具有轴封的衬套制造技术

本文公开了一种具有轴封的衬套。示例装置包括流体阀本体、设置在该流体阀本体中的阀轴、以及在所述阀轴和所述流体阀本体之间设置在阀轴上的衬套。该衬套包括设置在该衬套的内表面上的第一凹槽和设置在该衬套的外表面上的第二凹槽。第一密封件设置在该第一凹槽中以相对于阀轴进行密封，并且第二密封件设置在该第二凹槽中以相对于阀本体进行密封。

【技术实现步骤摘要】
具有轴封的衬套
本公开总体上涉及流体阀，并且更具体而言，涉及具有轴封的衬套。
技术介绍
过程控制系统使用流体阀来控制过程流体的流量。流体阀通常通过移动阀流量控制构件(诸如阀塞或阀盘)来控制过程流体的流量。许多流体阀包括衬套以用于引导和支撑该阀的轴或杆。流体阀通常还包括围绕该轴或杆的填料。该填料可以由石墨、特氟龙或金属材料组成，以防止流体泄漏和/或不期望的流体压力的变化。在许多已知的包括填料和衬套的阀中，阀轴或阀杆必须长到足以容纳填料和衬套。在一些实例中，诸如FisherZ500(一种四分之一转开/关浮球阀)，唯一的轴支撑由阀填料提供，而不包括衬套。使用阀填料来支撑轴使得能够使用相对较短的轴，但使阀填料承受相对较高的载荷，这可缩短填料的使用寿命和/或可导致需要比最初预期的更大的扭矩来进行操作的阀。
技术实现思路
本文公开的示例装置包括：流体阀本体、设置在所述流体阀本体中的阀轴、以及在所述阀轴和所述流体阀本体之间设置在所述阀轴上的衬套。所述衬套包括设置在所述衬套的内表面上的第一凹槽和设置在所述衬套的外表面上的第二凹槽。第一密封件设置在所述第一凹槽中以相对于阀轴进行密封，所述第二密封件设置在所述第二凹槽中以相对于所述阀本体进行密封。本文公开的另一个示例装置包括衬套，所述衬套被配置为支撑所述阀本体中的阀轴。所述衬套包括密封凹槽，用于接收相应的密封件以防止流体离开所述阀本体。本文公开的又一个示例装置包括阀轴、保持所述阀轴的阀本体、以及用于支撑所述阀轴并相对于所述阀本体密封所述阀轴的单元。附图说明图1例示了已知的流体控制阀。图2例示了示出已知的衬套和填料的图1的流体控制阀的局部截面。图3A-3D例示了其它已知阀填料配置。图4例示了已知流体控制阀的局部截面。图5A例示了根据本公开的用于支撑并密封图2的流体控制阀的阀轴的示例衬套。图5B例示了图5A的衬套的放大截面。这些附图不是按照比例绘制的。相反，为了使多个层和区域清楚可见，这些层的厚度可在附图中被放大。只要可能，贯穿(多个)附图和随附的书面描述中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。如在本专利中所使用的，声明任何部分(例如，层、膜、区域或板)以任何方式定位在(例如，定位在、位于、设置在、或形成在等)另一部分上意指所引用的部分与该另一部分接触，或者所引用的部分在该另一部分之上并且有一个或多个中间部分位于其间。声明任何部分与另一部分接触意指这两个部分之间没有中间部分。具体实施方式如本文所使用的，术语“轴”或“阀轴”可包括各种流体控制阀的轴或杆。在一些示例中，术语“轴”可包括旋转阀的轴，而在其它示例中，术语“轴”可包括滑动阀杆阀的杆。流体控制设备(例如，阀)通常包括阀本体、阀盖、致动器、流量控制构件(例如，阀塞)、以及阀轴或阀杆。致动器通过在阀本体中移动流量控制构件以允许或限制流体流量来将轴移动通过阀盖以打开和关闭阀。许多已知的流体阀使用衬套来围绕和支撑阀轴，以使轴的横向移动最小化以防止对阀的损坏。许多已知的流体阀还使用填料或密封件来防止流体泄漏以及不期望的阀内部的压力的变化。这些已知的流体阀要求阀轴长到足以容纳衬套和填料两者。在一些实例中，制造商可选择延长衬套以增加对轴的支撑。然而，延长衬套可要求更短的填料，这可导致流体泄漏的可能性更大。在其它实例中，制造商可选择延长填料以降低流体泄漏的可能性。然而，延长填料可要求更短的衬套，这可导致对阀轴的支撑不足。在阀轴没有长到足以为填料和衬套两者提供足够的空间的情况下，会引起进一步的问题。因此，在一些已知的阀中，轴可能仅由阀填料支撑。如果填料由软质材料(例如，石墨、特氟龙等)组成，则在太多侧向载荷或弯曲力矩被施加到填料上的情况下，填料可能屈服(yield)和/或泄漏。如果发生这种情况，则阀轴可能接触阀本体并可能发生磨损。结果，阀可需要比预期显著更高的扭矩来进行操作，和/或阀可能需要服务请求和/或保修，这导致了附加的时间和成本。取代以上提到的已知衬套和填料，本文公开的示例流体阀采用具有一体式密封件的衬套。通过使用本文所描述的示例衬套，流体阀可以为阀轴提供足够的支撑，同时还降低了流体泄漏的可能性。同样，本文描述的示例衬套不需要与分开的衬套和填料同样多的空间。因此，较短的阀轴可被用来降低阀的总尺寸。图1例示了可用于实现本文中公开的示例的示例流体阀102。在图1所例示的示例中，流体阀102可以是可操作以控制流过流体阀102的过程流体(例如，天然气、水等)的流量的滑动阀杆阀、旋转阀等。在该示例中，流体阀102是滑动阀杆阀。阀塞或流量控制构件202(如图2所示)控制过程流体的流量。在所例示的示例中，当流体阀102处于关闭状态时，过程流体被基本上防止流过阀102。相反，当流体阀102处于打开状态时，过程流体被允许流过阀102。图2是图1的示例流体阀102的详细截面图。所例示的示例包括阀本体201和阀本体201内的流量控制构件202。流量控制构件202可以是任何合适的阀塞(例如，圆柱形塞、锥形塞等)，该流动控制构件202在经由阀轴206相对于(例如，朝向和/或远离)阀座204移动时改变通过流体阀102的过程流体的流量。具体地，示例流量控制构件202沿着通常由双箭头208指示的方向在流体阀102的打开位置和关闭位置之间移动。为了确保阀轴206在打开和关闭位置之间移动时的稳定性，将衬套210放置在流量控制构件202周围。还包括阀填料212来防止流体泄漏和任何不期望的流体阀102内的压力变化。在这种已知的流体阀102中，填料212在图2的定向上靠近阀轴206的上端，并且衬套210围绕流量控制构件202。然而，在其它已知的流体阀中，填料212和衬套210可以处于沿着阀轴206和/或流量控制构件202的任何位置。图3A-3D是用于流体控制阀(诸如图1和图2的流体控制阀102)的已知阀填料配置的示例。图3A例示了PTFE(聚四氟乙烯或特氟龙)V形环填料302。图3B例示了单个PTFE填料304。图3A和图3B的PTFE填料技术通常用于有流体在低温(即，低于450华氏度)下流过阀的流体控制阀。图3C例示了石墨带填料306。图3D例示了石墨填料308。图3C和图3D的石墨填料技术通常用于有流体在高温(即，高于450华氏度)下流过阀的流体控制阀，因为石墨具有比特氟龙高得多的熔点。图4是已知阀400的截面图。所描绘的已知阀400是四分之一转开/关浮球阀。尽管本文描述的示例衬套可以用于任何流体控制阀，但是本文所描述的示例性衬套被设计成在四分之一转开/关阀(诸如图4的已知阀400)中特别有用。图4的阀400包括阀本体402和阀轴404，以旋转球阀406来打开和关闭阀400。填料408设置在阀本体402和阀轴404之间。填料408是图3C的石墨带填料配置306。填料408是为阀轴404提供的唯一轴支撑件。因此，如果向阀轴404施加太多的扭矩或横向移动，则填料408可能屈服并泄漏。为了固定填料408，将填料法兰410放置在阀轴404周围的填料408上方并用填料螺柱412进行固定。图4还包括在阀本体402和阀轴404之间的止推垫圈414。止推垫圈414通常为软材料(例如，聚甲醛、特氟龙、聚醚醚酮、黄铜等)以降低损坏量，该损坏可在阀轴404相对于阀本体402旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：流体阀本体；阀轴，所述阀轴设置在所述流体阀本体中；以及衬套，所述衬套在所述阀轴和所述流体阀本体之间设置在所述阀轴上，所述衬套包括设置在所述衬套的内表面上的第一凹槽和设置在所述衬套的外表面上的第二凹槽，第一密封件设置在所述第一凹槽中以相对于所述阀轴进行密封，并且第二密封件设置在所述第二凹槽中以相对于所述阀本体进行密封。

【技术特征摘要】
2017.11.28 US 15/824,7301.一种装置，包括：流体阀本体；阀轴，所述阀轴设置在所述流体阀本体中；以及衬套，所述衬套在所述阀轴和所述流体阀本体之间设置在所述阀轴上，所述衬套包括设置在所述衬套的内表面上的第一凹槽和设置在所述衬套的外表面上的第二凹槽，第一密封件设置在所述第一凹槽中以相对于所述阀轴进行密封，并且第二密封件设置在所述第二凹槽中以相对于所述阀本体进行密封。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括支撑环，所述支撑环用于保持所述衬套。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括耦接到所述阀本体的卡环，所述卡环用于保持所述衬套和所述支撑环。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述密封件中的每一个密封件都是O形环、星形环或全方位密封件。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述衬套包括聚甲醛、特氟龙、或具有内衬或涂层的金属。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述衬套的长度小于所述阀轴的长度。7.一种装置，包括：衬套，所述衬套被配置成支撑阀本体中的阀轴，所述衬套包括密封凹槽，所述密封凹槽用于接收相应的密封件以防止流体离开所述阀本体。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括定位在所述密封凹槽中的密封件。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述密封件中的每一个都是O形环、星形环、或全方位密封件。10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述衬套的内表面与所述阀轴接触，并且所述衬套的外表面与所述阀本体...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·F·杰克逊，W·J·赫尔弗，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US