專利名稱：控制閥內(nèi)件和密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制流體流動的控制閥，更具體地說，涉及包括可移動地設(shè)置在 閥籠中的閥塞的控制閥。
背景技術(shù)：
常用的流體過程控制系統(tǒng)包括用來控制各種過程參數(shù)的各種部件。例如，流體過 程控制系統(tǒng)可以包括多個用于控制流過所述系統(tǒng)的介質(zhì)的流量、溫度和/或壓力的控制 閥。最終產(chǎn)品取決于這些參數(shù)的控制精度，而這些參數(shù)的控制精度又取決于控制閥的幾何 結(jié)構(gòu)和特性。例如，專門設(shè)計和選擇控制閥用于特定的流量和壓力變化。如果這些特性受 損并且當這些特性受損時，最終產(chǎn)品的質(zhì)量將受到影響。所述特性可能受損的一個原因是 過程中的無意泄漏。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一種實施方式包括流體控制設(shè)備，所述設(shè)備包括閥體、閥座、閥塞、閥籠 和密封環(huán)。所述閥體包括入口孔和出口孔。所述閥座設(shè)置在所述閥體內(nèi)并限定在所述入口 孔和所述出口孔之間流體連通的開口。所述閥塞包括外部表面并能夠在關(guān)閉位置和和打開 位置之間移動。在所述關(guān)閉位置時，所述閥塞接合所述閥座并形成主密封。在所述打開位 置時，所述閥塞離開所述閥座。所述閥籠設(shè)置在所述閥體內(nèi)并包括內(nèi)部表面，該內(nèi)部表面尺 寸適于接收所述閥塞，使得所述閥籠和所述閥塞之間的間隙限定泄漏路徑。所公開實施方 式的所述密封環(huán)具有大致L形橫截面。所述密封環(huán)的至少一部分設(shè)置在所述間隙內(nèi)，以在 所述閥塞處于所述關(guān)閉位置時提供密封所述泄漏路徑的輔助密封。在至少一種實施方式中，所述密封環(huán)包括凸緣部分和彈性的密封帶部分。所述凸 緣部分緊固到閥籠和閥塞其中之一。所述彈性的密封帶部分密封地接合所述閥籠的所述內(nèi) 部表面和所述閥塞的所述外部表面以在所述閥塞處于所述關(guān)閉位置時提供所述輔助密封。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式構(gòu)造的流體控制設(shè)備的橫截面?zhèn)纫晥D；圖2是從圖1中的圓圈II取得的圖1所示流體控制設(shè)備的局部橫截面?zhèn)纫晥D；圖3是從圖2中的圓圈III取得的圖2所示流體控制設(shè)備的詳細局部橫截面?zhèn)纫?圖，并示出了操作過程中設(shè)備的密封環(huán)的撓性本質(zhì)。
具體實施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的控制閥10的一種實施方式。控制閥10 —般 包括閥體12、閥帽30、閥籠保持件18、閥籠20、密封環(huán)21 (在圖2中示出)、閥塞16和閥座 14。閥體12限定入口孔22、出口孔24、和在入口孔22和出口孔24之間延伸的流體流動路 徑26。閥塞16耦接到閥桿28的端部，閥桿穿過閥帽30延伸并適配成耦接到致動器(未示出)。所述致動器控制閥塞16在關(guān)閉位置(在圖1中示出)和打開位置(未示出)之間的 位移，在所述關(guān)閉位置，閥塞與閥座14接合以限定主密封，而在所述打開位置，閥塞離開閥 座14。密封環(huán)21在閥籠保持件18和閥籠20之間提供輔助密封。在所示實施方式中，密封 環(huán)21包括橫截面大致為L形的主體，如圖2和3所示，并且以下將會詳細描述。繼續(xù)參照圖1，閥座14承載在閥體12的喉管部分32內(nèi)，并限定與流體流動路徑 26流體連通的開口 34。閥籠保持件18利用閥帽30夾緊到閥體12，閥帽利用多個緊固件 36固定到閥體12。這樣配置時，閥籠保持件18將閥籠20和閥座14夾緊到閥體12的喉管 部分32中。閥籠20包括大致為柱狀的構(gòu)件，所述構(gòu)件限定多個與流體流動路徑26流體連通 的窗口 42。此外，如圖2所示，閥籠20包括抵靠閥座14支座的下肩部44以及接收閥籠保 持件18和密封環(huán)21的一部分的上凹部46。具體來說，閥籠20的上凹部46接收閥籠保持 件18的下肩部48，該下肩部將密封環(huán)21緊固到閥籠18。這樣設(shè)置時，閥籠保持件18的內(nèi) 部表面37限定環(huán)狀通道50。在所公開的實施方式中，環(huán)狀通道50設(shè)置在閥籠保持件18和 閥籠20之間并容納密封環(huán)21的一部分。但是，在替代實施方式中，環(huán)狀通道50可以由閥 籠保持件18或閥籠20限定或者由它們兩者限定。如圖3所示，閥籠20的上凹部46包括底部表面52和大致垂直于底部表面52設(shè) 置的側(cè)部表面54。閥籠保持件18的下肩部48限定底部表面56、外側(cè)部表面58和內(nèi)側(cè)部 表面60。外側(cè)部表面58和內(nèi)側(cè)部表面60大致垂直于底部表面56設(shè)置。內(nèi)側(cè)部表面60限 定環(huán)狀通道50的外邊界。另外，閥籠保持件18的下肩部48包括位于底部表面56和內(nèi)側(cè) 部表面60之間的圓角62以及位于底部表面56和外側(cè)部表面58之間的倒角64。如圖1所示，例如，所公開實施方式的閥塞16包括具有外部表面66和一對通孔68 的平衡閥塞。通孔68與流體流動路徑26和由閥籠保持件18的內(nèi)部限定的腔70流體連通。 因此，即使當閥塞處于關(guān)閉位置時(如圖1所示)，閥體12內(nèi)的壓力也會在閥塞16兩側(cè)得 到平衡。如圖3所示，閥塞16的外部表面66包括多輪廓表面，所述多輪廓表面包括第一周 界表面66a、第二周界表面66b、和設(shè)置在第一和第二周界表面66a、66b之間并連接兩者的 過渡表面66c。如圖2所示，第一周界表面66a包括第一直徑Dl，而第二周界表面66b包括第二直 徑D2。第二直徑D2小于第一直徑D1。過渡表面66c包括大致截頭錐形表面，該截頭錐形 表面從第一周界表面66a向第二周界表面66b匯聚。過渡表面66c設(shè)置成與第二周界表面 66匕成0角。σ角可以處于大約10度(10° )到大約80度(80° )的范圍內(nèi)，并且在一 種實施方式中，大約為30度(30° )。但是，在一種替代實施方式中，過渡表面66c可以包括圓整的圓頭型表面。在另一 種替代實施方式中，過渡表面66c可以包括垂直于第一和第二周界表面66a、66b的表面。這 種配置不會與閥塞16的運動發(fā)生干涉，因為密封帶部分78的腿部80a、80b如文中所述成 角度地設(shè)置。因此，在閥塞16從打開位置移動到關(guān)閉位置時，例如閥塞16的處于第一周界 表面66a和過渡表面66c之間的銳角部將接合密封帶部分78的第二腿部80b。因此，閥塞 16沿向下方向的進一步運動將壓縮密封帶部分78，直到第一周界表面66a接合峰部84為 止。回頭參照圖1，正如上述，閥塞16設(shè)置在閥籠保持件18內(nèi)并適配成在關(guān)閉位置和
6籠保持件18的內(nèi)部表面37的尺寸和配置設(shè)計成 不會與閥塞16的運動發(fā)生干涉。例如，如圖2和3所示，閥籠保持件18的內(nèi)部表面37包括 直徑D3，直徑D3大于閥塞16外部表面66的第一和第二周界表面66a、66b的直徑Dl、D2。 這樣配置時，間隙74存在于閥籠保持件18和閥塞16之間，流體流動路徑26和閥籠保持件 18的腔70內(nèi)的流體可以通過該間隙泄漏，特別是在閥塞16處于關(guān)閉位置時，從腔70到閥 籠20的窗口 42的泄漏。因此，根據(jù)本發(fā)明原理構(gòu)造的控制閥10包括密封環(huán)21以密封間隙74并防止泄 露。如圖3所示，密封環(huán)21包括一件式構(gòu)件，所述一件式構(gòu)件包括設(shè)置成大致彼此垂直的 凸緣部分76和彈性密封帶部分78，使得密封環(huán)30具有大致L形的橫截面。在所公開的密 封環(huán)21的實施方式中，凸緣部分76從密封帶部分78大致徑向向外延伸。如圖3所示，凸 緣部分76夾緊在閥籠20內(nèi)的上凹部46的底部表面52和閥籠保持件18的下肩部48的底 部表面56之間。此外，如圖所示，密封帶部分78容納在閥籠保持件18的環(huán)狀通道50內(nèi)。凸緣部分76包括大致平坦的環(huán)形盤。密封帶部分78包括相對的第一和第二腿部 80a、80b以及足部82。腿部80a、80b在峰部84處相會并包括相對于峰部84設(shè)置的各基部 86a、86b。因此，腿部80a、80b限定密封環(huán)21的密封帶部分78的大致V形橫截面的部分。 第一腿部80a的基部86a在撓性肩部部分88處連接到密封環(huán)21的凸緣部分76。第二腿部 80b的基部86b在撓性肩部部分90處連接到足部82。這樣配置時，密封環(huán)21的密封帶部 分78是彈性的并且在控制閥10操作的過程中能夠在放松狀態(tài)和壓縮狀態(tài)之間變形。例如，在閥塞16處于打開位置(未示出)時，閥塞16從關(guān)閉位置向上位移，使得 第二周界表面66b設(shè)置成靠近密封環(huán)21的密封帶部分78。第二周界表面66b直徑小于第 一周界表面66a，因此與限定環(huán)狀通道50的閥籠保持件18的下肩部48的內(nèi)側(cè)部表面60隔 開得更遠。因此，在閥塞16處于打開位置時，環(huán)狀通道50具有更大的徑向尺度，這允許密 封帶部分78處于放松狀態(tài)，這種情形在圖3中由虛線示出。在放松狀態(tài)下，密封帶部分78可以完全放松或者可以因與第二周界表面66b接合 而輕微壓縮。但是，密封帶部分78配置成不向第二周界表面66b施加力，或者僅施加非常 少量的力。因此，密封環(huán)21的密封帶部分78的峰部84與第二周界表面66b之間不存在摩 擦，或者僅存在非常少量的摩擦。摩擦缺失使得閥塞16能夠容易地在各個打開位置之間移 動，每個打開位置包括與密封帶部分78緊密靠近的第二周界表面66b。此外，摩擦缺失延 長了密封環(huán)21的使用壽命，原因在于例如當閥塞16僅在閥籠保持件18內(nèi)的不需要對間隙 74進行密封的打開位置之間移動時，消除了密封環(huán)的峰部84上的不必要的磨損。仍然參照圖3，當密封帶部分78處于放松狀態(tài)時，第一腿部80a與密封環(huán)21的凸 緣部分76分開的角度為α，腿部80a、80b分開的角度為β，而第二腿部80b與足部82分 開的角度為Y。α角可以處于大約105度(105° )到大約125度(125° )的范圍內(nèi)，并 且至少在一種實施方式中，大約為115度(115° )。β角可以處于大約110度(110° )到 大約150度(150° )的范圍內(nèi)，并且至少在一種實施方式中，大約為130度(130° )。γ 角可以處于大約145度(145° )到大約165度(165° )的范圍內(nèi)，并且至少在一種實施方 式中，大約為155度(155° )。在操作過程中，閥塞16向關(guān)閉位置(在圖1-3中示出)移動，其中閥塞16抵靠閥 座14密封，并且第一周界表面66a設(shè)置成靠近密封環(huán)21的密封帶部分78。隨著閥塞16相對于圖3的取向向下移動，閥塞16的外部表面66的過渡部分66c滑過密封帶部分78的峰 部84并開始向壓縮狀態(tài)壓縮密封帶部分78。壓縮狀態(tài)由圖3中的實線表示，并且在峰部 84與第一周界表面66a接合時實現(xiàn)。過渡表面66c的成角度的截頭錐形結(jié)構(gòu)有助于密封 帶部分78的峰部84在第二周界表面66b和第一周界表面66a之間平穩(wěn)過渡。如上所述， 第一周界表面66a的直徑Dl大于第二周界表面66b的直徑D2。因此，如上所述，當閥塞16 處于關(guān)閉位置時，環(huán)狀通道的徑向尺度小于閥塞16處于打開位置時的情形。因此，密封環(huán) 21的密封帶部分78處于壓縮狀態(tài)。在壓縮狀態(tài)下，各腿部80a、80b的基部86a、86b以及足部82密封地接合限定環(huán)狀 通道50的閥籠保持件18的下肩部48的內(nèi)側(cè)部表面60。此外，密封帶部分78的峰部84密 封地接合閥塞16的外部表面66的第一周界表面66a。這樣配置時，密封帶部分78密封閥 塞16和閥籠保持件18之間的間隙74并防止流體通過該間隙泄漏。優(yōu)選地，在壓縮狀態(tài)下， 密封帶部分78向閥塞16的第一周界表面66a和閥籠保持件18的內(nèi)側(cè)部表面60施加力， 所述力足以防止閥體12和閥籠保持件18的腔70內(nèi)的加壓流體通過間隙74泄漏，即使在 高溫情況下，例如大于等于大約450° F (232. 220C )時也是如此。在一種實施方式中，密封環(huán)21可以由金屬構(gòu)造，諸如Inconel X750(工業(yè)標號 N07750)、718金屬(工業(yè)標號N07718)或者任何能承受相對較高溫度例如大于等于大約 450° F(232. 22°C )的其他合適材料。如圖所示，當密封帶部分78處于壓縮狀態(tài)時，整個V形截面部分發(fā)生變形，即壓 平，使得第一腿部80a與凸緣部分76分開角度α ‘，腿部80a、80b分開角度β ‘，而第 二腿部80b與足部82分開角度γ ‘。α'角可以處于大約95度(95° )到大約115度 (115° )的范圍內(nèi)，并且至少在一種實施方式中，大約為105度(105° )。β ‘可以處于大 約130度(130° )到大約170度(170° )的范圍內(nèi)，并且至少在一種實施方式中，大約為 150度(150° )。Y ‘可以處于大約155度(155° )到大約175度(175° )的范圍內(nèi)，并 且至少在一種實施方式中，大約為165度(165° )。在控制閥10的進一步操作過程中，隨著閥塞16返回打開位置，閥塞16從閥座14 離開并相對于圖1-3中閥體12的取向向上移動。密封環(huán)21的密封帶部分78的峰部84沿 著第一周界表面66a滑動，然后滑過過渡表面66c。在一種當閥塞16處于打開位置時峰部 84保持輕微壓縮狀態(tài)的實施方式中，峰部84最終沿著第二周界表面66b滑動。但是，在當 閥塞16處于打開位置時密封帶部分78處于完全放松狀態(tài)的替代實施方式中，峰部84可以 根本不接觸第二周界表面66b。根據(jù)前述內(nèi)容，應(yīng)該理解根據(jù)文中所述實施方式構(gòu)造的控制閥10和密封環(huán)21，在 運動閥部件即所公開的控制閥10的閥塞16與靜止閥部件即所公開控制閥10的閥籠保持 件18之間，至少在運動閥部件處于關(guān)閉位置時，提供了可靠的流體密封。此外，根據(jù)文中所 述實施方式構(gòu)造的閥塞16的多輪廓表面的所述實施方式可以帶來的優(yōu)勢是延長了密封環(huán) 21的使用壽命，原因在于通過減少和/或消除密封帶部分78和閥塞16的第二周界表面之 間的摩擦而減少和/或消除了控制閥10打開時的磨損。雖然圖中示出并且文中描述了密封環(huán)21緊固到閥籠保持件18并且文中描述了閥 塞16具有多輪廓表面，但是替代實施方式可以包括密封環(huán)21緊固到閥塞16，而閥籠保持 件18的內(nèi)部表面37可以限定多輪廓表面，類似于共同持有的2005年2月8日授權(quán)的題為“控制閥內(nèi)件和孔密封(Control Valve Trim and Bore Seal) ” 的美國專利 No. 6，851，658 中公開的內(nèi)容，該專利的所有內(nèi)容通過引用并入本文。這樣配置時，密封環(huán)21可以布置成 使得凸緣部分76從密封帶部分78向內(nèi)徑向延伸，與上述那樣的向外徑向延伸相反。此外， 閥塞16可以限定環(huán)狀通道，類似于文中公開的環(huán)狀通道50，用于容納密封環(huán)21的密封帶部 分78。而且，閥塞16可配備有例如可以設(shè)置在環(huán)狀通道中的保持環(huán)或者一些其他緊固裝 置，用于將凸緣部分緊固到閥塞16。此外，雖然文中公開了閥籠保持件18包括兩件式夾緊的閥籠，但是本發(fā)明并不限 于這種兩件式構(gòu)造。相反，文中公開的密封環(huán)21例如能夠可替代地整合在具有一件式夾緊 閥籠的控制閥中。利用這種一件式閥籠，環(huán)狀通道50可以簡單地形成在內(nèi)部表面37上。此 外，這種一件式閥籠可以包括環(huán)保持件或者一些其他緊固裝置，用于將所公開的密封環(huán)21 的凸緣部分76緊固到閥籠保持件18。最后，雖然文中公開了大致為L形的密封環(huán)21包括橫截面大致為V形的密封帶部 分78，但是替代實施方式可以包括替代的配置。例如，在一種替代實施方式中，密封環(huán)21的 密封帶部分78可以包括大致線性的豎直壁，所述豎直壁帶有形成于其表面上的環(huán)狀凸起。 所述凸起可以適配成密封地接合文中所述實施方式的閥塞16的外部表面66，或者作為可 選方案，密封地接合上述密封環(huán)21緊固到閥塞16的替代實施方式中的閥籠保持件18的內(nèi) 部表面37。因此，根據(jù)前述內(nèi)容，應(yīng)該理解，本發(fā)明的控制閥10和密封環(huán)21并不限于文中公 開的實施方式和示例，而是相反，本發(fā)明的控制閥和密封環(huán)期望由所附的權(quán)利要求書及其 任何等同物的精神和范圍限定。
9
權(quán)利要求
一種流體控制設(shè)備，包括具有入口孔和出口孔的閥體；設(shè)置在所述閥體內(nèi)的閥座，所述閥座限定在所述入口孔和所述出口孔之間流體連通的開口；具有外部表面并能夠在關(guān)閉位置和打開位置之間移動的閥塞，在所述關(guān)閉位置，所述閥塞接合所述閥座并形成主密封，在所述打開位置，所述閥塞離開所述閥座；設(shè)置在所述閥體內(nèi)并具有內(nèi)部表面的閥籠，所述內(nèi)部表面的尺寸適于接收所述閥塞，其中所述閥籠和所述閥塞之間的間隙限定泄漏路徑；以及橫截面大致為L形的密封環(huán)，當所述閥塞處于所述關(guān)閉位置時，所述密封環(huán)的至少一部分設(shè)置在所述間隙內(nèi)以提供密封所述泄漏路徑的輔助密封，所述密封環(huán)包括凸緣部分和彈性的密封帶部分，所述凸緣部分緊固到所述閥籠和所述閥塞其中之一，當所述閥塞處于所述關(guān)閉位置時，所述彈性的密封帶部分密封地接合所述閥籠的所述內(nèi)部表面和所述閥塞的外部表面以提供所述輔助密封。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述凸緣部分設(shè)置成與所述彈性的密封帶部分大致垂直。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述密封帶部分包括大致V形橫截面的部分，所述 大致V形橫截面的部分包括一對在峰部處相會的相對的腿部，每個腿部包括設(shè)置在所述峰 部的相對兩側(cè)的基部。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述峰部密封地接合所述閥塞的所述外部表面，并 且每個腿部的基部密封地接合所述閥籠的所述內(nèi)部表面。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進一步包括由所述閥籠和所述閥塞其中之一限定的環(huán)狀 通道，所述環(huán)狀通道容納所述密封環(huán)的所述密封帶部分的至少一部分。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述閥塞的所述外部表面包括第一周界表面、第二 周界表面和設(shè)置在所述第一周界表面和所述第二周界表面之間的過渡表面，所述第一周界表面包括第一直徑，并且當所述閥塞處于所述關(guān)閉位置時設(shè)置得靠近所 述閥籠以密封地接合所述密封環(huán)，從而密封所述泄漏路徑，所述第二周界表面包括小于所述第一直徑的第二直徑。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述閥籠包括兩件式閥籠，所述兩件式閥籠包括閥 籠保持件和閥籠框架，使得所述密封環(huán)的所述凸緣部分固定在所述閥籠保持件和所述閥籠 框架之間。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述密封環(huán)包括適于在至少大約 450° F(232. 22°C )的溫度下操作的材料。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述密封環(huán)包括金屬密封件。
10.一種流體控制設(shè)備，包括具有入口孔和出口孔的閥體；設(shè)置在所述閥體內(nèi)的閥座，所述閥座限定在所述入口孔和所述出口孔之間流體連通的 開口 ；具有外部表面并能夠在關(guān)閉位置和打開位置之間移動的閥塞，在所述關(guān)閉位置，所述閥塞接合所述閥座并形成主密封，在所述打開位置，所述閥塞離開所述閥座；設(shè)置在所述閥體內(nèi)并具有內(nèi)部表面的閥籠，所述內(nèi)部表面的尺寸適于接收所述閥塞， 其中所述閥籠和所述閥塞之間的間隙限定泄漏路徑；由所述閥塞的所述外部表面和所述閥籠的所述內(nèi)部表面中的一個承載的多輪廓表面， 所述多輪廓表面包括第一周界表面、第二周界表面和設(shè)置在所述第一周界表面和所述第二 周界表面之間的過渡表面，所述第一周界表面設(shè)置成比所述第二周界表面更靠近所述閥塞 的所述外部表面和所述閥籠的所述內(nèi)部表面中的另一個，以及密封環(huán)，所述密封環(huán)的至少一部分設(shè)置在所述間隙內(nèi)以提供密封所述泄漏路徑的輔助 密封，所述密封環(huán)包括凸緣部分和彈性的密封帶部分，所述凸緣部分設(shè)置成垂直于閥桿的運動軸線并緊固到所述閥籠和所述閥塞其中之一， 所述彈性的密封帶部分大致垂直于所述凸緣部分延伸，并且當所述閥塞處于所述關(guān)閉 位置時密封地接合所述多輪廓表面的所述第一周界表面以提供所述輔助密封。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述密封環(huán)的所述密封帶部分包括大致V形橫截 面的部分，所述大致V形橫截面的部分包括一對在峰部處相會的相對的腿部，每個腿部包 括設(shè)置在所述峰部的相對兩側(cè)的基部。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述峰部密封地接合所述閥塞的所述外部表面 和所述閥籠的所述內(nèi)部表面，并且每個基部密封地接合所述閥塞的所述外部表面和所述閥 籠的所述內(nèi)部表面中的另一個。
13.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述多輪廓表面由所述閥塞的所述外部表面承載。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，進一步包括由所述閥籠限定的環(huán)狀通道，所述環(huán)狀通 道至少容納所述密封環(huán)的所述密封帶部分。
15.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述閥籠包括兩件式閥籠，所述兩件式閥籠包括 閥籠保持件和閥籠框架，使得所述密封環(huán)的所述凸緣部分固定在所述閥籠保持件和所述閥 籠框架之間。
16.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述密封環(huán)包括適于在至少大約 450° F(232. 22°C )的溫度下操作的材料。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述密封環(huán)包括金屬密封件。
18.一種流體控制設(shè)備，包括 具有入口孔和出口孔的閥體；設(shè)置在所述閥體內(nèi)的閥座，所述閥座限定在所述入口孔和所述出口孔之間流體連通的 開口 ；具有外部表面并能夠在關(guān)閉位置和打開位置之間移動的閥塞，在所述關(guān)閉位置，所述 閥塞接合所述閥座并形成主密封，在所述打開位置，所述閥塞離開所述閥座；設(shè)置在所述閥體內(nèi)并具有內(nèi)部表面的閥籠，所述內(nèi)部表面的尺寸適于接收所述閥塞， 其中所述閥籠和所述閥塞之間的間隙限定泄漏路徑；以及設(shè)置在所述間隙內(nèi)以提供密封所述泄漏路徑的輔助密封的密封環(huán)，所述密封環(huán)包括凸 緣部分和彈性的密封帶部分，所述凸緣部分緊固到所述閥籠，所述彈性的密封帶部分包括大致V形橫截面的部分，所述大致V形橫截面的部分包括 一對在峰部處相會的相對的腿部，每個腿部包括與所述峰部相對設(shè)置的基部，當所述閥塞 處于所述關(guān)閉位置時，所述峰部密封地接合所述閥塞的所述外部表面，并且所述基部密封 地接合所述閥籠的所述內(nèi)部表面。
19.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，進一步包括由所述閥塞的所述外部表面承載的多輪廓 表面，所述多輪廓表面包括第一周界表面、第二周界表面和設(shè)置在所述第一周界表面和所 述第二周界表面之間的過渡表面，所述第一周界表面具有第一直徑，所述第二周界表面具 有小于所述第一直徑的第二直徑，當所述閥塞處于所述關(guān)閉位置時，所述第一周界表面密 封地接合所述密封環(huán)的所述彈性的密封帶部分的所述峰部。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，進一步包括由所述閥籠限定的環(huán)狀通道，所述環(huán)狀通 道至少容納所述密封環(huán)的所述密封帶部分。
21.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述閥籠包括兩件式閥籠，所述兩件式閥籠包括 閥籠保持件和閥籠框架，使得所述密封環(huán)的所述凸緣部分固定在所述閥籠保持件和所述閥 籠框架之間。
22.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述密封環(huán)包括適于在至少大約 450° F(232. 22°C )的溫度下操作的材料。
23.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述密封環(huán)包括金屬密封件。
24.一種適配成用于流體控制設(shè)備的密封環(huán)，所述流體控制設(shè)備包括具有入口孔和 出口孔的閥體；設(shè)置在所述閥體內(nèi)的閥座，所述閥座限定在所述入口孔和所述出口孔之間 流體連通的開口；具有外部表面并能夠在關(guān)閉位置和打開位置之間沿著軸線移動的閥塞， 在所述關(guān)閉位置，所述閥塞接合所述閥座并形成主密封，在所述打開位置，所述閥塞離開所 述閥座；設(shè)置在所述閥體內(nèi)并具有內(nèi)部表面的閥籠，所述內(nèi)部表面的尺寸適于接收所述閥 塞，其中所述閥籠和所述閥塞之間的間隙限定泄漏路徑；其中所述密封環(huán)設(shè)置在所述間隙 內(nèi)以提供輔助密封并包括橫截面大致為L形的主體，所述主體包括凸緣部分和彈性的密封帶部分，所述凸緣部分橫向于閥桿的運動軸線設(shè)置并緊固到所述閥籠和所述閥塞其中之一，所述彈性的密封帶部分大致垂直于所述凸緣部分延伸并包括大致V形橫截面的部分， 所述大致V形橫截面的部分包括一對在峰部處相會的相對的腿部，每個腿部包括與所述峰 部相對設(shè)置的基部，當所述閥塞處于所述關(guān)閉位置時，所述峰部適配成密封地接合所述閥 籠和所述閥塞中的一個，而所述基部適配成密封地接合所述閥籠和所述閥塞中的另一個。
全文摘要
一種流體控制設(shè)備，包括閥體(12)、閥塞(16)、閥籠(18、20)和密封環(huán)(21)。所述密封環(huán)(21)的至少一部分設(shè)置在所述閥塞(16)和所述閥籠(18、20)之間的間隙(74)內(nèi)以在所述閥塞(16)處于所述關(guān)閉位置時在所述閥塞和所述閥籠之間提供密封。所述密封環(huán)(21)包括L形橫截面，所述L形橫截面不論所述流體控制設(shè)備的開口直徑如何都能夠提供有效的密封，因此減少了需要為各種應(yīng)用在庫存中保存的密封件類型數(shù)目。
文檔編號F16K47/08GK101910697SQ200880124402
公開日2010年12月8日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月11日
發(fā)明者L·E·弗萊明 申請人:費希爾控制國際公司