[发明专利]用于三向阀的动态球阀密封装置

说明书

技术领域

[0001]本发明总的涉及球阀，尤其涉及用于动态密封球阀的阀元件的装置和方法。

背景技术

[0002]球阀一般包括阀体，阀体包括多个口，典型地是分布在两个口到四个口范围内。阀体内的阀元件根据其在阀体内的方位选择性地在选定的各口之间引导流体或可完全阻止流体流过阀体。因而，球阀包括夹于各口与阀元件之间的密封件，以防止流体走旁路通过阀元件，也即防止在阀元件周围渗漏和绕过需要的流体流动结构。

[0003]令人遗憾的是，由于阀元件和阀体的机加工公差，已难于理想地安置固定位置的密封件并设定其尺寸以实现完善的防漏密封。此外，仅仅采用尺寸过大的密封件并在阀体内压缩它以补偿公差变化，会将大的负载赋予阀元件，这就更难于转动阀元件。这些大的负载会需要更大更强的致动器来定位阀元件，从而导致致动器和操作的高成本。

[0004]与使用固定位置密封件的问题相关的一个事实在于，指定口上的压差会根据流体流过口或阀元件的流动方向改变。压力变化导致阀元件的壁弯曲或使得阀元件在阀体内移动。一个方向上的流体流动会让密封件和阀元件脱离密封接触，而另一个方向上的流体流动会让密封件与阀元件密封接触。因而，根据流体流动和压差的情况，固定位置密封件在阀元件与阀体之间可能提供充分的防漏密封，也可能提供不了。

发明内容

[0005]因此，本领域中就需要一种改进的球阀和密封结构，其克服本领域中存在的这些和其它问题。本发明的装置和方法提供了此类球阀和动态密封结构。

[0006]本发明的实施例提供了一种改进球阀的阀元件与阀体之间的密封的装置和方法。改进密封的实施例是通过阀元件与阀体之间的密封元件提供的，其补偿了因机加工公差引起的阀部件内的变化。改进密封元件的实施例补偿了通常源自流体流动变化的阀体内压力变化引起的阀元件弯曲或阀元件位置变化。具体而言，本发明的实施例使用密封元件给阀元件和/或阀体提供动态密封。按此方式，密封元件相对于阀体的位置可在密封元件与阀元件保持密封接触的同时改变，无论部件机加工中的位置和变化如何。

[0007]本发明的一个实施例提供了一种阀，其包括与阀的阀元件和阀体相互作用的密封元件。优选的是，允许密封元件在阀体内移动和/或相对于阀体移动。在关闭位置上，密封元件与阀体密封地接触且与阀元件密封地接触，以防止流体流过流动口。优选的是，密封元件在打开位置以第一深度伸入容纳阀元件的阀腔中，而在关闭位置以小于第一深度的第二深度伸入阀腔中。更具体地说，阀元件在自打开位置向关闭位置转变时在离开阀腔的方向上偏压密封元件。

[0008]在一实施例中，阀元件包括通道，通道开口贯穿其中以根据阀元件的方位引导流体流动。优选的是，通道开口的直径大于与阀元件接触的密封元件端部的直径。在该实施例中，允许密封元件穿过由阀元件外表面内的通道形成的阀元件内的空隙。当阀元件自打开位置向关闭位置转变时，阀元件优选将密封元件从空隙中压出。这优选使得密封元件压缩偏压元件(biasing member)以提供密封元件相对阀元件的动态密封。因此，任何阀元件位置的波动都通过偏压密封元件的动态定位而予以补偿。在另一实施例中，空隙由非圆形或非球形的阀元件提供，使得密封元件的直径无需小于通道开口。

[0009]在又一实施例中，提供了一种使用密封元件密闭阀体的阀口的改进方法。通过自打开位置向关闭位置枢转阀元件，阀自密封元件与旋转轴相距第一距离的第一位置朝密封元件与旋转轴相距第二距离的第二位置偏压密封元件，第二距离大于第一距离。这一偏压使密封元件相对于阀元件定位。该方法优选包括在第二位置将密封元件偏压靠在阀元件的外表面的无孔部上。在一实施例中，密封元件受偏压且压缩起作用来朝阀元件压密封元件的偏压元件。

[0010]本发明的这些和其它实施例将自下面结合附图的详细说明变得显而易见。

附图说明

[0011]并入说明书中并形成其一部分的附图与文字说明一起阐明了本发明的几个方面，与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

[0012]图1是处于关闭位置的、根据本发明一实施例的具有动态密封件的球阀的第一示范性实施例的横断面图；

[0013]图2是图1球阀处于打开位置的横断面图；

[0014]图3是图1球阀自打开位置向关闭位置转变的横断面图；

[0015]图4是根据本发明教导的阀元件另一实施例的横断面图。