保持环及其制造方法与流程

1.本公开内容总体上涉及阀保持环以及用于使用和制造该阀保持环的方法。具体地，本公开内容涉及用于与阀组件一起使用的改进的保持环以及制造该保持环的方法。


背景技术：

2.使用密封件的阀塞通常需要保持环来将该密封件固定到阀塞。保持环通常包括具有各种材料约束的缠绕式保持环。这样的保持环通常难以组装在阀塞和阀笼的环境中。此外，如果阀组件经历甚至是微小的设计变化，缠绕式保持环可能会无法使用。


技术实现要素：

3.根据第一示例性方面，公开了一种用于阀塞组件的保持环。所述保持环包括具有内表面和肋的第一环部，所述内表面具有沿所述第一环部的周向延伸的中心轴，所述肋设置在所述第一环部的所述内表面上并且偏离所述中心轴。所述保持环还包括具有内表面和肋的第二环部，所述内表面带有沿所述第二环部的周向延伸的中心轴，所述肋设置在所述第二环部的所述内表面上并且偏离所述中心轴。所述第二环部耦接到所述第一环部，以使得设置在所述第一环部和所述第二环部的所述内表面上的所述肋中的每个肋被配置为与阀塞的凹槽配合。
4.根据本公开内容的另一个示例性方面，公开了一种阀塞组件，其包括阀笼和设置在所述阀笼内的阀塞。所述阀塞还包括凹槽。所述阀塞组件还包括设置在所述阀塞和所述阀笼之间的保持环，所述保持环包括第一环部，其具有内表面和设置所述内表面上的肋。设置在所述第一环部的所述内表面上的所述肋被接收在所述阀塞的所述凹槽中。所述阀塞组件还包括第二环部，其具有内表面和设置在所述第二环部的所述内表面上的肋。设置在所述第二环部上的所述肋被接收在所述阀塞的所述凹槽中。在所述阀塞组件中，所述阀笼将所述保持环限制在所述阀塞上，并且将在所述第一环部上的所述肋和在所述第二环部上的所述肋都固定在所述阀塞的所述凹槽中。
5.根据本公开内容的另一个示例性方面，公开了一种制造保持环的方法。所述方法包括形成具有内表面的环，所述内表面限定沿所述环的周向设置的中心轴。所述方法附加地包括在所述环的所述内表面上偏离所述中心轴设置肋，将所述环分成第一环部和第二环部。
6.进一步根据前述的示例性方面中的任何一个方面，用于阀塞组件的保持环、包括阀笼的阀塞组件、和/或制造保持环的方法还可包括以下优选形式中的任何一个或多个形式。
7.在一些优选形式中，所述第一环部包括具有第一互锁特征的端部，并且所述第二环部包括具有第二互锁特征的端部，所述第一互锁特征和第二互锁特征被配置为将所述第一环部耦接到所述第二环部。
8.在另一个形式中，所述第一互锁特征和第二互锁特征包括互补的楔(cleat)。
9.在又一个形式中，设置在所述第一环部的所述内表面上的所述肋和设置在所述第二环部的所述内表面上的所述肋中的至少一个肋包括远离所述内表面的逐渐变细的尖端。
10.在再一个形式中，所述保持环由钢或具有至少一个与钢类似的属性的另一种材料中的一个制成。
11.在又一个形式中，所述第一环部的外表面和所述第二环部的外表面中的至少一个外表面包括标记。
12.在另一个形式中，所述标记包括设置在所述外表面上的凹槽。
13.在再一个形式中，所述阀塞包括具有第一直径的远端以及具有小于所述第一直径的第二直径的近端，所述凹槽设置在所述阀塞的所述近端，并且所述第一环部和所述第二环部的所述内表面和外表面限定厚度，厚度等于所述阀塞的所述第一直径和所述第二直径之间的差值。
14.在另一个形式中，设置在所述第一环部的所述内表面上的所述肋和设置在所述第二环部的所述内表面上的所述肋中的至少一个肋包括远离所述内表面的逐渐变细的尖端。
15.在又一个形式中，所述第一环部的所述内表面具有沿所述第一环部的周向延伸的中心轴，并且所述第二环部的所述内表面具有沿所述第二环部的周向延伸的中心轴，并且具有以下情况中的至少一个：(a)设置在所述第一环部的所述内表面上的所述肋从所述第一环部的所述中心轴偏离；以及(b)设置在所述第二环部的所述内表面上的所述肋从所述第二环部的所述中心轴偏离。
16.在另一个形式中，所述第一环部的外表面和所述第二环部的外表面中的至少一个外表面包括各自从所述第一环部或所述第二环部的所述中心轴相偏离的标记。
17.在优选的方法中，形成所述环和在所述环的所述内表面上设置所述肋包括车削。
18.在又一个方法中，将所述环分成第一环部和第二环部包括切割所述保持环。
19.在另一个方法中，切割所述保持环包括将互补的楔切割成所述第一环部和所述第二环部。
20.在再一个方法中，在所述第一环部的端部形成第一互锁特征以及在所述第二环部的端部形成第二互锁特征，所述第一互锁特征和第二互锁特征被配置为将所述第一环部耦接到所述第二环部。
附图说明
21.参照以下描述以及附图可以更好地理解本文所公开的各种示例性的实施例的这些以及其它特征和优点，其中：
22.图1是根据本文所公开的原理的包括保持环的阀组件的部分截面图；
23.图2是包括保持环的图1的阀塞的分解图；
24.图3是根据本文所公开的原理的保持环的透视图；
25.图4是根据本文所公开的原理的保持环的侧视图；
26.图5是根据本文所公开的原理的保持环的部分的侧视图；
27.图6是根据本文所公开的原理的可替代的保持环的透视图；
28.图7是根据本文所公开的原理的、耦接到阀塞的另一可替代的保持环的横截面图。
29.相信将从结合附图进行的以下描述更充分地理解本公开内容。已通过省略选定要
素来简化一些附图，以便更清楚地展示其它要素。除了如可在相应的书面描述中明确描述的那样，一些附图中对要素的如此省略不一定指示在任何示例性实施例中存在或不存在特定要素。而且，附图不一定按比例绘制。
30.本领域技术人员将会理解图中的要素是出于简化和清楚的目的来对其说明，并且不一定按比例绘制。例如，图中一些要素的尺寸和/或相对位置可能相对于其它要素被放大，从而帮助改善对本发明的各种实施例的理解。而且，没有描述在商业上可行的实施例中有用的或必要的常见但公知的要素，以便易于得到这些各种实施例较少遮住的视图。应当进一步理解的是，某些动作和/或步骤可能以特定的发生顺序描述或者绘制，然而本领域技术人员应当理解关于顺序的这种特征不是必需的。还应当理解的是，除了其它本文中提到的不同的具体含义外，本文中使用的术语和表达具有如本领域技术人员给予的如上所述的术语和表达那样的通常的技术含义。
具体实施方式
31.包括阀塞的阀组件被配置为包括密封件。提供设置在阀组件中的密封件以阻止流体在阀塞的周围泄漏或泄漏出阀组件。密封件在经过阀组件的流体的压力下必须被保持在阀组件中。在一些示例中，密封件需要保持环来将该密封件固定在密封组件中。
32.图1示出了根据本文所公开的原理的阀组件100。阀组件100包括阀笼102、阀塞104、以及密封组件106。
33.阀笼102包括具有孔114的大致圆柱形的本体112。附加地，孔114是圆柱形的并且穿过圆柱形本体112。替代地，孔114可以是不同的形状，或者仅部分地穿过圆柱形本体112。此外，圆柱形本体112可附加地包括至少一个开口116(还参见图2)。如图1中所示，开口116设置在圆柱形本体中，垂直于阀笼102的纵轴118。
34.阀塞104配置为被接收在阀笼102的孔114中。如图所示，阀塞104包括远端122和近端124。在各种实施例中，远端122限定第一直径，并且阀塞104的近端124限定小于远端122的第一直径的第二直径。在各种实施例中，第一直径和第二直径之间的差值在大约0.1英寸(in)到大约0.5in之间。附加地，阀塞104的远端122具有与孔114大约相同的大小(例如，1in、3in、5in、10in等)。在一些示例中，远端122是与孔114间隙配合的。此外，阀塞104可包括设置在远端124的阀杆126。如图1中所示，包括远端122和近端124的阀塞104和阀杆126是同轴的，具有纵轴128。纵轴128也与纵轴118同轴。
35.仍参考图1，密封组件106包括密封件142、抗挤压环144、以及具有肋148的保持环146。在一些实施例中，抗挤压环144不是必要的，并且密封组件106仅包括密封件142和保持环146。密封件142和抗挤压环144两者总体上形成了具有大约等于阀塞104的近端124的第二直径的内直径以及大约等于阀塞104的远端122的第一直径的外直径的环形部。密封件142可以是本领域已知的任何密封件，并且被配置为密封阀组件100。
36.保持环146的肋148被配置为设置在阀塞104的凹槽150中。更具体地，肋148与凹槽150机械地耦接，允许保持环146的内表面152接触阀塞104的近端124。附加地或可替代地，保持环146的外表面154接触阀笼102。因此，当保持环146设置在阀塞104上位于阀笼102内时，由于肋148机械地耦接在凹槽150中，保持环146不能相对于阀塞104纵向地移动。此外，至少由于外表面154与阀笼102接触，肋148或保持环146都不能从凹槽150径向地移动离开。
在各种实施例中，保持环146由包括普通金属、耐腐蚀性金属、合成材料、或天然材料的各种材料构成。例如，保持环146可由不锈钢合金(例如，316l)、热塑性材料(例如，peek)、镍合金(例如，inconel、monel、hastelloy)、铝合金、钴基合金(stellite)、或者其它类似用在阀中的合金。
37.现在参考图2，描绘了阀组件100的分解图。密封件142被放置在阀塞104的近端124。附加地，在该示例中，阀组件100包括在阀塞104的近端124上、与密封件142邻近的抗挤压环144。在各种实施例中，当阀组件在高温服务中使用时包括抗挤压环144。
38.如在图2中进一步描绘的，保持环146可包括第一环部146a和第二环部146b。第一环部146a和第二环部146b被配置为耦接到阀塞104。第一环部146a包括第一肋148a，并且第二环部146b包括第二肋148b。第一肋148a和第二肋148b中的每个肋设置在第一环部146a和第二环部146b的内表面上，并且被配置为与阀塞104的凹槽150配合。当第一环部146a和第二环部146b邻近密封件142和抗挤压环144设置在阀塞104上时，密封组件106由密封件142、抗挤压环144、以及第一保持环146a和第二保持环146b组成。
39.在将密封组件106设置在阀塞104上后，将阀塞104放置到阀笼102内。阀塞104能够在阀笼102中轴向地移动，但是阀笼102将保持环146的第一环部146a和第二环部146b两者限制在阀塞104上。对第一环部146a和第二环部146b的限制将第一环部146a上的肋148a和第二环部146b上的肋148b固定在阀塞104的凹槽150中。因此，阻止了保持环146相对于阀塞104移动。
40.图3、图4和图5示出了图1和图2的保持环146。图4示出了图3的第二环部146b的侧视图。附加地，图5示出了图3的第一环部146a的侧视图。
41.现在参考图3，保持环146的第一环部146a和第二环部146b被描绘为耦接在一起以形成环形部。保持环146包括在第一环部146a和第二环部146b之间的小间隙310。在一个示例中，间隙310等于用于切割保持环146的刀片或其它切割机构的厚度。在一个示例中，间隙310是大约0.01英寸(in)，在另一个示例中，间隙310是大约0.03in，以及在其它示例中，间隙310是大约0.05in、0.1in、0.25in中的一个，这取决于使用的刀片或其它切割机构的厚度。在一些示例中，间隙310为第一环部146a和第二环部146b提供足够的公差来枢转和弯曲，以便在阀组件100的组装时和阀组件100的使用期间更好地容纳密封件142和抗挤压环144。
42.图4示出了第二环部146b的外表面314b。第一环部146a具有于与外表面314b基本类似的外表面314a(在图3中所示)。如图所示，外表面314b包括标记320b，其限定凹槽。如图所示，标记320b是矩形的凹槽；然而，标记320b可包括刻蚀画、涂漆图案、不同形状的凹槽、或者任何其它可见的标示，并且仍然落在本公开内容的范围之内。此外，外表面314b附加地包括沿第二环部146b的周向设置的中心轴322。在各种实施例中，标记320b与中心轴322偏离。如图3中所示，设置在第二环部314b上的标记320b与设置在第一环部314a上的标记320a基本类似。
43.现在参考图5，示出了保持环146的第一环部146a。如图所示，第一环部146a具有带有沿第一环部146a的周向延伸的中心轴315的内表面312a。第一环部146a的肋148a设置在内表面312a上并且偏离中心轴315。例如，肋148a可偏离以在第一环部146a的第一定向(orientation)容纳抗挤压环144，并且用于第一环部146a在第二定向直接抵靠密封件(例
如，密封件142)。第二环部146b关于内表面312b、中心轴315和肋148b被设计成与第一环部146a基本类似。
44.如图5中所示，标记320a也在外表面314a上偏离中心轴322，并且肋148a在内表面312a上偏离中心轴315。附加地，在该示例中，肋148a和标记320a两者各自从对应的中心轴315和310在相同的方向上偏离。因此，可使用标记320a和320b快速地识别第一环部146a和第二环部146b的定向。如此配置，标记320a和320b帮助操作员快速地组装阀塞(例如，图1的阀塞104)。
45.图6是根据本文所公开的原理的可替代的保持环602的透视图。如图6中所示，不同于图1-图5的保持环146，保持环602包括互锁特征610。因此，在将阀塞和保持环602设置在阀笼(例如，阀笼102)中之前，保持环602可被固定到阀塞(例如，阀塞104)上。除了该差别外，图6的保持环602包括许多与保持环146相同的特征。出于简洁，此处不再解释这些特征，并且为了清楚，这些特征在相关时包括与图1-图5相同的附图标记。
46.如图所示，更具体地，第一环部146a包括具有第一互锁特征612a的端部111a，并且第二环部146b包括具有第二互锁特征612b的端部111b。第一互锁特征612a和第二互锁特征612b被配置为将第一环部146a耦接到第二环部146b。在各种实施例中，第一互锁特征612a和第二互锁特征612b包括如图所示的互补的楔。
47.图7示出了根据本文所公开的原理的、耦接到阀塞104的另一可替代的保持环700的横截面图。例如，图7的保持环700包括许多与图1的保持环146和阀组件100相同的特征。出于简洁，此处不再解释这些特征，并且为了清楚，这些特征在相关时包括与图1-图5相同的附图标记。
48.如图所示，不同于保持环146，可替代的保持环700包括设置在保持环700的内表面714上的肋710，肋710包括逐渐变细的尖端712。因此，逐渐变细的尖端712自定心(self-center)于阀塞104的凹槽150内。附加地，保持环700包括设置在外表面上的标记720。如图所示，例如，相较于图3-图6的矩形的槽320a和320b，设置在保持环700的外表面722上的标记720包括三角形的凹槽724。将会理解的是，三角形的凹槽724可替代地采用各种其它形状的形式，并且仍然落入本公开内容的范围之内。
49.鉴于前述内容，将会理解可根据以下方法制造保持环146。具体地，并且在一个示例中，保持环146、602、700可从毛坯车削而成。对毛坯车削，以具有内表面312a和312b以及外表面314a和314b。对保持环146车削，以使得肋148a和148b被设置在保持环146的内表面312a和312b上，并且在一些示例中，其从中心轴315偏离。在保持环146以及肋148a和148b已被车削后，将保持环146分为第一环部146a和第二环部146b。在各种实施例中，将保持环146、602、700分为第一环部146a和第二环部146b包括例如用带锯切割保持环146。然而，将理解的是，可附加地和/或可替代地使用各种其它已知的切割机构来切割保持环146，并且仍然落入本公开内容的范围之内。
50.可替代地，可以任何已知的制造方法制造保持环146。例如，可经由各种已知的增材制造和挤压制造方法来制造保持环146。
51.至少鉴于前述内容，将会理解，新的保持环146、602和700以及相关制造方法包括若干优点。例如，相较于先前的保持环，保持环146、602、和700易于制造。附加地，保持环146、602和700可被配置为具有第一和第二定向，第一定向容纳抗挤压环144，第二定向直接
固定阀密封件142。因此，保持环146、602和700比其它保持环能够适用于更多种类的阀组件。此外，通过将肋148a和148b嵌入设置在阀塞104上的凹槽150中，保持环146、602、和700易于组装在阀塞104上。因此，这些保持环146、602、700减少了在组装阀组件时的成本和时间。
52.虽然已经结合各种实施例描述了本公开内容的装置和方法，将理解的是，本公开内容的装置和方法能够进一步修改。本技术旨在覆盖总体上遵循本公开内容的原理的任何变型、使用、或改编，并且包括本公开内容所属领域内的已知和惯例中的来自本公开内容的这种偏离。
53.此外，应注意，如在各种示例性实施例中所示，所公开的保持环的结构和布置以及其各种部件和组件仅是说明性的。尽管在本公开内容中仅详细描述了所讨论的主题的一些实施例，但是查看本公开内容的本领域技术人员将容易理解，在不实质地偏离本文所公开的主题的新颖教导和优点的情况下，可能有许多修改(例如，各种要素的大小、尺寸、结构、形状、比例、参数值、安装布置、材料使用、颜色、方向中的变化等)。例如，所示的整体形成的要素可由多个部分或要素构成，以及反之亦然。而且，要素的位置可以翻转或以其它方式变化，离散的要素或位置的性质或数量可以改变或变化。因此，旨在将所有这种变化包括在如所附权利要求中限定的本公开内容的范围内。此外，根据可替代的实施例，任何过程或方法的顺序或次序可以变化或重新排序。在不偏离本公开内容的情况下，可在各种示例性实施例的设计、操作条件和布置中做出其它替换、修改、变化和省略。