CN102138003B

CN102138003B - 阀盖组件及使用该阀盖组件的方法

Info

Publication number: CN102138003B
Application number: CN200980134032.8A
Authority: CN
Inventors: 安德鲁·戴尔·赖利; 兰德尔·费莱恩·韦弗
Original assignee: National Oilwell Varco LP
Current assignee: National Oilwell Varco LP
Priority date: 2008-08-27
Filing date: 2009-08-27
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2029-08-27
Also published as: EP2318714A4; US20100054974A1; CN102138003A; BRPI0917700A2; CA2733240C; WO2010025246A1; EP2318714A1; CA2733240A1; US8365754B2; EP2318714B1

Abstract

一种用于泵的阀盖组件。在实施例中，阀盖组件包括具有中心轴线和第一通孔的第一柱状构件。此外，阀盖组件包括第二柱状构件，该第二柱状构件同轴地设置在第一通孔内并且能够相对于第一柱状构件围绕中心轴线在第一位置和第二位置之间旋转。在第一位置，第二柱状构件能够相对于第一柱状构件轴向平移。在第二位置，第二柱状构件相对于第一轴向构件轴向固定。

Description

阀盖组件及使用该阀盖组件的方法

关于联邦资助研究或开发的声明

不适用。

技术领域

本公开内容总体上涉及用于往复泵的吸入和排出阀。更具体地，本公开内容涉及能够对往复泵的吸入和排出阀进行取放并封闭包含往复泵的吸入和排出阀的室的设备和方法。

背景技术

在多种操作中使用往复泵来加压固体和液体的通常粗糙的浆混合物。例如，在钻井操作中使用往复泵来加压称为钻凿泥浆的固体和液体的浆混合物，该浆混合物随后被输送到在陆地中钻凿的井眼的底部。使用加压泥浆来维持适当的井眼压力、润滑并冷却井下钻头，并且将疏松的沉积物和岩石钻屑从井眼底部携带到地面。在地面，从返回的钻凿泥浆将钻屑和沉积物移除，并且可以使过滤后的钻凿泥浆重新循环并将其泵回到井眼底部。

在往复泵中使用吸入和排出阀来控制流体流入和流出泵缸，流体在所述泵缸中加压。由于流体中通常存在高粗糙性的颗粒，所以阀和泵的密封件必须被设计成抗得住严酷的磨损，同时在相对较高的操作压力下维持确实的密封动作。即使如此，阀也具有有限的使用寿命，并且通常由于阀的弹性体密封元件的退化、由阀和阀座的配合的金属接触表面的腐蚀引起的退化或其组合而失效。当通过阀的泄漏足以使泵不能维持用于钻凿条件的满足条件的流体压力时，阀必须被更换。

这些阀的维护是对维护人员存在伤害风险的耗时且艰难的过程。为了维护大多数常规的阀，通常通过首先用重的大锤松开阀盖，然后拧开阀盖以分离盖和其座之间的相对长的长度的螺纹。另外，因为在该维护程序期间必须切断泵，从而中断钻井活动，因此大多数常规阀的维护通常是昂贵的。

因此，需要开发用于安全且快速地取放(access)往复泵的吸入和排出阀的设备和方法。

发明内容

本领域的这些及其他需求通过用于泵的阀盖组件在一个实施例中论述。在实施例中，阀盖组件包括具有中心轴线和第一通孔的第一柱状构件。此外，阀盖组件包括同轴设置在第一通孔内并且能够相对于第一柱状构件围绕中心轴线在第一位置和第二位置之间旋转的第二柱状构件。在第一位置，第二柱状构件能够相对于第一柱状构件轴向平移。在第二位置，第二柱状构件相对于第一柱状构件轴向固定。

本领域的这些及其他需求通过泵组件在另一个实施例中论述。在实施例中，泵组件包括阀模块。阀模块包括具有内室的阀模块主体、从阀模块主体的外表面延伸到内室的阀取放孔(valve access bore)以及至少部分地设置在内室内并且能够通过阀取放孔被取放的阀。此外，泵组件包括在阀取放口上耦接到阀模块主体的阀盖组件。阀盖组件包括具有中心轴线和轴向延伸的通孔的第一柱状构件。此外，阀盖组件包括同轴设置在通孔内并且能够相对于第一柱状构件围绕中心轴线在第一位置和第二位置之间旋转的第二柱状构件。在第一位置，第二柱状构件能够相对于第一柱状构件轴向平移。在第二位置，第二柱状构件相对于第一柱状构件轴向固定。另外，阀盖组件包括第三柱状构件，该第三柱状构件以可旋转方式耦接到第二柱状构件并且适合于使第二柱状构件围绕中心轴线在第一位置和第二位置之间旋转。

本领域的这些及其他需求通过用于将阀盖耦接到泵组件的方法在另一个实施例中论述。在实施例中，该方法包括将第一柱状构件固定到泵组件，其中第一柱状构件具有中心轴线和轴向延伸的通孔。此外，该方法包括将第二柱状构件的径向外表面上的互锁凸耳组周向地对准在第一柱状构件的径向内表面上的两个相邻的互锁凸耳组之间。另外，该方法包括将第二柱状构件轴向插入第一柱状构件的通孔中。更进一步，该方法包括使第二柱状构件相对于第一柱状构件围绕中心轴线旋转以使第二柱状构件上的互锁凸耳组与第一柱状构件上的互锁凸耳组中的一组接合。

因此，此处描述的实施例包括旨在论述与某些现有装置、系统和方法相关的多种缺点的特征和优势的组合。利用阅读以下详细描述并通过参考附图，对于本领域技术人员来说，上述各种特性以及其他特征是容易地显而易见的。

附图说明

为了更详细地描述公开的实施例，现在将对附图做出参考，其中：

图1是根据此处公开的原理的往复泵的局部截面视图；

图2是图1的阀盖组件和吸入模块的组装透视图；

图3是图1的阀盖组件和吸入模块的分解透视图；

图4是图2和图3的凸耳环的透视图；

图5是图2和图3的凸耳环的局部截面视图；

图6是图2和图3的凸耳转接器的透视图；

图7是图2和图3的凸耳转接器的截面视图；

图8是图1和图2的阀盖组件的截面视图；

图9是图1和图2的阀盖组件的局部截面视图；

图10是图1、图4和图6的凸耳转接器和凸耳环被示出为互锁在一起的俯视图；

图11是图2和图3的止动定位器的透视图；

图12是图2和图3的止动定位器的俯视图；

图13是图2和图3的锁环的透视图；

图14是图2和图3的锁环的仰视图；以及

图15是锁环的替代性实施例的透视图。

具体实施方式

以下论述涉及本发明的多个实施例。尽管这些实施例中的一个或多个目前可能是优选的，但是所公开的实施例不应解释为或者另外用作限制本公开内容(包括权利要求)的范围。此外，本领域技术人员将理解，以下描述具有宽泛的应用，并且任何实施例的论述仅意味着是那个实施方式的示例，并且不是旨在宣布本公开内容(包括权利要求)的范围被限于那个实施方式。

整个以下描述和权利要求中使用了特定术语来谈及具体的特征或部件。如本领域技术人员将理解的，不同的人可以通过不同的名字来谈及相同的特征或部件。该文献不是旨在在名字不同而不是功能不同的部件或特征之间区分。附图不必要成比例。此处的特定特征和部件可能成比例或以示意的形式夸张地来示出，并且常规元件的某些细节可能为了清晰和简明而没有示出。

在以下论述中和在权利要求中，术语“包括”和“包含”以开放形式使用，因此应被理解为指“包括但不限于...”。另外，术语“耦接”或“联接”旨在意味着或者间接连接或者直接连接。因此，如果第一装置耦接到第二装置，则该连接可以是通过直接连接，或者是通过经由其他装置、部件和连接的间接连接。另外，如此处所使用的，术语“轴向的”和“轴向地”通常意味着沿中心轴线(例如，主体或孔的中心轴线)或平行于中心轴线，而术语“径向的”和“径向地”通常意味着垂直于中心轴线。例如，轴向距离指的是沿中心轴线或平行于中心轴线测量的距离，而径向距离意味着垂直于中心轴线测量的距离。

现在参考图1，示出了用于泵送流体(如，钻凿泥浆)的往复泵10的实施例。往复泵10包括活塞-缸组件50、耦接到活塞-缸组件50的流体吸入模块或入口模块100以及耦接到活塞-缸组件50的流体排出模块或出口模块200。在该实施例中，排出模块200定位在活塞-缸组件50和吸入模块100之间。

活塞-缸组件50包括接近出口模块200的流体部分60和远离出口模块200的动力部分70。流体部分60包括缸61和活塞65。缸61具有中心轴线62并且包括第一端61a、第二端61b和在端61a、61b之间延伸的通孔64。活塞65同轴地设置在孔64内并且滑动地接合缸61的内表面。活塞65和缸61在活塞65和第一端61a之间限定在孔64内的室66。动力部分70包括曲轴71、连接杆72和十字头73。延伸杆80将十字头73耦接到活塞65。在操作过程中，电动机(未示出)驱动曲轴71的旋转。曲轴71的旋转运动被转化为活塞65相对于缸61的往复轴向位移。随着活塞65沿第一方向33891在孔64内轴向移动，室66内的容积增加；然而，随着活塞65沿第一方向33992(与第一方向33891相反)在孔64内轴向移动，室66内的容积减小。

仍参考图1，吸入模块100包括主体110、在主体110内的入口室120、与入口室120流体连通的流动通道或管道150以及吸入阀130。如将在下面更加详细地描述的，阀130调节在耦接到吸入模块100的流体源160和室120之间的流体的流动。主体110具有上端110a、下端110b和从上端110a延伸到入口室120的阀取放孔112。具有大致柱状的主体171的塞子170设置在孔112中并且限制和/或防止穿过孔112的流体流动。在该实施例中，塞子170还包括从主体171向上延伸且通常远离吸入模块主体110的上端110a的手柄172。

排出模块200包括主体210、在主体210内的出口室220、流动通道或管道326以及设置在室220和管道326之间的排出阀320。流体出口260与室220流体连通。如将在下面更加详细地描述的，阀320调节在室220和管道326之间的流体的流动。主体210具有上端210a、下端210b和从上端210a延伸到入口室220的阀取放孔212。具有大体柱状的主体271的塞子318设置在孔212中并且限制和/或防止穿过孔212的流体流动。在该实施例中，塞子318还包括从主体271向上延伸且通常远离吸入模块主体210的上端210a的手柄272。

仍参考图1，每个模块100、200还分别包括阀盖组件300、400，该阀盖组件300、400分别耦接到主体110、210的相应的上端110a、210b。阀盖组件300在吸入模块主体110的上端110a上位于塞子170上方，从而保持并维持塞子主体171在孔112中的适当位置。同样，阀盖组件400在排出模块主体210的上端210a上位于阀塞子318上方，从而保持并维持塞子主体171在孔112中的适当位置。如将在下面更加详细地描述的，阀盖组件300、400和塞子318、271是可移除的，以允许分别经由取放孔112、212对阀130、320进行取放，以便进行安装、修理、维护和/或更换操作。

流动通道150、326彼此流体连通并且与活塞-缸组件50的室66流体连通。因此，阀130、320可以被描述为经由管道150、326液压地耦接到活塞-缸组件50的流体部分60。每个阀130、320被构造为允许仅沿一个方向穿过其的流动。具体地，阀130、132被构造并布置成使得吸入阀130允许流体从流体源160流入管道150、326，而排出阀320允许流体从管道150、326流入出口室220和流体出口260。吸入阀130限制和/或防止从管道150、326到流体源160中的流体流动，而吸入阀330限制和/或防止从流体出口260和室220到管道150、326中的流体流动。

在泵10的操作过程中，电动机(未示出)驱动曲轴71的旋转，这导致活塞65相对于缸61往复轴向平移。随着活塞65在孔64内往复运动，室66的容积循环地膨胀和收缩。因为室66与管道150、326流体连通，所以室66内的容积的膨胀和收缩导致管道150、326内的流体压力分别减小和增加。因此，当活塞65沿第二方向33992移动时，室66的容积减小而管道150、326中的流体压力增加。响应于增加的流体压力，吸入阀130关闭，而排出阀320打开。当排出阀320打开时，管道150、326中的加压流体流经流体出口260。当活塞65反转方向并且沿第一方向33891移动时，室66中的容积增加而管道150、326中的流体压力减小。响应于减小的流体压力，排出阀320关闭，而吸入阀130打开。当吸入阀130打开时，流体从流体源160流入管道150、326。随后，随着流体被泵10加压，循环通常以高的循环速率重复。当需要或希望对任一阀130、320进行维护时，必须相应将适当的阀盖组件300、400和相应的塞子170、318移除，以允许取放相应的阀130、320。在对阀130、320进行安装、维护和/或修理操作之后，相应将塞子170、318，和相应的阀盖组件300、400重新安装到相应的模块100、200上。

在图1所示的实施例中，每个阀盖组件300、400在结构和功能上大致相同。因此，为了简化起见，将仅详细描述一个阀盖组件300、400。但是，详细描述同等地适用于两个阀盖组件300、400。

现在参考图2和图3，阀盖组件300具有中心轴线301，并且包括凸耳环310、凸耳转接器330、止动定位器350、锁定构件370和多个双头螺栓390。在该实施例中，凸耳环310、凸耳转接器330和锁定构件370每一个都同轴对准。因此，凸耳环310、凸耳转接器330和锁定构件370每一个均具有与中心轴线301一致的中心轴线。

现参考图4和图5，凸耳环310具有中心轴线311并且包括具有第一端或上端312a、第二端或下端312b、径向内表面313和径向外表面314的大致柱状的主体312。径向内表面313限定中心通孔315，该中心通孔315在端312a、312b之间同轴延伸穿过凸耳环310。此外，凸耳环310包括多个周向间隔开的通孔316。每个孔316在端312a、312b之间轴向延伸穿过主体312并且径向地定位在表面313、314之间。在该实施例中，孔316每一个均距中心轴线311大致等距地径向定位。

如图2和图3最佳示出的，孔316构造成滑动地接纳双头螺栓390，该双头螺栓390使凸耳环310耦接到吸入模块100。具体地，每个长条形的双头螺栓390具有包括螺纹391的相反端390a、390b。另外，吸入模块主体110的上端110a包括通常围绕孔112布置在一个圆中的内螺纹埋头孔113。在每个孔316中设置有一个双头螺栓390，其中一端390b螺纹接合一个埋头孔113，而另一端390a螺纹接合螺母392。每个螺母392螺纹地推到端390a上直到凸耳环310充分地位于吸入模块110主体的上端110a上，从而将凸耳环310牢固地耦接到吸入模块主体110。

再次参考图4和图5，凸耳环310的内表面313包括径向向内延伸的长条形的互锁凸耳321的一个或多个周向间隔开的系列或组320。在该实施例中，设置了四个均匀成角度地且周向间隔开的组320。具体地，组320在角度上均匀间隔开约45°。此外，在该实施例中，在每个组320内设置了四个轴向间隔开的凸耳321。

每个组320的凸耳321沿内表面313在端312a、312b之间一个在另一个之上地轴向间隔开。另外，在每个组320内，多个长条形的凸耳321通常彼此平行。凸耳321的竖直对准和间隔导致在每对轴向相邻的凸耳321之间形成凹部或槽322。

如图5最佳示出的，凸耳环310、主体312和孔315可以被描述为具有从中心轴线311到每个凸耳321的径向内柱状表面径向地测量出的第一内半径R_310i-1，以及从中心轴线311到每个槽322内的柱状表面径向地测量出的第二内半径R_310i-2。因为凸耳321相对于槽322径向向内延伸到孔315中，所以第一内半径R_310i-1小于第二内半径R_310i-2。

再次参考图4和图5，每个凸耳321在第一端321a和第二端321b之间沿纵向轴线324周向地延伸。具体地，每个凸耳321定位成使得其纵向轴线324设置在与中心轴线311垂直的平面中。另外，每个凸耳321具有在其端312a、312b之间沿其轴线324测量的周向长度。在该实施例中，每个凸耳321的周向长度为内表面313的周长的大约八分之一，因此，每个凸耳321的端312a、312b在角度上间隔开大约45°。通常，每个凸耳(例如，凸耳321)的周向长度小于凸耳环的内表面(例如，凸耳环310的内表面313)的周长，但是其可以比内表面(例如，内表面313)的周长的八分之一短或长。每个凸耳321的其余尺寸，例如其轴向高度326和径向宽度327优选地选择为使得每个凸耳321接合设置在凸耳转接器330上的配合槽或配合凹部，如图8和图9所示以及下面更加详细地描述的。此外，每个槽322的尺寸，例如其轴向高度328优选地选择为使得每个槽322被定尺寸为并构造成接纳设置在凸耳转接器330上的凸耳，如下面更加详细地描述的。

具体地参考图4，在凸耳321的每个周向间隔开的组320之间，内表面313为大致光滑的，没有延伸或凹部(例如，在组320之间没有在内表面313上周向地设置凸耳或槽)。在该实施例中，光滑的柱状表面317的每个部分与每个槽322的柱状表面连续并且以与每个槽322的柱状表面大致相同的半径R_310i-2设置。因此，内表面313的周向地设置在组320之间的部分包括大致光滑的柱状表面317。选择光滑表面317的每个部分的弧长以接纳设置在凸耳转接器330上的凸耳的组。在该实施例中，组320周向地间隔开约45°，因而光滑表面317的每个部分围绕中心轴线311在角度上延伸45°并且周向地延伸内表面313的周长的大约八分之一。

尽管该实施例包括四个凸耳321的四个组320，但是通常，可以采用任何合适数量的组(例如组320)和凸耳(例如，凸耳321)。此外，尽管在该实施例中的每个凸耳321具有延伸内表面313的周长的约1/8的长度，或对着约等于45度的角度，并且光滑表面317的每个部分的弧长大致等于每个凸耳321的弧长，但是在其他实施例中，每个凸耳(例如，凸耳321)的弧长和光滑表面(例如，光滑表面317)的每个部分的弧长可以对着不同的角度，例如60度。

仍参考图4和图5，凸耳环310还包括多个销318，每个销318定位在一个槽322中并且径向延伸到孔315中。在该实施例中，一个销318在最下端凸耳321和下端312b之间轴向地定位在每个组320的最下端槽322中。如将在下面更加详细地描述的，销318的作用是在阀盖组件300的组装过程中限制凸耳转接器330相对于凸耳环310的旋转。

现在参考图6和图7，凸耳转接器330具有中心轴线331并且包括具有第一端或上端332a、第二端或下端332b、径向内表面333和径向外表面334的大致柱状主体332。径向内表面333限定中心通孔375，该中心通孔375在端332a、332b之间轴向延伸穿过凸耳转接器330。凸耳转接器330的内表面333包括构造成接合在锁定构件370上的配合螺纹的内螺纹336，如将在下面更加详细地描述的。

凸耳转接器330的外表面334包括径向向外延伸的长条形的互锁凸耳341的一个或多个周向间隔开的系列或组340。在该实施例中，设置四个均匀成角度地且周向间隔开的组340。具体地，组340在角度上间隔开约45°。此外，在该实施例中，在每个组340内设置四个轴向间隔开的凸耳341。尽管该实施例包括四个凸耳341的四个组340，但是通常，可以采用任何合适数量的组(例如，组340)和凸耳(例如，凸耳341)。

每个组340的凸耳341一个在另一个之上地轴向间隔开并且在端332a、332b之间沿外表面334分布。另外，在每个组340内，多个长条形的凸耳341通常彼此平行。凸耳341的竖直对准和间隔导致在每对轴向相邻的凸耳341之间形成凹部或槽342。

如图7最佳示出的，凸耳转接器330可以被描述为具有从中心轴线331到每个凸耳341的径向外柱状表面径向地测量出的第一外半径R_330o-1，以及从中心轴线331到每个槽342内的柱状表面径向地测量出的第二外半径R_330o-2。因为凸耳341相对于槽342径向向外延伸，所以第一外半径R_330o-1大于第二外半径R_330o-2。如将在下面更加详细地描述的，在组装阀盖组件300时，凸耳环310的凸耳321接合凸耳转接器330的配合槽342，并且凸耳转接器330的凸耳341接合凸耳环310的配合槽322。如图9最佳示出的，为了凸耳321和槽342的正确的互相啮合和接合以及凸耳341和槽322正确接合，第一外半径R_330o-1优选地大于第一内半径R_310i-1并且略小于第二内半径R_310i-2，而第一内半径R_310i-1优选地略大于第二外半径R_330o-2并且小于第一外半径R_330o-1。

再次参考图6和图7，每个凸耳341在第一端341a和第二端341b之间沿纵向轴线344周向地延伸。具体地，每个凸耳341定位成使得其纵向轴线344设置在与中心轴线331垂直的平面中。另外，每个凸耳341具有在其端341a、341b之间沿其轴线344测量出的周向长度。每个组340的周向长度(并因此组340内每个凸耳341的周向长度)小于凸耳环310的光滑表面317(图4)的每个部分的周向长度。因此，凸耳环310和凸耳转接器330可以同轴对准，凸耳341的每个组340可以与光滑表面317的一个部分周向对准，并且凸耳转接器330可以被轴向推入凸耳环310的孔315中而不会在凸耳321、341之间产生干涉。每个凸耳341的其余尺寸，例如其轴向高度346和径向宽度347优选地选择成使得每个凸耳341接合凸耳环310的配合槽322中的一个，如图8和图9所示。此外，每个槽342的尺寸，例如其轴向高度348优选地选择成使得每个槽342被定尺寸为并构造成接纳凸耳环310的一个凸耳321。

具体地参考图6，在凸耳341的每个周向间隔开的组340之间，外表面334为大致光滑的，没有延伸或凹部，例如，在组340之间没有在外表面334上周向地设置凸耳或槽)。因此，外表面334的周向地设置在组340之间的部分包括大致光滑的柱状表面337。在该实施例中，光滑柱状表面337的每个部分与每个槽342的柱状表面连续并且以与每个槽342的柱状表面大致相同的半径R_330o-2设置。光滑表面337的每个部分的周向长度大于每个组320的周向长度(并因此大于每个组320中每个凸耳321的周向长度)。因此，凸耳环310和凸耳转接器330可以同轴对准，凸耳321的每个组320可以与光滑表面337的一个部分周向对准，并且凸耳转接器330可以被轴向推入凸耳环310的孔315中，而不会在凸耳321、341之间产生干涉。

现在参考图8-图10，通过使下端332b接近上端312a来轴向对准凸耳转接器330和凸耳环310，使凸耳转接器330上的凸耳341的每个组340与凸耳环310的光滑内表面317的一个部分周向对准，并且使凸耳环310上的凸耳321的每个组320与凸耳转接器330的光滑外表面337的一个部分周向对准，将凸耳转接器330耦接到凸耳环310。当如此对准时，在上端312a处将凸耳转接器330的下端332b插入凸耳环310的孔315中，并且将凸耳转接器330轴向推入凸耳环310的孔315中直到上端332a轴向地定位在上端312a附近，每个凸耳321与配合槽342周向对准，并且每个凸耳341与配合槽342周向对准。随后，使凸耳转接器330相对于凸耳环310围绕中心轴线311、331沿第一方向338旋转，直到每个凸耳341充分地接合配合槽322并且每个凸耳321充分地接合配合槽342。当凸耳转接器330上的最下端凸耳341周向地邻接凸耳环310的销318时，凸耳转接器330相对于凸耳环310沿第一方向的旋转停止。在该构造中，凸耳环310的凸耳321和凸耳转接器330的凸耳341相互啮合且大致互锁，从而耦接凸耳环310和凸耳转接器330。当凸耳转接器330上的最下端凸耳341周向地邻接凸耳环310的销318时，凸耳转接器330相对于凸耳环310沿第一方向338的旋转停止。在该构造中，凸耳环310的凸耳321和凸耳转接器330的凸耳341相互啮合且大致互锁，从而耦接凸耳环310和凸耳转接器330。

如前面所述，在阀盖组件300的组装过程中，使凸耳转接器330上的凸耳341的每个组340与凸耳环310的光滑内表面317的一个部分周向对准，并且使凸耳环310上的凸耳321的每个组320与凸耳转接器330的光滑外表面337的一个部分周向对准。然后，将凸耳转接器330轴向插入凸耳环310的孔315中，并且使凸耳转接器330相对于凸耳环310围绕中心轴线311、331沿第一方向338旋转直到每个凸耳341充分地接合配合槽322并且每个凸耳321充分地接合配合槽342。因此，凸耳转接器330可以被描述为具有(a)相对于凸耳环310的第一位置或未锁定位置，在该位置中，凸耳转接器330可以在凸耳环310的孔315内轴向移动(即，当凸耳转接器330上的凸耳341的每个组340与凸耳环310的光滑内表面317的一个部分周向对准并且凸耳环310上的凸耳321的每个组320与凸耳转接器330的光滑外表面337的一个部分周向对准时)；以及(b)相对于凸耳环310的第二位置或锁定位置，在该位置中，凸耳转接器330不可以在凸耳环310的孔315内轴向移动(即，当每个凸耳341充分地接合配合槽322并且每个凸耳321充分地接合配合槽342时)。

如图10最佳示出的，当凸耳环310和凸耳转接器330如上所述地互锁时，分别在凸耳环310和凸耳转接器330的相对的光滑表面317、337之间径向地形成了空间或空隙360。每个空隙360由互锁的凸耳321、341周向限定。为了限制和/或防止凸耳转接器330相对于凸耳环310围绕轴线311、331的相对旋转(例如，为了防止沿与第一方向338相反的方向的旋转)，将止动定位器350插入空隙360中的任何一个。

现在参考图10、图11和图12，止动定位器350包括具有上端351a、下端351b和在端351a、351b之间延伸的一对横向侧面351c的大致矩形形状的主体351。此外，止动定位器350具有弯曲的内表面352和大致与弯曲的内表面352平行的弯曲的外表面353。内表面352的曲率半径略微大于凸耳转接器330的外表面334的第二外半径R_330o-2，而外表面353的曲率半径略微小于凸耳环310的内表面313的第二内半径R_310i-2。止动定位器350具有在横向侧面351c之间周向地测量的宽度W₃₅₀。宽度W₃₅₀分别小于凸耳环310和凸耳转接器330的每个光滑表面317、337的周向长度。因此，止动定位器350被定尺寸为且构造成用于插入空隙360中的一个(图10)。如前所述，当凸耳转接器330被互锁在凸耳环310内并且止动定位器350被插入空隙360中的一个时，如图10所示，限制和/或防止了凸耳环310和凸耳转接器330相对于彼此围绕轴线311、331的旋转(或者沿第一方向338或者沿第二方向339)，从而限制和/或防止了互锁凸耳321、341脱离。

接下来参考图13和图14，锁定构件370具有中心轴线371并且包括具有第一端或上端372a、第二端或下端372b、径向内表面373和径向外表面374的大致柱状主体372。径向内表面373限定中心通孔375，该中心通孔375在端372a、372b之间轴向延伸穿过锁定构件370。在该实施例中，外表面374包括定位在端372a、372b之间的外螺纹376，以及在第一端372a处的转矩施加装置377。

外螺纹376在外表面374的一部分上轴向延伸，并且被定尺寸为并构造成在阀盖组件300的组装过程中接合设置在凸耳转接器330的内表面333上的配合内螺纹336(图8)。转矩施加装置377使转矩能够控制地施加到主体372并且使主体372能够相对于凸耳转接器330围绕轴线331、371旋转。在该实施例中，转矩施加装置377在上端372a处包括多个周向间隔开的、轴向延伸的凸耳或齿378。凸耳378在外表面374上径向向外延伸且构造成使锁定构件370通过例如扳手500(图2和图3)能够控制地抓紧，从而使得能够向锁定构件370施加转矩以便在耦接和分离这些部件期间使锁定构件370相对于凸耳转接器330围绕轴线331、371旋转。

仍参考图13和图14，锁定构件370还包括在上端372a附近延伸跨过孔375的提升杆379。杆379提供轴向提升锁定构件370的装置。此外，杆379还可以用于提供在阀盖组件300的组装和拆卸期间使锁定构件370相对于凸耳转接器330围绕轴线331、371旋转的另外的装置。

简要地参考图15，示出了锁环670的另一实施例。锁环670类似于前述的锁定构件370。即，锁环670具有中心轴线671并且包括具有第一端或上端672a、第二端或下端672b、径向内表面673和径向外表面674的大体柱状主体672。径向内表面673限定在端672a、672b之间延伸的中心通孔675。此外，外表面674包括定位在端672a、672b之间的螺纹676，以及转矩施加装置677。螺纹672在外表面674的一部分上轴向延伸，并且被定尺寸并构造成在阀盖组件300的组装过程中接合设置在凸耳转接器330的内表面333上的配合内螺纹336(图8)。然而，在该实施例中，转矩施加装置677不包括齿或凸耳(如，凸耳378)。相反，在该实施例中，转矩施加装置677包括穿过主体672的一对孔678，每个孔678从外表面674延伸到内表面673。在该实施例中，孔678具有对准的中心轴线679使得中心轴线679的投影彼此一致。另外，在该实施例中，孔678相对于轴线671在角度上间隔开约180°。在组装和拆卸过程中，棒或杆插入穿过对准的孔678，并且通过围绕轴线671推动棒的一端来向主体672施加转矩。响应于转矩负载，锁环670相对于凸耳转接器330围绕轴线671旋转。

现在参考图1、图2和图3，为了在泵10的运转之前将阀盖组件300安装在吸入模块100上，首先将凸耳环310安置在吸入模块100上。一个双头螺栓390插入穿过凸耳环310中的每个孔316并且旋入吸入模块主体110中的配合的内螺纹埋头孔113中的一个中。接下来，将锁定构件370同轴地设置在凸耳转接器330的孔335内被将其轴向推入孔335中直到锁定构件370的外螺纹376轴向邻接凸耳转接器330的内螺纹336。然后，使锁定构件370相对于凸耳转接器330围绕轴线331、371旋转以接合配合螺纹336、376。

利用杆379来相对于凸耳环310提升并操纵锁定构件370(以及耦接至操纵锁定构件370的凸耳转接器330)，使锁定构件370和凸耳转接器330耦接到凸耳环310。具体地，使锁定构件370和凸耳转接器330与凸耳环310轴向对准，其中下端332b、372b定位在上端312a附近。此外，使凸耳转接器330上的凸耳341的每个组340与凸耳环310的光滑内表面317的一个部分周向对准，并且使凸耳环310上的凸耳321的每个组320与凸耳转接器330的光滑外表面337的一个部分周向对准。接下来，在上端321a处将凸耳转接器330的下端332b插入凸耳环310的孔315中，并且将凸耳转接器330轴向推入凸耳环310的孔315中直到上端332a轴向定位在上端312a附近，每个凸耳321与配合槽342周向对准，并且每个凸耳341与配合槽342周向对准。随后，使凸耳转接器330相对于凸耳环310围绕中心轴线311、331沿第一方向338(图10)旋转直到每个凸耳341充分地接合配合槽322并且每个凸耳321充分地接合配合槽342。可以通过杆379和/或扳手500使锁定构件370和凸耳转接器330相对于凸耳环310沿第一方向338旋转。在某些情形下，可能需要扳手500来提供必要的转矩以使锁定构件370和凸耳转接器330相对于凸耳环310旋转。如前面讨论的，当凸耳转接器330上的最下端凸耳341周向地邻接凸耳环310的销318时，凸耳转接器330相对于凸耳环310沿第一方向338的旋转停止。在该构造中，凸耳环310的凸耳321和凸耳转接器330的凸耳341相互啮合且大致互锁，从而牢固地耦接了凸耳环310和凸耳转接器330。应当理解，尽管销318限制了凸耳转接器330相对于凸耳环310沿第一方向338的持续旋转，但是锁定构件370仍可以相对于凸耳环310和凸耳转接器330沿第一方向338旋转，从而进一步接合配合螺纹336、376。

然后将止动定位器350插入空隙360(图2和图10)以限制和/或防止凸耳转接器330相对于凸耳环310旋转并且限制和/或防止使凸耳322、341脱离。一旦安装了止动定位器350，就采用扳手500来使锁定构件370相对于凸耳转接器330和凸耳环310围绕轴线311、331旋转以使锁定构件370向下扭转而抵靠塞子170。当向锁定构件370施加转矩负载时，锁定构件370相对于凸耳转接器330和凸耳环210旋转并且轴向地向下朝着塞子170和吸入模块主体110推进直到锁定构件370在吸入阀130上方充分安置抵靠塞子170。当锁定构件370以这种方式旋转时，由于在凸耳环310和凸耳转接器330的互锁凸耳321、341之间存在止动定位器350以及凸耳环310经由双头螺栓390耦接到吸入模块主体110，因而防止了凸耳转接器330随锁定构件370旋转。

在图13和14所示的实施例中，通过利用扳手500夹紧锁定构件370的齿378并然后向锁定构件370施加转矩负载，使锁定构件370旋转并向下扭转。但是，在图15所示的替代性实施例中，锁环670通过定位穿过孔678的棒或杆而旋转并向下扭转。

仍参考图1、图2和图3，倘若在泵10的运转过程中吸入阀130需要维护，则中断泵的运转。通过排出阀230使管道150、250内的加压流体流出以允许安全地移除阀盖组件300。利用任一扳手500(或者插入穿过图15所示的锁环670的实施例的孔678的杆)来向锁定构件370施加转矩负载，如上所述，以从塞子170移开锁定构件370。接下来，从空隙360移除止动定位器350，从而允许凸耳转接器330相对于凸耳环310旋转。然后，利用杆379使锁定构件370与耦接至其的凸耳转接器330一起相对于凸耳环310沿第二方向339(即，与第一方向338相反)旋转，以使凸耳转接器330的凸耳341与凸耳环310的凸耳321完全脱离，使凸耳转接器330上的凸耳341的每个组340与凸耳环310的光滑内表面317的一个部分周向对准，并且使凸耳环310上的凸耳321的每个组320与凸耳转接器330的光滑外表面337的一个部分周向对准。当凸耳321、341完全脱离时，通过杆379从凸耳环310提升锁定构件370和耦接至其的凸耳转接器330以露出塞子170。然后可以移除塞子170以允许对吸入阀130进行取放，或者用于维护或者用于更换。一旦完成维护程序，则可以如前所述地重新放置塞子170并重新安装阀盖组件300。

尽管已经示出并描述了本发明的优选实施例，但是在不偏离此处的教义或范围的情况下，本领域技术人员能够对其进行修改。此处描述的实施例仅为示例性的而不是限制。系统、装置和方法的许多变化和修改是可能的并且是在本发明的范围内。例如，能够改变各种部件的相对尺寸、制造各种部件的材料以及其他参数。因此，保护范围不限于此处描述的实施例，而是仅由所附权利要求限制，所述权利要求的范围应当包括权利要求主题实质的所有等价形式。

Claims

1.一种用于泵的阀盖组件，包括：

第一柱状构件，所述第一柱状构件具有中心轴线和第一通孔，其中所述第一柱状构件的内表面包括第一复数个轴向间隔开的凸耳，其中在所述第一柱状构件的所述内表面上的每一对轴向相邻的凸耳之间形成一个槽；以及

第二柱状构件，所述第二柱状构件同轴地设置在所述第一通孔内，其中所述第二柱状构件的外表面包括第一复数个轴向间隔开的凸耳，在所述第二柱状构件的所述外表面上的每一对轴向相邻的凸耳之间形成一个槽；

其中所述第一柱状构件的所述第一复数个轴向间隔开的凸耳与所述第二柱状构件的所述槽配合并且滑动地接合，且其中所述第二柱状构件的所述第一复数个轴向间隔开的凸耳与所述第一柱状构件的所述槽配合并且滑动地接合；

径向地定位在所述第一柱状构件和所述第二柱状构件之间且周向地定位成与所述第一柱状构件的所述第一复数个轴向间隔开的凸耳和所述第二柱状构件的所述第一复数个轴向间隔开的凸耳相邻的空间；

止动定位器，所述止动定位器整个地径向布置在所述空间内，并且被构造成限制所述第二柱状构件相对于所述第一柱状构件的旋转。

2.如权利要求1所述的阀盖组件，其中所述第一柱状构件的内表面包括至少一个销，每个所述销从所述第一柱状构件的槽中的一个槽径向向内延伸。

3.如权利要求1所述的阀盖组件，其中，所述止动定位器被构造成轴向地推入和推出在所述第一柱状构件和所述第二柱状构件之间径向地设置的所述空间。

4.如权利要求3所述的阀盖组件，其中所述第一柱状构件的所述内表面包括与所述第一柱状构件的所述第一复数个轴向间隔开的凸耳周向间隔开的第二复数个轴向间隔开的凸耳；

其中所述止动定位器周向地设置在所述第一柱状构件的所述第一复数个轴向间隔开的凸耳和所述第一柱状构件的所述第二复数个轴向间隔开的凸耳之间。

5.如权利要求1所述的阀盖组件，还包括：耦接到所述第一柱状构件和所述第二柱状构件的第三柱状构件；

其中所述第二柱状构件包括轴向延伸的通孔并且所述第三柱状构件同轴地设置在所述第二柱状构件的通孔中。

6.如权利要求5所述的阀盖组件，其中所述第三柱状构件螺纹接合所述第二柱状构件。

7.如权利要求6所述的阀盖组件，其中所述第三柱状构件具有同轴地设置在所述第二柱状构件内的第一部分和从所述第一部分轴向延伸出所述第二柱状构件的所述通孔的第二部分；

其中所述第三柱状构件的所述第二部分包括用于向所述第三柱状构件施加转矩的装置。

8.如权利要求7所述的阀盖组件，其中所述用于向所述第三柱状构件施加转矩的装置包括从所述第三柱状构件的径向外表面延伸的多个凸耳。

9.如权利要求1所述的阀盖组件，其中每个凸耳具有设置在与所述第一柱状构件的中心轴线垂直地定向的平面中的纵向轴线。

10.一种泵组件，包括：

阀模块，所述阀模块包括：

阀模块主体，所述阀模块主体具有内室；

阀取放孔，所述阀取放孔从所述阀模块主体的外表面延伸到所述内室；

阀，所述阀至少部分地设置在所述内室内并且能够通过所述阀取放孔被取放；

阀盖组件，所述阀盖组件在所述阀取放孔上耦接到所述阀模块主体，所述阀盖组件包括：

第一柱状构件，所述第一柱状构件具有中心轴线和轴向延伸的通孔，其中所述第一柱状构件的径向内表面包括多个周向间隔开的互锁凸耳组，其中所述第一柱状构件的每个互锁凸耳组包括多个轴向间隔开的凸耳；

第二柱状构件，所述第二柱状构件同轴地设置在所述通孔内，其中所述第二柱状构件的径向外表面包括多个周向间隔开的互锁凸耳组，其中所述第二柱状构件的每个互锁凸耳组包括多个轴向间隔开的凸耳；

其中，所述第一柱状构件的每个凸耳轴向定位在所述第二柱状构件的所述凸耳中的两个凸耳之间；

止动定位器，所述止动定位器周向地设置在所述第一柱状构件的两个互锁凸耳组与所述第二柱状构件的两个互锁凸耳组之间，其中所述止动定位器具有设置在所述第二柱状构件的所述外表面的径向外侧的关于所述中心轴线的径向内表面和设置在所述第一柱状构件的所述内表面的径向内侧的关于所述中心轴线的径向外表面；以及

第三柱状构件，所述第三柱状构件以可旋转的方式耦接到所述第二柱状构件。

11.如权利要求10所述的泵组件，其中，所述第一柱状构件的两个互锁凸耳组中的凸耳与所述第二柱状构件的两个互锁凸耳组中的凸耳互锁。

12.如权利要求10所述的泵组件，其中所述第二柱状构件具有中心轴线、轴向延伸的通孔、以及限定所述通孔的径向内表面；

其中所述第三柱状构件同轴地设置在所述第二柱状构件的所述通孔中；

其中所述第三柱状构件通过设置在所述第二柱状构件的径向内表面和所述第三柱状构件的径向外表面上的配合螺纹耦接到所述第二柱状构件。

13.如权利要求12所述的泵组件，其中所述第三柱状构件具有远离所述阀模块主体的第一端和接近所述阀模块主体的第二端，并且其中所述第三柱状构件包括用于在所述第一端附近向所述第三柱状构件施加转矩的装置。

14.如权利要求13所述的泵组件，其中所述用于向所述第三柱状构件施加转矩的装置包括位于所述第三柱状构件的径向外表面上的多个轴向延伸的凸耳。

15.如权利要求13所述的泵组件，其中所述用于向所述第三柱状构件施加转矩的装置包括从所述第三柱状构件的径向外表面延伸到所述第三柱状构件的径向内表面的两个孔；

其中每个孔具有中心轴线；

其中所述两个孔的所述中心轴线是对准的，并且适合于接纳长条形的杆。

16.如权利要求10所述的泵组件，还包括：

多个空隙，所述多个空隙径向地定位在所述第一柱状构件和所述第二柱状构件之间，其中每个空隙周向地布置在所述第一柱状构件的两个互锁凸耳组之间；并且

其中，所述止动定位器设置在所述多个空隙中的一个中，并且被构造成限制所述第二柱状构件相对于所述第一柱状构件的旋转。

17.如权利要求10所述的泵组件，还包括：耦接到所述阀模块主体的活塞-缸组件；

其中所述活塞-缸组件包括缸、同轴地设置在所述缸中的活塞、以及由所述缸和所述活塞限定的流体室，所述流体室与所述阀模块主体的所述内室流体连通。

18.如权利要求13所述的泵组件，还包括位于所述阀取放孔中的塞子；

其中所述第三柱状构件的所述第二端接合所述塞子并且限制所述塞子与所述阀取放孔的脱离。

19.如权利要求10所述的泵组件，其中每个互锁凸耳具有设置在与所述第一柱状构件的中心轴线垂直地定向的平面中的纵向轴线。

20.一种用于将阀盖耦接到泵组件的方法，所述方法包括：

将第一柱状构件固定到所述泵组件，其中所述第一柱状构件具有中心轴线和轴向延伸的通孔；

将所述第二柱状构件的径向外表面上的互锁凸耳组周向地对准在所述第一柱状构件的径向内表面上的两个相邻的互锁凸耳组之间；

将所述第二柱状构件轴向地插入所述第一柱状构件的所述通孔中；

在将所述第二柱状构件插入到所述第一柱状构件的所述通孔中之后，使所述第二柱状构件相对于所述第一柱状构件围绕所述中心轴线旋转，以使在所述第二柱状构件上的所述互锁凸耳组与在所述第一柱状构件上的多个所述互锁凸耳组中的一组相接合；

在使在所述第二柱状构件上的所述互锁凸耳组与在所述第一柱状构件上的多个所述互锁凸耳组中的一组相接合之后，将止动定位器轴向地插入在所述第一柱状构件和所述第二柱状构件之间径向地形成且在所述第一柱状构件的所述径向内表面上的两个相邻互锁凸耳组之间周向地形成的空隙内。

21.如权利要求20所述的方法，还包括：

利用所述止动定位器限制所述第二柱状构件相对于所述第一柱状构件的旋转。

22.如权利要求21所述的方法，还包括：将所述第三柱状构件旋入在所述第二柱状构件中的轴向延伸的通孔中。

23.如权利要求22所述的方法，还包括：向所述第三柱状构件施加转矩；

使所述第三柱状构件相对于所述第一柱状构件和所述第二柱状构件旋转；以及

轴向地推进所述第三柱状构件，以使所述第三柱状构件与所述泵组件接合。

24.如权利要求20所述的方法，其中每个互锁凸耳具有设置在与所述第一柱状构件的中心轴线垂直地定向的平面中的纵向轴线。