采用螺紋接頭和粘接劑連接陶瓷閥塞頂端和鋼支撐部件的方法
【專利摘要】一種閥塞組件，包括支撐部件，其具有支撐部件主體，所述支撐部件主體具有第一端和第二端。適于收容閥桿的閥桿孔可從第二端軸向向內(nèi)延伸，配合凸起可從第一端軸向向外延伸。閥塞組件還包括閥塞頂端，其具有第一端和第二端，適于接合閥座的閥塞表面鄰近第一端設(shè)置。配合孔可從第二端軸向向內(nèi)延伸，配合凸起可被收容在配合孔中，使得配合凸起的螺紋部分接合配合孔的螺紋部分。此外，粘接劑將配合凸起的螺紋部分粘合至配合孔的螺紋部分。
【專利說明】采用螺紋接頭和粘接劑連接陶瓷閥塞頂端和鋼支撐部件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開大體上涉及閥構(gòu)件，特別是閥塞頂端到支撐部件的連接。
【背景技術(shù)】
[0002]許多閥的應(yīng)用，特別是涉及中溫和低溫環(huán)境下的應(yīng)用，都要求閥塞頂端由抗腐蝕和抗侵蝕的材料來制作。因此，閥塞頂端通常是由陶瓷材料，如碳化鎢來制成。選定的閥塞頂端通常使用釬焊工藝結(jié)合多個(gè)通常溫度超過1300 °?的熱處理耦接到鋼支撐部件。在組件冷卻后，支撐部件被耦接到閥桿。閥桿可操作地耦接到致動(dòng)機(jī)構(gòu)，致動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)閥桿，使得閥塞頂端的密封表面密封接合閥座或脫離閥座。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性方面，閥塞組件包括支撐部件，其包括具有第一端和與第一端相對的第二端的支撐部件主體。支撐部件還具有鄰近支撐部件主體的第一端軸向設(shè)置的第一配合結(jié)構(gòu)，所述第一配合結(jié)構(gòu)具有螺紋部分。支撐部件還具有接近支撐部件主體的第二端設(shè)置的閥桿配合結(jié)構(gòu)，所述閥桿配合結(jié)構(gòu)適于將支撐部件固定到閥桿。支撐部件由金屬材料制成。閥塞組件還包括具有第一端和與第一端相對的第二端的閥塞頂端。所述閥塞頂端還具有鄰近所述第二端軸向設(shè)置的第二配合結(jié)構(gòu)，所述第二配合結(jié)構(gòu)具有螺紋部分。所述閥塞頂端還具有接近所述第一端設(shè)置的閥塞密封表面，所述閥塞密封表面適于密封接合閥座。所述閥塞頂端由陶瓷材料制成。閥塞組件還包括粘接劑。所述支撐部件的第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分與所述閥塞頂端的第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分接合，所述粘接劑粘合第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分的至少一部分和第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分的至少一部分，用以將閥塞頂端固定到支撐部件。
[0004]在本發(fā)明的另一方面中，第一配合結(jié)構(gòu)是從支撐部件主體的第一端向外軸向延伸的配合凸起，螺紋部分被布置在配合凸起的外表面上。此外，第二配合結(jié)構(gòu)是從閥塞頂端的第二端朝向第一端向內(nèi)軸向延伸的配合孔，螺紋部分布置在配合孔的側(cè)表面上。另外，支撐部件的配合凸起被收容于閥塞頂端的配合孔中，從而配合凸起的螺紋部分螺紋接合配合孔的螺紋部分，粘接劑將配合凸起的螺紋部分的至少一部分粘合到配合孔的螺紋部分的至少一部分。
[0005]在本發(fā)明的又一方面中，陶瓷材料是碳化鎢，金屬材料是鋼。在本發(fā)明的另一方面中，粘接劑是環(huán)氧樹脂粘接劑。在本發(fā)明的再一方面中，陶瓷材料被選擇為具有
0.7X10_5/°C和0.4X10_5/°C之間的熱膨脹系數(shù)，金屬材料被選擇為具有1.9X10_5/°C和
1.1X10_5/°C之間的熱膨脹系數(shù)。
`[0006]在本發(fā)明的再一方面中，支撐部件的閥桿配合結(jié)構(gòu)是從支撐部件主體的第二端朝向第一端向內(nèi)軸向延伸的閥桿孔，所述閥桿孔適于收容閥桿的一部分。
[0007]在本發(fā)明的另一方面中，支撐部件的配合凸起具有上表面，所述支撐部件還具有設(shè)置在支撐部件主體的外表面和配合凸起的外表面之間的中間表面。在本發(fā)明的又一方面中，閥塞頂端的配合孔由底部孔表面部分限定，底部閥塞表面靠近閥塞頂端的第二端設(shè)置。在本發(fā)明的再一方面中，閥塞頂端的底部閥塞表面靠近支撐部件的中間表面設(shè)置，閥塞頂端的配合孔的底部孔表面靠近支撐部件的配合凸起的上表面設(shè)置。在本發(fā)明的另一方面中，閥塞頂端的底部閥塞表面接觸支撐部件的中間表面。
[0008]在本發(fā)明的再一方面中，第一配合結(jié)構(gòu)是從所述支撐部件主體的第一端朝向支撐部件主體的第二端軸向向內(nèi)延伸的支撐部件配合孔，螺紋部分設(shè)置在支撐部件配合孔的側(cè)表面上。此外，第二配合結(jié)構(gòu)是從閥塞頂端的底部閥塞表面軸向向外延伸的閥塞凸起，螺紋部分設(shè)置在閥塞凸起的外表面上。閥塞頂端的閥塞凸起被收容到所述支撐部件的支撐部件配合孔中，使得閥塞凸起的螺紋部分螺紋接合支撐部件配合孔的螺紋部分，粘接劑將閥塞凸起的螺紋部分的至少一部分粘合至支撐部件配合孔的螺紋部分的至少一部分。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方面，連接閥塞組件的方法包括提供具有支撐部件主體的金屬支撐部件，所述支撐部件主體具有第一端和與第一端相對的第二端。該方法還包括形成軸向設(shè)置在支撐部件上的第一配合結(jié)構(gòu)，所述第一配合結(jié)構(gòu)被設(shè)置在靠近所述支撐部件主體的第一端，所述第一配合結(jié)構(gòu)具有螺紋部分。閥桿配合結(jié)構(gòu)形成在支撐部件上，所述閥桿配合結(jié)構(gòu)設(shè)置為靠近所述支撐部件主體的第二端，其中，所述閥桿配合結(jié)構(gòu)適于將支撐部件固定到閥桿。該方法還包括提供具有第一端和與第一端相對的第二端的陶瓷閥塞頂端。該方法還包括形成軸向設(shè)置在閥塞頂端上的第二配合結(jié)構(gòu)，所述第二配合結(jié)構(gòu)鄰近所述第二端設(shè)置，所述第二配合結(jié)構(gòu)具有螺紋部分。閥塞密封表面形成在閥塞頂端上，所述閥塞密封表面被設(shè)置為靠近所述第一端，閥塞密封表面適于密封接合閥座。該方法還包括將粘接劑涂敷至第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分和第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分之一上。此外，該方法還包括將第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分螺紋接合至第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分，使得粘接劑接觸第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分的至少一部分和第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分的至少一部分。此外，該方法包括通過將支撐部件、閥塞頂端和粘接劑加熱到不超過400 T的溫度來固化粘接劑。
[0010]在本發(fā)明的另一方面中，第一配合結(jié)構(gòu)是從所述支撐部件主體的第一端軸向向外延伸的配合凸起，螺紋部分被設(shè)置在配合凸起的外表面上。此外，第二配合結(jié)構(gòu)是從閥塞頂端的第二端朝向第一端軸向向內(nèi)延伸的配合孔，螺紋部分設(shè)置在配合孔的側(cè)表面上。另外，支撐部件的配合凸起被收容至閥塞頂端的配合孔中，使得配合凸起的螺紋部分螺紋接合配合孔的螺紋部分，并且粘接劑將配合凸起的螺紋部分的至少一部分粘合至配合孔的螺紋部分的至少一部分。
[0011]在本發(fā)明的又一方面中，陶瓷閥塞頂端由碳化鎢形成，金屬支撐部件由鋼制成。在本發(fā)明的另一方面中，環(huán)氧樹脂粘接劑被涂敷到第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分和第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分之一上。
[0012]在本發(fā)明的另一方面中，第一配合結(jié)構(gòu)是從所述支撐部件主體的第一端朝向支撐部件主體的第二端軸向向內(nèi)延伸的支撐部件配合孔，螺紋部分設(shè)置在支撐部件配合孔的側(cè)表面上。此外，第二配合結(jié)構(gòu)是從閥塞頂端的底部閥塞表面軸向向外延伸的閥塞凸起，螺紋部分設(shè)置在閥塞凸起的外表面上。閥塞頂端的閥塞凸起被收容到支撐部件的支撐部件配合孔中，使得閥塞凸起的螺紋部分螺紋接合支撐部件配合孔的螺紋部分，粘接劑將閥塞凸起的螺紋部分的至少一部分粘合至支撐部件配合孔的螺紋部分的至少一部分。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一示例性方面，流體控制閥包括閥體，所述閥體具有流體入口、流體出口、與流體入口和流體出口流體連通的通道，以及在通道中用于控制流體流動(dòng)的閥座。流體控制閥還包括細(xì)長閥桿，其具有第一端和第二端，所述第一端適于被耦接到閥致動(dòng)器，所述第二端與第一端相對。閥塞組件被耦接到所述閥桿的第二端，閥塞組件包括具有支撐部件主體的支撐部件，所述支撐部件主體具有第一端和與第一端相對的第二端。支撐部件還具有鄰近支撐部件主體的第一端軸向設(shè)置的第一配合結(jié)構(gòu)，第一配合結(jié)構(gòu)具有螺紋部分。支撐部件還具有鄰近所述支撐部件主體的第二端設(shè)置的閥桿配合結(jié)構(gòu)，閥桿的第二端的至少一部分被耦接到閥桿配合結(jié)構(gòu)，用以將支撐部件固定到閥桿。此外，所述支撐部件由金屬材料制成。閥塞組件還包括具有第一端和與第一端相對的第二端的閥塞頂端。閥塞頂端同樣具有鄰近第二端軸向設(shè)置的第二配合結(jié)構(gòu)，第二配合結(jié)構(gòu)具有螺紋部分。閥塞頂端還具有鄰近第一端設(shè)置的閥塞密封表面，閥塞密封表面適于密封接合閥座。此外，閥塞頂端包括陶瓷材料。閥塞組件還包括粘接劑。支撐部件的第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分接合閥塞頂端的第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分，粘接劑將第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分的至少一部分粘合至第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分的至少一部分，用以將閥塞頂端固定到支撐部件。
[0014]在本發(fā)明的另一方面中，第一配合結(jié)構(gòu)是從所述支撐部件主體軸向向外延伸的配合凸起，螺紋部分設(shè)置在配合凸起的外表面上。此外，第二配合結(jié)構(gòu)是從閥塞頂端的第二端朝向第一端軸向向內(nèi)延伸的配合孔，螺紋部分設(shè)置在配合孔的側(cè)表面上。支撐部件的配合凸起被收容到閥塞頂端的配合孔中，使得配合凸起的螺紋部分螺紋接合配合孔的螺紋部分，粘接劑將配合凸起的螺紋部分的至少一部分粘合至配合孔的螺紋部分的至少一部分。
[0015]在本發(fā)明的另一方面中，所述陶瓷材料是碳化鎢，所述金屬材料是鋼。在本發(fā)明的再一方面中，粘接劑是環(huán)氧樹脂粘接劑。
[0016]在本發(fā)明的再一方面中，第一配合結(jié)構(gòu)是從支撐部件的第一端朝向支撐部件的第二端軸向向內(nèi)延伸的支撐部件配合孔，螺紋部分設(shè)置在支撐部件配合孔的側(cè)表面上。第二配合結(jié)構(gòu)是從閥塞頂端的底部閥塞表面軸向向外延伸的閥塞凸起，螺紋部分設(shè)置在閥塞凸起的外表面上。閥塞頂端的閥塞凸起被收容到所述支撐部件的支撐部件配合孔中，使得閥塞凸起的螺紋部分螺紋接合支撐部件配合孔的螺紋部分，粘接劑將閥塞凸起的螺紋部分的至少一部分粘合至支撐部件配合孔的螺紋部分的至少一部分。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是閥塞組件的一實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D；
[0018]圖2是圖1中閥塞組件的分解截面?zhèn)纫晥D；
[0019]圖3是閥塞組件的替換實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D；
[0020]圖4是圖3中閥塞組件的分解截面?zhèn)纫晥D；以及
[0021]圖5是包括閥塞組件的一實(shí)施例的控制閥的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1和圖2所示，閥塞組件10包括支撐部件12，支撐部件12具有支撐部件主體14和第一配合結(jié)構(gòu)15，例如從支撐部件主體14軸向向外延伸的配合凸起16。閥塞頂端18包括第二配合結(jié)構(gòu)19，例如向內(nèi)延伸的配合孔20，其具有螺紋部分22。支撐部件12的配合凸起16被收容到閥塞頂端18的配合孔20中，配合孔20的螺紋部分22螺紋接合配合凸起16的螺紋部分24。粘接劑26將閥塞頂端18的配合孔20的螺紋部分22粘合至配合凸起16的螺紋部分24，從而將閥塞頂端18固定到支撐部件12。
[0023]如上面所解釋并如圖1和圖2中所示，閥塞組件10的支撐部件12包括支撐部件主體14和第一配合結(jié)構(gòu)15，例如從支撐部件主體14軸向向外延伸的配合凸起16。支撐部件主體14可具有細(xì)長圓柱形狀，并具有第一直徑Dl的圓形橫截面。然而，橫截面可以具有任何形狀或形狀的組合，包括橢圓形或多角形。支撐部件主體14具有第一端28和與第一端28相對的第二端30。支撐部件12的縱向軸線32沿支撐部件主體14的長度延伸，并且支撐部件主體14可以關(guān)于縱向軸線32對稱。底部表面34可以鄰近支撐部件主體14的第二端30設(shè)置。底部表面34可以是平坦的，并且可以被定向?yàn)榕c支撐部件12的縱向軸線32正交。中間表面36可以鄰近支撐部件主體14的第一端28設(shè)置。中間表面36可以是平坦的，并且可以被定向?yàn)槠叫杏诘撞勘砻?4。
[0024]再次參照圖1和圖2，支撐部件12可包括閥桿配合結(jié)構(gòu)37，例如從支撐部件主體14的底部表面34朝向第一端28軸向向內(nèi)延伸的閥桿孔38。閥桿孔38可以至少部分地由圓柱形側(cè)表面40和圓錐形表面42來限定。閥桿孔38的尺寸可收容閥桿114的末端(如圖5所示)，閥桿114可以按將在下面描述的方式耦接到閥致動(dòng)器118 (如圖5所示)。一對徑向孔44可形成在支撐部件主體14的相對兩側(cè)上，每個(gè)徑向孔44可從支撐部件主體14的外表面46延伸到閥桿孔38的側(cè)表面40。每個(gè)徑向孔44可適于收容一個(gè)止動(dòng)螺釘(未示出)，所述螺釘將閥桿固定到支撐部件12。然而，其它的耦接機(jī)構(gòu)可被用于替換止動(dòng)螺釘來將閥桿114固定至閥塞組件10的支撐部件主體14。例如，閥桿孔38的側(cè)表面40的一部分可以是螺紋的并可接合閥桿114的螺紋部分。
[0025]取代圖1和圖2示出的閥桿孔38，閥桿配合結(jié)構(gòu)37可包括具有螺紋側(cè)表面的圓柱狀凸起(圖中未示出)。該圓柱狀凸起可遠(yuǎn)離支撐部件12的底表面34軸向延伸。該圓柱狀凸起可適于接合鄰近閥桿的軸向端部(未示出)設(shè)置的具有螺紋側(cè)表面的孔(未示出)。
[0026]仍然參照圖1和圖2，支撐部件12可包括沿支撐部件12的縱向軸線32遠(yuǎn)離支撐部件主體14的第一端28處的中間表面36延伸的配合凸起16。配合凸起16的形狀可以是圓柱形的，并可以具有第二直徑D2的圓形橫截面，其中，配合凸起16的直徑D2小于支撐部件主體14的直徑Dl。外表面48部分地限定配合凸起16，螺紋部分24設(shè)置在外表面48上。上表面50可限定配合凸起16的頂部。上表面50可以是平坦的，并可平行于中間表面36。
[0027]支撐部件12可以由金屬制成，如鋼，包括合金鋼和不銹鋼。這樣的材料一般都具有約1.9X10_5/°C到約1.1X10_5/°C之間的熱膨脹系數(shù)。可替代地，支撐部件12可以由鋁(包括鋁合金)制成，并且可具有約2.3X10_5/°C到約2.1X10_5/°C之間的熱膨脹系數(shù)。支撐部件12可由單件材料加工而成，或者是具有兩個(gè)或更多的組成部件的組件。例如，支撐部件主體14可由第一件材料加工而成，而配合凸起16可由第二件材料加工而成。在這個(gè)例子中，支撐部件主體14可以用本領(lǐng)域中任何常用的方法固定到配合凸起16，如焊接、粘接劑或機(jī)械緊固件。
[0028]再次參照圖1和圖2，閥塞組件10還包括閥塞頂端18。閥塞頂端18具有第一端52和與第一端52相對的第二端54?？v向軸線56沿閥塞頂端18的長度延伸，并且閥塞頂端18可以關(guān)于縱向軸線56對稱。閥塞頂端18可具有大致圓柱狀的形狀，并具有圓形橫截面。然而，橫截面可以具有任何形狀或形狀的組合，包括橢圓形或多角形?？梢脏徑诙?4圍繞閥塞頂端18的圓周設(shè)置凸緣58。底部閥塞表面60可鄰近閥塞頂端18的第二端54設(shè)置，底部表面60可以是平坦的，并可被定向?yàn)榇怪庇诳v向軸線56。
[0029]再次參照圖1和圖2，閥塞頂端18包括第二配合結(jié)構(gòu)19，例如從底部閥塞表面60朝向閥塞頂端18的第一端52沿縱向軸線56向內(nèi)延伸的配合孔20。該配合孔20可至少部分地由圓柱形側(cè)表面62和平坦的底部孔表面64限定。沿閥塞頂端18的縱向軸線56測量的底部閥塞表面60和底部孔表面64之間的距離可大于沿支撐部件12的縱向軸線32測量的支撐部件主體14的中間表面36和配合凸起16的上表面50之間的距離，從而當(dāng)閥塞頂端18被固定至支撐部件12的配合凸起16時(shí)，在配合孔20的底部孔表面64和配合凸起16的上表面50之間可能存在間隙。螺紋部分22可形成在配合孔20的側(cè)表面62上。配合孔20的尺寸適于軸向收容配合凸起16，使得形成在配合凸起16的外表面48上的螺紋部分24接合形成在配合孔20的側(cè)表面22上的螺紋部分22。
[0030]如圖1和圖2所不，閥塞密封表面66可鄰近閥塞頂端18的第一端52設(shè)置。閥塞密封表面可為波狀外形，并可關(guān)于閥塞頂端18的縱向軸線56對稱。但是，閥塞密封表面66可以包括任何形狀或形狀的組合，以允許閥塞密封表面66密封接合閥座。
[0031]閥塞頂端18由陶瓷材料制成，如碳化鎢或本領(lǐng)域中已知的任何其它合適的陶瓷材料。本領(lǐng)域中已知的是，這種陶瓷材料具有比鋼顯著更低的熱膨脹系數(shù)。比如，碳化鎢的熱膨脹系數(shù)范圍通常在約0.7X 10_5/°C到約0.4X 10_5/°C之間。
[0032]當(dāng)需要將閥塞頂端18固定至支撐部件12時(shí)，粘接劑26被施加到支撐部件12的配合凸起16的螺紋部分24?？商娲兀辰觿?6可施加到閥塞頂端18的配合孔20的螺紋部分22，或者同時(shí)施加到配合凸起16的螺紋部分24和配合孔20的螺紋部分22。粘接劑26可以是環(huán)氧樹脂粘接 劑。可替換地，粘接劑26可以是任何其它合適的粘接劑或工業(yè)用膠，例如厭氧型粘接劑、氰基丙烯酸酯粘接劑、增韌丙烯酸樹脂、硅樹脂粘接劑、酚醛樹脂、聚酰亞胺粘接劑、或氨基甲酸乙酯粘接劑等。
[0033]在施加粘接劑26之后，閥塞頂端18的配合孔20可對準(zhǔn)支撐部件12的配合凸起16，使得閥塞頂端18的縱向軸線56與支撐部件12的縱向軸線32共線。然后，配合凸起16可以插入配合孔20，并且閥塞頂端18可以旋轉(zhuǎn)，從而閥塞頂端18的配合孔20的螺紋部分22接合支撐部件12的配合凸起16的螺紋部分24。閥塞頂端18可繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直到閥塞頂端18的底部閥塞表面60直接接觸支撐部件12的中間表面36的至少一部分，在這一點(diǎn)上，粘接劑26接觸配合凸起16的螺紋部分24的至少一部分以及閥塞頂端18的配合孔20的螺紋部分22的至少一部分?？商鎿Q地，中間部件(未示出)，例如墊圈，可以設(shè)置在閥塞頂端18的底部閥塞表面60和支撐部件12的中間表面36之間。然后閥塞頂端18和支撐部件12的組件在約300 °?和400 °F之間(優(yōu)選約350 0F )的固化溫度下加熱足以完全固化粘接劑26的一段時(shí)間。
[0034]圖3和圖4示出了閥塞組件10'的替換實(shí)施例。由于閥塞組件10'的替換實(shí)施例與前面所述的閥塞組件10有許多相同的結(jié)構(gòu)，將僅討論閥塞組件10'的獨(dú)特結(jié)構(gòu)。取代配合孔20，閥塞組件10'的閥塞頂端18'的第二配合結(jié)構(gòu)19包括閥塞凸起70，其沿閥塞頂端18'的縱向軸線56遠(yuǎn)離閥塞頂端18'的第二端54處的底部閥塞表面60延伸。閥塞凸起70具有帶圓形橫截面的圓柱形的形狀。外表面72部分地限定閥塞凸起70，螺紋部分74設(shè)置在外表面72上。頂表面76可限定閥塞凸起70的頂部。頂表面76可以是平坦的，并且可以平行于底部閥塞表面60。為了減少所用的材料的量，閥塞頂端18'可包括圓柱形的內(nèi)孔(未示出)，該內(nèi)孔沿閥塞頂端18'的縱向軸線56從閥塞頂端18'的底部閥塞表面60朝向第一端52向內(nèi)延伸。
[0035]再次參照圖3和圖4，閥塞組件10'還包括支撐部件12'，支撐部件12'可以具有細(xì)長的、帶圓形橫截面的圓柱形形狀。然而，橫截面可以具有任何形狀或形狀的組合，包括橢圓形或多角形。取代配合凸起16，支撐部件12'的第一配合結(jié)構(gòu)15包括適于收容閥塞凸起70的支撐部件配合孔78。因此，支撐部件12'可以具有鄰近支撐部件12'的第一端28的支撐部件頂表面80，支撐部件頂表面80可以是平坦的，并且平行于在支撐部件12'的第二端30處的底表面34。支撐部件配合孔78可沿支撐部件12'的縱向軸線32從支撐部件頂表面80朝向支撐部件12'的第二端30向內(nèi)延伸。
[0036]支撐部件配合孔78可至少部分地由圓柱形側(cè)表面82和平坦的底部孔表面84限定。沿支撐部件12'的縱向軸線32測量的支撐部件頂表面80和底部孔表面84之間的距離可大于沿閥塞頂端18'的縱向軸線56測量的閥塞頂端18'的底部閥塞表面60和閥塞凸起70的頂表面76之間的距離，使得當(dāng)閥塞頂端18'被固定到支撐部件12'時(shí)，在支撐部件配合孔78的底部孔表面84和閥塞凸起70的頂表面76之間可能存在間隙。螺紋部分86可形成在支撐部件配合孔78的側(cè)表面82上。支撐部件配合孔78的尺寸適于軸向收容閥塞凸起70，使得形成在閥塞凸起70的外表面72上的螺紋部分74接合形成在支撐部件配合孔78的側(cè)表面82上的螺紋部分86。
[0037]當(dāng)需要將閥塞頂端18'固定到支撐部件12'時(shí)，粘接劑26可施加到閥塞頂端18'的閥塞凸起70的螺紋部分74?？商鎿Q地，粘接劑26可以被施加到支撐部件12'的支撐部件配合孔20的螺紋部分86，或者同時(shí)施加到閥塞凸起70的螺紋部分74和支撐部件配合孔20的螺紋部分86。在 施加粘接劑26后，支撐部件配合孔78可對準(zhǔn)閥塞頂端18'的閥塞凸起70，使得閥塞頂端18'的縱向軸線56與支撐部件12'的縱向軸線32共線。閥塞凸起70隨后可插入支撐部件配合孔78，并且閥塞頂端18'可旋轉(zhuǎn)，使得支撐部件12'的支撐部件配合孔78的螺紋部分86接合閥塞頂端18'的閥塞凸起70的螺紋部分74。閥塞頂端18'可繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直到閥塞頂端18'的底部閥塞表面60接觸支撐部件12'的支撐部件頂表面80的至少一部分。如前所述，閥塞頂端18'和支撐部件12'的組件然后在約350 °?的溫度下加熱，以固化粘接劑26。
[0038]圖5示出了控制閥100的一實(shí)施例，其中能夠使用所公開的閥塞組件10，1(V?？刂崎y組件100包括閥體102，閥體102可包括相對的安裝凸緣104，106，用于將閥100安裝在例如管道系統(tǒng)中。閥體102還包括流體入口 108、流體出口 110以及與流體入口 108和流體出口 110流體連通的通道112。細(xì)長的閥桿114可以至少部分地設(shè)置在閥體102內(nèi)，閥桿114可具有直接或間接地耦接到閥致動(dòng)器118的第一端116和以前面描述的方式直接或間接地耦接到閥塞組件10、10'的支撐部件12、12'的第二端120。閥致動(dòng)器118相對于設(shè)置在通道112中的閥座122軸向移動(dòng)閥桿114，并且由閥致動(dòng)器118施加的軸向力可由供給到傳統(tǒng)彈簧與隔膜致動(dòng)器的加壓空氣來提供。閥致動(dòng)器118可將閥桿從第一關(guān)閉位置軸向移動(dòng)到第二打開位置，在第一關(guān)閉位置，閥塞頂端18、18'的閥塞密封表面66密封接合閥座122，在第二打開位置，閥塞頂端18、IV的閥塞密封表面66沒有密封接合閥座122，從而允許流體從流體入口 108流動(dòng)到流體出口 110。
[0039]當(dāng)所公開的實(shí)施例根據(jù)本公開的教導(dǎo)組裝時(shí)，粘接劑26的固化溫度大大低于釬焊操作的加工溫度，其中溫度可能超過1300 T。低固化溫度還消除了熱處理金屬支撐部件12的需要。此外，固化的粘接劑26用作緩沖墊來吸收閥塞頂端18和支撐部件12之間的沖擊能量，以及補(bǔ)償陶瓷閥塞頂端18和金屬支撐部件12之間的熱膨脹差異。
[0040]雖然上面已經(jīng)描述了各種實(shí)施方式，但是本公開并不局限于此。對所公開的實(shí)施方式的變化仍然在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.閥塞組件，包括: 支撐部件，其具有支撐部件主體，所述支撐部件主體具有第一端和與所述第一端相對的第二端，所述支撐部件還具有鄰近所述支撐部件主體的第一端軸向設(shè)置的第一配合結(jié)構(gòu)，其中，所述第一配合結(jié)構(gòu)具有螺紋部分，所述支撐部件還具有鄰近所述支撐部件主體的第二端設(shè)置的閥桿配合結(jié)構(gòu)，所述閥桿配合結(jié)構(gòu)適于將所述支撐部件固定到閥桿上，并且所述支撐部件由金屬材料制成； 閥塞頂端，其具有第一端和與所述第一端相對的第二端，所述閥塞頂端還具有鄰近第二端軸向設(shè)置的第二配合結(jié)構(gòu)，其中，所述第二配合結(jié)構(gòu)具有螺紋部分，所述閥塞頂端還具有鄰近第一端設(shè)置的閥塞密封表面，所述閥塞密封表面適于密封接合閥座，其中，所述閥塞頂端由陶瓷材料制成；以及 粘接劑， 其中，所述支撐部件的所述第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分接合所述閥塞頂端的所述第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分，以及 其中，所述粘接劑將所述第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分的至少一部分粘合至所述第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分的至少一部分，以將所述閥塞頂端固定至所述支撐部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥塞組件，其特征在于， 所述第一配合結(jié)構(gòu)是從所述支撐部件主體的第一端軸向向外延伸的配合凸起，所述螺紋部分設(shè)置在所述配合凸起的外表面上， 所述第二配合結(jié)構(gòu)是從所述閥塞頂端的第二端朝向第一端軸向向內(nèi)延伸的配合孔，所述螺紋部分設(shè)置在所述配合孔的側(cè)表面上， 所述支撐部件的所述配合凸起被收容在所述閥塞頂端的所述配合孔中，使得所述配合凸起的螺紋部分螺紋接合所述配合孔的螺紋部分，以及 所述粘接劑將所述配合凸起的螺紋部分的至少一部分粘合至所述配合孔的螺紋部分的至少一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥塞組件，其特征在于，所述陶瓷材料是碳化鎢，所述金屬材料是鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥塞組件，其特征在于，所述粘接劑是環(huán)氧樹脂粘接劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥塞組件，其特征在于，所述陶瓷材料被選擇為具有0.7X10_5/°C到0.4X10_5/°C之間的熱膨脹系數(shù)，以及所述金屬材料被選擇為具有1.9X10_5/°C至IJ 1.1X10_5/°C之間的熱膨脹系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥塞組件，其特征在于，所述支撐部件的所述閥桿配合結(jié)構(gòu)包括從所述支撐部件主體的第二端朝向第一端軸向向內(nèi)延伸閥桿孔，所述閥桿孔適于收容閥桿的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥塞組件，其特征在于，所述支撐部件的所述配合凸起具有上表面，所述支撐部件還具有設(shè)置在所述支撐部件主體的外表面和所述配合凸起的外表面之間的中間表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的閥塞組件，其特征在于，所述閥塞頂端的所述配合孔由底部孔表面部分限定，底部閥塞表面鄰近所述閥塞頂端的第二端設(shè)置，所述閥塞頂端的所述底部閥塞表面鄰近所述支撐部件的所述中間表面設(shè)置，所述閥塞頂端的所述配合孔的底部孔表面鄰近所述支撐部件的所述配合凸起的上表面設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的閥塞組件，其特征在于，所述閥塞頂端的所述底部閥塞表面接觸所述支撐部件的所述中間表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥塞組件，其特征在于，所述第一配合結(jié)構(gòu)是從所述支撐部件主體的第一端朝向所述支撐部件主體的第二端軸向向內(nèi)延伸的支撐部件配合孔，所述螺紋部分設(shè)置在所述支撐部件配合孔的側(cè)表面上， 所述第二配合結(jié)構(gòu)是從所述閥塞頂端的底部閥塞表面軸向向外延伸的閥塞凸起，所述螺紋部分設(shè)置在所述閥塞凸起的外表面上， 所述閥塞頂端的所述閥塞凸起被收容到所述支撐部件的所述支撐部件配合孔中，使得所述閥塞凸起的螺紋部分螺紋接合所述支撐部件配合孔的螺紋部分，以及 所述粘接劑將所述閥塞凸起的螺紋部分的至少一部分粘合至所述支撐部件配合孔的螺紋部分的至少一部分。
11.連接閥塞組件的方法,包括: 提供具有支撐部件主體的金屬支撐部件，所述支撐部件主體具有第一端和與所述第一端相對的第二 端； 在所述支撐部件上形成軸向設(shè)置的第一配合結(jié)構(gòu)，所述第一配合結(jié)構(gòu)鄰近所述支撐部件主體的第一端設(shè)置，所述第一配合結(jié)構(gòu)具有螺紋部分； 在所述支撐部件上形成閥桿配合結(jié)構(gòu)，所述閥桿配合結(jié)構(gòu)鄰近所述支撐部件主體的第二端設(shè)置，所述閥桿配合結(jié)構(gòu)適于將所述支撐部件固定至閥桿； 提供具有第一端和與所述第一端相對的第二端的陶瓷閥塞頂端； 在所述閥塞頂端上形成軸向設(shè)置的第二配合結(jié)構(gòu)，所述第二配合結(jié)構(gòu)鄰近第二端設(shè)置，所述第二配合結(jié)構(gòu)具有螺紋部分； 在所述閥塞頂端上形成閥塞密封表面，所述閥塞密封表面鄰近第一端設(shè)置，所述閥塞密封表面適于密封接合閥座； 將粘接劑涂敷到所述第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分和所述第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分之一上； 將所述第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分螺紋接合至所述第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分，使得所述粘接劑接觸所述第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分的至少一部分和所述第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分的至少一部分；以及 通過將所述支撐部件、所述閥塞頂端和所述粘接劑加熱到不超過400 T的溫度來固化所述粘接劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一配合結(jié)構(gòu)是鄰近所述支撐部件主體的第一端軸向向外延伸的配合凸起，所述螺紋部分設(shè)置在所述配合凸起的外表面上， 所述第二配合結(jié)構(gòu)是從所述閥塞頂端的第二端朝向第一端軸向向內(nèi)延伸的配合孔，所述螺紋部分設(shè)置在所述配合孔的側(cè)表面上，以及 將所述第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分螺紋接合至所述第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分包括將所述支撐部件的所述配合凸起插入所述閥塞頂端的所述配合孔中，使得所述配合凸起的螺紋部分螺紋接合所述配合孔的螺紋部分，并且所述粘接劑將所述配合凸起的螺紋部分的至少一部分粘合至所述配合孔的螺紋部分的至少一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述陶瓷閥塞頂端由碳化鎢制成，所述金屬支撐部件由鋼制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，環(huán)氧樹脂粘接劑被涂敷到所述第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分和所述第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分之一上。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一配合結(jié)構(gòu)是從所述支撐部件的第一端朝向所述支撐部件的第二端軸向向內(nèi)延伸的支撐部件配合孔，所述螺紋部分設(shè)置在所述支撐部件配合孔的側(cè)表面上， 所述第二配合結(jié)構(gòu)是從所述閥塞頂端的底部閥塞表面軸向向外延伸的閥塞凸起，所述螺紋部分被設(shè)置在所述閥塞凸起的外表面上，以及 將所述第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分螺紋接合至所述第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分包括將所述閥塞頂端的所述閥塞凸起插入所述支撐部件的所述支撐部件配合孔中，使得所述閥塞凸起的螺紋部分螺紋接合所述支撐部件配合孔的螺紋部分，并且所述粘接劑將所述閥塞凸起的螺紋部分的至少一部分粘合至所述支撐部件配合孔的螺紋部分的至少一部分。
16.流體控制閥，包括: 閥體，其具有流體入口、流體出口、與所述流體入口和所述流體出口流體連通的通道，以及在所述通道中用于控制流體流動(dòng)的閥座； 細(xì)長的閥桿，其具有第一端和第二端，所述第一端適于耦接到閥致動(dòng)器，所述第二端與所述第一端相對； 閥塞組件，其耦接到所述閥 桿的第二端，所述閥塞組件包括: 支撐部件，其具有支撐部件主體，所述支撐部件主體具有第一端和與所述第一端相對的第二端，所述支撐部件還具有鄰近所述支撐部件主體的第一端軸向設(shè)置的第一配合結(jié)構(gòu)，所述第一配合結(jié)構(gòu)具有螺紋部分，所述支撐部件還具有鄰近所述支撐部件主體的第二端設(shè)置的閥桿配合結(jié)構(gòu)，所述閥桿的第二端的至少一部分被耦接到所述閥桿配合結(jié)構(gòu)，以將所述支撐部件固定至所述閥桿，所述支撐部件由金屬材料制成； 閥塞頂端，其具有第一端和與所述第一端相對的第二端，所述閥塞頂端還具有鄰近第二端軸向設(shè)置的第二配合結(jié)構(gòu)，所述第二配合結(jié)構(gòu)具有螺紋部分，所述閥塞頂端還具有鄰近第一端設(shè)置的閥塞密封表面，所述閥塞密封表面適于密封接合所述閥座，所述閥塞頂端由陶瓷材料制成；以及粘接劑， 其中，所述支撐部件的所述第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分接合所述閥塞頂端的所述第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分，以及 其中，所述粘接劑將所述第一配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分的至少一部分粘合至所述第二配合結(jié)構(gòu)的螺紋部分的至少一部分，以將所述閥塞頂端固定到所述支撐部件上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的流體控制閥，其特征在于， 所述第一配合結(jié)構(gòu)是從所述支撐部件主體軸向向外延伸的配合凸起，所述螺紋部分設(shè)置在所述配合凸起的外表面上， 所述第二配合結(jié)構(gòu)是從所述閥塞頂端的第二端朝向第一端軸向向內(nèi)延伸的配合孔，所述螺紋部分設(shè)置在所述配合孔的側(cè)表面上，所述支撐部件的所述配合凸起被收容在所述閥塞頂端的所述配合孔中，使得所述配合凸起的螺紋部分螺紋接合所述配合孔的螺紋部分，以及 所述粘接劑將所述配合凸起的螺紋部分的至少一部分粘合至所述配合孔的螺紋部分的至少一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的閥塞組件，其特征在于，所述陶瓷材料是碳化鎢，所述金屬材料是鋼。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的閥塞組件，其特征在于，所述粘接劑是環(huán)氧樹脂粘接劑。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的閥塞組件，其特征在于，所述第一配合結(jié)構(gòu)是從所述支撐部件的第一端朝向所述支撐部件的第二端軸向向內(nèi)延伸的支撐部件配合孔，所述螺紋部分設(shè)置在所述支撐部件配合孔的側(cè)表面上， 所述第二配合結(jié)構(gòu)是從所述閥塞頂端的底部閥塞表面軸向向外延伸的閥塞凸起，所述螺紋部分被設(shè)置在所述閥塞凸起的外表面上， 所述閥塞頂端的所述閥塞凸起被收容在所述支撐部件的所述支撐部件配合孔中，使得所述閥塞凸起的螺紋部分螺紋接合所述支撐部件配合孔的螺紋部分，并且 所述粘接劑將所述閥塞凸起的螺紋部分的至少一部分粘合至所述支撐部件配合孔的螺紋部分的至少一部分?！?br> 【文檔編號】F16K1/38GK103443515SQ201080071106
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月1日
【發(fā)明者】高淳, 于忠偉, 陳征宇 申請人:艾默生過程管理(天津)閥門有限公司