专利名称：带安装拆卸工具的控制阀主密封保持器的制作方法
技术领域：
本发明涉及在缸体中的O形圈保持器，当活塞在缸体中处于关闭位置时O形圈密封该缸体。本发明还涉及用于在缸体中插入和拆卸保持器和O形圈的工具和方法。
通常使用控制阀控制通过管道的材料流。一种控制阀具有缸体，该缸体有缸体头部端的进口和缸体侧壁上的出口。活塞滑动通过缸体以控制通过缸体的材料流。活塞的位置由弹簧和通过控制管道的材料流控制。活塞头部端上的材料压力克服控制管道中的材料压力和活塞后侧的弹簧压力时，活塞在缸体中向上移动并允许材料流过缸体。在关闭位置，弹簧和通过在活塞后侧控制管道的材料流的压力大于活塞头部端上的材料压力。活塞在关闭位置邻接缸体头部端，以防止材料流过缸体。
活塞处于关闭位置时，通常还使用O形圈密封缸体。活塞移动到关闭位置时，活塞头部端移动通过O形圈的中心。O形圈被约束在活塞头部端和缸体壁之间以便密封缸体并防止材料通过活塞泄漏入缸体中。O形圈被置于缸体壁的槽中在缸体中保持就位。
问题是压力使活塞从关闭位置移动到打开位置时，活塞可牵动O形圈脱离槽。O形圈脱离槽时，O形圈不足以形成密封并产生不希望的材料泄漏入缸体中。因此，在本技术领域需要一种保持器以防止O形圈从缸体的槽中脱离。
通过提供O形圈的保持器和插入和拆卸保持器的工具，上述和其它的问题可被解决，并且实现本技术领域的进步。本发明保持器是金属环，它压入O形圈，从而保持器的外壁保持在O形圈的内侧并压靠O形圈以使O形圈保持在槽内。本保持器的第一个优点是保持器可靠地保持O形圈在缸体中就位。本保持器的第二个优点是保持器可用于任何条件和任何类型的缸体。这样消除了在不同工作条件下和不同类型的缸体中对于不同类型的保持器的需要。本保持器的第三个优点是所设计的活塞具有第一端和第二端，第一端用于将保持器插入缸体而第二端用于拆卸保持器。这样就取消了对于用于插入或拆卸保持器的特殊工具的需要。
根据本发明，邻近缸体头部端在缸体壁上有槽。缸体壁的头部端有凸缘，其伸出到在该槽下面的头部端的孔中。沿活塞圆周和从缸体壁伸出的凸缘下面称为凸台。O形圈置于该槽中。保持器是由金属或其它刚性材料制成的环。保持环具有大致为缸体内径尺寸的外径和小于凸台内径尺寸的内径。当保持器贴靠在缸体头部端的凸台时，保持器的壁的高度允许保持器壁伸入O形圈。
保持器被压入缸体并通过O形圈。保持器的一个表面由凸台保持。保持器的第二表面伸入O形圈而保持器壁压靠O形圈以保持O形圈在槽中。O形圈又压靠保持器壁以使保持器就位。在优选实施例中，保持器壁的第一端和第二端有导向斜面或倾斜边缘以便插入和拆卸保持器时，防止损坏O形圈。
使用作为工具的活塞可完成活塞的插入和拆卸。使用活塞的第一端或头部端完成插入。活塞有围绕头部端直径的凸台。保持器装在该头部端上，保持器的一个表面贴靠在该凸台上。活塞推动保持器通过缸体和O形圈直至保持器的另一表面贴靠在缸体的头部端附近的凸台上。
以下面方式完成插入O形圈和保持器。首先，将O形圈插入缸体壁上的槽中。然后，从对置于缸体头部端的缸体第一端将保持器置于缸体中。保持器滑入缸体直至保持器第一表面贴靠O形圈表面。之后，将活塞头部端置于缸体中。活塞被向下推动直到该头部端的凸台接触保持器的第二表面。活塞将保持器推过O形圈直到保持器的第一表面贴靠在缸体头部端的凸台上。
活塞的后端被用于从缸体拆卸保持器。活塞后端有一凸台，该凸台的外径小于缸体头部端的凸台的内径并大于保持器内径。以下面方式完成保持器的拆卸。首先，从缸体拆卸活塞。然后，活塞后端插入缸体头部端的进口。活塞后端的凸台接触保持器内径并允许活塞后端对保持器施加力。之后，活塞后端向上推通过缸体。施加在保持器上的力推动保持器通过O形圈和缸体。
阅读下面详细说明和附图，可理解本发明上述和其它的特征。
图1表示公用控制阀，其结合本发明的保持器；图2表示公用控制阀的剖视图；图3表示第一透视图的活塞组件的分解视图；图4表示活塞组件的剖视图5表示插入保持器的方法的流程图；图6表示拆卸保持器的流程图。
图1表示具有壳体110的控制阀100。进口法兰101和出口法兰102将控制阀100连接到管道(未示出)。材料通过进口103流入控制阀100并通过出口104排出控制阀100。活塞组件外壳105在进口103和出口104之间形成圆柱形腔室。活塞组件(图3所示)包含在活塞组件外壳内侧并调节通过控制阀100的材料流量。
控制进口108是一邻近进口103在壳体110中的开口，以便将材料转入控制管道中(图2所示)。控制进口108显示具有栓塞118，栓塞118拧入控制进口108。控制进口109是一在活塞组件外壳105顶侧上的开口，用于将控制材料流转到缸体的第二端。控制出口107是一邻近出口104在壳体110中的开口，用于将材料流从控制管道(图2所示)返回出口104。栓塞117显示被拧入控制出口107内。
图2是控制阀100的剖视图，控制阀100连接到控制管道200。控制管道200有连接到控制进口108的第一端201，以接纳来自控制阀100进口的材料。材料经控制管道200流到连接控制开口109的管道。然后，材料通过控制开口109流入活塞组件250的缸体220。控制导阀202在控制管道200中位于控制开口109的下游。控制导阀202为可调节的开关装置，以调节通过控制管道的材料流量。控制管道的第二端205连接控制出口107以便将材料从控制管道200返回到流出出口104的材料。
活塞组件250包括缸体220和活塞221。活塞221滑动地装在缸体220中。缸体220有带进口230的头部端231，进口230邻近进口103以便接纳来自进口103的材料流。出口232位于缸体220的侧壁上并允许材料通过缸体220流到出口104。活塞221在缸体220内滑动以调节通过缸体220的材料流量。在关闭位置，活塞221邻接头部端231并防止流体流入缸体220。在打开位置，活塞221邻接缸体220的第二端234，而进口230和出口232之间的流动路径被打开。活塞221也可处在打开和关闭位置之间的任何位置，以便部分阻塞流动路径并调节通过缸体220的材料流量。
弹簧222有固定到缸体220上内侧壁的第一端和固定到活塞221的第二端的第二端。弹簧222用于控制活塞221在缸体220中的位置。基于平衡压力的原理控制活塞221的位置。来自控制开口109的材料流提供对活塞221第二端的压力P1。来自进口103的材料流提供对活塞头部端的压力P2。
导阀202关闭时，材料不能流到出口107。这样使得活塞221第二端的压力P2等于活塞221头部端的压力P1。导阀202关闭时，控制流和弹簧222所施加的压力P2使活塞221被偏置到关闭位置。导阀202打开时，控制出口107的材料流使活塞221的第二端的压力P2减小。P1所提供的力克服P2提供的力并将活塞221推向打开位置。于是，可允许材料流过缸体220。导阀202打开的越大，使P2减小越多，这样又控制活塞221在缸体220中的位置。
活塞221处于关闭位置时，需要密封以防止材料围绕活塞221在缸体220中泄漏。图3和4表示活塞221处于关闭位置时，用于封闭缸体220的活塞组件250的构件。图3活塞组件250的构件的分解视图，用于密封缸体220。图4是具有处于关闭位置的活塞221的缸体组件250的剖视图。在下面说明中参考图3和4以更好地说明活塞组件250中构件的关系。
活塞组件250有装在缸体220中的O形圈300，以便活塞221处于关闭位置时，密封缸体220。O形圈300是橡胶或其它弹性材料形成环状的圆形件。O形圈300的略微大于缸体220的内圆周。O形圈300装在邻近缸体220头部端231的缸体220内壁上的槽400中。槽400处在缸体220的位置，当活塞221处于关闭位置时(如图4所示)，其允许活塞221的头部端320可靠地与O形圈300配合。
活塞221滑向打开位置时，为了防止O形圈300被活塞221从槽400拉出，保持环310置于缸体220中。保持环310插入缸体220时，保持环310压靠O形圈300，从而防止O形圈300从槽400拉出。保持环310是金属或刚性材料制成的环。导向斜面312和313为保持环310上的倾斜边缘，以便于环310滑入就位和滑出位置，但不会损坏O形圈300。设置邻近孔230的凸台401，以支承保持环310的第二侧面。
凸台401使保持环偏置在一位置，在该位置保持环310的第一侧面处于O形圈300的内侧并且将O形圈300保持在槽400中。这样可使保持环310和O形圈300互相压靠并使其互相就位。保持环310的壁311的高度由槽400的高度决定。保持环310的内径小于凸台401的内径，从而便于保持环310的拆卸。
为了取消将保持环310置于缸体220内的工具的需要，活塞221被设计成用于保持环310的插入和拆卸。活塞221有头部端320，头部端320有围绕头部端320的凸台321。凸台321具有大体等于或小于保持环310的内径。头部端320装在保持环310中，凸台321与在下述插入过程中使用的保持环310的第一端接触。活塞221的第二端325有凸台326，它的外圆周大于保持环310的内圆周而小于凸台401的外圆周。活塞221的第二端325可装入缸体220的头部进口孔230中并可在下述拆卸过程中使用。
图5是程序500的流程图，用于使用作为插入工具的活塞220，将O形圈和保持环310插入缸体220。在步骤502，保持环310从第二侧234插入改缸体220。然后，在步骤503，保持环310被保持，以便保持环310的第一端均匀地贴靠在O形圈上。
在步骤504，活塞221直接插入缸体220的第二端234，头部端320直接越过保持环310。在步骤505，头部端320穿过保持环310直至凸台321与保持环310的第二表面接触。在步骤506，活塞221被推入缸体220，以便对保持环施加力。导向斜面311将保持环310引导在O形圈300的内表面上。在步骤507，保持环310被推过O形圈直至保持环310第一表面接触凸台401，程序500完成。
图6表示拆卸程序600，用于使用活塞221的第二端拆卸保持环310。程序600从缸体220拆卸活塞221的步骤601开始开始。在步骤602，活塞221的第二端插入缸体220的孔230。在步骤603，活塞221的凸台326接触保持环310的第一表面。在步骤604，将活塞221推入缸体220对保持环310施加力。在步骤605，保持环310由导向斜面312导向通过O形圈300。在步骤606，通过缸体220的第二侧上的孔将保持环310从缸体220拆卸，程序600完成。
上述说明是主阀密封保持器和用于插入和拆卸该保持器的工具的一个可行的实施例。本领域技术人员可设计出替换的保持器，其非直接或通过等同原则侵犯所要求的本发明。
权利要求
1.一种密封缸体(220)头部端(231)的装置包括滑动地装在上述缸体(220)的活塞(221)；活塞(221)处于关闭位置时封闭上述缸体的O形圈(300)；邻近上述缸体(220)的头部端(231)在上述缸体(220)侧壁上的槽(400)，用于接纳上述O形圈(300)；保持装置(310)伸入上述槽内的O形圈以对上述O形圈施加力并防止O形圈被迫使离开上述槽；在上述缸体中用于防止上述保持装置移动的装置(401)。
2.按权利要求1的装置，还包括在上述保持装置(310)的第一端上的斜面部分(312)以防止将保持装置(310)插入上述缸体(220)时损坏上述O形圈(300)。
3.按权利要求1的装置，还包括在上述保持装置(310)的第二端上的斜面部分(313)以防止将保持装置(310)插入上述缸体(220)时损坏上述O形圈(300)。
4.按权利要求1的装置，其中，上述防止移动的装置(401)包括凸台(401)，其从上述槽(400)和上述头部端(231)之间的上述缸体内壁的圆周上突出。
5.按权利要求1的装置，还包括用于将上述保持装置插入上述缸体并在上述活塞第一端上的装置(321)。
6.按权利要求5的装置，其中，在上述活塞第一端上的插入装置是从上述活塞头部端突出的凸台(321)。
7.按权利要求1的装置，还包括用于从上述缸体拆卸上述保持装置并在上述活塞第二端上的装置(326)。
8.按权利要求1的装置，其中，上述拆卸装置是从上述活塞第二端圆周突出的凸台(326)。
9.按权利要求1的装置，其中，上述保持装置是由刚性材料制成的保持环。
全文摘要
密封缸体(220)的头部端的装置用于防止材料流通过缸体。活塞(221)在缸体内处于关闭位置时,缸体内的O形圈(300)环绕活塞,从而防止材料泄漏入围绕活塞的缸体。邻近缸体头部端在缸体内侧的槽(400)将O形圈保持就位。保持环(310)有第一端和第二端,从缸体壁突出的凸台(401)保持第一端就位,上述第二端伸入O形圈的第二端。保持环施加力,以将O形圈保持在槽中。O形圈也对保持O形圈就位的保持环施加力。
文档编号F16K1/32GK1299448SQ99805797
公开日2001年6月13日 申请日期1999年4月27日 优先权日1998年5月4日
发明者J·B·尼科尔斯 申请人:埃默森电气公司