[发明专利]在关闭时具有最小化的内部流体泄漏率的旋转控制阀

说明书

一种旋转控制阀，其包括阀体、设置在阀体的孔内的阀轴、设置在阀体内的第一阀座、由阀轴承载的第一控制元件、以及至少部分地由第一控制元件限定的第一压力迷宫。第一控制元件在关闭位置与打开位置之间可移动地设置在第一开口中，在关闭位置，第一控制元件密封地接合第一阀座，从而关闭第一开口，并且在打开位置，第一控制元件与第一阀座间隔开，从而打开第一开口。当第一控制元件处于关闭位置时，第一压力迷宫被配置为引起流过其中的流体的压降，从而使旋转控制阀的内部泄漏率最小化。

技术领域

本专利总体上涉及旋转控制阀，并且更具体地，涉及一种在关闭时具有最小化的内部流体泄漏率的旋转控制阀。

背景技术

过程控制系统通常采用旋转阀(诸如球阀、蝶形阀、偏心盘阀、偏心塞阀等)来控制过程流体的流动。旋转阀通常包括阀内件组件，其具有设置在流体路径中并围绕流动孔的阀座，以及设置在流体路径中并且经由阀轴可旋转地耦接到阀的本体的控制元件(例如，盘、球等)。为了控制流过某些旋转阀的流体的流动，控制元件的位置可以从关闭位置改变为完全打开或最大流量位置，在关闭位置处，控制元件与阀座密封接合，从而防止流体流过流动孔，在完全打开或最大流量位置，控制元件与阀座间隔开，从而允许流体流过流动孔。然而，在许多情况下，即使当控制元件处于关闭位置(与阀座密封接合)时，仍然可能在控制元件周围发生相当大的泄漏，特别是在控制元件与阀轴和/或阀座接触的地方。继而，经历该泄漏的旋转阀的内部泄漏率(即，关闭的内部泄漏率)高于针对给定应用的可接受的或阈值内部泄漏率，使得这些旋转阀不再可用于该给定的应用。

发明内容

根据本公开内容的第一方面，提供了一种旋转控制阀。旋转控制阀包括阀体，该阀体包括孔和被设置为邻近孔的第一开口。旋转控制阀还包括设置在孔内的阀轴、设置在阀体内的第一阀座、以及由阀轴承载的第一控制元件。第一控制元件在关闭位置和打开位置之间可移动地设置在第一开口中，在关闭位置，第一控制元件密封地接合第一阀座，从而关闭第一开口，并且在打开位置，第一控制元件与第一阀座间隔开，从而打开第一开口。旋转控制阀还包括至少部分地由第一控制元件限定的第一压力迷宫。当第一控制元件处于关闭位置时，第一压力迷宫被配置为引起流过其中的流体的压降，从而使旋转控制阀的内部泄漏率最小化。

根据本公开内容的第二方面，提供了一种旋转控制阀。旋转控制阀包括阀体，该阀体包括孔、被设置为邻近孔的第一开口、以及向内延伸到第一开口中的第一支架。旋转控制阀还包括设置在孔内的阀轴。阀轴沿着纵向轴线延伸，并且第一支架沿着垂直于纵向轴线的轴线延伸。旋转控制阀还包括由阀轴承载的第一控制元件，第一控制元件在关闭位置与打开位置之间可移动地设置在第一开口中，在关闭位置，第一控制元件密封地接合第一支架，从而关闭第一开口，并且在打开位置，第一控制元件与第一支架间隔开，从而打开第一开口。旋转控制阀还包括围绕阀轴并设置在孔中的第一对准元件，以及被限定在第一控制元件与第一对准元件之间的第一压力迷宫。当第一控制元件处于打开位置时，第一压力迷宫被配置为引起流过其中的流体的压降，从而减小旋转控制阀的内部泄漏率。

根据本公开内容的第三方面，提供了一种旋转控制阀。旋转控制阀包括阀体，该阀体包括孔、被设置为邻近孔的第一开口、以及被设置为邻近孔并与第一开口间隔开的第二开口。旋转控制阀还包括设置在第一开口内的第一阀座、设置在第二开口内的第二阀座、设置在孔内的阀轴、以及由该阀轴承载的第一控制元件。第一控制元件在关闭位置和打开位置之间可移动地设置第一开口中，在关闭位置，第一控制元件密封地接合第一阀座，从而关闭第一开口，并且在打开位置，第一控制元件与第一阀座间隔开，从而打开第一开口。旋转控制阀还包括由阀轴承载的第二控制元件，第二控制元件在关闭位置与打开位置之间可移动地设置在第一开口中，在该关闭位置中，第二控制元件密封地接合第二阀座，从而关闭第二开口，并且在打开位置，第二控制元件与第二阀座间隔开，从而打开第二开口。旋转控制阀还包括至少部分地由第一控制元件限定的第一压力迷宫和至少部分地由第二控制元件限定的第二压力迷宫。当第一控制元件处于打开位置时，第一压力迷宫被配置为引起流过其中的流体的压降，第二压力迷宫被配置为引起流过其中的流体的压降，从而使旋转控制阀的内部泄漏率最小化。