专利名称：用于流体阀的阀杆保持组件的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及流体阀，更具体地，涉及用于流体阀的阀杆保持组件。
背景技术：
过程控制工厂或系统经常使用旋转阀，如球阀、蝶阀、平面式偏心阀、柱塞式偏心阀等，以用于控制过程流体的流动。旋转阀通常包括设置在流体通道内并且通过阀杆可转动地耦接至阀体的流体控制元件(如盘、球等)。为了控制经过一些旋转阀的流体流动，流体控制元件的位置可以从关闭位置到全开位置或最大流量位置之间变化，在该关闭位置， 流体控制元件和环绕流孔的封条密封接合，在该全开位置或最大流量位置，流体控制元件和封条相隔开。为了能使流体控制元件与封条适当地调准，一些旋转阀具有相对的衬套，它们分别和流体控制元件的上驱动转轴和下驱动转轴邻接。另外，为了能使流体控制元件与封条适当地调准，一些旋转阀包括阀杆，阀杆延伸穿过流体控制元件的上驱动转轴和下驱动转轴进入流体通道并且穿过各个衬套。尽管这种方法可以实现流体控制元件相对于封条的调准，在有卫生要求的应用环境中，与该方法有关的流体通道内众多的零件及接合点易于在这些零件上和/或邻近区引起颗粒物和/或细菌的积聚和/或生长。
发明内容
一种用于流体阀的阀帽组件，包括阀帽，其限定容纳该流体阀的阀杆的至少一部分的通道。阀帽可移除地耦接至流体阀。另外，示例性的阀帽组件包括保持组件，其安装在阀帽内以实质上不被暴露于经过流体阀的流体流动。保持组件用于控制阀杆沿该阀杆的纵轴的移动量，从而使耦接至阀杆一端的密封元件相对流体阀的底座表面调准。
图1示出了已知的旋转阀。图2示出了包括示例性保持组件的示例性旋转阀。图3示出了与图2中的示例性旋转阀相似的另一示例性旋转阀。图4和图5示出了可用于实现图2的示例性保持组件的示例性保持器。图6示出了可用于实现图2的示例性保持组件的示例性阀杆。图7示出了可用于实现图2的示例性保持组件的示例性套环。图8示出了可用于实现图2的示例性旋转阀的示例性阀帽。图9-11示出了具有可替代的示例性保持组件的示例性阀帽组件。
具体实施例方式下面将做详细描述上面附图中所提到的某些示例。在描述这些示例时，相似或相同的附图标记用来标识相似或相同的元件。这些图并不一定按比例绘制，并且图中的某些特征或某些视图可能为了示意清楚或简明而被放大。另外，说明书中描述了若干示例。任一示例中的任意特征可以被包括于别的示例中的其他特征，也可以替代别的示例中的其他特征，或者可以和别的示例中的其他特征进行合并。这里描述的示例性阀杆保持组件减少了流体阀流孔内零件和/或接合点的数量， 因此减少了在例如有卫生要求的生产过程应用中使用的流体阀内颗粒物和/或细菌的积聚和/或生长的可能性，特别是，这里描述的示例涉及具有设置在流体阀流体通道外的保持组件的旋转阀，同时仍能使密封元件相对底座表面调准。这里描述的示例性旋转阀包括具有阀杆的密封元件，阀杆延伸穿过耦接至阀体的阀帽的通道。为了控制阀杆纵向的移动并由此控制密封元件相对流体阀的底座表面的位置及调准，阀杆的一端限定有沟槽，环绕沟槽设置有多个环段。环段可以从沟槽延伸，并被把持在阀帽的相对表面和被部分设置在由阀帽限定的空腔中的封盖之间。在操作中，阀杆的沟槽、环段和阀帽的相对表面之间的相互作用保持阀杆和密封元件以维持密封元件相对底座表面的调准以及为流体阀提供冗余的爆裂防护。图1描述了一种现有的旋转卫生阀100，它包括阀体102，阀体102限定孔104和镗孔106。流体控制元件或流体流控制元件(如盘)108至少部分设置在孔104中以接合密封组件110。流体控制元件108通过阀杆112所延伸穿过的上下驱动轮轴114、116之间的相互作用而被耦接至阀杆112上。特别是，驱动轮轴114、116分别限定具有大体上呈方形的孔(图中未示)，类似地，阀杆112的一部分118具有与孔相对应的方形。为了保持流体控制元件108沿旋转卫生阀100的轴120方向的位置，流体控制元件108的下驱动轮轴 116和位于下支撑IM与下驱动轮轴116之间、环绕阀杆112设置的下衬套122相接合和/ 或邻接。另外，为了保持流体控制元件108沿轴120方向的位置，流体控制元件108的上驱动轮轴114和位于上支撑128与上驱动轮轴114之间、环绕阀杆112设置的上衬套1 相接合和/或邻接。流体控制元件108的位置可以通过下衬套122、下驱动轮轴116、下支撑 124、上衬套126、上驱动轮轴114、上支撑128、由阀体102限定的肩130、间隔套132、包括两个联锁部分136和138的冗余的爆裂防护元件134、阀密封垫140和密封垫压圈142间的相互作用得以保持，所有这些都通过耦接至阀体102的封盖146的一部分144而固定在镗孔 106 中。在工作过程中，经过旋转卫生阀100的流体流动的速度由流体控制元件108相对密封组件110的位置来控制。流体控制元件108的位置可以从关闭位置或状态到全开位置或最大流速位置之间变化，在关闭位置，流体控制元件108和密封组件110密封地接合，在全开位置或最大流量位置，流体控制元件108和密封组件110相隔开和/或实质上平行于经过孔104的流体流动。在图1所示的现有旋转卫生阀100中，衬套122和126、阀杆112和驱动轮轴114、 116之间的接合点或表面至少部分地暴露于经过孔104的流体流动通道。这样，颗粒物和/ 或细菌易于在这些表面上和/或零件上及邻接部位上有积聚和/或生长。为了能使流体冲过衬套122和126以及驱动轮轴114，从而减少颗粒物和/或细菌的累积，这些零件都设置有孔，一些孔用附图标记148表示。不过，这种方法不足以去除颗粒物和/或细菌。因此， 为了去除任何积聚的颗粒物和/或细菌，旋转卫生阀100通常用热水或任何其他合适的物质(如热腐蚀性溶液)在适当的位置进行清洗。
为装配旋转卫生阀100，冗余的爆裂防护元件134的联锁部分136和138设置在阀杆112周围紧邻沟槽150并接合在一起。然后，支撑1 和128、衬套122和126以及间隔套132可以分别被设置在凹槽152和镗孔106内或紧邻凹槽152和镗孔106设置。然后， 流体控制元件108可以被设置在孔104内，以便穿过驱动轮轴114、116的孔实质上与凹槽 152和镗孔106调准。包括冗余的爆裂防护元件134的阀杆112随后可以被引导穿过镗孔 106、驱动轮轴114和116的孔并且进入凹槽152。阀密封垫140、随后密封垫压圈142可以被放置在阀杆112周围，并且封盖146可以被耦接至阀体102以便封盖的一部分144通过密封垫压圈142将衬套122和126、支撑IM和128、间隔套132、冗余的爆裂防护元件134 以及阀密封垫140至少部分地固定在凹槽152或镗孔106内或紧邻接凹槽152或镗孔106。图2描述了一种示例性流体阀，旋转阀或旋转卫生阀200包括阀体202和阀帽组件203。阀体202限定流孔204和开口 206。密封件、密封元件或流体控制元件(如盘)208 至少一部分设置在流孔204中，并且具有一个底座210以和环绕流孔204的封条或底座表面212(如适用的封条和/或弹性封条)相接合。和图1中的流体控制元件108对比，其中图1中阀杆112(图1)延伸穿过邻接和/或紧邻衬套122和126设置的上下驱动轮轴114 和116 (图1)，图2中的旋转阀200包括阀杆214，其从密封元件208的上部216延伸或仅仅耦接至密封元件208的上部216。这样，密封元件208通过阀杆214的一端悬臂向外延伸。 阀杆214可以通过任何合适的方法如焊接而耦接至密封元件208。在一些例子中，阀杆214 和密封元件208之间的耦接(如焊缝)可以被打磨或磨光，从而去除在其上颗粒物和/或细菌可能积聚或生长的任何边缘和/或表面，和/或确保阀杆214和密封元件208之间实质上平滑地过渡。示例性阀帽或支撑体218可以通过紧固件(图中未示)可移除地耦接至阀体202。 为了保持阀帽218相对阀体202的位置，阀体202包括一个台阶或肩220，其被配置以与阀帽218的相应表面222相接合。阀帽218限定通道或孔224，用来容纳阀杆214，阀杆214 能够在通道224中转动。另外，阀帽218包括一细长部2 和一套环228，套环228限定一空腔230，其容纳至少一部分封盖232。在这个示例中，封盖232通过紧固件234可移除地耦接至套环228。为了控制阀杆214和/或密封元件208沿纵轴236的移动量和/或为示例性旋转阀提供冗余的爆裂防护，示例性阀帽组件203包括保持组件或阀杆保持器238。如图2所描述的，保持组件238实质上不被暴露于经过流孔204的流体流动并且可以实质上安装在阀帽218内。在这个示例中，保持组件238接近阀杆214的一端240并且包括保持器和多个环段242 (如滑动环或卡环)(在图4和图5中有最清晰的展示)，其可以实质上相互对称分布并且由相对低摩擦支撑材料，如聚亚苯基硫化物材料、聚芳基醚酮材料等，制成。保持器 242可至少部分地环绕并置于由阀杆214限定的沟槽图6中有最清晰展示)中。在一些示例中，沟槽M4的厚度602(见图6)可比保持器M2的厚度502(见图幻相对大一些，因此使保持器242能够相对容易地置于沟槽244周围和/或能够补偿加工公差。保持器M2的一部分246从沟槽244开始延伸并且被夹在(captured)阀帽218和封盖232的相对面M8、250(图7中有清晰展示)之间，以便保持器242实质上夹在阀帽218之中。通常，沟槽M4、保持器M2、相对面248、250之间的相互作用保持阀杆214和密封元件208以实现密封元件208相对阀体202和底座表面212的调准。更特别的是，沟槽M4、保持器M2、相对面248、250之间的相互作用控制阀杆214沿纵轴236的移动量从而实现密封元件208相对底座表面212的调准。封盖232限定沟槽252，保持器M2的一部分 246至少部分置于沟槽252中，套环2 包括与保持器M2的一部分246接合的肩254。在一些示例中，锥形表面256可以实质上环绕沟槽252从而在装配过程中实现保持器242相对沟槽252的调准。为了装配旋转阀200，阀杆214可以通过例如焊接耦接至密封元件208。阀杆214 一端240可以随后被引导穿过由阀体202限定的开口 206。第一支撑258、间隔套260和第二支撑262可以随后被置入阀帽218的通道224内从而从侧面支撑阀杆214。接着，封条 (如0型圈)264,266和268可以置入由阀帽218限定的各沟槽270、272和274中(图8中
有最清晰展示)。阀帽218的通道2M可以随后放置在阀杆214周围以便阀帽218的相应的表面 222和阀体202的肩220接合并且阀杆214的一端240从套环2 延伸出。阀帽218然后可以通过紧固件耦接至阀体202并且保持器242可以放置在阀杆214的沟槽244周围。封盖232环绕沟槽252的孔276可以随后放置在阀杆214周围并且封盖232可以朝着保持器 242移进空腔230中。鉴于环绕沟槽252的锥形表面256，保持器242可以在沟槽252中自我调准。一旦封盖232相对套环2 放置好，封盖232就可以通过紧固件234耦接至套环 228。封条保持器278可以通过，例如紧固件(图中未示)，耦接至阀体202，从而相对于密封元件208固定和/或放置底座表面212。图3描述了一示例性流体阀、旋转阀或旋转卫生阀300，其和图2中的旋转阀200 相似。不过，和旋转阀200相比，图3中的旋转阀300包括封盖302，其螺纹地接合阀帽306 的套环304，而非通过紧固件234 (图2、耦接至套环2 (图2)。图9描述了替代的阀帽组件900，该阀帽组件900可以通过紧固件(图中未示)可移除地耦接至阀体(和图2中的阀体202类似)。和前面描述的示例对比，图9中的保持组件或阀杆保持器902通过支撑组件908和阀杆904的肩910和封盖(例如支撑封盖)912 和螺纹地接合至阀杆904的保持器914之间的相互作用，来控制阀杆904和/或密封元件 (和图2中的密封元件208类似)沿纵轴906的移动量。在这个示例中，支撑组件908包括第一支撑916、间隔套918和第二支撑920。特别是，为实质上阻止阀杆904沿纵轴906朝箭头922所示的方向移动，肩910接合第一支撑 916，第一支撑916通过间隔套918、第二支撑920和封盖912被保持在适当位置。为实质上阻止阀杆904沿纵轴906朝箭头拟4所示的相反方向移动，保持器914接合第二支撑920， 第二支撑920通过间隔套918、第一支撑916、和阀帽或支撑体928的内肩拟6被保持在适当位置。第一和第二支撑916、920可以由任意合适的材料制成，例如聚芳基醚酮材料。图10描述了一种阀帽组件1000，该阀帽组件包括保持组件或阀杆保持器1002。 和具有保持器M2的保持组件238不同，保持器242包括多个环段，而图10中的保持组件 1002包括保持器1004，保持器1004可以是环状的元件或固体支撑环。和图2中的保持器相比，图10中的保持器1004可能相对易于制造和/或在生产过程中允许制造公差。在实践中，为了把保持器1004耦接至阀杆1006，保持器1004环绕阀杆1006放置并紧邻阀杆1006的肩1008，然后将支撑保持器1010螺纹地连接到阀杆1006的螺纹端1012 上，这样保持器1004能够安全地定位在阀杆1006周围、肩1008和支撑保持器1010之间。尽管阀杆1006包括肩1014，但是阀杆1006也可以不包括肩1014。图11描述了一种阀帽组件1100，该阀帽组件包括保持组件或阀杆保持器1102。和保持组件238不同，在保持组件238中保持器242放置在由阀杆214限定的沟槽244中，而图11中的阀杆1104包括台阶、法兰或凸盘1106，其从阀杆1104开始延伸并且被至少部分环绕法兰1106的保持器或支撑(如切口环)1108容纳。保持器1108可以由任意合适的材料制成，例如聚芳基醚酮材料。法兰1106可以是阀杆1104的组成部分，也可以是例如通过紧固件(图中未示)耦接至阀杆1104。在实践中，保持器1108环绕法兰1106放置，法兰转而被夹在封盖1110和支撑体或阀帽112之间，用来控制阀杆1104沿纵轴1114的移动量。 尽管阀杆1104可以包括肩1116，然而阀杆1104也可以不包括肩1116。为阀杆1104提供法兰1106可以使阀杆1104能够具有相对小的总的直径同时依旧能维持足够的结构整体性，因为没有从阀杆移除任何材料以形成沟槽。另外，这种方法可以减少生产和/或制造保持组件238所需的时间量，因为不必在阀杆1104上形成沟槽，特别是如果法兰1106通过紧固件耦接至阀杆1104。虽然已经在此处描述了某些方法、装置和产品，但是本专利的覆盖范围不限于此。 相反，本专利涵盖所有在字面上或在等同原则下实质上落在所附权利要求的范围内的所有方法、装置和产品。
权利要求
1.一种用于流体阀的阀帽组件，包括阀帽，其限定容纳所述流体阀的阀杆的至少一部分的通道，其中所述阀帽可移除地耦接至所述流体阀；以及保持组件，其安装在所述阀帽内以实质上不被暴露于经过所述流体阀的流体流动，其中所述保持组件用来控制所述阀杆沿所述阀杆的纵轴的移动量，从而使耦接至所述阀杆的一端的密封元件相对所述流体阀的底座表面调准。
2.根据权利要求1所述的阀帽组件，其特征在于，所述保持组件包括在所述阀杆上的沟槽以及多个环段，所述环段至少部分地在所述沟槽中。
3.根据权利要求2所述的阀帽组件，其特征在于，所述多个环段的一部分从所述沟槽延伸并且和所述阀帽内的表面接合。
4.根据权利要求1所述的阀帽组件，其特征在于，所述保持组件包括多个环段，其至少部分地环绕所述阀杆上的沟槽而且置于所述阀帽内。
5.根据权利要求1所述的阀帽组件，其特征在于，所述保持组件紧邻从所述阀帽延伸出来的所述阀杆的另一端。
6.根据权利要求1所述的阀帽组件，其特征在于，所述保持组件包括由所述阀杆限定的第一沟槽，环绕该第一沟槽设置有保持器。
7.根据权利要求6所述的阀帽组件，其特征在于，所述阀帽包括细长件和套环，所述细长件限定所述通道，且所述套环限定容纳一部分封盖的空腔。
8.根据权利要求7所述的阀帽组件，其特征在于，所述保持组件还包括由所述封盖限定的第二沟槽，所述保持器至少部分地设置在所述第二沟槽内。
9.根据权利要求8所述的阀帽组件，其特征在于，所述保持组件还包括所述套环的肩， 其接合从所述第一沟槽伸出的所述保持器的一部分，其中所述保持器、所述第一沟槽、所述第二沟槽和所述肩之间相互作用以控制所述阀杆沿所述阀杆的所述纵轴的所述移动量，从而使所述密封元件相对所述流体阀的所述底座表面调准。
10.根据权利要求9所述的阀帽组件，其特征在于，还包括环绕所述第二沟槽的锥形表面，从而使所述保持器相对所述第二沟槽调准。
11.根据权利要求9所述的阀帽组件，其特征在于，所述第一沟槽的宽度相对大于所述保持器的厚度。
12.根据权利要求9所述的阀帽组件，其特征在于，所述保持器包括多个环段。
13.根据权利要求12所述的阀帽组件，其特征在于，所述多个环段是对称的。
14.根据权利要求9所述的阀帽组件，其特征在于，所述第二沟槽环绕由所述封盖形成的孔，所述阀杆通过该孔伸出所述阀帽。
15.一种流体阀，包括阀体，其具有流孔以允许经过该流孔的流体流动；封条，其环绕所述流孔；密封元件，该密封元件具有从其延伸出的阀杆，其中所述密封元件相对所述封条和所述流孔是可移动的，从而控制经过所述流孔的流体流动；阀帽，其可移除地耦接至所述阀体并且具有容纳所述阀杆的通道；以及保持组件，其安装在所述阀帽内以实质上不被暴露于经过所述流体阀的流体流动，其中，所述保持组件保持所述阀杆和所述密封元件，从而使所述密封元件相对所述阀体和所述封条调准。
16.根据权利要求15所述的流体阀，其特征在于，所述阀帽包括细长件和套环，所述细长件限定所述通道，所述套环限定容纳一部分封盖的空腔。
17.根据权利要求15所述的流体阀，其特征在于，所述保持组件包括在所述阀杆上的沟槽以及多个环段，所述多个环段至少部分地在所述沟槽中。
18.根据权利要求17所述的流体阀，其特征在于，所述多个环段的一部分从所述沟槽延伸并且和所述阀帽内的表面接合。
19.根据权利要求15所述的流体阀，其特征在于，所述保持组件包括多个环段，其至少部分地环绕所述阀杆上的沟槽并且置于所述阀帽内。
20.一种流体阀，包括阀体，其具有流孔以允许经过该流孔的流体流动；封条，其环绕所述流孔；密封元件，该密封元件具有从其延伸出的阀杆，其中所述密封元件相对所述封条和所述流孔是可移动的，从而能控制经过所述流孔的流体流动；阀帽，其可移除地耦接至所述阀体并且具有容纳所述阀杆的通道；以及控制装置，其用于控制所述阀杆沿所述阀杆的纵轴的移动量，从而使所述密封元件相对所述阀体和所述封条调准，其中所述控制所述阀杆沿所述阀杆的所述纵轴的所述移动量的装置安装在所述阀帽内以实质上不被暴露于经过所述流体阀的流体流动。
21.根据权利要求20所述的流体阀，其特征在于，所述控制所述阀杆沿所述阀杆的所述纵轴的所述移动量的装置包括在所述阀杆上的沟槽以及多个环段，所述多个环段至少部分地在所述沟槽中。
22.根据权利要求21所述的流体阀，其特征在于，所述多个环段的一部分从所述沟槽延伸并且接合所述阀帽内的表面。
23.一种旋转阀，包括阀体，其具有流孔以允许穿过该流孔的流体流动；密封面，其环绕所述流孔；阀帽，其耦接至所述阀体并且具有容纳阀杆的通道；阀杆保持器，其至少部分地沿所述阀杆设置并且自所述流孔隔开；以及流体流动控制部件，其通过所述阀杆的另一端如悬臂向外延伸从而控制经过所述流孔的流体流动，其中所述阀杆保持器实质上阻止所述阀杆沿所述阀杆的纵轴的移动，从而使所述流体流控制部件相对所述密封面调准。
24.根据权利要求23所述的旋转阀，其特征在于，所述阀杆保持器包括支撑组件，其被夹在所述阀帽内、所述阀杆的肩和耦接至所述阀帽的封盖之间。
全文摘要
描述了用于流体阀的阀杆保持组件。在一个描述的例子中，用于流体阀(200)的阀帽组件(203)包括阀帽(218)，其限定通道(224)用来容纳流体阀的至少部分阀杆(214)。阀帽可移除地耦接至流体阀。另外，示例性阀帽组件包括安装在阀帽内的保持组件(238)，保持组件(238)实质上不被暴露于经过流体阀的流体流动。保持组件用于控制阀杆沿该阀杆的纵轴的移动量，从而使得耦接至该阀杆一端的密封元件(208)相对流体阀的底座表面(212)调准。
文档编号F16K1/20GK102472399SQ201080030731
公开日2012年5月23日 申请日期2010年5月17日 优先权日2009年7月7日
发明者R·A·沙德 申请人:费希尔控制国际公司