专利名称：一体化在阀杆内的端口的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及阀组件，并且更特别地涉及用于确定阀组件内工艺状 况如温度和压力的端口。
背景技术：
阀在现有技术中用于调节流体流量是众所周知的。可根据所需的流体 动力和特定的应用来选择不同的阀，如球阀、闸门阀或球心阀。阀的使用 常常需要流体的不同测定值以保持正确的内部状况，如压力和温度。典型 地，通常在阀的密封部分之前或之后沿着阀体在专用检测开口处进行这些
测定。美国专利USRE37617E，其内容在此引用作为参考，描述了球阀入 口侧上的一对检测端口开口。但是，这些专用的检测开口需要额外加工该 部分并且加长组件的整体长度，这就增加了组件的成本和复杂度。此外， 随着开口数目的增加，包括更容易泄漏以及组件压力故障等其它不良后果 的可能性也增加了。
发明内容
本发明提供了一种阀组件，其带有穿过阀杆组件限定的一体的端口， 从而很容易确定流经阔的流体状况。
在至少一个示例性实施例中，本发明提供了一种限定流体通道的阀体，
流体通道内设置有阀密封体。该阀密封体可在分别使得流体流动和不流动
的打开和关闭位置之间操作。该阀杆具有自由端和接合端，其中该接合端
接合阀密封体，因此阀杆的旋转使得阀密封体在打开和关闭位置之间操作。
测定通道从自由端向接合端穿过阀杆被限定。当阀密封体处于打开位置时
测定通道与流体通道连通，并且至少一个密封件位于测定通道内。
在至少一个示例性实施例中，本发明提供了一种包括阀杆本体的阀杆
组件，该阀杆本体具有自由端和接合端，其中该接合端被构造为在阀体内 部接合阀密封体，以使阀杆本体相对阀体的旋转操作阀密封体。测定通道从自由端向接合端穿过阀杆被限定。至少一个密封件位于测定通道内。
图1为本发明的阀组件的一个示例性实施例的前视图。
图2为图1的阀组件的分解视图，其中阀杆组件与阀组件本体分离。
图3为沿图1中直线3-3的剖视图。
图4为本发明的示例性阀杆组件的分解等轴侧图。
图5为图3的阀杆组件的等轴侧图。
图6为沿图5的直线6-6的剖视图。
图7为本发明的一个示例性实施例的阀杆组件和阀球的分解等轴侧图。 图8为类似图7的等轴侧图并且示出与阀球接合的阀杆组件。 图9为与图8类似的局部剖视的等轴侧图。 图10为类似图3的剖视图，示出阀组件处于关闭位置。 图11为类似图3的剖视图，示出阀组件处于打开位置，其中检测探针 相对阀杆组件设置。
图12为本发明的一个可选的示例性阀杆组件的等轴侧图。 图13为类似图6的图12中阀杆组件的剖视图。
图14为本发明阀组件的一个可选的示例性实施例的局部剖视的前视图。
图15为本发明阀组件的另一个可选的示例性实施例的局部剖视的前视图。
图16为本发明阀组件的又一个可选的示例性实施例的局部剖视的前视图。
具体实施例方式
尽管本发明是参照特定实施例来示出和描述的，但本发明并不是要局 限于所示出的细节。此外，在权利要求的范围和等效范围内并且不脱离本 发明的精神的情况下可对细节作出各种改进。
下面描述中使用的特定术语仅为便利而己，而非局限于此。词汇"前" 和"后"分别指的是朝向和远离阀组件及其指定部件的几何中心的方向。术语包括特别提出的上述词汇、其派生词和类似含义的词汇。
现在来看附图，将描述本发明示例性实施例的阀组件10。参照附图1-3，
阀组件10通常包括带有入口端14和出口端16及其间的流体通道15的阀 体12。该入口端14和出口端16具有各种连接器，如内螺纹或外螺纹的连 接器或平滑连接器。出口端16被示为带有至出口管18的螺纹连接，但本 发明不局限于其入口和出口处的连接器类型。此外，示出的阀组件10的实 施例包括沿流体通道15设置的平衡阀组件28，但这不是必需的。各种各样 的部件说明本发明可使用不同类型和构造的阀组件。
流体控制直角转弯球阀100可旋转地安装在阀体12内的球阀腔23内 的一对球密封体102和103之上，该两密封体被保持在保持件104与台肩 106之间。尽管在当前实施例中示出的是球密封件，球阀也可使用任何不同 类型的密封件。流体控制直角转弯球阀IOO绕垂直于阀体12纵轴的轴线可 旋转地安装。阀球IOO包括从其延伸穿过的主通道108。阀球IOO在阀球腔 23内可在打开位置、关闭位置以及其间的任何所需位置之间控制，其中在 所述打开位置主通道108平行于流体通道15 (参见图3)，在所述关闭位置 主通道108大致垂直于流体通道15 (参见图10)。
如图3所示，阀体12具有横向向外延伸的一体的套筒20，其相对于球 阀腔23来说对中设置。套筒20具有与球阀腔23连通的带台阶内孔22。阀 杆组件40位于套筒20的内孔22内并且与球阀100接合从而控制其运行。 球阀100的结构和运行将在下面进行详述。内孔22限定了构造为支撑阀杆 组件40的支座25，如下面所述。
现在将参照图4-6描述示例性的阀杆组件40。阀杆组件40通常包括在 前端41与后端43之间延伸的圆柱形本体42。虽然示出的本体42为圆柱形， 但本发明不局限于此并且本体42可具有其他构型。带台阶孔45穿过本体 42从后端43延伸至前端41。后端43包括通向带台阶孔45的开口 55。前 端41包括供带台阶孔45延伸穿过的接合部46。
阀杆本体42在邻近接合部46处径向向外延伸以限定台肩50。环形沟 槽52在邻近凸肩50处围绕本体42延伸并且被构造为容纳O形环密封件 53。环形沟槽52之上是环形锁定支座51。参照图3，当阀杆组件40位于 套筒20的内孔22内时，台肩50坐在支座25上并且0形环密封件53密封内孔22的内表面。卡环90被设置为围绕阀杆本体42并且被构造为与套筒 20内的内环形沟槽27相配合地卡合接合。当卡环90被接合到环形沟槽27 中时，卡环90与环形锁定台肩51接合从而将阀杆组件40锁定在套筒内孔 22内。也可使用其他用于保持阀杆组件40的装置。例如，在图12和13 所示的可选的示例性阀杆组件40'中，除从其向外延伸的保持台肩69外， 阀杆本体42'具有基本一致的直径。该保持台肩69被构造为被锁定螺母(未 示出)螺纹接合在套筒内孔22内。
参照图2、 3和5，阀杆本体42的后端43包括对置的平坦把手侧47， 其限定了被构造为将把手30支撑在阀杆本体42的后端43上的对置的台肩 57。如图2所示，本实施例的把手30包括带有通孔37的中央部和向外延 伸的把手杆部34。中央部32被置于阀杆体42上从而由对置的台肩57支撑。 卡环38围绕阀杆本体42设置并且被保持在外环形沟槽44内从而将把手30 保持在阀杆本体42上。通孔37形成有对置的平坦部分39，该平坦部分39 被构造为与阀体42的平坦把手侧47对齐，从而把手30的旋转将使得平坦 部分39与平坦把手侧47接合并且因此旋转阀杆本体42。阀杆本体42的旋 转控制了球阀100的位置，下面将对此描述。 一对止动部件33和35优选 从中央部32垂下并且被构造为接合套筒20上的外部止动件24 (仅示出一 个)，从而限制把手30的旋转，且由此限制阀杆本体42相对阀体套筒20 的旋转。尽管示出的是机械把手，但是可选择地使用其他装置如电子机械 致动器。
参照图3和7-9，将描述阀杆本体42的接合部46与本实施例的阀球 IOO的接合。阀球100包括垂直于主通道108延伸的辅助通道110。辅助通 道110从主通道108延伸至阀球100的外表面上的接合槽112。接合槽112 具有带有对置的平坦壁表面114的大致矩形形状。阀杆本体42的接合部46 具有构造为与接合槽的平坦壁表面114接合的相应的对置的平坦壁表面 48。槽49优选在对置的平坦壁表面48之间延伸，从而在接合期间接合部 46可轻微地压迫以在阀杆接合部46与阀球接合槽112之间提供压配合。对 置的平坦壁表面48相对平坦的把手侧47的定向被控制成使把手30的定向 以可控的方式指示球阀100的位置。在所示的实施例中，表面47和48偏 移90°以使当把手30平行于流体通道15延伸时球阀100处于打开位置并且把手30垂直于流体通道15延伸时球阀100处于关闭位置。其它定向和 构造也是可能的。
如图9所示，当阀杆本体42与球阀100接合时，辅助通道110与阀杆 的带台阶孔45对齐并且流体连通，从而穿过主通道108的部分流体也将流 经辅助通道110到达阀杆孔45。流体穿过阀杆孔45的受控通过提供了穿过 阀杆组件40的检测口。
阀杆组件40的内部构造将参照图3-6进行描述。 一对弹性件60和64 被置于孔45内。每个弹性件60、 64都具有锥变的圆柱形，其在邻近圆柱 形较大末端处分别具有较大的下沉埋头孔61、 65，在邻近圆柱形较小末端 处分别具有较小的下沉埋头孔63、 67。通常关闭的通孔62、 66分别在各个 下沉埋头孔61、 63与65、 67之间延伸。弹性件60和64可由在去除压力 后通常恢复其原始形状的任何适宜的弹性材料制造而成。所示出的材料为 乙烯-丙烯-二烯-单体("EPDM")。
在本实施例中，弹性件60、 64被设置为彼此相对，从而两个件60、 64 朝彼此逐渐变窄。但是，在图12和13所示的可选示例性阀杆部件40'中， 弹性件60和64'可被交替地设置。在阀杆组件40，中，两个弹性件60和 64'都被定向成使其较小末端朝阀杆本体42'的前端41延伸。其它构型和 设置也是可能的。例如，可使用单个的弹性件或两个以上的弹性件。此外， 弹性件也可为所示的锥变形状之外的其它任何不同形状。
弹性件60、 64的锥度以及下沉埋头孔61、 63、 65、 67的构型有利于 探针部件等的穿过期间通常关闭的通孔62、 66的扩展。在图6示出的普通 的、未穿透的构型中，弹性件60、 64基本密封并且防止流体穿过孔45。
连接部件70穿过阀杆本体42的开口端55延伸并且连接部件70的一 部分位于孔45内并与弹性件64接合。在本实施例中，连接部件具有径向 台肩74，其被构造为与阀杆本体42的唇缘54接合从而保持连接部件70。 为组装阀杆组件40，弹性件60和64被置于带台阶孔45内，O形环密封件 76围绕连接部件70的前端设置，该前端被置于带台阶孔45内，并且阀杆 本体42的开口端55被翻巻或以其他方式向内变形以限定接合并保持连接 部件台肩74的唇缘54。也可使用将连接部件70组装于阀杆本体42的其它 装置，如连接部件70可被螺纹连接于阀杆本体42、熔接于阀杆本体、焊接于阀杆本体、压配合于阀杆本体内或以其他方式被固定于阀杆本体。
连接部件70具有通孔72，该通孔优选与弹性件通孔62、 66同轴。这 样，连接部件通孔72和弹性件通孔62、 66提供了用于供检测探针等穿过 且与可位于阀杆孔45内的流体连通的密封测定通道。当不用于检测时，通 孔72优选被可拆卸盖80等覆盖。在本实施例中，连接部件70的外端具有 利于与盖80螺纹接合的一系列外螺纹73。也可使用其他接合装置如搭扣配 合等。O形环密封件82优选被置于盖80内从而密封连接部件70。
已经描述了本发明的示例性阀组件10的部件，下面参照附图3、 10和 ll描述其运行。参照图10，阀组件IO被示为处于关闭位置。通过把手与 阀杆本体42的相互作用以及相应的阀杆接合部46与阀球接合槽112之间 的相互作用，球阀100已被把手30旋转至主通道108垂直于流体通道15 的位置。流体通过入口流入，如箭头A所示，但阀球100与球密封体102 的接触防止其进一步流动。
为打开球阀100，如图3和11所示，旋转把手30。把手30的旋转使 得把手平坦部分39与阀杆本体42上的平坦把手侧47接触，导致阀杆本体 42旋转。通过接合部平坦壁表面48与接合槽平坦壁表面114的接合，阀杆 本体42的旋转又导致球阀IOO旋转。参照图3，当球阀100处于打开位置 时，流体自由地流经主通道108到达阀出口 16/18，如箭头B所示。同时， 流经主通道108的部分流体还流经辅助通道110到达阀杆孔45内，如箭头 C所示。弹性件60和64防止流体随意地流过阀杆孔45。阀组件10可以正 常方式来操作以控制流体穿过阀组件10。
如果想要测定流经阀组件10的流体的特性，就将阀杆组件盖80从连 接部件70移除并将检测仪器150连接于其上，如图11所示。检测仪器150 可为任何传统的类型。所示出的检测仪器150包括被构造为可释放地连接 于连接部件70的外端的连接器152。在本实施例中，该连接器152具有被 构造为接合连接部件70上的外螺纹73的内螺纹。也可使用其它连接装置。 检测仪器150还包括连接于连接器152并且被构造为提供外端口 155的本 体154。空心探针或针157从本体154的前端被延伸成使检测仪器150至连 接部件70的连接导致探针或针157穿透并且延伸穿过弹性件通孔66和62。 空心探针或针157延伸穿过弹性件64和60以使其前端与阀杆孔45建立流体连通。这样，流体自由地流经辅助通道110、阀杆孔45、探针或针157并且到达外端口 155，如箭头D所示。可使用已知设备通过外端口 155测定或以其他方式检测流体特性。
尽管上述示例性实施例示出的是球阀，本发明不局限于此。如图14-16所示，阀机构可具有其它构型。参照图14，阀组件10'具有一种旋塞阀100'构型。该阀组件10'包括阀体12'，其具有入口端14和出口端16以及其间设置的旋塞陶100'。该旋塞阀100'包括带有辅助通道(未示出)的主通道108'，该辅助通道被构造为与阀杆孔45连通，这与球阀的实施例类似。阀杆组件40与前述的实施例基本相同，但可包括更长的孔45和不同的接合机构。
参照图15，阀组件10〃提供了一种闸门阀IOO"构型。该阀组件10〃包括阀体12"，其具有入口端14和出口端16以及在其间的流体通道15内设置的闸门阀100"。闸门阀100〃包括被构造为移入和移出流体通道15的闸门125。辅助通道110〃延伸入闸门125并且被构造为与阀杆孔45连通。阀杆组件40与前述的实施例基本相同，但包括更长的孔45和不同的接合机构。
参照图16，阀组件10'〃提供了球心阀(globe valve) 100〃'构型。i亥阀组件10〃'包括阀体12〃'，其具有入口端14和出口端16以及在其间的流体通道15内设置的球心阀100'〃。球心阀100'〃包括被构造为与流体通道15内的支座132进行接触或脱离接触的旋塞130。辅助通道110〃'延伸穿过旋塞130并且被构造为与阀杆孔45连通。阀杆组件40与前述的实施例基本相同，但包括更长的孔45和不同的接合机构。即使当阀关闭时流体也通常流经辅助通道110'"，但阀杆组件40内的弹性件60和64防止流体自由流动。
虽然本发明的优选实施例已经在此被示出和描述，要了解这些实施例仅为示例性的。在不脱离本发明的精神的情况下本领域技术人员可作出多种改变、变化和替换。因此，所附权利要求覆盖了所有这些变化，它们都在本发明的精神和范围内。
ii
权利要求
1.一种阀组件，包括限定流体通道的阀体；阀密封体，其被设置于流体通道内，并且在流体流动的打开位置与非流动的关闭位置之间可操作；具有自由端和接合端的阀杆，所述接合端接合阀密封体以使阀杆的旋转使得阀密封体在打开与关闭位置之间操作；测定通道，其从自由端到接合端穿过阀杆被限定以使得当至少打开时测定通道与流体通道连通；以及位于测定通道内的至少一个密封部件。
2. 如权利要求l所述的阀组件， 致动的任何阀。
3. 如权利要求l所述的阀组件， 处连接于阀杆。
4. 如权利要求1所述的阀组件， 选择性地覆盖阀杆的自由端。
5. 如权利要求l所述的阀组件， 配合被配合在阀密封体内。其特征在于，阀密封体为能够被阀杆 其特征在于，把手在邻近阀杆自由端 其特征在于，可拆卸密封盖被构造为 其特征在于，阀杆的接合端通过干涉
6. 如权利要求l所述的阀组件，其特征在于，阀密封体是带有主通道 和辅助通道的球，所述辅助通道从主通道延伸出并且与测定通道对齐以利 于当流体流经流体通道时从主通道至测定通道的流体连通。
7. 如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，阀密封体从下述组中选 择球阀、旋塞阀、闸门阀和球心阀。
8. 如权利要求l所述的阀组件，其特征在于，至少一个密封部件是衬垫。
9. 如权利要求8所述的阀组件，其特征在于，至少一个密封部件由 EPDM制成。
10. 如权利要求l所述的阔组件，其特征在于，阀杆的自由端包括被构 造为与检测仪器连接的连接部件。
11. 如权利要求l所述的阔组件，其特征在于，阀杆包括邻近其自由端 并且被构造为接合把手部件的第一接合部，以及邻近接合端并且被构造为 接合阀密封体的第二接合部，该第一和第二接合部相对彼此被定向成使得 在把手部件与阀密封体之间限定出特定的定向。
12. 如权利要求l所述的阀组件，其特征在于，阀体包括径向套筒，该 套筒限定了穿过套筒的孔，并且阀杆接合端延伸穿过该孔。
13. 如权利要求l所述的阀组件，其特征在于，还包括沿流体通道设置 的平衡阀。
14. 一种阀杆组件，包括具有自由端和接合端的阀杆本体，该接合端被构造为在阀体内部接合 阀密封体，以使阀杆本体相对阀体的旋转操作阀密封体； 从自由端到接合端穿过阀杆被限定的测定通道；以及 位于测定通道内的至少一个密封部件。
15. 如权利要求14所述的阀杆组件，其特征在于，把手在邻近阀杆自 由端处连接于阀杆。
16. 如权利要求14所述的阀杆组件，其特征在于，可拆卸密封盖被构 造为选择性地覆盖阀杆的自由端。
17. 如权利要求14所述的阀杆组件，其特征在于，至少一个密封部件 是衬垫。
18. 如权利要求17所述的阀杆组件，其特征在于，至少一个密封部件 由EPDM制成。
19. 如权利要求14所述的阀杆组件，其特征在于，阀杆本体的自由端 包括被构造为与检测仪器连接的连接部件。
20. 如权利要求l所述的阀组件，其特征在于，阀杆本体包括邻近其自 由端并且被构造为接合把手部件的第一接合部，以及邻近接合端并且被构 造为接合阀密封体的第二接合部，该第一和第二接合部相对彼此被定向成 使得在把手部件与阀密封体之间限定出特定的定向。
全文摘要
一种阀体(12)，其限定了流体通道(15)和位于流体通道内的阀密封体(100)。该阀密封本体可在分别允许流体流动和不流动的打开位置与关闭位置之间操作。阀杆(40)具有自由端和接合端，所述自由端接合阀密封体以使阀杆的旋转使得阀密封本体在打开与关闭位置之间操作。测定通道(45)从自由端向接合端穿过阀杆被限定。当阀密封体处于打开位置时该测定通道与流体通道(15)连通，并且至少一个密封件(60，64)位于测定通道(45)内。
文档编号F16K37/00GK101680571SQ200880006239
公开日2010年3月24日 申请日期2008年2月20日 优先权日2007年2月28日
发明者A·莎菲克, C·本路阿弗布, M·C·海格伯格, P·布兰纳特姆 申请人:Itt制造企业公司