專利名稱：采用帶有整體導(dǎo)向件的流體減壓裝置的閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體能量消散裝置，具體地說(shuō)，涉及帶有由機(jī)械緊固件固定成組合狀態(tài)的多個(gè)疊層盤片的流體減壓裝置。
背景技術(shù)：
在諸如油、氣管道系統(tǒng)、化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程等等的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的流體控制中，常常要降低流體的壓力。諸如流體控制閥、流體調(diào)節(jié)器之類的可調(diào)流體節(jié)流裝置以及諸如擴(kuò)散器、消音器和其他背壓裝置之類的其他固定流體節(jié)流裝置都用于此目的。流體控制閥和/或在其他給定應(yīng)用場(chǎng)合的流體節(jié)流裝置可用來(lái)控制流量或其他過(guò)程參數(shù)，但是，固有地作為流量控制功能的副產(chǎn)品，節(jié)流要引起壓降。
最近有一種由多個(gè)疊層盤片的組件構(gòu)成流體減壓裝置，它在必要時(shí)采用釬焊融合在一起再加上機(jī)械緊固件將層疊的諸盤片組裝成籠框(cage)組件。該籠框組件可插入在流體控制閥中，用以容納諸如一活塞之類的、可移動(dòng)經(jīng)過(guò)籠框組件的中空中心的閥門控制件。
作為一個(gè)例子，在轉(zhuǎn)讓給與本申請(qǐng)相同的受讓人的美國(guó)專利6,026,859中，在一籠框組件的多個(gè)層疊盤片包括交替的多個(gè)帶有中空中心的變流盤片和壓氣盤片?；\框的各端部設(shè)置在層疊的盤片的相對(duì)端上。一個(gè)籠框端具有一系列的螺紋孔，而相對(duì)的籠框端具有相應(yīng)數(shù)目的埋頭孔。穿過(guò)各盤片鉆、割或沖擊相應(yīng)數(shù)目的孔，以使在組合的層疊的盤片結(jié)構(gòu)中每個(gè)盤片孔可與一個(gè)籠框端中的相應(yīng)螺紋孔和相對(duì)的籠框端中的相應(yīng)埋頭孔相對(duì)齊。在最后的組件中，這些盤片通過(guò)焊接或銅釬焊沿著組合盤片的外徑相連在一起?；蛘?，將一螺栓插過(guò)一籠框端，并穿過(guò)盤片再與在相對(duì)的籠框端中的螺紋孔嚙合。
在一個(gè)改進(jìn)了的實(shí)施例中，層疊的盤片包括二個(gè)籠框端部元件，其一具有一系列的錐形孔。插入一錐形螺母與相應(yīng)的錐形孔嚙合連接，以及使螺栓和螺母的機(jī)械擰緊可固住疊層盤片籠框組件。
在應(yīng)用這種裝置時(shí)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)活塞在內(nèi)籠框中的滑動(dòng)使籠框組件的內(nèi)徑發(fā)生不希望有的磨損，并在籠框內(nèi)經(jīng)表面和活塞外表面之間引起不希望的擦傷。
因此，在應(yīng)用中就要對(duì)這些裝置提供耐磨性和擦傷保護(hù)。
發(fā)明概要根據(jù)本發(fā)明的原理，提供一種帶有導(dǎo)向件的流體減壓裝置，該導(dǎo)向件系用硬質(zhì)合金在籠框的內(nèi)周中形成，用以引導(dǎo)諸如一柱塞之類的一閥控元件以在籠框內(nèi)周運(yùn)動(dòng)，以減小在該內(nèi)周上的磨損和擦傷。
本發(fā)明的流體減壓裝置包括多個(gè)層疊的盤片，這些盤片具有由沿著縱軸對(duì)準(zhǔn)的中空中心所限定的一外周和一內(nèi)周，且形成一用于接納在所述中空中心中并沿著所述內(nèi)周的流體閥門控制件的所述層疊盤片的籠框組件。在每個(gè)縱向通道中設(shè)置用比盤片更硬的金屬制成的導(dǎo)向件，在縱向通道中的導(dǎo)向件的尺寸協(xié)配，使導(dǎo)向件基本上與籠框內(nèi)周的尺寸相符。
導(dǎo)向件形成用于閥門控制柱塞件在籠框組件中運(yùn)動(dòng)的在籠框內(nèi)周處的導(dǎo)向件，用以通過(guò)在籠框組件之內(nèi)周上的閥門控制件來(lái)減小磨損和擦傷。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，導(dǎo)向件包括用諸如ULTIMET(R)合金或6號(hào)合金之類的硬質(zhì)耐磨材料制成的縱向桿，該導(dǎo)向桿的材料要比盤片材料更硬或具有至少比盤片材料更耐磨的特性，以使足以防止它與相連的滑動(dòng)元件的擦傷和磨損。在縱向通道中設(shè)置桿件，使它們的外表面基本上與籠框組件的內(nèi)周相匹配一致。因此，當(dāng)柱塞在籠框的內(nèi)周中運(yùn)動(dòng)時(shí)閥門控制柱塞的外表面就可由導(dǎo)桿的外表面來(lái)導(dǎo)向。
或者，也能在縱向通道中焊積縱向焊縫條(weld bead strip)以構(gòu)成導(dǎo)向件?？v向焊縫條可用諸如ULTIMET(R)合金或6號(hào)合金之類的硬質(zhì)表面材料來(lái)制成，且設(shè)置在通道內(nèi)，使焊縫條的外露表面基本上與籠框組件的內(nèi)周相匹配和一致。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明本發(fā)明的具有新穎性的特點(diǎn)具體地列舉在所附權(quán)利要求書中。參照附圖從下述說(shuō)明中可很好地理解本發(fā)明的內(nèi)容。在附圖中對(duì)相同的元件標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)。這些附圖為

圖1是一流體控制閥的橫截面圖，該流體控制閥包含一構(gòu)成本發(fā)明之流體減壓裝置的、呈層疊盤片籠框組件形式的閥調(diào)整件；圖2是在籠框組件的內(nèi)周中設(shè)有縱向焊縫條的層疊籠框組件的立體圖；圖3是本發(fā)明的一在籠框內(nèi)周中設(shè)有縱向桿的層疊盤片籠框組件的較佳實(shí)施例的立體圖；圖4是該層疊盤片籠框組件的平面圖，它示出了在內(nèi)周的縱向通道和在各通道中的縱向桿。
本發(fā)明的詳細(xì)描述參照?qǐng)D1，它示出了一按照本發(fā)明的流體減壓裝置，該裝置為一具有多個(gè)層疊的盤片且安裝在流體控制閥12中的閥籠(valve cage)10的形式。流體控制閥12具有一個(gè)包括一流體入口16和一流體出口18的閥體14；以及，一穿過(guò)閥體的連接通路20。座圈22安裝在閥體通路20內(nèi)，且與具有一可在閥籠10中滑動(dòng)之柱塞的閥操縱件24相協(xié)作，用以控制進(jìn)入閥籠10內(nèi)部和通過(guò)其外部的流體流動(dòng)。閥籠10通過(guò)普通的安裝件固定在閥中，這種安裝件為諸如籠框承座26和安裝螺栓28之類，以按照已知的方式接合一閥門的閥門罩蓋部分。
閥籠10具有多個(gè)層盤片30，用以給進(jìn)入層疊盤片中空中心和在盤片周邊流出(或者反過(guò)來(lái))的流體提供流動(dòng)阻尼?？蓞⒁娎甾D(zhuǎn)讓于與本發(fā)明相同的受讓人的美國(guó)專利5,941,281和6,026,859。
根據(jù)本發(fā)明的原理，在層疊盤片的中空中心內(nèi)周上設(shè)置導(dǎo)向件，該導(dǎo)向件用比盤片更硬或者具有至少比盤片更耐磨的特性的金屬制成，用以引導(dǎo)閥門操縱件24的柱塞在內(nèi)周中運(yùn)動(dòng)，以減小在層疊盤片10的內(nèi)周上的磨損和擦傷。圖2表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖3和圖4示出本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
圖2簡(jiǎn)要地示出一層疊盤片組件32，它具有多個(gè)盤片，并形成在一帶有與籠框組件的內(nèi)周36相連接的中空中心34的籠框組件之中。每個(gè)盤片都有一槽38，用以在組合的籠框中提供由對(duì)齊的諸槽38所形成的縱向通道。在每個(gè)縱向通道里都設(shè)有相應(yīng)的縱向焊縫條40，在中空內(nèi)腔34中的這些焊縫條的外露表面基本上與內(nèi)周36相匹配和一致。最好采用諸如ULTIMET(R)合金或6號(hào)合金之類的硬質(zhì)表面材料形成焊縫條40，以為閥控元件24在籠腔34內(nèi)周36運(yùn)動(dòng)的柱塞提供一導(dǎo)向表面，多個(gè)用硬質(zhì)表面材料形成的縱向焊縫條40用來(lái)減小較軟的盤片內(nèi)周36上的磨損和擦傷。
圖3和圖4示出本發(fā)明的較佳實(shí)施例，其中示出包括帶有與內(nèi)周46相接的中空中心44的多個(gè)層疊的盤片30的籠框組件42。每個(gè)盤片具有一槽48，該槽除了如圖4所示在周邊46處的小開口50以外基本上都是關(guān)閉的。因此，當(dāng)這些盤片組裝成籠框組件42時(shí)，就沿周邊46提供了多個(gè)縱向通道，每個(gè)通道都由在周邊46處帶有小開口50的對(duì)齊了的諸槽48所形成。槽48或凹穴可以已知的方式用鉆孔、激光切割、噴水切割(waterjet cutting)等方法形成。
在圖3和圖4中示出了所形成的每個(gè)縱向通道(4個(gè)通道)，其中都插入一導(dǎo)桿52。導(dǎo)桿最好用諸如ULTIMET(R)合成或6號(hào)合金之類的硬質(zhì)耐磨材料制成，至少要比盤片材料更硬或者具有比盤片更耐磨的特性，使足以防止它與相鄰滑動(dòng)桿的擦傷和磨損。相對(duì)于由對(duì)齊的諸槽或凹穴48所形成的縱向通道的尺寸，導(dǎo)桿52的尺寸的確定應(yīng)使桿的一小部分露出在開口50處。換句話說(shuō)，在開口50處的導(dǎo)桿的外露部分基本上與內(nèi)周46相匹配和一致。因此，當(dāng)柱塞在中空中心44中運(yùn)動(dòng)且與內(nèi)周46相鄰時(shí)，桿52起到對(duì)閥操縱件24的柱塞的導(dǎo)向作用，以有助于防止在籠柜組件內(nèi)周上的磨損和擦傷。
應(yīng)該理解的是，在本發(fā)明的籠框結(jié)構(gòu)或減壓裝置中的硬質(zhì)耐磨金屬導(dǎo)向件也可應(yīng)用于其他的籠框構(gòu)件結(jié)構(gòu)中，以防止擦傷和不希望的磨損。作為一個(gè)例子，可將硬質(zhì)耐磨金屬用于在籠框和控制元件間有相對(duì)滑動(dòng)的其他流體(氣體或液體)控制應(yīng)用場(chǎng)合中。
另外，硬質(zhì)耐磨導(dǎo)向件也能應(yīng)用在諸如閥致動(dòng)汽缸、閥桿、墊片、滾珠(旋轉(zhuǎn)產(chǎn)品)、盤片(如同在蝶形閥盤中)等之類的其他流體閥件之中。
上述的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是為了清楚理解，不能由此理解為不應(yīng)有的限制，對(duì)于熟悉此領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，雖然還可有多種變型。
權(quán)利要求
1.一種流體減壓裝置，它是與其中可動(dòng)的流體閥門控制件一起應(yīng)用的，該流體減壓裝置包括多個(gè)層疊的盤片，這些盤片具有由沿著縱軸線對(duì)準(zhǔn)的中空中心所限定的一外周和一內(nèi)周，且形成一所述層疊盤片的籠框組件，該籠框組件用于接納在所述中空中心中并沿著所述內(nèi)周的流體閥門控制元件；多個(gè)縱向通道，它們環(huán)繞著內(nèi)周形成在所述層疊的諸盤片之中；以及在各個(gè)所述縱向通道中的諸導(dǎo)向件，它們用具有比盤片更耐磨的特性的金屬制成，并適合于內(nèi)周以將流體閥門控制件導(dǎo)向成貫穿在所述中空中心中的運(yùn)動(dòng)，用以減小所述籠框組件之所述內(nèi)周上的磨損。
2.如權(quán)利要求1的流體減壓裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向件包括被焊在所述縱向通道內(nèi)的縱向焊縫條。
3.如權(quán)利要求2的流體減壓裝置，其特征在于，所述縱向焊縫條由硬質(zhì)表面材料制成。
4.如權(quán)利要求1的流體減壓裝置，其特征在于，所述縱向通道基本上是打開的，用以將內(nèi)周處的所述焊縫暴露在外。
5.如權(quán)利要求1的流體減壓裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向件包括插入在所述縱向通道內(nèi)的縱向桿。
6.如權(quán)利要求5的流體減壓裝置，其特征在于，所述縱向桿系由諸如6號(hào)合金之類的較硬的耐磨金屬制成的。
7.如權(quán)利要求5的流體減壓裝置，其特征在于，所述縱向通道基本上是關(guān)閉的，它是有一個(gè)開口，用以將內(nèi)周處的所述縱向桿的一小部分暴露在外。
8.在一種具有可相對(duì)運(yùn)動(dòng)的外部構(gòu)件和內(nèi)部構(gòu)件的裝置中，所述外部構(gòu)件具有一內(nèi)周表面，而所述內(nèi)部構(gòu)件具有一外周表面，在外部構(gòu)件和內(nèi)部構(gòu)件間的所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所述內(nèi)、外周表面緊緊相鄰，其改進(jìn)包括形成在所述內(nèi)、外周表面中之一上的多個(gè)縱向通道；以及在每個(gè)所述縱向通道上的導(dǎo)向件，這些導(dǎo)向件系用具有比盤片更耐磨的特性的金屬所制成，并適于用在內(nèi)、外周上來(lái)引起所述內(nèi)、外構(gòu)件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，用以減小所述內(nèi)、外周表面上的磨損。
9.如權(quán)利要求8的流體減壓裝置，其特征在于，所述外部和內(nèi)部構(gòu)件中之一系一籠框組件。
10.如權(quán)利要求9的流體減壓裝置，其特征在于，多個(gè)縱向通道形成在所述籠框組件中。
全文摘要
揭示了一種與其中可運(yùn)動(dòng)的流體閥門控制件一起應(yīng)用的流體減壓裝置(10)。該裝置系由多個(gè)層疊的盤片(30)組成，盤片具有由沿著縱軸對(duì)準(zhǔn)的中空中心所限定的一外周和一內(nèi)周。盤片構(gòu)成籠框組件，用以接納沿內(nèi)周在中空中心內(nèi)的流體閥控元件(24)。層疊的盤片具有形成在內(nèi)周周圍的盤片中的多個(gè)縱向通道，在每個(gè)縱向通道內(nèi)設(shè)置由具有比盤片更硬的、或至少更耐磨的金屬所制成的導(dǎo)向件(38)。導(dǎo)向件適用于內(nèi)周，用以引導(dǎo)流體閥門控制件作貫穿中空中心的運(yùn)動(dòng)，以減小在內(nèi)周上的磨損。導(dǎo)向件最好具有插在各通道內(nèi)的縱向桿(52)?？蓪⒖v向焊縫條焊在通道內(nèi)。
文檔編號(hào)F16K47/00GK1491331SQ02804819
公開日2004年4月21日 申請(qǐng)日期2002年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月13日
發(fā)明者M·W·邁克卡蒂, M·E·拜爾, D·P·格斯曼, J·L·戈塞特, M W 邁克卡蒂, 戈塞特, 拜爾, 格斯曼 申請(qǐng)人:費(fèi)希爾控制產(chǎn)品國(guó)際有限公司