体的第一半径相对应的大致圆形通道的主体；

其中，将所述球阀组件联接到所述阀体包括将所述颈部衬套的主体固定到所述阀杆座；

其中，将所述球阀组件联接到所述阀体包括经由所述第二端将所述第一端阀座插入所述阀体和将所述第一端阀座的适形外表面定位成紧邻所述第一过渡部分的所述内表面；

其中，将所述球阀组件联接到所述阀体包括将所述阀杆组件插入所述阀体；以及

其中，组装所述阀杆组件包括经由所述第二端将所述阀杆组件的主体插入所述阀体和将所述阀杆组件定位在所述阀体的中间部分中，以及将所述阀杆组件的主体大致径向地移动到所述阀杆座中和将所述阀杆组件的主体基本上定位在所述颈部衬套的主体中。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，将所述颈部衬套的主体固定到所述阀杆座包括将所述颈部衬套的主体饼形钎焊到所述阀杆座。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，在插入所述第一端阀座和所述阀杆组件两者之前将所述颈部衬套的主体固定到所述阀杆座。

17.根据权利要求14所述的方法，其中：

所述阀杆组件包括伸长的止动销，所述止动销的长度大于所述阀杆组件的主体的第一半径的两倍；

其中，所述阀杆组件的主体包括上端、中间部分和下端，所述阀杆组件的主体的上端包括径向延伸的通道，所述阀杆组件的主体的下端包括径向延伸的凸缘；

其中，提供所述阀组件包括组装所述阀杆组件；

其中，组装所述阀杆组件包括：将所述阀杆组件的主体定位在所述颈部衬套的主体中，其中，所述阀杆组件的主体的上端的通道暴露在外；将所述阀杆组件的主体的下端的凸缘定位成紧邻所述颈部衬套的主体布置；和将所述阀杆组件的止动销插入穿过所述阀杆组件的主体的上端的通道；以及

其中，所述阀杆组件的主体被捕获在所述颈部衬套的主体上。

18.根据权利要求14所述的方法，其中：

其中，所述球阀组件包括球阀构件、第二端阀座组件和环形主体；

其中，所述球阀组件的第二端阀座组件包括中空的延伸部，所述中空的延伸部限定了具有螺纹的大致圆柱形的外表面；

所述环形主体包括外槽和内螺纹；

其中，将所述球阀组件联接到所述阀体包括：将所述球阀组件的球阀构件经由所述第二端经由所述阀体插入所述阀体和将所述球阀组件的球阀构件基本上定位在所述阀体的中间部分中；螺纹地联接所述球阀组件的第二端阀座组件和所述环形主体；将所述球阀组件的第二端阀座组件经由所述第二端经由所述阀体插入所述阀体和将所述第二端阀座基本上定位在所述阀体的中间部分中，其中，所述环形主体布置成邻近所述阀体的第二过渡部分；在与所述环形主体的槽相对应的位置处向内压接所述阀体的第二过渡部分，使得所述阀体联接到所述环形主体；进一步调节所述球阀组件的第二端阀座和所述环形主体之间的螺纹联接，以便压缩所述球阀组件的球阀构件；以及

形成所述阀体包括形成所述阀体的第二端以包括出口第二端和第二过渡部分，其中，所述阀体的出口第二端的第二横截面积小于所述中间部分的最大横截面积，并且所述第二过渡部分从所述第二横截面积大致平滑地过渡到所述最大横截面积。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，将所述阀体的第一端形成为包括第一过渡部分以及将所述阀体形成为包括第二过渡部分包括以下中的一者：铣削所述第一过渡部分和所述第二过渡部分，或者轧制所述第一过渡部分和所述第二过渡部分。

20.根据权利要求14所述的方法，其中，形成所述阀体包括在所述入口第一端形成径向通道和在所述径向通道处将接入配件联接到所述阀体入口第一端。

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