控制阀和用于与阀体一起使用的阀内件子组件的制作方法

1.本专利总体上涉及控制阀，具体地，涉及包括在阀盖与阀笼之间具有相对移动的阀内件的控制阀。


背景技术：

2.已知的控制阀包括许多内件部件，当组装控制阀时，这些内件部件单独定位在阀体内。结果，当制造阀内件部件并在阀体内定位阀内件部件时，必须考虑公差叠加。此外，需要适当对准阀内件部件，以确保阀塞适当抵靠座环落座，以切断通过控制阀的流体流动。


技术实现要素：

3.鉴于阀内件部件的公差叠加和对准的问题，本实用新型提供了控制阀以及用于与阀体一起使用的阀内件子组件。
4.根据第一示例，一种控制阀包括阀体，所述阀体包括入口、出口、以及连接所述入口和所述出口的流动通道。所述控制阀包括阀笼，所述阀笼设置在所述流动通道中并且包括外部凹槽。所述控制阀包括控制元件，所述控制元件设置在所述流动通道中并且可在第一位置与第二位置之间移动。所述控制阀包括阀盖，所述阀盖能够固定到所述阀体并邻近所述阀笼设置。所述阀盖包括内部凹槽并具有与所述阀笼的部分接合的部分。当所述阀盖的所述部分与所述阀笼的所述部分接合时，所述阀笼的所述外部凹槽和所述阀盖的所述内部凹槽定位成彼此邻近。所述控制阀包括可压缩环，所述可压缩环布置在所述内部凹槽和所述外部凹槽内，以在所述阀盖与所述阀笼之间形成耦接部。所述耦接部允许所述阀盖与所述阀笼之间的移动。
5.根据第二示例，一种用于与阀体一起使用的阀内件子组件包括入口、出口、以及连接所述入口和所述出口的流动通道。所述阀内件子组件包括阀笼，所述阀笼能够设置在所述流动通道中并包括外部凹槽。所述阀内件子组件包括阀盖，所述阀盖能够固定到所述阀体并邻近所述阀笼设置。所述阀盖包括内部凹槽并具有与所述阀笼的部分接合的部分。当所述阀盖的所述部分与所述阀笼的所述部分接合时，所述阀笼的所述外部凹槽和所述阀盖的所述内部凹槽定位成彼此邻近。所述阀内件子组件包括可压缩环，所述可压缩环布置在所述内部凹槽和所述外部凹槽内，以在所述阀盖与所述阀笼之间形成耦接部。所述耦接部允许所述阀盖与所述阀笼之间的移动。
6.根据第三示例，一种控制阀包括阀体，所述阀体包括入口、出口、以及连接所述入口和所述出口的流动通道。所述控制阀包括：阀笼，所述阀笼设置在所述流动通道中；以及控制元件，所述控制元件能够在第一位置与第二位置之间移动。所述控制阀包括阀盖，所述阀盖能够固定到所述阀体并邻近所述阀笼设置。所述阀盖适于接收所述阀笼的部分。所述控制阀包括耦接部，所述耦接部形成在所述阀盖与所述阀笼之间，所述耦接部允许所述阀盖与所述阀笼之间的移动。
7.进一步根据前述的第一、第二和/或第三示例，装置可以进一步包括以下各项中的
任何一项或多项：
8.根据一个示例，所述阀笼的所述部分包括面向外的台阶。所述面向外的台阶邻近所述阀盖设置。
9.根据另一个示例，所述台阶形成空间。所述阀盖的所述部分包括内部凹槽并且设置在由所述台阶形成的所述空间内。
10.根据另一个示例，还包括密封件。所述密封件定位在所述台阶的表面上。所述密封件布置为在所述阀盖与所述阀笼的所述台阶的所述表面之间被压缩。
11.根据另一个示例，所述外部凹槽的高度小于所述内部凹槽的高度。所述可压缩环设置在所述外部凹槽内并且能够在所述内部凹槽内移动以提供所述耦接部。
12.根据另一个示例，所述密封件是缠绕垫圈。
13.根据另一个示例，所述外部凹槽的高度大于所述内部凹槽的高度。所述可压缩环设置在所述内部凹槽内并且能够在所述外部凹槽内移动以提供所述耦接部。
14.根据另一个示例，所述阀笼的所述部分包括面向外的渐缩表面。所述可压缩环的尺寸适于在所述可压缩环被定位在所述外部凹槽内时与所述面向外的渐缩表面配合以使所述可压缩环扩张。
15.根据另一个示例，所述阀盖的所述部分包括面向内的渐缩表面。所述可压缩环的尺寸适于在所述可压缩环定位在所述内部凹槽内时与所述面向内的渐缩表面配合以压缩所述可压缩环。
16.根据另一个示例，所述阀盖的所述内部凹槽包括第二面向内的渐缩表面。所述第二面向内的渐缩表面布置为在所述可压缩环从所述内部凹槽移除时压缩所述可压缩环。
17.根据另一个示例，还包括阀塞引导件，所述阀塞引导件由所述阀笼承载并适于引导所述控制元件的移动。
18.根据另一个示例，所述阀笼包括内部凹槽和内部台阶。所述内部台阶与所述阀塞引导件接合。所述控制阀还包括布置在所述阀笼的所述内部凹槽内的第二紧固件。所述第二紧固件与所述阀塞引导件的表面接合以将所述阀塞引导件耦接到所述阀笼。
19.根据另一个示例，还包括设置在所述阀笼中的控制元件。
20.根据另一个示例，所述阀盖的所述部分包括内部凹槽并且设置在由所述台阶形成的空间内。
21.根据另一个示例，还包括控制元件和阀塞引导件。所述阀塞引导件由所述阀笼承载并适于引导所述控制元件的移动。
22.根据另一个示例，所述阀盖包括内部凹槽，并且所述阀笼包括外部凹槽。还包括可压缩环，所述可压缩环布置在所述内部凹槽和所述外部凹槽内以形成耦接部。
23.根据本实用新型，可以允许阀内件子组件相对容易地安装在阀体内，减少了对准问题，并减小公差变化。
附图说明
24.图1是根据本实用新型的第一公开示例的教导组装的控制阀的剖视图，该控制阀包括阀体、阀内件子组件和耦接部，该阀体具有入口、出口、连接入口和出口的流动通道，该阀内件子组件具有阀笼，该耦接部设置在阀笼与阀盖之间，以允许阀笼与阀盖之间的移动。
25.图2是例示了阀笼、阀盖的各部分、以及阀笼与阀盖之间的耦接部的各方面的放大的局部剖视图。
26.图3与图2相似，但是例示了阀笼与阀盖之间的耦接部的各方面的进一步放大的局部视图。
27.图4是根据本实用新型的第二公开示例的教导组装的控制阀的剖视图，该控制阀包括阀体和阀内件子组件，该阀体具有入口、出口、连接入口和出口的流动通道，该阀内件子组件具有阀塞引导件。
28.图5是例示了阀笼、阀盖的各部分、以及阀笼与阀塞引导件之间的耦接部的各方面的放大的局部剖视图。
29.图6是例示了阀笼、阀盖的各部分、以及阀笼与阀塞引导件之间的替代性耦接部的各方面的放大的局部剖视图。
具体实施方式
30.尽管下文公开了示例性方法、装置和/或制品的详细描述，但是应当理解，产权的法律范围由本专利提出的权利要求书的词语来限定。因此，以下详细描述应仅被解释为示例，并且没有描述每个可能的示例，因为描述每个可能的示例即使不是不可能的也将是不切实际的。可以使用当前技术或在本专利申请日之后开发的技术实现众多替代示例。可以预见，这样的替代示例仍将落入权利要求书的范围内。
31.现在参考附图，图1例示了根据本实用新型的第一公开示例的教导的控制阀100。控制阀100包括阀体102，阀体102具有入口104、出口106 和连接入口104和出口106的流动通道108。控制阀100包括设置在流动通道108中的阀笼110。
32.阀笼110包括外部凹槽112(在图2中最佳示出外部凹槽112)。外部凹槽112具有方形截面，该方形截面可与可压缩环125形成过盈配合，这将在下面更详细地讨论。替代地，外部凹槽112可以具有另一种截面(例如，矩形)。在所示的示例中，阀笼110还包括一体式阀座113。
33.控制元件114设置在流动通道108中，并且可在第一位置与第二位置之间移动。第一位置可以和控制元件114与阀座113间隔开相关联，从而允许通过流动通道108的流体流动。第二位置可以与控制元件114接合阀座113相关联，从而防止通过流动通道108的流体流动。在所示的示例中，控制元件114是压力平衡阀塞。然而，替代地并且如图4和图5所示，控制元件114可以是非平衡阀塞。
34.如图1所示，阀盖116可固定到阀体102，并邻近阀笼110设置。阀盖 116包括内部凹槽118(在图2中最佳示出内部凹槽118)。内部凹槽118具有矩形截面。然而，可以替代地使用其他截面(例如，半圆形凹槽)。
35.当阀盖116如图所示接收阀笼110时，阀盖116的部分120与阀笼110 的部分122接合，并且阀笼110的外部凹槽112邻近阀盖116的内部凹槽 118定位。阀盖116的部分120被示为与阀体102的相应结构配合地接合的台阶式环形突出部。阀笼110的部分122被示为环形突出部。凹槽112、118 彼此邻近可包括使凹槽112、118彼此面对、径向对准和/或至少部分地重叠。例如，使凹槽112、118彼此邻近定位可以包括外部凹槽112定位在内部凹槽118的端部124、126(在图2中最佳看到端部124、126)之间，从而允许可压缩环125如图所示在凹槽
112、118之间延伸。
36.可压缩环125(在图2中最佳示出可压缩环125)布置在内部凹槽118 和外部凹槽112内，以在阀盖116与阀笼110之间形成耦接部129。耦接部 129允许阀盖116与阀笼110之间的移动。因此，可压缩环125在阀盖116 与阀笼110之间形成非刚性连接。可压缩环125可以是卡环或另外类型的紧固件。
37.图2例示了图1的控制阀100的详细视图。在所示的示例中，外部凹槽112的高度127小于内部凹槽118的高度128。结果，可压缩环125可以设置在外部凹槽112内并且可以在内部凹槽118内移动。例如，可以在可压缩环125与外部凹槽112之间形成过盈配合，其将可压缩环125固定在外部凹槽112内。替代地，内部凹槽118的高度可以小于外部凹槽112的高度(例如，参见图6)。在此类示例中，可压缩环125可以设置在内部凹槽 118内并且可以在外部凹槽112内移动。不管外部凹槽112和内部凹槽118 的相对高度如何，阀笼110和阀盖116彼此可移动地耦接的能力适应了阀体102、阀笼110和/或阀盖116的热膨胀率的差异。此外，将阀笼110和阀盖116可移动地耦接允许该阀内件子组件相对容易地安装在阀体102内，减少了对准问题。阀内件子组件可包括阀笼110、控制元件114和阀盖116 中的两个或多个。
38.如图2所示，阀笼110的部分122具有邻近阀盖116设置的面向外的台阶130。台阶130形成空间132，阀盖116的部分134定位在空间132中。内部凹槽118形成在阀盖116的部分134上，该部分134被示出为具有基本上矩形的截面。
39.密封件136定位在台阶130的表面138上，并布置为在阀盖116和台阶130的表面138之间被压缩。当阀笼110、阀盖116或阀体102的相对位置改变时，密封件136可以继续密封地接合阀笼110和阀盖116。因此，不管阀笼110和阀盖116之间的相对位置如何，可以继续在阀笼110与阀盖 116之间和/或在阀笼110、阀盖116以及阀体102之间提供密封。在所示的示例中，密封件136是缠绕垫圈。然而，密封件136可以是任何其他类型的密封件。另一个密封件139定位在阀盖116的肩部140与阀体102的台阶式表面141之间。密封件139可防止阀体102与阀盖116之间的流体流动。密封件139被示为填隙垫圈或阀盖垫圈。然而，可以替代地使用其他类型的密封件。
40.图3例示了图1的控制阀100的另一个详细视图。在所示的示例中，阀笼110的部分122具有面向外的渐缩表面142，阀盖116的部分143具有面向内的渐缩表面144。表面142、144中的一个或多个表面的角度约为 30
°
。然而，各个表面142、144的角度可以是任何其他角度。
41.当可压缩环125定位在外部凹槽112内时，可压缩环125的尺寸适于与渐缩表面142配合以使可压缩环125扩张。具体地，当可压缩环125围绕阀笼110定位并且可压缩环125与渐缩表面142接合时，可压缩环125 扩张(直径增大)。当由阀笼110承载的可压缩环125定位在内部凹槽118 内时，可压缩环125的尺寸适于与渐缩表面144配合以压缩可压缩环125 (直径减小)。在压缩状态下，可压缩环125和阀笼110可进一步定位在阀盖116内，直到可压缩环125与内部凹槽118径向对准，从而允许可压缩环125朝向扩张状态移动并被接收在内部凹槽118内。当可压缩环125被接收在凹槽112、118内时，阀笼110和阀盖116可移动地耦接在一起(例如，以允许阀笼110与阀盖116之间的移动的方式来耦接)。
42.如图3所示，内部凹槽118具有第二面向内的渐缩表面146。渐缩表面146的角度约为60
°
。然而，渐缩表面146可以以任何其他角度形成。当可压缩环125被从内部凹槽118移除
时，第二面向内的渐缩表面146被布置为压缩可压缩环125。具体地，如果用锤子敲击控制阀100的阀杆148(在图1中最佳地示出阀杆148)，则控制元件114被驱动抵靠阀座113，使得阀座113、阀笼110和外部凹槽112内的可压缩环125向下移动。随着可压缩环125向下移动，可压缩环125与渐缩表面146接合并被压缩。当可压缩环125被渐缩表面146压缩时，可压缩环125可从内部凹槽118移除，并且阀笼110可与阀盖116解除耦接。
43.图4例示了根据本实用新型的第二公开示例的教导的控制阀250。控制阀250中与控制阀100相同或相似的元件通过相同的附图标记加上100来表示。为了简洁起见，简化或省略了这些元件中的许多元件的描述。
44.控制阀250与图1的控制阀100类似。然而，与图1的控制阀100相比，图4的控制阀200包括由阀笼210承载的阀塞引导件252。阀塞引导件 252引导控制元件256相对于阀座213的移动。阀座213与阀笼210一体构成。为了引导控制元件256的移动，阀塞引导件252包括孔257，孔257接收控制元件256的部分258。由于控制元件256的部分258和阀塞引导件 252的孔257之间的相互作用，控制元件256相对于阀座213被引导。控制元件256是非平衡阀塞。然而，可以使用其他类型的阀塞。
45.图5例示了图4的控制阀250的详细视图。在所示的示例中，阀笼210 包括内部凹槽260和内部台阶262。紧固件263被接收在内部凹槽260内。紧固件263可以是可压缩环，诸如卡环或保持环。阀塞引导件252与内部台阶262接合，并被捕获在内部台阶262与紧固件263之间，以将阀塞引导件252耦接到阀笼210。具体地，紧固件263从内部凹槽260突出并与阀塞引导件252的表面264接合。在所示示例中，阀笼210的部分266包括面向外的渐缩表面268。当紧固件263被定位在内部凹槽260内时，渐缩表面268被布置为压缩紧固件263。
46.图6例示了图4的控制阀250的详细视图，该控制阀250在阀笼210 和阀盖216之间具有替代的耦接部。与上述示例相反，阀盖116的内部凹槽218的高度小于阀笼210的外部凹槽212的高度。因此，压缩环225设置在内部凹槽218内并且可在外部凹槽212内移动。此外，外部凹槽212 包括渐缩表面246。例如，渐缩表面246被定位成当用锤子敲击控制阀100 的阀杆148(在图1中最佳地示出了阀杆148)以将压缩环225从外部凹槽212移除时允许可压缩环225被压缩。
47.根据前述内容，将理解，以上公开的装置、方法和制品使得能够制造具有较小公差变化的控制阀，从而降低发生泄漏的可能性。具体地，使用本公开内容的教导，通过形成具有一体式阀座的阀笼并且使用卡环将阀笼耦接至阀盖来减小公差变化。阀盖与阀笼之间的耦接基本上确保了阀笼与阀盖之间的相对对准，并形成了模块化阀内件子组件(阀内件阀芯)。由于阀笼与阀盖之间的非刚性耦接，允许控制阀的各个部件之间的热膨胀，并且可以增大各个控制阀部件之间的加工公差变化。此外，由于本公开内容的教导，鉴于不需要后续的操作来实现适当的对准和密封，减少了阀内件子组件中包括的零件的数量并且减少了组装这种阀所需的时间。模块化阀内件子组件可使用增材制造过程、铣削过程等形成。
48.为了组装阀内件子组件中的一个，将阀塞和阀杆定位在阀笼内，将缠绕垫圈放置在阀笼的顶部，以及将卡环定位在由阀笼的外表面形成的凹槽内。当阀塞是非平衡阀塞时，可以将阀塞引导件定位在阀笼内。为了将阀塞引导件固定在阀笼内，阀塞引导件被捕获在阀笼的内部肩部与由阀笼承载的紧固件之间。紧固件可以是保持环。
49.为了将阀内件子组件和阀盖耦接以形成模块化阀内件子组件，将承载卡环的阀笼
的端部插入阀盖的内径，直到卡环被接收在阀盖的相应凹槽内。阀盖、阀笼和卡环之间的相互作用形成过盈配合，其将阀笼和阀盖耦接(可移动地耦接)在一起。
50.此外，由阀盖形成的凹槽的尺寸适于(例如，具有足够的高度)允许卡环和阀笼在缠绕垫圈的压缩或解压缩期间上下移动，同时允许阀笼在组装和操作期间接合阀盖。具体地，由卡环形成的阀笼和阀盖之间的耦接允许定位在它们之间的缠绕垫圈扩张和收缩以填充阀盖与阀笼之间的间隙，从而允许阀盖与阀笼之间的界面保持密封，而不管阀笼和阀盖的相对位置如何。
51.当阀内件子组件安装到阀体中时，紧固件通过阀盖和阀体被接收以将阀体和阀盖耦接(例如，螺栓连接)在一起并压缩阀笼顶部的缠绕垫圈和端口平薄片石墨垫圈。垫圈的压缩允许阀笼接合阀盖。相比之下，如果在阀盖和阀笼之间形成刚性连接(诸如通过螺纹连接提供的刚性连接)，则在将阀盖螺栓连接到阀体时，缠绕垫圈可能不会被压缩或无法扩张/压缩。结果，可能形成不适当的密封和/或使控制阀的部件可能过度受力。
52.此外，尽管本文已经公开了几个示例，但是来自任何示例的任何特征可以与来自其他示例的其他特征组合或替换。此外，尽管本文已经公开了几个示例，但是可以对所公开的示例进行改变而不脱离权利要求书的范围。