对阀填料加载的方法和装置与流程

对阀填料加载的方法和装置
1.相关申请
2.本技术要求于2020年3月25日提交的题为“对阀填料加载的方法和装置”的美国专利申请no.16/829,894的优先权。美国专利申请no.16/829,894在此通过引用全部并入本文。在此要求美国专利申请no.16/829,894的优先权。
技术领域
3.本公开总体上涉及流体阀，并且更具体地涉及对阀填料加载的方法和装置。


背景技术：

4.过程控制设备或系统通常采用流体阀，例如旋转阀、线性阀等，以用于控制过程流体的流动。通常，流体阀通常包括流体流动控制构件，该流体流动控制构件被设置在流体路径中并且可操作地耦接到致动器，例如气动致动器、手动致动器等。阀杆或轴将流动控制构件可操作地耦接到致动器，该致动器使流动控制构件在打开位置和关闭位置之间移动，以允许或限制阀的入口和出口之间的流体流动。通常，阀杆或轴通过耦接到阀体的阀帽在流动控制构件和致动器之间延伸。


技术实现要素：

5.在一个示例中，加载阀填密件的加载装置包括引导件，该引导件包括凸缘和从凸缘突出的壁。该壁限定用于接纳偏置元件的空腔和能够在非激活状态和激活状态之间移动的止动件。该止动件处于非激活状态以使得该引导件能够相对于流体阀的填密孔的纵向轴线、沿第一直线方向移动，并且该止动件处于激活状态以防止该引导件沿该第一直线方向移动。当所述止动件处于所述激活状态时，所述止动件控制所述偏置元件沿所述第一直线方向的偏转量。
6.在另一示例中，加载装置包括可移动地耦接到流体阀的引导件。该引导件限定具有空腔和止动件的主体。主体在主体的第一端和主体的与第一端相对的第二端之间、在空腔中形成肩部。止动件从主体突出。偏置元件能够定位在引导件的空腔内。该肩部接合该偏置元件的第一端。第二主体接合偏置元件的与第一端相对的第二端。该引导件沿第一直线方向朝向该第二主体移动以当该止动件与该第二主体间隔开时使该偏置元件偏转。当止动件接合该第二主体时，该引导件被防止沿该第一直线方向移动，以限制该偏置元件沿该第一直线方向的进一步偏转，从而控制该偏置元件沿该第一直线方向的偏转量时。
7.在另一示例中，加载装置包括用于引导偏置元件的装置。用于引导的装置包括用于接纳的装置和用于止动的装置。用于止动的装置被配置为能够定位在非激活状态和激活状态之间。所述用于止动的装置在所述非激活状态能够使所述用于引导的装置相对于所述用于接纳的装置的纵向轴线、沿第一直线方向移动。所述用于止动的装置处于激活状态以防止所述用于引导的装置相对于所述纵向轴线、沿所述第一直线方向移动。
附图说明
8.图1是包括根据本公开教导的示例性加载装置的示例性流体阀的透视图。
9.图2是图1的示例性流体阀的剖视图。
10.图3是图1和图2的示例性加载装置的透视图。
11.图4是图1-图3的示例性加载装置的侧视图。
12.图5是图1-图4的示例性加载装置的示例性引导件的透视图。
13.图6是图1-图4的示例性引导件的透视图，示出了与其耦接的示例性偏置元件。
14.图7是图1-图6的示例性流体阀的局部组装透视图。
15.图8是图7的示例性流体阀的局部截面图。
16.图9是具有本文公开的另一示例性加载装置的另一示例性流体阀的透视图。
17.图10是图9的示例性流体阀的剖视图。
18.图11a和图11b是图9-图10的示例性加载装置的示例性引导件和示例性偏置元件的透视图。
19.图12是图9、图10、图11a和图11b的示例性流体阀的局部截面图。
20.附图未按比例绘制。相反，在附图中可以放大层或区域的厚度。通常，在整个附图和随附的书面描述中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。如在本专利中所使用的，陈述任何部分(例如，层、膜、区域、区或板)以任何方式在另一部分上(例如，定位在另一部分上、位于另一部分上、布置在另一部分上或形成在另一部分上等)指示所提及的部分与另一部分接触，或所提及的部分在另一部分上方，其中一个或多个中间部分位于其间。陈述任何部分与另一部分接触意味着在两个部分之间没有中间部分。虽然附图示出了具有清楚的线和边界的层和区域，但是这些线和/或边界中的一些或全部可以是理想化的。实际上，边界和/或线可以是不可观测的、混合的和/或不规则的。
具体实施方式
21.通常采用阀填料或填料组件来防止过程流体沿阀杆或轴通过阀体不希望地泄漏到环境中。阀填密件可以包括沿阀杆或轴的一部分设置的多个填密密封件以提供密封。一些已知的阀填密件采用高弹簧刚度加载装置或弹簧组件(例如，贝氏弹簧(belleville springs))以在相对小的偏转或压缩范围内提供相对高的负载。然而，这种已知的加载装置通常需要非常精确的偏转和/或紧密保持的制造公差，以使得期望的填密应力能够施加到填密密封件上。
22.为了在阀使用时保持阀体和轴之间的密封，阀填料的填密密封件需要被适当地加压。未能向填密密封件提供期望的填密应力可能导致不适当的密封。过低的填密应力可能导致过程流体通过填密密封件泄漏到环境中。过大的填密应力(例如，大于最大推荐填密应力)可能导致一些类型的填密密封件(例如，石墨密封件)将材料转移到阀轴，从而导致阀杆上的材料堆积并且损坏填密密封件。在一些情况下，过高的填密应力能够增加填密密封件与阀杆或轴之间的填密摩擦，这能够降低阀填密件和/或阀杆或轴的阀性能和/或使用寿命。
23.例如，调节或控制偏置元件的偏转以向阀填料施加填密应力的一种方法是通过使用例如扭矩扳手来测量被施加到填料螺母的扭矩。然而，由于例如填密螺柱和/或填密螺母
上的润滑的可变性，用于形成填密螺柱的螺纹的不同制造工艺，填密螺柱和填密螺母已经被使用的次数等，扭矩扳手可能是不可靠的。来自扭矩测量的这种不准确的负载可能导致不准确的填密应力或负载被施加到阀填密的填密材料。结果，即使扭矩扳手上的扭矩读数指示可接受的扭矩测量，也可能发生填密材料的过早失效。因此，测量填密螺母扭矩以确定适当的填密应力可能不足以防止诸如石墨填密材料的一些填密材料的过早失效。
24.控制填密应力的另一种方法是将加载装置的偏置元件(例如，贝氏弹簧)定位到最大压缩、平坦或实心状态。以此方式，将该偏置元件压缩或偏转到完全平坦或实心状态提供了能够由该偏置元件提供的最大可能负载的指示。然后将填密螺母放松或后退一定量(例如，四分之一圈或旋转)以将偏置元件减压到期望位置，该期望位置为填料材料提供标称或期望的填密应力。例如，操作者或维护人员随后将填密螺母松开精确的旋转数或旋转的一部分(例如，旋转的四分之一)，以将填密应力设定为期望的应力水平。然而，在一些情况下，将偏置元件或弹簧压缩或偏转到完全平坦的状态会导致偏置元件或弹簧固定或变形，从而永久地损坏偏置元件。
25.因此，在上述构造中，可以限制施加到填密螺母或填密螺柱的扭矩，以防止对偏置元件和/或阀填密件的过度加载。然而，在流体阀的操作期间，填密螺母或填密螺柱上的不充分扭矩能够导致填密螺母和/或填密螺柱由于振动和/或热循环而松动，这能够导致填密材料上的负载损失。
26.另外，流体阀通常采用贝氏弹簧或垫圈来将填密应力施加到阀填密件。贝氏弹簧通常串联堆叠，并且相邻弹簧相对于彼此倒转以实现足够的高度(例如，堆叠高度)以维持对阀填料的期望(例如，预定)填密应力。然而，当倒转时，贝氏弹簧通常具有相对较小的外径，导致操作困难，可以导致复杂的堆叠布置，和/或受到可导致永久屈服的高应力。
27.本文所述的示例性方法和装置促进组装和/或减少(例如，消除)加载填料时的不确定性，这导致阀填料的使用寿命延长。在一些情况下，本文所公开的示例性方法和装置能够精确控制对阀填料的实时负载的填密应力。更具体地，本文所述的示例性阀填料装置包括负载组件，该负载组件基于偏置元件(例如，贝氏弹簧)的预定距离或偏转而向填料密封组件提供期望的或预定的填密应力。本文所述的示例性加载装置能够精确控制偏置元件的偏转量。特别地，控制偏置元件到预定位置的偏转，负载组件可以被调节以将基本恒定的期望填密应力提供给填密密封组件。另外，在此描述的示例性方法和装置使得能够设定或调节填密应力，而不引起偏置元件(例如，贝氏弹簧)被完全压缩。此外，在一些示例中，精确地控制填密应力可以减小填密材料向阀杆的转移速率和/或减小填密密封件与阀杆或轴之间的摩擦，这可以延长填密材料(例如，填密环)的使用寿命。
28.本文公开的示例性阀填料加载装置包括引导件(例如，弹簧引导件)或板从动件(例如，填料凸缘)，其提供止动件以控制加载组件(例如，贝氏弹簧)的偏转量。例如，引导件防止偏置元件的过度压缩和/或偏转，并且因此控制(例如，限制)阀填料上的负载量(例如，最大负载)。在一些示例中，引导件接合阀体(例如，阀帽)或填密从动件以限制或防止偏置元件的偏转超过预定偏转。换言之，在此公开的引导件能够防止或限制偏置元件(例如，弹簧)向填料密封组件施加大于预定填密应力(例如，期望的填密应力)的填密应力。在一些这样的示例中，当引导件与阀体或填密从动件接合时，填密螺柱的扭矩能够被调节(例如，增加)而不将额外的负载传递到阀填料(即，因为当引导件与阀体或填密从动件接合时，阀体
或填密从动件防止或限制偏置元件的进一步偏转)。在此公开的一些示例性阀填料加载装置提供正止动件，以防止偏置元件的偏转或压缩超过期望偏转(例如，沿直线方向)，从而防止阀填料受到大于最大期望填密应力的填密应力，如果偏置元件被偏转到超过由止动件限制的偏转位置的位置，则可能会发生该最大期望填密应力。本文所公开的示例性方法和装置减少(例如，消除)阀填料的不一致负载，从而向阀填料提供更精确且一致(例如，均匀)的阀填料负载。
29.在此公开的示例性加载装置通过能够精确控制偏置元件的偏转量而能够精确控制施加到密封组件上的期望的填密应力。与如上所述的加载阀填密件的已知方法和装置相比，这种填密应力的精确控制显著地改善了阀填料的操作性能，并且显著地减小了填密应力的可变性。
30.图1是包括根据本公开教导而构造的示例性加载装置102的流体阀100的透视图。图1所示的流体阀100包括致动器103，该致动器103经由安装件106被可操作地耦接到阀体104。流体阀100包括凸缘108，该凸缘108将阀体104耦接到管道。示例性流体阀100是直角回转旋转球阀。然而，加载装置102可以用其他类型的流体控制阀来实现，包括线性阀(例如，滑杆阀)、阀塞型流量控制构件、旋转盘阀和/或包括阀填料的任何其他类型的流体控制装置。
31.图2是图1的阀体104的剖视图。阀体104在入口204和出口206之间限定流体流动通路202。流动控制构件208(例如，球阀)被设置在流体流动通路202内，以控制在入口204和出口206之间、通过流体流动通路202的流体流动。流动控制构件208通过轴210被可操作地耦接到致动器103(图1)。所示示例的阀体104包括填密孔212，填密孔212用于接纳轴210和阀填密件214。阀填密件214提供密封以防止过程流体通过轴210泄漏和/或保护环境免受有害或污染流体的排放。特别地，阀填密件214包括围绕轴210并设置在阀体104的填密孔212内的填料材料或密封组件。填密材料或密封件可以包括石墨、聚四氟乙烯(ptfe或)和/或任何其它合适的材料。例如，操作条件(例如，过程流体的温度和/或压力)通常决定用于为特定过程流体或应用提供足够密封的填密材料的类型。一些已知的填密材料例如石墨填密材料可用于苛刻的使用条件(例如，过程流体温度高于450
°
f，压力高于4,500psig)。然而，此类石墨填密材料可能需要以适当的填密应力被精确地加载或装载以最佳地起作用和/或提供适当的密封(例如，流体紧密密封)。在一些示例中，阀填密件214可以是环形结构的堆叠，环形结构包括填密密封件、填密环、和/或填密盒环。例如，填密材料或密封件可以被定位在填密环和填密盒之间(例如，如图7-图9所示)。
32.为了向填密材料加载或提供填密应力以实现能够抵抗流动经过流体阀100的过程流体的压力的填料密封，流体阀100包括加载装置102。因此，所示示例的加载装置102向阀填密件214提供(例如，施加)填密应力。当足够的填密应力被施加到阀填密件214时，阀填密件214的填密材料轴向压缩(例如，在图2的取向中沿着填密孔212的纵向轴线216)，使得阀填密件214的内表面抵靠轴210密封，并且阀填密件214的外表面抵靠阀体104的填密孔212的表面密封。围绕纵向轴线216轴向加载阀填密件214导致阀填密件214的填密材料径向伸展(例如，相对于纵向轴线216)，以在轴移动或旋转时在轴210上实现动态密封，并且在填密孔212中的填密材料接触填密孔212的位置处(例如，限定填密孔212的表面)实现静态密封。
33.图2的加载装置102包括偏置元件218、引导件220和填密从动件222。偏置元件218
被定位在引导件220和填密从动件222之间。偏置元件218通过填密从动件222对阀填密件214施加力或负载。因此，填密从动件222将填密负载从偏置元件218传递到阀填密件214。在所示示例中，填密从动件222直接接合阀填密件214。例如，填密从动件222包括从主体226突出或延伸的唇缘224(例如，筒形或环形唇缘或壁)，唇缘224接合定位在填密孔212中的阀填密件214。然而，在一些示例中，中间结构例如副从动件、板、填密环和/或任何其它结构能够被定位在填密从动件222和阀填密件214之间。
34.引导件220控制偏置元件218在轴向方向(例如，在沿着纵向轴线216的方向)上的偏转量233(例如，最大偏转量)。具体地，引导件220限制偏置元件218的偏转量，以防止填密从动件222施加大于期望填密应力的填密应力(例如，可降低阀性能和/或降低填密材料使用寿命的填密应力)。为了限制偏转量，引导件220包括止动件230。引导件220的止动件230(例如，第一主体)接合(例如，直接接触)填密从动件222(例如，第二主体)以提供正止动件并且限制(例如，防止)偏置元件218在沿着纵向轴线216的第一直线方向235上的进一步偏转。换言之，当止动件230接合填密从动件222时，止动件230处于激活状态232，以限制引导件220相对于填密从动件222沿第一直线方向235(即朝向填密从动件222)的移动。以此方式，当止动件230处于激活状态232时，偏置元件218不能在沿着纵向轴线216的方向上进一步偏转或压缩。因此，加载装置102(例如，经由止动件230)通过实现对偏置元件218的偏转量233的精确控制，来实现对施加到阀填密件214的期望填密应力的精确控制。与通常用于加载阀填密件的已知方法和装置相比，这种填密应力的精确控制显著地改善了阀填密件214的操作性能，并且显著地减小了填密应力的可变性。结合图3-图8更详细地讨论了加载装置102。
35.在操作中，致动器103(图1)经由轴210在第一旋转位置和与第一旋转位置相对的第二旋转位置之间、围绕纵向轴线216旋转流动控制构件208，该第一旋转位置用于将流动控制构件208移动到打开位置234(例如，如图2所示)，该第二旋转位置用于将流动控制构件208移动到关闭位置(例如，直角回转阀)。流动控制构件208具有包括孔口238(例如通孔或中心通道)的球形主体236，当流动控制构件208处于打开位置234时，孔口238与流体流动通路202对准，以将入口204和出口206流体地耦接并且允许流体流动通过阀体104。为了将流动控制构件208移动到关闭位置，致动器103经由轴210将流动控制构件208旋转到第二旋转位置，以将孔口238移动成与流体流动通路202不对准或流体连通(例如，使得孔口238的纵向轴线242突出到图2的页面中)，并且球形主体236接合定位在流体流动通路202中的密封环244，以防止或限制流体流动经过在入口204与出口206之间的流体流动通路202。
36.在操作过程中，阀填密件214密封填密孔212和轴210，并且抵抗流动经过流体流动通路202和/或阀体104的空腔240内的过程流体的压力。在阀填密件214的寿命期间，阀填密件214的填密材料能够磨损并且导致阀填密件214的总高度降低。当填密材料磨损时，偏置元件218对填密从动件222施加力，以使填密从动件222沿第一直线方向235朝向阀填密件214移动，从而对填密材料施加负载并且实现填密密封。结果，填密从动件222移动远离引导件220，导致止动件230移动到非激活状态400(图4)。在维护或检查期间，引导件220能够通过一个或多个紧固件302朝向填密从动件222被调节，直到止动件230处于激活状态232(即，止动件230接合填密从动件222)。因此，图1和图2的加载装置102能够调节填密应力。
37.图3是图1和图2的加载装置102的透视图。引导件220通过紧固件302被可移动地耦
接到填密从动件222。特别地，引导件220通过多个填密螺柱304被耦接到填密从动件222。填密螺柱304相对于引导件220的纵向轴线306被径向间隔开。加载装置102包括与填密螺柱304中的相应一个填密螺柱耦接的填密螺母308。紧固件302将引导件220耦接到阀体104。在该示例中，加载装置102包括四个填密螺柱和四个填密螺母。然而，在一些示例中，加载装置102可以包括多于四个的填密螺柱和填密螺母(例如，六个或八个填密螺柱和填密螺母)或少于四个的填密螺柱或填密螺母(例如，两个填密螺柱或填密螺母)。填密从动件222包括中心开口310(例如，第一孔口)以用于接纳轴210。在一些示例中，中心开口310可以包括轴承或衬套以促进轴210的旋转。
38.另外，填密从动件222被构造为当引导件220和填密从动件222耦接到阀体104时，相对于引导件220和/或阀体104、沿紧固件302移动(例如，在沿纵向轴线306的方向上滑动)。为了使得填密从动件222能够相对于引导件220和/或阀体104移动(例如，滑动)，填密从动件222包括围绕纵向轴线306被径向间隔开的一个或多个孔口312(例如，非螺纹孔口)，以用于可滑动地接纳相应的紧固件302。为了使得填密从动件222能够相对于紧固件302(例如，填密螺柱304)移动或滑动，填密从动件222的每个孔口312具有大于紧固件302(例如，填密螺柱304)的尺寸(例如，外径)的尺寸(例如，直径)。所示示例的填密从动件222包括多个孔口(例如，非螺纹孔口)，该多个孔口对准和/或可滑动地接纳相应的填密螺柱304。
39.图4是图1-图3的加载装置102的侧视图，示出了处于非激活状态400的止动件230。引导件220(例如，第一主体，筒形主体)包括凸缘402和壁404。凸缘402限定第一表面406(例如，上表面)和与第一表面406相对的第二表面408(例如，下表面)。壁404从凸缘402突出。例如，壁404在沿着纵向轴线306的方向上、朝向填密从动件222从第二表面408突出。壁404限定引导件220的止动件230。特别地，壁404的端部410限定止动件230。如上所述，当止动件230接合填密从动件222时，止动件230限制引导件220相对于填密从动件222沿第一直线方向的移动。例如，当止动件230处于激活状态232(图2)时，止动件230接合朝向止动件230定向的填密从动件222的第一表面412，以防止偏置元件218的进一步偏转。
40.在非激活状态400中，止动件230不(例如直接)接合填密从动件222，使得引导件220与填密从动件222以一间隙420被间隔开。例如，在非激活状态400中，壁404的端部410通过间隙420与填密从动件222的第一表面412分开或间隔开。尽管引导件220与填密从动件222被间隔开，但是由引导件220支撑的偏置元件218接合填密从动件222(例如，直接接合填密从动件222的第一表面412)。当止动件230处于非激活状态400时，引导件220能够相对于填密从动件222、沿第一直线方向移动。填密从动件222的唇缘224是从填密从动件222的与第一表面412相对的第二表面414突出的筒形主体。唇缘224的端部与阀填密件214接合，并且将负载从偏置元件218传递到阀填密件214。
41.图5是图1-图4的引导件220的透视图。引导件220包括空腔502以用于接纳偏置元件218。特别地，壁404、肩部504和第一开口506限定引导件220的空腔502。肩部504被定位在空腔502中以提供用于偏置元件218的弹簧座(例如，支座)。为了限定肩部504，引导件220具有由第一开口506和第二开口508形成的阶梯状内部轮廓。为了提供阶梯状轮廓，第一开口506具有大于第二开口508的第二尺寸508a(例如，第二直径)的第一尺寸506a(例如，第一直径)。凸缘402包括相对于纵向轴线306被径向间隔开的多个孔口510(例如，非螺纹孔口)，以用于接纳相应的填密栓304。
42.图6是图1-图6的引导件220和偏置元件218的透视图。如图6所示，偏置元件218位于空腔502中(图5)。具体地，偏置元件218嵌套在引导件220中。换言之，壁404围绕偏置元件218的侧向或侧表面。此外，当加载装置102被耦接到阀体104时，第一尺寸506a(例如，壁404的内径)相对于纵向轴线306定位和/或放置偏置元件218，并且保持偏置元件218(例如，堆叠的弹簧装置)相对于轴210的适当中心线位置。可以基于壁404的第一尺寸602(例如，长度)和/或偏置元件218的第一尺寸604(例如，直径)来预先确定提供给阀填密件214的偏转量或负载。例如，壁的第一尺寸602越大，引导件220所允许的沿第一直线方向235的偏转量233越小，第一尺寸602越小，偏转量233越大。另外，偏置元件218的第一尺寸604越大，偏置元件218能够产生的负载就越大。这种尺寸考虑可以在流体阀100的设计过程中进行配置以适合特定的应用。
43.图7是图1-图6的流体阀100以部分组装状态700示出的透视图。特别地，致动器103和安装件106在图7中未被示出。阀体104包括在外表面704上的凹入部分702，当加载装置102被耦接到阀体104时，凹入部分702允许访问止动件230。以此方式，能够检查引导件220相对于填密从动件222的位置。例如，该访问使得能够相对于填密从动件222视觉检查止动件230。在一些示例中，凹入部分702使得工具(例如，测隙规(feeler gauge))能够访问引导件220和填密从动件222之间的区域以测量间隙420(图4)和/或确定间隙420是否存在。在一些示例中，安装件106(图1)可以包括与凹入部分702对准的访问口(例如，槽)，以在流体阀100处于如图1所示的完全组装状态时便于工具的视觉检查和/或插入。因此，可以在工厂(例如，在流体阀100的组装期间)和/或现场检测间隙420。在引导件220(例如，止动件230)与填密从动件222之间的间隙420(例如，零距离)的消除提供了对以下内容的视觉确认：偏置元件218处于期望的偏转位置并且对阀填密件214提供了足够的填密应力。
44.图8是图7的流体阀100的局部放大剖视图。为了将加载装置102耦接到阀体104，填密从动件222耦接到阀体104。例如，轴210由填密从动件222的中心孔310接纳，并且孔口312可滑动地接纳相应的填密螺柱304。阀体104包括螺纹孔口803以螺纹地接纳填密螺柱304。在填密从动件222耦接到阀体104之前，填密螺柱304可以被螺纹耦接到阀体104。因此，填密从动件222的孔口312与阀体104的相应的螺纹孔口803对准，并且中心孔310与纵向轴线216同轴对准。另外，填密螺柱304的尺寸可设置成当耦接到阀体104时提供特定的螺栓应力，以防止填密螺柱304和/或填密螺母308由于振动和/或热循环而松动。因此，可以对填密螺柱304和/或填密螺母308设定提供防止填密螺柱304由于振动和/或热循环而松动的螺栓应力所需的预定扭矩。当填密从动件222被耦接到阀体104时，填密从动件222的唇缘224接合阀填密件214。具体地，阀填密件214包括多个填密环802。在一些情况下，在将填密从动件222耦接到阀体104之前，每个填密环802可以被预加载或预加应力。
45.在填密从动件222被耦接到阀体104之后，偏置元件218被定位在填密从动件222的第一表面412上。偏置元件218包括接纳轴210的中心开口804。所示示例的偏置元件218包括多个贝氏弹簧806。通常，贝氏弹簧相对于施加在贝氏弹簧上的行程或偏转提供相对高的压缩应力。换句话说，贝氏弹簧具有相对高的弹簧常数，因此，贝氏弹簧的小的或相对低的偏转或压缩提供相对高的填密应力或力。通常，贝氏弹簧可用于提供相对大的加载力或填密应力，以压缩在恶劣使用条件(例如，高压应用)下使用的填密材料。贝氏弹簧通常需要被精确地压缩或偏转以提供所需的压缩应力。否则，如果所提供的填密应力太高，则会导致高填
密摩擦，这会降低阀性能和/或降低填密材料的工作寿命。另外，相对高或大于最大期望填密应力的填密应力可导致大量的填密材料如石墨填密材料将材料转移到阀杆，这可以导致不适当的密封或过早失效。换句话说，控制施加到填密材料的填密应力的量可以控制或影响填密材料到轴上的传送速率或沉积速率。
46.另外，所示示例的贝氏弹簧806平行堆叠。如这里所使用的，平行地堆叠贝氏弹簧806意味着贝氏弹簧806以相同的方向定向，使得第一贝氏弹簧的表面区域与相邻贝氏弹簧的表面区域基本接触。相对地，串联堆叠的贝氏弹簧意味着贝氏弹簧被定向为使得第一贝氏弹簧相对于相邻的贝氏弹簧处于相反的定向(例如，反转)，从而导致相邻的贝氏弹簧之间的较小量的表面积接触(例如，串联堆叠的贝氏弹簧之间的接触线可以沿着接触的贝氏弹簧的内径或外径)。尽管串联定位贝氏弹簧在贝氏弹簧之间提供了更大的偏转量，但是将贝氏弹簧806布置在相同的取向(即，平行)提供了比串联定向的单个贝氏弹簧更大的负载。换句话说，与较大自由高度平行堆叠的较大直径贝氏弹簧可提供与与较小自由高度串联堆叠的较小直径贝氏弹簧类似的负载。例如，较小直径的贝氏弹簧包括中心开口，该中心开口具有配合填密螺柱(例如，图1的填密螺柱304)的直径。具有较大直径的贝氏弹簧便于在组装和/或维护期间操纵贝氏弹簧。因此，示例性加载装置102能够实现更紧凑的产品(例如，在沿着纵向轴线216的方向上)并且便于组装和维护。
47.引导件220通过填密螺柱304被耦接到阀体104。引导件220(例如，第一尺寸506a或壁404的内径)定位偏置元件218和/或维持偏置元件218相对于纵向轴线216的适当中心线位置。例如，偏置元件218的最外侧表面接合壁404的内表面。因此，偏置元件218的中心轴线经由引导件220相对于纵向轴线216同轴地定位或放置。当引导件220被耦接到阀体104时，引导件220的纵向轴线306与纵向轴线216同轴地对准。另外，孔口510与相应的孔口312和螺纹孔口803对准，并且接纳相应的填密螺柱304。偏置元件218(例如，贝氏弹簧806)被定位(例如，平行堆叠)为被接纳在腔502(图5)中并且定位在引导件220和填密从动件222之间。具体地，偏置元件218的第一端808接合引导件220的肩部504(例如，位于空腔502内)，并且与第一端808相对的第二端810接合填密从动件222的第一表面412。在一些示例中，偏置元件218可以在耦接到阀体104之前被定位在引导件220的空腔502中。
48.引导件220提供对贝氏弹簧806的偏转的精确控制。为了控制偏置元件218的偏转，填密螺母308被紧固在填密螺柱304上。填密螺母308可调节地驱动或推动偏置元件218抵靠填密从动件222，该填密从动件222继而轴向地压缩阀填密件214以提供密封并且防止过程流体通过轴210泄漏。当填密螺母308被紧固在填密螺柱304上时，引导件220在第一直线方向235上移动(例如，被向下拉)以使(例如，压缩)偏置元件218偏转。填密螺母308被(例如，旋转或拧紧在填密螺柱304上)，直到引导件220的止动件230接合(例如，直接接触)填密从动件222的第一表面412。引导件220一致地控制偏置元件218的偏转量，以提供阀填密件214的一致加载。当填密螺母308被拧紧时，偏置元件218偏转或压缩，以经由填密从动件222向阀填密件214提供填密应力(例如，轴向负载)。特别地，当填密螺母308被适当地定位以向阀填密件214提供预定负载时，止动件230提供视觉指示。例如，当止动件230接合填密从动件222时，填密螺母308不需要进一步旋转和/或不需要进一步拧紧。当止动件230和填密从动件222之间的间隙420被消除时，偏置元件218被适当地偏转，填密从动件222的唇缘224将填密应力传递到阀填密件214。因此，止动件230接合填密从动件222以机械地阻止偏置元件
218向阀填密件214施加大于预定负载(例如，最大或标称负载)的负载。
49.在该示例中，贝氏弹簧806向阀填密件214的填密材料提供均匀的负载，并在阀操作(例如，阀冲程)期间保持这种均匀的填密负载。换句话说，贝氏弹簧806向填密从动件222提供基本恒定的负载，以在阀填密件214上施加基本恒定的压缩力。如果阀填密件214固结(consolidates)(例如，由于磨损)，则贝氏弹簧806减压以在第一直线方向235上移动填密从动件222，从而保持阀填密件214的压缩力，并且由此保持阀填密件214的密封完整性。
50.例如，在操作期间，阀填密件214的磨损可导致填密从动件222沿第一直线方向235移动离开引导件220，从而由于贝氏弹簧806减压并继续向阀填密件214提供基本恒定的负载而导致在填密从动件222的第一表面412和止动件230之间形成间隙420。在维护期间，填密螺母308可以被拧紧，使得止动件230接合填密从动件222的第一表面412。因此，可以在工厂调整(例如，消除)止动件230和/或在现场调整止动件230。因此，如果在引导件220已经抵靠填密从动件222就位之后发生阀填密密封泄漏，则填密螺母308可以被拧紧以向阀填密件214传递额外的负载，以阻止通过阀填密件214的泄漏。
51.图9示出了具有在此公开的另一示例性加载装置902的示例性流体阀900。图9的示例流体阀900的那些部件与上述示例流体阀900的那些部件基本相似或相同，并且具有与那些部件的功能基本相似或相同的功能，下面将不再详细描述。相对地，感兴趣的读者可以参考上面结合图1-图8的相应描述。基本上类似或相同的那些部件将用与结合图1-图8描述的那些部件相同的附图标记表示。例如，流体阀900包括在入口204和出口206之间限定流体流动通路202的阀体104。流动控制构件208位于流体流动通路202中，并且通过轴210可操作地耦接到致动器。图9的加载装置902通过一个或多个紧固件904被耦接到阀体104。特别地，所示示例的紧固件904包括填密螺柱304和填密螺母308。
52.图10是图9的流体阀900的剖视图。图9的加载组件902向位于阀体104的填密孔212中的阀填密件1002提供填密应力。图10的阀填密件1002包括位于填密箱1006和填密环保持器1008之间的填密环1004。加载装置902包括用于保持或接纳偏置元件1012的引导件1010。加载装置902通过填密螺柱304和填密螺母308被可拆卸地耦接到阀体104。为了控制偏置元件1012的偏转量和/或施加到阀填密件1002的填密应力，引导件1010包括止动件1014。在如图10所示的激活状态1016中，止动件1014接合阀体104以限制偏置元件1012在第一直线方向235上的偏转量，并且因此限制待施加在阀填密件1002上的填密应力的量。换句话说，在激活状态1016中，消除了止动件1014和阀体104之间的间隙1210(图12)。阀体104包括螺纹孔口803，以用于螺纹地接纳填密螺柱304。
53.图11a是图9和图10的引导件1010的透视顶视图。图11b是图9和图10的引导件1010的透视仰视图。参见图11a和图11b，引导件1010包括主体1102，该主体是具有第一表面1104(例如，上表面)和与第一表面1104相对的第二表面1106(例如，下表面)的一体件或结构。主体1102限定从主体1102的第一表面1104(例如，凸缘)突出的壁1108(例如，环形壁)。主体1102限定中心孔口1112，以在引导件1010被耦接到阀体104时接纳轴210。当引导件1010被耦接到阀体104时，中心孔口1112与填密孔的纵向轴线216同轴地对准。中心孔口1112包括阶梯状轮廓以限定肩部1114和空腔1116。因此，中心孔口1112包括邻近第一表面1104的第一尺寸1117(例如，第一直径)和邻近第二表面1106的第二尺寸1119(例如，第二直径)。第二尺寸1119大于第一尺寸1117。肩部1114位于空腔1116中，并且当偏置元件1012位于引导件
1010的空腔1116中时为偏置元件1012提供弹簧支座。壁1108限定朝向空腔1116定向的内表面1118，该内表面1118接合偏置元件1012的外表面(例如，最外表面或横向侧)并且相对于引导件1010的纵向轴线1120居中地定位偏置元件1012。主体1102包括多个孔口1122(例如，非螺纹孔口)，其在第一表面1104和第二表面1106之间延伸穿过主体1102，并且相对于引导件1010的纵向轴线1120被径向间隔开，以用于接纳(例如，可滑动地接纳)相应的填密螺柱304。因此，孔口1122与阀体104的相应孔口803对准以接纳紧固件904。孔口1122延伸穿过第一表面1104和第二表面1106之间的壁1108。
54.所示示例的偏置元件1012包括多个贝氏弹簧1124。贝氏弹簧1124以平行取向堆叠在空腔1116内。然而，在一些示例中，贝氏弹簧1124可以以串联取向堆叠。在一些示例中，偏置元件1012可以是波形弹簧、螺旋弹簧和/或任何其他合适的偏置元件。
55.所示示例的壁1108限定止动件1014以限制偏置元件1012(例如，贝氏弹簧)沿第一直线方向235的偏转量。止动件1014由壁1108的端部形成。例如，第二表面1106限定示例主体1102的止动件1014。壁1108的尺寸1128(例如长度)和/或偏置元件1012的尺寸(例如外径)提供待提供给阀填密件1002的预定负载的指示。如下所述，止动件1014还提供机械止动以防止加载装置902向阀填密件1002施加大于预定负载的负载。例如，预定负载可以对应于提供给阀填密件1002的标称填密应力。
56.图12是图9、图10、图11a和图11b的示例流体阀900的透视局部截面图。图12的1014被示为处于非激活状态1200。为了将加载装置902耦接到阀体104，偏置元件1012位于阀填密件1002的填密环保持器1008上。偏置元件1012包括接纳轴210的中心开口1202。引导件1010经由填密螺柱304被耦接到阀体104。在一些示例中，偏置元件1012可以在耦接到阀体104之前被定位在引导件1010的空腔1116中。当引导件1010耦接到阀体104时，引导件1010定位偏置元件1012和/或保持偏置元件1012相对于纵向轴线216的适当中心线位置。例如，偏置元件1012的最外侧表面接合壁1108的内表面1118。因此，偏置元件1012的中心轴线经由引导件1010与纵向轴线216同轴地对准。另外，偏置元件1012的内表面与轴210被间隔开并且因此不干扰轴210的操作(例如，旋转)。另外，轴承1204位于引导件1010的中心孔口1112中，以便于轴210在流体阀900的操作过程中旋转。
57.偏置元件1012被接纳在空腔1116中(例如，贝氏弹簧1124平行堆叠)并且被定位在引导件1010与填密环保持器1008之间。特别地，偏置元件1012的第一端1206接合引导件1010的肩部1114(例如，第一主体)，并且与第一端1206相对的第二端1208接合填密环保持器1008(例如，第二主体)。
58.引导件1010提供对偏置元件1012(例如，贝氏弹簧1124)在第一直线方向235上的偏转量的精确控制。为了控制偏置元件1012的偏转，填密螺母308被拧紧在填密螺柱304上。填密螺母308可调节地驱动或推挤偏置元件1012抵靠填密环保持器1008，该填密环保持器1008继而轴向地压缩阀填密件1002以提供密封并且防止过程流体通过轴210和/或填密孔212泄漏。当填密螺母308被拧紧在填密螺柱304上时，引导件1010在第一直线方向235上移动(例如，被向下拉)以偏转(例如，压缩)偏置元件1012。调节填密螺母308(例如，旋转或拧紧在填密螺柱304上)，直到引导件1010的止动件1014接合(例如，直接接触)阀体104(例如，止动件1014处于图10的激活状态1016)。引导件1010一致地控制偏置元件1012的偏转量，以提供阀填密件1002的一致加载。当填密螺母308被拧紧时，偏置元件1012偏转或压缩，以向
阀填密件1002提供填密应力(例如，轴向负载)。填密螺母308被转动或拧紧，直到止动件1014接合阀体104。当止动件1014接合(例如，直接接触)阀体104时，消除了止动件1014(例如，第二表面1106)和阀体104之间的间隙1210(例如，距离)。偏置元件1012充分地偏转并且将填密应力传递到阀填密件1002。
59.另外，在止动件1014处于激活状态(图10)之后，填密螺母308上的填密扭矩能够继续增加而不影响阀填密件1002上的填密应力。例如，为了增加填密扭矩，填密螺母308可以继续旋转或拧紧在填密螺柱304上。因为止动件1014在激活状态1016中接合阀体104(例如，已经与阀体104成为一体)，所以可以增大填密螺母308的扭矩而不将额外的负载传递到阀填密件1002。换句话说，当止动件1014处于激活状态1016时，止动件1014通过与阀体104的接合，防止当填密螺母308被进一步拧紧时偏置元件1012的进一步偏转。止动件1014接合阀体104以机械地阻止偏置元件1012向阀填密件1002施加大于预定负载(例如，最大或标称负载)的负载。
60.在该示例中，贝氏弹簧1124向阀填密件1002提供均匀的负载，并且在阀操作(例如，阀冲程)期间保持这种均匀的填密负载。换句话说，贝氏弹簧1124向填密环保持器1008提供基本恒定的负载，以在填密环1004(例如，填密密封件)上施加基本恒定的压缩力。如果阀填密件1002固结(例如，由于磨损)，则贝氏弹簧1124沿第一直线方向235减压，以在阀填密件1002上保持压缩力，从而保持阀填密件1002的密封完整性。
61.示例性加载装置902通过能够精确控制偏置元件1012的偏转量而能够精确控制施加到阀填密件1002的期望填密应力。这种对填密应力的精确控制显著地改善了阀填密组件的性能，并且与诸如上述的加载阀填密件的已知方法相比显著地减小了填密应力的可变性。因此，加载装置902将施加到阀填密件1002的填密应力限制为对应于由止动件1014提供的偏转量(例如，壁1108的尺寸1128)的负载。
62.加载装置102、902提供用于引导偏置元件的装置。在一些示例中，引导件220、1010提供用于引导偏置元件的装置。在一些示例中，引导件220、1010和紧固件302、904提供用于引导偏置元件的装置。在一些示例中，空腔502、1116提供用于接纳(例如，偏置元件)的装置。在一些示例中，壁404、1108和肩部504、1114提供用于接纳的装置。在一些示例中，引导件220、1010提供了用于止动的装置。在一些示例中，壁404、1108提供用于止动的装置。在一些示例中，引导件220、1010和填密从动件222提供用于止动的装置。在一些示例中，偏置元件218、1012提供用于偏置的装置。在一些示例中，贝氏弹簧806、1124提供用于偏置的装置。在一些示例中，填密从动件222提供用于传递负载的装置。在一些示例中，填密环保持器1008提供用于传递负载的装置。在一些示例中，阀填密件214、1002提供用于填密孔或轴的装置。
63.尽管上面公开的示例性加载装置102和902具有某些特征，但是应当理解，一个示例性加载装置102、902的特定特征不必专门用于该示例。相反地，除了这些示例的任何其他特征之外或代替这些示例的任何其他特征，以上描述的和/或在附图中描绘的示例加载装置102、902的任何特征可以与示例加载装置102、902的任何特征组合。一个示例的特征与另一示例的特征不是互斥的。相对地，本公开的范围包括任何特征的任何组合。在一些示例中，根据本发明的教导所揭示的加载装置可具有本文所揭示的示例加载装置102、902的特征的组合。
64.尽管这里已经描述了一些方法和装置，但是本专利的覆盖范围不限于此。相对，本专利覆盖字面上或在等同原则下完全落入所附权利要求的范围内的所有方法和装置。