[发明专利]球阀密封组件以及包含该球阀密封组件的球阀

说明书

技术领域

本公开涉及流体控制装置，尤其涉及旋转球型流体控制阀以及用于旋转球型流体控制阀的密封件。

背景技术

旋转球阀被用于许多过程控制系统应用中来控制过程流体例如液体、气体、稀浆等的一些参数。虽然过程控制系统可使用控制阀来最终控制流体的压强、水位、pH值或其他所需参数，但是控制阀基本上是控制流体流动率。

通常，旋转球阀包括限定了流体入口和流体出口的阀体。球元件安装在阀体内并围绕固定轴线旋转以与密封组件邻接或脱离，由此控制流经阀的流体流量。对于典型的螺栓同轴固定(bolted in-line)的球阀，密封组件经由流体入口插入到阀体内，并利用密封保护环与阀体外侧上的凸缘邻接固定。在密封组件经由流体入口插入并由密封保护环固定之后，流体管道的一部分连接到流体入口。

在大多数应用中，当密封组件需要更换时，首先移除连接到流体入口的管道部分以露出密封保护环。在移除密封保护环之后，可以更换密封组件。因此，密封组件是可移除的，并且可从阀体外侧更换。

包括阀体、球元件以及密封组件的旋转球阀通常由金属构成。当用在高压和/或高温应用时，尤其是这样的。然而，在阀的打开和关闭期间，由于球元件和密封组件的频繁接合，球元件和密封组件可能遭受磨损。磨损导致的问题包括但不限于阀构件的减少的寿命，球元件和密封组件之间增加的摩擦力，球元件和密封组件之间以及密封组件和阀体之间不期望的泄漏。类似地，由于构件日益磨损时摩擦力趋于增加，阀内的动态性能和控制特性变得更糟，从而导致阀内的低效率和不准确性。为了缓解这些问题，偏置一些密封组件，以在关闭位置时提供对球体更可靠的密封。

发明内容

一种用于旋转球阀的密封组件包括具有孔洞的锚环。所述锚环位于旋转球阀的阀体内的内部凹槽中。附加的密封组件构件连接到所述锚环。在一种实施方式中，通过一个或多个系紧螺钉，柔性密封部件连接到锚环，其中系紧螺钉延伸穿过柔性密封部件中的一个或多个螺纹开口并进入到锚环的一个或多个孔洞中。在另一种实施方式中，通过一个或多个系紧螺钉，密封支座连接到锚环，其中系紧螺钉延伸穿过密封支座中的一个或多个螺纹开口并进入到锚环的一个或多个孔洞中。附加的密封元件，例如密封护圈和刚性密封环，可随后连接到密封支座。通过将密封组件的构件插入穿过阀体内的阀帽开口，密封组件是可安装且可更换的。由此，连接到阀体的流体管道部分不需要从阀体上移除。从而，密封组件可以有利地安装到具有非常严格的泄漏标准的系统中，例如核电设施中，在该系统中流体管道部分被对接焊接到阀体。

附图说明

图1是根据本公开的教导构造的旋转球阀和致动器的横截面图；

图2是图1中球阀和控制组件的近视图；

图3是根据本公开的教导构造的柔性密封组件的部分放大横截面图，图3的右侧示出了柔性密封组件的第一种实施方式，图3的左侧示出了柔性密封组件的第二种实施方式；

图4是根据本公开的教导构造的具有柔性支承的刚性密封组件的部分放大横截面图，图4的右侧示出了刚性密封组件的第一种实施方式，图4的左侧示出了刚性密封组件的第二种实施方式；

图5是图3右侧的柔性密封组件的第一种实施方式的另一放大横截面图；

图6是图3左侧的柔性密封组件的第二种实施方式的另一放大横截面图；

图7是图4右侧的刚性密封组件的第一种实施方式的另一放大横截面图；

图8是图4左侧的刚性密封组件的第二种实施方式的另一放大横截面图；

图9是图3的柔性密封组件的系紧螺钉和密封弯折(seal flexure)的近视横截面图。

具体实施方式

图1和图2图示了根据本公开的教导构造的旋转球阀10，其大致包括阀体12、阀帽14、控制组件16和密封组件24。阀体12大致为圆柱形并包括入口部分18、出口部分20、主流动通路22和阀帽开口25。如箭头所示出的，主流动通路22从入口部分18延伸到出口部分20。入口部分18围绕有入口凸缘26。出口部分20围绕有出口凸缘28。入口凸缘26和出口凸缘28可通过螺栓连接、焊接、夹紧、上述方式的任意组合或者其他已知方式将球阀10耦接到过程控制管道的区段中。在图1和图2示出的实施方式中，入口凸缘26和出口凸缘28包括用于接收紧固件的孔洞23，所述紧固件可用于将一部分过程控制管道连接到球阀10。如上面所讨论的，在一些情况下，可通过焊接来代替紧固件将部分过程控制管道连接到球阀10。