[发明专利]一种用于高温控制阀的石墨金属阀密封组件

说明书

技术领域

本发明涉及过程控制阀，如滑动阀杆阀，更为特别地涉及用于高温操作的、具有石墨/金属密封组件的滑动阀杆阀。

背景技术

过程控制阀用于需要对流体流动过程进行调整或控制的系统或过程。这种控制阀能够配置为滑动阀杆阀、旋转阀、球形阀等。通过设定控制元件的位置，如阀塞相对于阀座的位置，能够精确设定通过控制阀的流体流量。该阀塞通常在阀体内相对于阀座滑动或移动。在某些控制阀中，还包括笼，阀塞在该笼内滑动。由于阀塞在阀体内滑动，因此阻止在阀塞和阀体(或笼)间的流体流动是重要的。同时，希望减少阀塞和阀体(或笼)之间的摩擦并使磨损和粘附最小化。

在某些控制阀中，密封件将并入阀塞本身，或密封件并入阀体(或笼)或阀盖。不管怎样，密封件必须防止在阀塞和阀体或阀盖之间的流体流动。为了防止控制元件和阀体或阀盖之间的流体流动并且减少在控制元件和阀体或阀盖之间产生的摩擦，某些滑动阀杆阀在密封件中纳入了比较软的材料。这种密封件是加载弹簧、压力辅助的唇封，其由平滑、填充或增强聚四氟乙烯护套构成，该护套具有耐腐蚀弹簧，该弹簧由不锈钢和镍基或钴基合金构造而成。所使用的其他护套材料是其他含氟聚合物、超高分子量聚乙烯和聚氨酯。所使用的其他类型的密封件包括合成O型密封圈、星型密封圈、具有聚四氟乙烯(PTFE)基耐磨环的垫片和金属增强聚四氟乙烯基整装密封环。为了减少摩擦并且提供高质量的弹性的密封，在高温环境下通常不使用软质材料，因为材料在高温环境中会融化、蠕变或降解。所有这些软质材料仅用于相对较低的温度，小于600华氏度(小于大约316摄氏度)。

传统的高温滑动阀杆控制阀通常具有整体的硬质的石墨密封圈，该密封圈能够承受高温。尽管该石墨密封圈能够承受高温，但由于其不可弯曲、无顺应性或弹性，一般情况下该石墨密封圈不会提供在阀塞和阀体(或笼)或阀盖之间的最佳的密封。在阀塞和阀体(或笼)之间产生的摩擦会损坏石墨密封圈，且其相对容易受到流体介质中颗粒物和杂质的侵害，该颗粒物或杂质粘附于阀塞或者阀体(或笼)。整装石墨材料缺乏顺应性使得低温环境下的关闭泄漏比使用软质橡胶或塑性顺应性材料更为显著。除此之外，石墨密封圈具有相对比较高的摩擦系数，当阀塞运动时，其可导致过量摩擦和磨损。这一过量摩擦和磨损会导致密封和/或控制元件降解和过早失效。

发明内容

一种滑动阀杆控制阀包括具有入口和出口的阀体。该入口和出口通过流体流动通道流体相连。阀座位于流体流动通道处。滑动控制元件与阀座配合来控制通过阀体的流体流动。密封组件位于控制元件和阀体之间。该密封组件包括位于第一垫圈和第二垫圈之间的金属/弹性石墨密封圈。偏心件与其中一个垫圈相邻，并且挡圈维持所述偏心件与垫圈相邻，以便将由偏心件产生的作用力传递到挡圈并且因此传递至所述金属/弹性石墨密封圈。

在另一实施例中，用于高温滑动阀杆控制阀的密封组件包括金属/石墨密封圈，该密封圈位于第一垫圈和第二垫圈之间。偏心件与第二垫圈相邻并且挡圈与偏心件相邻。金属/石墨密封圈能够包括弹性石墨密封圈，其至少在三个侧面上被薄的金属封套围绕。

在另一实施例中，密封组件能够位于在控制元件中形成的环形槽内。

在另一实施例中，密封组件能够位于在阀体中形成的环形槽内。

所公开的密封组件在高温环境下提供了优良的密封能力，同时减少在控制元件和阀罩之间的摩擦或使该摩擦最小化。

附图说明

图1示出了根据本公开的教导所构造的滑动阀杆阀的横截面视图；

图2示出了图1中的滑动阀杆控制阀中的控制元件的横截面特写图，其包括金属/石墨密封组件；以及

图3示出了控制元件的一部分的横截面特写图，其包括金属/石墨密封组件；

图4示出了图3中的金属/石墨密封组件的进一步的横截面近视图。

虽然本公开容许各种修改和替代的结构，但是附图示出了金属/石墨密封组件的特定的说明性的实施例并且将在下面进行详细描述。然而，应当理解，本发明不限于这些所公开的特殊形式，相反，本发明包含由下文所限定的在本发明的精神和范围之内的所有修改、替代的结构和等效物。

具体实施方式

为了下面的讨论的目的，例如向内、向外、径向向内或者径向向外的术语用于指示相对于阀杆的中心轴A的相对的位置。类似地，当控制阀位于附图中所示的位置时，上部、下部、向上、向下这些术语用于指示相对的方向。