用于阀的两级密封件的制作方法
【专利摘要】一种两级密封件，例如用于加压过程流体管路中的密封环，其具有动态密封部件和静态密封部件。所述动态密封部件被设置成连续地密封接合沿着所述动态密封部件滑动的密封表面。所述静态密封部件被设置成响应于所述过程流体管路中的增加的过程流体压力来密封接合所述密封表面，以增加相对所述密封表面的静态密封压力。所述静态密封部件还被设置成从所述密封表面释放，以在过程流体压力下降时和／或响应于所述密封表面的运动最小化与所述密封表面的摩擦。所述两级密封件可用在需要动态密封和静态密封的配置中，例如，一些过程控制阀中。还公开了具有所述两级密封件的过程控制阀。
【专利说明】用于阀的两级密封件
【技术领域】
[0001]本发明大体上涉及一种两级密封件，例如能够用在过程控制阀中的密封件。
【背景技术】
[0002]在加压过程流动管路中，通常需要将密封件放置在第一表面和第二表面之间，密封件沿着第一表面在两个或更多的不同静止位置之间滑动。在这些环境中，密封件通常需要满足多功能标准。密封件需要提供相对第一和第二表面中的一个或两个的强有力的静态密封，特别是在两个或更多的不同静止位置上，以阻止过程流体在这两个表面之间渗透。密封件还需要维持相对这些表面的一个或两个的动态密封，以在密封件沿着相对的密封表面滑动时，阻止过程流体在这两个表面之间渗透。然而，非常强烈地撞击这两个表面以通过过多的摩擦过度地阻碍第一和第二表面的运动对于动态密封来说通常是不理想的。
[0003]图1示出了加压过程流动管路的示例性的滑杆阀10，其包括形成动态密封和静态密封的密封件12。滑杆阀10包括限定从入口 18延伸到出口 20的流动通道16的阀体14、连接到阀体14的阀帽22、位于流动通道16中并被设置成打开和/或封闭流动通道16的流动控制部件24，以及连接到流动控制部件24并通过阀帽22延伸出来以可操作地耦接至阀致动器(未示出)的阀杆26。流动控制部件24通过在封闭位置密封接合围绕流动通道16的阀座28来封闭流动通道16。流动控制部件24通过远离阀座28移动到打开位置来打开流动通道16。滑杆26上下滑动，即，线性往复运动，以移动流动控制部件24来密封接合并脱离阀座28。例如圆柱形的管状部件形式的阀笼30围绕流动控制部件24，以保持流动控制部件24对准阀座28。流动控制部件24的尺寸适于安装在阀笼30内，使得流动控制部件24的外周表面(例如，外径)仅略微小于阀笼30的内周表面(例如，内径)，例如，在其间形成间隙，该间隙例如小于几百分之一英寸或小于几十分之一毫米。
[0004]密封件12被设置成维持在流动控制部件24和阀笼30之间的间隙中的流体密封。在过去，密封件12习惯上为密封环，例如，O形环，其由例如橡胶或类似材料等弹性密封材料形成，并具有圆形或矩形的横截面轮廓。O形环12设置在环槽32中，环槽32形成流动控制部件24的外周表面上的凹槽。密封件12密封接合环槽32中的流动控制24的外周表面和阀笼30的内周表面。
[0005]然而，O形环12仅提供了用来提供静态密封和动态密封的单个密封机构，即，O形环的最外和最内直径表面。因此，在不引起过多的摩擦力的情况下，O形环类型的密封件12在流动控制部件24和阀笼30之间提供强有力的静态密封的能力是有限的，而在形成动态密封时，过多的摩擦力可能损害或妨碍流动控制部件24在阀笼30中的打开和封闭位置之间的运动。
【发明内容】
[0006]根据一些方面，两级密封件，例如用在加压过程流体管路中诸如过程控制阀等的环形密封件，其具有至少部分彼此独立地分别适宜形成动态密封和静态密封的动态密封部件和静态密封部件。
[0007]在一个示例性的配置中，公开了一种两级密封件，其用于在加压过程管路中沿着第一密封表面和第二密封表面之间的滑动界面形成静态横向密封和动态横向密封。所述密封件包括限定动态密封部件和静态密封部件的本体。所述动态密封部件和静态密封部件的每一个被设置成密封接合所述第一密封表面。所述第一密封表面被设置成相对于所述本体移动。弹性部件由所述本体支撑。所述动态密封部件被设置成与第一密封表面形成动态密封。所述静态密封部件被设置成与所述第一密封表面形成静态密封以响应于加压过程管路中的增加的压力，并被设置成释放所述静态密封。所述动态密封部件基本上独立于所述静态密封部件运作。
[0008]根据另一个示例性的配置，两级密封件具有沿着纵向轴线延伸的轮廓。所述轮廓包括本体和横向弹性部件。所述本体限定从第一端横向延伸到第二端的底座部件、从所述底座部件的所述第一端向上延伸的第一密封壁、从所述底座部件的所述第二端向上延伸的第二密封壁以及从所述底座部件的所述第一端向外横向延伸的第一刮油密封件。所述底座部件、所述第一密封壁和所述第二密封壁限定与所述第一刮油密封件相对的凹槽。横向弹性部件由所述底座部件支撑。所述横向弹性部件具有从所述底座部件的所述第一端延伸到所述第二端的第二轮廓。所述底座部件和所述横向弹性部件响应于所述凹槽中的增加的压力朝着静态密封位置向外横向推动所述刮油密封件，所述横向弹性部件从所述静态密封位置向内横向推动所述刮油密封件。
[0009]根据又一个示例性方面，公开了用于加压过程流动管路的阀组件。所述阀组件包括阀体、流动控制部件和两级密封件。所述阀体限定从入口延伸到出口的流动通道。所述流动控制部件设置在所述流动通道中，并被设置成沿着所述流动通道相对于固定表面移动，以打开和封闭所述流动通道。所述两级密封件具有密封本体和弹性部件。所述密封本体被设置成穿过在流动控制部件和固定表面之间的界面形成动态密封和静态密封。所述密封本体被设置成响应于所述流动通道中的压力峰值来接合所述静态密封，所述弹性部件被设置成分离所述静态密封。所述密封件优选是环形密封件形式，例如，圆形密封件、椭圆形密封件或多边形密封件。
[0010]根据本公开的教导，两级密封件和/或阀组件的任何一个或多个前述的方面和/或示例性的方面还包括一个或多个下面的可选形式。
[0011]在一些可选形式中，所述密封件的本体可具有轮廓，所述轮廓包括底座部件、沿第一方向从所述底座部件延伸并限定所述动态密封部件的第一密封壁、邻近所述底座部件并邻近所述第一密封壁的凹槽和/或沿第二方向从所述底座部件横向延伸并限定所述静态密封部件的刮油密封环。优选地，所述凹槽中的增加的流体压力使得所述刮油密封件沿所述第二方向横向地移动。所述轮廓沿纵向轴线延伸，优选被弯曲成环形。
[0012]在一些可选形式中，所述本体限定从第一端横向延伸到第二端的底座部件、从所述底座部件的所述第一端向上延伸的第一密封壁、从所述底座部件的所述第二端向上延伸的第二密封壁、从所述底座部件的所述第一端向外横向延伸的第一刮油密封件，其中所述底座部件、所述第一密封壁和所述第二密封壁限定与所述第一刮油密封件相对的凹槽。
[0013]在一些可选形式中，所述底座部件从所述凹槽向外弯曲。所述底座部件可响应于增加的压力沿着所述第二方向横向移动所述刮油密封件。
[0014]在一些可选形式中，所述弹性部件由所述底座部件支撑。所述弹性部件可被设置成沿着与所述第二方向相反的第三方向横向推动所述刮油密封件。所述弹性部件形成穿过所述底座部件的拱件。所述拱件朝着所述凹槽凸出。所述弹性部件可被封装在所述底座部件中。所述横向弹性部件可具有拱形轮廓，所述拱形轮廓具有朝着所述凹槽向上的凸起侧。所述弹性部件包括沿着所述轮廓的铰接部。
[0015]在一些可选形式中，所述刮油密封件从所述底座部件向下偏置。
[0016]在一些可选形式中，所述两级密封件的本体包括从所述底座部件向下突出的第一支撑轨和从所述底座部件向下突出的第二支撑轨。所述底座部件、所述第一支撑轨和第二支撑轨限定腔室。底壁可封闭所述腔室。所述底壁可从所述第一支撑轨延伸到所述第二支撑轨。所述底壁可密封所述腔室。泡沫可设置在所述腔室内。
[0017]在一些可选形式中，所述横向弹性部件沿着所述两级密封件的所述本体的纵向轴线连续地延伸。
[0018]在一些可选形式中，所述本体由第一材料形成，所述横向弹性部件由第二材料形成。所述第二材料比所述第一材料更硬。
[0019]在一些可选形式中，所述密封件的底座部件有第一端和第二端，并穿过所述流动控制部件和所述固定表面之间的界面横向延伸。第一密封壁可从所述底座部件延伸并形成所述动态密封。第一刮油密封件可从所述底座部件向外横向延伸，并优选被设置为形成所述静态密封。所述凹槽邻近所述底座部件和所述第一密封壁。所述弹性部件从所述底座部件的所述第一端横向延伸到所述第二端。所述底座部件和所述弹性部件优选朝着在所述流动控制部件和所述固定表面之间的静态密封位置向外横向推动所述刮油密封件，以响应于所述凹槽中的增加的压力。所述横向弹性部件优选从所述静态密封位置向内横向推动所述刮油密封件。所述固定表面可由阀笼形成。所述流动控制部件可包括环槽。所述两级密封件设置在所述环槽内。
[0020]在一些可选形式中，所述阀组件是滑杆阀。
[0021]其它的可选方面、配置和特征已被公开，根据本公开的教导，这些方面、配置和特征可通过或者单独或者以任何功能上可实施的组合以任何功能上适当的方式设置。基于考虑下面的详细描述，其它的方面和优点将变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是具有根据现有技术的环形密封件的用于加压过程控制管路的滑杆阀的横截面视图；
[0023]图2是根据本申请的教导的两级密封件的部分剖视立体图；
[0024]图3是示出了图2的密封件的锁定动作的示意性横截面视图；
[0025]图4是设置在图1的滑杆阀的环槽中的图2的密封件的详细横截面视图；
[0026]图5是图2的密封件的放大的详细横截面视图，示出了密封件的释放动作；以及
[0027]图6是设置在图1的滑杆阀的环槽中的根据本申请的另一个方面的两级密封件的详细横截面视图。
【具体实施方式】
[0028]现参见附图，图2示出了两级密封件50，其例举了根据本公开的至少一些原理的某些方面。密封件50被设置成相对邻近的密封表面形成作为一级的动态密封和作为另一级的可释放的静态密封，所述密封表面例如通过邻近所述密封件垂直往复移动来滑动(所有的方向词语，例如“上”、“下”、“左”、“右”等，仅为了便于参见附图参考和描述，并非用来限制该公开)。密封件50具有细长的横截面轮廓，该轮廓沿着纵向轴线52延伸。纵向轴线可以是笔直的或弯曲的或分段的。在图2中所示的示例性配置中，密封件50具有形成圆环的圆形纵向轴线52，由此密封件50形成环形密封件。在其它配置中，纵向轴线可以是例如椭圆形、笔直的、曲线的或多边形的。
[0029]密封件具有外壳或本体54，本体54具有一个或多个被设置来提供动态密封的动态密封部件、一个或多个被设置成形成静态密封的静态密封部件以及用于弹性地控制静态密封部件的横向扩张和/或压缩的横向弹性部件56。本体54由适于相对相邻的本体形成液体或气体密封的柔性密封材料制成，相邻的本体例如为阀的流动控制部件、阀体、阀笼、活塞和/或圆柱形的壁。所述密封材料可以例如包括氯丁橡胶、硅橡胶、橡胶和/或塑料。弹性部件56由弹性材料制成，该弹性材料是柔性的、有弹力的，并优选比形成本体的材料更硬。弹性材料可以例如包括诸如钢或不锈钢等弹性金属、其它弹性金属和金属合金、弹性热塑性材料或任何其它材料，根据本公开的原理，这些材料具有柔性和弹性以用作横向弹性部件。
[0030]本体具有底座部件60、从底座部件的第一横向端延伸的第一密封壁62、从底座部件的第二横向端延伸的第二密封壁64、沿着底座部件60的第一横向端设置的第一刮油密封件66以及沿着底座部件的第二横向端设置的第二刮油密封件68。密封壁62、64形成动态密封部件，刮油密封件64、66形成静态密封部件。底座部件60优选在横向平面内在两个横向端之间横向延伸。第一密封壁62和第二密封壁64的每一个都从底座部件60的顶表面向上突出，并一起限定具有沿着纵向轴线52延伸的开口的凹槽70。第一密封壁62和第二密封壁64设置在凹槽70的相对两侧上，底座部件60延伸跨过与开口相对的凹槽70的底部。第一刮油密封件66和第二刮油密封件68设置在底座部件60的横向端下方,例如通过在横向端下方偏离和/或通过使底座部件60朝着凹槽70向上中凸地拱起，使得向下压靠底座部件60的凹槽70中的增加的压力引起刮油密封件66、68通过弯折和滚压而向外横向移动。每个刮油密封件66、68优选形成为从本体54向外横向突出的肋,并可具有圆形轮廓或可具有倾斜的末端边缘69,如图3中所示。
[0031]横向弹性部件56横向延伸跨过底座部件60,并被设置成将刮油密封件66、68向内横向地弹性返回到未弯曲位置。优选地，横向弹性部件56被封装于底座部件60和刮油密封件66、68中。横向弹性部件56具有设置在第一刮油密封件66中或沿其设置的第一端和设置在第二刮油密封件68中或沿其设置的第二端，并形成朝着凹槽70向上凸出的拱件。可替换地，横向弹性部件56可被固定到本体54的外表面，并且/或者横向弹性部件56的一些部分可封装在本体54内而横向弹性部件56的其它部分暴露在本体54外。该拱件可由例如图2-4中所示的诸如分段56a、56b和56c等多个线性分段形成，和/或通过一个或多个弧形分段形成。诸如铰链56d、56e等铰链可用来连接拱件的多个分段。第一铰链56d连接分段56a和56b,第二铰链56e连接分段56b和56c。在一优选配置中，横向弹性部件56是沿着纵向轴线52在本体54的整个长度上延伸的连续部件。当密封件50形成环形密封件时，横向弹性部件56可以是单片压制的例如冲压弹簧钢，其形成大致平坦的圆环。铰链56d、56e可形成为活动铰链，活动铰链形成在弹性部件56中。可替换地，例如如图6中所示，横向弹性部件56的拱件可以是连续的弧形部分，例如，圆或椭圆的弧，其从第一刮油密封件66延伸到第二刮油密封件68，并形成朝着凹槽70向上的脊部。在该配置中，横向弹性部件56具有单个的弓形部分，横向弹性部件56不具有任何铰链部分。然而，在其它配置中，铰链部分沿着连续的弧形部分设置。可选地，横向弹性部件56可包括一个或多个扩大的部分，以阻止横向弹性部件56滑落本体54,例如,沿着横向弹性部件56的任一或两个横向端设置的轮缘56f、56g。
[0032]如图3中示意性所示，当流体压力F2向下推动底座部件60与刮油密封件66、68平面或者线性对准时，刮油密封件66、68通过弯曲底座部件60和横向弹性部件56而向外横向移位。在打开位置，底座部件60和横向弹性部件56处于未弯曲位置，刮油密封件66、68向内横向缩回，优选横向对准(例如，垂直地)各个密封壁62、64的最外表面或者从各个密封壁62、64的最外表面横向向内移位。凹槽70中增加的流体压力F2推动底座部件60和横向弹性部件56，以远离凹槽70向下弯曲，首先到中间或“关闭”位置，最终到“锁定”位置。在中间位置上，底座部件60和横向弹性部件56是齐平的，例如，刮油密封件66、68、底座部件60和横向弹性部件56例如大致水平地或在横向平面中对准。在中间位置，刮油密封件66、68向外横向移动最大量，以形成强有力的静态密封。在锁定位置，横向弹性部件56的拱件的中间部分被向下弯曲超过与横向弹簧部件的末端的线性对准，即，处于超过中心位置，并且横向弹性部件56通过拱件的超过中心的变形将刮油密封件66、68锁定(至少到一定程度)到向外横向移位配置。在一个配置中，通过施加力矩产生力来将横向弹性部件56和底座部件60弯曲回未弯曲的拱形位置，例如，施加到刮油密封件66、68的任一或两个的相对的旋转力F5,刮油密封件66、68可“未锁定”以向内横向缩回。
[0033]返回图2，诸如凹槽76、78等凹部可选地设置在一个或两个密封壁62、64和各自相邻的刮油密封件66、68之间。例如，每个密封壁62、64可具有凸状外表面，例如通过附图中示出的弧形壁形成，该凸状外表面形成了邻近刮油密封件66、68的凹槽76、78。在一些配置中，这些凹部可具有多个优点，包括例如减小了通过密封壁62、64形成的一个或多个动态密封的摩擦阻力，和/或在刮油密封件66、68转移到中间和/或锁定位置时，允许刮油密封件66、68更容易滚动、或向外旋转并移动。
[0034]第一支撑轨72和第二支撑轨74沿着底座部件60的底表面可选地设置。支撑轨72、74优选沿着底座部件60的底表面限定腔室76，腔室76允许底座部件60响应于凹槽70内增加的流体压力F2向下弯曲。每个支撑轨72、74从底座部件60向下突出。第一支撑轨72沿着底座部件60的第一横向端延伸，第二支撑轨74沿着底座部件60的第二横向端延伸。第一支撑轨72与第一密封壁62对准。第二支撑轨74与第二密封壁64对准。每个支撑轨72、74连续地延伸，沿着底座部件60的长度没有中断。可替换地，支撑轨72、74中的一个或两个可以是不连续的，例如沿着纵向长度具有一个或多个中断或间隙(未图示)，由此例如可减少或阻止腔室76中形成过多压力或真空。
[0035]第一密封壁62被设置成向外(B卩，远离凹槽70)横向地密封接合邻近底座部件60的第一端设置的第一密封表面。第二密封壁64也优选被设置成向外横向地密封接合邻近底座部件60的第二端设置的第二密封表面。优选地，第一密封壁62和第二密封壁64被设置成响应于来自相邻的密封表面的压力而向内(即，朝着凹槽70)横向地弹性弯曲，以形成紧靠相邻的密封表面的一个或多个动态密封，例如，通过从底座部件60伸出悬臂形成，其上端边缘和末端边缘设置在凹槽70中的开口的相对两侧上。第一密封壁62和第二密封壁64还优选被设置成响应于凹槽70内部增加的流体压力而向外横向地弹性弯曲。例如，通过具有图中所示的弧形的凸状外表面和/或沿着密封壁的外表面的一个或多个水平肋(未图示)，第一密封壁62和第二密封壁64中的一个或两个可被设置成与各自相邻的密封表面形成小于密封壁的长度的单个密封线。
[0036]现参见图4，密封件50被图示为可操作地安装在图1的滑杆阀10的流动控制部件24的环槽32内。阀10的所有部分(除了密封件12)与结合图1图示和描述的基本相同，所以这里不再重复。然而，应该理解密封件50可用在具有需要动态密封和/或静态密封的界面的其它类型的阀或其它的机构中。另外，密封件50可由阀的其它部分来支撑。例如，在其它实施例中，密封件50可以支撑在阀笼30中设置的环槽中，或者密封件50可用来形成正好在流动控制部件24和阀体14和/或阀帽22之间的界面上的密封，等等。尽管附图中所示的实施例是滑杆阀，但是可以预见在其它的设置中，密封件50可以适用于回转阀。
[0037]密封壁64相对阀笼30的相邻表面形成动态密封。优选地，密封壁62也相对环槽32的内周壁80形成密封。动态密封和与内周壁的密封优选是线密封，例如沿着密封壁62、64的外凸表面的横向最外部分形成；但是，在其它实施例中，这些密封可通过沿着密封壁的外表面的脊部形成，或者密封壁可具有平坦的表面以形成更长的密封界面或表面密封。通过横向力F3使密封壁64紧靠阀笼30密封。优选地，横向力F3足够提供相对阀笼30的适度流体密封，而不会形成不当或过度的摩擦以减慢或阻碍阀笼30相对于流动控制部件24的滑动运动。
[0038]第一和第二刮油密封件66、68形成相对各自的内周壁80和阀笼30的一个或多个可释放的静态密封，以响应于例如在阀10的关闭期间在凹槽70中的压力的增加。例如，当加压流体管路中的阀从打开位置快速移动到封闭位置时，已知为“击打”或“流动能量峰值”或简称“压力峰值”的过程流体背压的突然增加通常暂时形成在阀的上游侧的流体管路中。过程流体中的压力峰值的大小可取决于多个不同变量，如本领域中已知的诸如阀关闭的速度、通过阀的流速、管路中的稳定状态压力等等。在图4中所示的设置中，第一和第二刮油密封件66、68优选或者与周壁80和阀笼30的相邻表面分隔开,或者在打开未弯曲位置仅略微接合相邻的表面，以将在流动控制部件24的运动中产生的摩擦力最小化。但是，当过程流体的压力峰值出现在阀的上游时，例如，当流动控制部件24迅速关闭时，压力峰值使得凹槽70中增加的流体压力F2朝着关闭位置并优选朝着前面所述的锁定位置向下弯曲底座部件60和横向弹性部件56。在关闭和锁定位置，刮油密封件66、68更有力地接合相邻的密封表面以与其形成比仅由密封壁62、64形成的更坚固的静态密封。优选地，刮油密封件68被设置成向外横向地弯曲，以通过静态密封力F4与阀笼30的相邻密封表面形成可释放的静态密封，刮油密封件66被设置成向外横向地弯曲，以与内周壁80的相邻密封表面形成可释放的静态密封。因此，刮油密封件66、68优选仅响应于压力峰值来提供一个、两个或多个可释放的静态密封，以阻止可能胜过由密封壁62、64形成的动态密封的泄漏。另外，刮油密封件66、68可被锁定到锁定位置，以维持更强有力的静态密封，直到横向弹性部件56被推出锁定位置。
[0039]凹槽70中来自过程流体的压力峰值的增加的压力还可增加相对密封壁64和/或密封壁62的横向密封压力Fl并增加相对于阀笼30和/或内周壁80的各自相邻密封表面的动态密封压力F3。因此，第一密封壁62和第二密封壁64优选响应于凹槽70内的流体压力的增加而从纵向轴线52向外横向屈曲或弯曲。然而，密封壁62、64不具有用来维持增加的密封压力的锁定机构，并且动态密封压力F3可在过程流体压力峰值下降以后下降。
[0040]在图5中示意性示出的一个配置中，刮油密封件66和/或68可通过流动控制部件24朝着打开位置返回的运动而解开锁定。阀笼30相对于刮油密封件68的摩擦在刮油密封件68上形成力矩F5，并沿顺时针运动旋转横向弹性部件56和底座部件60，以将底座部件60返回未弯曲打开位置，如前面所述。在该配置中，横向弹性部件56特别有利于克服腔室76中形成的任何吸力或真空，由此消除或基本减小解除通过刮油密封件66、68形成的静态密封所需的打开力的增加。当底座部件60和横向弹性部件56返回到未弯曲打开位置时，刮油密封件66、68从相邻的密封表面缩回或至少基本减小相对于相邻的密封表面的静态密封力F4，由此释放静态密封并再次最小化在阀10的打开运动中对流动控制部件24的运动的摩擦阻力。
[0041]现返回图6，示出了根据本申请的一个或多个原理的另一个两级密封件150。密封件150与密封件50大致相似，区别部分将在下面进行描述，密封件150被图示为在阀10中处于与图4中所示的位置相似的操作位置。密封件150上的对应结构被给予与密封件50相同的附图标记，这些结构不再详细描述，读者可参考前面的描述。
[0042]与密封件50不同，密封件150的腔室76是封闭的。本体54具有底壁82，底壁82从支撑轨72横向跨越到支撑轨74并封闭腔室76。优选地，底座部件60、底壁82和支撑轨72、74围绕并密封腔室76。底壁82可具有用于接合环槽32的底壁的平坦底表面84。在环形密封件的设置中，底壁82、底座部件60和支撑轨72、74可以沿着纵向轴线52的整个长度是连续的。在其它设置中，腔室76可以没有被密封，例如，具有穿过本体54延伸到腔室76中的一个或多个开口(未示出)。腔室76可以被部分地或者全部地填充填料86，例如泡沫，或者基本是空的。在使用中，密封件150基本如上面所述运作。在一些设置中，底壁82的增加可阻止或减少腔室76中真空的形成，该真空可能阻碍或者减缓通过刮油密封件66、68所形成的可释放的静态密封的释放。
[0043]尽管每个密封件50、150具有关于通过纵向轴线52的垂直中心线基本对称的轮廓，但是这些密封件并不一定必须是对称的。在其它设置中，根据本发明的原理的密封件可与密封壁62或64中的仅一个壁形成动态密封，和/或与刮油密封件66或68中的仅一个形成可释放的静态密封。例如，仅密封壁64和刮油密封件68可沿着本体54的右侧形成，用来接合滑动的密封表面，例如阀笼壁或阀塞，本体的左侧可形成例如具有平坦的横向外表面的简单的壁，用于接合静止密封表面，例如收容凹槽的内表面。
[0044]在一些配置中，当相对的表面是滑动的或者移动超过彼此时，例如当流动控制部件24在阀10中打开或关闭时，这里图示和描述的密封件50、150用来提供具有最小摩擦损耗的动态密封。在一些配置中，当相对的表面是静止时，例如，当流动控制部件24已经关闭以阻止过程流体流动和/或打开阀10以允许过程流体流动时，密封件50、150还提供具有增加的密封压力的锁定静态密封。有利地，当相对的表面相对于彼此移动时，可释放的静态密封没有接合或者通过较小的力接合，由此将可能存在的不需要的摩擦损耗最小化，但是当相对的表面没有相对于彼此移动时，响应于过程流体压力峰值来接合或者通过较大的力接合，以阻止压力峰值破坏密封。在一些优选的配置中，动态密封和静态密封功能彼此独立起作用，并被结合到单一的密封件，例如，密封件50或150。因此，密封件50或150可相对于前面已知的两级过程密封配置提供改进的选择。密封件50或150还可提供改进的静态密封压力，而不会对动态密封压力增加显著的摩擦。
[0045]这里描述的任一可选的配置都可以设置在不同的组合或排列中，其足以提供这里提供的描述所建议的一个或多个功能的任意组合。另外，应该理解关于任一个示例性配置公开的任一个特征都可以组合在任意的功能组合中，以提供本领域普通技术人员所理解的任何有用的功能组合。
[0046]结合这里公开的任一个或多个不同方面、设置和/或选择的两级密封件和包括该两级密封件的阀可用在多种不同的过程控制应用中，其中的一些实施例包括工业管道装置，例如在石油化工精炼厂中，化工处理管道和化工厂、水管道、蒸汽管道等等。但是，这里描述的密封件和阀并不限于任何特定的工业用途，并可根据需要以任何理想的方式或应用来使用。
[0047]鉴于上面的描述，关于这里公开的密封件和/或阀的多种改进对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，该描述应被理解为仅示例性的，目的是使本领域的技术人员制造和使用本发明以及教导实现本发明的优选方式。在此保留对在本公开和所附权利要求的范围内的所有改进的专有权。
【权利要求】
1.一种两级密封件，其用于在加压过程管路中沿着第一密封表面和第二密封表面之间的滑动界面形成静态横向密封和动态横向密封，其特征在于，所述密封件包括: 本体，其限定动态密封部件和静态密封部件，其中，所述动态密封部件和所述静态密封部件中的每一个被设置成密封地接合所述第一密封表面，所述第一密封表面被设置成相对于所述本体移动；以及 弹性部件，其由所述本体支撑； 其中，所述动态密封部件被设置成与所述第一密封表面形成动态密封； 其中，所述静态密封部件被设置成响应于所述加压过程管路中增加的压力来与所述第一密封表面形成静态密封，并被设置成释放所述静态密封，以及 其中，所述动态密封部件基本独立于所述静态密封部件工作。
2.根据权利要求1所述的两级密封件，其特征在于，所述本体具有轮廓，所述轮廓包括: 底座部件； 第一密封壁，其沿第一方向从所述底座部件延伸，所述第一密封壁限定所述动态密封部件； 凹槽，其邻近所述底座部件并邻近所述第一密封壁；以及 刮油密封件，其沿第二方向从所述底座部件横向延伸，所述刮油密封件限定所述静态常封部件； 其中，所述凹槽中增加的流体压力使得所述刮油密封件沿着所述第二方向横向移动。
3.根据权利要求2所述的两级密封件，其特征在于，所述底座部件从所述凹槽向外弯曲，并响应于增加的压力沿着所述第二方向横向移动所述刮油密封件。
4.根据权利要求2所述的两级密封件，其特征在于，所述弹性部件由所述底座部件支撑，并被设置成沿着与所述第二方向相反的第三方向横向推动所述刮油密封件。
5.根据权利要求2所述的两级密封件，其特征在于，所述弹性部件形成横向穿过所述底座部件的拱件，所述拱件朝着所述凹槽凸起。
6.根据权利要求2所述的两级密封件，其特征在于，所述弹性部件被封装入所述底座部件中。
7.根据权利要求1所述的两级密封件，其特征在于，所述密封件包括环形密封件。
8.一种两级密封件，其具有沿着纵向轴线延伸的轮廓，所述轮廓包括: 本体，其限定从第一端横向延伸到第二端的底座部件、从所述底座部件的所述第一端向上延伸的第一密封壁、从所述底座部件的所述第二端向上延伸的第二密封壁以及从所述底座部件的所述第一端向外横向延伸的第一刮油密封件，其中所述底座部件、所述第一密封壁和所述第二密封壁限定与所述第一刮油密封件相对的凹槽；以及 横向弹性部件，其由所述底座部件支撑，所述横向弹性部件具有从所述底座部件的所述第一端延伸到所述第二端的第二轮廓； 其中，所述底座部件和所述横向弹性部件响应于所述凹槽中增加的压力朝着静态密封位置向外横向推动所述刮油密封件，所述横向弹性部件从所述静态密封位置向内横向推动所述刮油密封件。
9.根据权利要求8所述的两级密封件，其特征在于，所述刮油密封件从所述底座部件向下偏置。
10.根据权利要求8所述的两级密封件，其特征在于，所述横向弹性部件具有拱形轮廓，所述拱形轮廓具有朝着所述凹槽向上的凸起侧。
11.根据权利要求8所述的两级密封件，其特征在于，所述横向弹性部件包括沿着所述轮廓的铰链部分。
12.根据权利要求8所述的两级密封件，其特征在于，所述本体还包括: 第一支撑轨，其从所述底座部件向下突出；以及 第二支撑轨，其从所述底座部件向下突出； 其中，所述底座部件、所述第一支撑轨和所述第二支撑轨限定腔室。
13.根据权利要求12所述的两级密封件，其特征在于，所述本体还包括: 封闭所述腔室的底壁。
14.根据权利要求13所述的两级密封件，其特征在于，还包括:设置在所述腔室内的泡沫。
15.根据权利要求13所述的两级密封件，其特征在于，所述底壁从所述第一支撑轨延伸到所述第二支撑轨并密 封所述腔室。
16.根据权利要求8所述的两级密封件，其特征在于，所述横向弹性部件沿着所述纵向轴线连续地延伸。
17.根据权利要求8所述的两级密封件，其特征在于，所述本体形成环形密封件，所述本体包括第一材料，所述横向弹性部件包括第二材料，并且所述第二材料比所述第一材料更硬。
18.一种用于加压过程流动管路的阀组件，其特征在于，所述阀组件包括: 阀体，其限定从入口延伸到出口的流动通道； 流动控制部件，其设置在所述流动通道中，其中所述流动控制部件被设置成沿着所述流动通道相对于固定表面移动，以打开和关闭所述流动通道；以及 两级密封件，其具有密封本体和弹性部件，其中所述密封本体被设置成穿过所述流动控制部件和所述固定表面之间的界面形成动态密封和静态密封，其中，所述密封本体被设置成响应于所述流动通道中的压力峰值来接合所述静态密封，所述弹性部件被设置成分离所述静态密封。
19.根据权利要求18所述的阀组件，其特征在于，所述密封本体包括: 底座部件，其具有第一端和第二端，所述底座部件横向延伸穿过所述流动控制部件和所述固定表面之间的界面； 第一密封壁，其从所述底座部件延伸并形成所述动态密封； 第一刮油密封件，其从所述底座部件向外横向延伸并被设置成形成所述静态密封；以及 凹槽，其邻近所述底座部件和所述第一密封壁； 其中，所述弹性部件由所述底座部件支撑，所述弹性部件从所述底座部件的所述第一端横向延伸到所述第二端，以及 其中，所述底座部件和所述弹性部件响应于所述凹槽中增加的压力，朝着所述流动控制部件和所述固定表面之间的静态密封位置向外横向推动所述刮油密封件，并且所述横向弹性部件从所述静态密封位置向内横向推动所述刮油密封件。
20.根据权利要求19所述的阀组件，其特征在于，所述固定表面包括阀笼，其中所述流动控制部件包括环槽，所述两级密封件设置在所述环槽内。
21.根据权利要求18所述的阀 组件，其特征在于，所述阀组件包括滑杆阀。
【文档编号】F16K1/46GK104048062SQ201410084053
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2013年3月15日
【发明者】M·J·林瑟 申请人:费希尔控制国际公司