本申请基于2015年11月23日提交的美国临时申请no.62/258,797且要求其优先权的权益，该申请通过引用而结合在本文中。
本发明涉及流体控制装置，其为阀和机械联接件的组合。
背景技术：
组合机械联接件与阀的流体控制装置(在本文称为“阀联接件”)是有利的，因为通过减少网络中的构件的数量，它们允许有更高效的管连接网络设计。不使用阀联接件的现有技术网络对于网络中的各个阀需要两个机械联接件，而阀联接件将阀直接联接到管元件，而不需要多个机械联接件。
有利的是阀联接件的阀元件稳固且可靠地容纳在联接件元件内，以确保管元件之间的恰当联接和阀的恰当性能。进一步有利的是，阀联接件容易安装到管连接网络中。明显存在改进阀联接件的设计的机会。
技术实现要素：
本发明涉及一种阀联接件，用于连结管元件和控制通过其中的流。在一个示例实施例中，阀联接件包括多个节段，其彼此端对端地附连，从而包围中心空间。阀壳体卡在节段之间。阀关闭部件可动地安装在阀壳体内。阀关闭部件可在容许流通过阀壳体的打开位置和阻止流通过其中的关闭位置之间移动。至少一个突出部从一个节段延伸进入中心空间。至少一个突出部接合阀壳体和支承处于间隔开的关系的至少两个节段。
在示例实施例中，各个节段包括延伸在其端部之间的后壁。至少一个突出部从一个节段的后壁延伸。以示例的方式，至少一个突出部为渐缩的。在进一步示例中，至少一个突出部具有u形横截面。在另一个示例中，至少一个突出部可变形，以容许至少两个节段被拉向彼此。在具体示例实施例中，阀壳体包括环。进一步以示例的方式，阀壳体可包括第一和第二阀帽，其在相应的方向上延伸远离中心空间。各个阀帽延伸通过第一和第二节段中的相应的开口。在进一步示例中，阀壳体包括在其中的至少一个槽道。至少一个槽道定位成接纳至少一个突出部。在示例实施例中，阀壳体进一步包括第一和第二导引壁，其以彼此间隔开的关系定位在至少一个槽道的相反侧上且限定至少一个槽道。在示例实施例中，导引壁突出远离中心空间。以示例的方式，至少一个槽道包括具有凹形形状的底表面。在另一个示例中，阀壳体进一步包括第一和第二导引壁，其以彼此间隔开的关系定位在底表面的相反侧上，导引壁突出远离中心空间。
在示例实施例中，至少一个槽道包括具有第一圆锥轴线的第一凹形圆锥表面和具有第二圆锥轴线的第二凹形圆锥表面。在示例实施例中，第一和第二圆锥表面彼此连续。在特定示例中，第一圆锥轴线相对于第二圆锥轴线成角度地定向。另一个示例实施例包括至少一个齿，其定位在至少一个槽道内且突出远离中心空间。以示例的方式，附连部件位于各个节段的相反的端部处。在示例实施例中，弧形表面定位在各个节段的相反侧上，以与管元件接合。在具体示例中，附连部件包括突耳，其从各个节段的相反的端部向外延伸。各个附连突耳限定用于接纳紧固件的孔。
在另一个示例实施例中，弧形表面从节段朝向穿过中心空间的轴线突出。在具体示例实施例中，多个节段包括不超过两个节段。进一步以示例的方式，阀关闭部件可围绕旋转轴线旋转。在具体示例中，阀关闭部件包括阀盘。
本发明进一步包括阀联接件，用于连结管元件和控制通过其中的流。在示例实施例中，阀联接件包括第一和第二节段，其彼此端对端地附连，从而包围中心空间。阀壳体卡在节段之间。阀关闭部件可动地安装在阀壳体内。阀关闭部件可在容许流通过阀壳体的打开位置和阻止流通过其中的关闭位置之间移动。至少两个突出部从各个节段延伸进入中心空间。各个突出部接合阀壳体和支承处于间隔开的关系的第一和第二节段。
在具体示例实施例中，各个节段包括延伸在其端部之间的后壁。突出部从第一和第二节段的后壁延伸。在进一步示例中，各个突出部为渐缩的。在另一个示例中，各个突出部具有u形横截面。进一步以示例的方式，各个突出部可变形，以容许第一和第二节段被拉向彼此。在具体示例实施例中，阀壳体包括环。
在进一步示例实施例中，阀壳体包括第一和第二阀帽，其在相应的方向上延伸远离中心空间。各个阀帽延伸通过第一和第二节段中的相应的开口。在特定示例实施例中，阀壳体包括在其中的至少四个槽道。各个槽道定位成接纳相应的一个突出部。
以示例的方式，阀壳体进一步包括第一和第二导引壁，其以彼此间隔开的关系定位在槽道中的第一和第二槽道的相反侧且限定槽道中的第一和第二槽道。第三和第四导引壁以彼此间隔开的关系定位在槽道中的第三和第四槽道的相反侧且限定槽道中的第三和第四槽道。导引壁突出远离中心空间。在具体示例中，各个槽道包括具有凹形形状的底表面。在示例实施例阀中，壳体进一步包括成对的导引壁，其以彼此间隔开的关系定位在各个底表面的相反侧。导引壁突出远离中心空间。
在示例实施例中，各个槽道包括具有第一圆锥轴线的第一凹形圆锥表面和具有第二圆锥轴线的第二凹形圆锥表面。在示例实施例中，第一和第二圆锥表面彼此连续。进一步以示例的方式，第一圆锥轴线相对于第二圆锥轴线成角度地定向。示例实施例进一步包括多个齿。至少一个齿定位在各个槽道内，齿突出远离中心空间。
在示例实施例中，附连部件位于各个节段的相反的端部处。弧形表面定位在各个节段的相反侧上，以与管元件接合。在一个示例实施例中，附连部件包括突耳，其从各个节段的相反的端部向外延伸。各个突耳限定用于接纳紧固件的孔。在示例实施例中，弧形表面从节段朝向穿过中心空间的轴线突出。在进一步示例实施例中，阀关闭部件可围绕旋转轴线旋转。在具体示例实施例中，阀关闭部件包括阀盘。以示例的方式，突出部支承处于足够的间隔开的关系的节段，以将管元件插入中心空间。
本发明进一步包括一种将管元件连结到阀的方法。在一个示例实施例中，方法包括：
通过接合多个突出部，围绕中心空间保持联接件的处于间隔开的关系的多个节段，突出部从节段延伸，阀壳体被节段包围；
将管元件插入中心空间；
将节段拉向彼此，从而使突出部变形和接合节段与管元件。
在具体示例实施例中，所述接合包括接合各个突出部与定位在阀壳体中的相应的槽道。进一步以示例的方式，所述接合包括接合各个突出部与定位在各个槽道内的至少一个齿。
附图说明
图1为根据本发明的阀联接件的示例实施例的立体图，阀联接件显示为处于预组装状态；
图2为与图1的阀联接件一起使用的示例阀壳体的立体图；
图2a为图2中显示的阀壳体的部分的立体图；
图2b、2c和2d为图1中显示的阀联接件的部分的横截面图；
图2e为图1中显示的阀联接件的部分的局部截面图；
图2f为与图1的阀联接件一起使用的示例阀壳体的立体图；
图2g为包括图2f中显示的阀壳体的示例阀联接件的部分的横截面图；
图3为图1中显示的阀联接件的纵向截面图；
图4为图1中显示的阀联接件的构件的侧视图；
图5为图1中显示的阀联接件的构件的立体图；
图6为根据本发明的阀联接件的部分组装的示例的侧视图；
图7和8示出使用图1中显示的阀联接件来以端对端的关系连接管元件；以及
图9为图1中显示的示例阀联接件的立体图，其为使用中的样子。
具体实施方式
图1显示组合阀和机械联接件10的示例实施例，在下面称为阀联接件。阀联接件10包括多个节段，在这个示例中，两个节段12和14彼此端对端地附连，从而包围和限定中心空间16。节段12和14的附连通过位于各个节段的各个端部处的可调节的附连部件18实现。在这个示例中，附连部件包括突耳20，其从节段12和14向外延伸，突耳具有孔22，用于接纳可调节的紧固件，诸如螺栓24和螺帽26。螺帽26的上紧会将节段12和14拉向彼此，如下面描述的那样。
节段12和14各自具有弧形表面28，其定位在节段12和14的相反侧30和32上。弧形表面28面向穿过中心空间16的纵向轴线34且在管元件插入节段12和14之间且进入中心空间16中时可与管元件接合，如下面描述的那样。弧形表面28可包括突出部，其称为“键”，其在上紧附连部件18时接合管元件中的周向凹槽，且提供机械接合来以端对端的关系固定管元件，以形成接头。键也可接合具有平坦的端部或其端部具有台肩和/或卷边的管元件，如现有技术中已知的那样。
图1和2显示阀壳体36，其定位在中心空间16内且卡在节段12和14之间。在这个示例实施例中，阀壳体36包括环38，阀关闭部件40(在这个示例中，阀盘)可动地安装在其中。可与本发明一起使用的其它示例阀关闭部件包括球关闭部件和插塞关闭部件。如图3中显示，阀关闭部件40可旋转地安装在环38内的阀杆42和44上且可围绕轴线45在打开位置和关闭位置(显示)之间旋转。限定轴线45的阀杆42和44接纳在相应的阀帽46和48内，阀帽46和48从环38延伸且包括用于阀杆的轴承。阀帽46和48又延伸通过节段12和14中的相应的开口50和52(也参见图3)。节段12和14与阀帽46和48在阀帽突伸通过节段处的接合有助于使阀壳体36在中心空间16内稳定。如图3中显示，环38进一步容纳密封件54。密封件54包围中心空间16且在阀关闭部件40处于关闭位置时密封性地接合阀关闭部件40。图1和3中显示的其它密封件56定位在节段12和14和阀壳体36之间。在通过上紧附连部件18以将节段拉向彼此且接合管元件来产生接头而产生接头时，密封件56在节段12和14、阀壳体36和管元件之间建立密封。
有利的是以足够的间隔开的关系支承节段12和14(如图1中显示)，以容许管元件插入中心空间16，而不需要首先拆卸阀联接件10。图1显示阀联接件10处于所谓的“预组装状态”，因为其将供应给终端用户，其中节段12和14以端对端的关系通过附连部件18(突耳20、螺栓24和螺帽26)连接，但是以间隔开的关系被支承，以容许管元件插入。这个构造允许高效地形成接头，因为所需要的是管元件插入中心空间16(与密封件56接合)且螺帽26上紧以将节段12和14拉向彼此且与管元件接合。
为了以间隔开的关系保持节段12和14，节段具有相应的突出部58和60(参见图4和5)，其延伸进入中心空间16且与环38的外表面66中的相应的槽道62和64协作(参见图2和6)。示出的示例实施例具有四个突出部(每个节段有两个)和四个槽道。如图5中显示，节段12和14(显示了12)具有后壁68，突出部58和60从后壁68延伸。在这个示例实施例中，突出部58和60渐缩且具有“u”形横截面(其它形状当然可行)。各个突出部58和60的“u”的凸形表面70面向环38的表面66且在环38卡在节段12和14之间时，在相应的槽道62和64内接触它。突出部58和60的刚度设计成在由于节段的重量而经历的力和由于搬运和安装而产生的惰性负载下，以间隔开的关系将节段12和14支承在环38上(参见图1)。但是，突出部设计成在安装期间由于上紧部件18以容许节段被拉向彼此且与管元件接合而被施加力时变形，如图9中显示。
在图2中详细显示的槽道62和64可由导引壁72限定或具有导引壁72，导引壁72以间隔开的关系定位在环38上且在阀联接件10处于其预组装状态时间隔开以接纳突出部58和60。各个槽道62和64的底表面74(这包括在导引壁72之间的环38的外表面66的部分)分成两个凹形区域76和78。如图2a中显示，各个凹形区域76和78形成圆锥表面80和82的部分。在这个示例实施例中，圆锥表面彼此连续。圆锥表面80具有顶点84、圆锥角度86和圆锥轴线88。圆锥表面82具有顶点90、圆锥角度92和圆锥轴线94。顶点84不同于顶点90；圆锥角度86不同于圆锥角度92；且圆锥轴线88相对于圆锥轴线94成角度地定向。
圆锥表面80提供间隙，以容许在节段12和14定位成包围环38时突出部58和60接合圆锥表面82。如图2b中显示，圆锥表面82的参数(顶点90、圆锥角度92和圆锥轴线94)设计成接纳突出部(58或60)和与那个突出部协作，以使节段12和14保持间隔开的关系，如图1中显示。在突出部58和60没有变形时，节段12和14保持间隔开的关系且提供足够的间隙，以容许插入管元件。额外地，突出部58和60和圆锥表面82之间的相互作用使环38保持定中心在两个节段12和14之间。环38的定中心也确保密封件56定中心在节段之间，使得在插入管元件期间其不导致干涉。
圆锥表面82的参数(顶点90、圆锥角度92和圆锥轴线94)设计成在附连部件18被上紧且节段被拉向彼此以形成接头时，提供突出部58和60和环38之间的锁定动作，如图9中显示。为此，如图2c中显示，突出部58和60相对于圆锥表面82成角度地定向。在实际示例中，圆锥表面82和突出部58和603的凸形表面70之间的定向角度57为大约3度。这个相对成角度的定向导致凸轮作用(参见图2d、2e)，其中圆锥表面82和突出部58和60之间的夹紧力比将节段12和14拉在一起的螺栓负载大得多。该更大的夹紧力使突出部58和60变形，因为其与圆锥表面82相互作用，以在轴向方向上定位和锁定环38。突出部58、60和环38之间的机械接合可通过将一个或多个齿51定位在槽道62和64内来增强，如图2f和2g中显示。齿51咬入突出部58和60的凸形表面70以将节段12和14锁定到环38上。齿51还补偿多个部件由于铸造和机加工公差产生的尺寸差异，且确保节段和环之间的稳固配合。
在使用中，如图7中显示，阀联接件10以预组装状态(也参见图1)提供，其中节段12和14以间隔开的关系定位，突出部58和60接纳在环38的槽道62和64内，突出部接合圆锥表面80(参见图2和5)且将节段支承在环38上。管元件96和98插入节段12和14之间的中心空间16中，且与密封件56接合。在这个示例中，管元件具有周向凹槽100，其接纳排列在节段的相反侧30和32上的突出键102上的弧形表面28。如图8中显示，附连部件被上紧(螺母26上紧在螺栓24上，从而接合突耳20，参见图1)，以将节段12和14拉向彼此且与管元件96和98接合，其中键102接合管元件中周向凹槽100。在节段12和14被拉向彼此时，密封件56被挤压在节段12和14、阀壳体36和管元件96和98之间以形成不透流体的接头。进一步，如图2d中显示，在节段被拉在一起时，突出部58和60变形且接合环38的外表面66上的圆锥表面82。突出部58和60和圆锥表面82之间的相互作用将节段12和14锁定到阀壳体36上。机如果存在齿51(参见图2g)，则械接合进一步增强。图9显示阀联接件10在接头安装时的最终构造，其中为了清楚，管元件未显示。要注意，在这个示例实施例中，在阀联接件10恰当地安装时，连接部件18满足所知道的“衬垫对衬垫”接合。这个设计是有利的，因为其容许容易直观地检查确认恰当安装，且消除了上紧螺栓24到具体扭矩值的需要。