專(zhuān)利名稱(chēng)：閥桿無(wú)導(dǎo)套的控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體控制閥，特別是涉及用于引導(dǎo)諸如閥桿之類(lèi)閥動(dòng)元件的裝置。
背景技術(shù)：
可以將下面已全部轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)受讓人的美國(guó)專(zhuān)利援引在此以作參考，它們是4,886,241、5,056,757、5,129,625和5,299,812。
上述專(zhuān)利說(shuō)明了利用聚四氟乙烯(PTFE)密封材料，特別是商品名為“V型PTFE密封件”的密封件的符合客觀需要的情況。上述專(zhuān)利還描述了閥桿有導(dǎo)套的控制閥的典型結(jié)構(gòu)，即，采用兩個(gè)套在閥桿上的相互間隔的導(dǎo)套，以便使閥桿在工作過(guò)程中可能出現(xiàn)的側(cè)向載荷的作用下能保持穩(wěn)定。這些導(dǎo)套可以是金屬的，也可以是帶有PTFE襯里的金屬的，在兩個(gè)導(dǎo)套之間設(shè)有密封環(huán)。
只要能同樣地工作并且具有相同的優(yōu)點(diǎn)，那么總是希望能提供一種構(gòu)件數(shù)量比現(xiàn)有裝置少的新裝置。因此，提供一種無(wú)需以前那種用來(lái)引導(dǎo)閥桿的導(dǎo)套的流體控制閥是符合客觀需要的。
發(fā)明概要根據(jù)本發(fā)明的原理，提供了一種沒(méi)有導(dǎo)套的流體控制閥，其中的密封組件在一密封載荷的作用下，不但足以提供閥桿周?chē)约伴y帽孔直徑部分內(nèi)的密封，而且還能提供足以引導(dǎo)閥桿并使閥桿在側(cè)向載荷作用下保持穩(wěn)定的閥桿引導(dǎo)壓緊配合。
提供了一種包括一具有中心孔以便容納密封件的閥帽的流體控制閥，其中一細(xì)長(zhǎng)的密封螺母螺旋嚙合在閥帽上端內(nèi)。一閥桿穿過(guò)密封螺母和閥帽。在密封螺母和閥桿之間設(shè)有一上部間隙配合。在閥帽和閥桿之間設(shè)有一下部間隙配合。在這兩種情況中，所述間隙是這樣的，即，閥桿與密封螺母以及閥桿與閥帽之間沒(méi)有接觸。
圍繞閥桿設(shè)置兩組密封件，并使之位于閥帽中心孔內(nèi)。最好是采用V型PTFE密封環(huán)，其中，每組密封件內(nèi)有一個(gè)中間PTFE密封環(huán)夾設(shè)在一有填料的PTFE雄環(huán)(即具有碳或玻璃填料的PTFE)和一由具有碳或玻璃填料的PTFE制成的PTFE雌密封環(huán)之間。在每組密封件的每一端設(shè)有一由填料PTFE或復(fù)合襯墊材料制成的防擠出貼刮環(huán)。在密封螺母和兩組兩端具有防擠出環(huán)的密封件中的第一組之間安裝一組碟形彈簧，例如貝式(Belleville)碟形彈簧，密封螺母的旋緊可以壓縮碟形彈簧，從而對(duì)密封材料加載并壓縮密封環(huán)，使閥桿周?chē)约伴y帽的內(nèi)徑處產(chǎn)生密封。密封組件的壓縮可以消除以往在此類(lèi)由閥桿引導(dǎo)的控制閥中通常采用的上和下導(dǎo)套。貝式碟形彈簧可以在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)使密封組件保持受載和壓縮。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，通過(guò)將密封螺母緊固到使其螺紋與閥帽頂面螺紋齊平的程度，就可以從視覺(jué)上確認(rèn)已經(jīng)達(dá)到了恰當(dāng)?shù)拿芊廨d荷。
如上所述的較佳實(shí)施例包括由貝式碟形墊圈提供的密封組件的活載荷。在一變型實(shí)施例中，可以不用貝式碟形彈簧，而由將密封螺母旋緊壓抵壓密封組件來(lái)提供載荷。然而，這樣做不如上述較佳實(shí)施例好，因?yàn)闆](méi)有了貝式碟形彈簧的活載荷，就必須不時(shí)地重新旋緊密封螺母。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明本發(fā)明的新穎特征將在所附權(quán)利要求中予以特別闡述。通過(guò)以下結(jié)合附圖所作的描述，可以更清楚地理解本發(fā)明，附圖中凡是相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。


圖1是一個(gè)不采用已有技術(shù)之常用導(dǎo)套的流體控制閥的正視剖視圖。
詳細(xì)描述圖1示出了一流體控制閥10，它具有一閥體12，利用該閥體兩端的安裝法蘭14,16可以將閥10安裝到例如一管道系統(tǒng)內(nèi)。閥體12還包括一流體入口18和一流體出口20，兩者之間有一個(gè)通道22使其相互連通。
通道內(nèi)設(shè)有一閥座24，以便相應(yīng)于例如閥桿26之類(lèi)閥動(dòng)元件的位置來(lái)控制流過(guò)閥的流體流量，閥桿26的一端具有一閥塞28，其可以與閥座24密封接觸。
閥帽30具有一中心孔32，并借助若干雙頭螺栓34和安裝螺母36固定于閥體12。
中心孔32內(nèi)設(shè)有兩個(gè)密封組件，即一個(gè)上組件38和一個(gè)下組件40。每個(gè)密封組件38,40包括相同的構(gòu)件，即一V型密封組件，它具有一夾設(shè)在一填料PTFE雌環(huán)44和一填料PTFE雄環(huán)46之間的中間PTFE密封環(huán)42，并具有設(shè)置在密封組件兩端的防擠出環(huán)48。填料PTFE雄環(huán)和雌環(huán)最好是由具有碳或玻璃填料的PTFE制成，而中間密封環(huán)42是由純PTFE制成。應(yīng)該理解，密封組件40所包含的構(gòu)件與密封組件38的上述構(gòu)件相同。為了在各組構(gòu)件之間保持恰當(dāng)?shù)拈g隔，設(shè)置了兩個(gè)一樣的間隔環(huán)50，它們都是用例如不銹鋼之類(lèi)的金屬制成。
在上間隔環(huán)50之上設(shè)置了一組碟形彈簧52，例如貝式碟形彈簧。如圖1所示，閥帽30的上端有內(nèi)螺紋，以便與密封螺母56上的螺紋54螺旋嚙合。
另外，如圖1所示，從中可以看到密封螺母56內(nèi)的一個(gè)上部間隙孔58，就是說(shuō)，孔58的直徑大于閥桿26的外徑。這樣就可以確保當(dāng)閥桿26在閥內(nèi)動(dòng)作時(shí)，閥桿26不會(huì)與密封螺母56接觸。
在閥桿26與閥帽30之間還設(shè)置了一個(gè)下間隙孔60，就是說(shuō)，孔60的直徑大于閥桿26的外徑，借以防止閥桿與閥帽接觸。
類(lèi)似地，在閥桿26與間隔環(huán)50的內(nèi)徑之間也有足夠的間隙，因而閥桿與間隔環(huán)也不會(huì)接觸。因此，密封螺母56、閥帽30和間隔環(huán)50都不對(duì)閥桿26起引導(dǎo)作用。雖然各貝式碟形彈簧52的外徑與閥體30的中心孔32之間設(shè)有緊密的配合允差，但貝式彈簧的內(nèi)孔直徑足夠大于閥桿的外徑，因而可防止兩者的接觸。防擠出環(huán)48的外徑和閥帽之間以及其內(nèi)徑和閥桿之間只有很小的間隙或沒(méi)有間隙。填有碳或玻璃的雄和雌密封環(huán)46,44支持著純PTFE密封環(huán)42并將其保持在位。
在組裝閥的各構(gòu)件時(shí)，圖1示出的是一個(gè)未加載的視圖，操作者觀察到閥帽頂面62以上的密封螺母螺紋54就能很方便地確認(rèn)這一未加載狀態(tài)。在該未加載狀態(tài)下，密封組件38,40內(nèi)的所有密封環(huán)42,44,46都是與閥桿26成間隙配合，即不與之接觸。隨著密封螺母56被向閥帽30內(nèi)擰入，由碟形彈簧52產(chǎn)生一個(gè)活載壓縮作用，借以在密封環(huán)上施加一個(gè)活載荷。操作者繼續(xù)將密封螺母56向閥帽30內(nèi)擰入，直至看不到有螺紋54處于閥帽頂面62以上。在這種密封加載的狀態(tài)下，不但各密封環(huán)被壓縮成足以在閥桿26周?chē)约霸陂y帽之中心密封孔32表面上形成密封，而且還可以由受到加載的密封組件38,40為閥桿26提供足夠的引導(dǎo)作用，這樣就不再需要已有技術(shù)的閥中所需要的那種上和下金屬導(dǎo)套。借助對(duì)密封組件38,40恰當(dāng)?shù)丶虞d，可以使每組密封件內(nèi)的密封環(huán)42,44,46與閥桿26之間達(dá)到起引導(dǎo)作用的壓緊配合。防擠出環(huán)的作用是防止雄和雌密封環(huán)的材料因閥桿的移動(dòng)而產(chǎn)生損失，從而延長(zhǎng)它們的使用壽命。
可以將防擠出環(huán)48從密封組件中取消，但這樣會(huì)降低密封組件的可靠工作壽命。
應(yīng)該明白的是，以上的詳細(xì)描述僅僅是為了便于理解本發(fā)明，而不是對(duì)其有任何限制，在上述基礎(chǔ)上作出各種等效的變型對(duì)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1．一種流體控制閥，包括一閥體，它具有一流體入口和一流體出口、一使入口和出口相互連通的通道、以及一位于所述通道內(nèi)用于控制流體流量的閥座；一閥帽，它安裝于所述閥體，并具有一中心孔；一細(xì)長(zhǎng)的且一端有閥塞的閥動(dòng)元件，它穿過(guò)所述閥帽的中心孔，其閥塞可與所述閥座密封接觸，在所述閥帽和所述細(xì)長(zhǎng)閥動(dòng)元件之間有一個(gè)下部間隙孔，因而閥帽與閥動(dòng)元件之間沒(méi)有接觸；一與閥帽螺旋嚙合的細(xì)長(zhǎng)的密封螺母，在密封螺母與閥動(dòng)元件之間有一個(gè)上部間隙孔，因而密封螺母與閥動(dòng)元件之間沒(méi)有接觸；至少兩個(gè)密封組件，它們?cè)谒鲩y帽的中心孔內(nèi)圍繞著所述閥動(dòng)元件，每個(gè)所述密封組件都是由幾個(gè)V型PTFE密封環(huán)構(gòu)成，其包括一夾在相對(duì)的雄和雌兩個(gè)填料PTFE密封環(huán)之間的純PTFE密封環(huán)；以及若干個(gè)碟形彈簧，這些彈簧圍繞著所述閥動(dòng)元件，并且安裝在用于對(duì)其進(jìn)行壓縮的所述密封螺母和所述兩個(gè)密封組件之間，其可以對(duì)所述兩個(gè)密封組件施加密封載荷，在所述各碟形彈簧未被壓縮的初始狀態(tài)，所述兩個(gè)密封組件與所述閥動(dòng)元件之間是間隙配合，當(dāng)進(jìn)一步地將密封螺母向所述閥帽內(nèi)擰入時(shí)，碟形彈簧被壓縮，它們?cè)谒鰞蓚€(gè)密封組件上施加所述密封載荷，從而使兩個(gè)密封組件和閥動(dòng)元件之間達(dá)到一種能起引導(dǎo)作用的配合，足以使閥動(dòng)元件在橫向載荷的作用下保持穩(wěn)定，并且在閥動(dòng)元件直徑周?chē)约霸诿遍y中心孔直徑周?chē)纬闪黧w密封。
2．如權(quán)利要求1所述的流體控制閥，其特征在于，所述雄和雌填料PTFE密封環(huán)由填充碳或玻璃兩種填料之一的PTFE制成。
3．如權(quán)利要求2所述的流體控制閥，其特征在于，它還包括兩對(duì)防擠出環(huán)，所述兩對(duì)防擠出環(huán)設(shè)置在所述兩個(gè)密封組件的兩端，并圍繞著所述閥動(dòng)元件，它們與所述閥動(dòng)元件之間以及與所述閥帽中心孔直徑之間是緊配合。
4．如權(quán)利要求3所述的流體控制閥，其特征在于，它還包括一位于所述碟形彈簧和所述防擠出環(huán)之間的第一間隔環(huán)和一位于所述兩個(gè)密封組件之間的第二間隔環(huán)。
全文摘要
一種流體控制閥包括一閥帽(30)和一螺旋嚙合于閥罩的密封螺母(56)。閥桿(26)以間隙配合穿過(guò)密封螺母和閥帽而與它們不接觸。包括兩個(gè)采用V型PTFE密封件的密封組件(38,40),其均由一個(gè)中間的純PTFE環(huán)(42)、一側(cè)的碳或玻璃填料PTFE雄環(huán)(46)和另一側(cè)的碳或玻璃填料PTFE雌環(huán)(44)組成。密封螺母和兩個(gè)密封組件之間設(shè)置若干碟形彈簧,用以為密封提供活載荷。在未加載的初始狀態(tài),兩個(gè)密封組件與閥桿之間以及與閥帽中心孔之間都是間隙配合。將密封螺母向閥帽內(nèi)擰入,直至在閥帽頂面上看不到螺紋,就可確保有足夠的載荷來(lái)使閥桿周?chē)烷y帽內(nèi)孔周?chē)_(dá)到密封,并且由密封環(huán)與閥桿的壓緊配合為閥桿提供引導(dǎo)作用,從而可取消通常采用的閥桿金屬導(dǎo)套。
文檔編號(hào)F16K41/02GK1236422SQ97199309
公開(kāi)日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1997年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月31日
發(fā)明者W·E·威爾斯, C·W·伍德, K·F·帕特曼 申請(qǐng)人:費(fèi)希爾控制國(guó)際公司