閥桿和閥塞連接以及鉚接工具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及閥桿和閥塞連接以及鉚接工具。本文描述了示例性的閥桿和閥塞連接以及示例性鉚接工具。示例性設(shè)備包括閥塞，所述閥塞具有第一側(cè)、與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)和從所述第一側(cè)延伸到所述第二側(cè)的孔。所述孔的第一部分從第一直徑逐漸變細(xì)到小于所述第一直徑的第二直徑。閥桿設(shè)置在所述閥塞的所述孔內(nèi)。所述閥桿包括第一區(qū)段、第二區(qū)段和位于所述第一區(qū)段與所述第二區(qū)段之間的第三區(qū)段。所述第三區(qū)段從第三直徑逐漸變細(xì)到小于所述第三直徑的第四直徑。所述閥塞的所述第一部分的錐度和所述閥桿的所述第三區(qū)段的錐度在接合時(shí)產(chǎn)生抵抗所述閥桿移動(dòng)離開(kāi)所述孔的摩擦力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
閥桿和閥塞連接以及鉚接工具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開(kāi)內(nèi)容總體上涉及閥，并且更具體而言，涉及閥桿和閥塞連接以及鉚接工具。
【背景技術(shù)】
[0002]控制閥通常用在過(guò)程控制系統(tǒng)中，諸如例如用于在食品加工廠中控制產(chǎn)品流程、用于維持大油罐區(qū)中的液位等?？刂崎y用于管理產(chǎn)品流程或通過(guò)充當(dāng)可變通路(passage)來(lái)維持液位。流過(guò)控制閥的閥體的流體的量可通過(guò)設(shè)置在閥體內(nèi)的閥塞(例如，閥構(gòu)件)的精確移動(dòng)來(lái)準(zhǔn)確地控制。在一些公知的自動(dòng)控制閥(例如滑桿閥(例如，閘式閥、球心閥、膜板閥、夾管閥等))中，閥桿將所述閥塞可操作地耦合到致動(dòng)器。致動(dòng)器在打開(kāi)位置與閉合位置之間相對(duì)于座環(huán)移動(dòng)閥體內(nèi)的閥塞以允許或限制流體在閥的入口與出口之間的流動(dòng)。閥桿在閥塞的開(kāi)口處連接到閥塞并且垂直于閥塞而定向。閥桿與閥塞之間的對(duì)準(zhǔn)是確保閥塞與座環(huán)之間的適當(dāng)?shù)拿芊庀嗷プ饔貌?shí)現(xiàn)緊密關(guān)閉(shut-off)性能的重要因素。
[0003]在一些公知控制閥中，閥桿經(jīng)由閥塞的帶螺紋開(kāi)口處的螺紋連接到閥塞。然而，閥桿上的螺紋與帶螺紋開(kāi)口之間的容差(tolerance)經(jīng)常導(dǎo)致不對(duì)準(zhǔn)。另外，閥桿通常通過(guò)使用傳動(dòng)銷(xiāo)而以不可旋轉(zhuǎn)方式固定到閥塞，其可導(dǎo)致閥桿與閥塞之間的不對(duì)準(zhǔn)并影響閥塞的完整性(integrity)。
[0004]其它公知控制閥使用具有頸部或銳利斜面的閥桿來(lái)幫助使閥桿與閥塞中的開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)。然而，制造這種輪廓需要從桿還料(stem stock)去除材料，并且因此，在閥桿中產(chǎn)生較弱區(qū)段。另外，頸部產(chǎn)生其中力往往集中并影響閥桿的強(qiáng)度的區(qū)域。此外，當(dāng)公知的閥暴露至高溫和/或高振動(dòng)時(shí)，閥桿會(huì)變得在閥塞的開(kāi)口內(nèi)磨損并松動(dòng)。因此，閥桿和閥塞連接變得不對(duì)準(zhǔn)，并且因此，需要維護(hù)或更換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本文公開(kāi)了一種示例性設(shè)備，包括閥塞，所述閥塞具有包括第一側(cè)、與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)和從所述第一側(cè)延伸到所述第二側(cè)的孔。所述孔的第一部分從第一直徑逐漸變細(xì)到小于所述第一直徑的第二直徑。所述示例性設(shè)備還包括設(shè)置在所述閥塞的所述孔內(nèi)的閥桿。所述閥桿包括第一區(qū)段、第二區(qū)段和位于所述第一區(qū)段與所述第二區(qū)段之間的第三區(qū)段。所述第三區(qū)段從第三直徑逐漸變細(xì)到小于所述第三直徑的第四直徑。所述閥桿的所述第三區(qū)段與所述孔的所述第一部分接合。所述閥塞的所述第一部分的錐度和所述閥桿的所述第三區(qū)段的錐度產(chǎn)生抵抗所述閥桿移動(dòng)離開(kāi)所述孔的摩擦力。
[0006]本文公開(kāi)了另一種示例性設(shè)備，包括塞，所述塞設(shè)置在閥體中以控制從其通過(guò)的流體流動(dòng)。所述塞具有第一側(cè)、與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)和在所述第一側(cè)與所述第二側(cè)之間延伸的通道。所述通道在所述第一側(cè)處具有第一直徑并且在所述第二側(cè)處具有第二直徑。所述第二直徑小于所述第一直徑。所述通道的第一部分在所述第一直徑與所述第二直徑之間以約1.5°逐漸變細(xì)。所述示例性設(shè)備還包括插入到所述塞的所述通道中的桿。所述桿具有第一區(qū)段、位于所述桿的端部處或附近的第二區(qū)段和位于所述第一區(qū)段與所述第二區(qū)段之間的第三區(qū)段。所述第一區(qū)段具有第三直徑，所述第二區(qū)段具有小于所述第三直徑的第四直徑，并且所述第三區(qū)段在所述第三直徑與所述第四直徑之間以約1.5°逐漸變細(xì)。
[0007]本文中公開(kāi)的示例包括將閥桿插入到閥塞中的中心開(kāi)口中。所述中心開(kāi)口在所述閥塞的第一側(cè)與第二側(cè)之間延伸。所述中心開(kāi)口的部分從第一直徑逐漸變細(xì)到小于所述第一直徑的第二直徑。在所述示例性方法中，所述閥桿具有第一區(qū)段、位于所述閥桿的端部處或附近的第二區(qū)段和位于所述第一區(qū)段與第二區(qū)段之間的第三區(qū)段。所述第三區(qū)段在第三直徑與小于所述第三直徑的第四直徑之間逐漸變細(xì)。當(dāng)將所述閥桿插入到所述中心開(kāi)口中時(shí)，所述閥桿的所述第三區(qū)段接合所述中心開(kāi)口的逐漸變細(xì)的部分并產(chǎn)生抵抗所述閥桿移動(dòng)離開(kāi)所述中心開(kāi)口的摩擦力。所述示例性方法還包括將所述閥桿耦合到所述閥塞。
[0008]本文中公開(kāi)的示例性鉚接工具包括:本體，所述本體具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)；以及延伸部，所述延伸部從所述本體的所述第二側(cè)向外突出。所述延伸部具有比所述本體更小的直徑，并且所述延伸部具有端部表面。所述示例性鉚接工具包括:一個(gè)或多個(gè)鉚接耳部，所述一個(gè)或多個(gè)鉚接耳部從所述本體的所述第二側(cè)向外延伸；以及通道，所述通道沿所述鉚接工具的縱軸延伸通過(guò)所述本體和所述延伸部。所述通道包含具有第一直徑的第一區(qū)段和具有小于所述第一直徑的第二直徑的第二區(qū)段。
[0009]本文中公開(kāi)的示例性方法包括將閥桿插入到閥塞中。所述閥桿的端部從所述閥塞的底部向外延伸，并且所述閥桿的外表面是帶螺紋的。所述閥桿具有沿所述閥桿的縱軸延伸到所述閥桿的所述端部中的螺紋孔和從所述閥桿的所述端部向外延伸的圓形輪緣。所述示例性方法包括將螺母擰入到所述閥桿的所述外表面上。所述示例性方法還包括在所述閥桿的所述縱軸的方向上將鉚接工具耦合到所述閥桿的所述端部上。所述鉚接工具具有接合所述閥桿的所述端部上的所述圓形輪緣的一個(gè)或多個(gè)鉚接耳部。所述示例性方法還包括在一個(gè)或多個(gè)區(qū)域中經(jīng)由所述一個(gè)或多個(gè)鉚接耳部使所述圓形輪緣徑向向外變形以防止所述螺母相對(duì)于所述閥桿而旋轉(zhuǎn)。
[0010]本文中公開(kāi)的另一個(gè)示例性鉚接工具包括本體，所述本體具有第一表面、與所述第一表面相對(duì)的第二表面和位于所述第一表面與所述第二表面之間的第三表面。所述示例性鉚接工具包括沿所述本體的縱軸延伸通過(guò)所述本體的孔。所述孔在所述第二表面處包含具有第一寬度的第一區(qū)段并且在鄰近所述第一表面處包含具有第二寬度的第二區(qū)段。所述第二寬度小于所述第一寬度。所述孔用于接納螺栓，所述螺栓的頭部設(shè)置在所述孔的所述第一區(qū)段內(nèi)，并且所述螺栓的螺紋軸延伸通過(guò)所述孔的所述第二區(qū)段并超出所述本體的所述第一表面。所述示例性鉚接工具還包括從所述本體的所述第一表面突出的一個(gè)或多個(gè)鉚接壁。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是公知的滑桿閥的局部剖開(kāi)示意性圖解，其示出公知的閥桿和閥塞連接。
[0012]圖2是圖1中的滑桿閥的一部分的放大圖解。
[0013]圖3是另一公知的閥桿和閥塞連接的橫截面視圖。
[0014]圖4是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的教導(dǎo)構(gòu)造的未組裝示例性閥桿和示例性閥塞的橫截面視圖。圖4示出示例性閥桿的端部的放大圖。
[0015]圖5是圖4的示例性閥塞的頂視圖。
[0016]圖6是圖4的示例性閥桿的側(cè)視圖。
[0017]圖7是圖4的示例性閥桿和示例性閥塞處于已組裝狀態(tài)的橫截面視圖。圖7還示出閥桿的端部的放大圖，其中，端部已鉚接。
[0018]圖8是圖4的示例性閥桿和示例性閥桿塞處于已組裝狀態(tài)的側(cè)視圖，其中，示例性閥桿的端部尚未鉚接。
[0019]圖9是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的教導(dǎo)的用于鉚接閥桿(例如，圖4的示例性閥桿)的端部的示例性鉚接工具的側(cè)面透視圖。
[0020]圖10是圖9的示例性鉚接工具的橫截面視圖。
[0021]圖11是圖4的示例性閥桿的端部和圖9的示例性鉚接工具的橫截面視圖。
[0022]圖12是圖11的示例性閥桿的端部在由圖9的示例性鉚接工具鉚接之后的透視圖。
[0023]圖13示出其它示例性鉚接工具，該其它示例性鉚接工具具有可用于鉚接閥桿的端部的多個(gè)鉚接叉齒。
[0024]圖14是代表用于將閥桿耦合到閥塞并且使閥桿的端部變形或鉚接閥桿的端部的示例性方法或過(guò)程的流程圖，變形或鉚接可借助圖9的示例性鉚接工具來(lái)執(zhí)行。
[0025]附圖未必按比例繪制。而是，為使多個(gè)層及區(qū)域清晰，可在附圖中放大層的厚度。只要有可能，就將在附圖和隨附的所撰寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)中使用相同附圖標(biāo)記來(lái)指代相同或類(lèi)似部件。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在描述本文中公開(kāi)的示例性閥桿和閥塞連接以及示例性鉚接工具的細(xì)節(jié)之前，首先結(jié)合圖1、圖2和圖3提供對(duì)公知的滑桿閥的簡(jiǎn)要論述。圖1是公知的氣動(dòng)致動(dòng)式滑桿閥100的局部剖開(kāi)示意性圖解。致動(dòng)器102耦合到閥體104并控制桿106的移動(dòng)。桿106延伸通過(guò)閥蓋110的填裝系統(tǒng)108并進(jìn)入到閥組件112中。圖2是圖1的閥組件112的一部分(包含桿106)的放大圖解。閥桿106在閥桿106的上端部116處耦合到致動(dòng)器桿114并在閥桿106的下端部120處耦合到閥塞118。閥塞118在閥籠122中是可移動(dòng)的并包含支撐表面124，支撐表面124與孔口 128的閥座126協(xié)作以控制端口區(qū)域，流體可通過(guò)該端口區(qū)域從入口通路130流至出口通路132。因此，準(zhǔn)許通過(guò)閥100的流體流動(dòng)受閥桿106的位置和閥塞118相對(duì)于孔口 128的閥座126的位置控制。閥桿106的位置可從其中閥塞118與閥座126密封接合(S卩，限制流體流動(dòng)通過(guò)閥體104)的閉合位置變化為其中閥塞118離開(kāi)閥座126的部分打開(kāi)或完全打開(kāi)(例如，最大)流速位置(即，允許流體流動(dòng)通過(guò)閥體104)。在部分打開(kāi)或完全打開(kāi)位置中，流體從入口 130流過(guò)閥座126的孔口 128和閥籠122中的端口 134，并從出口 132離開(kāi)。
[0027]如圖2中更清楚地示出的，桿106的下端部120具有螺紋136和成角度開(kāi)口 138。閥塞118包括具有螺紋142的中心貫通開(kāi)口(central through opening) 140、閥塞孔或平衡通路144和從第一閥表面148并朝向第二閥表面150以一角度延伸的埋頭孔146。桿106的下端部120處的螺紋136由閥塞118的螺紋142接納。如圖2中可容易看見(jiàn)的，銷(xiāo)152 (其直徑比埋頭孔146稍大)定位在閥塞118的埋頭孔146和閥桿106的成角度開(kāi)口 138中。
[0028]為組裝閥組件112，中心貫通開(kāi)口 140 (具有螺紋142)轉(zhuǎn)入到閥塞118中，并且螺紋136形成于桿106的下端部120上。桿106隨后通過(guò)將螺紋136擰入到中心貫通開(kāi)口 140的螺紋142中而耦合到閥塞118，以將桿106定位在閥塞118中。然而，螺紋136、142通常對(duì)于準(zhǔn)確的徑向?qū)?zhǔn)或角度對(duì)準(zhǔn)是無(wú)效的。桿106的螺紋136和中心貫通開(kāi)口 140的螺紋142之間的容差相對(duì)寬松。另外，中心貫通開(kāi)口 140并不一直與桿106同心或同軸。此外，在反復(fù)打開(kāi)和閉合閥100之后，螺紋136、142往往變得磨損和松動(dòng)。在一些情況下，桿與塞之間的對(duì)準(zhǔn)需要達(dá)到一定容差(例如，總指示器讀數(shù)(TIR)、偏差(run-out))以遵從某些標(biāo)準(zhǔn)或分類(lèi)。例如，對(duì)于第V類(lèi)關(guān)閉，塞和桿之間的對(duì)準(zhǔn)需要比0.010英寸TIR更好。TIR是一部件的表面上或兩個(gè)部件之間的最大測(cè)量結(jié)果與最小測(cè)量結(jié)果之間的差。然而，圖2中所示的閥組件112的塞和桿連接產(chǎn)生介于0.0001英寸至0.081英寸之間的對(duì)準(zhǔn)，此范圍是相對(duì)大范圍，其中的大部分?jǐn)?shù)值不能滿足第V類(lèi)關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)。
[0029]此外，在桿106已擰入到中心貫通開(kāi)口 140中之后，孔轉(zhuǎn)入到塞118和桿106中以形成埋頭孔146和開(kāi)口 138。銷(xiāo)152隨后壓配或錘打到埋頭孔146和開(kāi)口 138中以將桿106固定到閥塞118并防止閥塞118相對(duì)于桿106而旋轉(zhuǎn)。以一角度將銷(xiāo)152壓配到桿106中的此過(guò)程可致使桿106變得不對(duì)準(zhǔn)(S卩，相對(duì)于閥塞118以非垂直角度定位)。桿106相對(duì)于閥塞118的此不對(duì)準(zhǔn)還可影響桿106和閥塞118的耦合(例如，連接、接頭)的完整性，并且因此影響閥塞118和閥座126之間的密封作用。
[0030]另外，當(dāng)閥100在更苛刻的應(yīng)用(例如，使閥組件112暴露至相對(duì)較高溫度和/或振動(dòng)的那些應(yīng)用)中使用時(shí)，閥桿和閥塞連接往往變得磨損和松動(dòng)，其導(dǎo)致桿106與塞118之間、并且因此塞118與閥座126之間的進(jìn)一步不對(duì)準(zhǔn)。在一些情況下，此磨損導(dǎo)致中心開(kāi)口140變寬。為補(bǔ)救此情況，較大直徑閥桿可與現(xiàn)有閥塞118—起用于在閥桿106與閥塞118之間提供更好連接。新閥桿通過(guò)如下方法制造:從比穿過(guò)閥蓋110的開(kāi)口具有更大的直徑(例如，比原始閥桿106更大)的桿坯料開(kāi)始，并且隨后機(jī)加工閥桿的主要部分(以使閥桿可裝配穿過(guò)閥蓋110中的填裝系統(tǒng)108)，除了閥桿的待插入到中心開(kāi)口 140中的下端部。然而，此機(jī)加工過(guò)程很昂貴并且經(jīng)常導(dǎo)致正在彎曲的閥桿的彎曲，其需要進(jìn)一步機(jī)械加工來(lái)將閥桿矯直(straighten)。而且，借助一些材料(例如，應(yīng)變硬化的316SST鋼)，此機(jī)加工過(guò)程去除閥桿的較強(qiáng)外表面，其使閥桿變?nèi)醪⑶铱蓪?dǎo)致進(jìn)一步松動(dòng)和/或破裂。
[0031]圖3是經(jīng)由緊固構(gòu)件306使桿302耦合到閥塞304的另一公知的閥組件300的局部剖開(kāi)示意圖。閥塞304是圓柱形構(gòu)件，其具有界定腔310的內(nèi)壁部分308。閥塞304包括中心開(kāi)口312，其由閥塞304的第一表面316中的第一開(kāi)口 314和閥塞304的第二表面320中的第二開(kāi)口318界定。閥桿302包含具有第一直徑或橫截面的第一部分或區(qū)段322和具有小于直徑的第二直徑或橫截面的第二部分或區(qū)段324。第二區(qū)段324具有螺紋區(qū)段326。當(dāng)閥桿304插入到閥塞304的中心開(kāi)口 312中時(shí)，螺紋區(qū)段326延伸超出閥塞304的第二表面320，并且緊固機(jī)構(gòu)306以可擰入方式附接到桿302的第二區(qū)段324以將桿302耦合到塞304。在桿302的第一區(qū)段322與第二區(qū)段324之間，桿302具有臺(tái)肩(shoulder)或斜面328(例如，頸部)。中心開(kāi)口 312的第一開(kāi)口 314還具有相對(duì)應(yīng)的臺(tái)肩或斜面330 ο當(dāng)桿302插入到中心開(kāi)口 312中時(shí)，斜面328接合第一開(kāi)口 314的斜面330以使桿302與中心開(kāi)口 312定中心或?qū)?zhǔn)。
[0032]為制造閥桿302，將具有第一區(qū)段322的直徑的桿坯料在端部向下機(jī)加工以形成臺(tái)肩328和第二區(qū)段324。然而，此機(jī)加工過(guò)程從閥桿302的最需要材料的強(qiáng)度的區(qū)域(S卩，桿302與塞304之間的界面處)去除材料。在去除材料時(shí)，存在負(fù)載可作用于其上的相對(duì)較小區(qū)域。另外，桿302上的任何力或應(yīng)力集中在臺(tái)肩328處。在高溫和/或高振動(dòng)環(huán)境中，臺(tái)肩328可變得比全直徑桿相對(duì)更快地疲勞。因此，桿和塞連接往往磨損并松動(dòng)。在一些情況下，中心開(kāi)口 312變寬，并且隨后使用較寬桿來(lái)提供更好的連接。然而，與以上描述的機(jī)加工過(guò)程類(lèi)似地形成較寬替換桿，并且因此，該較寬替換桿最終經(jīng)受類(lèi)似缺陷。
[0033]圖3中所示的閥組件300的另一缺陷在于:當(dāng)閥組件300處于具有相對(duì)較高溫度和/或振動(dòng)的暴露環(huán)境中時(shí)，緊固機(jī)構(gòu)306往往松動(dòng)。在一些情況下，為維持閥桿302與閥塞304之間的附接，將閥桿302和/或緊固機(jī)構(gòu)306焊接到閥塞304。然而，如果閥桿302、緊固機(jī)構(gòu)306或閥塞304由不可焊接材料制成或者如果填充材料與閥桿302、緊固機(jī)構(gòu)306或閥塞304的基體材料(base material)不相容，則閥桿302、緊固機(jī)構(gòu)306和/或閥塞304經(jīng)常無(wú)法焊接在一起。此外，在一些情況下，由于在焊接過(guò)程期間產(chǎn)生的熱，焊接導(dǎo)致閥桿302和閥塞304中增加的變形。因此，需要另外的后焊接處理和/或機(jī)加工來(lái)將桿302矯直。在其它情況下，使用高沖擊工具來(lái)鉚接桿302的端部以使桿302的端部變形。然而，類(lèi)似于上述銷(xiāo)方案，此過(guò)程往往導(dǎo)致閥桿302變得與閥塞304不對(duì)準(zhǔn)，并且因此損害閥組件300的完整性。
[0034]本文中公開(kāi)實(shí)質(zhì)上減少和/或消除上述公知的連接所經(jīng)歷的對(duì)準(zhǔn)和松動(dòng)問(wèn)題的示例性閥桿和閥塞連接。一般來(lái)說(shuō)，本文中公開(kāi)的示例性閥桿和閥塞連接包含具有錐形區(qū)段的示例性桿和具有通道的塞，通道具有相對(duì)應(yīng)的錐形區(qū)段。當(dāng)桿插入到塞中時(shí)，桿的錐形區(qū)段以摩擦方式接合(例如，接觸)塞的錐形區(qū)段。錐形區(qū)段以相對(duì)漸變或小角度(例如，約1.5度(°))成角度，此導(dǎo)致桿與塞之間的更好的對(duì)準(zhǔn)，因此閥可實(shí)現(xiàn)更好的關(guān)閉性能。另外，錐形區(qū)段之間的接合或緊密接觸形成自對(duì)準(zhǔn)和自鎖連接(例如，自鎖接頭、鎖定錐)。特定來(lái)說(shuō)，錐度的角度(the angle of the taper)小于在表面之間形成大于使桿與塞分離的回縮力的摩擦保持力的角度(例如，約7° )(S卩，機(jī)用錐度或自保持錐度)。此外，錐形區(qū)段在桿與塞之間產(chǎn)生相對(duì)較大接觸區(qū)域。相對(duì)較大接觸區(qū)域不僅抵抗桿移動(dòng)離開(kāi)塞的通道，而且增加的接觸區(qū)域?qū)е赂玫膶?duì)準(zhǔn)、經(jīng)改善的應(yīng)力分布、經(jīng)提高的疲勞壽命，并防止因振動(dòng)引起的局部屈服和松動(dòng)。增加的接合長(zhǎng)度還防止示例性閥桿和閥塞連接充當(dāng)在圖1和圖2的閥組件112中采用的銷(xiāo)接頭并在桿與塞之間圍繞單個(gè)接觸點(diǎn)而旋轉(zhuǎn)。
[0035]示例性閥桿和閥塞連接還相對(duì)較容易組裝。在本文中公開(kāi)的一些示例中，桿的端部延伸通過(guò)閥塞，并且緊固機(jī)構(gòu)(例如，螺母)附接到延伸超出閥塞的桿的端部。自鎖連接(其可借助手動(dòng)力產(chǎn)生)使得操作者能夠附接螺母，而無(wú)須采用用于將桿和塞夾緊就位的其它支撐構(gòu)件或虎鉗(即，桿與塞之間的摩擦力足以在旋擰上螺母的同時(shí)將桿固定就位)。另夕卜，當(dāng)將螺母擰緊到桿上時(shí)，桿被進(jìn)一步拉到塞的通道中，從而使桿的被設(shè)置在通道中的區(qū)段處于軸向拉伸，同時(shí)使錐形區(qū)段的外直徑受到壓縮。此拉伸和壓縮導(dǎo)致比公知的桿和塞連接相對(duì)更強(qiáng)、更可靠的連接。另外，拉伸和壓縮減少桿中通常由高溫和/或高振動(dòng)環(huán)境導(dǎo)致的疲勞量。因此，示例性閥桿和閥塞連接可在更苛刻應(yīng)用中(例如，在具有高溫和/或振動(dòng)的環(huán)境中，例如在電力工業(yè)中)使用。而且，在將閥塞推壓至座環(huán)或閥座中時(shí)的操作期間，閥桿被進(jìn)一步推入到閥塞的通道中，并且因此，進(jìn)一步導(dǎo)致閥桿變得在通道內(nèi)是對(duì)準(zhǔn)的。
[0036]示例性閥桿和閥塞連接可達(dá)到比0.010英寸更好的容差(例如，0.002英寸)，并且因此可滿足第V類(lèi)評(píng)級(jí)的要求。而且，不像圖1和圖2中的銷(xiāo)接頭連接，示例性閥桿和閥塞連接并不需要將銷(xiāo)壓入到桿中，其可導(dǎo)致桿變得不對(duì)準(zhǔn)。
[0037]此外，本文中的示例性閥桿可由現(xiàn)有桿坯料(例如，標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)研磨和拋光的桿坯料)制成，并且如與以上所描述的公知的閥桿和閥塞連接相比，在組裝后并不需要另外的機(jī)加工和/或矯直。例如，由于示例性閥桿和閥塞連接是耐磨損和防松動(dòng)的，因此制造示例性閥桿并不需要以相對(duì)較大直徑坯料開(kāi)始并向下機(jī)加工坯料的主要部分，如結(jié)合上文公知的閥桿所描述的。因此，示例性閥桿并不需要另外的后加工處理來(lái)將閥桿矯直。另外，由于示例性閥桿的錐形區(qū)段是漸變的(例如，不太陡峭)，因此錐度并不形成會(huì)以其它方式在桿中形成薄弱區(qū)域的臺(tái)肩。
[0038]本文中還公開(kāi)示例性鉚接工具，其可用于鉚接閥桿(例如，示例性錐形閥桿)的端部，以防止螺母相對(duì)于桿而旋轉(zhuǎn)并且非故意地被去除或以其它方式松動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，本文中公開(kāi)的示例性鉚接工具包含一個(gè)或多個(gè)鉚接叉齒、耳部或壁和用于接納緊固件(例如，螺栓)的通道。一個(gè)示例性鉚接工具將經(jīng)由螺栓緊固到桿的端部。當(dāng)鉚接工具擰緊到桿的端部中時(shí)，鉚接耳部使桿的端部上的壁或輪緣在螺母上徑向向外變形。示例性鉚接工具并不需要通常導(dǎo)致不對(duì)準(zhǔn)的錘打或沖擊操作，如上所描述的。相反，示例性鉚接工具在與閥桿的縱軸對(duì)準(zhǔn)的方向上耦合到閥桿的端部并擰緊到閥桿的端部上。在擰緊鉚接工具時(shí)產(chǎn)生的力沿閥桿的縱軸集中在閥桿的端部附近，并且因此并不影響閥桿與閥塞之間的對(duì)準(zhǔn)。
[0039]圖4中示出了具有示例性閥桿402和示例性閥塞404的示例性閥組件400(例如，閉合構(gòu)件、閥構(gòu)件、控制構(gòu)件)的橫截面視圖。示例性閥組件400可用于具有閥籠引導(dǎo)型非波狀外形的(non-contoured)塞內(nèi)件套的任何閥(例如，滑桿閥)中，諸如，舉例來(lái)說(shuō)，圖1中的滑桿閥100。在所示出的示例中，桿402具有上端部406和與上端部406相對(duì)的下端部408。上端部406將耦合到致動(dòng)器或致動(dòng)器的桿，并且下端部408將耦合到塞404。例如，上端部406可耦合到圖1中示出的經(jīng)致動(dòng)的滑桿閥100的致動(dòng)器桿114。在圖4中所示出的示例中，桿402具有第一部分或區(qū)段410、第二部分或區(qū)段412以及第三部分或區(qū)段414。第一區(qū)段410具有用Dl表示的第一直徑或?qū)挾?例如，橫截面)，并且第二區(qū)段412具有用小于第一直徑Dl的D2表示的第二直徑或?qū)挾?。相?yīng)的第一區(qū)段410和第二區(qū)段412的第一直徑Dl和第二直徑D2實(shí)質(zhì)上恒定。換句話說(shuō)，第一區(qū)段410具有等于第一直徑Dl的實(shí)質(zhì)上恒定的直徑，并且第二區(qū)段412具有等于第二直徑D2的實(shí)質(zhì)上恒定的直徑。第三區(qū)段414位于第一區(qū)段410與第二區(qū)段412之間并且逐漸變細(xì)(例如，具有減小的直徑或?qū)挾?。換句話說(shuō)，第三區(qū)段414具有從第一區(qū)段410處的第一直徑Dl減小到第二區(qū)段412處的第二直徑D2的直徑或?qū)挾取ｅF度的角度表示為角度Θ1，其代表第三區(qū)段414的外表面相對(duì)于第一區(qū)段410和第二區(qū)段412的外表面和/或桿402的縱軸415的角度。在所示出的示例中，角度Θ1沿第三區(qū)段414實(shí)質(zhì)上是線性的或恒定的。然而，在其它示例中，錐度可以是非線性角度(例如，遍及第三區(qū)段414的長(zhǎng)度以不同速率變化的錐度)。桿402的第一區(qū)段410可以是任何長(zhǎng)度。在所示出的示例中，桿402的第二區(qū)段412比桿402的第三區(qū)段414長(zhǎng)。然而，在其它示例中，桿412的第三區(qū)段414可以比桿402的第二區(qū)段412長(zhǎng)。
[0040]在所示出的示例中，塞404具有第一表面或側(cè)416(例如，頂側(cè))以及與第一側(cè)416相對(duì)的第二表面或側(cè)418。為接納桿402，塞404具有形成于第一側(cè)416中的第一開(kāi)口 422與第二偵料18中的第二開(kāi)口424之間的中心通道420(例如，開(kāi)口、通孔、孔隙、膛孔等)。在所示出的示例中，第一開(kāi)口 422具有被表示為D3的第三直徑或?qū)挾?，并且第二開(kāi)口 424具有被表示為D4的第四直徑或?qū)挾龋珼4小于第三直徑D3。通道420具有第一部分或區(qū)段426以及第二部分或區(qū)段428。在所示出的示例中，通道420的第一區(qū)段426逐漸變細(xì)，并且通道420的第二區(qū)段428具有實(shí)質(zhì)上恒定的直徑。通道420的第一區(qū)段426從第一開(kāi)口 422處的第三直徑D3到第二區(qū)段428處的第四直徑D4逐漸變細(xì)。錐度的角度表示為Θ2，其表示通道420的第一區(qū)段426的內(nèi)表面相對(duì)于通道的第二區(qū)段428的內(nèi)表面和/或塞404的縱軸429的角度。在所示出的示例中，桿402的第三區(qū)段414的角度Θ1與通道420的第一區(qū)段426的角度Θ2實(shí)質(zhì)上相等。通道420的第二區(qū)段428具有等于第四直徑D4的實(shí)質(zhì)上恒定的直徑。圖5中示出了示例性的塞404的頂視圖，其中在第三直徑D3與第四直徑D4之間可以看到通道420的第一區(qū)段426的錐度。在所示出的示例中，第二開(kāi)口424的第四直徑D4實(shí)質(zhì)上等于或大于桿402的第二區(qū)段412的第二直徑D2。因此，當(dāng)桿402插入到通道420中時(shí)，桿402的第三區(qū)段414接合或接觸通道420的第一區(qū)段426，并且桿402的第二區(qū)段412延伸通過(guò)通道420的第二區(qū)段428并超出閥塞404的第二側(cè)418。閥桿402的第三區(qū)段414可具有與通道420的第一區(qū)段426相同的長(zhǎng)度、比通道420的第一區(qū)段426短或者比通道420的第一區(qū)段426長(zhǎng)。在所示出的示例中，通道420的第一區(qū)段426比通道420的第二區(qū)段428長(zhǎng)。然而，在其它示例中，第二區(qū)段428可具有與開(kāi)口420的第一區(qū)段426相同的長(zhǎng)度或比開(kāi)口 420的第一區(qū)段426長(zhǎng)。
[0041]在所示出的示例中，實(shí)質(zhì)上相等的角度Θ1、Θ2可以是小于約7°的任何角度，其在桿402的第三區(qū)段414的外表面與通道420的第一區(qū)段426的內(nèi)表面之間產(chǎn)生摩擦力，該摩擦力抵抗桿402從通道420的縮回。換句話說(shuō)，桿402和塞404形成自鎖連接或接頭。例如，角度Θ1、Θ2可為約1.5°。在所示出的示例中，桿402的第三區(qū)段414以及通道420的第一區(qū)段426的長(zhǎng)度為約1.75英寸。在這樣的示例中，第二直徑D2比第一直徑Dl小大約0.125英寸(例如，八分之一(1/8)英寸)，并且第四直徑D4也比第三直徑D3小大約0.125英寸。例如，如果第一直徑Dl為1.0英寸，則第二直徑D2為約0.875英寸。當(dāng)桿402插入到通道420中時(shí)，在桿402的第三區(qū)段414與通道420的第一區(qū)段426之間存在相對(duì)大的表面接觸面積。該相對(duì)大的接觸面積不僅減小或防止桿402從通道420中移除的能力，而且大接觸面積還有助于在塞404的通道420內(nèi)同軸地對(duì)準(zhǔn)桿402。
[0042]在其它示例中，可以實(shí)現(xiàn)提供防止桿402從通道420中移除的類(lèi)似摩擦力的其它類(lèi)型的錐度(例如，自鎖錐度)。例如，所述錐度可以是莫氏錐度(Morse taper)、賈克布錐度(Jacobs taper)、賈諾維度(Jarno taper)或布朗 & 夏普維度(Brown&Sharp taper)。這些類(lèi)型中的每一個(gè)類(lèi)型都基于較小末端的直徑、較大末端的直徑和/或這兩個(gè)末端之間的軸向距離來(lái)指定錐度(例如，以英寸/英尺為單位)。因此，在其它示例中，錐度Θ1，Θ2、直徑Dl，D2，03，04和/或錐形區(qū)段416，426的長(zhǎng)度可以不同。換句話說(shuō)，錐度的角度01，02、直徑01，02，D3，D4和/或錐形區(qū)段414,416的長(zhǎng)度中的任一者都可依賴(lài)于這些參數(shù)中的任何一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的期望值。
[0043]在所示出的示例中，桿402的第三區(qū)段414從第一區(qū)段410的第一直徑Dl減小到第二區(qū)段的第二直徑D2。然而，在其它示例中，第一區(qū)段410和第二區(qū)段412的直徑可以與第三區(qū)段414的頂部和/或底部(S卩，錐形體(taper)開(kāi)始和/或停止位置處)的直徑不同。例如，可以在第三區(qū)段414與第二區(qū)段412之間提供臺(tái)肩或邊緣，以使得第三區(qū)段414的直徑減小到與第二區(qū)段412的直徑不同的直徑。同樣，對(duì)于塞404，第一開(kāi)口 422和/或第二開(kāi)口 424的直徑可不同于通道420的第一區(qū)段426的錐形體開(kāi)始和/或停止位置處的直徑。例如，可以在第一開(kāi)口 422與通道420的呈錐形的第一部分426的開(kāi)始位置之間提供臺(tái)肩或邊緣，以使得通道420的第一區(qū)段426的直徑與第一開(kāi)口 422的直徑不同。
[0044]為了進(jìn)一步將桿402耦合到塞404，桿402的第二區(qū)段412包括螺紋段430，并且緊固機(jī)構(gòu)可附接到延伸超出塞404的第二側(cè)418的螺紋段430。在所示出的示例中，緊固機(jī)構(gòu)被實(shí)現(xiàn)為螺紋螺母432(例如，固定螺母、拉緊螺母)。圖6中示出了示例性的閥桿402的側(cè)視圖，其中可見(jiàn)第一區(qū)段410、第二區(qū)段412、第三區(qū)段414、螺紋段430以及輪緣或壁434。在某些示例中，為進(jìn)一步將螺母432固定或緊固到桿402的末端408，桿402的末端408可經(jīng)由鉚接而變形，這防止螺母432相對(duì)于桿402旋轉(zhuǎn)(例如，在使螺母432從桿402松開(kāi)的方向上)。本文中進(jìn)一步詳細(xì)公開(kāi)了用于鉚接桿的末端的示例性的鉚接工具。在圖4中的所示出的示例中，輪緣434(例如，壁、唇部)在平行于桿402的縱軸415的方向上從桿402的末端408延伸。壁434形成腔438。在螺母432附接到桿402的第二區(qū)段412之后，壁434的一個(gè)或多個(gè)部分或者整個(gè)壁434可向外變形以防止螺母432從桿402移除(例如，旋下)。在所示出的示例中，壁434從桿402的末端408延伸約0.25英寸并具有約0.65英寸的內(nèi)徑。然而，在其它示例中，壁434可從桿402的末端408延伸其它距離?？赏ㄟ^(guò)將埋頭孔鉆孔到桿坯料的末端中來(lái)形成腔438和壁434。此外，為將鉚接工具耦合到桿402(如本文中進(jìn)一步詳細(xì)討論的)，孔440沿桿402的縱軸415延伸到桿402的末端408中?？?40具有螺紋442，其可用于將鉚接工具耦合到桿402的末端408 ο在所示出的示例中，孔440具有約0.3125英寸的直徑。然而，在其它示例中，孔440可具有另一直徑。
[0045]如本文中所描述的，示例性的桿402和示例性的塞404是自鎖的，這簡(jiǎn)化了閥組件400的組裝。例如，在某些實(shí)例中，桿402和塞404在垂直方向上被安裝在閥體中。例如，桿402可首先在垂直方向上插入通過(guò)閥體的閥蓋。隨后，塞404在桿408的末端408下方對(duì)準(zhǔn)，并且可向上移動(dòng)以將桿402插入到通道420中。一旦桿和塞402,404被推壓在一起，由桿402的第三區(qū)段414與通道420的第一區(qū)段426之間的接觸產(chǎn)生的摩擦力便防止桿402從通道420中移除。可以用手將桿402和塞404推動(dòng)在一起以產(chǎn)生足夠的摩擦來(lái)防止塞404從桿402落下。操作者隨后可以將螺母432旋擰到桿430的螺紋區(qū)段430上。因此，可以組裝示例性的閥塞和閥桿402，404，而無(wú)須使用虎鉗或其它支撐結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)例中，可在一個(gè)工作站處執(zhí)行閥的整個(gè)組裝。
[0046]如圖4和圖5中示出的，塞404是具有平衡通路444a、444b、444c、444d的平衡塞。平衡通路444a、444b、444c、444d在塞404的第一側(cè)416與第二側(cè)418之間實(shí)現(xiàn)流體連通。在其它示例中，塞404可具有更多或更少平衡通路。在其它示例中，塞404可不具有平衡通路。在所示出的示例中，塞404具有壁446，該壁446從第二側(cè)418延伸以形成腔448。壁446的邊緣形成支撐表面450。在其它示例中，塞404可以是另一種類(lèi)型的閉合構(gòu)件(例如，閥盤(pán))或者用于改變流體通過(guò)閥的流動(dòng)的任何其它結(jié)構(gòu)。塞404可由鋼、鋁、或任何其它一種或多種適當(dāng)?shù)牟牧现瞥桑⑶铱山?jīng)由機(jī)加工、注入模塑、或任何其它一種或多種適當(dāng)?shù)墓に噥?lái)形成。
[0047]圖7示出了處于已組裝狀態(tài)的閥組件400的示例性的桿402和示例性的塞404。在所示出的示例中，桿402的第三區(qū)段414與通道420的第一區(qū)段426接合。這兩個(gè)表面之間的、由自鎖錐度產(chǎn)生的摩擦提供了防止桿402從塞404的開(kāi)口 420中移除的保持力。桿402的第二區(qū)段412設(shè)置在開(kāi)口420的第二區(qū)段428中，并且延伸通過(guò)第二開(kāi)口424并超出塞404的第二側(cè)418。當(dāng)螺母432旋合到桿402的螺紋段430上時(shí)，螺母432將桿402進(jìn)一步拉到通道420中，并且因此，增加桿402的第三區(qū)段414與通道420的第一區(qū)段426之間的摩擦力。
[0048]此外，當(dāng)將螺母432扭轉(zhuǎn)或擰緊到桿402上時(shí)，螺母432的拉力通過(guò)第二區(qū)段412和第三區(qū)段414在桿402中產(chǎn)生軸向拉伸，并且還壓縮桿402的第三區(qū)段414的外徑。該軸向拉伸使桿402的第二區(qū)段412伸展并使得桿402充當(dāng)彈簧，由此生成了在桿和塞402,404之間引起較好的徑向和垂直對(duì)準(zhǔn)的耐振動(dòng)和/或耐疲勞接頭。另外，該軸向拉伸實(shí)質(zhì)上減少和/或防止桿402與塞404之間的移動(dòng)，并且因此，實(shí)質(zhì)上減少和/或防止部件因熱變化和/或振動(dòng)而變得松動(dòng)。換句話說(shuō)，桿402保持在通道404內(nèi)對(duì)準(zhǔn)，并且如與圖1-圖3中所示出的公知閥桿和閥塞的連接相比，實(shí)質(zhì)上減少或消除了磨損量和/或松動(dòng)量。因此，桿402在更嚴(yán)茍1應(yīng)用中(例如，在具有較高溫度和/或振動(dòng)的環(huán)境中)抵抗疲勞和磨損。此外，每當(dāng)閥塞404按壓到座環(huán)(例如，圖1中的閥座126)中，桿402便進(jìn)一步被推動(dòng)到通道420中，并且因此，閥桿402與閥塞404之間的連接被擰緊，并且閥桿402重新對(duì)準(zhǔn)(例如，復(fù)位)。該接頭上的此軸向壓縮擰緊了該接頭。
[0049]在圖7中的所示出的示例中，壁434已在螺母432的末端上向外變形以防止螺母432(例如，因振動(dòng)、疲勞和/或溫度改變)從桿402中移除。換句話說(shuō)，使壁434變形或?qū)ζ溥M(jìn)行鉚接以防止螺母32相對(duì)于桿402旋轉(zhuǎn)。在其它示例中，螺母432可通過(guò)其它緊固技術(shù)(例如點(diǎn)焊)來(lái)耦合到桿402。圖8示出了插入到塞404中的桿402的側(cè)視圖。在圖8中已移除了塞404的壁446 (圖4)以示出經(jīng)暴露的螺母432。在圖8中的所示出的示例中，桿402的壁434還尚未變形。
[0050]在所示出的示例中，桿402經(jīng)由螺母432耦合到塞404。然而，在其它示例中，桿402可使用其它技術(shù)耦合到塞404。例如，采用美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)(NACE)特有的應(yīng)用，桿40 2的末端408可點(diǎn)固焊到塞404。在其它示例中，可使用鉚接工具(例如，諸如本文中所公開(kāi)的示例性的鉚接工具)來(lái)拉緊桿402并將桿402的末端408鉚接到塞404的第二側(cè)418。
[0051 ]圖9中示出用于鉚接桿的末端(例如，桿402的末端408)的示例性的鉚接工具900。圖10中示出了示例性的鉚接工具900的橫截面視圖。鉚接工具900具有本體902，本體902具有第一表面或側(cè)904(例如，頂部側(cè))、以及與第一側(cè)904相對(duì)的第二表面或側(cè)906(例如，底部側(cè))、以及第三表面或側(cè)908(例如，橫向側(cè))。在所示出的示例中，鉚接工具900還具有位于第三側(cè)908與第二側(cè)906之間的斜表面或側(cè)910。然而，在其它示例中，可能不包括斜的側(cè)表面910(例如，第三側(cè)908可延伸到第二側(cè)906)。
[0052]為使桿的末端和/或壁變形，鉚接工具900包括一個(gè)或多個(gè)鉚接耳部。該鉚接耳部可以被實(shí)現(xiàn)為壁、葉片、叉齒、楔形物、鉚接件和/或能夠鉚接壁或輪緣的任何其它一種或多種結(jié)構(gòu)。在所示出的示例中，鉚接工具900具有三個(gè)鉚接耳部:第一耳部912a、第二耳部912b以及第三耳部912c(參見(jiàn)圖11)。耳部912a、912b、912c設(shè)置在第一側(cè)904上并從第一側(cè)904向外延伸。三個(gè)耳部912a、912b、912c在平行于本體902的縱軸916的方向上在第一側(cè)904與從第一側(cè)904突出的延伸部914之間延伸(例如，耦合到第一側(cè)904以及從第一側(cè)904突出的延伸部914)。延伸部914具有外表面918和末端表面920。在所示出的示例中，延伸部914在外表面918處的直徑或?qū)挾刃∮诒倔w902在第三表面908處的直徑或?qū)挾取?br>[0053]為使得鉚接工具900能夠緊固到桿的末端上，鉚接工具900具有用于容納緊固件(例如螺栓(例如，如本文中進(jìn)一步詳細(xì)描述的圖11中的螺栓1100))的通道922 (例如，開(kāi)口、通孔、孔隙、膛孔等)。如圖10中更清楚示出的，通道922沿縱軸916延伸通過(guò)本體902和延伸部914。通道922具有第一部分或區(qū)段924以及第二部分或區(qū)段926。通道922的第一區(qū)段924位于本體902內(nèi)，并且通道922的第二區(qū)段926延伸通過(guò)延伸部914并進(jìn)入到本體902中。第一區(qū)段924具有用Dl表示的第一直徑，并且第二區(qū)段926具有用D2表示的第二直徑，D2小于第一直徑Dl。然而，在其它示例中，這兩個(gè)直徑可以不同或相同。具有頭部和螺紋軸的螺栓可插入到通道922中，以使得該頭部設(shè)置于通道922的第一區(qū)段924中，并且螺紋軸延伸通過(guò)通道922的第二區(qū)段926并伸出延伸部914的頂部表面920。在所示出的示例中，第二區(qū)段926比第一區(qū)段924長(zhǎng)。然而，在其它示例中，第一區(qū)段924可以比第二區(qū)段926長(zhǎng)。
[0054]在所示出的示例中，通道922還具有位于第一區(qū)段924與第二區(qū)段926之間的第三部分或區(qū)段928。通道922的第三區(qū)段928具有用D3表示的第三直徑，D3大于相應(yīng)的第一區(qū)段924和第二區(qū)段926的第一直徑Dl和第二直徑D2。在第二區(qū)段926與第三區(qū)段928之間限定表面930，當(dāng)將鉚接工具900擰緊到桿上時(shí)，螺栓的頭部在表面930處接合。在許多實(shí)例中，鉚接工具900可用于從桿的底部或者在桿的下方鉚接桿。鉚接工具900將被緊固到桿的底部中并被擰緊到桿上，以使桿的末端和/或壁變形。為防止螺栓在操作者正朝向桿的底部移動(dòng)鉚接工具900時(shí)從通道922中落出，在通道922內(nèi)表面中形成凹槽932，該凹槽932保持住卡環(huán)934?？ōh(huán)934具有小于螺栓頭部的外側(cè)直徑的內(nèi)側(cè)直徑。卡環(huán)934可例如由塑料或橡膠制成。
[0055]圖11示出延伸通過(guò)塞404的通道420的桿402的端部408的放大橫截面視圖。螺母432已以可擰入方式耦合到桿402的螺紋段430。在所示出的示例中，螺栓1100設(shè)置在鉚接工具900的通道922內(nèi)。螺栓1100具有頭部1102和螺紋軸1104。為將壁434鉚接在桿402上或使壁434變形，螺栓的螺紋軸1104旋擰或擰入到孔440中。當(dāng)螺栓1100擰緊時(shí)，鉚接工具900的延伸部914移動(dòng)到腔438中。最終，當(dāng)螺栓1100進(jìn)一步擰緊或扭轉(zhuǎn)時(shí)，耳部912&、91213、912(3接合壁434并使壁434向外變形(例如，如圖7中所示)。在所示出示例中，螺栓1100實(shí)施為內(nèi)六角螺釘，其在頭部1102中包括開(kāi)口 1106以接納工具(例如，六角扳手或艾倫內(nèi)六角扳手)。開(kāi)口 1106比卡環(huán)934中的開(kāi)口具有更小的直徑，其使得所述工具能夠在不去除卡環(huán)934的情況下插入到螺栓1100的頭部1102中。因此，螺栓1100可保持設(shè)置在鉚接工具900內(nèi)。在其它示例中，開(kāi)口 1106可以不同方式(例如，星形圖案、狹槽等)成形以接納任何其它工具或鉆頭(例如，星形鉆頭、標(biāo)準(zhǔn)或一字螺絲刀等)。在其它示例中，螺栓1100可實(shí)施為另一種類(lèi)型的緊固裝置，例如法蘭螺栓(例如，墊圈圓頭螺栓)、平頭螺帽等。
[0056]圖12示出在壁434已變形后的桿402的底視圖。由于鉚接工具900使用桿402的端部408作為用于執(zhí)行鉚接操作的反應(yīng)負(fù)載，因此無(wú)額外負(fù)載或沖擊施加到桿402，并且因此，無(wú)額外負(fù)載或沖擊施加到閥桿402與塞404之間的連接。因此，閥桿402和塞404不會(huì)松動(dòng)或被敲擊而脫離對(duì)準(zhǔn)，如使用公知的鉚接和焊接技術(shù)經(jīng)常遇到的。
[0057]在所示出的示例中，鉚接工具900具有三個(gè)鉚接耳部。然而，鉚接工具900可具有可具有不同形狀(例如，輪廓)并且可不同地被隔開(kāi)的更多或更少的耳部。圖13示出具有不同數(shù)目個(gè)耳部的替代鉚接工具。兩耳鉚接工具1300具有以相等徑向距離彼此隔開(kāi)(例如，在彼此相反的側(cè)上)的兩個(gè)耳部，并且四耳鉚接工具1302具有以相等徑向距離彼此隔開(kāi)的四個(gè)耳部。在其它示例中，彎曲或成角度的圓周壁可提供于延伸部914與頂部表面904之間，以使得當(dāng)使用鉚接工具時(shí)，整個(gè)壁434向外變形。
[0058]圖14示出代表用于鉚接桿的端部的示例性方法1400的示例流程圖，鉚接桿的端部可使用圖9的示例性鉚接工具900來(lái)實(shí)施。結(jié)合圖4的桿402來(lái)描述示例性方法1400。然而，應(yīng)理解，示例性方法900可與具有螺紋孔和可變形的壁的任何桿一起使用。例如，如果螺紋孔形成于桿302的端部中并且形成了從桿302的端部延伸的壁，則方法1400可在圖3中所示的桿302上執(zhí)行。示例性方法1400可由人操作者和/或由機(jī)器來(lái)執(zhí)行。
[0059]在所示出的示例中，方法1400包括將閥桿插入到閥塞中(框1402)。例如，如圖7中示出，桿402可插入到塞404中的通道420中。示例性方法1400包含將閥桿的端部耦合到閥塞的底部(框1404)。在一些示例中，固定螺母或其它緊固機(jī)構(gòu)可擰入或旋擰到閥桿的端部處的螺紋段上。例如，如圖7中示出，螺母432擰入到螺紋段430上并接合塞404的第二側(cè)418(例如，底部側(cè))。示例性方法1400包含將鉚接工具耦合到閥桿的端部上(框1406)。在一些示例中，可使用螺栓或其它螺紋緊固件將鉚接工具耦合到閥桿的端部上。例如，如圖11中示出，螺栓1100可旋擰到桿402的端部408中的孔440中。示例性方法1400包括通過(guò)鉚接閥桿的端部來(lái)使閥桿的端部變形(框1408)。在一些示例中，使閥桿的端部變形包括擰緊或扭轉(zhuǎn)螺栓以將鉚接工具推入到閥桿的端部中。例如，如圖11中示出，螺栓1100可旋擰到桿402的端部408中的孔440中。在擰緊螺栓1100之后，第一、第二和第三鉚接耳部912a、912b、912c在桿402的端部上接合壁434并在螺母432上使壁434向外變形以防止螺母432相對(duì)于桿402而旋轉(zhuǎn)。
[0060]根據(jù)前述內(nèi)容，將意識(shí)到的是，以上公開(kāi)的閥桿和閥塞連接在閥桿與塞之間提供更好的對(duì)準(zhǔn)，其抵抗閥桿和閥塞的移動(dòng)和疲勞，并且因此，確保塞可維持緊密關(guān)閉性能。示例性的塞和桿連接還具有經(jīng)提高的抗振性。在桿中產(chǎn)生的拉伸使得桿和塞連接能夠更好地經(jīng)受振動(dòng)，并且因此，防止松動(dòng)。而且，桿與塞之間的大接觸區(qū)域?qū)崿F(xiàn)更好應(yīng)力分布并防止局部屈服(和因振動(dòng)引起的松動(dòng))。進(jìn)一步，桿與塞之間的較長(zhǎng)接合防止桿在塞的通道內(nèi)的旋轉(zhuǎn)。
[0061]示例性的閥塞和閥桿連接還引起簡(jiǎn)化、較低成本和更高效的制造。示例性的閥桿和閥塞可有利地制造和組裝，而在該連接的較高應(yīng)力區(qū)域中無(wú)應(yīng)力梯級(jí)。例如，通過(guò)采用示例性的自鎖錐度，可使用現(xiàn)有桿尺寸來(lái)制造示例性的桿，而無(wú)須從較大直徑坯料來(lái)機(jī)加工桿，如公知方法中所描述的。此外，示例性的桿并不需要凸肩或頸部，凸肩或頸部通常通過(guò)如下方法形成:從超大尺寸的條(bar)開(kāi)始，并且隨后去除材料以使桿的部分具有標(biāo)準(zhǔn)直徑，該桿的部分在機(jī)加工后隨后需要矯直。相反，示例性的桿可由標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)研磨和拋光的桿坯料制成，而無(wú)需任何矯直過(guò)程。
[0062]另外，桿的錐形區(qū)段和塞的中心通道形成簡(jiǎn)化閥桿和閥塞的組裝的自鎖連接。錐度的摩擦足以在將螺母緊固到桿的同時(shí)將塞固定在桿上。這允許對(duì)桿連接上的扭矩和負(fù)載的更多控制并在試圖抒緊連接時(shí)消除桿的卷起(wind-up)。此外，示例性的閥桿和閥塞連接可在無(wú)額外機(jī)加工的情況下達(dá)到小于0.002英寸TIR。
[0063]還將意識(shí)到的是，可使用以上公開(kāi)的鉚接工具來(lái)使桿的端部變形以防止螺母相對(duì)于螺母而旋轉(zhuǎn)(例如，松動(dòng))。另外，可使用示例性的鉚接工具來(lái)使桿的端部變形，而不損害桿在塞內(nèi)的對(duì)準(zhǔn)。此外，與需要另外的鉆孔和銷(xiāo)的公知的鉚接方法不同，無(wú)需將示例性的桿和塞連接帶到另一個(gè)工作站(例如，其具有鉆床來(lái)鉆穿過(guò)塞和桿的孔并隨后敲擊進(jìn)固定銷(xiāo)中)。相反，鉚接可在與塞安裝在桿上相同的工作站處來(lái)執(zhí)行。
[0064]雖然本文中已公開(kāi)某些示例性方法、設(shè)備及制品，但此專(zhuān)利的涵蓋范圍并不限于此。相反，本發(fā)明涵蓋在相當(dāng)程度上落在此專(zhuān)利的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有方法、設(shè)備及制品O
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種設(shè)備，包括: 闊塞，包括: 第一側(cè)； 第二側(cè)，所述第二側(cè)與所述第一側(cè)相對(duì)；以及 孔，所述孔從所述第一側(cè)延伸到所述第二側(cè)，所述孔的第一部分從第一直徑逐漸變細(xì)到小于所述第一直徑的第二直徑；以及 閥桿，所述閥桿設(shè)置在所述閥塞的所述孔內(nèi)，所述閥桿包括: 第一區(qū)段； 第二區(qū)段；以及 第三區(qū)段，所述第三區(qū)段位于所述第一區(qū)段與所述第二區(qū)段之間，所述第三區(qū)段從第三直徑逐漸變細(xì)到小于所述第三直徑的第四直徑，所述閥桿的所述第三區(qū)段與所述孔的所述第一部分接合，所述閥塞的所述第一部分的錐度和所述閥桿的所述第三區(qū)段的錐度產(chǎn)生抵抗所述閥桿移動(dòng)離開(kāi)所述孔的摩擦力。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述孔的第二部分具有等于所述第二直徑的實(shí)質(zhì)上恒定的直徑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述第一部分的第一長(zhǎng)度大于所述第二部分的第二長(zhǎng)度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第一區(qū)段具有等于所述第三直徑的實(shí)質(zhì)上恒定的直徑，并且所述第二區(qū)段具有等于所述第四直徑的實(shí)質(zhì)上恒定的直徑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述孔的所述第一部分和所述閥桿的所述第三區(qū)段以實(shí)質(zhì)上相同的角度逐漸變細(xì)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第一部分的所述錐度和所述第三區(qū)段的所述錐度實(shí)質(zhì)上是線性的。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第一部分的所述錐度和所述閥桿的所述第三區(qū)段的所述錐度為約1.5度(°)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述閥桿的所述第二區(qū)段是帶螺紋的，并且所述閥桿的所述第二區(qū)段從所述閥塞的所述第二側(cè)向外延伸，所述設(shè)備還包括耦合到所述第二區(qū)段的螺紋螺母。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述閥桿還包括從所述閥桿的端部延伸的輪緣，所述輪緣在所述螺紋螺母的端部上徑向向外變形以防止所述螺母相對(duì)于所述閥桿而旋轉(zhuǎn)。10.—種設(shè)備，包括: 塞，所述塞設(shè)置在閥體中以控制從其通過(guò)的流體流動(dòng)，所述塞具有第一側(cè)、與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)和在所述第一側(cè)與所述第二側(cè)之間延伸的通道，所述通道在所述第一側(cè)處具有第一直徑并且在所述第二側(cè)處具有第二直徑，所述第二直徑小于所述第一直徑，所述通道的第一部分在所述第一直徑與所述第二直徑之間以約1.5°逐漸變細(xì)；以及 桿，所述桿插入到所述塞的所述通道中，所述桿具有第一區(qū)段、位于所述桿的端部處或附近的第二區(qū)段和位于所述第一區(qū)段與所述第二區(qū)段之間的第三區(qū)段，所述第一區(qū)段具有第三直徑，所述第二區(qū)段具有小于所述第三直徑的第四直徑，并且所述第三區(qū)段在所述第三直徑與所述第四直徑之間以約1.5°逐漸變細(xì)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述通道的第二部分具有等于所述第二直徑的實(shí)質(zhì)上恒定的直徑。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述通道的所述第一部分長(zhǎng)于所述通道的所述第二部分。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述第二區(qū)段的至少一部分是帶螺紋的，并且當(dāng)將所述桿從所述第一側(cè)插入到所述塞中時(shí)，所述第二區(qū)段的帶螺紋的至少一部分延伸超出所述塞的所述第二側(cè)。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述桿包括在與所述桿的縱軸實(shí)質(zhì)上平行的方向上從所述桿的所述端部向外延伸的輪緣。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述桿包括在與所述縱軸對(duì)準(zhǔn)的方向上延伸到所述桿的所述端部中的螺紋孔。16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述桿的所述第一區(qū)段具有實(shí)質(zhì)上恒定的直徑，所述第一區(qū)段耦合到閥的致動(dòng)器。17.一種方法，包括: 將閥桿插入到閥塞中的中心開(kāi)口中，所述中心開(kāi)口在所述閥塞的第一側(cè)與第二側(cè)之間延伸，所述中心開(kāi)口的部分從第一直徑逐漸變細(xì)到小于所述第一直徑的第二直徑，所述閥桿具有第一區(qū)段、位于所述閥桿的端部處或附近的第二區(qū)段和位于所述第一區(qū)段與所述第二區(qū)段之間的第三區(qū)段，所述第三區(qū)段從第三直徑逐漸變細(xì)到小于所述第三直徑的第四直徑，并且當(dāng)將所述閥桿插入到所述中心開(kāi)口中時(shí)，所述閥桿的所述第三區(qū)段接合所述中心開(kāi)口的逐漸變細(xì)的所述部分并產(chǎn)生抵抗所述閥桿移動(dòng)離開(kāi)所述中心開(kāi)口的摩擦力；以及 將所述閥桿耦合到所述閥塞。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述閥桿的所述第二區(qū)段是帶螺紋的，并且其中，將所述閥桿耦合到所述閥塞包括將螺紋螺母附接到所述第二區(qū)段。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括扭轉(zhuǎn)所述螺紋螺母以拉緊所述閥桿的所述第二區(qū)段。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括將所述閥桿的所述端部鉚接在所述螺紋螺母上以防止所述螺紋螺母相對(duì)于所述閥桿而旋轉(zhuǎn)。21.—種鉚接工具，包括: 本體，所述本體具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)； 延伸部，所述延伸部從所述本體的所述第二側(cè)向外突出，所述延伸部具有比所述本體更小的直徑，所述延伸部具有端部表面； 一個(gè)或多個(gè)鉚接耳部，所述一個(gè)或多個(gè)鉚接耳部從所述本體的所述第二側(cè)向外延伸；以及 通道，所述通道沿所述鉚接工具的縱軸延伸通過(guò)所述本體和所述延伸部，所述通道包含具有第一直徑的第一區(qū)段和具有小于所述第一直徑的第二直徑的第二區(qū)段。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的鉚接工具，其中，所述一個(gè)或多個(gè)鉚接耳部耦合在所述本體的所述第二側(cè)與所述延伸部的外表面之間。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的鉚接工具，其中，所述一個(gè)或多個(gè)鉚接耳部圍繞所述延伸部以相等徑向距離彼此隔開(kāi)。24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的鉚接工具，還包括位于所述通道的所述第一區(qū)段中的環(huán)形槽。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的鉚接工具，還包括設(shè)置在所述環(huán)形槽內(nèi)的卡環(huán)，當(dāng)螺栓設(shè)置在所述通道內(nèi)時(shí)，所述卡環(huán)接合所述螺栓的頭部。26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的鉚接工具，其中，所述通道還包括位于所述第一區(qū)段與所述第二區(qū)段之間的第三區(qū)段，所述第三區(qū)段具有大于所述第二直徑的第三直徑。27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的鉚接工具，其中，所述通道的所述第二區(qū)段長(zhǎng)于所述通道的所述第一區(qū)段。28.一種方法，包括: 將閥桿插入到閥塞中，所述閥桿的端部從所述閥塞的底部向外延伸，所述閥桿的外表面是帶螺紋的，所述閥桿具有沿所述閥桿的縱軸延伸到所述閥桿的所述端部中的螺紋孔和從所述閥桿的所述端部向外延伸的圓形輪緣； 將螺母擰入到所述閥桿的所述外表面上； 在所述閥桿的所述縱軸的方向上將鉚接工具耦合到所述閥桿的所述端部上，所述鉚接工具具有接合所述閥桿的所述端部上的所述圓形輪緣的一個(gè)或多個(gè)鉚接耳部；以及 在一個(gè)或多個(gè)區(qū)域中經(jīng)由所述一個(gè)或多個(gè)鉚接耳部使所述圓形輪緣徑向向外變形以防止所述螺母相對(duì)于所述閥桿而旋轉(zhuǎn)。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，將所述鉚接工具耦合到所述閥桿的所述端部上包括將緊固件旋擰到所述閥桿的所述端部中的所述螺紋孔中，所述緊固件部分地設(shè)置在所述鉚接工具中的通道內(nèi)。30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，使所述圓形輪緣變形包括將所述緊固件擰緊到所述閥桿的所述端部上以朝向所述閥桿的所述端部移動(dòng)所述鉚接工具，以使所述一個(gè)或多個(gè)鉚接耳部與所述圓形輪緣接合。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述緊固件的頭部設(shè)置在所述鉚接工具的所述通道內(nèi)。32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述鉚接工具包括本體和從所述本體延伸的圓形延伸部，并且其中，將所述鉚接工具耦合到所述閥桿的所述端部包括將所述延伸部插入到所述圓形輪緣中。33.—種鉚接工具，包括: 本體，所述本體具有第一表面、與所述第一表面相對(duì)的第二表面和位于所述第一表面與所述第二表面之間的第三表面； 孔，所述孔沿所述本體的縱軸延伸通過(guò)所述本體，所述孔在所述第二表面處包含具有第一寬度的第一區(qū)段并且在鄰近所述第一表面處包含具有第二寬度的第二區(qū)段，所述第二寬度小于所述第一寬度，所述孔用于接納螺栓，所述螺栓的頭部設(shè)置在所述孔的所述第一區(qū)段內(nèi)，并且所述螺栓的螺紋軸延伸通過(guò)所述孔的所述第二區(qū)段并超出所述本體的所述第一表面；以及 一個(gè)或多個(gè)鉚接壁，所述一個(gè)或多個(gè)鉚接壁從所述本體的所述第一表面突出。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的鉚接工具，還包括從所述本體的所述第一表面向外突出的延伸部，其中，所述孔的所述第二區(qū)段延伸通過(guò)所述延伸部。35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的鉚接工具，其中，所述延伸部的外部寬度小于所述本體的外部寬度。36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的鉚接工具，其中，所述一個(gè)或多個(gè)鉚接壁中的至少一個(gè)在所述本體的所述第一表面與所述延伸部的外部側(cè)表面之間延伸。37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的鉚接工具，其中，三個(gè)鉚接壁從所述本體的所述第一表面突出并且圍繞所述延伸部以相等徑向距離彼此隔開(kāi)。38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的鉚接工具，其中，所述延伸部比所述一個(gè)或多個(gè)鉚接壁延伸得更遠(yuǎn)。39.根據(jù)權(quán)利要求33所述的鉚接工具，其中，所述本體包括位于所述第三表面與所述第二表面之間的斜表面。40.根據(jù)權(quán)利要求33所述的鉚接工具，還包括位于所述孔的所述第一區(qū)段的內(nèi)表面內(nèi)的環(huán)形槽，所述環(huán)形槽用于接納卡環(huán)以將所述螺栓的所述頭部固定在所述第一區(qū)段內(nèi)。
【文檔編號(hào)】F16K1/48GK105880454SQ201610083013
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年2月6日
【發(fā)明人】P·T·奧爾曼
【申請(qǐng)人】費(fèi)希爾控制產(chǎn)品國(guó)際有限公司