CN204345054U - 用于液流阀的加载组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型描述了一种用于液流阀的加载组件。在此公开的该示例性加载组件包括具有中央开口、第一填料孔口和第二填料孔口的填料法兰；具有中央开口、第一止动孔口和第二止动孔口的止动法兰；设置在填料法兰和止动法兰之间的向所述液流阀的密封组件提供加载压力的多个偏置元件；设置在第二填料孔口之中的第一导向构件以及设置在第二止动孔口之中的第二导向构件，填料法兰和止动法兰的中央开口用于可滑动地容纳阀杆，第一填料孔口和第一止动孔口同轴地对齐，第一填料孔口和第一止动孔口用于容纳填料螺栓，且第二填料孔口和第二止动孔口并未同轴地加以对齐，第一导向构件离止动法兰第一预定距离地定位且第二导向构件离填料法兰第二预定距离地定位。

Description

用于液流阀的加载组件

技术领域

本实用新型大体上涉及液流阀，并且更具体地涉及用于液流阀的加载组件。

背景技术

过程控制设备或系统通常采用液流阀，诸如回转阀、线性阀等来控制过程流体的流量。大体上，液流阀通常包括流体流量控制元件，其设置在流体路径且可操作地耦接到诸如举例而言气动制动器、手动制动器等的制动器。阀杆或者阀轴将该流量控制元件可操作地耦接到制动器上，其使流量控制元件在开启位置和关闭位置之间移动从而允许或限制在阀的入口和出口之间的流体流动。典型地，阀杆或者阀轴通过耦接到阀体上的阀盖在流量控制元件和制动器之间延伸。

通常采用阀门填料或填料组件来防止过程流体沿着阀杆或阀轴通过阀体不希望地泄漏到环境中。该阀门填料能够包括多个弹簧和/或沿着阀杆或阀轴的一部分设置的填料密封件以提供密封。一些已知的阀门填料采用高弹簧刚度加载装置或弹簧组件(例如，蝶形弹簧)以在相当小范围的偏移或压缩上提供相当高的载荷。然而，这种已知的加载装置典型地需要非常精确的偏移和/或严格保持的制造公差以使希望的填料压力能被施加到填料密封件上。

没有提供希望的填料压力到填料密封件上可能导致不适当的密封。例如，过低的填料压力可能导致过程流体通过填料密封件泄漏到环境。过大的填料压力(例如，比最大的推荐填料压力大)可能导致一些类型的填料密封件(例如，石墨密封件)转移材料到阀杆上，因此导致在阀杆上积聚材料并损伤填料密封件。另外或可选择地，过高的填料压力可能使填料密封件和阀杆或者阀轴之间的包压摩擦增大，这可能降低阀门性能和/或阀门填料和/或阀杆或者阀轴的操作寿命。

实用新型内容

没有提供希望的填料压力到填料密封件上可能导致不适当的密封。例如，过低的填料压力可能导致过程流体通过填料密封件泄漏到环境。过大的填料压力(例如，比最大的推荐填料压力大)可能导致一些类型的填料密封件(例如，石墨密封件)转移材料到阀杆上，因此导致在阀杆上积聚材料并损伤填料密封件。另外或可选择地，过高的填料压力可能使填料密封件和阀杆或者阀轴之间的包压摩擦增大，这可能降低阀门性能和/或阀门填料和/或阀杆或者阀轴的操作寿命。

在一种示例中，一种用于液流阀的加载组件，所述加载组件包括：

填料法兰，其具有中央开口、第一填料孔口和第二填料孔口；

止动法兰，其具有中央开口、第一止动孔口和第二止动孔口；

设置在所述填料法兰和所述止动法兰之间的多个偏置元件，所述多个偏置元件向所述液流阀的密封组件提供加载压力；

第一导向构件，其设置在所述第二填料孔口之中；以及

第二导向构件，其设置在所述第二止动孔口之中，

其中，所述填料法兰和所述止动法兰的所述中央开口被安装用于可滑动地容纳阀杆，

所述第一填料孔口和所述第一止动孔口同轴地加以对齐，所述第一填料孔口和所述第一止动孔口被安装用于容纳填料螺栓，并且

所述第二填料孔口和所述第二止动孔口并未同轴地加以对齐，所述第一导向构件被离所述止动法兰第一预定距离地加以定位并且所述第二导向构件被离所述填料法兰第二预定距离地加以定位。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一预定距离相应于待提供给所述密封组件的第一预定载荷。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一预定载荷为额定填料压力。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一导向构件提供机械止动。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第二预定距离相应于待提供给所述密封组件的第二预定载荷。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第二预定载荷为最大期望的填料压力。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第二导向构件提供机械止动。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述加载组件通过填料随动件操作地耦接至所述密封组件。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述止动法兰被定位在所述填料随动件和所述填料法兰之间。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述填料随动件包括在基部和套筒部分之间的随动件法兰，所述随动件法兰接合所述止动法兰的表面。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述套筒部分被定尺寸以可滑动地适配在所述填料法兰的所述中央开口之内并且在所述止动法兰的所述中央开口之内。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述随动件法兰包括被配置用于可滑动地容纳阀杆的开口。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述开口能够内衬有碳填充的聚四氟乙烯。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述填料法兰包括第三填料孔口。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述加载组件包括被设置在所述第三填料孔口之中的第三导向构件。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述止动法兰包括第三止动孔口。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述加载组件包括被设置在所述第三止动孔口之中的第四导向构件。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述多个偏置元件为多个蝶形弹簧。

在另一种示例中，一种用于液流阀的加载组件，其特征在于，所述加载组件包括：

填料法兰，其具有中央开口、第一填料孔口和第二填料孔口；

止动法兰，其具有中央开口、第一止动孔口和第二止动孔口；

设置在所述填料法兰和所述止动法兰之间的多个偏置元件，所述多个偏置元件向所述液流阀的密封组件提供加载压力；

第一导向构件，其设置在所述第二填料孔口之中；以及

第二导向构件，其设置在所述第二止动孔口之中，

其中，所述填料法兰和所述止动法兰的所述中央开口被安装用于可滑动地容纳阀杆，

所述第一填料孔口和所述第一止动孔口同轴地加以对齐，所述第一填料孔口和所述第一止动孔口被安装用于容纳填料螺栓，并且

所述第二填料孔口和所述第二止动孔口同轴地加以对齐，所述第一导向构件被离所述第二导向构件第一预定距离地加以定位并且所述第二导向构件被离所述填料法兰第二预定距离地加以定位。

在依据本实用新型的一个实施例之中，所述第一导向构件包括第一紧固件并且所述第二导向构件包括第二紧固件。

通过使偏置元件的偏移量能够精确控制，示例性加载组件在被传递到密封组件的希望的填料压力上能够精确控制。这种精确控制的填料压力显著地改善了阀门填料组件的性能并且与显著降低了填料压力可变性。

附图说明

图1A示出了已知的液流控制阀。

图1B为图1A所示的液流阀的已知阀门填料的放大图。

图2A和2B示出了另一种已知的阀门填料，其能够用来实施图1A的液流阀。

图3A-3C示出了此处描述的示例性阀门填料组件。

图4A-4C示出了此处描述的另一种示例性加载组件，其能够用来实施图3A-3C的阀门填料组件。

图5A和5B示出了此处描述的另一种示例性加载组件，其能够用来实施图3A-3C的阀门填料组件。

图6示出了此处描述的另一种示例性加载组件，其能够用来实施图3A-3C的阀门填料组件。

图7A-7D示出了此处描述的另一种示例性加载组件，其能够用来实施图3A-3C的阀门填料组件。

图8和图9示出了前限位装置，其能够与图7A-7D的示例性阀门填料组件一起使用。

图10A和图10B示出了此处描述的另一种示例性加载组件，其能够用来实施图3A-3C的阀门填料组件。

具体实施方式

通常，此处描述的示例性方法和装置为动载荷阀门填料提供了填料压力的精确控制。更具体地，此处描述的示例性阀门填料装置包括加载组件，其基于偏置元件(例如，蝶形弹簧)的预定距离或偏移提供了希望的或预定的填料压力到填料密封件上。此处描述的示例性加载组件能够精确控制偏置元件的偏移量。具体地，控制偏置元件的偏移量到预定位置，能够调节该加载组件以提供基本恒定的希望的填料压力到填料密封组件上。

另外，此处描述的示例性方法和装置使填料压力能够被设定或调节而不会导致偏置元件(例如，蝶形弹簧)被完全压缩。而且，在一些示例中，精确地控制填料压力能够防止填密材料转移到阀杆上和/或降低填料密封件和阀杆或阀轴之间的摩擦。此处描述的示例性方法和装置还能够对多个偏置元件的堆叠高度的变化进行补偿，作为元件的材料厚度变化(例如，累计公差)的结果。

具体地，此处描述的阀门填料装置能够包括第一引导元件，其提供被施加到填料密封组件的填料压力的指示。该第一引导元件能够防止或限制加载组件施加比第一预定填料压力(例如，标称的希望填料压力)更大的填料压力到填料密封组件上。在一些示例中，阀门填料装置还能够包括第二引导元件，以提供被提供给该填料密封组件上的第二填料压力的指示。该第二引导元件能够防止或限制加载组件施加比第二预定填料压力(例如，最大的希望填料压力)更大的填料压力到填料密封组件上。

在一些示例中，该阀门填料组件或装置的加载组件包括设置或堆叠(例如，按顺序排列)在填料法兰和止动法兰之间的多个偏置元件(例如，蝶形弹簧)。第一引导元件能够耦接到填料法兰或止动法兰上以在填料法兰和止动法兰之间提供第一预定距离。第一引导元件能够提供由加载组件提供的填料压力的指示，当填料法兰和止动法兰以由第一引导元件提供的第一预定距离间隔开时。

在叙述示例性阀门填料装置之前，根据图1A，提供了已知的气动致动的液流控制阀100的简要介绍。图1A所示的已知的液流控制阀100包括致动器102，其通过阀盖106可操作地耦接到阀体104上。阀体104在入口110和出口112之间限定了流体流动通道108。阀塞114设置在流体流动通道108内且包括座表面116，该座表面与阀座118配合以控制出口面积129，通过该出口面积，流体能够在入口110和出口112之间流动。阀杆122将阀塞114耦接到致动器杆124上。该致动器杆124将阀杆122和阀塞114耦接到致动器102。阀盖106包括孔口126以可滑动地接收阀杆122并容纳阀门填料组件128。

阀门填料组件128提供密封以防止过程流体经过阀杆122的泄漏和/或保护环境避免污染流体或危险的排放。换言之，该阀门填料组件128提供对抗流经阀100的过程流体的压力的密封。因此，该阀门填料组件128必须被合适地或充分地加载以提供能够对抗流经阀100的过程流体的压力的填料密封。

图1B示出了图1A的液流控制阀100的被放大的拆分、部分截面图。图1B的左侧示出处于压缩或应力状态的阀门填料组件128并且图1B的右侧示出处于非压缩或非应力状态的阀门填料组件128。如图1B所示，阀门填料组件128包括经由填料螺栓132耦接到阀盖104的填料法兰130和填料螺母134。填密材料或密封组件136环绕阀杆122并且设置在阀盖104的填料孔口126内。填密材料136典型地被轴向压缩以确保填密材料136的表面138或内孔口相对阀杆122密封并且填密材料136的外表面140相对阀盖104的孔口126密封。关于轴线142轴向地加载填密材料136引起填密材料136径向地扩张从而影响移动阀杆122上的动态密封以及填料孔口126中的静态密封，在该填料孔口处，填密材料136与填料孔口126接触。如图1B所示，填密材料或密封组件136包括填料密封件144、填料环146和填料箱形环148。

在示出的示例中，多个偏置元件或弹簧150(例如，蝶形弹簧)能够定位于或连续地堆叠在填料法兰130和填料随动件154的肩部152或法兰之间。该填料螺母134能够用来相对填料随动件154可调节地驱动或推动弹簧150，该填料随动件依次地轴向地压缩填密材料136从而提供密封并防止过程流体经阀杆122的泄漏。随着填料螺母134在填料螺栓132上旋紧，该填料法兰130将载荷传递给弹簧150。弹簧150随着填料螺母134被旋紧而偏移或压缩从而经由填料随动件154提供填料压力(例如，轴向载荷)到填密材料136。

在这个示例中，通过提供均匀载荷到填密材料136上并在阀门操作期间(例如，阀调节)保持这种均匀的填料载荷，弹簧150提供了一种动载荷阀门填料。换言之，弹簧150提供了大体上恒定的载荷到填料随动件154上从而在填密材料136上施加了大体上恒定的压缩力。因此，如果填密材料136(例如，由于磨损)加固，则弹簧150解除压力以使填料随动件154朝着阀盖104移动从而保持压缩力并因此保持填密材料136的密封整体性。

操作状态(例如，过程流体的温度和/或压力)通常确定了待使用的填密材料的类型从而为特定的过程流体或应用提供充分的密封。一些已知的填密材料，诸如，举例而言，石墨填密材料能够被用在恶劣的服务状态中(例如，过程流体温度比450华氏度更高，压力比4500磅每平方英寸更大)。然而，这种石墨填密材料需要被精确地加载有适当的填料压力或载荷从而以最佳方式运行和/或提供合适当的密封。

在图1B的示例中，弹簧150为蝶形弹簧。典型地，蝶形弹簧能够被用来提供相当大的加载力或填料压力从而压缩被用在苛刻的使用条件(例如，高压力应用)中的填密材料。一般而言，蝶形弹簧提供了与被传递到蝶形弹簧上的行程或偏移量相关的相当高的填料压力。易言之，蝶形弹簧具有相当高的弹簧常数，并且因此蝶形弹簧较小或者相当低的偏移或压缩量提供了相当高的填料压力或力。例如，基于堆叠的蝶形弹簧的一定比例或一定的偏移量(例如，偏移量关于堆叠高度的百分比)，连续堆叠的蝶形弹簧提供了载荷，不管连续堆叠的蝶形弹簧的数量如何。

另外，由于不同弹簧之间的材料厚度变化，故动载荷阀门填料一般具有累计公差。因为蝶形弹簧通常提供相当高的力对压缩量的比率(即，高的弹簧刚度)，所以为了精确地控制载荷或填料压力这种累计公差是重要的考虑方面。忽视这种累计公差可能导致弹簧提供比最大的希望载荷更大的载荷，这可能引起填密材料断裂、转移到阀杆上或以其他方式受损。

因此，蝶形弹簧典型地需要被精确地压缩或偏移从而提供希望的填料压力。否则，如果提供的填料压力过高，可能引起较高的填密摩擦，这会降低阀性能和/或减少填密材料的使用寿命。此外，相当高的或者比最大的希望填料压力更大的填料压力可能导致一些填密材料(诸如石墨填密材料)将材料转移到阀杆上，这可能引起不适当的密封或过早失效。

参见图1B，一种调节或控制弹簧150的偏移量的方法为，通过使用例如扭力扳手，来测量被施加到填料螺母134的扭力。然而，由于例如在填料螺栓132和/或填料螺母134的润滑的变化、用以形成填料螺栓132的螺纹的不同制造工艺、填料螺栓132和填料螺母134已经使用的次数，故扭力扳手可能是不可靠的。来自扭矩测量的这种不精确加载可能导致不精确的待施加到该填密材料136上的载荷或填料压力。作为结果，填密材料134的过早失效也可能发生即使在扭力扳手上所读的扭矩表明为可接受的扭矩测量时。因此，测量填料螺母扭矩以确定合适的填料压力可能并不足以防止一些填密材料(诸如石墨填密材料)的过早失效。

另一种控制填料压力的方法是通过旋紧填料螺母134将弹簧150定位到最大压缩压缩、平坦的或结实的状态，如图1B的左侧所示。以这种方式，压缩或偏移弹簧150到完全平坦或结实的状态提供了能够由弹簧150提供的最大可能载荷的指示。填料螺母134然后被松开或被旋开一定量(例如，一圈或转的1/4)以使弹簧150解压到提供标称的或希望的填料压力到填密材料136上的希望位置。例如，操作者或维护人员随后使填料螺母134松开精确量的转数或一圈的一部分(例如，1/4圈)来将填料压力设定到希望的应力水平。然而，在某些情况下，压缩或偏移弹簧150到完全平坦的或结实的状态可能导致弹簧150设定或变形在完全被压缩或平坦的状态，因此永久性地使弹簧150受损。

在另一种示例中，一种控制填料压力的方法是初始地手动旋紧填料螺母134以使得弹簧150被定位到弹簧150的非压缩的或自由堆叠高度，如图1B的右侧所示。操作者或维护人员然后测量弹簧150的非压缩的自由高度或在保持器154的肩部152和填料法兰130的表面156之间的距离。填料螺母134然后被拧紧直到弹簧150完全(例如，100％)被压缩或实质上平坦或结实的，如图1B的左侧所示。操作员或维护人员然后测量弹簧150的平坦的或被压缩状态的高度。填料螺母134随后被松开以使弹簧150在非压缩的和完全压缩高度之间解压到希望的预定被测高度。再者，该方法需要该弹簧150被完全压缩，这可能使弹簧150受损或可能导致当与由弹簧150在被完全压缩之前在预定的希望高度处提供的载荷相比弹簧150被解压到希望的高度时弹簧150提供不同的载荷。

图2A和图2B示出了另一种已知的阀门填料组件200，其能够被用来实施图1A的液流控制阀100。该阀门填料组件200包括偏置元件或弹簧202(例如，蝶形弹簧)，其堆叠或设置在填料法兰204和填料保持器或随动件206之间。一个或多个仪表或载荷刻度208能够耦接到填料法兰204上以提供弹簧202的偏移或压缩量的指示，并且因此提供被传递到填料密封件210(例如，石墨密封件)的填料压力的指示。为了调节载荷刻度208，该弹簧202被轻微压缩并且该填料法兰204被移动到弹簧202的自由堆叠高度位置。该载荷刻度208通过紧固件212耦接到填料法兰204上以使得当弹簧202处于自由堆叠高度位置(如图2A所示)时载荷刻度208的底部边缘214与指示器圆盘216对准。一旦载荷刻度208耦接到填料法兰204，该填料螺母218能够被旋紧从而将该指示器圆盘216与载荷刻度208上的最小压缩线或标记220或最大压缩线或标记222对准。

尽管载荷刻度208提供了填料压力的可视化的指示，但是该载荷刻度208并不提供有效止动(positive stop)来防止弹簧202的偏移或压缩超过由最大压缩线222所指示的偏移量。因此，填密材料210能够经受比最大的希望填料压力更大的填料压力，如果弹簧202被偏移到超过由最大压缩线222指示的位置时。

而且，载荷刻度208被制造成一定尺寸用于特定的阀杆尺寸(例如，阀杆的直径)。为了使使用寿命最大化并且在阀杆224和填密材料210之间在填料摩擦的希望范围内操作阀门填料组件200，载荷刻度必须与对应的阀杆尺寸一起使用。然而，这种配置可能是易于出现人为误差。此外，阀门填料组件200使用更大尺寸(例如，更大的直径)的弹簧202以提供能够经由仪表刻度208被可视化地测量的偏移量。然而，这种配置放大了阀门填料组件200的整体包络并且对于需要整体更小封装(footprint)的应用而言可能并不是适当的。

图3A和图3B示出了在此描述的示例性动载荷阀门填料组件300的不同视图。参见图3A-3C，示例性阀门填料组件300包括加载组件302来提供载荷或填料压力到填密材料或密封组件304上。密封组件304(例如，石墨填料密封组件)被设置在阀盖308的填料孔口306内以在由填料孔口306可滑动地容纳的阀杆310周围提供流体密封。关于轴线312轴向地加载密封组件304引起密封组件304径向地张开从而影响移动阀杆310上的动态密封以及填料孔口306内的静态密封，在此，密封组件304的外表面314与填料孔口306接触。阀盖308将阀(例如，图1A的阀104)耦接到致动器(例如，图1A的致动器102)。随着致动器在第一位置(例如，开启位置)和第二位置(例如，闭合位置)之间移动阀杆310，该填料孔口306可滑动地容纳阀杆310。

加载组件302经由填料螺栓316a和316b以及填料螺母318a和318b可移除地耦接到阀盖308。该填料螺母318a-b可旋转地耦接到各自的填料螺栓316a-b并且被转动(例如，旋紧或松开)从而调节阀杆310周围和阀盖308内密封组件304上的载荷或填料压力。阀盖308还包括螺纹孔320以可旋转地容纳填料螺栓316a-b。

在这种示例中，加载组件302包括第一法兰或填料法兰322以及第二法兰或止动法兰324。填料法兰322和止动法兰324包括各自的中央开口326和328(图3C)以可滑动地容纳阀杆310。该填料法兰322包括孔口330，其与止动法兰324的孔口332同轴对齐以可滑动地容纳填料螺栓316a。如图3B最清晰示出的，填料法兰322的孔口330和止动法兰324的对应孔口332的尺寸稍稍大于填料螺栓316a的直径从而该填料法兰322和止动法兰324能够沿着阀杆310(即，轴线312)的直线方向运动。

在这种示例中，加载组件302包括偏置元件或弹簧334，其设置或堆叠在填料法兰322和止动法兰324之间。在这种示例中，偏置元件334包括在填料法兰322和止动法兰324之间按顺序堆叠的多个蝶形弹簧以提供载荷或填料压力到密封组件304上。

如图3A-3C所示，填料法兰322包括具有轴线338的孔口336a，该轴线大体上平行于止动法兰324的孔口342a的轴线340但与其间隔开一定距离。第一导向构件或止动螺钉344a经由孔口336a耦接到填料法兰322并且第二导向构件或止动螺钉346a经由第二孔口342a耦接到止动法兰324。然而，在其他示例中，填料法兰322能够仅包括孔口336a以容纳第一导向构件344a或者该止动法兰324能够仅包括孔口342a以容纳第二导向构件346a。

在示出的示例中，该第一导向构件344a关于止动法兰324定位从而在填料法兰322和止动法兰324之间提供第一预定距离。例如，该第一导向构件344a被定位以使得填料法兰322使偏置元件334偏移对应于预定填料压力的量。因此，当填料法兰322和止动法兰324以由第一导向构件344a提供的第一预定距离间隔开时，第一预定距离提供了待提供到密封组件304上的第一预定载荷的指示。第一导向构件344a还提供机械式止动从而防止加载组件302施加大于第一预定载荷的载荷到密封组件304上。例如，该第一预定距离能够与待提供到密封组件304上的标称填料压力对应。

第二导向构件346a耦接到止动法兰324上并关于填料法兰322定位以在填料法兰322和止动法兰324之间提供第二预定距离。例如，第二导向构件346a被定位以使得当填料法兰322和止动法兰324被间隔开由第二导向构件346a提供的距离时填料法兰322使偏置元件334偏移对应于第二预定填料压力的量。因此，当填料法兰322和止动法兰324以第二预定距离间隔开时，第二导向构件346a提供了待提供到密封组件304上的第二预定载荷的指示。第二导向构件346a还提供了机械式止动从而防止加载组件302施加比第二预定载荷更大的载荷到密封组件304上，其中该第二预定载荷与由第二导向构件346a提供的止动法兰324和填料法兰322之间的第二预定距离对应。例如，该第二预定载荷能够对应于待提供到密封组件304上的最大的希望填料压力。

阀门填料组件300还包括填料保持器或填料随动件348以将加载组件302可操作地耦接到密封组件304。在这种示例中，止动法兰324被定位在填料保持器348和填料法兰322之间。因此，加载组件302经由填料保持器348提供载荷到密封组件304上。如示出的，填料保持器348包括设置在基部352和套筒部分354之间的随动件法兰350。该填料保持器348设置在止动法兰324和密封组件304之间以使得基部352的边缘356接合密封组件304并且随动件法兰350接合止动法兰324的表面358。套筒部分354以一定尺寸制造从而可滑动地适配在填料法兰322和止动法兰324的中央开口326和328内。填料保持器348包括开口360以可滑动地容纳阀杆310并且能够内衬有碳填充的聚四氟乙烯(PTFE)或其他合适的材料。在这种示例中，加载组件302经由填料保持器348可操作地耦接到密封组件304。该加载组件302施加载荷到填料保持器348上以使填料保持器348朝向密封组件304沿着轴线312在直线方向上移动。

通过使偏置元件334的偏移量能够精确控制，示例性加载组件302在被传递到密封组件304的希望的填料压力上能够精确控制。这种精确控制的填料压力显著地改善了阀门填料组件300的性能并且与诸如与关于图1B、图2A和图2B所述的那些已知的动载荷阀门填料相比显著降低了填料压力可变性。

为了精确地控制填料压力，该阀门填料组件300如图3A-3C所示组装。该填料螺母318a-b被调节到与偏置元件334的自由堆叠高度或至少大约自由状态对应的位置。例如，填料螺母318a-b能够被手动旋紧到偏置元件334的自由堆叠高度位置以使得填料法兰322在偏置元件334上提供相当轻的载荷。以这种方式，偏置元件334和/或填料法兰322能够被精确地或大致地定位到偏置元件334的自由堆叠高度处。

当阀门填料组件300处于自由堆叠高度状态，该第一导向构件344a被调节(例如，经由工具)以使得第一间隙G₁(例如，0.122英寸的间隙)形成在第一导向构件344a的参考表面362和止动法兰324的参考表面364之间。尽管并未示出，仪表工具能够被用来测量间隙G₁。另外或可选择地，第二导向构件346a被调节(例如，经由工具)以使得第二间隙G₂(例如，0.164英寸的间隙)形成在第二导向构件346a的参考表面366和填料法兰322的参考表面368之间。在预定的间隙G₁和G₂被调节后，紧固件370(例如，锁紧螺母)将第一和第二导向构件344a和346a的位置锁定或固定到各自的填料法兰322和止动法兰324上。

填料螺母318a-b被转动或旋紧直到第一导向构件344a的参考表面362接合止动法兰324的参考表面364。填料螺母318a-b能够可选择地转动或旋紧以保持填料法兰322与止动法兰324大体上平行。如本示例所示，填料法兰322包括孔口(未示出)以容纳第三导向构件344b并且止动法兰324包括孔口(未示出)以容纳第四导向构件346b从而有助于保持填料法兰322大体上平行于止动法兰324和/或当加载密封组件304时大体上平行于阀盖308的表面372。在其他示例中，多个孔口能够关于填料法兰322的周边间隔开以容纳相对止动法兰324以第一间隙G₁间隔开的多个导向构件和/或多个孔口能够关于止动法兰324的周边间隔开以容纳相对填料法兰322以第二间隙G₂间隔开的多个导向构件。

在这种示例中，当第一导向构件344a的参考表面362接合止动法兰324的参考表面364时，第一导向构件344a提供了机械式止动以防止填料法兰322朝着止动法兰324进一步移动。如果当第一导向构件344a接合止动法兰324时额外的扭矩被施加到填料螺母318a-b(即，填料螺母被旋紧)，则第一导向构件344a将不允许额外的载荷加诸在密封组件304上。相反地，第一导向构件344a会吸收或带走额外的载荷。

如上所述，诸如按顺序堆叠的蝶形弹簧的偏置元件基于施加在堆叠的偏置元件上的偏移量提供了载荷而无论堆叠的偏移元件的整体高度如何。换言之，第一导向构件344a和止动法兰324之间的第一间隙G₁提供了预定距离从而在填料法兰322对应于偏置元件334的自由堆叠高度位置的位置和当第一导向构件344a接合止动法兰324时填料法兰322关于止动法兰324的位置之间控制偏置元件334的偏移。

因此，当被偏移一定量：该一定量与由具有不同于第一堆叠高度(例如，归因于累计公差)的第二堆叠高度的第二个不同组的偏置元件(例如，三个蝶形弹簧的堆叠)提供的载荷大体上相当的第一间隙G₁对应的量，具有第一堆叠高度的第一组偏置元件(例如，三个蝶形弹簧的堆叠)将提供载荷到密封组件304上，在此，第二组偏置元件被偏移到对应于第一间隙G₁的位置。因此，阀门填料组件300将施加到密封组件304的填料压力限制在由第一间隙G₁或第一预定距离提供的偏移量对应的载荷。此外或可选择地，在填料法兰322被定位到偏置元件334的自由堆叠高度之后通过调节第一导向构件344a到第一间隙G₁，偏置元件334的累计公差被控制并且不影响加诸于密封组件304上的载荷量。此外或可选择地，在其他示例中，作为偏置元件(例如，堆叠的五个蝶形弹簧)的堆叠高度的函数，间隙G₁和G₂能够被成比例地调节(例如，被增加)。换言之，间隙G₁和G₂能够被调节以相对按顺序堆叠的偏置元件的堆叠高度提供预定量或偏移百分比从而提供与加诸于偏置元件上的偏移量对应的载荷。

为了提供最大的填料压力，第一导向构件344a被定位或移动(例如，移开)以使得至少处于第一导向构件344a和止动法兰324之间的间隙比第二间隙G₂更大。填料螺母318a-b然后被旋紧直到填料法兰322的参考表面368接合第二导向构件346a的参考表面366。在这种示例中，当第二导向构件346a的参考表面366接合填料法兰322的参考表面368时，该第二导向构件346a提供了机械式止动以防止填料法兰322朝着止动法兰324进一步移动。

第一和第二导向构件344a和346a各自的第一和第二间隙G₁和G₂能够在工厂设定和/或在现场调节。此外，通过调节各第一导向构件344a或第二导向构件346a的第一和/或第二间隙G₁和G₂，能够调节(例如，增加或减少)载荷。例如，通过例如转动第一导向构件344a或第二导向构件346a预定数量的转数或一转的一部分，第一导向构件344a和/或第二导向构件346a能够被重新定位到预定距离。

在操作期间，密封组件304的磨损可能引起止动法兰324和填料保持器348朝着密封组件304移动，因此导致第一导向构件344a的参考表面362远离止动法兰324的参考表面364移动。偏置元件334能够解压但继续提供大体上恒定的载荷到密封组件304。在维护期间，填料螺母318a-b能够被旋紧以便于第一导向构件344a接合止动法兰324。在其他示例中，第一间隙G₁能够被重新调节并且填料螺母318a-b能够被旋紧以便于第一导向构件344a接合止动法兰324。

示例性阀门填料组件300能够与行程阀(例如，液流控制阀100)、回转阀或其他类型需要动载荷阀门填料的液流控制阀一起使用。

图4A-4C示出了另一种示例性加载组件400的不同视图，该加载组件400能够被用来实施示例性阀门填料组件300从而提供预定的载荷或填料压力。尽管示例性加载组件400以与阀门填料组件300有关的方式描述，但是该加载组件400能够与任何其他合适的阀门填料组件一起使用或相关联。

与上述的示例性加载组件302的那些元件大体上相似或相同并且具有与那些元件的功能大体上相似或相同的功能的图4A-4C的示例性加载组件400的那些元件在下文中将不会再予以详细地描述。相反地，感兴趣的读者参见以上与图3A-3C相关的对应描述。那么实质上相似或相同的元件将以那些被描述为与图3A-3C有关的元件相同的附图标记描述。

参见图4A-4C，加载组件400包括设置在填料法兰404和止动法兰406之间的偏置元件402。在这个示例中，与图3A-3C的加载组件300相反，填料法兰404的孔口408与止动法兰406的孔口410同轴对齐。第一导向构件412设置在填料法兰404的孔口408内并且第二导向构件414设置在止动法兰406的孔口410内。在这个示例中，填料法兰404包括第三导向构件416，其与止动法兰406的第四导向构件(未示出)同轴对准从而当加载组件400被调节以提供载荷到密封组件304时有助于保持填料法兰404大体上平行于止动法兰406和/或阀盖308的表面372。

在组装期间，填料螺母318a-b被旋紧以便于偏置元件402略微偏移以提供相当轻的载荷从而将填料法兰404定位到偏置元件402的大约自由堆叠高度处。如图4C最清晰示出的，在第一导向构件412的参考表面420和第二导向构件414的参考表面422之间提供第一预定间隙418。此外，在第二导向元件414的参考表面422和填料法兰404的参考表面426之间提供第二预定间隙424。在示出的示例中，第二导向构件414定位到第二预定间隙424并且随后第一导向构件412定位到第一预定间隙418。在预定的间隙418和424被设定或调节后，紧固件428(例如，锁定螺母)分别将第一和第二导向构件412和414的位置锁定或固定到填料法兰404和止动法兰406。预定间隙418和424能够被工厂设定或能够被现场调节的。

为了加载密封组件304到与第一预定间隙418关联的预定填料压力，填料螺母318a-b被旋紧(例如，手动旋紧)直到第一导向构件412的参考表面420接合第二导向构件414的参考表面422。为了使密封组件304加载到与第二预定间隙424关联的预定填料压力，第一导向构件412被移除或定位以使得第一导向构件412的参考表面420和第二导向构件414的参考表面422之间的间隙大于第二预定间隙424。填料螺母318a-b然后被旋紧直到填料法兰404的参考表面426接合第二导向构件414的参考表面422。

在这种示例中，第一导向构件412提供了机械式止动从而防止或限制加载组件400施加比与第一预定距离418关联的填料压力更大的填料压力到密封组件304上。换言之，第一导向构件412防止加载组件400使偏置元件402偏移比第一预定距离418更大的偏移量。同样地，第二导向构件414提供了机械式止动以防止或限制加载组件402施加比当对应于第二预定距离424的量偏移偏置元件402时所提供的填料压力更大的填料压力到密封组件304上。

图5A和图5b示出了此处描述的另一种示例性加载组件500的不同视图，该加载组件能够与图3A-3C的示例性阀门填料组件300一起使用。

示例性加载组件500包括设置在填料法兰504和止动法兰506之间的偏置元件或弹簧502(例如，按顺序堆叠的蝶形弹簧)。该止动法兰506包括孔口508以容纳导向构件510并且该填料法兰504包括与止动法兰506的孔口508同轴对准的孔口512以容纳工具514。

导向构件510能够为，例如凹头止动螺钉516。该工具514(例如，艾伦扳手)能够用来经由填料法兰504的孔口512调节导向构件510的位置。如本示例所示，能够提供第二导向构件518以当加载密封组件304时保持填料法兰504大体上平行于止动法兰506和/或阀盖308的表面372。此外，在导向构件510的调节过程中通过计算工具514的圈数或转数工具514的使用能够易于导向构件510的调节。

在组装期间，填料螺母318a-b被旋紧以便于偏置元件502略微偏移从而提供相当轻的载荷以将填料法兰504定位到偏置元件502的大约自由堆叠高度位置处。预定间隙520提供在导向构件510的参考表面522和填料法兰504的参考表面524之间。紧固件526(例如，锁定螺母)能够被用来在调节预定间隙520后锁定或固定导向构件510的位置。该预定间隙520能够被工厂设定和/或能够被现场调节。

为了将密封组件304加载到与预定间隙520关联的预定填料压力，该填料螺母318a-b被旋紧直到导向构件510的参考表面522接合填料法兰504的参考表面524。该填料螺母318a-b引起填料法兰504朝着止动法兰506移动直到填料法兰504接合导向构件510，因而导致偏置元件502偏移与预定间隙520对应的预定距离。

预定间隙520能够对应于最大的希望填料压力、标称填料压力或被加诸于密封组件304上的任何希望的填料压力。例如，预定间隙520能够被调节从而在填料法兰504和止动法兰506之间提供预定距离，其使偏置元件502偏移从而提供最大的希望填料压力到密封组件304上。因此，如果预定间隙520与最大的填料压力关联，该填料螺母318a-b能够随后被松开从而引起填料法兰504的参考表面524远离导向构件510的参考表面522移动以提供比当填料法兰504接合导向构件510时提供的填料压力更小的填料压力。填料螺母318a-b能够从填料法兰504接合导向构件510的位置松开预定数量的转数(例如，1转)从而使偏置元件502的偏移解压或减少到比最大填料压力小的受控的希望填料压力。

示例性导向构件510并非限定与如图5A和图5B所示的凹头止动螺钉。例如，如图6所示，示例性加载组件600包括具有六角形头或部分604的导向构件602。此外或可选择地，在本示例中，能够设置填料法兰606而不必制造(例如，机加工)孔口(例如，图5A和图5B的孔口512)以容纳工具(例如，工具514)。相反地，工具能够进出位于填料法兰606和止动法兰608之间的导向构件602。

图7A-7D示出了另一种示例性加载组件700的不同视图，该加载组件能够用来实施图3A-3B的示例性阀门填料组件300。该示例性加载组件700包括设置在填料法兰704和仪表法兰(gauge flange)706之间的偏置元件702。在本示例中，第一导向构件708a耦接到仪表法兰706并且被填料法兰704的第一孔口710a至少部分地容纳。不同于第一导向构件708a的第二导向构件712a耦接到仪表法兰706并且由填料法兰704的第二孔口710b至少部分地容纳。在本示例中，实质上与第一导向构件708a相似的第三导向构件708b耦接到仪表法兰706并且有填料法兰704的孔口710c容纳。实质上与第二导向构件712a相似的第四导向构件712b耦接到仪表法兰706并且由填料法兰704的孔口710d容纳。孔口710a-d以及导向构件708a-b和712a-b关于各自的填料法兰704和仪表法兰706的周边间隔开从而易于当加载密封组件304时保持填料法兰704大体上平行于仪表法兰706。

参见图7C，第一导向构件708a包括阶梯状表面以在第一或端部表面716和第二或参考表面718之间提供第一预定距离714。该距离对应一预定间隙，在该预定间隙处，填料法兰704能够被设定以提供偏移到偏置元件702，其中该偏移提供了预定的填料压力到密封组件304上。例如，这样的间隙能够被设定以提供标称的填料压力到填料密封件。

参见图7D，第二导向构件712a为导向销，其包括阶梯状表面以在第一表面722和第二表面724之间提供第二预定距离720。距离720对应于预定间隙，在该预定间隙处，该填料法兰704被定位以提供偏移到偏置元件702，其中该偏移提供了与第一预定填料压力不同(例如，大于)的第二预定填料压力到密封组件304上。例如，这样的间隙能够被设定以提供最大的希望填料压力到密封组件304上。

因此，示例性加载组件700包括第一组第一导向构件708a-b以指示例如待施加到填料密封件上的标称填料压力以及第二组导向构件712a-b以指示例如待施加到填料密封件上的最大的希望填料压力。

在组装期间，填料压力能够在工厂和/或在现场设定。填料螺母318a-b被旋紧到至少大约地对应于偏置元件702的自由堆叠高度状态(例如，手动旋紧位置)的初始位置。第一导向构件708a-b以及第二导向构件712a-b耦接到仪表法兰706。当填料法兰704处于自由堆叠高度位置，第一和第二导向构件708a-b以及712a-b被调节以使得各自的端部表面716以及722实质地对准(例如，齐平)填料法兰704的参考表面726(例如，顶表面)。尽管并未示出，然而工具(例如，板、尺等)能够被用来确定端部表面716和722是否实质地对准了填料法兰704的参考表面726。例如，平坦的尺能够相对参考表面726在填料法兰704的孔口710a上保持并且第一导向构件708a-b和第二导向构件712a-b能够被调节直到端部表面716与尺接合。

为了将填料压力设定到当偏置元件702被偏移到第一预定距离714时提供的填料压力(例如，标称填料压力)，填料螺母318a-b被旋紧直到第一导向构件708a-b的参考表面718实质地对准填料法兰704的参考表面726。再者，工具能够用来确定第一导向构件708a-b的参考表面718实质地对准填料法兰704的参考表面726。同样地，为了将填料压力调节到当偏置元件702被偏移到第二预定距离720时提供的填料压力(例如，最大的希望填料压力)，填料螺母318a-b进一步地旋紧直到第二导向构件712a-b的参考表面724实质地对准填料法兰704的参考表面726。

图8示出了示例性的前挡块800，其能够与图7A-7D的示例性加载组件700一起使用。该前挡块800包括圆筒形本体802，其具有螺纹部分804以可旋转地耦接到填料法兰704的孔口710a。前挡块800包括第一孔口806和沉孔808。第一孔口806以一定尺寸制造从而在导向构件812的参考表面816和端部表面814之间容纳导向构件812的一部分810。在这种示例中，导向构件812具有比图7A-7C的导向构件708a的直径更小的直径。可选择地，填料法兰704的孔口710a可具有更大的尺寸(例如，具有更大的直径)以容纳更大的前挡块元件，该前挡块元件具有沉孔以容纳例如导向构件708a。在这种示例中，沉孔808以一定的尺寸制造以可滑动地容纳导向构件812。导向构件812的参考表面816接合在沉孔808和孔口806之间形成的肩部818从而防止填料法兰704朝着仪表法兰706(见图7B)移动。

因此，前挡块800防止偏置元件702的偏移超过当参考表面816接合肩部818时提供的偏移。以这种方式，前挡块800防止加载组件(例如，图7B的加载组件702)施加载荷到密封组件304上，其中该载荷超过与由导向构件812提供的预定距离关联的填料压力。在一些示例中，仪表法兰706的厚度能够增加。

图9示出了另一种示例性前挡块900，该前挡块能够与图7A-7D的示例性加载组件700一起使用。在这种示例中，前挡块900形成(例如，一体形成)在填料法兰704中。在这种示例中，沉孔902形成在填料法兰704的孔口710a内。沉孔902能够以一定尺寸制造从而形成接合导向构件908的参考表面906的肩部904。该肩部904与填料法兰704的参考表面726间隔开一定距离从而当导向构件908的端部表面910与填料法兰704的参考表面726对齐时，导向构件908能够朝着参考表面726以直线运动行进预定的距离912。可选择地，导向构件908的一部分能够以一定尺寸(例如，能够在长度上增加)制造从而在参考表面726和参考表面906之间提供预定的距离(例如，比预定距离912更大的预定距离)。

因此，前挡块900防止偏置元件702的偏移超过由预定距离912提供的偏移量从而防止加载组件700施加超过与由导向构件908提供的预定距离912关联的填料压力的填料压力到密封组件304上。在其他示例中，孔口710b能够形成有前挡块900从而防止加载组件700施加比与第二预定距离关联的填料压力更大的填料压力。

图10A和图10B示出了另一种示例性加载组件1000的不同视图，该加载组件能够与示例性的阀门填料组件300一起使用。在这种示例中，加载组件1000包括设置在填料法兰1004和仪表法兰1006之间的偏置元件1002。导向构件1008耦接到仪表法兰1006并且至少部分地由填料法兰1004的孔口1010容纳。与图7A-7D的导向构件708a-b和708c-d的导向构件相反，导向构件1008包括以不同的预定距离或间隙尺寸间隔开的多个阶梯状表面，前述不同预定距离或间隙尺寸与将由偏置元件1002施加的各填料压力相对应。

在这种示例中，如图10B所示，导向构件1008包括第一阶梯状表面以在端部表面1014和第一参考表面1016之间提供第一预定距离或间隙1012。导向构件1008还包括第二阶梯状表面以在端部表面1014和第二参考表面1020之间提供第二预定距离或间隙1018。该示例性导向构件1008减少了填料法兰1004和仪表法兰1006所需的孔口数量(例如，孔口710b-d)，因此降低了制造成本。调节加载组件1000的方法与上面结合图7A-7D叙述的调节加载组件700的方法实质上相似，因此，将不再重述。相反地，感兴趣的读者参照上面结合图7A-7D叙述的加载组件700的描述。

尽管在此已经描述了一些方法和装置，但是本专利的覆盖范围并不限于此。相反地，本专利覆盖字义上或在等同理论下实际上落入所附权利要求书范围内的所有的法和装置。

Claims (20)

1.一种用于液流阀的加载组件，所述加载组件包括：

填料法兰，其具有中央开口、第一填料孔口和第二填料孔口；

止动法兰，其具有中央开口、第一止动孔口和第二止动孔口；

设置在所述填料法兰和所述止动法兰之间的多个偏置元件，所述多个偏置元件向所述液流阀的密封组件提供加载压力；

第一导向构件，其设置在所述第二填料孔口之中；以及

第二导向构件，其设置在所述第二止动孔口之中，

其中，所述填料法兰和所述止动法兰的所述中央开口被安装用于可滑动地容纳阀杆，

所述第一填料孔口和所述第一止动孔口同轴地加以对齐，所述第一填料孔口和所述第一止动孔口被安装用于容纳填料螺栓，并且

所述第二填料孔口和所述第二止动孔口并未同轴地加以对齐，所述第一导向构件被离所述止动法兰第一预定距离地加以定位并且所述第二导向构件被离所述填料法兰第二预定距离地加以定位。

2.根据权利要求1所述的加载组件，其特征在于，所述第一预定距离相应于待提供给所述密封组件的第一预定载荷。

3.根据权利要求2所述的加载组件，其特征在于，所述第一预定载荷为额定填料压力。

4.根据权利要求2所述的加载组件，其特征在于，所述第一导向构件提供机械止动。

5.根据权利要求1所述的加载组件，其特征在于，所述第二预定距离相应于待提供给所述密封组件的第二预定载荷。

6.根据权利要求5所述的加载组件，其特征在于，所述第二预定载荷为最大期望的填料压力。

7.根据权利要求5所述的加载组件，其特征在于，所述第二导向构件提供机械止动。

8.根据权利要求1所述的加载组件，其特征在于，所述加载组件通过填料随动件操作地耦接至所述密封组件。

9.根据权利要求8所述的加载组件，其特征在于，所述止动法兰被定位在所述填料随动件和所述填料法兰之间。

10.根据权利要求8所述的加载组件，其特征在于，所述填料随动件包括在基部和套筒部分之间的随动件法兰，所述随动件法兰接合所述止动法兰的表面。

11.根据权利要求10所述的加载组件，其特征在于，为所述套筒部分定尺寸以可滑动地适配在所述填料法兰的所述中央开口之内并且在所述止动法兰的所述中央开口之内。

12.根据权利要求10所述的加载组件，其特征在于，所述随动件法兰包括被配置用于可滑动地容纳阀杆的开口。

13.根据权利要求12所述的加载组件，其特征在于，所述开口能够内衬有碳填充的聚四氟乙烯。

14.根据权利要求1所述的加载组件，其特征在于，所述填料法兰包括第三填料孔口。

15.根据权利要求14所述的加载组件，其特征在于，所述加载组件包括被设置在所述第三填料孔口之中的第三导向构件。

16.根据权利要求14所述的加载组件，其特征在于，所述止动法兰包括第三止动孔口。

17.根据权利要求16所述的加载组件，其特征在于，所述加载组件包括被设置在所述第三止动孔口之中的第四导向构件。

18.根据权利要求1所述的加载组件，其特征在于，所述多个偏置元件为多个蝶形弹簧。

19.一种用于液流阀的加载组件，其特征在于，所述加载组件包括：

填料法兰，其具有中央开口、第一填料孔口和第二填料孔口；

止动法兰，其具有中央开口、第一止动孔口和第二止动孔口；

设置在所述填料法兰和所述止动法兰之间的多个偏置元件，所述多个偏置元件向所述液流阀的密封组件提供加载压力；

第一导向构件，其设置在所述第二填料孔口之中；以及

第二导向构件，其设置在所述第二止动孔口之中，

其中，所述填料法兰和所述止动法兰的所述中央开口被安装用于可滑动地容纳阀杆，

所述第一填料孔口和所述第一止动孔口同轴地加以对齐，所述第一填料孔口和所述第一止动孔口被安装用于容纳填料螺栓，并且

所述第二填料孔口和所述第二止动孔口同轴地加以对齐，所述第一导向构件被离所述第二导向构件第一预定距离地加以定位并且所述第二导向构件被离所述填料法兰第二预定距离地加以定位。

20.根据权利要求19所述的加载组件，其特征在于，所述第一导向构件包括第一紧固件并且所述第二导向构件包括第二紧固件。