專利名稱：具有座環(huán)保持器的流體流量控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容一般涉及流體流量控制裝置，且更具體地，涉及座環(huán)保持器(seatring retainer),其用于接合座環(huán)，以在座環(huán)和這種流體流量控制裝置的閥主體的內(nèi)表面之間形成密封。
背景技術(shù)：
流體流量控制裝置，諸如控制閥和調(diào)節(jié)器，通常用于控制流動通過管道的流體。典型的流體控制裝置，諸如控制閥，包括閥主體，該閥主體界定入ロ、出口以及從所述入ロ延伸到所述出ロ的流體流動路徑。座環(huán)內(nèi)的閥座可被耦合到主體，以界定ロ以及流動路徑內(nèi)的閉合表面。節(jié)流元件，諸如閥塞，為相對于座環(huán)可移動的，以控制流體流動通過所述ロ。某些流體流量控制裝置采用內(nèi)部部件，諸如籠(cage)，該內(nèi)部部件可引導(dǎo)控制閥中的閥塞的運動，并可特征化入口和出ロ之間的流體流動?；\一般界定尺寸設(shè)計成容納節(jié)流元件的內(nèi)孔ロ，并典型地包括至少ー個通路，流體流動路徑通過該通路。節(jié)流元件在打開位置和關(guān)閉位置之間是可移動的，在這些位置中，節(jié)流元件調(diào)節(jié)或控制相對于座環(huán)的流體流動。在關(guān)閉位置，節(jié)流元件接合座環(huán)內(nèi)的閥座，以實質(zhì)上防止流體流動通過閥，其中該閥座典型地位于籠的遠(yuǎn)端。一般理解，閥座，并因此座環(huán)，優(yōu)選地與節(jié)流元件對齊，并且匹配它的同心度，以提供流體緊密閉合或關(guān)閉。傳統(tǒng)的流體流量控制裝置采用各種方法，以便將座環(huán)保持在閥主體內(nèi)，并使座環(huán)與節(jié)流元件對齊。一種這樣的用于保持座環(huán)的方法使用座環(huán)和閥主體之間的螺紋接合。也就是，座環(huán)的外表面可以是帶螺紋的，使得座環(huán)可沿著流動路徑被擰入閥主體內(nèi)的對應(yīng)的帶螺紋的表面中。為了實現(xiàn)座環(huán)和閥主體的內(nèi)表面之間的密封，在裝配的過程中，必須對座環(huán)施加相當(dāng)量的扭矩。隨著出入口的直徑(即，ロ的直徑)的増加，必要的扭矩量一般以指數(shù)的方式増加。然而，在這種設(shè)計中，對座環(huán)施加大的扭矩可導(dǎo)致座環(huán)的徑向扭轉(zhuǎn)，這種徑向扭轉(zhuǎn)可折衷閥主體、座環(huán)以及節(jié)流元件之間的密封，由此降低或降級閥的關(guān)閉能力。此外，為了提供可接受的密封,對抒入式座環(huán)(screwed-in seat ring)施加所需的扭矩可能是困難的。也就是，座環(huán)相對于內(nèi)部流動路徑的位置可使得接近座環(huán)是困難的。此外，為了將擰入式座環(huán)裝配在閥主體中，典型地需要特殊工具。這些困難還延伸到移除擰入式座環(huán)以便維修和/或更換。座環(huán)的維修和/或更換還可通過擰入式座環(huán)和閥主體之間的相對高的接觸應(yīng)カ而被復(fù)雜化，該相對高的接觸應(yīng)カ可在座環(huán)被安裝時損壞閥主體處的螺紋接合。
在另ー種用于在流體流量控制裝置中安裝傳統(tǒng)的座環(huán)的方法中，座環(huán)可被直接螺栓連接到閥主體中，以將座環(huán)固定就位。也就是，座環(huán)可在座環(huán)的外周制造有通孔，以容納將它固定到閥主體的螺栓。擰入式座環(huán)典型地在閥主體中需要多個開孔(tapping)，以便容納螺栓。因為連接座環(huán)的螺栓處于張カ中，因此需要高強度的材料來制造流體流量控制裝置。在ー些裝置中，高強度螺栓連接要求將可接受的材料選擇限制到更昂貴的材料，諸如可從Specialty Metals of Kokomo, IN得到的鎳基合金Inconel 718。類似于抒入式座環(huán),需要高螺栓扭矩，以將座環(huán)保持在閥主體中，并且，使螺栓向下位于閥主體的內(nèi)部可能是困難的。高螺栓扭矩還可増加座環(huán)扭轉(zhuǎn)的可能性(即，使座環(huán)實質(zhì)上非平面的和/或非軸線的)，這種座環(huán)扭轉(zhuǎn)可導(dǎo)致座環(huán)和閥主體之間或座環(huán)和節(jié)流元件之間的泄漏。此外，處于張力中的螺栓對應(yīng)カ侵蝕裂開可能是更敏感的。在其他例子中，座環(huán)可被焊接到閥主體的內(nèi)壁。具有焊接式座環(huán)的控制閥制造和安裝起來昂貴。在許多情況中，閥主體必須在立式車床上旋轉(zhuǎn)，以機加工座環(huán)，或需要特殊工具來機加工座，同時閥主體保持靜止。任何一種制造方法實施起來都是昂貴的，并且維修起來也是昂貴的。另ー種用于將座環(huán)保持在流體流量控制裝置內(nèi)的方法是，提供夾緊元件，諸如籠 或座環(huán)保持器，以使座環(huán)夾緊就位。與不以這種方式固定座環(huán)的其他裝置相比，這些傳統(tǒng)的夾緊元件可對流體流量控制裝置增加顯著的費用。此外，在座環(huán)、夾緊元件和/或閥主體由不同材料制成的情況下，閥主體和夾緊元件之間的不同熱膨脹可顯著地限制流體流量控制裝置的操作溫度范圍。此外，由閥主體內(nèi)的變化的材料厚度引起的不同溫度區(qū)域可進(jìn)ー步加重不同熱膨脹。ー種防止由于不同熱膨脹引起的泄漏的典型的方案是，用具有類似熱膨脹系數(shù)的材料來制造閥主體、座環(huán)以及夾緊元件。然而，這可能導(dǎo)致顯著增加閥的成本。此外，被夾緊的座環(huán)典型地需要位于座環(huán)和閥主體之間的墊圈，以提供它們之間的流體密封。墊圈加載カ必須起源于主體對閥蓋的螺栓連接，并被轉(zhuǎn)移通過閥蓋至籠并至座環(huán)，以加載墊圈。在墊圈處形成密封所需的必要的力可需要較大的主體對閥蓋的螺栓，閥主體腹板內(nèi)的附加材料，以及閥的入口和出口處的較厚的凸緣——所有這些都増加了控制閥的成本。在大的流量控制裝置中，例如，在具有直徑至少為6英寸的出入口尺寸或座環(huán)橫截面區(qū)域的控制閥中，一般理解，最大化出入口尺寸在増加流體流動能力(即，閥的流動能力與出入口面積的平方直接成比例)方面是極其重要的。為了容納較大的座環(huán)以便得到給定的流體流量裝置主體的増加的流動能力，流體流量裝置的開ロ或頭部可必須增加其直徑，以容納較大的座環(huán)，這引起如前所述的螺栓連接要求的増加。另ー種增加出入口尺寸的方法涉及最大化座環(huán)開ロ或出入口。為了最大化出入口面積，座環(huán)必須通過移除座環(huán)外周周圍的材料來變得“較薄”，以使座環(huán)能夠進(jìn)入給定閥尺寸的閥主體的頭部，同時從座環(huán)的內(nèi)部移除材料以增加ロ的直徑。隨著座環(huán)變得較薄，當(dāng)座環(huán)使用上述任何方法被向下緊固到閥主體時，它可變得對扭轉(zhuǎn)更敏感。座環(huán)扭轉(zhuǎn)是流體流量控制裝置泄漏的主要原因，它可導(dǎo)致裝置中的剪切損壞(trim damage)(例如，在高壓應(yīng)用中可引起堵塞或座腐蝕的高速流)。實現(xiàn)大的座環(huán)和它們的各自的/接收主體之間的滿意的密封也變得更困難。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于用于將座環(huán)保持在流體流量控制裝置內(nèi)的現(xiàn)有方法，及這些裝置的操作要求和范圍，存在ー種對改進(jìn)的座環(huán)保持機構(gòu)和方法的需要，其允許流體流量控制裝置制造起來更容易，成本更低，且不需要特殊工具或機加工エ藝，且在必要時便于座環(huán)的維修和更換。此外，存在ー種對改進(jìn)的座環(huán)保持機構(gòu)的需要，其將座環(huán)牢固地保持在裝置的主體內(nèi)，而不會引起座環(huán)的扭轉(zhuǎn)和隨之而來的泄露問題，甚至在較大的流體流量控制裝置中。


圖I是流體流量控制裝置的橫截面形式的側(cè)視圖，其具有固定該裝置的主體內(nèi)的座環(huán)的帶螺紋的保持器；圖2是圖I的細(xì)節(jié)的以橫截面形式的放大圖；圖3A是座環(huán)保持器的ー個可選實施方式的俯視圖，其具有用于將保持器固定到流體流量控制裝置的閥主體的向外延伸的翼片(tab);以及圖3B是圖3A的座環(huán)保持器位于流體流量控制裝置的主體中的俯視圖，該主體被構(gòu)造成各納座環(huán)保持器的翼片。
具體實施例方式盡管以下文本闡述了本發(fā)明的很多不同實施方式的詳細(xì)描述，但應(yīng)理解，本發(fā)明的合法范圍是由本專利的末尾處闡述的權(quán)利要求的詞匯來界定的。該詳述應(yīng)被理解成僅是示例性的，而并不描述本發(fā)明的每個可能的實施方式，因為描述每個可能的實施方式是不切實際的，如果不是不可能的話。使用當(dāng)前技術(shù)或在本專利的提交日期之后發(fā)展的技木，可實施很多可選的實施方式，這些可選的實施方式仍將落入界定本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。例如，在流體流量控制裝置的環(huán)境中，本發(fā)明可被描述成控制閥，但是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會領(lǐng)會，任何流體流量控制裝置使用座環(huán)以及諸如調(diào)節(jié)器的節(jié)流元件。應(yīng)理解，在本專利中，除非使用句子“如本文中所使用的，術(shù)語‘—’這里定義成指的是…”或類似的句子來明確地定義術(shù)語，否則不期望限制該術(shù)語的含義，不管是明確地或暗示地，來超出它的平常含義或普通含義，并且該術(shù)語不應(yīng)被解釋成限制在基于本專利的任何部分(除了權(quán)利要求的語言之外)中作出的任何陳述的范圍中。在本專利的末尾處的權(quán)利要求中敘述的任何術(shù)語被提到為在本專利中以與單個含義一致的方式，這樣做僅是為了清楚起見，以至于不混淆讀者，且不期望這種權(quán)利要求術(shù)語通過暗示或其他方式被限制到該單個含義。最后，除非權(quán)利要求元素通過敘述詞匯“指的是”被界定以及不具有任何結(jié)構(gòu)的敘述的功能，否則不期望任何權(quán)利要求元素的范圍基于35U. S. C. § 112第六段的應(yīng)用被解釋。公開了ー種流體流量控制裝置，其具有用于固定該裝置的主體內(nèi)的座環(huán)的保持器。座環(huán)位于流體流量控制裝置的主體的流體流動路徑中的孔口內(nèi)，且保持器連接到主體的內(nèi)表面，以保持孔口內(nèi)的座環(huán)。保持器包括通過其的帶螺紋的開ロ，以便容納向下緊固在座環(huán)上的螺栓，以保持座環(huán)抵靠孔口和/或墊圈的內(nèi)表面，以形成嚴(yán)密的密封，并在控制裝置處于關(guān)閉位置時防止泄漏。在用于連接流體流量控制裝置的閥主體內(nèi)的保持器的耦合機構(gòu)的ー個實施方式中，保持器包括帶螺紋的外表面，且閥主體的孔ロ包括對應(yīng)的帶螺紋的內(nèi)表面，使得在插入座環(huán)之后，保持器被抒入孔口中。在稱合機構(gòu)的ー個可選的實施方式中，通過保持器的向外延伸的翼片和閥主體的內(nèi)表面中的對應(yīng)的L形凹部來提供保持器和閥主體之間的卡ロ型連接(bayonet type connection)。這些翼片被插入到這些凹部中，且保持器被部分地轉(zhuǎn)動，使得這些翼片通過這些凹部的懸垂部分(overhanging portion)來接合，以將保持器固定就位。保持器的這些以及其他實施方式在下面被進(jìn)ー步討論和/或由本發(fā)明者考慮為在根據(jù)本公開內(nèi)容的流體流量控制裝置中具有用途。圖I和2圖解了呈控制閥10的形式的流體流量控制裝置的第一個實施方式，該控制閥10具有閥座環(huán)12，該閥座環(huán)12通過帶螺紋的保持器14保持就位?？刂崎y10包括閥主體16，該閥主體16界定了入口 20、出口 18，以及從入口 20延伸到出ロ 18的流體流動路徑22。閥座環(huán)12被設(shè)置在閥主體16的孔ロ 24內(nèi)，并界定ロ 26，流體流動路徑22穿過該ロ 26。閥座環(huán)12包括具有擱置在孔ロ 24內(nèi)的軸肩(shoulder)30上的底面的向外延伸的凸緣28。墊圈32可設(shè)置在凸緣28和軸肩30之間，以形成在控制閥10處于中斷或關(guān)閉位 置時防止座環(huán)12的外部周圍泄漏的密封?？蛇x地，凸緣28可形成與閥主體16的表面對表面的接觸密封?；\34耦合到閥主體16并接合閥座環(huán)12?；\34界定內(nèi)孔ロ 36以及延伸通過籠34的至少ー個通道38，流體流動路徑22穿過該通道38。如圖2中詳細(xì)示出的，節(jié)流元件40具有尺寸設(shè)計成可滑動地插入籠的內(nèi)孔ロ 36的外表面42。桿44耦合到節(jié)流元件40，并進(jìn)一步耦合到致動器(未示出)。致動器沿著軸46往復(fù)移動桿44以及所連接的節(jié)流元件40。節(jié)流元件40被示出為具有就座表面(seating surface) 48,當(dāng)節(jié)流元件40處于關(guān)閉位置吋，該就座表面48被定向成接合座環(huán)12的接觸表面或座50。在操作中，當(dāng)控制閥10處于圖I和2所示的關(guān)閉位置時，節(jié)流元件40的就座表面48密封地接合座環(huán)12的座50，以防止流體流動通過座環(huán)12的ロ 26，并因此防止流體流動通過流體流動路徑22。同吋，由墊圈32形成的密封防止流體在座環(huán)12的外部周圍流動并朝向出ロ 18泄漏。當(dāng)期望打開控制閥10時，致動器引起桿44和節(jié)流元件40向上移動。隨著節(jié)流元件40的外表面42移動經(jīng)過籠34的通道38，來自入口 20的流體流動通過通道38，通過座環(huán)12的ロ 26，并離開通過出ロ 18。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，控制閥10的流體流動能力是通過節(jié)流元件40的位置以及流體可流動通過的通道38的數(shù)量來調(diào)節(jié)的。如上面所討論的，座環(huán)12通過帶螺紋的保持器14來在閥主體16的孔ロ 24中保持就位。帶螺紋的保持器14為圓形，并構(gòu)造成圍繞座環(huán)12設(shè)置在外凸緣28上方，并被接納在閥主體16的孔ロ 24中。鄰近帶螺紋的保持器14的頂部，向外延伸的環(huán)狀凸緣60提供了在控制閥10的裝配過程中用于帶螺紋的保持器14的夾緊表面，如下面進(jìn)ー步討論的。帶螺紋的保持器14還包括向內(nèi)延伸的環(huán)狀環(huán)(annular ring) 62,該向內(nèi)延伸的環(huán)狀環(huán)62的內(nèi)直徑大于外凸緣28上方的座環(huán)12的外直徑，使得帶螺紋的保持器14可如圖解的設(shè)置在座環(huán)12周圍。為了將帶螺紋的保持器14固定到閥主體16，提供了一種耦合機構(gòu)，閥主體16的孔ロ 24包括帶螺紋的內(nèi)表面64，且?guī)菁y的保持器14包括相應(yīng)的帶螺紋的外表面66。帶螺紋的表面64、66允許帶螺紋的保持器14被擰入閥主體16的孔ロ 24中，且?guī)菁y的表面64,66之間的接合防止帶螺紋的保持器14在平行于軸46以及平行于節(jié)流元件40和桿44的移動的方向上的移動。帶螺紋的表面64、66被構(gòu)造成使得帶螺紋的保持器14被向下擰入孔ロ 24中，并保持在其中，而不必要使帶螺紋的保持器14的底面接合座環(huán)12的外凸緣28的頂面。環(huán)狀環(huán)62是接合機構(gòu)的一部分，該接合機構(gòu)接合閥座環(huán)12，以在閥座環(huán)12和孔ロ 24之間形成密封，以防止流體流動經(jīng)過閥座環(huán)12到達(dá)ロ 26的外部。為了用足夠的カ向下裝載座環(huán)12來形成與孔ロ 24的內(nèi)表面的密封，通過環(huán)狀環(huán)62的多個徑向間隔開的帶螺紋的孔68容納螺栓70，該螺栓70被向下擰入與座環(huán)12的外凸緣28的頂面接合。螺栓70被向下壓縮緊固以加載墊圈32，并形成防止液體在座環(huán)12和孔ロ 24的內(nèi)表面之間泄漏的密封。螺栓70的尺寸、制造螺栓70的材料，以及孔68螺栓70的數(shù)量和位置可由閥座環(huán)12被安裝在其中的特定的控制閥10的構(gòu)造，以及控制閥10被安裝在其中的系統(tǒng)的操作要求來規(guī)定。 座環(huán)12和帶螺紋的保持器14的裝配相對簡単，并且一般不需要使用特殊的工具或機加工エ藝。墊圈32和座環(huán)12被向下放置到閥主體16的孔ロ 24內(nèi)，而墊圈32擱置在孔ロ 24的軸肩30上，且座環(huán)12的外凸緣28擱置在墊圈32上。帶螺紋的保持器14隨后被插入到閥主體16內(nèi)，而保持器14的帶螺紋的外表面66接合孔ロ 24的帶螺紋的內(nèi)表面64。帶螺紋的保持器14可通過手動來安裝，除非表面64、66之間的摩擦需要使用驅(qū)動エ具。在任何情況中，需要最小的扭矩來使帶螺紋的保持器14座落在閥主體16內(nèi)。一旦保持器14被擰入位置中，螺栓70就通過使用普通工具比諸如螺絲刀或方孔螺釘頭用扳手而被向下緊固到座環(huán)12的外凸緣28上，使用哪種工具取決于螺栓70的頭部的構(gòu)造。圖3A和3B圖解了保持器80的一個可選的示例性實施方式，該保持器80可通過卡ロ型連接的形式的耦合機構(gòu)而被固定在閥主體82的孔口中。保持器80可具有與上述帶螺紋的保持器14相同的一般構(gòu)造，并可包括向內(nèi)延伸的環(huán)狀環(huán)84，該向內(nèi)延伸的環(huán)狀環(huán)84具有通過其的孔86，該孔86用于容納螺栓70，該螺栓70將被向下緊固到座環(huán)12的上部凸緣28上。然而，取代帶螺紋的保持器14的環(huán)狀凸緣60和帶螺紋的外表面66，保持器80可具有多個徑向間隔開的向外延伸的翼片88，該多個徑向間隔開的向外延伸的翼片88被構(gòu)造成設(shè)置在閥主體82的鄰近閥主體82的孔ロ的內(nèi)表面中的對應(yīng)的L形凹部90內(nèi)，并由該L形凹部90保持。凹部90包括將翼片88容納在凹部90內(nèi)的開ロ，以及在保持器80部分地轉(zhuǎn)動之后固定凹部90內(nèi)的翼片88的懸垂唇部。包括保持器80的控制閥以與上述控制閥10類似的方式裝配。墊圈32和座環(huán)12被向下放置到閥主體82的孔ロ 24內(nèi)，而墊圈32擱置在孔ロ 24的軸肩30上，且座環(huán)12的外凸緣28擱置在墊圈32上。保持器80隨后被插入到閥主體82內(nèi)，而翼片88與閥主體82的對應(yīng)的L形凹部90的開ロ對齊。一旦翼片88被設(shè)置通過凹部90的開ロ，保持器80就在如圖3B中所示的順時針方向轉(zhuǎn)動，以將翼片88定位在凹部90的唇部下方，以將翼片88保持在凹部90內(nèi)，并防止保持器80在平行于軸46的方向上的實質(zhì)上的移動。如果必要，翼片80和/或凹部90還可包括定位凹槽(detent)或構(gòu)造成在控制閥的操作過程中保持凹部90內(nèi)的翼片88的其他接合機構(gòu)(未示出)。與帶螺紋的保持器14 一祥，需要最小的扭矩來使保持器80座落在閥主體82內(nèi)。一旦保持器80被轉(zhuǎn)動到位置中，螺栓70就通過使用普通工具比如螺絲刀或方孔螺釘頭用扳手而被向下緊固到座環(huán)12的外凸緣28上，使用哪種工具取決于螺栓70的頭部的構(gòu)造?；\34、節(jié)流元件40以及控制閥的閥蓋被隨后安裝在閥主體82中/上。與諸如上述那些機構(gòu)的先前已知的機構(gòu)相比，諸如上述那些機構(gòu)的座環(huán)保持機構(gòu)提供了優(yōu)勢。與擰入式座環(huán)相比，座環(huán)保持器14、80在保持器14、80和座環(huán)12的安裝和移除過程中需要比擰入式座環(huán)所需的扭矩低的扭矩，因為保持器14、80自身并不向下緊固來形成座環(huán)和閥主體的孔ロ之間的密封。相反，座環(huán)保持器14、80僅需要足夠的扭矩來克服摩擦以轉(zhuǎn)動到它們的恰當(dāng)?shù)奈恢弥?。較大的扭矩被施加在向下緊固到座環(huán)12上的螺栓70上，但是在緊固螺栓時，為了應(yīng)用特定的扭矩，必要的扭矩可使用標(biāo)準(zhǔn)工具來施加。螺栓70還允許圍繞座環(huán)12的周邊的カ的一致的分布，并直接加載在墊圈上，這樣可最小化座環(huán)12的徑向和/或平面扭轉(zhuǎn)。
與擰入式座環(huán)相比，保持器14、80還便于座環(huán)12的移除和維修，同時對控制閥10的閥主體16的損壞風(fēng)險較小。保持器14、80和閥主體16之間的接觸應(yīng)カ較小，因為保持器14、80被緊固到閥主體16內(nèi)的程度與擰入式座環(huán)不同。一旦螺栓70從座環(huán)12松開，且保持器14、80和閥主體16之間的對應(yīng)的應(yīng)力降低，保持器14、80就可抵抗元件之間的其余摩擦而被轉(zhuǎn)動并從閥主體16移除。在接觸應(yīng)カ防止螺栓70擰出的情況中，保持器14、80的部分可被切除，而不損壞閥主體16，且保持器14、80可被更換，而不需要維修整個閥主體16。與上述在閥的腹板中需要精確機加工小螺紋孔的擰入式座環(huán)相比，帶螺紋的保持器14消除了機加工這種孔的需要，取而代之的是機加工閥主體16的相當(dāng)大直徑孔ロ 24的帶螺紋的內(nèi)表面64。在大的閥主體的內(nèi)表面中形成大直徑螺紋可以是非常經(jīng)濟的。必要時，在環(huán)狀環(huán)62、84周圍可緊密地間隔開小直徑螺栓70，以提供均勻的座環(huán)加載，并由此最小化座環(huán)扭轉(zhuǎn)以及節(jié)流元件和座環(huán)之間的相關(guān)泄漏，以及座環(huán)和孔ロ的內(nèi)表面之間的相關(guān)泄漏，這種泄漏可由于寬間隔的螺栓而發(fā)生。機加工通過環(huán)狀環(huán)62、84的額外的孔68、86執(zhí)行起來可以比機加工閥主體16、82的腹板中的相似數(shù)量和尺寸的孔要經(jīng)濟得多。雖然本文中所公開的實施發(fā)生被描述為具有界定特定流動路徑的特定入口和出ロ，但應(yīng)理解，該入口和出口可對換，而不背離本公開內(nèi)容的范圍。本文中所公開的保持器將在具有向上流動或向下流動構(gòu)造的應(yīng)用中提供上述相同的益處。此外，本文中所公開的座環(huán)和保持器可被應(yīng)用在任何類型的控制閥或其他控制閥中。在座環(huán)密封和保持在歷史上有問題的大控制閥中，諸如在如上所述的大滑動桿閥、球閥以及蝶閥中，保持器和螺栓是尤其有用的。雖然前述文本闡述了本發(fā)明的很多不同實施方式的詳述，但應(yīng)理解，本發(fā)明的合法范圍是由本專利的末尾處闡述的權(quán)利要求的詞匯來界定的。該詳述應(yīng)被理解成僅是示例性的，而并不描述本發(fā)明的每個可能的實施方式，因為描述每個可能的實施方式是不切實際的，如果不是不可能的話。使用當(dāng)前技術(shù)或在本專利的提交日期之后發(fā)展的技術(shù)，可實施很多可選的實施方式，這些可選的實施方式仍將落入界定本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種控制閥，包括 主體，其界定入ロ、出口以及從所述入ロ延伸到所述出ロ的流體流動路徑； 閥座環(huán)，其設(shè)置在閥主體內(nèi)，并界定ロ，所述流體流動路徑穿過所述ロ ； 節(jié)流元件，其構(gòu)造成接合所述閥座環(huán)，以控制流體流動通過所述控制閥；以及 保持器，其耦合到所述閥主體并接合所述閥座環(huán)，以使所述閥座環(huán)在所述閥主體內(nèi)保持就位，使得在所述閥座環(huán)的表面和所述閥主體的對應(yīng)表面之間形成密封，以防止流動經(jīng)過所述閥座環(huán)到達(dá)所述閥座環(huán)的ロ的外部，其中，所述保持器被設(shè)置在所述閥座環(huán)的周圍，所述保持器包括向內(nèi)延伸的環(huán)，所述向內(nèi)延伸的環(huán)具有通過其中的多個孔以及多個螺栓，所述多個螺栓均設(shè)置通過所述孔中的對應(yīng)ー個孔，并接合所述閥座環(huán)，以迫使所述閥座環(huán)的表面與所述閥主體的對應(yīng)表面接合，以形成密封。
2.如權(quán)利要求I所述的控制閥，其中，所述閥主體包括帶螺紋的內(nèi)表面，且所述保持器 包括帶螺紋的外表面，所述帶螺紋的外表面與所述閥主體的所述帶螺紋的內(nèi)表面嚙合，使得所述保持器被擰入所述閥主體中，以將所述閥座環(huán)保持在所述閥主體內(nèi)。
3.如權(quán)利要求I所述的控制閥，其中，所述閥座環(huán)包括中空柱體，所述中空柱體具有界定所述ロ的內(nèi)表面以及向外延伸的環(huán)狀凸緣，其中，所述保持器包括具有所述環(huán)狀環(huán)的中空柱體，其中，當(dāng)所述閥座環(huán)被設(shè)置在所述閥主體內(nèi)且所述保持器由所述閥主體接合時，所述環(huán)狀環(huán)鄰近所述環(huán)狀凸緣設(shè)置，所述多個螺栓中的每ー個均接合所述環(huán)狀凸緣的表面。
4.如權(quán)利要求3所述的控制閥，其中，所述閥主體的所述內(nèi)表面界定環(huán)狀軸肩，并且其中，所述環(huán)狀凸緣被設(shè)置在所述閥主體的所述環(huán)狀軸肩和所述保持器的所述環(huán)狀環(huán)之間。
5.如權(quán)利要求I所述的控制閥，包括墊圈，所述墊圈設(shè)置在所述閥座環(huán)的表面和所述閥主體的對應(yīng)表面之間，以形成密封。
6.ー種保持器，其用于控制閥，所述控制閥具有主體，其界定入ロ、出口以及從所述入口延伸到所述出ロ的流體流動路徑；閥座環(huán)，其設(shè)置在閥主體內(nèi)并界定ロ，流體流動通過所述ロ ；以及節(jié)流元件，其構(gòu)造成接合所述閥座環(huán)，以當(dāng)所述節(jié)流元件設(shè)置在關(guān)閉位置吋，防止流體流動通過所述ロ，并在打開位置和關(guān)閉位置之間是可移動的，所述保持器包括 保持器環(huán)，其配置為被設(shè)置在所述閥座環(huán)的周圍； 耦合機構(gòu)，其被配置用于將所述保持器環(huán)連接到所述控制閥的所述閥主體； 以及 接合機構(gòu)，其被配置用于接合所述閥座環(huán)，以使所述閥座環(huán)在所述閥主體內(nèi)保持就位，使得在所述閥座環(huán)的表面和所述閥主體的對應(yīng)表面之間形成密封，以防止流動經(jīng)過所述閥座環(huán)到達(dá)所述閥座環(huán)的ロ的外部，所述接合機構(gòu)包括在所述保持環(huán)器內(nèi)側(cè)的向內(nèi)延伸的環(huán)狀環(huán)，所述環(huán)狀環(huán)具有通過其中的多個孔以及多個螺栓，每個螺栓均被設(shè)置通過所述孔中的對應(yīng)ー個孔，其中所述螺栓被配置為被擰入以接合所述閥座環(huán)，以迫使所述閥座環(huán)與所述閥主體的對應(yīng)表面接合，以形成密封。
7.如權(quán)利要求6所述的保持器，其中，所述閥主體包括帶螺紋的內(nèi)表面，且所述保持器的所述耦合機構(gòu)包括帶螺紋的外表面，所述帶螺紋的外表面與所述閥主體的所述帶螺紋的內(nèi)表面嚙合，使得所述保持器被擰入所述閥主體中，以將所述保持器連接到所述閥主體。
8.如權(quán)利要求6所述的保持器，其中，所述閥座環(huán)包括中空柱體，所述中空柱體具有界定所述ロ的內(nèi)表面以及向外延伸的環(huán)狀凸緣，其中，當(dāng)所述閥座環(huán)被設(shè)置在所述閥主體內(nèi)且所述耦合機構(gòu)將所述保持器連接到所述閥主體時，所述環(huán)狀環(huán)鄰近所述環(huán)狀凸緣設(shè)置，并且所述多個螺栓均接合所述環(huán)狀凸緣的表面。
9.ー種控制閥，包括 主體，其界定入ロ、出口以及從所述入口延伸到所述出ロ的流體流動路徑； 閥座環(huán)，其設(shè)置在閥主體內(nèi)，并界定ロ，所述流體流動路徑穿過所述ロ ； 節(jié)流元件，其構(gòu)造成接合所述閥座環(huán)，以當(dāng)所述節(jié)流元件設(shè)置在關(guān)閉位置時，防止流體流動通過所述ロ，并在打開位置和關(guān)閉位置之間是可移動的；以及 保持器，其包括 保持器環(huán)，其被設(shè)置在所述閥座環(huán)的周圍； 耦合機構(gòu)，其將所述保持器環(huán)連接到所述閥主體；以及 接合機構(gòu)，其接合所述閥座環(huán)，以使所述閥座環(huán)在所述閥主體內(nèi)保持就位，使得在所述閥座環(huán)的表面和所述閥主體的對應(yīng)表面之間形成密封，以防止流動經(jīng)過所述閥座環(huán)到達(dá)所述閥座環(huán)的ロ的外部，所述接合機構(gòu)包括向內(nèi)延伸的環(huán)狀環(huán)，所述環(huán)狀環(huán)具有通過其中的多個孔以及多個螺栓，每個螺栓均被設(shè)置通過所述孔中的對應(yīng)ー個孔，其中所述螺栓被擰緊以接合所述閥座環(huán)，以迫使所述閥座環(huán)的表面與所述閥主體的對應(yīng)表面接合，以形成密封。
10.如權(quán)利要求9所述的控制閥，其中，所述閥主體包括帶螺紋的內(nèi)表面，且所述保持器的所述耦合機構(gòu)包括所述保持器環(huán)的帶螺紋的外表面，所述帶螺紋的外表面與所述閥主體的所述帶螺紋的內(nèi)表面嚙合，使得所述保持器被擰入所述閥主體中，以將所述閥座環(huán)保持在所述閥主體內(nèi)。
11.如權(quán)利要求9所述的控制閥，其中，所述閥座環(huán)包括中空柱體，所述中空柱體具有界定所述ロ的內(nèi)表面以及向外延伸的環(huán)狀凸緣，其中，當(dāng)所述閥座環(huán)被設(shè)置在所述閥主體內(nèi)且所述保持器由所述閥主體接合時，所述環(huán)狀環(huán)鄰近所述環(huán)狀凸緣設(shè)置，其中所述多個螺栓均接合所述環(huán)狀凸緣的表面。
12.如權(quán)利要求11所述的控制閥，其中，所述閥主體的所述內(nèi)表面界定環(huán)狀軸肩，并且其中，所述環(huán)狀凸緣被設(shè)置在所述閥主體的所述環(huán)狀軸肩和所述接合機構(gòu)的所述環(huán)狀環(huán)之間。
13.如權(quán)利要求9所述的控制閥,包括墊圈,所述墊圈設(shè)置在所述閥座環(huán)的表面和所述閥主體的對應(yīng)表面之間，以形成密封。
14.一種用于裝配控制閥的方法，所述控制閥具有主體，其界定入ロ、出口以及從所述入口延伸到所述出ロ的流體流動路徑；閥座環(huán)，其界定ロ ；節(jié)流元件，其構(gòu)造成接合所述閥座環(huán)，以防止流體流動通過所述ロ ；以及閥座環(huán)保持器，該閥座環(huán)保持器包括向內(nèi)延伸的環(huán)狀環(huán)，所述向內(nèi)延伸的環(huán)狀環(huán)具有通過其中的多個孔以及多個螺栓，每個螺栓均被設(shè)置通過所述孔中的對應(yīng)ー個孔，所述方法包括 沿著所述流體流動路徑將所述閥座環(huán)插入到閥主體的孔ロ中； 將所述保持器插入到所述閥主體中，并經(jīng)由所述保持器的鄰近所述閥座環(huán)的耦合機構(gòu)將所述保持器連接到所述閥主體；以及 通過將所述保持器設(shè)置在所述閥座環(huán)的周圍，使所述閥座環(huán)與所述保持器的接合機構(gòu)接合；以及將所述螺栓擰入以與所述閥座環(huán)接合，以迫使所述閥座環(huán)的表面與所述閥主體的對應(yīng)表面接合，以在所述閥座環(huán)的表面和所述閥主體的對應(yīng)表面之間形成密封，以防止流動經(jīng)過所述閥座環(huán)到達(dá)所述閥座環(huán)的ロ的外部。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述閥主體包括帶螺紋的內(nèi)表面，且所述保持器的所述耦合機構(gòu)包括帶螺紋的外表面，所述帶螺紋的外表面被構(gòu)造成與所述閥主體的所述帶螺紋的內(nèi)表面嚙合，并且其中，將所述保持器連接到所述閥主體的步驟包括以所述帶螺紋的外表面與所述帶螺紋的內(nèi)表面嚙合的方式將所述保持器擰入所述閥主體中。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述閥主體的所述內(nèi)表面界定環(huán)狀軸肩，并且其中，所述環(huán)狀凸緣被設(shè)置在所述閥主體的所述環(huán)狀軸肩和所述保持器的所述環(huán)狀環(huán)之間。
全文摘要
公開了具有座環(huán)保持器的流體流量控制裝置，具體為一種控制閥，其具有用于將座環(huán)保持在裝置的閥主體內(nèi)的保持器。座環(huán)被設(shè)置在控制閥的閥主體的流體流動路徑中的孔口內(nèi)，且保持器被連接到閥主體的內(nèi)表面，以將座環(huán)保持在孔口內(nèi)。保持器包括通過其中的帶螺紋的開口，該帶螺紋的開口用于容納螺栓，該螺栓被向下緊固到座環(huán)上，以保持座環(huán)抵靠孔口和/或墊圈的內(nèi)表面，以形成緊密密封并在控制裝置處于關(guān)閉位置時防止泄漏。
文檔編號F16K1/42GK102650339SQ20121015110
公開日2012年8月29日 申請日期2008年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者邁克爾·K·洛弗爾, 邁克爾·麥卡蒂 申請人:費希爾控制產(chǎn)品國際有限公司