[发明专利]阀座、阀组件以及相关方法

说明书

阀座可以包括嵌入件和外壳体。嵌入件可以包括第一材料，并且外壳体可以包括第二材料。阀组件和相关方法可以包括阀座。

优先权声明

本申请要求在2018年12月7日提交的名称为“Valve Seats,Valve Assemblies,and Related Methods(阀座、阀组件以及相关方法)”的美国临时专利申请序列号No.16/213,638的申请日的权益，该美国临时申请的全部公开内容通过引用而并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及阀座，并且更特别地涉及包括多种材料的阀座、阀组件以及相关方法，该阀组件包括具有多种材料的阀座。

背景技术

已经采用了许多阀的类型来停止和控制在管或其他流动路径中的流体流动。这些阀中的每一个阀都具有某些优点，同时还具有其他缺点。一些阀的类型包括旋塞阀、球阀、停止阀或截止阀、角阀、蝶阀和闸阀。

球阀包括可旋转的球状件和一个或更多个座部，该球状件具有贯穿球状件的与流体流动路径相对应的孔，一个或更多个座部用于相对于球状件表面进行密封。典型的球阀具有阀本体和阀构件(例如，球状件)，所述阀构件通过上游密封件和下游密封件操作性地连接至阀本体。阀本体限定了流动通道，该流动通道具有上游流通端部(例如，前端)、下游流通端部(例如，尾端)以及位于流动通道的阀的上游流通端部与下游流通端部之间的阀接纳室。阀构件位于阀接纳室内，并且包括允许流体流动通过阀构件的通孔。与阀构件和阀接纳室相结合的密封件或座部限定了位于阀构件周围的腔。为了防止阀泄漏，以给定或固定的密封压力将密封件或座部压靠在阀构件上，所述密封压力至少部分地基于安装该阀的位置处的最大压力环境。

阀构件经由阀杆联接至致动器，所述阀杆能够选择性地旋转以使阀构件在阀接纳室内在全开位置与全闭位置之间旋转。通常，在双通阀中，当通孔在相对于流动通道的中心线的零度旋转的情况下与流动通道对准时，出现完全打开位置，并且在阀构件的相对于中心线的九十度旋转的情况下，出现完全关闭位置。

在组装期间在施加至座部的物理压缩的情况下，阀构件球状件在阀本体内被容纳在两个阀座之间，以使得座部在力的作用下承靠进入球中。在这种设计中，阀座在阀座承靠在球上的位置处用作密封件，并且在阀座承靠于阀本体的位置处用作密封件。阀座还用作弹簧，以在阀的操作期间保持密封力。“关闭”位置通常对应于球的以下位置，在该位置中，导管与阀本体的通道成直角。然而，较小的成角度的移位可能会导致“关闭”状态或部分“关闭”的状态，这取决于阀组件的几何形状。完全的“打开”位置以球导管为代表，所述球导管与阀本体的流体通道同轴地对准。常规的球阀基于球导管与阀本体的通道的对准程度而提供各种程度的流量限制。因此，对于给定的压力，通过改变球导管与阀本体通道的对准程度来控制流动。

在球阀的寿命期间，球状件在“打开”位置与“关闭”位置之间切换球使阀座遭受热循环，这可能会损坏阀座并且使座部经历“蠕变”，这种蠕变会劣化密封性并且导致球阀组件内的泄漏。由更软且更具弹性的材料制成的阀座需要更小的压缩力来密封球状件；然而，这种更软且更具弹性的材料更容易发生蠕变，所述蠕变在高温下会迅速发生。为了补偿，阀座通常被构造成提供对球状件的最大物理压缩，其中，即使发生一些热降解或蠕变，也可以保持密封力。然而，这种压缩力需要用于操作球阀的更大的扭矩。

发明内容

本公开的各种实施方式包括阀座，该阀座包括嵌入件和外壳体。嵌入件可以包括第一聚合物材料。嵌入件可以构造成与阀构件相邻并且接触阀构件。嵌入件可以限定在阀构件与阀本体之间的密封件的一部分，其中，阀构件定位在阀本体中。外壳体可以包括第二聚合物材料。嵌入件的至少一部分可以定位在外壳体内。外壳体可以构造成定位在嵌入件与阀本体之间，以限定阀构件与阀本体之间的密封件的另一部分。外壳体的第二聚合物材料具有的硬度可以大于嵌入件的第一聚合物材料的硬度。