[发明专利]具有高温双向关闭装置的流体流动控制阀

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是于2002年3月19日提交的名称为“具有双向关闭装置的流体 流动控制阀”，申请号为No.10/101,139的部分延续申请(CIP)，上述申 请出于各种目的而被全文合并于此作为引用参考。

技术领域

本公开涉及流体阀，更具体地，涉及具有高温密封的球型流体阀。

背景技术

球阀广泛应用于众多工艺控制系统的应用中，以控制工艺流体(其可为 液体、气体、浆体等)的某些参数。尽管工艺控制系统可以使用控制阀来完 全控制流体的压力、液位、PH或其他所需的参数，但控制阀主要控制流体 的流速。

通常，球阀可包括流体入口和流体出口，二者通过球元件分开，所述球 元件通过围绕固定轴线旋转并邻接一密封组件来控制穿过其中的流体流量。 在工作中，所述工艺控制系统，或操作人员采取手动方式控制阀门，旋转球 元件紧靠所述密封组件的表面，从而露出流体通路，以使所需流体流过所述 入口和出口，从而流过所述球阀。

球阀部件，包括球元件和组件，通常由金属制成；当其用于高压和/或 高温应用中时尤其如此。阀在工作过程中，许多部件由于阀的反复和长期循 环动作而遭受磨损，尤其是球元件和密封组件，由于在开启和关闭阀的过程 中持续摩擦接触而导致磨损。由于磨损而导致的问题包括但不局限于：降低 阀部件的使用寿命，在球元件与密封组件之间增加摩擦力，以及在球元件与 密封组件之间产生不希望的渗漏。同样，由于摩擦力随着各部件所经历的磨 损量的增加而相应增加，阀中的动态性能和控制特性恶化，导致阀门工作低 效而且不准确。

过去，已经进行了各种尝试来将偏斜的主密封件合并入密封组件中以纠 正上述问题。然而，这已经导致对阀门应用的限制，包括将阀限制为仅具有 有限的双向密封能力。而且，由于偏斜的主密封件紧靠球元件而产生的附加 的力和压力，因此在球元件与密封组件，特别是与主密封件之间产生了附加 的磨损。另外还进行了通过将球元件安装到一凸轮上，使得球元件在开启和 关闭阀的初始阶段中随着旋转而与主密封件脱离接合这样的尝试，以纠正上 述问题。但这导致了进一步的复杂化，例如在球元件与主密封件之间存留碎 片。例如，当通过阀的介质包含例如浆料或颗粒这样的纤维材料时，在关闭 阀门的过程中在球元件与主密封件之间可能会残留该纤维材料，从而有效地 形成通过阀门的渗漏通路。

因此，仍然需要一种改进的球阀，其具有密封组件和球元件，能够实现 流体的双向密封，能够减少在主密封件与球元件之间的磨损，保持良好的动 态性能和控制特性，并防止纤维材料或颗粒残留在球元件与主密封件之间。

附图说明

图1是根据本公开的说明而构造的球阀的俯视图；

图2是沿图1中线2-2所截取的图1中球阀的截面图；

图3是沿图1中线3-3所截取的图1中球阀的截面图，其中，以点划 线显示当阀处于开启位置时球元件的位置；

图4是图3中一部分的局部放大截面图，其中，图示处于关闭位置的球 阀，其包括主密封件、一套两个密封环、弹簧构件和密封壳体；

图4A是图4的详细截面图，图示一密封环；

图5类似于图4，但图示开启的球阀，其包括主密封件、两个密封环、 弹簧构件和密封壳体；

图5A是局部截面图，图示处于关闭位置的球阀，其包括主密封件、单 个密封环、弹簧构件和密封壳体；

图6是密封组件的可替代实施例的局部放大截面图，图示处于关闭位置 的球阀，其包括主密封件、耐高温密封环、弹簧构件和密封壳体；

图6A是密封组件的另一可替代实施例的局部放大截面图，图示处于关 闭位置的球阀，其包括主密封件、耐高温密封环、弹簧构件和密封壳体；

图7是密封壳体的俯视图；

图8是沿图7中线8-8所截取的图5A中密封壳体的截面图；

图9是主密封件的截面图；

图10是图9中的主密封件的局部放大截面图；

图11是波弹簧的俯视图；和

图12是图11中的波弹簧的侧视图。