专利名称：阀杆无导套的控制阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体控制阀，特别是涉及用于引导诸如阀杆之类阀动元件的装置。
背景技术：
可以将下面已全部转让给本申请受让人的美国专利援引在此以作参考，它们是4,886,241、5,056,757、5,129,625和5,299,812。
上述专利说明了利用聚四氟乙烯(PTFE)密封材料，特别是商品名为“V型PTFE密封件”的密封件的符合客观需要的情况。上述专利还描述了阀杆有导套的控制阀的典型结构，即，采用两个套在阀杆上的相互间隔的导套，以便使阀杆在工作过程中可能出现的侧向载荷的作用下能保持稳定。这些导套可以是金属的，也可以是带有PTFE衬里的金属的，在两个导套之间设有密封环。
只要能同样地工作并且具有相同的优点，那么总是希望能提供一种构件数量比现有装置少的新装置。因此，提供一种无需以前那种用来引导阀杆的导套的流体控制阀是符合客观需要的。
发明概要根据本发明的原理，提供了一种没有导套的流体控制阀，其中的密封组件在一密封载荷的作用下，不但足以提供阀杆周围以及阀帽孔直径部分内的密封，而且还能提供足以引导阀杆并使阀杆在侧向载荷作用下保持稳定的阀杆引导压紧配合。
提供了一种包括一具有中心孔以便容纳密封件的阀帽的流体控制阀，其中一细长的密封螺母螺旋啮合在阀帽上端内。一阀杆穿过密封螺母和阀帽。在密封螺母和阀杆之间设有一上部间隙配合。在阀帽和阀杆之间设有一下部间隙配合。在这两种情况中，所述间隙是这样的，即，阀杆与密封螺母以及阀杆与阀帽之间没有接触。
围绕阀杆设置两组密封件，并使之位于阀帽中心孔内。最好是采用V型PTFE密封环，其中，每组密封件内有一个中间PTFE密封环夹设在一有填料的PTFE雄环(即具有碳或玻璃填料的PTFE)和一由具有碳或玻璃填料的PTFE制成的PTFE雌密封环之间。在每组密封件的每一端设有一由填料PTFE或复合衬垫材料制成的防挤出贴刮环。在密封螺母和两组两端具有防挤出环的密封件中的第一组之间安装一组碟形弹簧，例如贝式(Belleville)碟形弹簧，密封螺母的旋紧可以压缩碟形弹簧，从而对密封材料加载并压缩密封环，使阀杆周围以及阀帽的内径处产生密封。密封组件的压缩可以消除以往在此类由阀杆引导的控制阀中通常采用的上和下导套。贝式碟形弹簧可以在相当长的时间内使密封组件保持受载和压缩。
根据本发明的另一方面，通过将密封螺母紧固到使其螺纹与阀帽顶面螺纹齐平的程度，就可以从视觉上确认已经达到了恰当的密封载荷。
如上所述的较佳实施例包括由贝式碟形垫圈提供的密封组件的活载荷。在一变型实施例中，可以不用贝式碟形弹簧，而由将密封螺母旋紧压抵压密封组件来提供载荷。然而，这样做不如上述较佳实施例好，因为没有了贝式碟形弹簧的活载荷，就必须不时地重新旋紧密封螺母。
附图简要说明本发明的新颖特征将在所附权利要求中予以特别阐述。通过以下结合附图所作的描述，可以更清楚地理解本发明，附图中凡是相同的标号表示相同的元件。
图1是一个不采用已有技术之常用导套的流体控制阀的正视剖视图。
详细描述图1示出了一流体控制阀10，它具有一阀体12，利用该阀体两端的安装法兰14,16可以将阀10安装到例如一管道系统内。阀体12还包括一流体入口18和一流体出口20，两者之间有一个通道22使其相互连通。
通道内设有一阀座24，以便相应于例如阀杆26之类阀动元件的位置来控制流过阀的流体流量，阀杆26的一端具有一阀塞28，其可以与阀座24密封接触。
阀帽30具有一中心孔32，并借助若干双头螺栓34和安装螺母36固定于阀体12。
中心孔32内设有两个密封组件，即一个上组件38和一个下组件40。每个密封组件38,40包括相同的构件，即一V型密封组件，它具有一夹设在一填料PTFE雌环44和一填料PTFE雄环46之间的中间PTFE密封环42，并具有设置在密封组件两端的防挤出环48。填料PTFE雄环和雌环最好是由具有碳或玻璃填料的PTFE制成，而中间密封环42是由纯PTFE制成。应该理解，密封组件40所包含的构件与密封组件38的上述构件相同。为了在各组构件之间保持恰当的间隔，设置了两个一样的间隔环50，它们都是用例如不锈钢之类的金属制成。
在上间隔环50之上设置了一组碟形弹簧52，例如贝式碟形弹簧。如图1所示，阀帽30的上端有内螺纹，以便与密封螺母56上的螺纹54螺旋啮合。
另外，如图1所示，从中可以看到密封螺母56内的一个上部间隙孔58，就是说，孔58的直径大于阀杆26的外径。这样就可以确保当阀杆26在阀内动作时，阀杆26不会与密封螺母56接触。
在阀杆26与阀帽30之间还设置了一个下间隙孔60，就是说，孔60的直径大于阀杆26的外径，借以防止阀杆与阀帽接触。
类似地，在阀杆26与间隔环50的内径之间也有足够的间隙，因而阀杆与间隔环也不会接触。因此，密封螺母56、阀帽30和间隔环50都不对阀杆26起引导作用。虽然各贝式碟形弹簧52的外径与阀体30的中心孔32之间设有紧密的配合允差，但贝式弹簧的内孔直径足够大于阀杆的外径，因而可防止两者的接触。防挤出环48的外径和阀帽之间以及其内径和阀杆之间只有很小的间隙或没有间隙。填有碳或玻璃的雄和雌密封环46,44支持着纯PTFE密封环42并将其保持在位。
在组装阀的各构件时，图1示出的是一个未加载的视图，操作者观察到阀帽顶面62以上的密封螺母螺纹54就能很方便地确认这一未加载状态。在该未加载状态下，密封组件38,40内的所有密封环42,44,46都是与阀杆26成间隙配合，即不与之接触。随着密封螺母56被向阀帽30内拧入，由碟形弹簧52产生一个活载压缩作用，借以在密封环上施加一个活载荷。操作者继续将密封螺母56向阀帽30内拧入，直至看不到有螺纹54处于阀帽顶面62以上。在这种密封加载的状态下，不但各密封环被压缩成足以在阀杆26周围以及在阀帽之中心密封孔32表面上形成密封，而且还可以由受到加载的密封组件38,40为阀杆26提供足够的引导作用，这样就不再需要已有技术的阀中所需要的那种上和下金属导套。借助对密封组件38,40恰当地加载，可以使每组密封件内的密封环42,44,46与阀杆26之间达到起引导作用的压紧配合。防挤出环的作用是防止雄和雌密封环的材料因阀杆的移动而产生损失，从而延长它们的使用寿命。
可以将防挤出环48从密封组件中取消，但这样会降低密封组件的可靠工作寿命。
应该明白的是，以上的详细描述仅仅是为了便于理解本发明，而不是对其有任何限制，在上述基础上作出各种等效的变型对熟悉本技术领域的人员而言是显而易见的。
权利要求
1．一种流体控制阀，包括一阀体，它具有一流体入口和一流体出口、一使入口和出口相互连通的通道、以及一位于所述通道内用于控制流体流量的阀座；一阀帽，它安装于所述阀体，并具有一中心孔；一细长的且一端有阀塞的阀动元件，它穿过所述阀帽的中心孔，其阀塞可与所述阀座密封接触，在所述阀帽和所述细长阀动元件之间有一个下部间隙孔，因而阀帽与阀动元件之间没有接触；一与阀帽螺旋啮合的细长的密封螺母，在密封螺母与阀动元件之间有一个上部间隙孔，因而密封螺母与阀动元件之间没有接触；至少两个密封组件，它们在所述阀帽的中心孔内围绕着所述阀动元件，每个所述密封组件都是由几个V型PTFE密封环构成，其包括一夹在相对的雄和雌两个填料PTFE密封环之间的纯PTFE密封环；以及若干个碟形弹簧，这些弹簧围绕着所述阀动元件，并且安装在用于对其进行压缩的所述密封螺母和所述两个密封组件之间，其可以对所述两个密封组件施加密封载荷，在所述各碟形弹簧未被压缩的初始状态，所述两个密封组件与所述阀动元件之间是间隙配合，当进一步地将密封螺母向所述阀帽内拧入时，碟形弹簧被压缩，它们在所述两个密封组件上施加所述密封载荷，从而使两个密封组件和阀动元件之间达到一种能起引导作用的配合，足以使阀动元件在横向载荷的作用下保持稳定，并且在阀动元件直径周围以及在帽阀中心孔直径周围形成流体密封。
2．如权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于，所述雄和雌填料PTFE密封环由填充碳或玻璃两种填料之一的PTFE制成。
3．如权利要求2所述的流体控制阀，其特征在于，它还包括两对防挤出环，所述两对防挤出环设置在所述两个密封组件的两端，并围绕着所述阀动元件，它们与所述阀动元件之间以及与所述阀帽中心孔直径之间是紧配合。
4．如权利要求3所述的流体控制阀，其特征在于，它还包括一位于所述碟形弹簧和所述防挤出环之间的第一间隔环和一位于所述两个密封组件之间的第二间隔环。
全文摘要
一种流体控制阀包括一阀帽(30)和一螺旋啮合于阀罩的密封螺母(56)。阀杆(26)以间隙配合穿过密封螺母和阀帽而与它们不接触。包括两个采用V型PTFE密封件的密封组件(38,40),其均由一个中间的纯PTFE环(42)、一侧的碳或玻璃填料PTFE雄环(46)和另一侧的碳或玻璃填料PTFE雌环(44)组成。密封螺母和两个密封组件之间设置若干碟形弹簧,用以为密封提供活载荷。在未加载的初始状态,两个密封组件与阀杆之间以及与阀帽中心孔之间都是间隙配合。将密封螺母向阀帽内拧入,直至在阀帽顶面上看不到螺纹,就可确保有足够的载荷来使阀杆周围和阀帽内孔周围达到密封,并且由密封环与阀杆的压紧配合为阀杆提供引导作用,从而可取消通常采用的阀杆金属导套。
文档编号F16K41/02GK1236422SQ97199309
公开日1999年11月24日 申请日期1997年10月22日 优先权日1996年10月31日
发明者W·E·威尔斯, C·W·伍德, K·F·帕特曼 申请人:费希尔控制国际公司