[发明专利]带有复合密封件的流体流动控制阀

说明书

技术领域

本公开涉及流体阀，特别是涉及具有复合密封件的球形流体阀。

背景技术

球阀被大量应用于工艺控制系统应用中，用于控制工艺流体(该流体可以是一种液体、气体、泥浆，等等)的某些参数。尽管工艺控制系统可使用控制阀来最终控制流体的压力、高度、pH值或者其他需要的参数，但该控制阀主要是控制流体流动的速率。

通常地，球阀可包括通过球元件分隔的流体入口和流体出口，该球元件通过绕一固定轴旋转并与密封组件邻接，控制流动经过的流体的量。在操作过程中，该工艺控制系统，或者手动控制该控制阀的操作员，抵靠着密封组件的表面旋转球元件，从而露出流动通道，以提供所希望的流经入口和出口，由此流经该球阀的流体流动。

球阀部件包括球元件和组件，通常由金属构成；尤其在高压和/或高温应用中，更是如此。在阀的操作过程中，很多部件会因为阀的重复和大量循环使用而受到磨损，特别是球元件和密封组件，由于在开启和关闭阀的过程中连续的摩擦接触而受到磨损。由磨损产生的问题包括但不限于，阀部件使用寿命的减小、球元件与密封组件之间的摩擦力增大以及球元件和密封组件之间出现不希望的渗漏。类似地，由于摩擦力相对于部件磨损量的增大而增大，阀内的动态特性和控制特性就会变差，导致阀的效率低且精度差。

在过去，曾试图将一个偏置的主密封件合并到密封组件中以纠正上述问题。然而，这导致对阀的应用的限制，包括将阀限制为只具有有限的双向密封能力。而且，在该偏置的主密封件紧靠球元件所产生的附加力和压力的作用下，在球元件和密封组件之间，特别是球元件和主密封件之间产生附加的磨损。也曾进行另外的尝试以纠正上述问题，包括将球元件安装在凸轮上，以使球元件在开启和关闭阀的初始阶段，通过从主密封件沿球元件表面的法线方向移开，而不是随旋转移开，而从与主密封件的接合撤回。然而，这导致进一步复杂化，比如在球元件与主密封件间滞留残余物。例如，当经过阀的介质包含有例如浆料或颗粒的纤维材料时，在关闭阀的过程中，纤维材料可能滞留在球元件与主密封件之间，实际上形成经过阀的渗漏路径。

发明内容

因此，仍然需要改进具有密封组件和能够双向密封流体的球元件的球阀，该球阀能够减少主密封件与球元件之间的磨损，保持良好的动态性能和控制特性，其防止纤维材料或者颗粒滞留在球元件与主密封件之间。

附图说明

图1为根据本公开的说明构造的球阀的俯视图；

图2为沿图1中的线2-2截取的球阀的截面图；

图3为沿图1中的线3-3截取的图1中的球阀的截面图，当阀处于开启位置时球元件的位置用点划线显示；

图4为图3中一部分的放大的局部截面图，显示处于关闭位置的球阀，包括主密封件、一组两个密封环、弹簧元件和密封壳体；

图4A为图4的详细截面图，图示密封环；

图5为类似于图4的视图，但图示开启的球阀，包括主密封件、两个密封环、弹簧构件和密封壳体；

图5A为局部截面图，图示处于关闭位置的球阀，包括主密封件、单独的密封环、弹簧构件和密封壳体；

图6A为局部截面图，图示处于关闭位置的球阀，包括具有插件的主密封件；

图6B为图6A的插件的一可替换实施例的详细截面图；

图6C为图6A的插件的另一可替换实施例的详细截面图；

图7为密封壳体的俯视图；

图8为沿图7的线8-8截取的图5A的密封壳体的截面图；

图9为主密封件的截面图；

图10为图9的主密封件的放大的局部截面图；

图11为波纹弹簧的俯视图；和

图12为图11的波纹弹簧的侧视图。

虽然本公开能够适应于多种修改和可替换结构，其特定说明性实施例显示在附图中并将在下文中详细描述。然而，应该理解的是，并非意图要将本公开限制为所公开的特定形式，而是相反地，意图覆盖所有的修改、可替换结构以及在由所附权利要求所限定的本公开的精神和范围内的等同替换。

具体实施方式

现在参照附图，并具体参照图1-3，根据本公开的说明构造的球阀通常由附图标记20描述。如图所示，球阀20包括在入口31和出口32之间具有主流路33的壳体30、密封组件50和安装在可旋转的轴90和91上的球元件80。