用於馬達致動閥的密封轂的製作方法
2023-05-17 12:49:21 1
專利名稱：用於馬達致動閥的密封轂的製作方法
技術領域：
本發明總的來說涉及馬達致動閥，更具體地說涉及一種用於密封閥與閥致動器之間的連接的裝置和方法。
背景技術：
閥通常通過安裝的馬達驅動的致動器來工作，所述馬達驅動的致動器安裝在閥上，在外部通過接插件連接到閥的閥杆或閥杆延長部上。某些閥構造提供的閥杆幾何形狀需要閥杆穿過閥內部空腔裝載。所以為了能夠維修閥杆和/或閥杆密封，必須拆解閥。在某些應用中包括但不局限於製冷設施閥的閥具有主體連接裝置，所述主體連接裝置以不允許以後接近閥的內部件來更換諸如墊圈、密封或內部件的零件的方式焊接或密封。在這些應用中，如果閥杆密封洩漏，穿過閥體接近閥杆密封不是成本低廉的選擇方案。
所以對馬達致動閥來說，需要在外部密封洩漏閥杆區域的方法和裝置。對馬達驅動閥來說，檢修洩漏閥杆時還必須考慮致動器的移動和重新組裝，以為了閥的正常運行確保能夠重新組裝和重新對齊致動器。
發明內容
依照本發明的一些實施例，密封轂組件適於安裝到馬達致動閥上。密封轂組件包括適於接合閥的閥杆凸臺的轂主體，密封轂組件可操作以釋放地安裝馬達/致動器。適配器元件在內部接收在轂主體內部。閥杆延長部由適配器元件保持。閥杆延長部在第一端與閥的閥杆耦合在一起，用於共同轉動，在第二端耦合於馬達/致動器。第一密封設置在閥杆延長部和適配器之間。
依照進一步的實施例，為具有閥杆凸臺和可轉動地接收在閥杆凸臺中的閥杆的閥提供了一種密封轂組件。閥杆一般由馬達/致動器轉動。為了密封洩漏閥杆，一轂主體連接到閥杆凸臺上，閥杆凸臺也用來可釋放地安裝馬達/致動器。一適配器螺紋旋入轂主體內。一閥杆延長部可轉動地支撐在適配器中，所述閥杆延長部在第一端與閥杆耦合在一起，用於共同轉動，在第二端耦合於馬達/致動器。為了提供對洩漏閥杆的外部流體密封，第一密封位於閥杆延長部和適配器之間，第二密封位於適配器和閥杆凸臺之間。
依照更進一步的實施例，提供了一種在閥和閥馬達/致動器之間安裝密封組件的方法，密封組件可操作在外部密封洩漏閥杆密封。密封組件具有圓筒部分、凸緣部分、可與圓筒部分接合的適配器和閥杆延長部。閥具有可轉動地接收在閥杆凸臺內部的閥杆。該方法包括在閥杆延長部上設置第一密封元件。該方法還包括將閥杆延長部插入適配器中，以可操作地接合閥杆延長部與適配器之間的第一密封元件。該方法進一步包括促使適配器與凸緣部分相接合。該方法更進一步包括將第二密封元件設置在適配器和閥杆凸臺之間。該方法又進一步包括將圓筒部分可釋放地接合閥杆凸臺，以將第二密封元件可操作地接合到適配器和閥杆凸臺兩者上。
本發明的密封轂組件具有幾個優點。由於利用了位於閥組件外部的密封元件，已有的閥的任何洩漏密封都被隔離，要不然就會常壓洩漏。本發明的密封轂組件也提供了與已有的主體閥杆凸臺的簡單機械連接，不需要進一步修改或加工主體閥杆凸臺。這使得本發明的密封轂組件可以快速安裝到主體閥杆凸臺52的已有的連接件上。進一步的優點是由閥杆延長部38提供的，所述閥杆延長部38適合於已有的或其它已知的馬達致動器，功率損耗最小。如果隨後出現通過這些密封元件的洩漏，還可以很容易地更換本發明的密封轂組件的各種密封元件。
從下文提供的詳細說明中，本發明進一步的適用性特點將變得顯而易見。應當明白，雖然這些詳細說明和特定例子顯示了本發明的幾個實施例，但是這些詳細說明和特定例子僅僅用於示例目的，不用於限定本發明的範圍。
從詳細說明和附圖中將更加全面地理解本發明，其中圖1是包括本發明的密封轂的閥組件的透視圖；圖2是圖1的閥組件的側視圖；圖3是圖2的閥組件的橫截面側視圖；圖4是在圖2的端部4的端視圖；圖5是從圖4的截面5-5剖開的平面頂視圖；圖6是從圖3的區域6剖開的放大橫斷面視圖；圖7是本發明的閥杆延長部的側視圖；和圖8是本發明的適配器的橫截面側視圖。
具體實施例方式
本發明的幾個實施例的下列說明本質上僅僅是示例性的，決不是用於限制本發明、它們的應用或用途。
依照本發明的幾個實施例並參照圖1，閥組件10包括具有相連的馬達/致動器14的閥12。馬達/致動器14可以是電動馬達、液壓馬達或氣動馬達。密封轂組件15將馬達/致動器14相適應地連接到閥12上，並提供附加的密封性能，以防止通過第一級閥杆密封的系統流體洩漏逸出到環境中。
閥12進一步包括具有進口適配器20的進口支管18和具有出口適配器24的出口支管22。「進口」和「出口」支管的標識只是為了方便起見，因為閥12的結構可以包括在閥12的任一端部的進口或出口。支管接頭口26連接於例如進口支管18。支管接頭口26為臨時或永久連接於閥12的軟管或管道提供機械連接。所以支管接頭口26允許系統流體添加到與閥12連接的流體系統，或者從該流體系統排出。如果軟管或管道(未顯示)沒有連接到支管接頭口26上，安裝一密封蓋27，充當流體系統邊界。
密封轂組件15包括與閥體16連接的轂主體28。轂主體28包括徑向凸緣30。通過將馬達第一面或馬達底面32與徑向凸緣30的凸緣第一面或凸緣頂面34連接在一起，馬達/致動器14連接到徑向凸緣30上。馬達/致動器14通常還設置有調節裝置36。調節裝置36可用於控制閥杆延長部38的總轉動角位移，從而控制設置在閥體16內部的隔離元件(例如帶有流動口的球體)的轉動程度。馬達/致動器14通常還設置有動力源管線40。在有些實施例中，動力源管線40是電源線，用於提供例如運行馬達/致動器14的交流電壓或直流電壓。在有些實施例中，動力源管線40可以提供一個或多個液壓或氣動管道，以支持馬達/致動器14的液壓或氣動操作。
參照圖2可更清楚地看到，密封轂組件15有利地被用於閥12，閥12具有密封主體連接裝置。例如，端配件42用密封接頭44密封到閥體16上，在某些實施例中，所述密封接頭44為焊接接頭或銅焊接頭。進口支管18利用進口支管密封接頭46密封到閥體16上，在某些實施例中，所述進口支管密封接頭46為焊接接頭或銅焊接頭。同樣，出口支管22利用出口支管密封接頭48密封到端配件42上，在某些實施例中，所述出口支管密封接頭48也可以包括焊接接頭或銅焊接頭。閥12還可以設置有主體支撐元件50，所述主體支撐元件50通常作為閥12附著到結構或其它系統部件上的主體安裝附著裝置。具有如上所述的密封接頭的閥12通常用於禁止常壓洩漏的流體場合。例如，這種流體場合包括製冷設施。密封閥12的各種各樣的接頭帶來的困難包括以後對在閥12內部使用的密封元件的移動和維修的困難。
當閥12如上所述進行密封時，系統流體在主體閥杆凸臺52的區域內的洩漏可以建立系統流體直接流到環境中的流動路徑。設置密封轂組件15能夠部分地修正或消除這個洩漏路徑。密封轂組件15進一步包括轂主體28的圓筒部分，所述圓筒部分利用保持元件56機械地連接到主體閥杆凸臺52上。例如，保持元件56包括螺紋銷元件、貫通銷元件或類似的緊固件。
進一步參照圖2，通過從徑向凸緣30的凸緣下面60插入一個或多個緊固件58，緊固件58將馬達/致動器14機械地連接到徑向凸緣30上。調節裝置36還可設置有調節元件62。例如，調節元件62包括帶有六邊形或正方形端部的螺紋緊固件，可利用工具(未顯示)對調節元件62施加扭矩，以有效地將調節裝置36鎖定在適當位置。
現在基本上參考圖3，僅僅是為了示例目的，在下文中，閥12描述為一種具有可轉動地設置在閥體16內部的球體64的球閥。閥12不局限於球閥，也可以使用其它可轉動運行的閥，例如閘閥、球形閥和節流閥。球體64設置有緊鄰用於進口支管18和出口支管22的流動口接頭的第一球體密封66和第二球體密封68。球體通孔70包括球體通孔直徑「A」，在某些實施例中，所述球體通孔直徑「A」的尺寸大體上等於進口支管18的進口支管孔徑「B」和出口支管22的出口支管孔徑「C」中的每一個孔徑。球體64通過主閥杆72的轉動而被轉動致動。主閥杆72包括一凸元件74，所述凸元件74可連接地裝配在在球體64上形成的切口76中。主閥杆72設置有第一密封元件78，例如O形環，以在主閥杆72和主體閥杆凸臺52之間提供第一級流體邊界密封。
在閥體16內部的高壓可能不利地趨向於向外驅動主閥杆72的場合中，通常設置一閥杆徑向凸緣80。閥杆徑向凸緣80抵接在內部位於主體閥杆凸臺52內部的臺肩區域，以防止主閥杆72的向外位移。但是，當使用閥杆徑向凸緣80的時候，尤其是與具有密封端連接裝置的閥構造一起使用的時候，第一密封元件78的洩漏需要拆解閥12的各種密封接頭，以允許移動球體64和主閥杆72，更換第一密封元件78。由於如此拆解閥12帶來的顯然的高成本和困難，提供密封轂組件15來增加附加的外部密封，以防止通過第一密封元件78逸出的系統流體逸出到環境中。
為了提供這個附加的外部密封功能，密封轂組件15進一步包括適配器套筒82，所述適配器套筒82在內部位於轂主體28內部，並可轉動地支撐閥杆延長部38。適配器套筒82利用例如螺紋接頭84保持在轂主體28內部。事先在主閥杆72上形成的孔86接收保持元件56，所述保持元件56具有一延伸超過主閥杆72的部分，該部分被接收在閥杆凸臺52的端面上的一個或多個凹進部分內。保持元件56接合凹進部分的端面(未顯示)，以限制主閥杆72轉動一預定轉動圓弧，對於球閥來說通常為90度。適配器套筒82的臺肩部分88充當保持閥杆延長部38的延長閥杆徑向凸緣90的保持元件。臺肩部分88防止沿閥杆延長部38的位移方向「D」向外位移。所以延長閥杆徑向凸緣90具有類似於閥杆徑向凸緣80的功能。至少一個第二密封元件92位於閥杆延長部38周圍，以在閥杆延長部38和適配器套筒82的內孔壁之間提供附加的流體密封，在幾個實施例中設置了多個第二密封元件92。在有些實施例中，第二密封元件92為聚合類型的材料或橡膠材料製成的O形環。第二密封元件92也允許閥杆延長部38轉動角位移，同時提供流體邊界密封。閥杆延長部38和主閥杆72中的每一個通常繞球體-閥杆轉動軸線94轉動。
現在大體上參考圖4，適配器套筒82的套筒元件96如圖所示延伸超過徑向凸緣30，並可轉動地接收閥杆延長部38。馬達/致動器14設置有軸承套筒98，所述軸承套筒98也可轉動地接收閥杆延長部38。在本發明的幾個實施例中包括螺紋接頭的連接接頭100設置在主體閥杆凸臺52上，以將轂主體28的圓筒部分54耦合到主體閥杆凸臺52上。圓筒部分54適於與事先設置在閥12上的連接接頭100相接合，否則就接收通常保持主閥杆72的端蓋。在安裝密封轂組件15的圓筒部分54之前，移動該蓋(未顯示)。類似於主閥杆72的凸元件74的凸元件102可以設置在閥杆延長部38的遠端。例如，凸元件102可以用於在調節調節裝置36期間附著保持工具。凸元件102還可以在功能上接收諸如扳手的工具，所述工具可用於手動地轉動閥杆延長部38，從而轉動主閥杆72，以在馬達/致動器14不能得到動力的情況下手動地致動球體64。雖然所示的支管接頭口26大體上與球體/閥杆轉動軸線94同軸對齊，但是，支管接頭口26可以繞進口支管18從所示位置轉動到備用位置。
現在大體上參考圖5，第一、第二、第三和第四緊固件孔104、106、108、110形成在徑向凸緣30上，它們的尺寸設計成接收用來將馬達/致動器14連接到閥體16上的緊固件58。徑向凸緣30與閥縱向軸線112對齊。
現在大體上參考圖6，顯示了密封轂組件15的更多細節。所示的一個或多個環形槽114也形成在主閥杆72周圍，所述環形槽114接收每個第一密封元件78。所以第一密封元件78承座在主體閥杆凸臺52的內面116上。通過任一第一密封元件78的流體洩漏由密封轂組件15保持。為了使閥杆延長部38與主閥杆72可轉動地接合，閥杆延長部38的帶有切口的端部118與主閥杆72的凸端部119相接合。由聚合材料或類似的密封材料製成的第一墊圈式密封元件120可以設置在主體閥杆凸臺52的端面與適配器套筒82的相應端面之間。在其它實施例中，替代第一墊圈式密封元件120的第二墊圈式密封元件122可以設置在適配器套筒82的外部徑向面123與緊鄰在徑向凸緣30中形成的孔125的徑向凸緣30的內面124之間。當使用第二墊圈式密封元件122時，也在圓筒部分54和閥杆凸臺52之間提供了附加的密封(未顯示)。第一墊圈式密封元件120的使用不需要進一步密封圓筒部分54，所以是一種複雜性較少/成本較低的選擇方案。為了進一步控制通過第一密封元件78的流體的任何洩漏，以及為了控制第二密封元件92的定位，在閥杆延長部38中形成了至少一個環形槽126，在某些實施例中形成了多個環形槽126，每個環形槽126接收其中一個第二密封元件92。所以第二密封元件92在允許閥杆延長部38轉動的同時，提供了閥杆延長部38和適配器套筒82的內面128之間的流體密封。
所以第一或第二墊圈式密封元件120、122和第二密封元件92限定了用於防止流過第一密封元件78的流體逸出到環境中的外部界限。通過在主閥杆72外部設置各個密封元件，為了修理洩漏的閥12，不必移動閥12的內部件。通過利用連接接頭100和螺紋接頭84將轂主體28與主體閥杆凸臺52在接合方向「E」相接合提供用於第一或第二墊圈式密封元件120、122的密封壓力。
現在參考圖7，閥杆延長部38進一步包括位於凸元件102與帶有切口的端部118之間的圓柱形軸130。圓柱形軸130的軸徑「F」的尺寸使其可轉動地接收在適配器套筒82的內徑面128上。帶有切口的端部118包括在圓柱形頭部134中形成的端面132。圓柱形頭部134的頭部直徑「G」大於軸徑「F」。相對的第一和第二切口壁136、138垂直於端面132延伸。第一和第二切口壁136、138接合主閥杆72的凸端119，以將馬達/致動器14的轉動扭矩傳遞給主閥杆72。環形槽126緊鄰圓柱形頭部134。
現在參照圖8和並且進一步參照圖6和圖7，適配器套筒82包括可轉動地接收閥杆延長部38的圓柱形軸130的孔140。多個陽螺紋142螺紋接合圓筒部分54的相應陰螺紋，以形成螺紋接頭84。具有套筒直徑「H」的外套筒144接收在徑向凸緣30的孔125中。第一和第二接合面146、147形成在外套筒144上，充當用於可轉動地緊固轂主體28的圓筒部分54中的適配器套筒82的工具接合面。內臺肩148接合延長閥杆徑向凸緣90，以保持閥杆延長部38。
本發明的密封轂組件具有幾個優點。由於利用了位於閥組件外部的密封元件，已有的閥的任何洩漏密封都被隔離，要不然就會常壓洩漏。本發明的密封轂組件也提供了與已有的主體閥杆凸臺的簡單機械連接，不需要進一步修改或加工主體閥杆凸臺。這使得本發明的密封轂組件可以快速安裝到主體閥杆凸臺52的已有的連接件上。進一步的優點是由閥杆延長部38提供的，所述閥杆延長部38適合於已有的或其它已知的馬達致動器，功率損耗最小。如果隨後出現通過這些密封元件的洩漏，還可以很容易地更換本發明的密封轂組件的各種密封元件。
本發明的說明書本質上僅僅是示例性的，因而，不背離本發明的大意的變形都落入本發明的範圍之內。這樣的變形被認為沒有偏離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種適於安裝到馬達致動閥的密封轂組件，所述密封轂組件包括轂主體，其適於接合閥的閥杆凸臺，並可操作來釋放地安裝馬達/致動器；適配器元件，其在內部接收在轂主體內部；由適配器元件保持的閥杆延長部，所述閥杆延長部在第一端與閥的閥杆耦合在一起，用於共同轉動，在第二端耦合於馬達/致動器；和第一密封，其設置在閥杆延長部和適配器之間。
2.如權利要求1所述的組件，其中，第一密封包括O形環。
3.如權利要求2所述的組件，其中，閥杆延長部還包括適於接收O形環的環形槽。
4.如權利要求1所述的組件，還包括設置在適配器和閥杆凸臺之間的第二密封。
5.如權利要求4所述的組件，其中，第二密封還包括墊圈式密封。
6.如權利要求1所述的組件，還包括閥杆凸臺的多個陽螺紋；轂主體的圓筒部分，其具有適於與閥杆凸臺的陽螺紋螺紋接合的內陰螺紋。
7.如權利要求6所述的組件，其中，轂主體還包括相對於圓筒部分向外且橫向延伸的徑向凸緣，所述徑向凸緣具有適於接收馬達/致動器的凸緣面。
8.如權利要求7所述的組件，還包括在徑向凸緣上形成的孔；和插入所述孔以可釋放地用徑向凸緣接合馬達/致動器的緊固件。
9.如權利要求1所述的組件，還包括適配器元件的臺肩部分；和從閥杆延長部的第一端向外徑向延伸的凸緣，所述凸緣可與適配器的臺肩部分接合，並可操作以將凸緣保持在閥杆和適配器之間。
10.如權利要求1所述的組件，其中，閥杆延長部的第一端還包括適於與閥杆的凸端接合的切口。
11.一種密封轂組件，其包括閥，其具有閥杆凸臺和可轉動地接收在閥杆凸臺中的閥杆，所述閥杆適於由馬達/致動器轉動；轂主體，其連接於閥杆凸臺，並可操作以可釋放地安裝馬達/致動器；適配器元件，其可螺紋接合轂主體；由適配器保持的閥杆延長部，所述閥杆延長部在第一端與閥杆耦合在一起，用於共同轉動，在第二端耦合於馬達/致動器；第一密封位於閥杆延長部和適配器之間；和第二密封位於適配器和閥杆凸臺之間。
12.如權利要求11所述的組件，其中，第一密封包括O形環。
13.如權利要求12所述的組件，其中，閥杆延長部還包括適於接收O形環的環形槽。
14.如權利要求11所述的組件，其中，第二密封還包括墊圈式密封。
15.如權利要求11所述的組件，還包括閥杆凸臺的多個陽螺紋；和轂主體的圓筒部分，其具有適於與閥杆凸臺的陽螺紋螺紋接合的內陰螺紋。
16.如權利要求15所述的組件，其中，轂主體還包括相對於圓筒部分向外且橫向延伸的徑向凸緣，所述徑向凸緣具有適於接收馬達/致動器的凸緣面。
17.如權利要求16所述的組件，還包括在徑向凸緣上形成的第一孔；和插入所述第一孔以可釋放地用徑向凸緣接合馬達/致動器的緊固件。
18.如權利要求17所述的組件，還包括在徑向凸緣上形成的第二孔；和適配器的外套筒，其尺寸設計成可滑動地接收在所述第二孔；其中第二密封設置成用於接合所述外套筒的內孔壁。
19.如權利要求11所述的組件，還包括適配器的臺肩部分；和從閥杆延長部的第一端向外徑向延伸的凸緣，所述凸緣可與適配器的臺肩部分接合，以將凸緣保持在閥杆和適配器之間。
20.如權利要求11所述的組件，其中，閥杆延長部的第一端還包括適於與閥杆的凸端接合的切口。
21.如權利要求11所述的組件，其中，所述閥還包括閥體；焊接到閥體上的進口支管；焊接到閥體上的出口支管；穿過進口支管、閥體和出口支管限定的閥流動路徑；可轉動地位於流動路徑內部並可操作以有選擇地打開和關閉流動路徑的球體。
22.一種用於在閥和閥馬達/致動器之間安裝密封組件以可操作地在外部密封洩漏閥杆密封的方法，密封組件具有圓筒部分、凸緣部分、可與圓筒部分接合的適配器和閥杆延長部，所述閥具有可轉動地接收在閥杆凸臺內部的閥杆，所述方法包括在閥杆延長部上設置第一密封元件；將閥杆延長部插入適配器中，以可操作地接合閥杆延長部與適配器之間的第一密封元件；促使適配器與凸緣部分相接合；將第二密封元件設置在適配器和閥杆凸臺之間；和將圓筒部分可釋放地接合閥杆凸臺，以將第二密封元件可操作地接合到適配器和閥杆凸臺兩者上。
23.如權利要求22所述的方法，還包括將馬達/致動器可釋放地緊固到密封組件的凸緣部分上。
24.如權利要求23所述的方法，還包括將閥杆延長部耦合到馬達/致動器上。
25.如權利要求22所述的方法，還包括在接合步驟期間將閥杆延長部的切口端耦合到閥杆上。
26.如權利要求22所述的方法，還包括將緊固件插入圓筒部分，以將圓筒部分可釋放地鎖定到閥杆凸臺上。
27.如權利要求22所述的方法，還包括在插入步驟之前，在閥杆延長部上形成環形槽，以可操作地接收第二密封元件。
28.如權利要求22所述的方法，還包括在圓筒部分內部形成陰螺紋；和在適配器上形成外陽螺紋，以可操作地螺紋接合陰螺紋。
29.如權利要求22所述的方法，還包括同軸地對齊閥杆延長部和閥杆。
30.如權利要求22所述的方法，還包括從閥杆延長部延伸徑向凸緣；和在插入步驟期間，在適配器上形成臺肩，以可操作地抵接接收徑向凸緣。
全文摘要
為具有閥杆凸臺和可轉動地接收在閥杆凸臺中的閥杆的閥提供了一種密封轂組件。閥杆一般由馬達/致動器轉動。為了密封洩漏閥杆，一轂主體連接到閥杆凸臺上，閥杆凸臺也用來可釋放地安裝馬達/致動器。一適配器螺紋旋入轂主體內。閥杆延長部可轉動地支撐在適配器中，所述閥杆延長部在第一端與閥杆耦合在一起，用於共同轉動，在第二端耦合於馬達/致動器。為了提供對洩漏閥杆的外部流體密封，第一密封位於閥杆延長部和適配器之間，第二密封位於適配器和閥杆凸臺之間。
文檔編號F16K31/04GK1975225SQ20061016895
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月14日 優先權日2005年11月14日
發明者J·戴維斯 申請人:米勒工業公司