專利名稱：控制閥桿引導(dǎo)襯套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種控制閥，尤其是一種具有閥桿引導(dǎo)襯套的控制閥。
背景技術(shù)：
在大量處理控制系統(tǒng)應(yīng)用場合中，控制閥用以控制處理流體(也就是，液體、氣體和漿體等)。盡管處理控制系統(tǒng)可以使用控制閥來最終控流體的壓力、水平、PH值或其他所需的參數(shù)，但是，控制閥基本上控制流體流的流速。
通常，控制閥可包括通過孔和流體出口聯(lián)接的流體入口通道以及設(shè)置在控制流體的量的孔中的關(guān)閉件。該關(guān)閉件可包括閥塞，該閥塞具有相對于設(shè)置在孔處的座環(huán)座放的表面。操作期間，處理控制系統(tǒng)或者手工控制控制閥的操作人員向著或遠(yuǎn)離座環(huán)的表面移動閥塞，從而通過控制閥提供經(jīng)過孔的所需流體流。
操作閥期間，許多元件由于它們的反復(fù)和普遍的循環(huán)而被磨損，尤其是閥桿和接觸閥桿的元件。而且，隨著流體流在致動器運動期間在閥上產(chǎn)生側(cè)載荷，也能出現(xiàn)磨損。當(dāng)閥桿和另一個接觸元件之間發(fā)生金屬和金屬的接觸時，上述磨損問題有時會被加劇。磨損導(dǎo)致的問題包括但不限于閥和部件的使用壽命的降低；不希望出現(xiàn)的泄漏；以及，閥桿的失準(zhǔn)。所以，在閥中加入襯套，以減輕閥元件的磨損，改進(jìn)閥桿的引導(dǎo)并對準(zhǔn)不同的閥元件。更具體地，通過將閥塞和座環(huán)對準(zhǔn)，可以得到更好的閥截流，類似地，通過對準(zhǔn)閥桿和填塞件(packing)，可以減少經(jīng)過填塞件的泄漏。
過去，已經(jīng)試圖提供一種襯套，其使用雙件襯套或使用單件襯套，并利用粘結(jié)劑將襯套固定在控制閥內(nèi)的適當(dāng)位置。但是，每種上述解決方案都沒有完全解決手頭的這些問題。雙件襯套不經(jīng)濟，而且在操作過程中易于分離。類似地，利用粘結(jié)劑保持的單件襯套難以安裝和拆卸，并且在操作過程中也易于分離。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種改進(jìn)的襯套，能夠經(jīng)濟地制造、安裝和拆卸該襯套，且其能夠在閥的操作過程中保持固定。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種控制閥，其包括流體入口通道、流體出口通道以及將流體入口通道和流體出口通道連接的孔。該控制閥還包括可操作地和閥塞聯(lián)接的閥桿，閥塞打開和關(guān)閉所述孔；以及，單件自保持襯套，其設(shè)置在閥桿和閥元件之間。其中，所述單件自保持襯套適于和所述閥元件配合，以引導(dǎo)閥桿。


通過下文結(jié)合附圖對本發(fā)明的描述，本發(fā)明的優(yōu)點將會顯然，附圖中圖1是流體閥的剖視圖，該閥包括閥桿、閥塞、填塞組件和桿引導(dǎo)襯套；圖2是圖1中的填塞螺母、閥桿、填塞螺母和桿引導(dǎo)襯套的詳細(xì)視圖；圖3是圖2中的桿引導(dǎo)襯套的透視圖；圖4是在將桿引導(dǎo)襯套塞入填塞螺母中的過程中、圖2中的填塞螺母和桿引導(dǎo)襯套的剖視圖；圖5是在將桿引導(dǎo)襯套塞入填塞螺母以及將閥桿塞入填塞螺母和桿引導(dǎo)襯套之后，圖4中的填塞螺母、閥桿和桿引導(dǎo)襯套的剖視圖；和圖6是圖4中的填塞螺母和桿引導(dǎo)襯套的詳細(xì)的局部剖視圖。
本發(fā)明可以進(jìn)行各種修改并且具有備選的結(jié)構(gòu)，下文將參照附圖詳細(xì)描述圖中所示的某些示例性實施方式。但應(yīng)該明白，所述描述不意于將本發(fā)明限制于某些具體公開的形式，相反，本發(fā)明涵蓋落入本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的各種修改、備選結(jié)構(gòu)以及等效方式。
具體實施例方式
下面，首先具體參照圖1，控制閥總體上用附圖標(biāo)記20指代。該控制閥20包括閥體30、流體入口通道32、流體出口通道34以及將流體入口通道32和流體出口通道34聯(lián)接在一起的孔36。閥塞42和閥桿44聯(lián)接，該閥桿延伸穿過閥帽40而到達(dá)一個致動器(未示出)。該致動器可以包括隔膜殼體63。在一個備選示例中，該流體入口通道32和該流體出口通道34可以反轉(zhuǎn)，這樣，所述流體入口通道32成為流體出口通道，而所述流體出口通道34成為流體入口通道。
單件自保持桿引導(dǎo)襯套52a可以同心地位于閥桿44和填塞螺母46之間。該填塞螺母46可以包括暴露給流體入口通道32的外側(cè)；抵靠在墊圈49上的內(nèi)側(cè)；以及，設(shè)置在填塞螺母46中心的孔51。該填塞螺母46可以螺紋安裝在閥帽40的下部41上，如圖1所示的那樣定位。墊圈49和填塞組件50也圍繞閥桿44位于閥帽40內(nèi)，所述墊圈例如酸模墊圈(belleville washer)。
行程限位裝置64和第二單件桿引導(dǎo)襯套52b可以位于閥帽40內(nèi)，該行程限位裝置限制閥桿44的行程。致動器(未示出)可以在控制閥20的操作過程中將閥桿44和閥塞42向著和遠(yuǎn)離座環(huán)38移動，以分別關(guān)閉和打開控制閥20。
在流體入口通道32的上方可以是填塞螺母46和第一桿引導(dǎo)襯套52a，兩者均圍繞閥桿44。填塞螺母46和閥桿44兩者均可以由不銹鋼或其他任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥伞?br> 現(xiàn)在大體參照圖2，填塞螺母46的外表面適于和閥帽40的下部41螺紋嚙合。閥帽40的下部41和閥帽40可以由碳鋼或其他任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?。該填塞螺?6適于圍繞并卡住桿引導(dǎo)襯套52a。在該填塞螺母46的孔51中可以設(shè)置環(huán)形槽47a，該環(huán)形槽位于距離該填塞螺母46的露出端足夠距離之處，以便允許桿引導(dǎo)襯套52a完全插入到填塞螺母46中，從而使得填塞螺母46能夠卡住桿引導(dǎo)襯套52a。
由圖3和圖6可見，該環(huán)形槽47a的高度56a和深度57a也適于保持桿引導(dǎo)襯套52a的第一端53a的肩部58a。環(huán)形槽47a的深度57a可以大于桿引導(dǎo)襯套52a的肩部58a的寬度61a，以確保桿引導(dǎo)襯套52a的外表面抵靠填塞螺母46的孔51。類似地，環(huán)形槽47a的高度56a可以稍大于桿引導(dǎo)襯套52a的肩部58a的高度60a，以確保在槽47a和肩部58a之間的非干涉配合。
現(xiàn)在參考圖3-5，桿引導(dǎo)襯套52a可以由例如聚苯硫醚(PolyphenlyeneSulfide PPS)的低摩擦材料或其他適用于所希望目的的材料制成，并且，如上所述，桿引導(dǎo)襯套52a適于將其自身保持在填塞螺母46中。該桿引導(dǎo)襯套52a所具有的壁厚適于在閥桿44和填塞螺母46之間得到滑動配合。在第二端54a上，桿引導(dǎo)襯套52a可以具有連續(xù)、不間斷的表面，而在第一端53a上，該桿引導(dǎo)襯套52a可以具有至少一個、優(yōu)選四個槽55a，所述槽位于桿引導(dǎo)襯套52a的第一端53a上，從而形成相同數(shù)目的叉部(prongs)48a。
例如，槽55a的長度可以是桿引導(dǎo)襯套52a的第一端53a和第二端54a之間距離的3/4，但是槽55a可以具有任意長度，甚至于將其省略，這視桿引導(dǎo)襯套52a的材料、尺寸和厚度的情況而定。在第一端53a上，該桿引導(dǎo)襯套52a可以包括肩部58a，對該肩部的尺寸進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦O(shè)置，使其能夠和上述的環(huán)形槽47a配合。
而且，該肩部58a可以包括位于該肩部58a的環(huán)形外端上的斜邊59a。可以對該斜邊59a的尺寸和位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，這樣，當(dāng)桿引導(dǎo)襯套52a的第一端53a同心地接觸填塞螺母46的露出邊緣時，該斜邊59a可以幫助桿引導(dǎo)襯套叉部48a在桿引導(dǎo)襯套52a插入填塞螺母46的過程之中向內(nèi)變形。
閥20中的桿引導(dǎo)襯套的數(shù)量可以改變，從一個到若干個桿引導(dǎo)襯套。類似地，在閥20中，桿引導(dǎo)襯套可以沿著閥桿44位于任何位置。例如，如同1所示，第二桿引導(dǎo)襯套52b可以位于閥帽40的上部45中，第一桿引導(dǎo)襯套52a可以位于填塞螺母46中。還可以有額外的桿引導(dǎo)襯套位于填塞螺母46、閥帽40的上部分或者不同的閥元件中。和位于填塞螺母46中的桿引導(dǎo)襯套52a類似，第二桿引導(dǎo)襯套52b和任何其他的桿引導(dǎo)襯套可以以類似的形式構(gòu)形，并適于將其位置保持在閥帽40的上部45中或者任何其他閥元件或元件組合中。
在將桿引導(dǎo)襯套52a插入填塞螺母46中之前，桿引導(dǎo)襯套52a的叉部48a可以向桿引導(dǎo)襯套52a的軸向中心壓縮，從而有效地減小桿引導(dǎo)襯套52a的第一端53a的外徑。桿引導(dǎo)襯套52a的第一端53a的外徑減小，從而允許通過肩部58a的斜邊59a將桿引導(dǎo)襯套52a的第一端53a過渡進(jìn)入填塞螺母46中。隨著桿引導(dǎo)襯套52a被推入填塞螺母46中，桿引導(dǎo)襯套52a的肩部58a可以最終配合進(jìn)入位于填塞螺母46內(nèi)表面中的環(huán)形槽47a。
一旦肩部58a和環(huán)形槽47a配合，桿引導(dǎo)襯套52a的內(nèi)表面可以提供一個基本光滑的承載面，用以滑動地支撐閥桿44。該肩部58a還可以座放于填塞螺母46的環(huán)形槽47a中，以防止桿引導(dǎo)襯套52a的任何線性運動。一旦閥桿44穿過桿引導(dǎo)襯套52a被安裝，如圖5所示，閥桿44結(jié)合環(huán)形槽47a，通過限制桿引導(dǎo)襯套52a的肩部58a以保持和環(huán)形槽478a的配合，將桿引導(dǎo)襯套52a固定在填塞螺母46中，從而防止桿引導(dǎo)襯套52a的肩部58a在閥20的操作過程中變形并從填塞螺母46中脫離。
操作中，可以和各種閥元件一起使用一個或多個桿引導(dǎo)襯套52a和52b，包括但不限于填塞螺母46和閥帽40，但在此描述在填塞螺母46中使用的單個桿引導(dǎo)襯套52a。在控制閥20的裝配過程中，在將閥元件裝配到控制閥20中之前，可以將桿引導(dǎo)襯套52a預(yù)裝配到閥元件中，或者可以分開地將桿引導(dǎo)襯套52a裝配到控制閥20中。例如，可以在將填塞螺母46裝配到控制閥20之前將桿引導(dǎo)襯套52a預(yù)裝配到填塞螺母46中。不過，可以在填塞螺母46已經(jīng)安裝到控制閥20中之后將桿引導(dǎo)襯套52a安裝到填塞螺母46中。
更具體地，如圖2-6所示，可以將桿引導(dǎo)襯套52a的第一端53a插入大體圓柱形的孔51，該孔位于填塞螺母46的中心。當(dāng)桿引導(dǎo)襯套52a的第一端53a穿過填塞螺母46時，肩部58a的斜邊59a通過使桿引導(dǎo)襯套52a的叉部48a向著桿引導(dǎo)襯套的軸向中心變形而幫助桿引導(dǎo)襯套52a插入填塞螺母46。當(dāng)桿引導(dǎo)襯套52a進(jìn)一步插入填塞螺母46時，該叉部48a可以進(jìn)一步向著桿引導(dǎo)襯套52a的軸向中心變形，直到整個肩部58a位于填塞螺母46中。桿引導(dǎo)襯套52a進(jìn)一步插入填塞螺母46中，直到肩部58a擴展進(jìn)入填塞螺母46的環(huán)形槽47a中，從而將桿引導(dǎo)襯套52a固定到填塞螺母46中。
一旦桿引導(dǎo)襯套52a得到固定，桿引導(dǎo)襯套52a的外表面和填塞螺母46的孔51同心，并且基本上彼此平行，這樣，桿引導(dǎo)襯套52a的內(nèi)表面可滑動地和閥桿44配合。類似地，桿引導(dǎo)襯套52a的肩部58a可以座放于環(huán)形槽鎖47a中，這樣，肩部58a的、由尺寸60a和61a限定出的面積小于或等于環(huán)形槽47a的、由尺寸56a和57a限定出的面積，以便使桿引導(dǎo)襯套52a的叉部48a和填塞螺母46的孔51保持同心和彼此平行，從而確保肩部58a完全陷入環(huán)形槽47a。
一旦裝配好，操作地和閥塞42相連的閥桿44可以上下運動，以打開和關(guān)閉孔36。在閥桿44的往復(fù)運動過程中，該自保持桿引導(dǎo)襯套52a可以滑動地和閥桿44配合。
上述詳細(xì)描述旨在清楚說明以及幫助理解本發(fā)明，而并不是理解本發(fā)明所必須的限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種控制閥，包括閥體，其具有流體入口通道和流體出口通道；閥桿，其操作地和閥塞聯(lián)接，其中，該閥塞打開和關(guān)閉位于所述流體入口通道和所述流體出口通道之間的孔；以及單件自保持襯套，其具有第一端、第二端以及設(shè)置于所述閥桿和一個閥元件之間的肩部，其中，該單件自保持襯套適于和所述閥元件配合。
2.如權(quán)利要求1所述的控制閥，其中，所述單件自保持襯套由聚苯硫醚制成。
3.如權(quán)利要求1所述的控制閥，其中，所述單件自保持襯套包括至少一個從該單件自保持襯套的所述第一端向著該單件自保持襯套的所述第二端延伸的槽。
4.如權(quán)利要求1所述的控制閥，其中，所述單件自保持襯套的所述第一端能夠向著該襯套的軸向中心變形。
5.如權(quán)利要求1所述的控制閥，其中，所述肩部具有斜邊。
6.一種控制閥，包括殼體，其具有流體入口通道和流體出口通道；閥桿，其操作地和閥塞聯(lián)接，其中，該閥塞打開和關(guān)閉位于所述流體入口通道和所述流體出口通道之間的孔；以及閥元件，其具有適于接收單件自保持襯套的孔，這樣，該單件自保持襯套設(shè)置在所述閥桿和一個閥元件之間。
7.如權(quán)利要求6所述的控制閥，其中，所述閥元件包括位于所述孔的內(nèi)表面上的、適于接收所述單件自保持襯套的環(huán)形槽。
8.如權(quán)利要求6所述的控制閥，其中，所述閥元件為閥帽。
9.如權(quán)利要求6所述的控制閥，其中，所述閥元件為填塞螺母。
10.一種控制閥，包括閥體，其具有流體入口通道和流體出口通道；閥桿，其操作地和閥塞聯(lián)接，其中，該閥塞打開和關(guān)閉位于所述流體入口通道和所述流體出口通道之間的孔；單件自保持襯套，其具有第一端、第二端和肩部；閥元件，其具有適于接收所述單件自保持襯套的孔；其中，該單件自保持襯套適于和所述閥元件配合，并且，該單件自保持襯套設(shè)置在所述閥桿和一個閥元件之間。
11.如權(quán)利要求10所述的控制閥，其中，所述閥元件包括至少一個位于所述孔中的、適于固定所述單件自保持襯套的環(huán)形槽。
12.如權(quán)利要求10所述的控制閥，其中，所述閥元件為閥帽。
13.如權(quán)利要求10所述的控制閥，其中，所述閥元件為填塞螺母。
14.如權(quán)利要求10所述的控制閥，其中，所述單件自保持襯套由聚苯硫醚制成。
15.如權(quán)利要求10所述的控制閥，其中，所述單件自保持襯套包括至少一個從該單件自保持襯套的所述第一端向著該單件自保持襯套的所述第二端延伸的槽。
16.如權(quán)利要求10所述的控制閥，其中，所述單件自保持襯套的所述第一端能夠向著該單件自保持襯套的軸向中心變形。
17.如權(quán)利要求10所述的控制閥，其中，所述肩部具有斜邊。
18.一種單件自保持襯套，包括大體圓柱形的主體，其具有第一端、第二端以及靠近主體的第一端設(shè)置的環(huán)形肩部；以及該環(huán)形肩部適于和一個閥元件中的環(huán)形槽配合。
19.如權(quán)利要求18所述的單件自保持襯套，其中，所述單件自保持襯套還包括至少一個槽，該槽定位成從所述單件自保持襯套的第一端指向所述單件自保持襯套的第二端。
20.如權(quán)利要求18所述的控制閥，其中，所述單件自保持襯套由聚苯硫醚制成。
21.如權(quán)利要求18所述的單件自保持襯套，其中，所述環(huán)形肩部具有斜邊。
22.如權(quán)利要求18所述的單件自保持襯套，其中，所述襯套的所述第一端能夠向著該襯套的軸向中心變形。
23.一種安裝單件自保持襯套的方法，包括如下步驟提供一個閥，該閥具有閥桿、閥元件和單件自保持襯套，其中，該單件自保持襯套包括第一和第二端；將位于所述單件自保持襯套的所述第一端上的肩部和一個閥元件的環(huán)形槽配合；以及將所述閥桿插入所述單件自保持襯套。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，還包括使所述單件自保持襯套的所述第一端向著所述單件自保持襯套的軸向中心壓縮的步驟。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，還包括使位于所述桿引導(dǎo)襯套的所述肩部上的斜邊和一個閥元件配合的步驟。
全文摘要
一種流體控制閥，包括閥體，該閥體具有流體入口通道(32)和流體出口通道(34)。該控制閥還包括閥桿(44)和引導(dǎo)該閥桿的單件自保持襯套(52a)。位于該單件自保持襯套(52a)上的肩部(58a)適于和閥元件(46)配合。
文檔編號F16C29/00GK1589379SQ02822733
公開日2005年3月2日 申請日期2002年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月15日
發(fā)明者蘭迪·J·霍爾 申請人:費希爾控制國際公司