高溫操作所用的多種材料閥塞的製作方法
2023-05-07 14:25:46
專利名稱：高溫操作所用的多種材料閥塞的製作方法
技術領域：
本發明公開了一種新的高溫閥組件，更具體地說，公開了一種具有多組分閥塞的閥組件，由於這種閥塞在構造時使用了多種材料，因此它在軸向和徑向上的熱膨脹率不同。在一個實施例中，除了軸向和徑向上的熱膨脹率有差異之外，閥塞的近端和遠端在軸向上的熱膨脹率也可以不同。
背景技術：
閥常用於控制流體的流動特性。常見的閥包括閥體，閥體限定了入口、出口以及在入口和出口之間延伸的流體流路。諸如閥塞之類的節流元件位於流路中，用於控制流體流動。閥杆將閥塞連接到致動器上，致動器驅動閥塞進出流路。常見的閥可以包括貫穿流體流路延伸且上面形成有開口或孔的閥盒(cage)。閥塞具有尺寸合適的外表面，使它能緊密裝配在閥盒的圓柱形內壁內。因此，閥塞可以在閥盒內在閉合位置和敞口位置之間滑動，在閉合位置時，閥塞堵上開口，而在敞開位置時，閥塞至少離開開口的一部分。閥塞也可以位於全開和全閉位置之間，用於控制流體通過閥盒的流速。在全開位置時，閥塞的下遊端即近端可以容納在保持器內，保持器可以是閥盒組件、閥帽或閥體的一部分。
為了在閥塞和閥盒之間實現密封，可以在閥盒的上遊端即入口端設置一個座環。該座環為位於閥塞遠端即上遊端的支座提供一個支持面。閥塞上的支座和座環上的支持面為閥共同限定已知的閥內件組(trim set)。
類似地，為了在閥塞的近端即上遊端和閥盒保持器之間實現密封，閥塞的近端通常還包括可與閥盒保持器嚙合的某種支座或表面。
對於高溫操作(例如過熱蒸汽的輸送)中所用的閥，閥塞的支座和位於閥盒的上遊端的座環可以由金屬製成，因為聚合物密封件不能承受這種高溫。此外，閥體、閥盒和閥塞體或閥塞的間隔管(spacer tube)通常也由合金鋼和不鏽鋼之類的金屬製成。
與這種高溫操作閥有關的一個問題涉及到閥在高溫下操作時各部件的熱膨脹。通常，用於構造閥體的材料(例如合金鋼)的熱膨脹率與閥內件零部件(即閥塞體、座環、閥盒和座環)的熱膨脹率不同，其中閥內件可以由不同的合金鋼或不鏽鋼製成。這樣，當金屬的閥組件在高溫下操作時，各部件的關鍵尺寸會變化，並且閥可能無法正常打開和密封或者正常節流。因此，閥無法正常運行，並且閥杆易於提前斷裂和/或出現其他故障。
解決此熱膨脹問題的一個方案可以是用相同的材料製造所有的部件。但是，對於在超過1000°F溫度下操作的較大閥，這一策略不實際。為了抑制腐蝕，減少維護以及由於製造原因，閥盒優選由不鏽鋼製成。出於成本考慮，大的閥體優選由較便宜的合金鋼製成。
根據此特定設計方案，在高溫下，閥組件的軸向膨脹由閥體決定，而閥組件的徑向膨脹由閥盒、閥塞體決定，如果採用保持器結構，還由閥盒保持器決定。因此，需要一種改進的閥組件，採用這種閥組件，閥塞軸向膨脹的方式與閥體相同，而它的徑向膨脹方式與閥盒和保持器相同。
發明內容
為了滿足上述需要，公開一種改進的用於高溫操作的閥塞。該閥塞由多種材料製成，這些材料使得閥塞的軸向熱膨脹率不同於閥塞的徑向熱膨脹率。此外，在一個改進的設計中，該閥塞的遠端即上遊端的徑向膨脹率可以不同於閥塞的近端即下遊端的徑向膨脹率。
在另一個改進的設計中，還公開各種改進的高溫閥組件。在一個實施例中，提供一種連接到閥體上的兩件式閥盒組件。下遊端即近端的閥盒部件即閥盒保持器被連接到一個稱為閥盒的上遊部件上。該閥盒保持器可以由合金鋼製成，而閥盒優選由不鏽鋼、例如奧氏體不鏽鋼製成。閥塞包括間隔管，該間隔管具有連接到近端導環上的近端即下遊端和連接到遠端導環上的遠端即上遊端。近端導環由熱膨脹係數(CTE)與製造閥盒保持器所用的材料的熱膨脹係數相似的材料製造而成。此外，遠端導環由熱膨脹係數與製造閥盒所用的材料的熱膨脹係數相似的材料製造而成。最後，間隔管由熱膨脹係數與製造閥體所用的材料的熱膨脹係數相似的材料製造而成。
在一個實施例中，提供一種單件式閥盒結構，它沒有單獨的保持器部件，因此近端導環和遠端導環由熱膨脹係數與製造單件式閥盒部件所用的材料的熱膨脹係數相似的材料製造而成，而間隔管由熱膨脹係數與閥體的熱膨脹係數相似的材料製造而成。
在另一個實施例中，閥組件的閥帽形成閥盒保持器，閥盒結構被連接到閥盒保持器上。近端即下遊端導環以及間隔管由熱膨脹係數與製造閥帽所用的材料的熱膨脹係數相似的材料製成，而遠端即上遊端導環由熱膨脹係數與製造閥盒所用的材料的熱膨脹係數相似的材料製成。
類似地，在另一個實施例中，如果閥盒保持器是閥體的組成部分，則間隔管和近端導環由熱膨脹係數與製造閥體所用的材料的熱膨脹係數相似的材料製成，而遠端即上遊端導環由熱膨脹係數與製造閥盒所用的材料的熱膨脹係數相似的材料製成。
這樣，就提供了許多改進的閥組件和閥塞設計方案，通過這些設計方案，閥塞的近端即下遊端的徑向膨脹、閥塞的軸向膨脹以及閥塞的遠端即上遊端的徑向膨脹與閥盒、閥盒保持器、閥帽或在操作過程中與它們相互作用的閥體各部件的徑向膨脹或軸向膨脹都匹配。
本領域技術人員通過下面的詳細說明和附圖能清楚地看出所公開的閥和閥塞的其他特點和優點。
公開的各實施利用下面的附圖或多或少地進行說明，其中圖1是根據本公開內容製造的閥組件的截面圖，展示兩件式閥盒和多組分的閥塞；圖2是圖1所示的閥塞的放大截面圖；圖2A是圖2所示的閥塞的下遊端即近端導環的放大的局部截面圖；圖3是圖1所示的閥組件的放大的局部截面圖；圖4是根據本公開內容製造的另一種閥塞；圖5是根據本公開內容製造的又一種閥塞；圖6是圖1所示的閥組件的兩件式閥盒組件的截面圖；圖7是圖1所示的閥組件的閥體的截面圖。
不難理解這些附圖沒必要按照比例繪製，並且各實施例用圖解符號、虛線、圖形表示和局部圖進行圖解說明。在某些例子中，可能省略了一些對於理解所公開的閥沒必要的細節或者使其他細節難於被意識到的細節。當然不難理解本公開內容並不局限於這裡所展示的那些特定的實施例。
具體實施例方式
圖1展示了閥10，它包括為高溫操作而設計的閥體11。閥體11限定了入口12、出口13和由閥帽15蓋住的第三開口14，閥帽15被多個緊固件16連接到閥體11上。閥帽15包括軸向通路17，軸向通路17容納有可以滑動的閥杆18，閥杆18反過來連接到閥塞組件21的下遊端即近端19上。閥杆18被連接到致動器(未示出)上，用於開啟和關閉閥10。
一起來參見圖1-3，閥塞組件21包括間隔管22，間隔管22包括近端即下遊端19和一般為圓柱形的主體部分23，主體部分23終止於敞口的遠端即上遊端24。近端19包括連接到閥杆18(見圖1)上的開口25和多個通孔26，這些通孔允許間隔管22的近端19兩側的壓力達到平衡。間隔管22的近端19包括用於容納近端導環28的凹進部分27。另外，間隔管22的遠端即上遊端24同樣還包括用於容納遠端即上遊端導環31的凹進部分29。如圖2A所示，凹進部分27包括一個或多個螺紋槽32，用於容納近端導環28的互補的螺紋33，從而將導環28連接到間隔管22的近端19上。導環28也可以焊接或用合適的緊固件連接到間隔管上。另外，近端導環28還包括多個凹進部分34，用於容納虛線所示的環39，環39與閥盒保持器36(見圖1和3)的內表面35摩擦嚙合。環31、28優選為本領域已知的碳環。如本領域技術人員已知的那樣，也可以使用其他材料，諸如N07718鎳合金、不鏽鋼。由導環28和間隔管22的主體23限定的凹進部分40(圖中未示出)容納有如圖2A所示的「C」形密封圈50。
回到圖2，遠端即上遊端導環31可以通過任何常見的方式(諸如焊接，如焊縫37)連接到間隔管22的遠端24上。遠端導環31上帶有邊緣槽38，它限定了位於下方的環形法蘭39，法蘭39與座環41(見圖1和3)摩擦嚙合，座環41為閥塞21的遠端24提供支座。
參照圖1、3和6，如上所述，閥體11限定入口12和出口13。流體通過入口12、座環41通往閥盒組件42的內部，如上所述，閥盒組件42包括連接到下部閥盒或簡單「閥盒」43上的閥盒保持器36。在圖1、3和6所示的兩件式閥盒組件42中，下部的閥盒結構43包括可滲透的圓柱體，該圓柱體的近端44被連接到閥盒保持器36的遠端45上。閥盒43還包括連接到圖1和6所示的座環41上的遠端46。
另外，在圖1和3中，閥10處於閉合位置，閥塞21堵住了從入口12通過閥盒43到出口13的流動。在操作時，為了打開閥10，致動器(未示出)向上移動閥杆18，從而將間隔管22的近端24抬離座環41，並露出閥盒43的內表面46的一部分或全部，以便在閥體11的入口12和出口13之間形成流動。
與可滲透的閥盒結構43相比，閥盒保持器36是實心的、不可滲透的結構。圖1和3所示的閥盒保持器36可以是單獨的部件，它通過夾在閥帽15和閥體11的法蘭48之間的環形法蘭47連接到閥組件10上。相比之下，閥盒保持器36可以被整體連接到閥帽15上，或被形成為閥帽15的一部分；或者可以被整體連接到閥體11上或被形成為閥體11的一部分。作為另外一個例子，可以提供單件的閥盒結構，因此可滲透的閥盒結構43可以不用如圖1和3所示的保持器結構36而是直接連接到閥體11或閥帽15上。
如圖6所示，閥盒43可以通過閥盒43的近端44和閥盒保持器36的遠端45之間的螺紋連接件連接到閥盒保持器36上。也可以採用其他合適的連接機構，諸如焊接或摩擦配合。閥盒43的遠端48可配合地接收座環41的法蘭49。閥盒43的遠端46和座環41的法蘭49之間的連接優選為滑動配合，用於補償熱膨脹效應。
如圖3和7所示，座環41通過可配合地接收在入口開口52內的法蘭51的方式而連接到閥體11的入口12上。此外，座環41的法蘭51和閥體11的開口52之間的連接可以是螺紋連接或者焊接(例如焊縫53)或其他合適的連接方法。另外，可以在閥體11上提供開口54(圖1和3)，用於接收圖7所示的減壓閥55。
如圖4和5所示，對閥塞21進行改變，分別得到兩個閥塞21a和21b。在圖4所示的實施例21a中，間隔管22a一般為圓柱形結構，主要包括夾在近端導環28a和遠端導環31a之間的圓柱體部分23a。如圖所示，導環28a可以被焊接到間隔管22a的近端19a上，而導環31a可以被焊接到間隔管22a的遠端24a上。
相比之下，圖5所示的閥塞21b包括具有近端19b的間隔管結構22b，近端19b上形成有凹進部分27b，用於容納近端導環28b，如圖所示，近端導環28b可以通過焊接連接到間隔管22b上。類似地，間隔管22b的遠端24b包括容納遠端導環31b的凹進部分29b，如圖所示，遠端導環31b也可以通過焊接連接到間隔管22b上。
回到圖1，當閥10暴露於高溫(例如1000°F)時，閥10的各個部件會在徑向和軸向上膨脹。具體地說，閥塞21的間隔管22會在軸向(即沿軸線60方向)以及徑向上膨脹。閥盒43也有沿軸向和徑向膨脹的趨勢。
為了讓閥10到達圖1所示的合適的閉合和密封位置、並實現適當的節流作用，閥塞21的徑向膨脹一般必須與閥盒43的徑向膨脹匹配。為了實現這一點，閥塞21裝備有由熱膨脹係數(CTE)與製造閥盒43所用的材料的熱膨脹係數非常接近的材料製成的遠端導環31。在一個實施例中，為了在高溫下具有耐腐蝕性能，並且為了其他的製造目的，閥盒43由奧氏體不鏽鋼製成。這樣，遠端導環31應該由熱膨脹係數與用於製造閥盒43的奧氏體不鏽鋼的熱膨脹係數近似的材料製成。在優選實施例中，閥盒43和遠端導環31都由奧氏體不鏽鋼製成，最好由相同的奧氏體不鏽鋼製成。用於高溫用途(例如1000°F)的閥盒43和遠端導環31所用的奧氏體不鏽鋼的一個例子為S30409 SST。高溫下所用的其他合適的例子有S31609 SST。S31603SST和S30403 SST奧氏體不鏽鋼可以用於溫度較低的用途。
由於規模經濟的原因，較大的閥體11優選由C12A之類的合金鋼或同等的合金鋼製成。高溫(即，＞1000°F)所用的其他合適的合金鋼包括WC9和WC6合金鋼，而WCC合金鋼可以用於溫度較低的用途。其他合適的合金鋼對本領域技術人員是顯而易見的。對於下面討論的某些設計，這些合金鋼也可用於製造間隔管23和近端導環28。
相比之下，為了實現閥塞21的近端19和閥盒保持器36之間的密封，閥塞21的近端19的徑向膨脹必須與圖1所示的閥盒保持器36的徑向膨脹精密地匹配。如果閥塞21的近端19的熱膨脹係數遠遠高於閥盒保持器36的熱膨脹係數，那麼閥10就可能無法適當打開。如果閥塞21的近端19的熱膨脹係數遠遠低於閥盒保持器36的熱膨脹係數，那麼閥杆18就出現嚴重咔咔作響、振動或洩漏。因此，在所示的實施例中，近端導環28應該用熱膨脹係數與閥盒保持器36或容納在其中的其他閥體結構的熱膨脹係數精密匹配的材料製成。
在使用單件閥盒結構(未示出)的情況下，閥盒43將被直接連接到閥體11或閥帽15上。閥體11和閥帽15將優選形成某種保持器部件，用於可配合地接收間隔管的近端19，這樣可以將間隔管22的主要部分拉入通過閥盒43，從而可以使閥體11的入口12和出口13之間連通。因此，在這種情況下，所選擇的導環31和閥盒43材料要精密匹配，以便導環31的徑向膨脹與閥盒43的徑向膨脹精密地匹配。然而，近端導環28可以用製造閥體11、閥帽15或連接到閥體11或閥帽15上的其他保持器結構所用的低價的合金材料製成。類似地，因為閥10的軸向膨脹由閥體11或形成為閥帽15或閥體11的一部分的保持器結構決定，所以間隔管22可以用低價的合金材料製成，以便間隔管22的軸向膨脹與閥體11或形成為閥體11或閥帽15的一部分的保持器結構的軸向膨脹精密地匹配。
然而，如果提供一個下部(例如帶孔的閥盒部分43)被整體連接到上部(例如與圖1所示的保持器36相似的不可滲透的保持器部分)上的單件閥盒結構，那麼兩個導環28、31的徑向膨脹就會優選與單件閥盒結構(36、43)的徑向膨脹相匹配。在這種情況下，如果閥盒結構(36、43)由奧氏體不鏽鋼製成，那麼導環28、31將也需要由熱膨脹係數相似的奧氏體不鏽鋼製成。相比之下，如果間隔管22的近端19被接收在整體連接到閥帽15或閥體11上的保持器結構內，那麼近端導環28應該由與閥體11或閥帽15所用的材料相似的材料製成。然而，如果近端導環28被接收在不鏽鋼閥盒結構的一部分內，那麼導環28將需要由熱膨脹係數相似的不鏽鋼製成。
因此，本領域技術人員就不難理解存在各種各樣的組合和可能性，但重要的是要知道閥塞21的結構應該由在操作期間與他們相互作用的部件的材料相似的材料製成。具體地說，遠端導環31應該由熱膨脹係數與閥盒43的熱膨脹係數相似的材料製成。間隔管22應該由熱膨脹係數與閥體11的熱膨脹係數相似的材料製成。類似地，近端導環28應該由與製造用於接收近端導環28的結構(例如閥盒保持器36、或由閥帽15或閥體11形成的相似的保持器結構)所用的材料相似的材料製成。
此外，還可以用兩種以上的材料來製造閥塞21。具體地說，如果兩件式閥盒組件42帶有閥盒保持器36和閥盒43，那麼近端導環28就會需要由與閥盒保持器結構36的材料相似的材料製成，間隔管需要由與閥體11的材料精密匹配的材料製成，而遠端導環31將需要由與閥盒43的材料精密匹配的材料製成。因此，閥塞21就可以由兩種或三種不同的材料製成。
一般來說，需要匹配的部件(例如遠端導環31和閥盒43)的熱膨脹係數彼此相差應該在約10％之內，更優選的是彼此相差在約7％之內，最優選的是相差在約1％之內，或者由相同的材料製成，從而提供相同的熱膨脹係數，因此提供相似的徑向或軸向膨脹。合金鋼和不鏽鋼的熱膨脹係數之間的相差很大，一般約為35％。因此，如果閥盒43由奧氏體不鏽鋼製成，那麼遠端導環31就優選由不鏽鋼製成，更優選的是有也由奧氏體不鏽鋼製成。如果閥體11由合金鋼製成，那麼間隔管22應該也由合金鋼製成。如果保持器結構由奧氏體不鏽鋼製成，那麼近端導環28應該由奧氏體不鏽鋼或合適的不鏽鋼製成。最後，如果保持器結構由合金鋼製成，那麼近端導環28應該也由合金鋼製成。然而在某些設計中，遠端導環可以保持在不鏽鋼結構內，因此也應該由不鏽鋼製成。
上面的詳細說明只是為了幫助理解本發明，應該理解這對本發明沒有必要的限制，因為一些變化對本領域技術人員是顯而易見的。
權利要求
1.一種閥塞，包括間隔管，該間隔管包括近端、遠端和外表面，該間隔管的近端連接到近端導環上，該間隔管的遠端連接到遠端導環上，該間隔管由具有第一熱膨脹係數的第一材料製成，該近端導環由具有第二熱膨脹係數的第二材料製成，並且該遠端導環由具有第三熱膨脹係數的第三材料製成，所述第三熱膨脹係數大於第一和第三熱膨脹係數。
2.如權利要求1所述的閥塞，其中第二熱膨脹係數與第一熱膨脹係數相差不超過約10％。
3.如權利要求1所述的閥塞，其中第一和第二材料為合金鋼，第三材料為奧氏體不鏽鋼。
4.如權利要求1所述的閥塞，其中第一和第二材料相同且為合金鋼，第三材料為奧氏體不鏽鋼。
5.如權利要求1所述的閥塞，其中間隔管的外表面還包括容納近端導環的近端凹進部分和容納遠端導環的遠端凹進部分。
6.如權利要求1所述的閥塞，其中近端導環被焊接到間隔管的近端上，遠端導環被焊接到間隔管的遠端上。
7.一種閥，包括閥體，閥盒組件，其限定沿軸線延伸的腔，該閥盒組件包括閥盒保持器，該閥盒保持器包括連接到閥體上的近端和同軸地連接到閥盒上的遠端，該閥盒保持器和閥體由具有第一熱膨脹係數的第一材料製成，該閥盒由具有第二熱膨脹係數的第二材料製成，閥塞，包括間隔管，該間隔管包括接收在閥盒保持器內的近端、接收在閥盒內的遠端以及外表面，該間隔管的近端連接到近端導環上，該間隔管的遠端連接到遠端導環上，該閥塞的外表面以及近端和遠端導環被做成合適的尺寸，從而使它們裝配在由閥盒組件限定的腔內，並且適於沿所述腔的軸線滑動，該間隔管由具有第三熱膨脹係數的第三材料製成，第三熱膨脹係數與所述第一熱膨脹係數相差不超過10％，該近端導環由具有第四熱膨脹係數的第四材料製成，第四熱膨脹係數與所述第一熱膨脹係數相差不超過10％，該遠端導環由具有第五熱膨脹係數的第五材料製成，第五熱膨脹係數與所述第二熱膨脹係數相差不超過10％。
8.如權利要求7所述的閥，其中第一、第三和第四材料是合金鋼，第二和第五材料是奧氏體不鏽鋼。
9.如權利要求7所述的閥，其中第一、第三和第四材料相同且為合金鋼，第二和第五材料相同且為奧氏體不鏽鋼。
10.如權利要求7所述的閥，其中間隔管的外表面還包括容納近端導環的近端凹進部分和容納遠端導環的遠端凹進部分。
11.如權利要求7所述的閥，其中近端導環被焊接到間隔管的近端上，遠端導環被焊接到間隔管的遠端上。
12.如權利要求7所述的閥，其中閥體由合金鋼製成。
13.一種閥，包括由具有第一熱膨脹係數的第一材料製成的閥體，以及閥盒、座環和閥塞，該閥盒限定沿軸線延伸的腔，該閥盒包括連接到閥體上的近端和可配合地接收在座環內的遠端，該閥盒由具有第二熱膨脹係數的第二材料製成，該閥塞包括間隔管，該間隔管包括近端、遠端和外表面，該間隔管的近端連接到近端導環上，該間隔管的遠端連接到遠端導環上，該閥塞的外表面以及近端和遠端導環被做成合適的尺寸，從而使它們裝配在由閥盒限定的腔內，並且適於沿該腔的軸線滑動，該間隔管由具有第三熱膨脹係數的第三材料製成，第三熱膨脹係數與所述第一熱膨脹係數相差不超過10％，該近端和遠端導環由具有第四熱膨脹係數的第四材料製成，第四熱膨脹係數與所述第二熱膨脹係數相差不超過10％。
14.如權利要求13所述的閥，其中第二和第四材料是奧氏體不鏽鋼。
15.如權利要求13所述的閥，其中第一和第三材料相同且為合金鋼。
16.如權利要求13所述的閥，其中間隔管的外表面還包括容納近端導環的近端凹進部分和容納遠端導環的遠端凹進部分。
17.如權利要求13所述的閥，其中近端導環被焊接到間隔管的近端上，遠端導環被焊接到間隔管的遠端上。
18.一種閥，包括閥體、閥帽、閥盒、座環和閥塞，該閥體包括入口、出口和由閥帽蓋住的第三開口，該閥帽在第三開口處被緊固到閥體上，並且該閥帽包括圓柱形保持器，該圓柱形保持器具有連接到閥盒的近端上的敞口遠端，該閥帽和閥體由具有第一熱膨脹係數的第一材料製成，該閥盒和閥帽的圓柱形保持器限定沿軸線延伸的腔，該閥盒還包括同軸地連接到座環上的遠端，座環連接到閥體的入口上，該閥盒由具有第二熱膨脹係數的第二材料製成，該閥塞包括間隔管，該間隔管包括近端、遠端和外表面，該間隔管的近端連接到近端導環上，該間隔管的遠端連接到遠端導環上，該閥塞的外表面以及近端和遠端導環被做成合適的尺寸，從而使它們裝配在由閥盒和閥帽的圓柱形保持器限定的腔內，並且適於沿該腔的軸線滑動，該間隔管由具有第三熱膨脹係數的第三材料製成，第三熱膨脹係數與所述第一熱膨脹係數相差不超過10％，該近端導環由具有第四熱膨脹係數的第四材料製成，第四熱膨脹係數與所述第一熱膨脹係數相差不超過10％，該遠端導環由具有第五熱膨脹係數的第五材料製成，第五熱膨脹係數與所述第二熱膨脹係數相差不超過10％。
19.如權利要求18所述的閥，其中第一、第三和第四材料是合金鋼，第二和第五材料是奧氏體不鏽鋼。
20.如權利要求18所述的閥，其中第一、第三和第四材料相同且為合金鋼，第二和第五材料相同且為奧氏體不鏽鋼。
21.如權利要求18所述的閥，其中間隔管的外表面還包括容納近端導環的近端凹進部分和容納遠端導環的遠端凹進部分。
22.如權利要求17所述的閥，其中近端導環被焊接到間隔管的近端上，遠端導環被焊接到間隔管的遠端上。
23.一種閥，包括閥體、閥盒、座環和閥塞，該閥體包括入口、出口和位於兩者之間的圓柱形閥盒保持器，該圓柱形閥盒保持器具有沿軸向連接到閥盒的近端上的敞口遠端，該閥體由具有第一熱膨脹係數的第一材料製成，該閥盒和閥體的圓柱形保持器限定沿軸線延伸的腔，該閥盒還包括同軸地連接到座環上的遠端，座環連接到閥體的入口上，該閥盒由具有第二熱膨脹係數的第二材料製成，該閥塞包括間隔管，該間隔管包括近端、遠端和外表面，該間隔管的近端連接到近端導環上，該間隔管的遠端連接到遠端導環上，該閥塞的外表面以及近端和遠端導環被做成合適的尺寸，從而使它們裝配在由閥盒和閥體的圓柱形保持器限定的腔內，並且適於沿該腔的軸線滑動，該間隔管由具有第三熱膨脹係數的第三材料製成，第三熱膨脹係數與所述第一熱膨脹係數相差不超過10％，該近端導環由具有第四熱膨脹係數的第四材料製成，第四熱膨脹係數與所述第一熱膨脹係數相差不超過10％，該遠端導環由具有第五熱膨脹係數的第五材料製成，第五熱膨脹係數與所述第二熱膨脹係數相差不超過10％。
24.如權利要求23所述的閥，其中第一、第三和第四材料是合金鋼，第二和第五材料是奧氏體不鏽鋼。
25.如權利要求23所述的閥，其中第一、第三和第四材料相同且為合金鋼，第二和第五材料相同且為奧氏體不鏽鋼。
26.如權利要求23所述的閥，其中間隔管的外表面還包括容納近端導環的近端凹進部分和容納遠端導環的遠端凹進部分。
27.如權利要求23所述的閥，其中近端導環被焊接到間隔管的近端上，遠端導環被焊接到間隔管的遠端上。
全文摘要
本發明公開了一種具有多組分閥塞(21)的閥組件。在構造閥塞時使用多種材料，因此它在軸向和徑向上的熱膨脹率不同，從而使閥塞的熱膨脹性能與和它配合的組件的熱膨脹性能精密地匹配。具體地說，該閥塞的下遊端(19)的徑向熱膨脹與接收該閥塞下遊端的保持器部件(36)的徑向熱膨脹精密地匹配。該閥塞的上遊端(31)的徑向熱膨脹與閥盒(43)和座環(41)的徑向熱膨脹精密地匹配，從而在閥處於閉合位置時使閥塞適當關閉或者置於座上。該閥塞體和間隔管的軸向熱膨脹與閥盒保持器、閥盒或閥體的軸向熱膨脹精密地匹配，這取決於閥的設計。
文檔編號F16K27/00GK1816710SQ200480018621
公開日2006年8月9日 申請日期2004年6月25日 優先權日2003年7月3日
發明者保羅·T·阿爾曼, 金伯爾·拉爾夫·巴羅恩 申請人:費希爾控制產品國際有限公司