专利名称：非提升式杆阀及更换永久密封装置方法
技术领域：
本发明涉及应用于流体分配系统中的非提升式杆阀，尤其涉及一种新颖的非提升式杆阀，它便于更换阀杆密封装置而不必停止使用该阀。
用于分配系统中的非提升式杆阀是已知的。这些非提升式杆阀装有一阀杆密封件，它借助压缩和内部压力形成一种封密装置，并在其内的压力下容纳该产物。为了更换这种阀杆密封件，该阀和其后的分配系统必须停止使用，以免产物大量损失。解决停工时间问题的一种方案是在1975年10月14日颁发的Fenster等人的美国专利US-3，912，221中提出的，它公开了一种闸阀的阀杆密封件和保持件。这种闸阀属于非提升型，在阀套和阀杆之间设有密封装置。一筒型密封装置由控制螺母和阀杆保持在适当的位置上，各闸门由一锁环保持在提升位置上。该筒型密封装置可通过拆下控制螺母并提升出该密封筒来拆卸。
上述非提升阀包括一辅助密封装置，以防在更换主密封装置时产品流失。这样就允许该阀处于工作状态下更换主封密装置。这种累赘的辅助O型环密封装置通过非提升式阀杆和阀套之间的压缩以及由产物管道施加的内部压力是持续起作用的。在该阀开启和关闭期间，这些持续作用于辅助O型环密封装置上的力使这一密封装置承受持久的磨损，因此，由于持续施加其上的应力，这种辅助密封装置需要更换时，该阀和分配系统必须停止使用，以避免在更换期间产物流失。
本发明目的是提供一种非提升式杆阀，其中密封装置螺母的拆卸和O型环的更换可无须停止该非提升式杆阀及有关的分配系统的工作来完成。
本发明的又一目的是提供一种具有仅在更换主O型环密封装置时才被接合的辅助密封装置的非提升式杆阀。
本发明的再一个目的是提供一种包含上述特点的非提升式杆阀，它可被改成现存的阀体。
这些和另一些目的，按照本发明，是通过提供一种包括具有一进口和一出口、能安装非提升式杆阀阀体的非提升式杆阀组件来实现的。这种非提升式杆阀包括一个固定于该阀体、形成一管形孔道的阀帽件。一阀杆穿过该管形孔道，并具有一可轴向位移的下阀部，该下阀部处在进出口之间。设有一保持环，用以固定阀杆，防止相对于阀帽向内移动;设有一向内延伸的径向突缘，用以固定阀杆，防止相对于阀帽件向外移动;设有一压紧螺母，用以密封阀组件。该压紧螺母有一内表面和一外表面，一个第一O型密封环装在该内表面上，一个第二O型密封环安装在该外表面上。设有一个可轴向位移的第三密封装置，它依靠在下阀杆的上表面上，并可和下阀杆一起轴向移动。第一和第二O型密封环构成永久密封装置，并在通常使用期间密封该阀组件，而第三密封装置构成一临时的密封装置。这一临时的密封装置可在阀杆、阀帽和下阀杆之间有选择地构成，以便临时密封该阀组件。这就允许该永久密封装置在必要时能被更换而不停止该阀组件的工作。第三密封装置在通常工作期间不处在压缩状态，而仅当下阀杆被向上提拉时才被压缩，并反向座合，使第三密封装置压着阀帽。
图1是本发明的非提升式杆阀组件的纵剖面图，处于通常的接通工作状态。
图2是本发明的非提升式杆阀组件的纵剖面图，处于更换位置。
图3是本发明第二实施例的非提升式杆阀组件的纵剖面图。
参看图1和2，图中表示一阀组件2，它包括一阀体4和一阀组件6。该阀体有阀口3和5，处于这些阀口间的流体或其它物质流受阀组件6控制。该阀体还包括一制有内螺纹的阀安装孔7，它和阀口3是纵向同轴线的。阀组件6包括一阀帽8，其上制有外螺纹10，它和安装阀孔7的内螺纹12相配合以便将阀组件6固定在其中。非提升阀杆14穿过阀帽8中的中心孔11，并可相对于阀帽转动，但借助于保持环16被保持在某一轴向固定位置上。非提升阀杆14具有一个制有外螺纹的下端部18，它和一个单独的制有内螺纹的下阀杆20相配合。下端部18拧入下阀杆20内的制有螺纹的中心孔道21内;相配合的螺纹用虚线23表示。下阀杆20被非转动地保持在阀帽8的下开口端25内，当阀杆14转动时能相对于非提升阀杆轴向移动。下阀杆的转动是通过键和在阀帽上的键槽结构27，或通过该技术领域内能找到的任何已知方法来防止的。下阀杆20额外装有一埋于其下部的盘形密封装置22，当阀组件2处于关闭或断路状态时，它和阀体内的阀座29接合来关闭阀口3。
压紧螺母24有一中心开孔31，非提升阀杆14穿过其中，设置压紧螺母是为了在阀帽8和非提升阀杆14之间构成一可更换的压紧密封装置。压紧螺母被拧入阀帽8的开口端33内，非提升杆阀穿过该压紧螺母并进入该阀帽内。该可更换的压紧密封装置包括第一和第二O型密封环26及28。第一O型密封环26被安装在压紧螺母24的内表面上的凹槽30内，从而在非提升阀杆14和压紧螺母24之间形成一种流体密封装置。第二O型密封环28被设置在压紧螺母24的外表面上，处于在其间形成的凹槽32内。该第二O型密封环28在阀帽8和压紧螺母24之间构成了一个第二流体34密封装置。压紧螺母24通过螺纹34被固定在阀帽8内，以便压缩在压紧螺母24和阀帽8之间的O型环28。
由于杆14转动而使阀门开关时，第一O型密封环26承受应力。由于这些应力，就需要周期地更换O型密封环26。为了更换O型密封环26而无须停止阀工作，在下阀杆20和阀帽8之间，围绕阀杆14装有一弹性垫圈36。垫圈36依靠在下阀杆20的上部35上，当阀杆14转动，下阀杆20完全提升到反向坐合位置时，该垫圈和阀帽8的突缘38相接触，随后被压缩，从而在阀杆14、下阀杆20和阀帽8之间构成一临时密封装置，如图2所示。在下阀杆20处于完全提升状态以及垫圈36构成临时密封的情况下，拧入阀杆上端部的螺栓40可被卸下，由螺栓固定的圆形把手可被提离，从而得以接触压紧螺母24。由于形成了临时密封，压紧螺母24可被取下，并能在没有损失任何产品的情况下更换O型环26，也无须在任何时间内停止阀自身的工作。
阀组件2通常工作时，弹性垫圈36不被压缩或不承受内部流体压力，后者会使垫圈磨损，从而需要更换。通过圆形把手42使杆14沿一个方向转动，由于螺纹23的作用，便使下阀杆20向上移动，并使盘形密封装置22从阀座29上移离以打开该阀。然而，为打开阀门，无须转动阀杆14一直到下阀杆20移过全程至垫圈36接触并受压的反向坐合位置为止。在阀门通常工作期间，这是决不会发生的。
为了关闭该阀门，按相反方向转动阀杆14，直到盘形密封装置22接触阀座29。
图3中所表示的是在参照图1和图2对上面所公开的那种阀的变型，但其使用原理是相同的。图3中那些在结构和功能上跟图1与图2中所示的结构元件相同的结构元件使用相同的标号。图3中的阀包括一阀杆14，阀杆14具有位于阀帽8突缘38下方的径向突出的突缘44。因此，当下阀杆20被完全提升时，弹性垫圈36便接触突缘44，随后被压缩，在阀杆14和阀帽8之间形成一临时密封。突缘38和44的组合绝对防止了阀杆14相对于阀帽8提升。
以上叙述了本发明的图示实施例，熟悉本技术的人会明白，在不背离本发明的精神下可以对本发明作出许多变更。因此要使本发明的保护范围由附加的权利要求书及其等同物来确定。
权利要求
1.一种非提升式杆阀组件，包括一个适于连接于阀体的阀帽，所述阀帽包括一上端，一下端和一个在其上、下端间穿通该阀帽的中心孔道；一个穿过所述阀帽的上端、进入所述孔道，并具有一个处于所述装置内用以确保所述阀杆在所述阀帽内转动，但防止沿所述上、下端方向移动的阀杆下端的阀杆；一个下阀部；将所述下阀部装配到所述杆下端，在阀关闭位置和阀开启位置之间以及在阀开启位置和反向坐合位置之间，用以相对于所述阀杆轴向移动的装置，所述相反坐合位置最接近于所述阀帽的上端，所述下阀部具有一个伸入底端所述孔道内的上端以及一个向外移动超过所述阀帽底端的下端；一个安装在所述阀杆和所述阀帽之间的所述下阀部的上端位置上的密封装置，当所述下阀部处于阀关闭或阀开启位置时，所述密封装置通常是不受压缩的，和所述阀帽保持非密封接触，当所述下阀部被移到所述反向坐合位置时，所述密封装置在所述下阀部的上端受压缩，使其和所述阀帽进入密封接触。
2.按权利要求1所述的非提升式杆阀，其特征在于所述密封装置沿所述阀帽轴向可移动。
3.按权利要求1所述的非提升式杆阀，其特征在于所述密封装置被安装在所述阀杆和所述阀帽之间的所述下阀部分的上端之上方。
4.按权利要求1所述的非提升式杆阀，其特征在于所述孔道在靠近所述阀帽的底端被加宽，以安装所述下阀部，该下阀部在所述孔道内和所述阀帽相啮合，所述孔道在所述下阀部上方某一间隔距离处变窄，形成一径向延伸的突缘，以便在低于所述径向延伸的突缘下方，在所述阀杆和所述阀帽之间构成一间隙，所述密封装置被安装在所述间隙内。
5.按权利要求4所述的非提升式杆阀，其特征在于当所述下阀部被移到反向坐合位置，从而接触并压缩处在所述径向延伸突缘、阀帽孔道和阀杆之间的所述密封装置时，所述下阀部的上端移入所述间隙，从而在所述阀杆和阀帽之间形成一种密封。
6.按权利要求4所述的非提升式杆阀，其特征在于所述阀杆包括一个向外凸出的杆肩，它在所述阀帽内的径向延伸突缘的下面延伸，所述密封装置被安装在所述杆肩下面的所述间隙内，当所述下阀部被移到反向坐合位置时，所述下阀部的上端移入所述间隙，从而接触并压缩在所述杆肩、阀帽孔道和阀杆之间的所述密封装置，在所述阀杆和阀帽之间形成一种密封。
7.按权利要求6所述的非提升式杆阀，其特征在于所述杆肩和所述径向延伸突缘保持接触。
8.按权利要求1所述的非提升式杆阀，其特征在于所述孔道在靠近所述阀帽底端被加宽以安装所述下阀部，所述下阀部在所述孔道内和上述阀帽相啮合，所述阀杆包括一个在所述下阀部上方某一距离处制出的向外突出的凸臂，从而在所述向外凸出的凸臂下方，在所述阀杆和所述阀帽之间形成某一间隙，所述密封装置被安装在所述间隙内。
9.按权利要求1所述的非提升式杆阀，其特征在于它包括一个可拆卸地固定在所述阀帽上端处的所述孔道内的压紧螺母，所述压紧螺母具有一个外表面及一个由内表面构成的中心腔道，所述中心腔道穿通所述压紧螺母，所述阀杆穿过所述中心腔道，所述压紧螺母包括所述内表面上的在所述阀杆和所述压紧螺母间构成密封的第一密封装置以及所述外表面上的在所述阀帽和所述压缩螺母间构成密封的第二密封装置。
10.按权利要求9所述非提升式杆阀，其特征在于所述压紧螺母包括在所述内表面上的用以安装所述第一密封装置的第一径向凹槽，以及在所述外表面上的用以安装所述第二密封装置的第二径向凹槽。
11.按权利要求9所述非提升式杆阀，其特征在于所述阀帽包括一个在所述压紧螺母下方并在所述下阀部上方某一间隔距离的所述孔道内的径向向内延伸的突缘，在所述径向延伸突缘下方处，在所述下阀部和阀帽之间构成一间隙，用以确保所述阀杆处于所述阀帽内、防止沿阀帽的上、下端方向移动的所述装置包括自所述径向向内延伸的突缘和所述压紧螺母之间的阀杆上向外突出的侧向突出装置。
12.按权利要求11所述非提升式杆阀，其特征在于所述侧向突出装置包括一个固定在所述阀杆上并和所述径向向内延伸的突缘相接触的保持环。
13.按权利要求11所述非提升式杆阀，其特征在于所述密封装置被安装在所述间隙内。
14.按权利要求13所述非提升式杆阀，其特征在于当所述下阀部被移到反向坐合位置时所述下阀部的上端移入所述间隙内，接触并压缩在所述径向延伸突缘、阀帽孔道和阀杆之间的所述密封装置。
15.按权利要求13所述非提升式杆阀，其特征在于所述阀杆包括一个向外突出的杆肩，杆肩在所述阀帽内的径向延伸的突缘下面延伸，所述密封装置被安装在所述杆肩下面的所述间隙内，当所述下阀部被移至反向坐合位置时，所述下阀部的上端移入所述间隙内，接触并压缩处在所述杆肩，阀帽孔道和下阀部之间的所述密封装置，在所述下阀部和阀帽之间构成一种密封装置。
16.按权利要求15所述非提升式杆阀，其特征在于所述杆肩和所述径向延伸突缘保持接触。
17.在一种具有一个阀帽，一个靠近所述阀帽第一端的阀座，一个能被操作来坐合在所述阀座上、从所述阀座上移到阀开启位置、并从所述阀开启位置移到反向坐合位置的阀件，一个伸入所述阀帽的第二端、并被连接来操作所述阀件的非提升式阀杆，以及在靠近所述阀帽第一端的所述阀杆和阀帽之间构成密封装置的可拆卸的永久密封装置的非提升式杆阀组件中，更换所述永久密封装置的方法包括当所述阀件自所述阀开启位置移至所述反向坐合位置时，在所述阀帽和处于所述阀帽第一端与所述永久密封装置间的所述阀杆之间形成一临时流体密封装置。在所述阀件处于反向坐合位置的状态下，取下并更换所述永久密封装置，建立一个新的永久密封装置;使所述阀件移向所述阀开启位置，所述临时流体密封装置。
全文摘要
一种非提升杆阀，包括一阀帽，它有上、下端及穿通的中心孔道；一穿入孔道并有使阀杆的阀帽内转动，但沿上、下端方向不移动的杆下端的阀杆；一下阀部；将下阀部装于杆下端，在阀开、关位置间及开和反向坐合位置间沿阀杆轴向移动的装置，下阀部的上端伸入底端孔道内，下端向外移过阀帽底端；装于下阀部上端的密封装置，当下阀部在阀开、关位置时，密封装置不受压，和阀帽非密封接触，当移到反向坐合位置时，其上端受压，和阀帽密封接触。
文档编号F16K1/02GK1044160SQ89108759
公开日1990年7月25日 申请日期1989年11月23日 优先权日1989年1月11日
发明者詹姆斯·A·彼得信, 添玛非·G·克雷泽 申请人:工程控制国际有限公司