[发明专利]具有带受保护的关闭表面的陶瓷内件的阀门

说明书

相关申请的交叉引用

本专利要求序列号为61/315,717，提交日为2010年3月 19日，标题为具有带受保护的关断表面的陶瓷内件的阀门的美国 临时申请的权利，该申请整体上通过引用被合并于此。

技术领域

本专利大体上涉及控制阀，更具体地，涉及一种带有受保护的 节流表面的陶瓷内件的阀门。

背景技术

控制阀通常用于过程控制的工厂或系统中，以控制过程流体的 流动。一般来说，该控制阀通常包括阀内件组件或装置，该组件或装 置包括阀塞(例如，金属阀塞)和阀座(例如，金属阀座圈)，该阀 塞和阀座被置于流体路径中，来控制通过该入口和该出口之间的通道 的流体流动。阀杆或阀轴将阀塞耦接于致动器，例如，气动致动器、 人工致动器等。该致动器在打开位置和关闭位置之间移动阀塞，在该 开口位置处，该阀塞与该阀座隔开以允许通过通道的流体流动，在该 关闭位置处，该阀塞密封地结合该阀座以阻止通过通道的流体流动。

在恶劣的服务应用中，例如在石化工业中，该控制阀可以受到 严重侵蚀的服务条件影响，该服务条件很快地磨损或减少该阀内件 (如阀塞、阀座等)的工作寿命。例如，该阀内件可以被暴露在含有 夹带的颗粒(如陶瓷催化剂)的流动的过程流体中。当流体带着该颗 粒在该开口和关闭处流动时，该夹带的颗粒能损坏(如，去除材料) 和/或快速磨损该阀座的密封表面和/或金属制成的阀塞的密封表面。 由于该微粒可以会以相对较高的速率冲击该阀座和/或该阀塞的金属 表面，这种损坏在高压强差的应用中被加剧。经过这种方式被损坏或 磨损的该阀座和/或该阀塞的密封表面对于控制流体流动变得没有效 果，导致阀内件工作寿命严重减少。

在恶劣的服务应用中，由陶瓷材料制成的阀座和/或阀塞通常被 用于减少因严重侵蚀的过程流体引起的损坏和/或磨损，否则该侵蚀 可以损坏金属的阀座和/或阀塞，因此增加了该阀座和/或阀塞的工作 寿命。然而，虽然陶瓷的阀座和/或阀塞能高度地抵抗上述颗粒的侵 蚀或腐蚀作用以及类似作用，但是这样的陶瓷阀塞和/或阀座可以不 能经受住相对高的致动器推力，该致动器推力常常被要求以提供紧密 的流体流动关闭。例如，当，阀塞紧密的接合阀座，以为开/关应用 提供相对紧密的关闭并阻止或限制通过阀门的通道的流体流动时，致 动器施加相对高的支撑载荷或力量给阀塞。在这种高载荷下，该陶瓷 制成的阀塞和/或阀座会破裂、粉碎或者垮掉。

发明内容

在一个示例中，该阀内件装置包括由该非陶瓷材料组成的阀座， 并且带有由该陶瓷材料组成的套筒插件。关闭构件带有主流动控制构 件和次流动控制构件。该次流动控制构件由该陶瓷材料组成并安装在 该关闭构件的腔室中。该主流动控制构件密封地接合该阀座的该非陶 瓷材料，并且，随着该主流动控制构件从该阀座的该非陶瓷材料脱离， 该次流动控制构件在该套筒插件的孔洞中移动，以调节通过该阀座的 流体流动。

在另一个示例中，该阀内件装置包括由金属材料组成的阀座， 并且带有由陶瓷材料组成的插件。阀塞组件带有主金属座表面和次陶 瓷节流表面，该次陶瓷节流表面被该金属座表面环绕。随着该阀塞组 件脱离该阀座，该节流表面相对于该插件的孔洞移动，来减少跨该金 属座表面的压强降。

附图说明

图1示出了由已知的阀内件装置所实现的已知控制阀；

图2A示出了由此处描述的示例阀内件装置实现的示例控制阀；

图2B示出了图2A所示的该示例阀内件装置的放大部分；

图3A示出了图2A和2B的示例控制阀和阀内件装置被示为在 中间位置；

图3B示出了图3A所示的示例阀内件装置的放大部分；

图4A示出了图2A、2B、3A和3B的示例控制阀和阀内件装置 被示为在开口位置；

图4B示出了图4A的所示的示例阀内件装置的放大部分。

具体实施方式

一般来说，此处描述的该示例阀内件装置可以被用于重度侵蚀 性过程流体，比如，含有夹带颗粒(如陶瓷催化剂)的过程流体(如 氢流体)，该流体经常损坏或侵蚀传统的阀内件零件。相较于该传统 阀内件，此处描述的该示例阀内件装置显著增加了该阀内件的工作寿 命。