具有条件性润滑表面的阀杆制造技术

本发明专利技术描述具有条件性润滑表面(332)的可动阀装置(306)。示例性阀包括具有设置在所述流体阀的阀帽(304)内的石墨垫圈(314)的阀填料(308)，阀杆或阀轴(302)具有可对润滑材料进行保持的条件性表面。所述阀杆或阀轴的所述条件性表面设置在所述阀帽内，并在所述流体阀的操作过程中使所述润滑材料相对于所述石墨垫圈移动，且与该石墨垫圈接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请大体上涉及一种流体阀，更具体地涉及具有条件性润滑表面的可动阀装置。
技术介绍
诸如旋转阀、线性阀等流体阀通常具有流体流动控制构件，该流体流动控制构件设置在流体流路中，且可操作地耦接至致动器，例如气动致动器、手动致动器等。阀杆或阀轴可操作地将流动控制构件与致动器耦接，上述致动器使流动控制构件在打开位置与关闭位置之间移动，以允许或是限制流体在阀的入口与出口之间流动。通常地，阀杆或阀轴穿过耦接至阀体的阀帽而在流动控制构件与致动器之间延伸。阀填料或填料组件常被用来防止工艺流沿着阀杆或阀轴并穿过阀体而泄漏至环境。阀填料可包括沿着阀杆或阀轴的一部分设置的多个弹簧和/或填料密封件来提供密封。一些已知的阀填料使用高弹簧率的载荷装置或弹簧组件(例如贝氏弹簧)，以在相对小的偏转或压缩的范围内提供比较高的载荷。无法对填料密封件提供预期的填料应力可能导致不适当的密封。例如，过小的填料应力可能导致工艺流经过填料密封件而泄漏至环境。过大的填料应力(例如比最大推荐填料应力更大)可能导致某些类型的填料密封件(例如石墨密封件)将材料转移至阀杆或阀轴，而使材料(例如石墨)聚集在阀杆或阀轴上并使填料密封件受损。附加地或替代地，过大的填料应力可能会使填料密封件与阀杆或阀轴之间的填料摩擦力增加，这可能降低阀性能，和/或，阀填料和/或阀杆或杆的操作寿命。
技术实现思路
在一实例中，阀包括具有设置在流体阀的阀帽内的石墨垫圈的阀填料，并且阀杆或阀轴具有保持润滑材料的条件性表面。阀杆或阀轴的条件性表面设置在阀帽内，并在流体阀的操作过程中使润滑材料相对于石墨垫圈移动，且与该石墨垫圈接触。在另一实例中，用于流体阀的装置包括由第一材料制成的可动阀装置。可动阀装置相对于由比第一材料更软的第二材料制成的第二表面移动。条件性表面沿着可动阀装置的在操作中与第二表面接触的一部分保持润滑材料。附图说明图IA示出了已知的流体阀。图IB示出了图IA的示例性流体阀的放大图。图2示出了已知的阀装置和填料材料的放大图。图3示出了使用在此描述的示例性阀装置来实现的流体阀。图4A-图4D示出了在此描述的示例性阀装置。图5示出了具有通过直接方法调整的表面的、在此描述的阀装置的另一实例的放大部分。图6示出了具有通过间接方法调整的表面的、在此描述的阀装置的又一实例的放大部分。图7示出了使用在此描述的示例性阀装置来实现的旋转阀。具体实施例方式一般来说，在此描述的示例性方法和装置基本上降低或防止材料在两个不同材料间的动态机械界面上转移。更具体地，在此描述的方法和装置在硬的材料表面相对于相对较软的材料表面移动并与其接触时，显著降低在第一或硬的材料表面与第二或相对较软的材料表面间的界面上的摩擦力。在此描述的实例中，硬的表面的至少一部分包括具有润滑材料的条件性表面，该润滑材料被条件性表面包住、被内嵌在条件性表面中、被沉淀在条件性表面内、被条件性表面围绕、被转移至条件性表面或以其他方式被条件性表面保持。在一些实例中，润滑材料是与相对较软的材料基本相似或相同的材料。换言之，润滑材料或材料 沉积物(例如更软的材料)被转移至条件性表面、被条件性表面包住、被浸溃在条件性表面内或被内嵌在条件性表面上。在操作中，包住(或保持)润滑材料的条件性表面与相对较软的材料接触或接合。通过这种方式，在此描述的示例性装置在相同材料间，而不是在两个不同材料间提供界面，藉此，可显著降低在不同材料间的界面上的摩擦力。特别地，在此描述的示例性装置基本上防止材料在阀杆或阀轴与填料材料之间的转移，上述阀杆或阀轴相对于填料材料(例如石墨填料材料)移动(例如转动或滑动)且与其接触。条件性表面可具有有纹理的表面或相对光滑的或无纹理的表面(例如算术平均粗糙度(Ra)小于32微英寸的表面磨光)，来包住润滑材料。更具体地，阀杆或阀轴的至少一部分可调整为包括有纹理的表面(例如图4A-图4C的有纹理的表面410-414)或无纹理的表面或相对光滑的表面(例如图4D的无纹理的表面416)。例如，条件性表面可通过合适的制造过程(例如蚀刻、机械加工、压花)在界面上形成纹理，在流体阀的操作过程中，在该界面上，阀杆或阀轴的外表面与填料材料(例如石墨填料)接触。条件性表面将润滑材料或润滑剂包住(例如内嵌或浸溃)。润滑材料可以是与在流体阀操作过程中与阀杆或阀轴接触的填料材料基本相似或相同的材料(例如石墨材料)。在另一实例中，润滑材料可以是诸如聚四氟乙烯(使用碳纤维和PTFE加固)、硅、石墨、聚烯烃、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、Kevlar 合成物及它们的任意组合等任意合适的材料和/或诸如干润滑剂、惰性接合齐U、聚合物等任意合适的润滑材料。在一特别的实例中，阀杆或阀轴的有纹理的表面或部分可通过至少一个腔室或凹处形成，这些腔室或凹处将润滑材料包住，或内嵌、填充、围绕或浸溃有润滑材料。在又一实例中，条件性表面可具有磨光的表面。因此，在阀杆或阀轴相对于填料材料移动时，可显著降低阀装置与填料材料间的摩擦力，藉此，可降低对填料材料和/或阀杆和轴的磨损或损伤。在描述示例性方法和装置之前，结合图IA和图IB对已知的流体阀100进行简要说明。图IA是流体阀100 (例如滑杆阀)的横剖视图。图IB示出了图IA的流体阀100的放大部分。流体阀100具有阀体102，其在入口 106与出口 108之间限定流体流动通道104。阀塞110设置在流体流动通道104内，且具有与阀座114协配的座面112，以对端口区域116进行控制，其中，流体可流过上述端口区域116而在入口 106与出口 108之间流动。阀杆118延伸穿过阀帽120，来将阀塞110耦接至致动器(未图示)(例如气动致动器、电致动器、手动致动器等)。阀帽120包括用于接收或罩住阀填料组件124的填料孔122，当致动器使阀杆118在第一位置(例如打开位置)与第二位置(例如关闭位置)之间移动时，上述填料孔122可滑动地接收阀杆118。阀填料组件124具有一密封件，用以防止工艺流流过阀杆118而泄漏和/或保护环境免受有害或污染的流体扩散。换言之，阀填料组件124具有一密封件，该密封件用于对抗流过流体流动通路104的工艺流的压强。在图IB中最清晰地示出，阀填料组件124包括填料凸缘126,该填料凸缘126通过填料螺栓128和填料螺母130而耦接至阀帽120。填料材料或密封组件132围绕阀杆118，并设置在阀帽120的填料孔122内。在本实例中，填料材料或密封组件132包括石墨填料密封件或环134 (例如柔性石墨环)、石墨合成垫圈136 (例如石墨合成填料挡圈)、碳衬套138和填料箱环140。填料材料132通常沿轴向压缩，以确保填料材料132的内孔或表面142与阀杆118 密封，且填料材料132的外表面144与阀帽120的填料孔122密封。沿轴线146对填料材料132轴向加载使填料材料132沿径向膨胀，以在移动阀杆118上在填料材料132与阀杆118接触的界面或运动线148处提供动态密封，并在填料孔122中在填料材料132与填料孔122接触处提供静态密封。因此，阀填料组件124必须适当地或充分地加载，以提供能对抗流过流体阀100的工艺流的压强的填料密封。为了保持密封，填料材料132必须保持处于载荷(例如轴向载荷)下。因此，在填料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.11 US 12/777,6891.一种流体阀，包括 阀填料，该阀填料具有设置在所述流体阀的阀帽内的石墨垫圈；以及 阀杆或阀轴，该阀杆或阀轴具有条件性表面，以保持润滑材料， 其中，所述阀杆或阀轴的所述条件性表面设置在所述阀帽内，并在所述流体阀的操作过程中使所述润滑材料相对于所述石墨垫圈移动，且与该石墨垫圈接触。2.如权利要求I所述的流体阀，其中，所述润滑材料包括石墨材料。3.如权利要求I所述的流体阀，其中，所述流体阀是旋转阀或滑杆阀。4.如权利要求I所述的流体阀，其中，所述条件性表面是磨光的。5.如权利要求I所述的流体阀，其中，所述条件性表面是有纹理的。6.如权利要求5所述的流体阀，其中，有纹理的表面包括具有算术平均粗糙度(Ra)小于32微英寸的表面磨光或纹理。7.如权利要求5所述的流体阀，其中，有纹理的表面包括凹槽、腔室或凹处。8.如权利要求7所述的流体阀，其中，所述凹槽、腔室或凹处具有受控的尺寸、形状或大小。9.如权利要求5所述的流体阀，其中，有纹理的表面是通过机械加工形成的。10.如权利要求5所述的流体阀，其中，所述润滑材料内嵌或浸溃在有纹理的表面上。11.如权利要求I所述的流体阀，其中，所述条件性表面在与所述阀组装之前包住所述润滑材料。12.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·林瑟，W·D·赫琴斯，
申请(专利权)人：费希尔控制国际公司，
类型：
国别省市：