用于軸流式閥的夾緊式閥蓋組件及包括該閥蓋組件的軸流式閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]概括地說，本發(fā)明涉及流體控制閥，更具體地說，涉及具有夾緊式閥蓋組件的軸流式控制閥。
【背景技術(shù)】
[0002]在流體或氣體分配系統(tǒng)中通常采用控制閥來對(duì)控制閥下游的系統(tǒng)中的壓力進(jìn)行控制。氣體分配系統(tǒng)供應(yīng)氣體的壓力可以根據(jù)對(duì)系統(tǒng)的需求、氣候、供應(yīng)源和/或其它因素而改變。然而，大部分配備有例如窯爐、烘爐等用氣設(shè)備的終端用戶設(shè)施要求根據(jù)預(yù)先確定的壓力參數(shù)來傳送氣體。因此，這種分配系統(tǒng)使用控制閥來確保所傳送的氣體滿足終端用戶設(shè)施的要求。
[0003]在流體或氣體控制閥(統(tǒng)稱為“流體控制閥”)中，多種設(shè)計(jì)和性能考慮可能是重要的。例如，流體控制閥的設(shè)計(jì)者可能力圖設(shè)計(jì)具有較大的壓力穩(wěn)定性和對(duì)入口壓力變化的敏感性降低的控制閥。此外，設(shè)計(jì)者可能力圖構(gòu)建更緊湊的設(shè)計(jì)，以及可以有利于容易的組裝和服務(wù)的設(shè)計(jì)。
[0004]多種類型的流體控制閥是已知的，例如，滑動(dòng)閥桿控制閥、旋轉(zhuǎn)式控制閥等。在一些控制閥中，流動(dòng)通過閥的流體在流體經(jīng)過閥座時(shí)轉(zhuǎn)向了 90度或更多。90度的轉(zhuǎn)向是必要的，因?yàn)橛糜陂y的致動(dòng)器通常垂直于流體流動(dòng)方向進(jìn)行定向，并且閥塞平行于致動(dòng)器移動(dòng)進(jìn)行定向(即，垂直于流體流動(dòng)方向)，以簡化致動(dòng)器-閥塞接口。然而，在一些應(yīng)用中，由于通過調(diào)節(jié)器對(duì)流體流動(dòng)路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)向，一些控制閥可能遭受振動(dòng)和閥效率的損失。
[0005]軸流式或直線流動(dòng)控制閥是具有90度轉(zhuǎn)向的控制閥的替代方案。軸流式閥具有通過閥的流動(dòng)路徑或通道，該流動(dòng)路徑或通道基本上是筆直的或者與流體流動(dòng)方向平行，以使通過閥體的湍流最小化。雖然流動(dòng)路徑或通道可能不是完全筆直或平行的，但是流動(dòng)路徑或通道可以包括顯著小于90度的轉(zhuǎn)向，這可以減小振動(dòng)和效率的損失。
[0006]軸流式控制閥通常包括安裝在閥體的外表面的致動(dòng)器。致動(dòng)器操作地耦合到閥的流動(dòng)控制構(gòu)件，并且將流動(dòng)控制構(gòu)件在打開位置和閉合位置之間移動(dòng)，以允許或防止流體通過閥的流動(dòng)。一些已知的軸流式控制閥在閥體內(nèi)對(duì)流動(dòng)控制構(gòu)件相對(duì)于座環(huán)進(jìn)行致動(dòng)，以對(duì)流動(dòng)通過閥體的流體進(jìn)行控制。
[0007]然而，軸流式控制閥面臨針對(duì)精確的內(nèi)部加工和長的組裝時(shí)間的需求。
【附圖說明】
[0008]圖1是包括夾緊式閥蓋組件的軸流式控制閥的剖面圖。
[0009]圖2是包括夾緊式閥蓋組件和旋轉(zhuǎn)式致動(dòng)器的軸流式控制閥的剖面圖。
[0010]圖3是包括夾緊式閥蓋組件和線性致動(dòng)器的軸流式控制閥的剖面圖。
[0011]圖4是包括線性致動(dòng)器的替代實(shí)施例和夾緊式閥蓋組件的軸流式控制閥的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]出于本申請(qǐng)的目的，軸流式控制閥被定義成具有以下流體流動(dòng)路徑或通道的控制閥:該流體流動(dòng)路徑或通道包括小于30度偏離通過閥內(nèi)件。
[0013]現(xiàn)在參考附圖，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明首先公開的例子的教導(dǎo)來組裝的軸流式控制閥，并且用附圖標(biāo)記10來指代該軸流式控制閥。軸流式控制閥10包括閥體12，其中閥體12包括閥入口 14、閥出口 16和閥端口 18。圓柱形的控制元件20可移位地設(shè)置在閥體12內(nèi)，使得控制元件20能夠相對(duì)于閥端口 18進(jìn)行位移，以便對(duì)流體在入口 14和出口 16之間的流動(dòng)進(jìn)行控制。閥端口 18可以包括閥座或座環(huán)19。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的，對(duì)通過流體調(diào)節(jié)設(shè)備的流體的控制可以通過將控制元件20在如圖1中所示出的打開位置和閉合位置(未示出)之間移動(dòng)來進(jìn)行控制，其中在所述打開位置，控制元件20遠(yuǎn)離閥座19間隔開，在所述閉合位置，控制元件20抵靠在閥座19。
[0014]在所公開的軸流式控制閥10中，從入口 14流動(dòng)到出口 16的流體稍微改變方向，從而形成角度A。角度A小于30度，優(yōu)選地小于20度，并且更優(yōu)選地小于10度。
[0015]流體調(diào)節(jié)設(shè)備10還包括致動(dòng)器(圖1中未示出)，該致動(dòng)器將控制元件20相對(duì)于閥座19移動(dòng)?？刂圃?0可以包括從一端延伸的閥桿20，用于將控制元件20操作地連接到致動(dòng)器。
[0016]閥體12可以包括開口 24，閥桿22延伸通過該開口 24以便操作地連接到安裝在外部的致動(dòng)器(圖1中未示出)。夾緊式閥蓋30可以至少部分地設(shè)置在開口 24內(nèi)，夾緊式閥蓋30圍繞閥桿22對(duì)開口 24進(jìn)行密封。在夾緊式閥蓋30中的空心孔的一端內(nèi)可以設(shè)置有密封填料(packing) 32，以防止流體在夾緊式閥蓋30和閥桿22之間流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，填料可以由石墨、PTFE或者任何其它適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?。填料墊壓圈(packing follower) 34可以將填料32套住在夾緊式閥蓋30和閥桿22之間。
[0017]閥籠36可以直接設(shè)置在閥座19和夾緊式閥蓋30之間。閥籠36可以表征:流體流動(dòng)通過閥端口 18，但是例如減小了壓力梯度或者減小了氣蝕(cavitat1n)。此外，閥籠36可以在控制元件20進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)引導(dǎo)控制元件20。
[0018]夾緊式閥蓋30、閥籠36和閥座19 一起形成夾緊式閥蓋組件40。
[0019]與常規(guī)的閥蓋不同，夾緊式閥蓋30可以大部分設(shè)置在閥體12內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，夾緊式閥蓋的大部分(即，大于50%)位于閥體12內(nèi)。此外，夾緊式閥蓋30不是閥體的整體組成部分。相反，夾緊式閥蓋30可以插入到開口 24中并且通過從閥座19經(jīng)過閥籠36傳送的力保持在開口 24中。在一個(gè)實(shí)施例中，閥座19可以包括外螺紋42，該外螺紋42在閥端口 18內(nèi)與閥體12上的內(nèi)螺紋44相配合。由于閥座19固定在閥端口 18內(nèi)，因此螺紋連接部46的轉(zhuǎn)向動(dòng)作將閥座19拉向開口 24，這提供了經(jīng)過閥籠36的力，從而將夾緊式閥蓋30夾在開口 24內(nèi)。
[0020]因?yàn)閵A緊式閥蓋30不是閥體12的整體組成部分，所以夾緊式閥蓋30可以在閥體的外面加工，由于更大的接觸區(qū)域，這提高了可加工性。此外，填料32、填料墊壓圈34、閥桿22和閥塞20可以在閥體12的外面進(jìn)行組裝，并且作為子組件插入到閥體12中。此后，閥籠36可以插入到閥體12中，并且整個(gè)夾緊式閥蓋組件40可以受到由閥座19加載的壓力。因此，整個(gè)組裝操作可以通過閥出口 16容易地接觸，其中閥出口 16提供了對(duì)閥端口 18和開口 24的容易接觸。
[0021]夾緊式閥蓋30包括圓柱形外壁50，該圓柱形外壁50具有稍微小于開口 24的內(nèi)直徑的外直徑，使得一部分的外壁50可以以緊公差(close tolerance)裝入開口內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，外壁50的外直徑比開口 24的內(nèi)直徑小0.5mm至2mm。圓柱形外壁50具有實(shí)質(zhì)上大于閥桿22的外直徑的內(nèi)直徑。因此，在外壁50的內(nèi)直徑和閥桿22之間形成空間52。在一個(gè)實(shí)施例中，夕卜壁50的內(nèi)直徑可以比閥桿22的外直徑大Icm至3cm。
[0022]內(nèi)螺紋部分54可以設(shè)置在夾緊式閥蓋30的第一端56處。填料墊壓圈34可以包括外螺紋部分58，該外螺紋部分58與內(nèi)螺紋部分54相配合，以將填料墊壓圈34可松解地固定到夾緊式閥蓋30，從而將填料32套住在空間52內(nèi)?？梢詮拈y體12的外面對(duì)填料墊壓圈34進(jìn)行調(diào)整，以提供對(duì)填料32的適當(dāng)?shù)募虞d力或者在閥10的操作期間調(diào)整該加載力，從而產(chǎn)生在夾緊式閥蓋30和閥桿22之間的流體嚴(yán)密密封。為了有助于對(duì)填料墊壓圈34的調(diào)整，填料墊壓圈34可以包括一個(gè)或多個(gè)工具接收特征部60。
[0023]內(nèi)部凸緣62可以從夾緊式閥蓋30的第二端64徑向地向內(nèi)延伸。外部凸緣65可以從夾緊式閥蓋30的第二端64徑向地向外延伸。外部凸緣65可以包括唇部66，其中唇部66從外部凸緣64縱向地向外延伸，外部凸緣64和唇部66形成閥籠座68。
[0024]外部凸緣65可以具有大于開口 24的內(nèi)直徑的外直徑。在一個(gè)實(shí)施例中，夕卜部凸緣的外直徑比開口 24的內(nèi)直徑大2cm至4