用於蝶閥的止推板的製作方法
2024-02-08 07:18:15 1
專利名稱：用於蝶閥的止推板的製作方法
技術領域：
本公開涉及一種具有耐磨塗層的蝶閥。
背景技術：
蝶閥是已知的並且被用於控制氣流。典型的蝶閥包括界定出氣流通道的殼體。軸被安裝在殼體內並且支撐蝶閥盤。致動器轉動該軸以選擇性地打開或關閉蝶閥盤從而控制氣流流過殼體內的通道。
發明內容
一種用於蝶閥的示範性止推板包括界定出凹部的止推板體。凹部在底止推面、側壁和開放頂部之間延伸。耐磨塗層被設置在底止推面上。一種示範性蝶閥可以包括止推板。蝶閥包括界定出穿過其中的流動通道的閥殼。 軸在閥殼內延伸並且包括在流動通道內安裝在其上的蝶閥盤。軸的一端被容納在止推板的凹部內。一種在蝶閥上安裝止推板的示範性方法包括將止推板固定至閥殼以使軸的一端被容納在止推板體的凹部內。
根據以下的詳細說明，公開示例的各種特徵和優點對本領域技術人員來說就會變得顯而易見。詳細說明內容的附圖可以簡要介紹如下。圖I示出了包括空氣管理系統的示例性飛機。圖2是空氣管理系統中的閥門內的止推板的單獨視圖。圖3是圖2中止推板的另一視圖。圖4是圖3中所示止推板的截面圖。
具體實施例方式圖I示出了示例性飛機10中的選定部分，其中包括在飛機10內安裝至支撐件14 的空氣管理系統12。示例性空氣管理系統12包括沿中心軸線A界定出用於氣流的流動通道18的管路16。閥組件20控制氣流流過流動通道18。閥組件20包括界定出至少一部分流動通道 18的閥殼21。蝶閥盤22被安裝在閥殼21內的軸24上，並且致動器26 (例如氣動致動器) 被操作地連接至軸24以圍繞軸24的長軸線28移動蝶閥盤22。軸24包括由止推板32支撐的軸向端30。止推板32限制軸沿長軸線28的移動。空氣管理系統12需要在例如1200 T (6490C )的高溫以及只有很少或者沒有潤滑的高振動水平下工作。而且，軸24的長軸線28並不垂直於中心軸線A並由此產生沿長軸線28的推力負荷(以34表示)。正如要介紹的那樣，示例性的止推板32在與軸24的軸向端30的對接處包括耐磨塗層40以有助於減小由軸24在止推板32上施加的推力負荷 34造成的摩擦和磨損。參照圖2-4，止推板32由在其中界定出凹部44的止推板體42構成。凹部44通常在底止推面46、側壁48和開放頂部50之間延伸。如圖I所示，軸24的軸向端30被容納在凹部44內以使軸向端30接觸底止推面46。在這方面，止推板體42在底止推面46上包括耐磨塗層40以承受由閥組件20工作期間產生的推力負荷34在止推板體42和軸24之間造成的磨損。在圖4示出的示例中，凹部44界定出凹部直徑(RDl)和凹部深度(RD2)。凹部深度延伸在底止推面46以及由凹部44內的凸緣或臺階部51界定的平面之間。在該示例中， 凹部深度是從臺階部51的下部的凹部44縮小至凹部直徑的部位測量的。耐磨塗層40也界定出平均塗層厚度(CT)。例如，平均塗層厚度可以是在整個耐磨塗層40上的多個選定位置處測量的平均厚度。在各實施例中，凹部直徑(RDl)為O. 830-0. 850英寸並且可以標稱為O. 840英寸。凹部深度(RD2)為O. 125-0. 155英寸並且可以標稱為O. 140英寸。塗層厚度(CT)為
O.015-0. 025英寸並且可以標稱為O. 020英寸。在各實施例中，止推板32和耐磨塗層40被設計為具有在33. 2到56. 67之間的 RDI/CT比。在進一步的實施例中，止推板32和耐磨塗層40還被設計為具有在5到10. 33 之間的RD2/CT比。選定的比確保耐磨塗層40具有足夠的厚度以提供用於指定凹部尺寸的耐磨性並且還確保耐磨塗層40提供軸24準確的軸向定位。耐磨塗層40被設計為比止推板體42的材料更硬以由此提供耐磨性。作為示例，止推板體42的材料可以是奧氏體或沉澱硬化不鏽鋼。在另一些實施例中，止推板體42的材料可以是鎳基合金、鈷基合金或鋼。鎳基合金可以是Inconel ⑩625或718，鈷基合金可以是Haynes 25，Stellite⑩31或Stellite _ 60。構成合金基本元素的元素是指在組成中以比任意其他元素都更多的量存在的元素。耐磨塗層40的材料被設計用於保護止推板體42。在各實施例中，耐磨塗層40是比止推板體42的材料更硬的鎳基合金或鈷基合金。作為示例，鎳基合金可以具有的組成主要包括O. 5-1. O重量百分比的碳，12-18重量百分比的鉻，2. 5-4. 5重量百分比的硼，3. 5-5. 5 重量百分比的矽，3. 5-5. 5重量百分比的鐵，最多為O. 2重量百分比的鈷以及剩餘的鎳。合金可以包括不影響材料性質的雜質或者在材料中不可測量或不可檢測的元素。耐磨塗層40的鎳基合金可以包括有助於耐磨塗層40的高硬度的硬質化合物或硬質相。例如，硬質化合物或硬質相可以包括硼化鉻、碳化鉻或兩者皆有。耐磨塗層40可以另外包括矽化物。硼化物、碳化物和/或矽化物可以在耐磨塗層40的組成元素之間形成。閥組件20中的流動通道18界定出直徑(Dp)(圖I)並且軸24在對接區域(CA) (圖4)上接觸耐磨塗層40。比值Dp/CA確定了在止推板32的底止推面46上的推力負荷 34的大小。在各實施例中，比值Dp/CA在8到12之間。耐磨塗層40與止推板42的材料硬度相比的相對硬度被設計為提供期望的耐磨水平。例如，耐磨塗層40的硬度與止推板體42的材料硬度之比至少為2. 3。在進一步的示例中，耐磨塗層40的硬度可以至少為55HRC並且止推板體42的材料硬度可以最大為23HRC。 耐磨塗層40由此提供了根據指定比值Dp/CA預期的相對於推力負荷34的充分的耐磨水平。耐磨塗層40抵禦磨損以使得在閥組件20工作期間，軸24和蝶閥盤22保持在流動通道18內的同心位置。軸24和蝶閥盤22因此就不會由於止推板32磨損而移位，若非如此，止推板的磨損可能會導致約束和阻礙閥操作。也就是說，缺少了耐磨塗層40就可能會額外導致軸24和/或底止推面46在指定推力負荷34下的磨損，從而使得閥軸24和蝶閥盤22移位並可能會阻礙閥的操作。可選地，如圖I所示，軸24的軸向端30可以包括安裝在軸向端30內的插塞52用於與耐磨塗層40相接觸。插塞52可以由耐磨的硬質材料構成。在圖示的示例中，止推板32還包括用於將止推板32固定至閥殼21的多個組裝部分52。在實施例中，止推板32包括圍繞止推板32的周邊均勻分布的三個這樣的組裝部分 52。作為示例，每一個組裝部分52都在其中包括用於接納螺栓56 (圖I)的開口 54以將止推板32固定至閥殼21。儘管在圖示的示例中示出了多種特徵的組合，但是要實現本發明不同實施例的優點並不需要組合所有的特徵。換句話說，根據本公開實施例設計的系統不必包括在任一附圖中示出的全部特徵或者在附圖中示意性示出的所有部分。而且，一個示例性實施例中的選定特徵可以與其他示例性實施例中的選定特徵進行組合。以上的說明內容本質上是示範性的而並非限制性的。對公開示例的不必背離本公開的實質的變形和修改對本領域技術人員來說是顯而易見的。賦予本公開的法律保護範圍只有通過研讀所附的權利要求才能確定。
權利要求
1.一種用於蝶閥的止推板，所述止推板包括界定出凹部的止推板體，凹部在底止推面、側壁和開放頂部之間延伸；以及位於底止推面上的耐磨塗層。
2.如權利要求I所述的止推板，其中所述耐磨塗層是鎳基合金。
3.如權利要求I所述的止推板，其中所述耐磨塗層主要由O.5-1. O重量百分比的碳， 12-18重量百分比的鉻，2. 5-4. 5重量百分比的硼，3. 5-5. 5重量百分比的矽，3. 5-5. 5重量百分比的鐵，最多為O. 2重量百分比的鈷以及剩餘的鎳組成。
4.如權利要求I所述的止推板，其中所述耐磨塗層包括硼化鉻。
5.如權利要求I所述的止推板，其中所述耐磨塗層包括碳化鉻。
6.如權利要求I所述的止推板，其中所述止推板體是不鏽鋼並且所述耐磨塗層是從由鎳基合金和鈷基合金構成的組中選出。
7.如權利要求6所述的止推板，其中所述鎳基合金的硬度與所述不鏽鋼的硬度之比至少為2. 3。
8.如權利要求I所述的止推板，其中所述止推板體是從由鎳基合金、鈷基合金和鋼構成的組中選出的材料，並且所述耐磨塗層是鎳基合金。
9.如權利要求I所述的止推板，其中所述耐磨塗層的硬度大於所述止推板體的硬度。
10.如權利要求I所述的止推板，其中所述止推板體除了底止推面以外都沒有所述耐磨塗層。
11.如權利要求I所述的止推板，其中所述凹部界定出凹部直徑(RDl)並且所述耐磨塗層界定出平均塗層厚度(CT)，並且比值RD1/CT在33. 2到56. 67之間。
12.如權利要求I所述的止推板，其中所述凹部界定出凹部深度(RD2)並且所述耐磨塗層界定出平均塗層厚度(CT)，並且比值RD2/CT在5到10. 33之間。
13.一種蝶閥，包括閥殼，所述閥殼界定出穿過其中的流動通道；軸，所述軸在閥殼內延伸並且包括在流動通道內安裝在該軸上的蝶閥盤；止推板，所述止推板包括界定出凹部以容納該軸的一端的止推板體，並且所述凹部在底止推面、側壁和開放頂部之間延伸；以及位於底止推面上的耐磨塗層。
14.如權利要求13所述的蝶閥，其中所述流動通道界定出中心軸線，並且所述軸的長軸線並不垂直於所述中心軸線。
15.如權利要求13所述的蝶閥，其中所述流動通道界定出直徑(Dp)並且所述軸在對接區域(CA)上接觸所述耐磨塗層以使比值Dp/CA在8到12之間。
16.如權利要求13所述的蝶閥，其中所述凹部界定出凹部直徑(RDl)和凹部深度 (RD2)並且所述耐磨塗層界定出平均塗層厚度(CT)，以使比值RD1/CT在33. 2到56. 67之間，並且比值RD2/CT在5到10. 33之間。
17.—種在蝶閥上安裝止推板的方法，所述方法包括將止推板固定至閥殼，所述閥殼界定出穿過其中的流動通道，以使軸的一端被容納在所述止推板體的凹部內，所述軸在所述閥殼內延伸並且包括安裝在其上的蝶閥盤，所述凹部在底止推面、側壁和開放頂部之間延伸，並且所述底止推面在其上包括有耐磨塗層。
18.如權利要求17所述的方法，包括使所述軸的一端與所述耐磨塗層相接觸。
19.如權利要求17所述的方法，其中將止推板固定至閥殼包括將止推板螺接至閥殼。
20.如權利要求17所述的方法，其中所述流動通道界定出直徑(Dp)並且所述軸在對接區域(CA)上接觸所述耐磨塗層以使比值Dp/CA在8到12之間。
全文摘要
本發明涉及用於蝶閥的止推板。一種用於蝶閥的止推板包括界定出凹部的止推板體。凹部在底止推面、側壁和開放頂部之間延伸。耐磨塗層被設置在底止推面上。
文檔編號F16K1/22GK102588619SQ20121001368
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月17日 優先權日2011年1月17日
發明者A.T.納迪, B.A.史密斯, J.M.德海斯, K.J.布魯基, K.M.蘭金, P.J.道德, T.R.博伊森 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司