[发明专利]具有浮动密封件的闸阀

说明书

技术领域

本发明涉及闸阀(gate valve，闸式阀)，特别涉及如下应用中所用的闸阀：在该应用中对闸阀的定期清洗非常重要。

背景技术

在例如食品加工、制药和化妆品等领域中，纯度控制通常处于最优先的地位。在这类产业中通常使用闸阀来打开和关闭不同管线。

在接触了一种液体或气体之后，这些阀在接触其它液体或气体之前通常需要被彻底清洗，以达到高清洁的要求并避免细菌污染。

举例而言，闸阀通常具有需要定期清洗的一个或多个某种垫圈。在清洗前，可以将这些垫圈从闸阀上拆下并从闸阀组件中完全移除。然而这意味着加工过程必须停止，且经常需要人工交互操作。

清洗通常使用强酸或强碱溶液来进行，以确保没有细菌或非期望产品的污染。如果使用例如橡胶垫圈，由于在反复地经受严苛的清洗条件之后橡胶中可能出现的老化或裂缝，必须定期更换垫圈。

专利文献US 5201490中描述了一种包括闸阀体的闸阀密封组件，该闸阀体内部形成有闸阀座。通过致动一杆柱塞(stem-plug)来打开和关闭阀，并使用PTFE垫圈对闸阀座进行密封。然而，在对清洁的要求高度重视的情况下，存在着对阀进行改进以供使用的需求。

发明内容

本发明的一个目的是至少部分地克服上文指出的现有技术中的一个或多个缺限。特别地，本发明的一个目的是提供一种可以原位清洗(CIP)的阀，从而便于清洗过程的自动操作。

本发明的另一个目的是提供一种双密封阀，该阀由单个柱塞致动并且还提供泄漏检测。

作为本发明的第一方面，提供了一种阀杆柱塞和密封件组件，其包括：

阀杆柱塞，具有轴向隔开的第一外缘肩部和第二外缘肩部，第一外缘肩部和第二外缘肩部之间形成一槽；以及

浮动密封垫圈，设置在该槽中；其中该浮动密封垫圈是具有中心开口的环形圈，阀杆柱塞延伸穿过该中心开口；并且其中

浮动密封垫圈的外表面包括上部周向延伸部段和下部周向延伸部段，其中这些部段被设置为用以密封阀座，且由此形成双接触式密封，以及其中

浮动密封件的外表面在上部周向延伸部段与下部周向延伸部段之间呈凹形，使得当形成上述双接触式密封时，在阀座与上部周向延伸部段及下部周向延伸部段之间形成泄漏室。

根据上述本发明第一方面的阀杆柱塞和密封件组件的优点在于其为单个座阀提供了双重密封方案。由此，该阀杆柱塞和密封件组件提供了由单个柱塞致动的双密封(double seal)方案。由于浮动密封垫圈的构造，两个周向延伸部段均能够对阀座进行密封，从而形成双密封部。由此，与例如形成单个密封的情况相比，此方案提供了更大的密封能力，并且还允许仅使用一个用于移动该组件的致动器来形成双密封部。此外，该阀杆柱塞和密封件组件被构造为使得在上述双密封部之间、即在上述延伸部段与阀座的接触点之间形成泄漏室。因此，在所形成的密封部之一不能正确发挥功能的情况下，穿过失效的密封部的流体可在泄漏室中被检测到。

阀杆柱塞是指一种与可在阀中使用的杆(stem，阀杆)相连接的柱塞。由此，柱塞的肩部可从该杆沿径向延伸，即沿与杆的长度方向垂直的方向延伸。由此，形成在阀杆柱塞的两个肩部之间的槽用于保持或接纳垫圈。

浮动密封垫圈被形成为环形圈，即该垫圈可为隔膜(diaphragm)。由此，该垫圈的中心开口是供阀杆柱塞延伸穿过的开口。这样，该中心开口的直径可以大于实际垫圈材料的宽度。

“浮动密封件”指的是在阀杆柱塞处于非密封状态，即没有形成双接触时，在阀杆柱塞的槽中，垫圈在轴向和侧向上为松配合。这种浮动设置提供了出色的清洗性能。这意味着在阀杆柱塞处于非密封状态时，由于垫圈的扩张，浮动的密封垫圈使得清洗流体能够围绕垫圈的各个面循环，而不需要拆卸垫圈。

因此，该垫圈的外表面可以是面向或者密封该阀座的表面，而浮动密封垫圈的内表面是面向中心开口的表面，即面向延伸穿过垫圈的阀杆柱塞的表面。该垫圈包括在浮动密封件的外缘沿径向延伸的两个部段，即上部部段和下部部段。这些部段延伸以便对阀座进行密封，从而与阀座形成包括上密封部和下密封部的双接触式密封部，。当密封时，该垫圈可被固定，且这些部段可被压紧在阀座的表面上。因此在垫圈的密封状态下，即被挤压而与阀座接触时，垫圈可不处于浮动状态。

该阀座可以是例如在闸阀组件中限定管道的孔口的止动表面(stop surface)。