专利名称：具有锁定装置的手动阀控制器的制作方法
技术领域：
本公开一般涉及阀，更具体地，涉及具有锁定装置的手动阀控制器。
背景技术：
流体过程系统通常使用阀，例如旋转阀，来控制过程流体的流动。旋转阀通常包括设置于流体通道上并通过阀轴可旋转地耦接至旋转阀的阀体的流动控制元件。从旋转阀延伸出来的阀轴的一部分可操作地耦接至致动器(例如，手动致动器或控制器等)，该致动器控制流动控制元件。例如，手动致动器或控制器具有杆或杆臂以将手动致动器或控制器耦接到阀轴。杆可在第一位置和第二位置之间旋转以移动阀的流动控制元件(例如，阀盘、阀球等)至需要的角位从而获得通过旋转阀的所需的流体流动。一些管理机构(例如，职业安全及健康管理局(OSHA))已建立安全或锁定程序，以防止处理例如危险流体的设备的无意或未经授权的操作。通常，这些标准要求阀通过例如安全或锁定装置锁定在一个关闭位置(例如，暂时不起作用)，以防止意外或未经授权的阀致动器(例如，手动致动器的杆)的启动。安全或锁定装置用来阻止阀的操作，直到锁定装置被移除。例如，锁定或安全设备经常用来确保手动控制器的杆在阀的维护或维修期间无法启动。这种锁定或安全装置防止杆未经授权或无意的旋转，因此，防止阀的流动控制元件的未经授权或无意的旋转。一些已知的旋转阀具有与阀一体形成的锁定装置。然而，这种一体形成的锁定装置往往需要复杂的元件布置以实现锁定条件。一些其它已知的旋转阀是这样实现的，其锁定装置需要额外的用来与旋转阀的杆耦接的元件。例如，一个已知的锁定装置具有一与杆接合的壳体和一与壳体可滑动地耦接的套筒。套筒包括多个孔以与壳体上相应的孔对齐， 从而，锁定装置通过孔可拆卸地耦接至套筒和壳体，以防止壳体和套筒从杆上移除。然而， 这种具有一体的锁定装置的已知的阀，和/或具有额外的元件的已知的锁定装置要求额外制造、更复杂的阀组件，并增加了制造成本。
发明内容
在一个实施例中，用于阀的手动控制器包括与锁定盘可旋转地耦接的杆，杆还具有柄，柄在第一位置和第二位置之间枢转，该第一位置阻止杆相对于锁定盘的旋转，该第二位置允许杆相对于锁定盘的旋转。锁定元件可拆卸地耦接至柄。柄具有一用于接纳锁定元件的至少一部分的孔。锁定元件接合杆的一部分以防止柄在第一和第二位置之间枢转，从而在锁定元件耦接至柄时防止杆相对于锁定盘旋转。在另一个实施例中，旋转阀包括阀体，阀体具有可在阻止流体流经阀体的第一位置和允许流体流经阀体的第二位置之间移动的关闭元件，其中阀轴的第一端耦接至关闭元件。锁定盘耦接至阀体，并且具有位于与关闭元件的第一位置对应的第三位置和与关闭元件的第二位置对应的第四位置之间的多个凹口。锁定盘具有接纳阀轴的第二末端的孔。杆耦接至该阀杆的第二末端并且相对于锁定盘可旋转地耦接以使关闭元件在第一位置和第二位置之间移动。杆具有可枢转地耦接至杆的柄，以当柄相对于杆枢转时使得杆相对于锁定盘旋转。锁定元件可拆卸地耦接至柄，该柄具有通过其中的孔以接纳锁定元件的一部分。 锁定元件用来防止柄相对于杆枢转，从而防止杆相对于锁定盘的旋转。在另一个实施例中，用于阀的手动致动器包括用于可操作地将手动致动器耦接至阀的装置。手动致动器具有相对于锁定盘可旋转地耦接的杆，和可枢转地耦接至杆的柄。 柄在第一位置和第二位置之间枢转，该第一位置允许杆相对于锁定盘的旋转，该第二位置使阀保持在对应于杆相对于锁定盘的位置。手动控制器还包括用于锁定手动致动器的装置，使得该用于锁定的装置的一部分与杆的一部分接合，以阻止柄在第一和第二位置之间枢转。柄具有孔，用于接纳该用于锁定的装置的至少一部分。
图IA示出了一个示例性的阀的分解视图，该阀装配有本文描述的一个示例性的手动控制器。图IB示出了图IA中的示例性的手动控制器的平面图。图2为图IA和IB示例性的手动控制器的另一个视图。图3是图1中示例性的阀的侧视图，显示该示例性的手动控制器的柄位于接合位置。图4是图IA和3中的示例性的阀的侧视图，显示该示例性的手动控制器的柄位于
工作位置。图5是图1A、3和4中的示例性的阀组件的侧视图，显示该示例性的手动控制器位于锁定状态。
具体实施例方式流体控制装置，例如旋转阀，通常分布于整个过程控制系统以控制各种流体(例如，液体，气体等)的流体流动速率。手动致动阀一般没有自动控制阀(即，控制阀)贵， 并且通常用于没有或不需要自动控制的地方。此外，一些标准(如职业安全及健康管理局 (OSHA)制定的标准)经常要求手动阀在使用时保持锁定状态，例如，在处理危险液体时，以防止在维护或维修阀期间阀门产生意外或未经授权的操作。通常，本文所述的示例性的手动阀致动器或控制器提供一锁定状态，以防止手动控制器发生未经授权或无意的动作(例如，按照OSHA标准)。本文所述的示例性的手动阀致动器或控制器提供简化的配置，以减少阀组件、零部件，以及因此减少制造成本。本文所述的示例性的手动控制器通常包括通过阀轴可操作地耦接至阀的流动控制元件的杆或杆臂。 手动控制器一末端通常耦接至阀轴的一末端，从而杆相对于阀体和锁定盘在第一方向上的旋转使流动控制元件向密封面(例如，密封环)移动，以防止流体流经阀，并且杆在与第一方向相反的第二方向上的旋转使流动控制元件远离密封面移动，以允许流体流经阀。杆具有在相对于杆的、防止杆相对于阀体旋转的第一位置和相对于杆的、允许杆相对于阀体和锁定盘的旋转的第二位置之间枢转的柄。为了提供锁定状态，本文所述的示例性的手动控制器的柄包括用于接纳锁定元件的至少一部分的孔。锁定元件与杆的一部分接合，以防止柄在第一和第二位置之间枢转，从而防止杆在锁定元件耦接至柄时旋转。因此，本文所述的示例性的手动控制器包括安全或锁定元件来实现锁定状态，以防止手动控制器的杆的未经授权的或无意的动作。图IA为示例性的阀组件100的分解视图，其配备有本文描述的示例性的阀致动器或控制器102。图IB为图IA中的示例性的手动控制器102的平面图。参照图IA和1B，阀组件100包括旋转阀104，其具有阀体106，阀体106限定位于入口 108和出口 110之间的流体流动通道。入口 108将旋转阀104耦接至上游流体源，出口 110将旋转阀104耦接至下游流体输送工具或消耗装置。流动控制元件112(例如，阀盘、 阀球等)设置于流体流动通道内。在此实施例中，流动控制元件112示出为圆盘，具有外缘 114，该外缘114与阀座或环形密封面116 (例如，密封环)密封地接合从而防止流体流经阀体106，以及该外缘114从密封面116移开以使流体流经阀体106。因此，流体流经旋转阀 104的速率由流动控制元件112相对于密封面116的位置控制。流动控制元件112通过，例如销、紧固件等，可操作地耦接至阀轴120的第一末端118和从动轴(未示出)。然而，在其它实施例中，阀104可以为球阀、偏心圆盘阀，或任何其它合适的阀。旋转阀104可以包括衬垫122，其与阀轴120同轴设置并且至少部分地设置于阀体 106内，以防止不必要的沿着阀轴120至环境中的泄漏。阀体106包括法兰124，以将阀体 106耦接至示例性的手动控制器102。示例性的手动控制器102包括杆或杆臂126、柄128、和锁定盘130 (例如，凹口挂轮板)。在此实施例中，安装架132通过紧固件302将手动控制器102安装或耦接至阀体 106的法兰124(附图幻。杆1 可旋转地耦接至锁定盘130，并且在相对于锁定盘130的第一位置134和第二位置136之间旋转，以在允许流体流经旋转阀104的第一位置(例如， 全开或最大流动速率位置)和防止流体流经旋转阀104的第二位置(例如，关闭位置)之间改变旋转阀104的流动控制元件112的位置。锁定盘130通过紧固件138耦接至安装架132，并且对应于杆1 相对于锁定盘 130的第一位置134的第一凹口，以及对应于杆1 相对于锁定盘130的第二位置136的第二凹口。如图IB最清楚地示出的，在此实施例中，锁定盘130在第一和第二位置134和 136之间具有多个凹口 140，其对应于流动控制元件112的各个节流位置。锁定盘130包括孔142以接纳阀轴120的第二末端144。杆1 通过阀轴120的第二末端144耦接至流动控制元件112，并且可旋转地耦接至锁定盘130以操作旋转阀104的流动控制元件112。杆1 包括细长的体部146，其具有第一末端148和第二末端150。杆126的第一末端148包括孔152以接纳阀轴120的第二末端144。杆126的孔152的形状与阀轴120的第二末端144的形状互补。如图所示，阀轴 120的第二末端144为正方形末端短轴。然而，在其它实施例中，阀轴120的第二末端144 可以为双D短轴末端、楔形短轴末端、矩形轴末端、花键轴末端，或任何其它合适的轴末端。虽然未示出，在其中一个实施例中，阀轴120的第二末端144可具有洞或孔，以通过例如紧固件将杆126耦接至阀轴120的第二末端144。然而，在其他的实施例中，杆1 的第一末端148可以包括任何其它合适形状的末端，以将杆1 耦接至阀轴120的第二末端144，而不需要机械加工出穿过阀轴120的第二末端144的洞或孔，例如，锁紧螺钉、过盈配合、销，或任何其它合适的紧固机制。在此实施例中，杆126包括支撑元件151，从而在柄128与锁定盘130(例如，与凹口 140中的一个)接合时，引导并保持杆1 大体上平行于柄128。支撑元件151提供支撑以防止当柄128与锁定盘130接合时在杆1 相对于柄1 之间移动。此外，杆1 包括靠近柄128的第一侧面156的第一凸出元件或突起IM和靠近柄128的第二侧面160的第二凸出元件或突起158。第一或第二突起IM和158从分别靠近柄128的第一和第二侧面156和160的杆1 上凸出、贴近柄1 上的孔162。柄128围绕第一和第二突起巧4和158之间的枢轴点168、在柄128的第一末端 164和柄128的第二末端166之间枢接于杆126。柄1 相对于杆1 在第一位置(例如， 接合或锁定位置)和第二位置(例如，工作位置)之间枢转。柄128的第一末端164包括接合面或边缘402(图4)，其接合(例如，设置于内部)多个凹口 140中的一个。在此实施例中，偏置元件170(例如，弹簧)将柄128的第二末端166偏置于第一位置，从而偏置元件 170将柄128的第一末端164偏置于多个凹口 140中的任一个。偏置元件170提供弹簧加载以将柄128的第一末端164偏置于多个凹口 140中的一个选定的凹口内，以确保或锁定杆1 的位置，并且由此确保或锁定流动控制元件112的位置，在对应于多个凹口 140中的任一个的任何位置。因此，杆1 可定位于和多个凹口 140中的任一个相接合，以将流动控制元件112的位置锁定于用于开/关应用的第一位置(例如，关闭位置)和第二位置(例如，开启位置)之间，或用于节流控制的任何中间位置。此外，在此实施例中，柄128的第一末端164包括凸出元件或安全突起172，以在柄 128的第二末端166被偏置元件170偏置远离杆1 时(S卩，在锁定位置)，与锁定盘130的面174(例如，底面)和/或凹口 140通过过盈(例如摩擦过盈)接合。在其他实施例中， 安全突起172的面，和/或盘130的面可包括设置于其上的橡胶涂层、橡胶垫等，和/或可以是粗糙的、参差不齐的等，以在安全突起172和盘130之间提供额外的摩擦力。在其他的实施例中，柄1 不具有安全突起172。例如，安全突起172防止杆1 从阀轴120脱落，由于，例如当杆126通过例如摩擦配合耦接至阀轴120时的震动。柄1 包括沿着柄128的一部分的的孔162来接纳锁定元件或装置的至少一部分，以实现阀锁定状态。孔162可通过例如机械加工(例如，钻孔)或任何其它合适的加工形成于柄128内。图2为图IA和IB中的手动控制器102的立体图，其具有示例性的锁定元件200 以实现锁定状态。虽然柄1 和杆1 在柄128的第一末端164接合多个凹口 140中的一个时保持旋转阀104的位置，在某些情况下，有必要(例如，按照OSHA标准)或要求锁定手动控制器102以防止杆1 相对于锁定盘130的无意的或意外旋转。例如，在维护或维修旋转阀104期间，会需要这种锁定状态。示例性的锁定元件200防止在耦接至手动控制器 102时杆1 意外或未经授权的相对于锁定盘130旋转。示例性的锁定元件200通过孔162可拆卸地耦接至柄128。孔162接纳锁定元件 200的至少一部分。锁定元件200接合杆126的至少一部分以防止柄1 在第一和第二位置之间枢转，从而防止杆1 在锁定元件200耦接至柄128时相对于锁定盘130旋转。更具体地说，锁定元件200接合杆1 上的邻近柄128的第一和第二侧面156和160(图1B) 的第一突起1 和/或第二突起158 (图1B)。如图2所示，锁定元件200示出为挂锁。挂锁的锁扣部分202通过孔162耦接至柄1 (例如，锁扣部分202插进孔162内)。当耦接至柄1 时，挂锁的锁扣部分202与杆126的第一或第二突起IM和158(图1B)接合(例如，过盈配合)，以防止柄128的第二末端166向第二位置(例如，朝向杆126)枢转。因此，当耦接至柄128时，锁定元件200防止杆1 相对于锁定盘130旋转，因此防止流动控制元件112的无意的移动。锁定元件200 被从柄1 移除或分离以使阀104工作。图3为图IA和IB中的示例性的阀组件100的侧视图，示出了柄1 位于第一或接合位置300(例如，第二末端166向远离杆126的方向枢转)。图4为图IA和IB中的示例性的阀组件100的侧视图，示出了柄1 位于第二或工作位置400 (例如，第二末端166朝向杆126的方向枢转)。图5为处于锁定状态500的图IA和IB中的示例性的阀组件100。在工作中，参照图3-5，当柄1 位于第一或接合位置300时，偏置元件170偏置柄 128的第二末端166围绕枢轴点168远离杆126，从而柄128的第一末端164与凹口 140中的一个接合。当柄128的第二末端166位于第一位置(例如，远离杆1 移动)，第一末端 164与形成于锁定盘130上的多个凹口 140中的一个接合(例如，设置于内部)，以保持或确保杆126的第一位置，因此，保持或确保旋转阀104的流动控制元件112的位置位于对应于凹口 140中的一个的位置。因此，杆1 和/或柄1 使流动控制元件112的位置保持在对应于第一位置134和第二位置136的第一位置(例如，关闭位置)和第二位置(例如， 开启位置)之间以用于开/关应用，或对应于凹口 140的其它凹口的任何中间位置以调节流经阀104的流体。参照图4，柄128的第二末端166相对于于杆1 从第一位置300 (如图3所示) 枢转至第二位置400(如图4所示)以使杆1 相对于锁定盘130旋转。当枢转至第二位置400时，柄1 在第一和第二突起巧4和158之间枢转。杆1 相对于锁定盘130在第一方向上的旋转使流动控制元件112向第一位置移动，并且杆1 相对于锁定盘130在第二方向上的旋转使流动控制元件112向第二位置移动。操作员或维修人员手动地朝向杆1 的方向移动的柄128的第二末端166以压缩偏置元件170。朝向杆1 移动柄128的第二末端166使柄128围绕枢轴点168枢转，从而柄128的第一末端164从多个凹口 140中的各个凹口脱离或移开(例如，图4的方向中的朝下方向)。当杆128位于如图4所示的位置时，操作员可以选择性地通过杆126将流动控制元件112定位于与多个凹口 140中任一个对应的任何需要的中间位置。在需要的位置上，操作员释放柄128的第二末端166，当杆1 返回图3中的位置300时，使得柄128的第一末端164枢转至与凹口 140中的一个接合。偏置元件170提供弹簧加载以偏置杆126的第一末端164，以接合多个凹口 140中的一个，其允许流动控制元件112锁定在与多个凹口 140 中的一个对应的位置上。参照图5，为了防止柄1 相对于杆126的枢转运动以防止杆1 相对于锁定盘 130旋转，锁定元件200通过孔162耦接至柄128。更具体地说，当一个人抓住柄128的第二末端166并试图向第二位置400(例如，朝向杆126)枢转柄时，挂锁的锁扣部分202与杆 126的第一和第二突起IM和158接合(例如，通过抵触)，以防止柄1 相对于杆1 枢转运动至第二位置400。本文所述的示例性的手动致动器或控制器102提供一种简化的方法来锁定手动操作旋转阀。特别是，本文所述的示例性的手动致动器或控制器102不需要额外的零部件或组件来锁定旋转阀，从而大大减少零部件的复杂性和成本。
尽管本文已经介绍了某些示例性的装置、方法和产品，但此专利覆盖的保护范围并不局限于此。相反，此专利涵盖了在字面上或者在等同原则下所有落入所附权利要求保护范围内的方法、装置和产品。
权利要求
1.一种用于阀的手动控制器，包括杆，可旋转地耦接至锁定盘，并具有在第一位置和第二位置之间枢转的柄，所述第一位置防止所述杆相对于所述锁定盘的旋转，所述第二位置允许所述杆相对于所述锁定盘的旋转；和锁定元件，可拆卸地耦接至所述柄，所述柄具有接纳所述锁定元件的至少一部分的孔， 其中所述锁定元件用于接合所述杆的一部分以防止所述柄在所述第一和第二位置之间枢转，从而当所述锁定元件耦接至所述柄时防止所述杆相对于所述锁定盘的旋转。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锁定盘耦接至所述阀的阀体，并且所述杆可操作地耦接至所述阀的流动控制元件，其中所述杆用于相对于所述锁定盘旋转以在第一位置和第二位置之间移动所述流动控制元件。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述锁定盘包括对应于所述流动控制元件的所述第一位置的第一凹口，和对应于所述流动控制元件的所述第二位置的第二凹口。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，在所述第一位置，所述柄的第一末端被偏置远离所述杆，使得所述柄的第二末端选择性地接合所述第一凹口或第二凹口，以将所述阀分别保持于所述第一或第二位置，并且，其中在所述第二位置，所述柄的所述第一末端朝向所述杆枢转，使得所述柄的所述第二末端远离所述第一或第二凹口移动，以允许所述杆相对于所述锁定盘的旋转。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柄通过弹簧偏置于所述第一位置。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述杆包括与所述柄的第一侧面邻近的第一凸出元件。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述锁定元件接合所述第一凸出元件，以在所述锁定元件耦接至所述柄时防止所述柄相对于所述杆枢转。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述杆包括与所述第一凸出元件相对并与所述柄的第二侧面邻近的第二凸出元件，其中所述锁定元件接合所述第二凸出元件，以在所述锁定元件稱接至所述柄时防止所述柄相对于所述杆枢转。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述锁定元件包括挂锁。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述挂锁的锁扣的至少一部分设置于所述柄的所述孔内，使得所述挂锁的所述锁扣与所述杆接合，以防止所述杆相对于所述锁定盘的旋转。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述锁扣接合所述杆的所述第一和第二凸出元件。
12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锁定盘还包括位于所述第一位置和所述第二位置之间的、与所述阀的各个节流位置对应的多个凹口。
13.一种旋转阀，包括阀体，具有可在阻止流体流经所述阀体的第一位置和允许流体流经所述阀体的第二位置之间移动的关闭元件，其中阀轴的第一末端耦接至所述关闭元件；锁定盘，耦接至所述阀体，并在与所述关闭元件的所述第一位置对应的第三位置和与所述关闭元件的所述第二位置对应的第四位置之间具有多个凹口，所述锁定盘具有用于接纳阀轴的第二末端的孔；杆，耦接至所述阀杆的所述第二末端，并且相对于所述锁定盘可旋转地耦接，以使所述关闭元件在所述第一位置和所述第二位置之间移动，所述杆具有可枢转地耦接至所述杆的柄，以使所述杆在所述柄相对于所述杆枢转时相对于所述锁定盘旋转；和锁定元件，可拆卸地耦接至所述柄，所述柄具有穿过其中的孔以接纳所述锁定元件的一部分，其中所述锁定元件用于防止所述柄相对于所述杆枢转以防止所述杆相对于所述锁定盘的旋转。
14.如权利要求13所述的阀，其特征在于，所述柄包括位于所述柄的第一末端的接合元件，以选择性的接合所述多个凹口中的一个，以在所述柄的第二末端被远离所述杆放置时，保持所述阀的对应于所述第三位置和所述第四位置之间的所述多个凹口中的所述一个的位置。
15.如权利要求14所述的阀，其特征在于，位于所述柄的所述第一末端的所述接合元件脱离所述多个凹口中的所述一个，以在当所述柄的所述第二末端被朝向所述杆放置时允许所述杆在所述第三位置和所述第四位置之间的旋转。
16.如权利要求13所述的阀，其特征在于，所述锁定元件包括挂锁。
17.如权利要求16所述的阀，其特征在于，所述柄的所述孔接纳所述挂锁的锁扣部分。
18.如权利要求17所述的阀，其特征在于，所述杆包括第一突起和与所述第一突起相对的第二突起，所述第一和第二突起分别与紧邻所述柄的所述孔的第一和第二侧面相邻而从所述杆突出。
19.如权利要求18所述的阀，其特征在于，所述锁扣的至少一部分与所述第一和第二突起接合，以防止所述柄相对于所述杆枢转，以防止所述杆相对于所述锁定盘的旋转。
20.一种用于阀的手动控制器，包括用于可操作地将所述手动致动器耦接至所述阀的装置，所述手动致动器具有相对于锁定盘可旋转地耦接的杆和可枢转地耦接至所述杆的柄，其中所述柄在第一位置和第二位置之间枢转，所述第一位置允许所述杆相对于所述锁定盘的旋转，所述第二位置保持与所述杆相对于所述锁定盘的位置对应的所述阀的位置；和用于锁定所述手动致动器的装置，这样所述用于锁定的装置的一部分用于与所述杆的一部分接合，以防止所述柄在所述第一和第二位置之间枢转，所述柄具有孔以接纳所述用于锁定的装置的至少一部分。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述用于锁定的装置包括将挂锁的锁扣部分穿过所述柄的所述孔，其中所述锁扣部分用于接合从所述杆突出的至少一个突起，以在所述挂锁耦接至所述柄时防止所述柄在所述第一和第二位置之间枢转。
全文摘要
手动阀控制器(102)具有一锁定装置。一个示例性的手动控制器包括一可旋转的耦接至一锁定盘(130)的杆(126)和具有一在防止杆相对于锁定盘旋转的第一位置和使得杆相对于锁定盘旋转的第二位置之间枢转的柄(128)。一锁定元件可拆卸的耦接至柄。柄具有一孔(162)以接纳至少一部分的锁定元件。锁定元件与杆的一部分(154)耦接以防止柄在第一和第二位置之间枢转，以防止杆在锁定元件耦接至柄时相对于锁定盘旋转。
文档编号F16K35/02GK102369382SQ201080014417
公开日2012年3月7日 申请日期2010年2月25日 优先权日2009年3月30日
发明者R·E·隆 申请人:费希尔控制国际公司