[发明专利]用于过程控制阀的挠性密封件

说明书

技术领域

本公开总体上涉及密封件，具体而言，涉及用在过程控制阀上的挠性密 封件。

背景技术

通常，在诸如油气管道分布系统和化工厂等工业过程中，对过程控制流 体进行控制是必要的。在一些工业过程中，蝶阀用于控制过程流体的流动。 通常，诸如压力条件、操作温度和过程流体等工业过程条件，决定了包括可 使用的蝶阀密封件的类型在内的阀部件的类型。

已知蝶阀50的一部分示于图1中。蝶阀50(例如，其可为由密苏里州 圣路易斯的爱默生过程控制有限公司的分部费希尔()制造的8510 阀)利用聚四氟乙烯(PTFE)密封件。在典型的PTFE密封件中，PTFE密 封环52被紧固在阀体54中。当阀50被关闭时，PTFE密封环52与盘56接 触以在其间形成密封。诸如图1所示的PTFE密封件比金属密封件提供更佳 的密封性能，并提供相对较长的密封寿命。PTFE密封件还提供将盘(例如， 盘56)与密封件(例如，密封环52)分离所需的转矩量的减少，然而仅限 于将密封件暴露于低于450华氏度的温度下的过程应用。

石墨层状密封件(例如使用在图2的蝶阀中的密封件62)也是已知的。 图2的石墨层状密封件62通常用于被称为三偏心阀的蝶阀中。与传统的双 偏心阀相比，三偏心阀通常在阀轴(未示出)的旋转中心与盘64的旋转中 心之间具有更大的偏移。随着盘64移进和移出底座66，该偏移导致盘64 和密封件62沿偏心路径行进，从而在闭合过程中基本减少膨胀石墨层状密 封件62与底座66的接触区域。与双偏心阀进一步的区别在于，三偏心阀 60的盘64的横截面为通常椭圆形而不是圆形，从而在接近闭合时进一步减 少密封件62与底座66之间的接触面积。众所周知，三偏心阀60被设置为， 当盘64与密封件62被离开阀座(即，当打开或者关闭时接近底座66的操 作)时，通过减少密封件62与底座66之间的接触面积或者接合面积来减小 任意应用(例如，节流或者开关)中的磨损。

通常，密封件62与盘64刚性相连，并且，底座66与阀体68整体形成。 由于驱动盘64和密封件62进入和远离底座66以确保紧密关闭所需的高转 矩，因此诸如图2所示的三偏心设计是不利的。另外，这种类型的密封件难 以维护。例如，如果对与主体68整体形成的底座66造成任何损坏，阀体 68也需要修理或者替换。

传统上金属密封件也一直用于蝶阀中。一种这样的金属密封件(如图3 所示的阀70的一部分所示)用在同样由密苏里州圣路易斯的爱默生过程控 制有限公司的分部费希尔制造的8510阀中。在图3所示的密封件中，悬臂 式金属密封环72与盘74接触以在其间形成密封。金属密封件很好地适用于 高温和高压的过程应用中，但是通常更易于磨损，从而需要更多的维护并导 致更高的成本。

曾经做过很多尝试，来结合先前所述的已知密封件类型中的至少两种类 型的特性。一种这样的尝试示于图4中，该图示出了由俄亥俄州的辛辛那提 州的苏莫斯()制造的带有防火密封件的阀80的一部分。图4中 所示的防火密封件结合了PTFE密封件和金属密封件的元件。如图4所示， 第一PTFE密封件82被保持在第二金属密封件86的容纳通道84内。该防 火密封件由密封环保持件90保持在阀体88内，并被设置为，通过阀体88 内的保持力，该防火密封件的预载荷在金属密封件86中形成与贝氏垫圈的 弯曲部或者挠曲部类似的弯曲部或者挠曲部92。该预载荷产生弹簧力，从 而当盘94与密封件接触时，该弹簧力驱使防火密封件与盘94接触，并在 PTFE密封部件82与盘94之间形成流体密封。在操作中，第一PTFE密封 部件82是可损耗的。例如，在围绕PTFE密封部件82的温度超过450华氏 度的情况下，PTFE部件82可被损耗(即，被升华或者被烧毁)，但是由挠 曲部92提供的弹簧力使金属密封件86与盘94接触，以保持其间的流体密 封。然而，图4所示的防火密封件的类型易于在挠曲部92处疲劳破坏。

发明内容

根据一个示例，一种用在蝶阀上的密封件包括基本挠性环形承载架，所 述承载架被设置为固定在所述蝶阀内并围绕位于其中的流动控制孔。所述密 封件还包括基本刚性密封环，所述密封环具有固定至所述基本挠性承载架的 外圆周面，和被设置为与控制元件密封接合的内圆周面，其中所述控制元件 可操作地与所述流动控制孔相互作用。