止回阀铰接销的制作方法
【专利说明】止回阀铰接销
[0001]发明背景
[0002]本发明实施例涉及阀，并且更确切地说涉及旋启式止回阀。
[0003]止回阀是这样类型的阀:一般仅仅允许流体在一个方向上流过该止回阀。旋启式止回阀利用至少一个瓣或圆盘，所述至少一个瓣或圆盘围绕轴线在打开位置与闭合位置之间旋转(即，枢转)。在许多旋启式止回阀中，瓣是可旋转地附接到铰接销的，所述铰接销充当瓣在打开位置与闭合位置之间旋转所围绕的轴线。
[0004]当处于闭合位置时，瓣位于止回阀的外壳上，并且阻挡流体流穿过止回阀。当进入止回阀中的流体流达到足够压力(即，开启压力)时，瓣通过围绕轴线(例如，铰接销)旋转而打开。旋启式止回阀一般针对特定开启压力进行设计，这取决于应用。当流体压力降至低于开启压力和/或出现背压时，瓣就旋转回到闭合位置，从而防止流体回流到旋启式止回阀中。
【发明内容】
[0005]一个实施例包含一种铰接销，所述铰接销具有第一端、第二端以及位于所述第二端处或其附近的干涉部分。所述干涉部分的长度与所述干涉部分的外径的比率范围在约0.3019 与 0.3341 之间。
[0006]另一个实施例包含一种用于将铰接销安装在阀中的方法。所述方法包含:将所述铰接销的第一端插入所述阀的外壳的第一端中；使所述铰接销滑动到所述外壳中，直到在所述铰接销的第二端处或其附近的干涉部分接触所述外壳为止；以及将所述铰接销的所述干涉部分压入配合到所述外壳中，以便在所述铰接销的外径与瓣联轴器(flappercoupling)之间形成范围在约0.007英寸(0.018厘米)与0.009英寸(0.023厘米)之间的间隙。
[0007]附图简述
[0008]图1是止回阀的透视图。
[0009]图2A是沿图1的线A-A截得的止回阀的横截面图。
[0010]图2B是在图2A的铰接销与瓣联轴器之间的间隙的特写横截面图。
[0011]图3A和3B分别以透视图和正视图示出止回阀的铰接销。
[0012]虽然以上所标识的绘图阐明本发明的一个或多个实施例，但也构想了其它实施例。在所有情况下，本公开以代表方式而非限制性地呈现出本发明。应当理解，本领域的技术人可设想出多种其它修改和实施例，这些修改和实施例均落在本发明的原理的范围和精神内。附图可不按比例来绘制，并且本发明的应用和实施例可包含附图中未确切地示出的特征和部件。
【具体实施方式】
[0013]止回阀铰接销的磨损和止回阀瓣的开启构成止回阀的常见故障模式。然而，本发明人已经发现，通过对止回阀的铰接销的尺寸进行最佳设定，铰接销以及瓣的可用寿命就可延长，继而延长止回阀的可用寿命并且降低与止回阀相关联的维修成本。
[0014]图1是止回阀10的透视图。止回阀10的主体11包含外壳12、支柱14A和14B以及挡板(Stop) 16。支柱14A和14B可与外壳12 —体式形成(如通过机械加工)、或可为附接到外壳12的单独部件。类似地，挡板16可与支柱14A和14B —体式形成、或可为附接到支柱14A和/或14B的单独部件。因此，主体11可为单个一体式部件、或可由单独部件外壳12、支柱14A和/或14B以及挡板16构成。
[0015]当瓣18A和18B处于闭合位置时，如图1所示，瓣18A和18B与外壳12接合，使得瓣18A和18B位于外壳12上并基本阻挡流体流穿过阀10。瓣联轴器20A将瓣18A可旋转地连接到铰接销22，并且瓣联轴器20B将瓣18B可旋转地连接到铰接销22。铰接销22在支柱14A和14B之间延伸，并且可由适于特定阀10应用的具体操作环境的任何耐高温耐磨损材料制成。当流体流(例如，包含气态、液态和多相的各种流体)达到足够压力(即，开启压力)时，瓣18A和18B提升离开外壳12并且围绕铰接销22从闭合位置旋转(即，枢转)到打开位置，从而允许流体穿过阀10。因此，瓣18A和18B两者旋转所围绕的轴线是由铰接销22限定。瓣18A和18B围绕铰接销22旋转，直到瓣18A和18B的旋转被挡板16阻碍为止。
[0016]瓣18A和18B围绕铰接销22在打开位置与闭合位置之间大量的循环导致铰接销22上的显著磨损。因此，铰接销22 —般是阀10的首先发生故障的部件。另外，在打开位置与闭合位置之间大量的循环还可使得瓣18A和18B例如因破裂而发生故障。
[0017]然而，本发明人已经发现，可通过对铰接销22的尺寸进行最佳设定来显著减少铰接销22上的磨损，从而使得铰接销22具有明显更长的可用寿命。此外，最佳设定尺寸的铰接销22还可延长瓣18A和18B的可用寿命。
[0018]图2A是图1的止回阀10沿线A-A截得的横截面图。可通过将铰接销22的第一端22A插入主体11的末端上的开口 24A(即，支柱14A中的孔)中来将铰接销22安装在阀10中。铰接销22随后可被滑动到主体11中，使得铰接销22滑动穿过瓣联轴器20A和20B中的每个。铰接销22可被滑动到主体11中，直到在铰接销22的第二端22B处或其附近的干涉部分26接触主体11为止，例如在开口 24A处进行接触。干涉部分26 —般具有使得铰接销22不再可在主体11内容易地滑动的直径(例如，干涉部分26的直径与开口 24A的直径一样大或比其大)。因此，通过例如将干涉部分26压入配合到主体11中，铰接销22可进一步滑动到主体11中。一旦干涉部分26滑动到主体11中，铰接销22的第一端22A —般就变成在开口 24B(即，支柱14B中的孔)处至少部分地从主体11中突出。在示出的实施例中，卡环28可附接在铰接销22的至少部分地从主体11中突出的第一端22A上。
[0019]在另一个实施例中，在将铰接销22安装在阀10中之前冷却铰接销22可能是有益的。冷却铰接销22导致铰接销22收缩(即，铰接销22具有比未冷却的铰接销22更小的外径)，这可允许铰接销22更容易地插入主体11的开口 24A中并滑动到主体11中。在另一个实施例中，在将铰接销22安装在阀10中之前加热主体11可能是有益的。加热主体11导致主体11膨胀(例如，开口 24A和24B具有比未加热的主体11的孔24A和24B更大的直径)，这可允许铰接销22更容易地插入主体11的开口 24A中并滑动到主体11中。在又另一个实施例中，既可冷却铰接销22又可加热主体11。
[0020]为了将铰接销22从主体11移除，支撑装置可附接到主体11以将主体11保持固定。支撑装置可为基本防止主体11移动而不使主体11变形的任何装置。随后，一旦主体11保持固定，就可将铰接销22推出主体11。通过以下方式将铰接销22推出主体11 一般是最为容易的:在一个方向上推动铰接销22，使得第二端22B (即，在干涉部分26所在位置处或其附近)是从主体11滑出的首个末端。
[0021]参考图2B，示出在瓣联轴器20B内滑动的铰接销22的特写横截面图。将铰接销22安装到阀10的主体11中可在铰接销22的外径D与瓣联轴器20B之间形成间隙C。此夕卜，也可在外径D与每个瓣联轴器20A或20B之间形成间隙C，使得在外径D与所有瓣联轴器20A和20B之间形成基本上均匀的间隙C。
[0022]通过对铰接销22的尺寸进行最佳设定(描述于下文)并且将铰接销22安装在主体11中，形成间隙C，其范围在约0.007英寸(0.018厘米)与0.009英寸(0.023厘米)之间。此范围内的间隙C在减少铰接销22以及瓣18A和18B中的应力与允许阀10满足泄漏要求之间取得一个平衡点。如果间隙C小于所述范围，那么在所有公差条件下，瓣18A和18B将未适当安放在外壳12上。在某些应用中，当瓣18A和18B处于闭合位置时，可要求阀10阻挡特定百分比的流体穿过阀10 ;这常称作阀10的泄漏要求。如果瓣18A和18B并未适当安放在外壳12上，那么无法完全阻挡流体穿过阀10，并且因此继而发生穿过阀10的不期望的泄漏，并且可阻止阀10满足特定应用中的泄漏要求。除了阀10可能无法满足泄漏要求之外，当瓣18A和18B并未适当安放在外壳12上时，在低于所设计的数量的循环之后，瓣18A和18B以及铰接销22不均匀地磨损，从而导致瓣18A和18B以及铰接销22发生故障。
[0023]另一方面，如果间隙C大于所述范围过多，那么提供瓣18A和18B相对于铰接销22移动的空间，从而在瓣18A和18B与铰接销22之间形成不可接受的高反作用力。这种反作用力随后引起瓣18A和18B以及铰接销22中的应力，所述应力导致瓣18A和18B以及铰接销22磨损并且最终过早发生故障。由于高反作用力的有害影响，因此如果无需满足泄漏条件，那么间隙C将设计成尽可能小。然而，形成范围在约0.007英寸(0.018厘米)与0.009英寸(0.023厘米)之间的间隙C使得反作用力减少至一定的水平，在所述反作用力水平下，铰接销22以及瓣18A和18B中的应力基本不会导致铰接销22以及瓣18A和18B过早发生故障，同时仍确保了阀10满足泄漏要求。
[0024]图3A和3B示出铰接销22。图3A是铰接销22的透视图，而图3B是铰接销22的侧正视图。铰接销22的尺寸可最佳设定，以便延长铰接销22以及瓣18A和18B的可用寿命ο
[0025]铰接销22具有外径D。外径D轴向沿着铰接销22且周向围绕该铰接销从末端22Α基本上均匀地延伸到干涉部分26的起点。外径D的范围可在约0.3115英寸(0.7912厘米)与0.3125英寸(0.7938厘米)之间。在示出的实施例中，铰接销22的外径D为约0.3120英寸(0.7925厘米)。在其它实施例中，铰接销22可包含轴向沿着整个或一部分铰接销22且周向围绕整个或一部分所述铰接销的电镀层或涂层(未示出)。可以使用能够承受高操作温度的任何材料，使得涂层在操作温度下具有高的硬度。在铰接销22上包含涂层的情况下，外径D(以及铰接销22的所有其它尺寸)仍然保持在相同所述范围内。因此，例如，在铰接销22上将会使用涂层的情况下，不包括涂层的铰接销22的外径可选择为使得包括有涂层的铰接销22的外径是在所述范围内。
[0026]铰接销22还具有长度L。长度L是铰接销22在主体11内的长度。长度L包含铰接销22在开口 24A和24B内的部分(即，长度L仅不包含铰接销22从开口 24A和24B突出的部分(即，从开口 24B突出的保持凹槽38以及从开口 24A突出的销头35))。长度L的范围可在约3.70英寸(9.40厘米)与3.71英寸(9.42厘米)之间。在示出的实施例中，长度L为约3.705英寸(9.411厘米)。
[0027]通过将铰接销22的外径D和长度L的尺寸设定在所述范围内，即可实现长度L与外径D的最佳比率11.8400-11.9101，并且铰接销22以及瓣18A和18B的可用寿命可延长。如果长度L与外径D的比率大于最佳比率，铰接销22可能发生故障，因为在瓣18A和18B的旋转期间在瓣18A和18B (经由联轴器20A和20B)与铰接销22冲击时形成的负载仅受到铰接销22的反作用，从而导致每次在瓣18A和18B旋转时，铰接销22过度偏转(即，弯曲)。这可引起铰接销22例如因磨损而发生故障。相反，如果长度L与外径D的比率小于最佳比率，那么瓣18A