专利名称：采用带有整体导向件的流体减压装置的阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体能量消散装置，具体地说，涉及带有由机械紧固件固定成组合状态的多个叠层盘片的流体减压装置。
背景技术：
在诸如油、气管道系统、化学生产过程等等的工业生产过程的流体控制中，常常要降低流体的压力。诸如流体控制阀、流体调节器之类的可调流体节流装置以及诸如扩散器、消音器和其他背压装置之类的其他固定流体节流装置都用于此目的。流体控制阀和/或在其他给定应用场合的流体节流装置可用来控制流量或其他过程参数，但是，固有地作为流量控制功能的副产品，节流要引起压降。
最近有一种由多个叠层盘片的组件构成流体减压装置，它在必要时采用钎焊融合在一起再加上机械紧固件将层叠的诸盘片组装成笼框(cage)组件。该笼框组件可插入在流体控制阀中，用以容纳诸如一活塞之类的、可移动经过笼框组件的中空中心的阀门控制件。
作为一个例子，在转让给与本申请相同的受让人的美国专利6,026,859中，在一笼框组件的多个层叠盘片包括交替的多个带有中空中心的变流盘片和压气盘片。笼框的各端部设置在层叠的盘片的相对端上。一个笼框端具有一系列的螺纹孔，而相对的笼框端具有相应数目的埋头孔。穿过各盘片钻、割或冲击相应数目的孔，以使在组合的层叠的盘片结构中每个盘片孔可与一个笼框端中的相应螺纹孔和相对的笼框端中的相应埋头孔相对齐。在最后的组件中，这些盘片通过焊接或铜钎焊沿着组合盘片的外径相连在一起。或者，将一螺栓插过一笼框端，并穿过盘片再与在相对的笼框端中的螺纹孔啮合。
在一个改进了的实施例中，层叠的盘片包括二个笼框端部元件，其一具有一系列的锥形孔。插入一锥形螺母与相应的锥形孔啮合连接，以及使螺栓和螺母的机械拧紧可固住叠层盘片笼框组件。
在应用这种装置时，已经发现活塞在内笼框中的滑动使笼框组件的内径发生不希望有的磨损，并在笼框内经表面和活塞外表面之间引起不希望的擦伤。
因此，在应用中就要对这些装置提供耐磨性和擦伤保护。
发明概要根据本发明的原理，提供一种带有导向件的流体减压装置，该导向件系用硬质合金在笼框的内周中形成，用以引导诸如一柱塞之类的一阀控元件以在笼框内周运动，以减小在该内周上的磨损和擦伤。
本发明的流体减压装置包括多个层叠的盘片，这些盘片具有由沿着纵轴对准的中空中心所限定的一外周和一内周，且形成一用于接纳在所述中空中心中并沿着所述内周的流体阀门控制件的所述层叠盘片的笼框组件。在每个纵向通道中设置用比盘片更硬的金属制成的导向件，在纵向通道中的导向件的尺寸协配，使导向件基本上与笼框内周的尺寸相符。
导向件形成用于阀门控制柱塞件在笼框组件中运动的在笼框内周处的导向件，用以通过在笼框组件之内周上的阀门控制件来减小磨损和擦伤。
在本发明的一个较佳实施例中，导向件包括用诸如ULTIMET(R)合金或6号合金之类的硬质耐磨材料制成的纵向杆，该导向杆的材料要比盘片材料更硬或具有至少比盘片材料更耐磨的特性，以使足以防止它与相连的滑动元件的擦伤和磨损。在纵向通道中设置杆件，使它们的外表面基本上与笼框组件的内周相匹配一致。因此，当柱塞在笼框的内周中运动时阀门控制柱塞的外表面就可由导杆的外表面来导向。
或者，也能在纵向通道中焊积纵向焊缝条(weld bead strip)以构成导向件。纵向焊缝条可用诸如ULTIMET(R)合金或6号合金之类的硬质表面材料来制成，且设置在通道内，使焊缝条的外露表面基本上与笼框组件的内周相匹配和一致。
附图简要说明本发明的具有新颖性的特点具体地列举在所附权利要求书中。参照附图从下述说明中可很好地理解本发明的内容。在附图中对相同的元件标以相同的标号。这些附图为
图1是一流体控制阀的横截面图，该流体控制阀包含一构成本发明之流体减压装置的、呈层叠盘片笼框组件形式的阀调整件；图2是在笼框组件的内周中设有纵向焊缝条的层叠笼框组件的立体图；图3是本发明的一在笼框内周中设有纵向杆的层叠盘片笼框组件的较佳实施例的立体图；图4是该层叠盘片笼框组件的平面图，它示出了在内周的纵向通道和在各通道中的纵向杆。
本发明的详细描述参照图1，它示出了一按照本发明的流体减压装置，该装置为一具有多个层叠的盘片且安装在流体控制阀12中的阀笼(valve cage)10的形式。流体控制阀12具有一个包括一流体入口16和一流体出口18的阀体14；以及，一穿过阀体的连接通路20。座圈22安装在阀体通路20内，且与具有一可在阀笼10中滑动之柱塞的阀操纵件24相协作，用以控制进入阀笼10内部和通过其外部的流体流动。阀笼10通过普通的安装件固定在阀中，这种安装件为诸如笼框承座26和安装螺栓28之类，以按照已知的方式接合一阀门的阀门罩盖部分。
阀笼10具有多个层盘片30，用以给进入层叠盘片中空中心和在盘片周边流出(或者反过来)的流体提供流动阻尼。可参见例如转让于与本发明相同的受让人的美国专利5,941,281和6,026,859。
根据本发明的原理，在层叠盘片的中空中心内周上设置导向件，该导向件用比盘片更硬或者具有至少比盘片更耐磨的特性的金属制成，用以引导阀门操纵件24的柱塞在内周中运动，以减小在层叠盘片10的内周上的磨损和擦伤。图2表示本发明的一个实施例。图3和图4示出本发明的较佳实施例。
图2简要地示出一层叠盘片组件32，它具有多个盘片，并形成在一带有与笼框组件的内周36相连接的中空中心34的笼框组件之中。每个盘片都有一槽38，用以在组合的笼框中提供由对齐的诸槽38所形成的纵向通道。在每个纵向通道里都设有相应的纵向焊缝条40，在中空内腔34中的这些焊缝条的外露表面基本上与内周36相匹配和一致。最好采用诸如ULTIMET(R)合金或6号合金之类的硬质表面材料形成焊缝条40，以为阀控元件24在笼腔34内周36运动的柱塞提供一导向表面，多个用硬质表面材料形成的纵向焊缝条40用来减小较软的盘片内周36上的磨损和擦伤。
图3和图4示出本发明的较佳实施例，其中示出包括带有与内周46相接的中空中心44的多个层叠的盘片30的笼框组件42。每个盘片具有一槽48，该槽除了如图4所示在周边46处的小开口50以外基本上都是关闭的。因此，当这些盘片组装成笼框组件42时，就沿周边46提供了多个纵向通道，每个通道都由在周边46处带有小开口50的对齐了的诸槽48所形成。槽48或凹穴可以已知的方式用钻孔、激光切割、喷水切割(waterjet cutting)等方法形成。
在图3和图4中示出了所形成的每个纵向通道(4个通道)，其中都插入一导杆52。导杆最好用诸如ULTIMET(R)合成或6号合金之类的硬质耐磨材料制成，至少要比盘片材料更硬或者具有比盘片更耐磨的特性，使足以防止它与相邻滑动杆的擦伤和磨损。相对于由对齐的诸槽或凹穴48所形成的纵向通道的尺寸，导杆52的尺寸的确定应使杆的一小部分露出在开口50处。换句话说，在开口50处的导杆的外露部分基本上与内周46相匹配和一致。因此，当柱塞在中空中心44中运动且与内周46相邻时，杆52起到对阀操纵件24的柱塞的导向作用，以有助于防止在笼柜组件内周上的磨损和擦伤。
应该理解的是，在本发明的笼框结构或减压装置中的硬质耐磨金属导向件也可应用于其他的笼框构件结构中，以防止擦伤和不希望的磨损。作为一个例子，可将硬质耐磨金属用于在笼框和控制元件间有相对滑动的其他流体(气体或液体)控制应用场合中。
另外，硬质耐磨导向件也能应用在诸如阀致动汽缸、阀杆、垫片、滚珠(旋转产品)、盘片(如同在蝶形阀盘中)等之类的其他流体阀件之中。
上述的详细说明仅仅是为了清楚理解，不能由此理解为不应有的限制，对于熟悉此领域的技术人员来说，虽然还可有多种变型。
权利要求
1.一种流体减压装置，它是与其中可动的流体阀门控制件一起应用的，该流体减压装置包括多个层叠的盘片，这些盘片具有由沿着纵轴线对准的中空中心所限定的一外周和一内周，且形成一所述层叠盘片的笼框组件，该笼框组件用于接纳在所述中空中心中并沿着所述内周的流体阀门控制元件；多个纵向通道，它们环绕着内周形成在所述层叠的诸盘片之中；以及在各个所述纵向通道中的诸导向件，它们用具有比盘片更耐磨的特性的金属制成，并适合于内周以将流体阀门控制件导向成贯穿在所述中空中心中的运动，用以减小所述笼框组件之所述内周上的磨损。
2.如权利要求1的流体减压装置，其特征在于，所述导向件包括被焊在所述纵向通道内的纵向焊缝条。
3.如权利要求2的流体减压装置，其特征在于，所述纵向焊缝条由硬质表面材料制成。
4.如权利要求1的流体减压装置，其特征在于，所述纵向通道基本上是打开的，用以将内周处的所述焊缝暴露在外。
5.如权利要求1的流体减压装置，其特征在于，所述导向件包括插入在所述纵向通道内的纵向杆。
6.如权利要求5的流体减压装置，其特征在于，所述纵向杆系由诸如6号合金之类的较硬的耐磨金属制成的。
7.如权利要求5的流体减压装置，其特征在于，所述纵向通道基本上是关闭的，它是有一个开口，用以将内周处的所述纵向杆的一小部分暴露在外。
8.在一种具有可相对运动的外部构件和内部构件的装置中，所述外部构件具有一内周表面，而所述内部构件具有一外周表面，在外部构件和内部构件间的所述相对运动过程中所述内、外周表面紧紧相邻，其改进包括形成在所述内、外周表面中之一上的多个纵向通道；以及在每个所述纵向通道上的导向件，这些导向件系用具有比盘片更耐磨的特性的金属所制成，并适于用在内、外周上来引起所述内、外构件的相对运动，用以减小所述内、外周表面上的磨损。
9.如权利要求8的流体减压装置，其特征在于，所述外部和内部构件中之一系一笼框组件。
10.如权利要求9的流体减压装置，其特征在于，多个纵向通道形成在所述笼框组件中。
全文摘要
揭示了一种与其中可运动的流体阀门控制件一起应用的流体减压装置(10)。该装置系由多个层叠的盘片(30)组成，盘片具有由沿着纵轴对准的中空中心所限定的一外周和一内周。盘片构成笼框组件，用以接纳沿内周在中空中心内的流体阀控元件(24)。层叠的盘片具有形成在内周周围的盘片中的多个纵向通道，在每个纵向通道内设置由具有比盘片更硬的、或至少更耐磨的金属所制成的导向件(38)。导向件适用于内周，用以引导流体阀门控制件作贯穿中空中心的运动，以减小在内周上的磨损。导向件最好具有插在各通道内的纵向杆(52)。可将纵向焊缝条焊在通道内。
文档编号F16K47/00GK1491331SQ02804819
公开日2004年4月21日 申请日期2002年1月23日 优先权日2001年2月13日
发明者M·W·迈克卡蒂, M·E·拜尔, D·P·格斯曼, J·L·戈塞特, M W 迈克卡蒂, 戈塞特, 拜尔, 格斯曼 申请人:费希尔控制产品国际有限公司