专利名称：阀与促动器组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及阀与促动器组件。
背景技术：
用来在第一状态隔断入口通道、隔断出口通道和打开泄放通道(vent passage), 而在第二状态打开入口通道、打开出口通道和隔断泄放通道的阀，有时会被称作双隔断和排放阀(double block and bleed valve) 0双隔断和排放阀的一个应用，就是从多个样本流中选择一个需要按规定路线导引到过程分析仪的样本流。常见的实践是，利用单个自动过程分析仪来分析多个样本流。这会在很大程度上减少石油化工厂，精炼厂和其它相关工艺的工厂中分析气体工艺流和液体工艺流的成本。 通常，通过管路或管线，把样本流传输到分析器附近的自动阀式歧管。自动阀式歧管通常以电子方式控制，从而按顺序地选择单个样本并使其流转向到自动分析器。使用空气促动器来操作例如双隔断和排放阀之类的阀。典型的空气促动器包括限定气缸的促动器壳体、置于气缸中的活塞，和盖子，盖子闭合活塞于气缸中，并限制活塞在气缸中的轴向移动。气体被有选择地提供到气缸内，以克服弹簧的偏置力移动活塞。有些空气促动器包括视觉指示器，其拧入在盖子内，以指示活塞的位置。一个这样的视觉指示器包括与活塞相接触的柱塞。活塞的运动使柱塞移动以指示活塞的位置。典型地，视觉指示器的高度设置成适合每个单独的阀。
发明内容
本申请一方面涉及一种无盖式阀促动装置。无盖式阀促动装置允许对活塞位置进行可视化检查。本申请的另一方面涉及一种阀，其允许密封部件可以容易地被更换，其中密封部件能够方便阀的打开与关闭。一个这样的阀(可以是双隔断和排放阀)包括带有密封部件的可更换的通道限定部件。密封部件能够容易地通过更换通道限定部件而被更换。本申请的另一方面涉及一种促动器结构，其可以不需要活塞上的盖子。例如可以是双隔断和排放阀的阀，可以包括具有两个或多个部分的阀体，其允许阀部件从阀体的一端装配进阀室(这一端是与装配进活塞那一端相反的一端)。活塞和阀部件可以连接在一起，以省去对盖子的需要。本申请的另一方面涉及一种阀，其包括第一共面端口和第二共面端口，其可不依赖于阀部件的旋转位置而由阀部件密封。一个这样的阀包括阀部件，其可以绕轴线旋转， 并可不依赖于阀部件的旋转位置，来实现双隔断和排放密封功能。例如，阀部件可以包括平坦面，其可不依赖于阀部件的旋转位置而密封贴靠到共面端口。这些不同的方面可以在许多可选实施例中实现，或者是单独地或以它们的各种组合和再组合来实现。除非在此做明确排除，所有这种组合与再组合都意味着落入本发明的范围。一个阀组件的示例包括阀体、阀部件和通道限定部件。阀体限定了阀室。阀部件设置于阀室中。通道限定部件限定了入口通道、出口通道和泄放通道。在阀部件位于第一位置时，在入口通道和阀室之间的流是隔断的，在出口通道和阀室之间的流是隔断的，而泄放通道和阀室之间的流是通畅的。在阀部件位于第二位置时，在入口通道和阀室之间的流是通畅的，出口通道和阀室之间的流是通畅的，而泄放通道和阀室之间的流则是隔断的。在一个实施例中，通道限定部件限定了阀室壁。在这个实施例中，阀部件可从阀体一端置入阀室中，其中通道限定部件固定到阀体。在另一实施例中，全部阀室壁由阀体所限定。入口通道、出口通道和泄放通道可以用不同方式打开或隔断。在一个实施例中，阀包括相对于入口通道而固定的入口密封件和相对于出口通道而固定的出口密封件。在这个实施例中，在阀部件位于第一位置时，阀部件接合入口密封件与出口密封件。阀部件可以包括环形盘，其接合入口密封件和出口密封件两者。这种环形盘可以不依赖于阀部件相对于阀室的旋转位置，而选择性地打开和隔断阀通道。在一个实施例中，泄放端口相对于阀体位于中心。例如，泄放端口的轴线可以与阀部件的轴线对准，并/或可以与阀室的轴线对准。阀部件可以带有一个或多个密封结构。例如，阀可以包括从阀部件延伸出的细长形入口密封结构和同样从阀部件出延伸出的细长形出口密封结构。在一个实施例中，在阀部件位于第一位置时，细长形入口密封结构接合通道限定部件，以密封入口通道，而细长形出口密封结构也接合通道限定部件，以密封出口通道。在另一实施例中，在阀部件位于第一位置时，细长形入口密封结构接合阀体外表面，以密封入口通道，而细长形出口密封结构也接合阀体外表面，以密封出口通道。泄放通道可以用不同的方式选择性地打开和隔断。例如，泄放密封部件可以围绕阀部件轴设置。在阀部件位于一个隔断阀室和泄放通道之间的流的位置时，泄放密封部件提供阀部件和阀体之间的密封。在另一示例性实施例中，细长形泄放密封结构从阀部件延伸。细长形泄放密封结构可以接合阀体内表面，以在阀部件位于第二位置时，密封泄放通道。无盖式阀促动器可以使用很多不同的形式。一个这样的无盖式阀促动器组件的示例包括阀体、活塞和阀部件。阀体限定了阀体第一端中的活塞凹口和阀体第二端部中的阀部件凹口。活塞设置于活塞凹口中。阀部件设置于阀部件凹口中，以使阀部件的轴向移动受到阀体的限制。阀部件联接到活塞，以使活塞的轴向移动引起阀部件的轴向移动。活塞的轴向移动受到阀部件的限制。在一个实施例中，阀体包括在活塞凹口和阀部件凹口之间延伸的通道。在这个实施例中，活塞通过置于通道中的轴联接到阀部件。在一个实施例中，阀部件和活塞可在第一位置和第二位置之间移动。在活塞和阀部件位于第二位置时，活塞可以延伸超过阀体端部。在一个实施例中，延伸超过阀体第一端的活塞部分具有与阀体涂饰层(finish)不同的涂饰层，以提供阀部件和活塞位于第二位置的视觉指示。在一个实施例中，延伸超过阀体第一端的活塞部分包括环向台阶。所述台阶限制活塞密封件向外物暴露。在一个实施例中，通道限定部件可以包括歧管部件，其按规定路线导引流体至入口通道，导引流体离开出口通道，和导引流体离开泄放通道。在一个实施例中，通道限定部件可以包括凸缘部件，其介于歧管和阀体之间。在一个实施例中，具有入口密封部件和出口密封部件的通道限定部件与阀凸缘部件装配在一起，阀部件接触到入口密封部件和出口密封部件，以便隔断流。阀部件移动到阀部件和入口密封部件与出口密封部件间隔开的位置，以允许流通过。通道限定部件和阀体可以为分立的部分。入口密封部件和出口密封部件可以由0形圈组成，其被支撑在通道限定部件上。入口密封部件和出口密封部件可以被更换，这通过取下通道限定部件，并用包括新入口密封部件和新出口密封部件的通道限定部件来代替原通道限定部件而实现。容纳入口密封部件和出口密封部件的环形槽可以限定在通道限定部件的面中。对于本领域的技术人员而言，在结合附图考虑了下面的说明与所附权利要求后， 本发明其它的优点与益处将会变的显而易见。
图1是流选择系统中的双隔断和排放阀组的截面图；图2是沿图1中2-2线指示的平面的截面图；图3是沿图1中3-3线指示的平面的截面图；图4是阀部件的截面图，其隔断了入口通道，且隔断出口通道，但允许流通过泄放通道；图5是图4所示阀的截面图，其中阀部件所处的位置允许流通过入口通道，且允许流通过出口通道，但阻止了流通过泄放通道；图6是阀的截面图，其隔断了入口通道，且隔断了出口通道，但允许流通过泄放通道；图7是图6所示阀的截面图，其允许流通过入口通道，且允许流通过出口通道，但阻止流通过泄放通道；图8是阀的截面图，其隔断了入口通道，且隔断了出口通道，但允许流通过泄放通道；图9是图8所示阀的截面图，其允许流通过入口通道，且允许流通过出口通道，但隔断流通过泄放通道；图IOA是带有第一共面端口与第二共面端口的阀的示意图，其中阀处于打开位置；图IOB显示了图IOA的阀，其中阀处于关闭位置；图11是沿图IOA中线11-11的截面图；以及图12是双隔断和排放阀被安装到模块化的表面安装型歧管系统的示意图。
具体实施例方式本申请涉及阀和促动器组件的不同特征。这些特征包括但并不仅限于无盖式阀促动装置；包括密封部件的可更换的通道限定部件；将阀部件从阀体一端装配进阀室中， 而将活塞则从另一端装配进阀室中；以及阀部件，其可以在阀体中旋转，而不会影响阀部件实现它的密封性能。这些特征在图1-9所示的一个或多个双隔断和排放阀组件10中有体现。本发明并不仅限于图1-9所示的示例。双隔断和排放阀仅仅只是众多可应用本申请的公开特征的阀与促动器组件中的一个。本申请公开的特征可以应用到任何由促动器控制的阀。图1-9所示的是，具有阀部件12的阀组件10的示例，在处于第一状态(参见例如图2)时，阀部件12隔断入口通道14，隔断出口通道16，并打开泄放通道18，而在第二状态 (参见例如图3)时，打开入口通道，打开出口通道，并隔断泄放通道。在图1所示示例中， 阀10用于流选择系统11。流选择系统控制阀10，以便选择性地供给所选择流体的流到分析器。流选择系统11仅仅是可应用于此处所公开的阀10的众多应用中的一个。在由图1-9所示的示例中，阀组件10包括阀体20、阀部件12和通道限定部件或组件22。阀体20、阀部件12和通道限定部件或组件22可以由许多不同材料制成。阀体、阀部件12和通道限定部件或组件22的适合材料的示例包括，但并不仅限于不锈钢、碳钢、合金钢、防锈防磁合金(monel)、耐盐酸镍基合金(hastelloy)、钛、黄铜、铝、铬镍铁合金、蒙乃尔合金(Monel)、镍、铁氟龙(Teflon)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(Vespel)和任何其它的结构金属或塑料。很显然，阀组件的构件的适当材料可以基于阀组件应用的不同而选择。在本申请中，术语“通道限定部件”涵括单个构件或多个构件的组件。阀体20限定了阀室M。阀部件12置于阀室M中，以便使阀部件12可在第一位置(图2、图4、图6、图 8)和第二位置(图3、图5、图7、图9)之间移动。在一个实施例中，通道限定部件22限定了入口通道14、出口通道16和泄放通道18的至少一部分。在其它实施例中，入口通道、出口通道和泄放通道则可以不由通道限定部件22所限定。例如，入口通道、出口通道和泄放通道可以由阀体所限定。在所示示例中，通道限定部件22联接到阀体20，以便使入口通道 14、出口通道16和泄放通道18可以与阀室M相连。在阀部件12位于第一位置时，入口通道14和阀室M之间的流是隔断的，出口通道16和阀室之间的流是隔断的，而泄放通道18 和阀室之间的流是通畅的。在阀部件位于第二位置时，入口通道14和阀室M之间的流是通畅的，出口通道16和阀室之间的流是通畅的，而泄放通道18和阀室之间的流是隔断的。 在图2和图3所示的示例中，通道限定部件22包括与阀体装配到一起的阀凸缘部件22a、和歧管部件22b，和歧管部件22b按规定路线导引流体来回通过阀组件10。在图4-9所示的示例中，通道限定部件22包括直接固定到阀体20的歧管部件22b。图1-9所示的示例，只是通道限定部件22可以采用的众多不同形式或构造中的几种。参考图12，在一个实施例中，入口通道14和出口通道16通过通道限定部件或组件22的端面31引出。提供了通过端面31的入口通道和出口通道，以允许阀组件安装到表面安装型歧管系统33，其包括，但是并不仅限于，于2004年9月2日公布的、美国专利申请公布号为 2004/0168732、名为〃 Modular Surface Mount Fluid System(模块化的表面安装型流体系统)"的文件所公开的表面安装型歧管系统，这篇文章通过引用整体地结合于本文中。在另一实施例中，泄放通道18也延伸通过端面31，以允许通过表面安装型歧管系统接近泄放端口。阀组件的基底面可以构造成能够匹配任何表面安装型歧管系统所需的基底面。例如，阀组件10的尺寸及入口通道14与出口通道16的间隔和位置可以对应于 Swagelok公司的Modular Platform Component (MPC)系统的基底和歧管构件所需的基底面 (footprint)。
阀部件12可以采用众多不同形式。在图2和图3所示的示例中，阀部件12包括密封端部分30、活塞端部分32、和在密封端部分和活塞端部分之间延伸的细长形轴34。在图 2和图3的示例中，密封端部分30是圆盘形，并在轴34的外侧沿径向向外延伸。密封端部分30可能包括平面密封面36和泄放端口容纳凹口 38。所示的泄放端口容纳凹口 38是圆柱形凹口，其从密封面36向着轴34向内延伸。在所示实施例中，泄放端口容纳凹口 38与阀部件12的中心轴线40轴向对准。密封端部分30包括环形泄放密封凹口 41。环形泄放密封部件43设置于凹口 41。台肩42形成于在密封端部分30和轴34之间。在图2和图3 所示的实施例中，活塞端部分32包括外螺纹44。
在图2和图3所示实施例中，阀室M是圆柱形室，其在第一阀体端部46是通畅的。 圆柱形活塞室48处于第二阀体端部50。在阀体20中，圆柱形弹簧室52限定于在阀室M 和圆柱形活塞室48之间。环形台肩M把圆柱形活塞室48和弹簧室52分离开。截头锥形 (frustoconical)密封面56从阀室M向弹簧室52延伸。在所示实施例中，密封面56的直径沿从阀室M到弹簧室52方向递减。在所示实施例中，可选的出口 58限定于阀体中，其从阀体外表面到弹簧室52延伸。气动控制通道60限定于阀体中。气动控制通道可以用众多不同方式限定。在图1所示的示例中，控制通道从活塞室到阀体端部46延伸。气动通道 61与通道60相连，并延伸通过凸缘部件2 到达歧管部件22b。气动通道63与通道61相连，并延伸到气动控制端口 65，气动控制端口 65限定于歧管部件22b中。在这种构造中， 可以通过选择性地施加受压流体到歧管部件22b中的端口 65来控制阀10。在图2和图3 所示的示例中，气动控制通道60从圆柱形活塞室48延伸到置于阀体侧部中气动控制端口。 在图2和图3所示的定位中，气动控制通道位于或接近圆柱形活塞室48的底部。
在图2和图3所示实施例中，阀部件12置于阀体中，以使密封端部分30置于阀室 24中，活塞端部分32置于活塞室48中，而细长形轴34则置于弹簧室52中。弹簧64被约束于弹簧室52中，并被约束于台肩42和台肩M之间。在图2和图3所示实施例中，弹簧以箭头66所示方向偏置密封端部分30。应该已经很明显，阀体和弹簧可以构造成以相反方向偏置阀部件12。例如，弹簧64和台肩42可以重新定位，使弹簧约束于活塞和台肩之间， 以把活塞偏移出阀体。
在图2和图3的示例中，用于选择性地在第一位置和第二位置之间移动阀部件12 的促动装置集成在阀组件内。也很明显，分立(discrete)的促动装置可以联接到阀上，以在第一位置和第二位置之间移动阀部件。另外，任何类型的促动装置都可以用于移动阀部件于第一位置和第二位置之间。这样的示例包括但并不仅限于，气动促动器、液动促动器和电动促动器。
在图2和图3所示实施例中，活塞68置于圆柱形活塞室48中。活塞可以由很多种不同的材料制成。活塞可采用的材料的示例包括，但是并不仅限于，不锈钢、碳钢、合金钢、 防锈防磁合金、耐盐酸镍基合金、钛、黄铜、铝、铬镍铁合金、镍聚四氟乙烯，聚三氟氯乙烯，聚醚醚酮，聚酰亚胺和任何其它的结构金属或塑料。活塞连接到阀部件12。在图2和图3 所示的示例中，活塞包括内螺纹凹口 70，其接合外螺纹44，以连接活塞到阀部件12。由图2 和图3所示的示例中，在受压流体施加到活塞室48时，活塞和阀部件12沿着箭头72所示方向克服弹簧64的偏置力移动。在图2和图3所示的示例中，阀部件12限制活塞移动出阀组件壳体。因此不需要用盖子来限制活塞的轴向移动。虽然只是根据双隔断和排放阀组件对图2和图3所示的促动装置做了示意与介绍，已经很明显，促动装置也可以使用于不同类型的阀组件。例如，由图2和图3所示类型的装置可以应用于任何当前由传统促动器促动的阀组件，这种阀组件包括但并不仅限于隔膜阀(diaphragm valve) 0
参考图2和图3，阀凸缘部件2 包括基部74和从基部端壁延伸的圆柱形泄放端口凸出部76。在这个示例中，在凸缘部件2 装配到阀体20上之前，阀部件通过第一阀体端部46直接插入到阀室M内。在所示示例中，阀凸缘部件与阀体是分离的。入口通道14 和出口通道16延伸通过基部74。泄放通道18延伸通过基部74和圆柱形泄放凸出部76。 基部限定了阀室的端壁78。圆柱形泄放凸出部76延伸进入泄放端口容纳凹口 38内。基部包括环形阀体密封凹口 80。0形圈81置于凹口 80内，以提供阀体20和凸缘部件2 之间的密封。密封凹口 82设置成在阀凸缘部件22a的端壁78中围绕着入口通道开口 83。环形入口密封部件84设置于密封凹口 82中。例如，入口密封部件84可以永久性地被支撑于凹口 82内。密封凹口 86设置成，在阀凸缘部件22a的端壁78中围绕着出口通道开口 88。 环形出口密封部件90设置于密封凹口 86中。例如，出口密封部件90可以永久性地被支撑于密封凹口 86内。入口密封部件和出口密封部件相对于入口通道和出口通道被固定。限定密封凹口 82、86于阀凸缘部件中，则不需要在阀体中限定密封凹口。在阀体中加工出密封凹口内可能需要将工具插入穿过阀体到达待限定密封凹口的表面。在图2和图3所示实施例中，在入口密封部件和出口密封部件磨损或损坏时，入口密封部件和出口密封部件都可以容易地更换，这通过用阀凸缘部件更换通道限定部件22的阀凸缘部件2 来实现，新的阀凸缘部件包括新的入口密封部件和新的出口密封部件。在另一实施例中，通道限定部件可以是包括密封部件的单独的部分。密封部件可以通过更换通道限定部件这一单独部分而被更换。
在图2和图3所示的示例中，设置0形圈，以提供阀10各部分之间的密封。0形圈92提供活塞和阀体之间的密封。0形圈94、96提供阀部件12和阀体之间的密封。0形圈98提供阀部件12和凸缘部件之间的密封。
图2和图3显示了阀的操作。弹簧64使阀部件12偏移到图2所示位置。在这个位置，平面密封面36接合入口密封部件84和出口密封部件90两者，以隔断入口通道14和出口通道16。在这个位置，阀室M中的任何流体都可以进入泄放通道18。阀室M中的任何流体都可以通过泄放通道逸出。在图1-3所示的示例中，通道25限定于阀部件12中，当阀部件位于图3所示位置时，通道25允许流体从阀室M流出到泄放通道18。当承受足够克服弹簧64偏置力的压力的流体被提供到活塞室48时，活塞和阀部件12就移动到图3所示位置。泄放口密封环43接合截头锥形表面56以限制活塞轴向移动出阀部件壳体。在这个位置，平面密封面36与入口密封部件84和出口密封部件90两者都隔开。流体可以从入口通道14，流进到阀室M内，并流出出口通道16。在这个位置，泄放口密封部件43提供截头锥形密封面56和阀部件12之间的密封，以便隔断从阀室M到泄放通道18的流体流。在图1-3所示的示例中，圆锥形密封面56和阀部件12之间的密封阻止流体流到通道25，因而阻止流体流到泄放通道18。
在图2和图3所示实施例中，阀部件沿箭头72所示方向的轴向移动受到阀体限制。活塞移出活塞凹口的轴向移动由阀部件12和阀体的相互作用所限制，因为活塞和阀部件是联接在一起的。因此阀部件12不需要用盖子来限制活塞的轴向移动。在图2和图3所示的示例中，在活塞和阀部件位于图2所示位置时，活塞68与阀体平齐或略微地凹入阀体内。在图2和图3的示例中，在活塞和阀部件位于图3位置时，活塞延伸超过阀体端部。延伸超过阀体端部的活塞部分提供了视觉指示，即入口端和出口端都打开。在一个实施例中， 延伸超过阀体端部的活塞部分具有与阀体涂饰层不同的涂饰层，以提供阀部件和活塞的位置的视觉指示。例如，活塞或活塞的一部分可以被上漆，以提供阀部件与活塞的位置指示。 在图2和图3所示实施例中，延伸超过阀体第一端的活塞部分包括环向台阶91，其用于限制活塞密封件向外物暴露。在一个实施例中，环向台阶91包括擦拭环(wiping ring)，其可以阻止基本上所有的污物和碎屑到达活塞密封件。在图2和图3所示的定位中，气动控制通道60位于活塞下，而活塞上的气压不需要维持。视觉指示器的高度并不需要设定，因为活塞本身提供了视觉指示。
在图2和图3所示实施例中，阀部件12可以相对于阀体20旋转，而同时并不影响阀10工作。在阀部件位于图位置2时，不依赖于阀部件12相对于阀体20的旋转位置，密封部分30能够隔断入口通道和出口通道。在阀部件位于图位置3时，不依赖于阀部件12 相对于阀体20的旋转位置，泄放口密封部件43能够隔断泄放通道。因此阀部件可以不依赖于阀部件相对于阀室的旋转位置而选择性地打开和隔断阀通道。
参考图10A、图IOB和图11，不依赖于阀部件12的旋转位置而密封共面的入口端和出口端93、95的构想可以应用到任何类型的阀上。在图IOA中，阀部件与由阀壳体限定的端口 93、95在轴向上隔开。在图IOB中，阀部件12在阀室97中轴向移动到特定位置，在此位置阀部件密封贴靠到两个共面端口 93、95。图11示意的是，这种密封可以不依赖于阀部件12的旋转方位而发生。所示的阀部件是圆盘，但是它也可以是任何能够不依赖于旋转方位而关闭端口的形状。
图4和图5所示的是阀10的另一示例。用来选择性地在第一位置和第二位置间移动阀部件12的促动装置如图4和图5所示。任何适合的一体式促动装置都可以结合到阀10内，或任何分立的促动装置都可以联接到阀，以在第一位置和第二位置之间移动阀部件。适合的促动装置的示例包括但并不仅限于，气动促动器，液动促动器，和电动促动器。
在图4和图5所示实施例中，阀部件12包括密封部分130、促动部分132和泄放部分134。密封部分130为圆盘形，并在促动部分132和泄放部分134的外侧沿径向向外延伸。所示的密封部分130包括平面密封面136。泄放部分134是圆柱形轴，其包括纵向泄放通道138和横向泄放通道139，在所示实施例中，泄放部分134与阀部件12的中心轴线140 轴向对准。泄放部分134包括环形泄放口密封凹口 141。环形泄放密封部件143设置于凹 Π 141 中。
在图4和图5所示实施例中，阀室M是圆柱形室。圆柱形通道152限定于阀体20 中。截头锥形密封面156从阀室M延伸到圆柱形通道152。在所示实施例中，密封面156 的直径从阀室M向圆柱形通道152递减。在图4和图5所示实施例中，圆柱形通道152和截头锥形密封面156由位于阀体20中的部件157所限定。圆柱形泄放开口 158延伸通过阀体到达阀室对。阀体包括密封凹口 182，其设置成围绕着入口通道开口 183。环形入口密封部件184设置于密封凹口 182中。阀体包括围绕出口通道开口 188的密封凹口 186。环形出口密封部件190设置于密封凹口 186中。在这个示例中，入口密封部件和出口密封部件相应地相对于入口通道和出口通道而固定。在另一实施例中，入口密封部件和出口密封部件可以固定到密封部分130，而不是固定到阀体。
在图4和图5所示实施例中，阀部件12设置于阀体中，以使密封部分130设置于阀室M中，促动部分132延伸通过圆柱形通道152，而泄放部分134延伸通过圆柱形泄放开 Π 158。
在图4和图5所示实施例中，入口通道14和出口通道16延伸通过歧管部件22b 和阀体20两者。歧管部件包括圆柱形泄放口室体176。泄放通道18从泄放口室体176延伸出歧管部件22b。圆柱形泄放部分134延伸进入圆柱形泄放口室体176内。歧管部件包括入口密封凹口 189。环形入口密封部件185设置于密封凹口 189中，以提供阀体和歧管部件之间的密封，以抑制从入口通道发生的泄漏。歧管部件包括出口密封凹口 187。环形出口密封部件191设置于密封凹口 187中，以提供阀体和歧管部件之间的密封，以防止从出口通道发生的泄漏。
在图4和图5所示的示例中，0形圈提供了阀10各个部分间的密封。0形圈192 提供阀部件12和部件157之间的密封。0形圈194提供阀体20和部件157之间的密封。0 形圈195提供阀部件12和阀体20之间的密封。0形圈196提供阀部件12和歧管部件22b 之间的密封。
图4和图5显示的是阀的操作。在位于图4所示位置时，平面密封面136接合入口密封部件184和出口密封部件190两者，以隔断入口通道14和出口通道16。在这个位置，阀室M对泄放通道18是通畅的。阀室M中的任何流体都可以通过通道139和泄放通道138选出。在位于图5所示位置时，平面密封面136与入口密封部件184和出口密封部件190间隔开。流体可以从入口通道14，流进阀室M，流出出口通道16。在这个位置，泄放口密封部件143提供截头锥形密封面156和阀部件12之间的密封，以隔断流体流从阀室 24到达通道139和泄放通道18。
在图4和图5所示实施例中，阀部件12可以相对于阀体20旋转，而不会影响阀10 工作。在阀部件位于图4位置时，不依赖于阀部件12相对于阀体20的旋转位置，密封部分 30将隔断入口通道和出口通道。在阀部件位于图5位置时，不依赖于阀部件12相对于阀体 20的旋转位置，泄放口密封部件143将隔断泄放通道。因此阀部件可以不依赖于阀部件相对于阀室的旋转位置而选择性地打开和隔断阀通道。
图6和图7所示的是阀10的另一示例。用来选择性地在第一位置和第二位置间移动阀部件12的促动装置在图6和图7中没有显示出来。任何适合的结合为一体的促动装置都可以结合到阀10内，或任何分立的促动装置都可以联接到阀，以在第一位置和第二位置之间移动阀部件。
在图6和图7所示实施例中，阀部件12包括密封部件承载部分230、促动部分232 和泄放部分234。在所示实施例中，密封部件承载部分230为圆盘形，并在促动部分232和泄放部分234的外部径向延伸。密封部件承载部分230包括内螺纹凹口 235、236。细长形入口密封结构与出口密封结构237、239从密封部件承载部分230延伸。在所示实施例中， 密封结构237、239各包括轴部Ml、设置于轴端部的密封件承载部243和由密封件承载部承载的密封部件M5。在图6和图7所示示例中，每个轴部241包括螺纹端部，其接合螺纹凹口 235、236，以连接细长形密封结构到阀部件。泄放部分234是圆柱形轴，其包括泄放通道238。在所示实施例中，泄放部分234与阀部件12的中心轴线240轴向对准。泄放部分 234包括环形泄放口密封凹口 M7。环形泄放密封部件243设置于凹口 247中。
在图6和图7所示实施例中，阀室M是圆柱形室。圆柱形通道252限定于阀体20 中。截头锥形密封面256从阀室M延伸到通道252。在所示实施例中，密封面256的直径从阀室M到室体252递减。在图6和图7所示实施例中，圆柱形通道252和截头锥形密封面256由位于阀体20中的部件257所限定。圆柱形泄放口室体258限定于阀体中。圆柱形入口密封部件通道259和圆柱形出口密封部件通道261被限定成通过阀体20，并与阀室 24相连。
在图6和图7所示实施例中，阀部件12设置于阀体中，以使细长形入口密封结构与出口密封结构237、239相应地设置于圆柱形通道259 J61中，促动部分232延伸入圆柱形室252内，而泄放部分234则延伸入圆柱形泄放口室体258内。
在图6和图7所示实施例中，歧管部件包括入口密封凹口观3。环形入口密封部件285设置于密封凹口 283中，以提供阀体和歧管部件之间的密封，以便阻止从入口通道发生的泄漏。歧管部件包括出口密封凹口观7。环形出口密封部件291设置于密封凹口 287 中，以提供阀体和歧管部件之间的密封，以便阻止从出口通道发生的泄漏。歧管部件包括泄放口密封凹口四3。环形泄放口密封部件295设置于密封凹口 293中，以提供阀体和歧管部件之间的密封，用以阻止从泄放通道发生泄漏。
在图6和图7所示示例中，设置0形圈，以提供阀10各部件间的密封。0形圈四2 提供阀部件12和部件257之间的密封。0形圈294提供阀体20和部件257之间的密封。0 形圈297提供阀部件12和阀体20之间的密封。
图6和图7所示的是阀的操作。位于图6所示位置的细长形密封结构237接合歧管部件，以隔断入口通道14，细长形密封结构239接合歧管部件，以隔断出口通道16。在这个位置，阀室M中的任何流体都是对泄放通道18打开的。阀室M中的任何流体都可以通过泄放通道238逸出。在位于图7所示位置时，密封结构237、239相应地与入口开口和出口开口间隔开。流体可以从入口通道14，流进阀室M，流出出口通道16。在这个位置，泄放口密封部件243提供截头锥形密封面256和阀部件12之间的密封，以隔断流体流从阀室 24到达泄放通道18。
图8和图9所示的是阀10的另一个示例。在图8和图9所示实施例中，阀部件12 通过细长形轴334装配到活塞332。在图8和图9所示实施例中，细长形轴334包括外螺纹344，而阀部件12包括内螺纹345。外螺纹344接合内螺纹345，以连接细长形轴334到阀部件12。阀部件12包括内螺纹凹口 335、336和337。细长形入口密封结构、细长形出口密封结构和细长形泄放密封结构338、339和340从阀部件12延伸。在所示实施例中，该入口与出口密封结构338、339各包括轴部分341、密封件承载部分343和由密封件承载部分承载的密封部件385。密封件承载部分343构造成能够把密封部件定位成面向阀部件12。 在所示实施例中，泄放密封结构340包括轴部分347、密封件承载部分349和由密封件承载部分承载的密封部件351。在示例中，泄放密封结构的轴347比入口与出口密封结构的轴 341要短。密封件承载部分349构造成能够把密封部件定位成背向阀部件12。在图8和图 9所示实施例中，各个轴部分341、347都包括螺纹端部，其接合螺纹凹口 335、336和337，以连接细长形密封结构到阀部件。
在图8和图9所示实施例中，阀室M是圆柱形室。入口通道382、出口通道384和泄放通道386延伸通过阀体端壁388，并形成入口 14部分、出口 16部分和泄放口 18部分。 圆柱形活塞室348设置于阀体中。隔离壁邪4把阀室M和活塞室348分开。圆柱形阀部件通道352延伸通过隔离壁。气动控制通道360限定于阀体中。
在图8和图9所示实施例中，阀部件12设置于阀室M中，活塞332设置于活塞室 348中，而细长形轴334延伸通过通道352。弹簧364被约束于活塞室352中的活塞332和隔离壁邪4之间。在图8和图9所示实施例中，弹簧沿箭头366所示方向偏置阀部件。在受压流体被施加到活塞室348时，活塞沿箭头372所示方向克服弹簧364的偏置力而移动。
在图8和图9的示例中，用来选择性地在第一位置和第二位置间移动阀部件12的促动装置集成在阀内。也已经很清楚，分离促动装置也可以联接到阀，以在第一位置和第二位置之间移动阀部件。另外，任何类型的促动装置都可以用来在第一位置和第二位置之间移动阀部件。
在图8和图9所示实施例中，入口通道14、出口通道16和泄放通道18延伸通过歧管部件22和阀体20。歧管部件中的入口通道包括室体383，其容纳入口密封件承载部分和入口密封部件。歧管部件中的出口通道包括室体(隐藏的，但类似于室体383)，其容纳出口密封件承载部分和出口密封部件。
在图8和图9所示实施例中，0形圈(未示出)可以提供阀10各部件间的密封。 由本申请介绍的各种示例公开的0形圈和密封部件可以由众多不同的材料制成。可以使用的材料的示例包括，但是并不仅限于，聚三氟氯乙烯、铁氟龙、聚四氟乙烯(PTFE)、改性的聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、氟化橡胶(Viton)、碳氟化合橡胶(Fluorocarbon FKM)、 全氟化橡胶(Kalrez)、全氟弹性体(Simriz)、全氟人造橡胶(Perfluoroelastomer)、丁钠橡胶(Buna)、超高分子量交联聚乙烯(UHMWPE)、乙烯丙烯(Ethylene Propylene)、硅树脂 (Silicone)、埃斯帕托叶纤维(Alfas)、尼龙(Nylon)、托朗(Torlon)、不锈钢、碳钢、合金钢、防锈防磁合金、耐盐酸镍基合金、钛、黄铜、铝、铬镍铁合金、镍和任何其它的结构金属或塑料。
图8和图9所示的是阀的操作。在图8所示位置，细长形入口密封结构338接合阀体端壁外表面，以隔断入口通道14，细长形密封结构339接合阀体端壁外表面，以隔断出口通道16。细长形泄放密封结构340与阀体端壁间隔开(在图8和图9所示位置中的阀体端壁上方)。阀室M中的任何流体都可以通过泄放通道逸出。在位于图9所示位置时， 密封结构338、339与阀体间隔开。流体可以从入口通道14，流进阀室M内，流出出口通道 16。在这个位置时，泄放密封结构340接合阀体端壁内表面，以隔断泄放通道18。
虽然如示例性实施例中的组合所体现的那样，对本发明的各个方面做了介绍与示意，这些不同的方面可以在众多可选实施例中实现，或者是以单个形式、或是以它们的不同组合与再组合来实现。除非在此处特别排除，所有的组合与再组合都就落入本发明的范围内。另外，各种可选实施例及发明不同的方面与特征，诸如可选材料、结构、构造、方法、设备、软件、硬件和控制逻辑等可能在此处做了介绍，然而这种描述是不完全的，也不是可供选择的实施例的详细清单，不论是对于已经存在的还是将要发展的而言都是如此。本领域的技术人员可以采用发明的一个或多个方面、概念或特征，而实现落入本发明范围的其它实施例，即使这些实施例没有在这里明确地公开。另外，即使发明的一些特征、概念或方面可能在这里作为优选配置或方法介绍，这种描述并不旨在暗示，这种特征就是必需或必要的，除非另外说明。还有，示范性的或典型性的值和范围可以被包括进来，以帮助理解本发明，然而，这种值和范围并不可以解释成是限制意义的，并且除非另有说明，它们才可以理解成是临界值或临界范围。
权利要求
1.一种阀促动布置，包括 阀体；包括轴的阀部件； 连接至所述轴的活塞；所述阀部件能够通过所述活塞的操作而移动，并且布置在所述阀体中，所述阀体包括阀室，其基于所述阀部件的位置提供在入口通道、出口通道和泄放通道之间的流体连通，所述阀部件具有打开位置和关闭位置以响应于所述活塞的操作来控制在所述入口通道、所述出口通道和所述泄放通道之间的工艺介质流；所述轴布置在密封室中并且延伸通过所述密封室，所述密封室在一端与所述阀室密封开并且在另一端与活塞室密封开，所述活塞布置在所述活塞室中；以及泄放口，其从所述密封室延伸至外部表面。
2.根据权利要求1所述的阀促动布置，其特征在于，所述阀部件和活塞能够在第一位置和第二位置之间移动，其中，当所述阀部件处于所述打开位置时所述活塞延伸经过所述阀体的端部。
3.根据权利要求2所述的阀促动布置，其特征在于，所述活塞的延伸经过所述阀体的端部的部分具有与阀体涂饰不同的涂饰，以提供所述阀部件处于所述打开位置的视觉指7J\ ο
4.根据权利要求2所述的阀促动布置，其特征在于，还包括布置在所述活塞和所述阀体之间的活塞密封件，其中，所述活塞的延伸经过所述阀体的端部的部分包括台阶，所述台阶构造成能够阻止外物接触所述活塞密封件。
5.一种阀，包括a)阀体，其限定在所述阀体的端部中的活塞凹口和在所述阀体中限定的阀部件凹口；b)活塞，其布置在所述活塞凹口中；c)阀部件，其布置在所述阀部件凹口中；d)密封通道，其从所述活塞凹口延伸至所述阀部件凹口；以及e)泄放口，其从所述密封通道延伸至外部表面。
6.根据权利要求5所述的阀，其特征在于，所述密封通道在所述活塞凹口和所述阀部件凹口之间延伸，并且所述活塞通过布置在所述密封通道中的轴联接至所述阀部件。
7.根据权利要求6所述的阀，其特征在于，所述阀部件和活塞能够在第一位置和第二位置之间移动，其中，当所述活塞和所述阀部件处于所述第二位置时所述活塞延伸经过所述阀体的端部。
8.根据权利要求7所述的阀，其特征在于，所述活塞的延伸经过所述阀体的端部的部分具有与阀体涂饰不同的涂饰，以提供所述阀部件和所述活塞处于所述第二位置的视觉指7J\ ο
9.根据权利要求7所述的阀，其特征在于，还包括布置在所述活塞和所述阀体之间的活塞密封件，其中，所述活塞的延伸经过所述阀体的端部的部分包括台阶，所述台阶构造成能够阻止外物接触所述活塞密封件。
10.根据权利要求1所述的阀促动布置，其特征在于，所述阀部件连接至所述活塞。
11.根据权利要求1所述的阀促动布置，其特征在于，所述泄放口允许工艺介质远离所述活塞室流出所述阀促动布置。
12.根据权利要求1所述的阀促动布置，其特征在于，所述密封室在所述一端和所述另一端由0形圈密封。
13.根据权利要求1所述的阀促动布置，其特征在于，包括弹簧，其围绕所述轴的一部分并且布置在所述密封室中。
14.根据权利要求1所述的阀促动布置，其特征在于，所述轴在两个方向上轴向延伸经过所述密封室的密封端。
15.根据权利要求14所述的阀促动布置，其特征在于，所述轴的第一端暴露于所述活塞室。
16.根据权利要求1所述的阀促动布置，其特征在于，所述活塞为气动的。
17.根据权利要求5所述的阀促动布置，其特征在于，所述阀部件连接至所述活塞。
18.根据权利要求5所述的阀促动布置，其特征在于，所述泄放口允许工艺介质远离所述活塞室流出所述阀促动布置。
19.根据权利要求6所述的阀促动布置，其特征在于，所述轴在两个方向上轴向延伸经过所述密封室的密封端。
20.根据权利要求19所述的阀促动布置，其特征在于，所述轴的第一端暴露于所述活塞室。
全文摘要
本发明涉及阀和促动器组件。该阀促动器组件可以包括无盖式阀促动装置，而无盖式阀促动装置包括带有密封部件的可更换的通道限定部件(22)，还包括阀部件(30)，其从阀体(20)一端装配到阀室(24)中，活塞(68)则从相反一端装配入阀室(24)中，并/或包括阀部件(30)，其可以在阀体中旋转而不会影响阀部件实现其密封功能的性能。
文档编号F16K11/044GK102506222SQ20111028385
公开日2012年6月20日 申请日期2006年2月22日 优先权日2005年2月22日
发明者C·W·海斯二世, D·E·蔡勒, D·哈萨克, J·费尔德曼, P·苏尔奇, Y·J·沃勒 申请人:斯瓦戈洛克公司