CN1457412A

CN1457412A - 用于气体压力调节器的顶盖的固定装置

Info

Publication number: CN1457412A
Application number: CN01813734.2A
Authority: CN
Inventors: 保罗·W·希尔德; 克里斯托弗·G·特尼
Original assignee: SH Leggitt Co
Current assignee: SH Leggitt Co
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2003-11-19
Also published as: TW494195B; US20020014267A1; US6672331B2; WO2002010625A1; CA2416804A1; MXPA03000437A; AU2001281341A1; EP1305545A1; NZ523455A

Abstract

一种具有基部(12)、顶盖(14)的压力调节器(10)，其中具有多个固定凸缘(24)和凸片(28)。

Description

用于气体压力调节器的顶盖的固定装置

技术领域

本发明通常涉及一种用于容纳压力流体的、由两个元件组成的压力容器或主体的结构和组装，特别是本发明涉及将所述主体的顶部元件，例如顶盖，固定到该主体的底部上的改进了的保持结构的方法和装置，所述底部例如基部。在更特殊的情况下，本发明涉将压力调节器的顶盖固定到其下方的调节器主体上的装置和方法，以及其中的改进，在压力条件下，能够使用厚度比较薄、经过压制的金属片材的顶盖，而在现有技术中在此条件下，由于顶盖变形及由此产生的松动而具有预示的缺陷。

背景技术

在现有技术中，压力调节器和其它类似的装置具有相互连接的顶部和底部元件，由顶部和底部元件构成中空的内部，采用铸造的金属部件制造顶部和底部元件，借助周边的一系列螺钉或类似物将顶部元件固定到底部元件上，所说螺钉或类似物穿过一个部件，例如顶部元件的通孔延伸，并且与相应的位于另一个部件，例如底部元件上的螺纹孔相互配合。这种结构可以产生牢固和可靠的压力容器，但是其制造和组装的劳动强度比较大，花费的时间多，而且价格昂贵。由于客观需要，以降低制造成本，便捷降低产品价格已经提出了许多其他固定方法，并且在某种程度上已经得到应用。一种另外的方式已经得到证实，这是一种非常有效的加工方式，其通过在底部元件上整体铸造出向上突起的环状凸缘或类似物，然后在组装过程中，在力的作用下使突起沿径向向内变形，以便重迭在上部主体元件，即顶盖的周边边缘。能够自动执行这种组装操作，当正确执行组装操作时，经过证实是非常有效的，但是由于要变形的金属围绕下部主体的所有路线延伸，执行这种操作的方式并不非常简单，并且需要各种特殊的措施以正确执行。一种方案包括采用使保持凸缘波纹状变形，为了适合多余的材料，后者在使环状凸缘的顶部沿径向向内受力时产生，由此获得比较小的圆周。这种加工过程产生一种皱折的“瓶盖”的外观，是非常有效并且有益的，但是其仍然存在着缺点。

随着价格竞争，以及客观需要，为了降低昂贵的制造费用，已经出现采用价格低廉的冲压金属制造顶盖，而不是采用铸造金属，但是，固定和可靠地保持这种顶盖位于调节器主体上或其他物件上，出现了新的困难，这主要是由于被压制的顶盖厚度薄，其在组装的压力主体内部的过大压力作用下非常容易变形。由于压力过大顶盖被变形，其导致各种不规则的变形，但是大部分或所有这种变形包括顶盖的中部向外凸出或膨胀，由此导致顶盖的周边径向向内移动，其常常或者总是毁坏顶盖边缘保持的整体性，甚至松开顶盖，以致使调节器的顶部元件突然分离。

发明内容

本发明基于解决上述技术问题，要使用用于压力调节器和其它压力装置的、厚度薄的、重量轻、经过压制的或其他类型的顶盖，提供独特和有效的解决方案，并且获得足够的制造经济性能。

总而言之，本发明提供一种新的相互协作和相互作用的顶盖和基部元件的结构，通过这种结构，使顶盖克服调节器隔膜弹簧的压力，或类似的作用力最初自身保持定位，这个作用力在最终组装之前推动顶盖与主体之间相互产生位移，通过金属冷流变形技术，例如铆接或锻造技术，也非常容易进行最终组装，由此，基部元件部分沿径向在顶盖的整个边缘部分向内变形，同时使得顶盖和基部元件一定互锁结构对相互结合。这种配合结构使得顶盖的边缘锁定在基部元件上，防止由于过大的压力变形条件下沿径向向内施加到顶盖边缘的应力变形导致它们相互脱开。

此外，本发明提供了新的结构和新的组装方法，因此能够达到本发明所述的目的。

附图的简要描述

图1是本发明实施例的气体调节器的前面、顶面和侧面部分的立体图。

图2是图1所示结构的俯视图。

图3是类似于图1的立体图，但是其中仅表示了与基部相脱离的顶盖。

图4是类似于图1的放大的立体图，但是其表示将顶盖最终固定到基部上之前的零部件情况。

图5是类似于图4的立体图，其表示没有设置顶盖的基部。

图6是进一步放大的局部视图，其表示图5左侧圆环内的结构。

图7是类似于图6的放大的立体图，其表示图1左侧圆环内的结构，其中零部件处于最后组装之后的状态。

图8是沿着图2中剖面线VIII-VIII所示放大的局部剖视图。

具体实施方式的描述

在附图1中描绘的本发明提供的新设备是压力调节器10，其具有基部或主体12，在基部或主体的顶部安装有顶盖14，按照本发明使顶盖14安装入位。在所述的实施例中，基部或主体12具有气体压力入口16和出口18，但是这些部分是本发明的新的顶盖保持设备和方法的附属部分，如上所述后者可以用于这种压力调节器以外的流体压力容器或主体。

如附图5所示，主体或基部12具有通常中空的内部，并且包括杯状装置，该杯状装置具有环状上部边缘20，所述边缘20环绕相邻的扁平的环状台阶22，所述环状台阶22完全围绕主体或基部22的顶部延伸。而且，主体或基部12的最上面部分包括多个(在本实施例中有四个)沿着弧线延伸的、纵向对齐的、端部之间具有间隔的、向上凸出的隆起成型部分24，该隆起成型部分24从边缘20和台阶22向上伸出，而且它们相互间的间隔限定了一个开口区域，该开口区域的形状、位置和功能将在下面详细描述。

如图3所示，顶盖14包括向上凸出倒置的杯状元件，所述元件具有围绕在其最外周边的、扁平的、并且通常是平面的边缘26。除了具有一系列(在此实施例中具有四个)向外延伸的保持片28，边缘26通常呈圆形，如本发明的实施例所示。在此实施例中，所述保持片28围绕圆周方向具有相等的间隔，并且具有几个类似顺序的、向外突出的干涉片30。在此实施例中，所述干涉片30围绕其圆周也具有相等的间隔，但是干涉片30向外的伸出量不如保持片28那样长。

顶盖边缘26、保持片28和干涉片30的外侧直径的尺寸和关系相对于围绕的主体或基部12的顶部的相应直径，都是相当重要的，下面将详细描述。顶盖14直接座落在主体或基部12的顶部，由顶盖的外边缘或凸缘26座落在基部上的平坦的环状台阶22上，边缘26的周边装配在向上凸出的隆起部分24的内边缘24a内侧，并且至少与之轻微地相互间隔开。保持片28向外延伸通过相邻的向上延伸的隆起部分24端部之间的开口区域，如附图4和6清楚所示的。在这个位置，干涉片30与隆起部分24的弧形内边缘24a对齐，应当指出，干涉片30的圆弧最外侧直径边缘应该至少轻微大于隆起部分24的圆弧内边缘24a的直径，例如，大0.005英寸左右，以便在安装配合的过程中相互具有过盈。另一个重要的方面是保持片28的尺寸和整体形状，其具有向外扩张的侧面终端，其使得保持片28具有燕尾形状的轮廓。隆起部分24的端部具有互补的角度轮廓形状，以便当顶盖14进入主体或基部12顶部的位置时，保持片28的边缘和隆起部分24的端部具有相对的定位，如附图4和6中所示，其中隆起部分24的有角度的边缘凸出进入具有燕尾形状的保持片28的切除的侧边缘，具有相邻的表面紧密接触的位置关系。

在操作装置，例如压力调节器10的组装过程中，要将一定的压力调节元件安装进入凹陷的主体12的内部，那些零部件也定位于主体12的内部空间中，位于圆顶形状的顶盖14的下方。众所周知，这种压力调节元件通常包括柔性的隔膜，以及在调节器10的内部压力变化过程中、由隔膜的相对位置控制的阀结构，一个或多个弹簧，它们在主体或基部12中，使隔膜向下偏置，从而抵抗入口处的压力。这种弹簧通常向上伸出，进入由顶盖12的下侧限定的空间，并且向上作用在顶盖12顶部的内表面。通常这种调节器在组装过程中，将弹簧预加载到预定范围，即可以固定调整好的输出压力，此时，使调节器输出单一的压力，或者也可以通过位于顶盖顶部内的各种机构(未图示)，调整弹簧作用力，其中包括调整螺钉和其他机构，以便对弹簧产生向下的作用，由此改变弹簧的负载，以及相应地改变调整好的输出压力。如上所述，干涉片30的存在与隆起部分24干涉配合，在预先设置具有弹簧的调节器的情况下具有特别重要的意义，当要在安装位置固定顶盖时，弹簧必须受顶盖的压力作用，压缩到一定程度。在本发明所述的情况下，干涉片30以及其在隆起部分24内侧的过盈配合，其作用是保持顶盖位于需要的位置，以便进行最后安装，与此同时保持对于隔膜施加的弹性作用力。这种构造大大有助于机械制造，由于其消除了附加步骤和/或附加机构。即，在前面的安装工位，调整元件被组装定位进入主体或基部12中的合适位置，然后，简单地使顶盖14克服隔膜的偏置弹簧的压力，压入主体或基部12的顶部位置，其具有足够的作用力使顶盖14座落在主体或基部12上，使隔膜被保持在顶盖和主体12的外周边部分之间，在此位置，干涉片30被楔入安装位置，与各隆起部分24的内侧表面24a相靠。这种结构保持顶盖12进入固定位置，以便进行最终组装。

在随后的工位进行调节器10的最终组装，在此位置向上伸出的凸缘24在施加力作用下向内变形，以便与相邻的顶盖的边缘26相重叠，包括与干涉片30相互重叠，如附图1、7、8所示。这个步骤最好通过已知的“轨道成型”技术来执行，其中使杯形锻造或铆接元件向下移动，对准相互干涉配合的、自定位的顶盖和基部，使调节器组装定位在被组装的主体内，而且，通过已知的组装生产技术，通过一个工位到另一个工位的组装加工，调节器被保持在合适的固定位置。通常，或者最好，随着杯形轨道成型工具被迫向下，其可以转动，对准隆起部分24的上部。最好隆起部分24设有成角度的外台阶32，如图4和6所示，其通过提供支承表面，直接施加合适的作用力，有助于实现凸缘24在锻造或铆接成型过程中冷流变形(cold-flowdeformation)，从而使得凸缘24的上部向内变形，并且位于顶盖14的周边边缘部分26的上方，如附图7和8所示。

采用前面所述的方法能够迅速有效地进行组装，并且为顶盖14和主体或基部12提供牢固可靠的连接结构。这种固定连接结构通过保持片28的侧面和相邻的凸缘24的端部相互接触配合被大大加强了，如前面所述。即，如图3清楚所示的，在组装的调节器10内侧过大的压力条件将倾向于使顶盖14变形，使顶盖14的圆顶形上部向外鼓，由此使顶盖14沿轴线方向变长。根据压力值的大小和由此产生的变形，其结果会将顶盖的外周边拉伸成为比较小的有效直径，由此拉动外边缘26从悬空的凸缘部分24下向外拉出，不然，该凸缘会将外边缘26保持在位。当然，如果这种变形继续发展，顶盖14的边缘将变得不能够有效保持定位，并且从悬空的固定结构中向外拉出，由此脱离约束的顶盖足以从调节器的顶部突然脱离。

按照本发明提供的新的部件结构和连接方式特别是保持片28和凸缘24的边缘端部的形状和相互配合的结构，避免了由于压力过大导致顶盖产生位移的现象。即，保持片28在最外侧边缘28a比最内侧边缘28b宽，如附图3和6所示，而且凸缘24的端部具有相应的和互补的角度轮廓，由此提供了保持配合结构，在过大压应力条件下，防止顶盖14的最外侧的终端沿径向向内移动，由此牢固的保持顶盖位于主体或基部12上的位置处。

因此，本发明提供了一种非常简单、而且非常有效的结构，能够使厚度薄的、冲压式顶盖位于基部顶部，即使在过大的压力条件下，也能使顶盖位于保持位置，与此同时具有制造安装过程迅速，而且价格低廉的优点。当然，使用这种厚度薄、冲压式顶盖能够提供非常重要的制造经济性能，通过上面所述的组装程序，利用新的公开结构，能够使这些优点进一步得到加强。

上面所述内容仅仅是对本发明优选实施例的详细描述，在这个实施例中，至少某些零部件的特殊形状和性质至少部分取决于制造的优点，以及考虑到安装和操作过程。对于本专业的普通技术人员来说，通过使用本发明，在了解了本发明的优选实施例的性质之后，还可以得出经过修改的实施例，本发明的优点也存在于经过修改和改变的实施例中。因此，可以理解，附图和上面所述的实施例是对本发明进行原则性的说明，并非对本发明的范围进行限定，本发明由权利要求书根据专利法的原则来限定，本发明中还包括等原则的启示。此外，按照传统的习惯，在权利要求书中出现的术语“包括”、“构成”和“具有”属于开放性的解释，因此在权利要求书中，不仅仅限于这种特殊的技术特征、结构、位置、功能、步骤的有限的构成和结合。

Claims

1.一种压力调节器，其包括：

具有多个凸缘的基部，各凸缘具有第一端部边缘和第二端部边缘，所述第一端部边缘和第二端部边缘具有在相邻的凸缘的各第一端部边缘和第二端部边缘之间形成的开口；

适合于连接到基部上的顶盖，顶盖包括周边边缘，所述周边边缘具有多个保持片，所述保持片从周边边缘径向延伸；

通过插入顶盖的各保持片进入基部上的凸缘第一端部边缘和第二端部边缘之间的开口之一，弯折基部上的凸缘，使其重叠到顶盖的周边边缘，将顶盖连接到基部上。

2.按照权利要求1所述的压力调节器，其特征是：

各保持片包括位于基部上的凸缘第一端部边缘和第二端部边缘之间的开口之一的第一部分，和围绕第一端部边缘延伸的第二部分，因此第一端部边缘位于第二部分和周边边缘之间。

3.按照权利要求2所述的压力调节器，其特征是：

各保持片还包括第三部分，所述第三部分围绕第二端部边缘延伸，因此第二端部边缘位于第三部分和周边边缘之间。

4.按照权利要求3所述的压力调节器，其特征是：

各保持片具有燕尾形状。

5.按照权利要求3所述的压力调节器，其特征是：

顶盖由被冲压的金属材料构成。

6.按照权利要求1所述的压力调节器，其特征是：

顶盖还包括从周边边缘延伸的干涉片，干涉片位于两个保持片之间，构成的干涉片与凸缘之一紧密相靠，以便当顶盖的各保持片被插入基部上的凸缘第一端部边缘和第二端部边缘之间的开口之一时，并且在基部上的凸缘被弯折重叠到顶盖的周边边缘上之前，保持顶盖进入安装位置。

7.按照权利要求1所述的压力调节器，其特征是：

各凸缘包括圆弧内表面，凸缘的圆弧内表面构成具有第一半径的第一断开的圆；

顶盖的周边边缘是圆环；

顶盖还包括多个从周边边缘延伸的干涉片，各干涉片位于两个保持片之间，各干涉片包括圆弧周边表面，干涉片的圆弧周边表面构成具有第二半径的第二断开的圆；

第二半径大于第一半径；

各干涉片构造成，当顶盖的各保持片被插入基部上的凸缘的第一端部边缘和第二端部边缘之间的开口之一时，并且在基部上的凸缘被弯折重叠到顶盖的周边边缘上之前，各干涉片构造与凸缘之一以过盈配合相靠，从而将所述顶盖保持在位。

8.一种容器，其包括：

具有内腔体的基部，基部还具有多个凸缘，各凸缘具有第一端部边缘和第二端部边缘，所述第一端部边缘和第二端部边缘具有在相邻的凸缘的各第一端部边缘和第二端部边缘之间构成的开口；

连接到基部上的盖，所述盖覆盖基部的内部箱体，所述盖包括具有多个凸缘的周边边缘，所述凸缘由周边边缘沿径向延伸；

其中各凸缘包括位于基部上的凸缘的第一端部边缘第二端部边缘之间的开口之一的第一部分，和围绕第一端部边缘延伸的第二部分，因此第一端部边缘位于第二部分和周边边缘之间。

9.按照权利要求8所述的容器，其特征是：

各凸缘还包括第三部分，所述第三部分围绕第二端部边缘延伸，因此第二端部边缘位于第三部分和周边边缘之间。

10.按照权利要求9所述的容器，其特征是：

所述盖由被冲压的金属材料构成。

11.按照权利要求9所述的容器，其特征是：

各保持片具有燕尾形状。

12.按照权利要求8所述的容器，其特征是：

基部上的凸缘被弯折，并且重叠到顶盖的周边边缘上。

13.按照权利要求12所述的容器，其特征是：

所述盖还包括从周边边缘延伸的干涉片，干涉片位于两个保持片之间，干涉片构造成与凸缘之一紧密相靠，以便在基部上的凸缘被弯折重叠到所述盖的周边边缘上之前，保持顶盖进入安装位置。

14.按照权利要求8所述的容器，其特征是：

所述盖的周边边缘是圆环；

所述盖还包括多个从周边边缘延伸的干涉片，各干涉片位于两个凸缘之间，各干涉片包括圆弧周边表面，干涉片的圆弧周边表面构成具有第二半径的第二断开的圆；

第二半径大于第一半径；

各干涉片和与其过盈配合的凸缘之一相靠。

15.一种压力调节器，其包括：

基部具有至少一个凸缘，至少一个凸缘包括内表面，由内表面构成内部区域的周边；

适合于连接到基部上的顶盖，顶盖包括周边边缘，周边边缘具有至少一个沿径向延伸的干涉片；

通过将顶盖的周边边缘插入由至少一个凸缘构成的内部区域，并且弯折至少一个基部的凸缘，使其重叠到顶盖的周边边缘上而将所述顶盖连接于所述基部；

当顶盖的周边边缘插入由至少一个凸缘构成的内部区域时，并且在基部的至少一个凸缘弯折重叠在顶盖的周边边缘上之前，至少一个干涉片构成和与其过盈配合的至少一个凸缘的内表面紧密相靠，以便保持顶盖在其位置。

16.按照权利要求15所述的压力调节器，其特征是：

至少一个凸缘包括多个凸缘，各凸缘具有第一端部边缘和第二端部边缘，所述第一端部边缘和第二端部边缘具有在相邻的凸缘的各第一端部边缘和第二端部边缘之间构成的开口；

顶盖还包括多个沿径向延伸的保持片，所述保持片从周边边缘延伸；

当顶盖连接到基部上时，各顶盖的保持片插入在基部的凸缘的第一端部边缘和第二端部边缘之间的开口之一内。

17.按照权利要求16所述的压力调节器，其特征是：

各保持片包括位于基部上的凸缘的第一端部边缘和第二端部边缘之间的开口之一的第一部分，和围绕第一端部边缘延伸的第二部分，因此第一端部边缘位于第二部分和周边边缘之间。

18.按照权利要求17所述的压力调节器，其特征是：

19.按照权利要求18所述的压力调节器，其特征是：

顶盖由冲压制的金属材料构成。

20.按照权利要求18所述的压力调节器，其特征是：

各保持片具有燕尾形状。

21.按照权利要求15所述的压力调节器，其特征是：

至少一个凸缘包括多个凸缘；

至少一个干涉片包括多个干涉片；

凸缘的内表面是圆弧面，由凸缘的内表面构成具有第一半径的第一断开的圆；

顶盖的周边边缘是圆环；

各干涉片包括圆弧周边表面，由干涉片的圆弧周边表面构成具有第二半径的第二断开的圆；

第二半径大于第一半径。

22.一种容器，其包括：

具有内腔体的基部，基部还具有多个凸缘，所述凸缘各自具有内表面，由所述内表面构成内部区域的断开的周边；

一个盖连接到基部上，并且顶盖内腔体，所述盖包括周边边缘，所述周边边缘具有多个沿径向延伸的凸片；

所述盖的周边边缘位于由凸缘限定的内部区域，并且弯着凸缘，使其重叠到基部周边边缘上；

所述凸片以过盈配合与凸缘的内表面紧密相靠。

23.按照权利要求22所述的容器，其特征是：

一个盖还包括多个沿径向延伸的凸缘，所述凸缘从周边边缘延伸；

所述盖的各凸缘插入基部凸缘的第一端部边缘和第二端部边缘之间的开口之一中。

24.按照权利要求23所述的容器，其特征是：

各凸缘包括位于基部上的凸缘第一端部边缘和第二端部边缘之间的开口之一的第一部分，和围绕第一端部边缘延伸的第二部分，因此第一端部边缘位于第二部分和周边边缘之间。

25.按照权利要求24所述的容器，其特征是：

26.按照权利要求25所述的容器，其特征是：

所述盖由冲压的金属材料构成。

27.按照权利要求25所述的容器，其特征是：

各凸缘具有燕尾形状。

28.按照权利要求22所述的容器，其特征是：

所述盖的周边边缘是圆环；

各凸片包括圆弧周边表面，由凸片的圆弧周边表面构成具有第二半径的第二断开的圆；

第二半径大于第一半径。