本公开内容总体上涉及一种流体流动控制设备，并且更具体地涉及一种用于安装波纹管螺母并从流体流动控制设备移除波纹管螺母的系统。
背景技术：
在许多类型的流体流动控制设备和组件中，使用延伸部件将敏感机构定位在距离潜在的有害环境的安全距离处。例如，调节器和/或阀可以使用延伸阀帽将致动器部件(例如致动器壳体)移动到距离通常可以超过450华氏度的极端温度的安全距离。这些延伸阀帽通常可以包括诸如波纹管之类的密封机构，以提供在阀杆和其它部件周围的增强密封。
波纹管螺母通常用于将波纹管固定在延伸阀帽中。一般来说，为了将波纹管螺母固定到组件上，需要相当大的扭矩(例如大约250磅/英尺(lb.-ft.)或更大)。为了更换波纹管以及位于阀内部或耦合到阀的多个部件，必须首先从阀组件中移除波纹管螺母。波纹管螺母通常具有矩形槽，该矩形槽接收工具上类似形状的配合零件。当使用该工具来紧固波纹管螺母时，所需的扭矩可能使得波纹管螺母和工具之间的配合区域快速磨损，并且因此通常在单次安装和/或移除之后，需要频繁更换波纹管螺母和/或工具。例如，如果部件未精确对准，则螺母和工具的边缘可能容易变形或变圆。在部件未适当对准的情况下，该工具可能会滑动并导致损坏。此外，通常需要多个人来适当地保持对准，以便确保零件可以多次使用，从而导致降低的效率以及更大的操作者成本和投入。
技术实现要素：
波纹管螺母通常具有矩形槽，该矩形槽接收工具上类似形状的配合零件。当使用该工具来紧固波纹管螺母时，所需的扭矩可能使得波纹管螺母和工具之间的配合区域快速磨损，并且因此通常在单次安装和/或移除之后，需要频繁更换波纹管螺母和/或工具。例如，如果部件未精确对准，则螺母和工具的边缘可能容易变形或变圆。在部件未适当对准的情况下，该工具可能会滑动并导致损坏。此外，通常需要多个人来适当地保持对准，以便确保零件可以多次使用，从而导致降低的效率以及更大的操作者成本和投入。
根据一个或多个方面，用于在流体流动控制设备中安装部件的系统和方法可以解决对强大且有效的设备的需要。这些部件可以提供至阀组件的牢固连接，并且还可以安全地且容易地移除，同时减少部件磨损。该系统中的部件可以轻松对准，从而增加其寿命预期并降低损坏的风险。此外，部件的布置可以使得负载按照适当的方向进行施加以保证螺母正在接收适当的加载。此外，单个个人可以安装和移除部件，因此提高操作者效率并降低与组件相关联的操作成本。
根据第一示例性方面，一种流体流动控制设备，包括阀体，所述阀体限定入口、出口、设置在所述入口与所述出口之间的喉道(throat)、以及阀帽开口；控制元件，所述控制元件设置在所述阀体的所述喉道内，并且适于在第一位置与第二位置之间移位，以便控制通过所述阀体的流体的流动，所述控制元件包括阀塞以及耦合到所述阀塞的细长杆；延伸阀帽，所述延伸阀帽耦合到所述阀帽开口，所述延伸阀帽限定被设置为邻近所述阀帽开口的第一端、第二端、以及在所述第一端和所述第二端之间的芯，所述芯适于至少部分地围绕所述细长杆；波纹管，所述波纹管设置在所述延伸阀帽中，所述波纹管适于在所述细长杆周围形成密封；以及波纹管螺母，所述波纹管螺母螺纹地连接到所述细长杆上，以将所述波纹管固定在所述延伸阀帽中，所述波纹管螺母包括第一表面、第二表面、在所述第一表面和所述第二表面之间延伸并接收所述细长杆的通孔、以及从所述第一表面朝向所述第二表面延伸的锥形通道；其中，所述锥形通道包括由所述波纹管螺母的所述第一表面形成的第一宽度以及大于所述第一宽度以便接收工具并促进放置的第二宽度。
在依据本实用新型的一个实施例中，所述锥形通道由第三表面、第一侧壁和第二侧壁进行限定，其中，在所述第三表面与所述第一侧壁之间形成的角度小于90度，其中，在所述第三表面与所述第二侧壁之间形成的角度小于90度。
在依据本实用新型的一个实施例中，在所述第三表面与所述第一侧壁之间形成的所述角度等于在所述第三表面与所述第二侧壁之间形成的所述角度。
在依据本实用新型的一个实施例中，在所述第三表面与所述第一侧壁之间形成的所述角度不同于在所述第三表面与所述第二侧壁之间形成的所述角度。
在依据本实用新型的一个实施例中，所述锥形通道的所述第三表面设置在所述第一表面与所述第二表面之间，所述第三表面限定所述锥形通道的下表面。
在依据本实用新型的一个实施例中，所述锥形通道包括燕尾形通道。
在依据本实用新型的一个实施例中，流体流动控制设备还包括内件组件，所述内件组件包括在所述喉道处耦合到所述阀体的阀座。
在依据本实用新型的一个实施例中，流体流动控制设备还包括波纹管垫圈，所述波纹管垫圈适于在所述延伸阀帽和上阀帽之间形成密封。
在依据本实用新型的一个实施例中，所述上阀帽包括开口，所述开口的尺寸适于接收所述细长杆。
在这些形式中，锥形通道由第三表面、第一侧壁、和第二侧壁进行限定，所述第三表面限定所述锥形通道的下表面。所述第三表面可以设置在第一表面和第二表面之间。在所述第三表面和所述第一侧壁之间形成的角度小于90度。类似地，在第三表面和第二侧壁之间形成的角度也小于90度。在某些示例中，在第三表面和第一侧壁之间形成的角度等于在第三表面和第二侧壁之间形成的角度。在其它示例中，在第三表面和第一侧壁之间形成的角度不同于在第三表面和第二侧壁之间形成的角度。
在某些形式中，根据第一示例性方面，一种用于流体流动控制设备的紧固系统，所述流体流动控制设备包括阀体、控制元件、延伸阀帽和波纹管；所述阀体限定入口、出口、设置在所述入口和所述出口之间的喉道、以及阀帽开口；所述控制元件设置在所述阀体的所述喉道内并适于在第一位置和第二位置之间移位，以便控制通过所述阀体的流体的流动；所述控制元件包括阀塞以及耦合到所述阀塞的细长杆，所述延伸阀帽耦合到所述阀帽开口，所述延伸阀帽限定被设置为邻近所述阀帽开口的第一端、第二端、和在所述第一端和所述第二端之间的芯，所述芯适于至少部分地围绕所述细长杆；并且所述波纹管设置在所述延伸阀帽中，所述波纹管适于在所述细长杆周围形成密封；所述紧固系统包括：波纹管螺母，所述波纹管螺母适于螺纹连接到所述细长杆上，以将所述波纹管固定在所述延伸阀帽中，所述波纹管螺母包括第一表面、第二表面、在所述第一表面和所述第二表面之间延伸并接收所述细长杆的通孔、以及从所述第一表面朝向所述第二表面延伸的锥形通道；以及波纹管螺母工具，所述波纹管螺母工具适于将所述波纹管螺母从所述流体流动控制设备中移除以及将所述波纹管螺母固定到所述流体流动控制设备，所述波纹管螺母工具包括细长部分和适于与所述锥形通道耦合的头部部分。
在依据本实用新型的一个实施例中，所述波纹管螺母工具限定通过所述细长部分和所述头部部分延伸的孔，其中，所述孔的尺寸适于容纳所述控制元件的所述细长杆。
在依据本实用新型的一个实施例中，所述头部部分包括总体平坦表面和从所述总体平坦表面延伸的锥形突起。
在依据本实用新型的一个实施例中，所述锥形突起邻近所述总体平坦表面包括第一宽度并且包括大于所述第一宽度的第二宽度。
在依据本实用新型的一个实施例中，所述锥形通道包括由所述波纹管螺母的所述第一表面形成的第一宽度以及大于所述第一宽度以便接收工具并促进放置的第二宽度。
在依据本实用新型的一个实施例中，所述锥形突起的所述第二宽度小于所述锥形通道的所述第一宽度。
在依据本实用新型的一个实施例中，所述锥形通道由第一侧壁和第二侧壁以及第三表面进行限定，其中，在所述第三表面和所述第一侧壁之间形成的角度小于90度，其中，在所述第三表面和所述第二侧壁之间形成的角度小于90度。
在依据本实用新型的一个实施例中，所述锥形突起由第一侧壁和第二侧壁以及第三表面进行限定，其中，在所述第三表面和所述第一侧壁之间形成的角度小于90度，其中，在所述第三表面和所述第二侧壁之间形成的角度小于90度。
在依据本实用新型的一个实施例中，所述波纹管螺母适于承受至少250磅/英尺的扭矩。
根据第一示例性方面，一种用于固定流体流动控制设备中的波纹管的方法，所述流体流动控制设备具有阀体、控制元件、延伸阀帽；所述阀体限定入口、出口、设置在所述入口和所述出口之间的喉道、以及阀帽开口；所述控制元件设置在所述喉道内，所述控制元件包括阀塞以及耦合到所述阀塞的细长杆，所述延伸阀帽耦合到所述阀帽开口，并且所述延伸阀帽限定被设置为邻近所述阀帽开口的第一端、第二端、以及在所述第一端和所述第二端之间的芯，并且所述芯适于至少部分地围绕所述细长杆；所述方法包括：提供适于螺纹连接到所述细长杆上的波纹管螺母，所述波纹管螺母包括第一表面、第二表面、在所述第一表面和所述第二表面之间延伸的通孔、以及从所述第一表面朝向所述第二表面延伸的锥形通道；将所述波纹管插入所述延伸阀帽，使得所述波纹管至少部分地包围所述细长杆；将所述波纹管螺母插入邻近所述波纹管的所述细长杆上；提供波纹管螺母工具，所述波纹管螺母工具包括细长部分和头部部分，所述波纹管螺母限定通过所述细长部分和所述头部部分延伸的孔；将所述波纹管螺母工具插入所述细长杆上，使得所述头部部分的至少一部分被插入所述锥形通道中；以及使用所述波纹管螺母工具，将扭矩施加到所述波纹管螺母。
在依据本实用新型的一个实施例中，所述波纹管螺母工具的所述头部部分包括总体平坦表面和从所述总体平坦表面延伸的锥形突起。
在依据本实用新型的一个实施例中，施加到所述波纹管螺母的扭矩是至少250磅/英尺。
在依据本实用新型的一个实施例中，还包括加工由所述细长通道形成的表面和所述波纹管螺母工具的所述头部部分中的至少一个。
在依据本实用新型的一个实施例中，通过至少部分地将所述细长杆插入所述波纹管螺母工具的所述通孔，而将所述波纹管螺母工具插入所述细长杆上。
在依据本实用新型的一个实施例中，在将扭矩施加到所述波纹管螺母时，少于所述锥形突起的第一表面的长度的一半长度接触所述锥形通道的第一侧壁，并且少于所述锥形突起的第二表面的长度的一半长度接触所述锥形通道的第二侧壁，所述锥形突起的所述第二表面与所述锥形突起的所述第一表面相对。
在这些形式中，波纹管螺母工具限定通过细长部分和头部部分延伸的孔。该孔的尺寸适于容纳细长杆。头部部分包括总体平坦表面和从该总体平坦表面延伸的锥形突起。该锥形突起邻近总体平坦表面具有第一宽度并且具有大于第一宽度的第二宽度。换句话说，该锥形突起被配置成通常为燕尾形的突起。在这些示例中，锥形突起的第二宽度小于锥形通道的第一宽度，以允许锥形突起插入锥形通道中。
附图说明
特别是当结合附图研究以下详细描述时，通过提供在以下详细描述中所描述的扭矩对准螺母和安装工具至少部分地满足上述需要，其中：
图1包括使用根据本实用新型的各种实施例的燕尾形波纹管螺母的示例性流体流动控制设备的剖面正视图；
图2包括图1的流体流动控制设备的根据本实用新型的各种实施例的示例性燕尾形波纹管螺母的透视图；
图3包括用于安装和移除根据本实用新型的各种实施例的图1和图2的燕尾形波纹管螺母的示例性波纹管螺母工具的剖面透视图；
图4包括根据本实用新型的各种实施例的图1-3的示例性燕尾形波纹管螺母和波纹管螺母工具的剖面正视图；
图5包括根据本实用新型的各种实施例的图1-4的示例性燕尾形波纹管螺母和波纹管螺母工具的处于配合配置的剖面正视图；以及
图6包括根据本实用新型的各种实施例的图1-5的示例性燕尾形波纹管螺母和波纹管螺母工具的俯视平面图，由此波纹管螺母工具接合燕尾形波纹管螺母以向其施加力。
为了简单和清楚起见示出这些附图，并且附图未必按比例绘制。例如，在附图中的元件中的某些的尺寸和/或相对定位可以相对于其它元件被夸大，以有助于改善对本实用新型的各种实施例的理解。而且，经常不描绘在商业上可行的实施例中的有用或必需的常见但是公知的元件，以便于促进这些各种实施例的不太受阻的查看。还应当理解的是，可以以特定的出现顺序来描述或描绘特定动作和/或步骤，而本领域的技术人员将理解实际上不要求相对于顺序的这种特定性。还将理解的是，本文使用的术语和表达具有符合如上所述由本技术领域内的技术人员给出的这种术语和表达的普通技术含义，除非本文给出的不同的其他特定含义之外。
具体实施方式
一般来说，本公开内容涉及用于调节流体流动的流体流动控制设备100(例如阀或调节器)。如图1所示，设备100包括阀体102，该阀体102限定入口104、出口106、设置在入口104和出口106之间的喉道108以及阀帽开口110。设备100还包括设置在阀体102的喉道108内的控制元件112，并且设备100包括阀塞114和耦合到阀塞114的细长杆116。设备100还包括延伸阀帽120、设置在延伸阀帽120中的波纹管130、以及波纹管螺母140。系统100可以包括如本领域技术人员已知的并且为了简洁起见将不在本文进行描述的任何数量的附加部件和/或子系统(诸如，例如，包括在喉道108处耦合到阀体102的阀座的内件组件、任何数量的垫圈、套管等)。设备100的示例可以包括可以用于高热环境中的Fisher GX控制阀和致动器系统。
控制元件112适于在第一位置和第二位置之间的移位，以便控制通过阀体(例如，从入口104到出口106)的流体的流动。延伸阀帽120被耦合到阀帽开口110并且限定被设置为邻近阀帽开口110的第一端121和第二端122。延伸阀帽120还限定在第一端121与第二端122之间的芯123，该芯123至少部分地围绕或包围细长杆116。此外，波纹管130设置在延伸阀帽120的芯123中，以在细长杆116周围形成密封。
波纹管螺母140包括第一表面141、第二表面142、在第一表面141和第二表面142之间延伸以接收细长杆116的通孔143、以及从第一表面141朝向第二表面142延伸的锥形通道或开口144。波纹管螺母140螺纹连接到细长杆116上以将波纹管130固定在延伸阀帽120中。在某些示例中，设备100还可以包括波纹管垫圈101，其适于在延伸阀帽120和上阀帽111之间形成密封。上阀帽111还可以包括开口(未示出)，该开口的尺寸适于接收细长杆116的至少一部分。
如图2、图4和图5所示，锥形通道144由第一侧壁145、第二侧壁146、和第三表面147进行限定，该第三表面147位于第一表面141和第二表面142之间并且限定锥形通道144的下限或下表面。锥形通道144具有由第一表面141和第一侧壁145以及第二侧壁146形成的第一宽度W1，并且还具有由第三表面147和第一侧壁145以及第二侧壁146形成的第二宽度W2。第二宽度W2大于第一宽度W1，因此第一侧壁145和第二侧壁146相对于第三表面147成一定角度，从而产生燕尾形构型。换句话说，第一侧壁145和第二侧壁146从第三表面147朝向第一表面141进行靠拢，或者相反地第一侧壁145和第二侧壁146从第一表面141朝向第三表面147张开。
如图4和图5所示，第一侧壁145和第三表面147形成角度α1。类似地，第二侧壁146和第三表面147形成角度α2。角度α1和角度α2各自小于90度。在某些示例中，角度α1和角度α2彼此相等，并且在其它示例中，角度α1和角度α2是不同的。
如图3-5所示，设备100还包括波纹管螺母工具160，以便于放置波纹管螺母140。换句话说，波纹管螺母工具160适于将波纹管螺母140从设备100移除和/或将波纹管螺母140固定到设备100。波纹管螺母工具160包括细长部分162、适于与波纹管螺母140的锥形通道144进行耦合的头部部分164、以及通过细长部分162和头部部分164延伸的通孔163。通孔163的尺寸适于容纳细长杆116。波纹管螺母工具160还可以包括设置在细长部分162上的夹持和/或附接部分(未示出)，以有助于固定和/或移除波纹管螺母140。例如，夹持和/或附接部分可以包括突起、楔形物或其它类似的部件，以插入或以其它方式与扭矩条或杆进行耦合以施加期望的扭矩。其它示例也是可能的。
在所描述的示例中，工具160的头部部分164包括从总体平坦表面161延伸的锥形突起。锥形突起164由第一侧壁165、第二侧壁166和第三表面167进行限定，该第三表面167位于远离总体平坦表面161的一距离处。第三表面167限定锥形突起164的下限。锥形突起164具有由第一表面165和第二表面166与总体平坦表面161的的交叉部分限定的第一宽度W3，并且具有由第三表面167的长度限定的第二宽度W4。第二宽度W4大于第一宽度W3，因此第一侧壁165和第二侧壁166相对于第三表面成一定角度，从而产生燕尾形构型。换句话说，第一侧壁165和第二侧壁166从第三表面167朝向总体平坦表面161进行靠拢，或相反地第一侧壁165和第二侧壁166从总体平坦表面161向第三表面167张开。
另外，锥形突起164的第二宽度W4小于锥形通道144的第一宽度W1(并且因此小于第二宽度W2)。锥形突起164的构型形成“公”部件，其适于插入由锥形通道144形成的“母”构型中。
波纹管螺母工具160的第一侧壁165和第三表面167形成角度β1。类似地，第二侧壁166和第三表面167形成角度β2。角度β1和角度β2各自小于90度。在某些示例中，角度β1和角度β2彼此相等，并且在其它示例中，角度β1和角度β2是不同的。此外，角度β1和角度β2的任何组合可以与波纹管螺母140的角度α1和角度α2相等和/或不同。
由于锥形突起164的第二宽度W4小于锥形通道144的第一宽度W1，所以波纹管螺母工具160可以垂直地插入锥形通道144中。因此，锥形突起不需要以通常需要的方式插入到锥形槽中(即通过沿锥形槽横向滑动锥形突起或反之亦然)，通常需要的方式由于在设备100中的有限可用空间如果不是不可能的话将是困难的。此外，如图5所示，由于波纹管螺母工具160具有适当尺寸的通孔163，所以波纹管螺母工具160可以向下插入设备100中并且在细长杆116的上方，并且波纹管螺母工具160可以耦合到波纹管螺母140，而不需要移除细长杆116。此外，波纹管螺母工具160的总体平坦表面161适于邻接波纹管螺母141的第一表面141，并且波纹管螺母140的第三表面147适于邻接波纹管螺母160的第三表面167，因此提供稳定的表面，该稳定的表面降低了螺母移除工具休眠或不对准的可能性。在某些示例中，这些表面141、161、147、167中的任何或全部表面可以包括夹持材料和/或其它对准结构，诸如脊、突起、突片、凹口等，以当波纹管螺母和波纹管螺母工具160耦合在一起时，有助于对准和/或稳定波纹管螺母和波纹管螺母工具160。
通过首先将波纹管130插入延伸阀帽120中，组件(包括波纹管螺母140和波纹管130)可以固定到设备100上，因此波纹管130至少部分地包围细长杆116。接下来，波纹管螺母140邻近波纹管130被插入到细长杆116上。在某些示例中，附加部件(例如波纹管垫圈)可以设置在波纹管130和波纹管螺母140之间。然后将波纹管螺母工具160经由通孔163插入到细长杆116上并与波纹管螺母140对准以允许锥形突起164与锥形通道144配合。然后使用波纹管螺母工具160向波纹管螺母140施加扭矩(例如至少250磅/英尺)。
在使用波纹管螺母工具160向波纹管螺母140施加扭矩时，锥形突起164由于其尺寸通常小于锥形通道而在锥形通道144的内部扭转。如图6所示，扭转动作使得锥形突起164的第一表面165在接触区域A处接触锥形通道144的第一表面145，并且使得锥形突起164的第二表面166接触锥形通道144的第二表面146。可以理解的是，如果波纹管螺母工具160沿相反方向扭转，则接触区域A、B将在第一表面和第二表面的相反长度上。在任合扭转方向中，接触区域A、B中的一个或两个均小于锥形突起164的总长度L的一半。在某些示例中，接触区域A、B具有从锥形突起164的外部边缘延伸到通孔163的长度。在其它示例中，接触区域A、B具有小于从锥形突起164的外部边缘到通孔163的长度的长度。
由于锥形通道144和锥形突起164都成一定角度，所以当扭矩施加到波纹管螺母工具160时，锥形突起164被有效地“锁定”到锥形通道144中并且不能被移除。第一表面145和第二表面146在该扭转构型中用作限制性凸缘，因此降低了波纹管螺母工具160相对于波纹管螺母140变得不对准的可能性。
在锥形通道144和/或锥形突起164变形或磨损的情况下，每个锥形通道144和锥形突起的表面可以被加工以允许继续使用。由于锥形突起164在第一表面165和第二表面166之间成一定角度，因此在加工期间从这些表面165、166移除材料将不会影响锥形突起164和锥形通道144之间的接触的点。
本领域技术人员将认识到的是，在不脱离本实用新型的范围的情况下可以对上面所描述的实施例进行各种修改、变更和组合，并且这种修改、变更和组合被视为属于本实用新型构思的范围内。