角形入口式回转阀的制作方法

文档序号:5574645阅读:314来源:国知局
专利名称:角形入口式回转阀的制作方法
技术领域
本发明涉及阀,特别涉及工业用和商用球阀和蝶形阀,此类阀用于隔离和控制设备和管道系统中的液流。
背景技术
在工厂中,阀经常要进行修理。焊在管道上的阀,由于拆卸和重装的花销较大通常就地修理。门和球型直线动作阀具有阀盖,当该阀盖被卸下时,可让出通向阀内部零件的入口。具有法兰盘或夹紧管连接的阀可以就地修理,也可以卸下来送到工厂去修理。有可能的话,采用工厂修理比较好,因为工厂具有对重装好阀门座和密封元件的阀进行工厂试验的能力。而且,与施工现场相比工厂是一个更为理想的工作环境并且总的来说修理质量比较好。
当分体式或侧入式球阀和蝶形阀需要修理而且阀是焊在管道上、或用法兰盘固定(或夹紧固定)在管道上,由于空间限制或有限的修理时间的限制不能够被卸下来的情况下,就会产生问题。这类阀没有可被拆下因而可通向阀内零件的阀盖。
如果管道内焊入一个分体式阀门,必须将管道切开才能将阀体螺栓拆下以通向阀内零件。切割管道的花费很大。管径大于20 1/2″的管道切开后,按照美国国家标准协会B16.25标准,管端和阀端必须进行机加工以达到斜角对头焊接的端部尺寸。然后等阀修好以后,必须把阀重新焊到管道上。最后,依据阀安装的特征,进行无损检测从包括肉眼检查到X射线整体穿透。在焊入型分体式或端入式阀的修理过程中,拆卸和重装是化销最大的步骤。
一些分体式阀的制造商会建议采用拆下阀体螺栓,并把阀体拔出管道的办法来修理。这种方法有许多问题。如果不在管道系统中施加不希望有的应力,阀所在的管道系统就不能被松开。这些应力会成为将来管道破裂的根本原因,在高压或有危险介质情况下的管道破裂会是灾难性的。而且,即使在使用重型的吊环及其附件把阀体与管道分离之后,在分体式阀的两部分之间也通常没有足够的空间来妥善地拆卸和重装内部零件,而且常导致(内部零件)不对中。最后,但不是最不重要的,由于存在已松开的管道弹开或移动的危险,这种方法也可能会很危险。如果在修理人是修理阀门的过程中发生上述情况,机修工身体在两阀体间的部分(头、手、胳膊等)会被挤碎。
三种主要的工业用回转阀中的两种具有在线可修复(带阀盖的)设计。它们是顶入(球塞)球阀和塞(锥形或直圆柱形)阀。在工业和商业场合广泛应用的另一种回转阀是蝶形阀。蝶形阀是侧入式的,且因此不是在线可修复式的。要修蝶形阀,至少一个阀管连接必须被打开。在现场修理时,它遇到和分体式或侧入式球阀同样的问题。由于锥形塞阀要求有直线压座力(重力亦或通常某些机械辅助),它们通常总是顶入式或底入式。尽管本专利中叙述的技术在本文中表现为球形,近球形或部分球形塞(球)阀和蝶形阀中的技术,但并未有意排除本专利在塞阀技术中的应用。
已有几种顶入式、在线可修复球阀被提出,例如在下列美国专利中提出的Baxter(1961)的专利2,998,223,Walter,Costa和Eminger(1986)的专利4,562,860,Stunkard(1986)的专利4,637,421,Boelte(1988)的专利4,718,444,Bredtschneider等人(1961)的专利3,154,094和3,179,121。所有这些专利都是针对弹性固定阀提出的,该种阀具有450华氏度的工作极限。弹性阀座,通常用Teflon牌PTFE(高聚物)制成,Teflon是美国达伦威尔州威明顿的E.I.dopont de Nemours &Company的注册商标,弹性阀座可以象在顶入式球阀中一样被从上向下压入一个受约束的球和阀座环槽中。应当指出这种阀布置的受压经常导致球和软阀座环的损坏,从而使阀失去作用成为一个完全的隔离装置。从顶入式球阀中更换软阀座和更换自行车轮胎一样。需要进行多次撬起和挤压的操作而且弹性阀座材料,象轮胎内带一样,经常被刺穿。轮胎和阀密封垫的区别是轮胎可被修补,而阀密封垫一旦被改锥或其它撬起工具破坏后就报废了。因此,分体式和侧入式阀体的简易装配体得到了广泛的应用。一种可使在阀与管道完全相连的情况下安装弹性阀座的方法将推动本领域技术的发展,而且该方法可以同时将安装过程中损坏弹性阀座的危险降至最小。
在向顶入式软阀座阀中安装阀零件中遇到的问题在金属阀座类阀的安装中是混合的,因为金属阀座阀的金属内部零件在被压入阀中的过程中与弹性阀座材料的软且低摩擦的表面相比具有小得多的可压缩性。具有讽刺意味的是,对于金属阀座阀,阀内零件通道的某种类型对于用户的长期认可是至关重要的,因为这种阀由于严劣的工作条件使它们更倾向于被焊入管道,尤其是在发电厂中。
许多高温球阀是浮置球式设计。这种设计中,球悬在盘形弹簧加载的上游导承和下游阀座之间。上游导承和阀座均被倒成圆角以和球的外形相匹配。弹簧对于适应高温使用时阀零件产生的热致运动来说是必需的。弹簧的加载可通过沿阀的液流轴向压缩阀座/球/上游导承和盘形弹簧达到最佳的加载效果。使用分体式或侧入式口,使在向连接阀体各部分的固定器上施加扭矩的同时施加一个反抗导向弹簧的加载力成为可能。
(a)beasley(1994)的美国专利No.5,313,976中公开了一种顶入浮置球式设计的阀。这种设计采用一个光滑的平面壁面和一种特殊的正方形盘形弹簧,它是解决从上向下用弹簧加载导承组装阀问题的一种尝试。有了这种设计,向阀体壁和上游球导承之间的管缝中压入正方形弹簧所需的向下的力(垂直于液流轴)可通过将导承和球零件竖起达到直线对中。这种设计在首次工厂组装时也可能起作用,但是,一旦当阀投入使用后,光滑的平面壁将不再光滑而且每当阀被修理时都需要被修复以使它起作用。对平面壁进行现场机加工会很困难,因为可能需要特殊工具来校准正方形区域的底角。
(b)不仅如此,平面壁的修复将会导致需要更厚的(超大尺寸的)盘形弹簧来弥补磨削亦或机加工带来的材料损耗。当球和阀座需要一质量好的表面修复时这一问题尤其明显,修复可以机加工,磨削和研磨的方式进行,且进一步减小了导承弹簧的可压缩值。当修理阀时,尤其是因为弹簧的尺寸直到平面壁(和零件阀座)的修光结束之后才能确定时必须定购一个特殊的弹簧就成了一个维修问题。到那时由于交货时间的限制就会导致时间太迟来不及购买一个定做的弹簧了。重新使用具有缩小了的临界球加载尺寸的旧弹簧会导致阀座的失效和一种锁闭情况,该情况下球会掉下来并且被卡住而不能操纵了。
(c)最后,按照Beasley的设计,为了使正方形盘形弹簧的插入更容易,对其强度可做些让步,这种让步是弹簧尺寸减小的结果。这将导致弹簧过早的失效和与前面所述的尺寸过小的弹簧相同的问题。
既然球阀在高温高压场合下被用做流量控制阀,那么使其具有一种可通向内部零件的无破坏性通道的阀体设计是很重要的。控制阀,尤其是那些涉及每平方英寸几千磅的严重压力破坏的阀,要经历加速的磨损。因此,需经常进行检查和修理。
(d)Hunt(1994)的美国专利No.5,305,986公开了一种分体式(浮置)球阀,由于该阀具有耐高温高压的适应能力使它很容易被焊入管道中。分体式阀体是这种设计的一个主要缺点,因为每次需要检查和修理阀体时,必须把管道切开和重焊。能够有效地弹簧承载导承并且还具有通向该阀内部零件的方便通道是这种设计的一个重要改进。
(e)对于非回转阀的现有技术,有成百上千的专利,其中公开了用于工厂的各种各样的门和球阀。在高温高压的场合中,例如在发电厂中,门和球阀是永久地连在阀体上的。因而,阀座磨削,机加工和很频繁的,较小的和较大的焊接修复必须在阀的位置上进行,因为大多数的发电厂供水供气阀都是焊在管道上的。不能把阀取下拿到工厂去修理就意味着必须把专用的便携式工具带到现场。这些工具除了造价昂贵,或当租用时很难安排时间(有或没有工程师/技工)以外,还经常很难组装而且不能总是获得和使用重型的固定的车床、镗床等进行加工得到的同样的表面光洁度。不希望有的机器刀具表面振动是使用较轻的便携机器去切割非常硬的金属阀座时会遇到的一个现场问题。
(f)此外,在许多生产修理位置使工人暴露于直接围绕阀的区域是不安全的。核电厂就是这种情况的一个很好的例子。当需要进行大范围的阀座修理时,用光几个技术人员的射线防护津贴并不是什么稀罕事。危险的化工环境是这种情况的另一例子。
(g)而且,如同较小(3英寸和3英寸以下)高压(ANSI分类1500,2500和4500)门和球阀的情况一样,一旦阀座被损坏并在没有阀座材料的位置上修理时,尚完好无损的阀就被从管道上切下丢掉。
(h)法兰端连接通常是此类阀的优选设计,由于是分体式的,端入口式(回转阀)或低压使用(门和球阀),这类阀可被从管道上卸下来修理。总体来说,法兰端接阀由于这种连接方式众所周知的泄漏率带来严重的环境问题。大气污染禁令正把工厂引向减少有害挥发性释放物的道路。
(i)除去在化学工业中挥发性释放物和工人安全的担忧以外,如果有不用把整个阀从管道中取下就能够方便地修理的方法,许多工厂会乐于把阀焊在管道上而不是用法兰盘来连接。法兰盘连接阀的拆卸和重装费用是修理过程中花销最大的一部分。
本发明阀的主要目的是使不用将回转阀从其所连接的管道上切下,松开或拆下螺栓后取出来就可以进行现场拆卸和组装成为可能。另一个优点是阀管接头处的影响环境的泄漏和火灾危险可以通过将阀和管道连为一体,主要利用焊接的办法来消除。回转阀通过将内部零件沿液流轴向按顺序装配而达到最佳组装效果。当阀被装上时要达到这种最佳组装需要把阀拆下或使用一种距阀入口液流方向拐得足够远的液流通路,以便将液流轴布置在能方便液流轴元件安装的开口位置上。用于简化现场修理的回转阀液流通路(以液流容量为代价)的拐弯是角形入口式回转阀(AERo)的精华所在。
如前所述,AERo阀中的液流转向可发生在阀体入口和出口液流腔中,也可发生在称为DVC(下流阀部件)的可拆部件中。本文也给出液流在腔零件中,而不是在DVC中,发生转向的实施方案。下面要叙述的称为“液流转向实施方案”的实施方案将DVC和阀零件的功能集中到一个单一的元件身上。
此外,还将叙述称为“加压盘定位器”的实施方案。
目的和优点本发明的主要目标是通过使分体式和侧入式回转阀无需打开管连接就可进行现场修理来改善其优越的组装方式和很严密的关闭能力。因此,本发明有如下几个相关目的和优点(a)与法兰盘连接或夹紧连接相反,提供一种可被焊入管道的阀体设计,该种设计使阀和管道成为一个整体,因而消除了法兰盘密封失效的可能性。这将大大增强工厂的安全性(尤其是在管道中流过危险介质的地方),节约维护费用,减少由于螺栓紧固法兰盘的泄漏而导致的对环境有害的挥发性释放物的排放量。
(b)提供一种焊入式高压球阀和蝶形阀,该类阀不仅具有一个易拆的圆盘状或球状关闭元件,而且是这样一种阀,借此阀座的确可在关闭元件之前被卸下。
(c)由此提供给高压球阀和蝶形阀前所未有的可修复能力,由于是可拆卸阀座,阀座的修复过程(是阀修理过程中耗时最大的部分)如粗车焊接,焊后热处理,磨削焊后车削和研磨均可在修理厂中进行而不必在工厂或现场进行。在修理厂中能进行此类劳动密集过程将提高工作场地总体的安全性,获得较好的修理质量,并且加快修理周期而无需使用专用的便携式机械工具。
(d)给球阀和蝶形阀提供在线可修复式阀座,是一种减少下列情况下所花时间的方法1)放射性环境中,如核电厂中、2)工厂某些区域,该区具有有害或致命化学物质。
3)很热或很冷的野外修理地点。
由于当用于危险场合的阀被打开修理时,暴露面或潜在暴露面大大增加,这一目的具有特别重要的意义。在这种环境下不得不进行现场的大范围阀座修理作业是一项非常迫切却又令人讨厌的工作。
(e)提供一种在线可修复式阀,它无需提升或打乱阀的动作,不管阀是手动的,气动的,电动的还是液压的。这一益处将方便快速修理,在拆装过程中不用冒破坏阀的动作或动作附件的危险,这些动作附件有压紧装置,定位器,限流开关,校准器,过滤器和螺线管等。
(f)为本发明涵盖的任何一种回转形式阀的液流通道中,一个或一组重叠的多级小孔提供一个方便的拆装位置。这些小孔可起到降低噪声,减少气蚀和控制液流的作用。
(g)提供一种焊入式浮置球式阀和转轴式球阀,该阀可用与目前使用的压缩弹簧承载导承或上游阀座的相同办法来容易地拆装。这一目标是通过拧下紧固通道口零件的螺栓的办法实现的,该螺栓位于阀密封元件的下游侧;而不是试图使用从阀顶将过盈密封件压入阀内的办法,该法将要冒破坏零件和在使用中的阀即刻失效的危险。
(h)提供另一种形式的角形入口式回转阀,该阀可被装在管肘弯处除上述所有的目的和优点以外,这将提供较少的新的结构焊接(因为阀和肘弯处是同一零件,只需两条焊缝而不是回条);更紧凑的管道设计(在固体颗粒含量高的液流中很令人满意,输运这种液体的管道要求最小的管道液流阻力);肘弯检查和管线接口(清理口);最后的但并不是最不重要的,肘弯磨损元件,该元件可被修理或更换。
(i)提供一种拆装方法,用这种方法可以轻松的拆卸软阀座浮置球阀的轻(弹性)密封垫并且可以不用冒当将软阀座压入顶入型阀中时经常发生的密封垫毁坏的危险。
附图简述本发明更多的特点将在下面的叙述中结合本发明特殊的实施方案进行阐述,这些实施方案在附图中示出,其实施例仅以举例形式而非限制形式给出,其中

图1是角形入口回转阀(以下用AERo阀指代)的主要部件的局部剖开的分解视图,显示了阀体,阀零件,阀座,轭架,操纵机构,填料函,杆和AERo阀独有的零件-下游阀零件(以下用OVC指代)。DVC,其上下密封圈和螺母在图中分解部分被示出;图2是图1中零件装配好时的横截面图;图3是螺栓紧固的法兰盘型DVC的横截面图;图4是螺栓紧固的法兰盘型DVC从第三液流轴看过去的正视图;图5具有压力密封DVC的分立式螺纹连入阀座的横截面图;图6是具有蝶形阀元件的“直管阀体”横截面图;图7是双阀座,转轴式球阀的横截面图,该阀具有一个螺纹连入式DVC和一个金属对金属的底部DVC密封垫,而未使用弹性密封材料;图8是与图1和2类似的双阀座浮置球的横截面图,该球的两侧均有密封装置;图9是具有蝶形元件的“弯管阀体”AERo阀的横截面图;图10是上游装阀座、转轴球型阀实施方案的下游液流端口液流控制元件的添加件的局部剖视图;图11是直管AERo阀的第一优选实施方案在关闭位置时主要零件的横截面图;此图还示出用于固定的压缩盘装置;图12是直管AERo阀的第一优选实施方案在开启位置时主要零件的横截面图;图13是弯管AERo阀的第一优选实施方案在开启位置时主要零件的横截面图,其中主液流从阀底流入;图14是弯管AERo阀的第一优选实施方案在开启位置时主要零件的横截面图,其中主液流从阀侧面流入;图15是直管AERo阀的第二优选实施方案的正视图,该阀由于零件的外形的原因,使其动作元件和接口位于不同的竖直平面的中心;图16是直管AERo阀的第二优选实施方案的顶视剖面图,该阀的动作元件和接口位于不同的竖直平面的中心;图17是直管AERo阀的第二优选实施方案的正面剖视图,该阀的动作元件和接口位于不同平面上;图18是阀体容纳压缩盘装置区域的项视图;图19是具有压缩盘装置的AERo阀的正视图。
图中标号表10阀体 11阀零件12下游阀部件(DVC) 13下游阀座13a螺纹连入阀座13b螺纹连入阀座密封垫13c双阀座阀的阀座14上游阀座导承 15阀座导承弹簧16下部DVC密封垫17下杆轴16a金属对金属DVC密封区 17a下杆轴17b上杆轴17c一段杆轴18上部DVC密封垫19阀体螺栓20第一圆柱通道 21第二圆柱通道22第一(管线)轴 23第一圆柱阀体腔24第二圆柱阀体腔 25第五圆柱通道26第六圆柱通道 27第七圆柱通道28第二(主阀体)轴 29联轴节30第四(DVC)轴 31第五(出口)轴32轭架 33阀门操作机构34第三(关闭元件)轴 35杆密封压盖36密封压盖螺栓 37填料函38弯管阀体的第三液流通道 39弯管阀体的第二轴40阀体内径中的下部DVC密封区41阀体内径中下部DVC密封垫的底部42下部DVC内径密封区43下部DVC密封区的顶部44下部导承和压盖 45DVC的内凹外径46法兰盘的DVC的螺栓孔 47阀体出口通道焊接48法兰盘DVC的上密封区 49DVC通道出口孔50阀内通道 51DVC法兰52上部DVC的阀体密封区 53阀体腔平面壁54DVC提升螺栓孔(攻丝的) 55耳轴56耳轴盖(螺栓连接) 57压力密封环58压力密封间隔圈59组合式定位环60压力密封顶起盘61DVC提升孔(攻丝的)用于压力密封和螺纹密封62阀体加强肋63活动扳手孔64螺纹连入式DVC定位器 65螺纹连入式DVC定位器焊缝66压力分解元件 67组合环阀体凹槽68螺纹连入式DVC定位器下部 69上游阀座支承周向区域69a 69的阀座69b上面阀座支承外径密封垫70杆球槽位置71蝶形元件密封垫71a蝶形元件密封垫定位器(螺栓连接)71b蝶形元件密封垫定位器螺栓72液流转向阀元件73阀盖74第一转向元件液流通道 75第二转向元件液流通道76导承 77加压盘78加压盘螺纹孔 79加压螺钉80加压螺钉螺帽或螺母81阀体狭缝82加压台肩 83阀盖密封件84阀盖导承槽85阀体密封槽86阀体工作腔87第一液流通道88第二液流通道 89加压止动台肩发明及最佳实施模型详述角形入口式回转(AERo)阀有三种主要实施方案,每种方案必须与围绕使液流通道弯转以适应阀关闭元件在管道内(在管内)的易维护性这一概念而进行的各种设计方案相关。
第一种实施方案是直管或弯管阀,如图1至2和5至10所示,图中显示与管道液流要求相关的主要阀体类型。这些实施方案称为“阀体实施方案”。第二种实施方案与阀的液流控制或液流隔离元件有关,即回转密封元件是浮置球,转轴式全球或部分球,还是蝶形元件、还是软阀座浮置球,还是流量控制阀。这些实施方案,以下称为“阀元件实施方案”,在图1至2和5至10中示出。最后一组实施方案在所有附图中全部或部分示出。这组方案称为“下游阀部件(DVC)实施方案”,与这种主要阀部件的功能和将其装入AERo阀阀体的不同方法有关。
参照图2可获得对角形入口式回转阀全部特性的充分领会。其余各示出本发明想要涵盖的多种实施方案。
图2显示“直管”阀体实施方案中一个典型的浮置球式AERo阀,其中沿第一轴22的大致为圆柱形或圆锥形的液流通道20弯转了45°角形成了沿轴28的第二液流通道21。通道21中的液流流过密封元件11进入DVC12,在该处液流发生弯转与第三圆柱通道26连通,该通道的轴31与第二轴28成大约90°角。然后,通道26弯转约45°使液流流经通道27会到第一轴22。直管阀体实施方案中的液流通道交角可以很大。图7示出在通道20和21交汇处夹角约为25°,在通道21和26在DV通道25中交汇处夹角约为70°,该交汇发生在DVC的通道25内,在通道26和27交汇处夹角约为45°。
每根轴交汇处的通道弯转可以是成45°角斜接的,或是如图7和10所示的优选实施方案那样,倒圆成一种可以使液流流过阀体产生的紊流效应降至最小的轮廓。
第二阀体实施方案,称为“弯管阀体”,示于图9中,其中沿第一轴22的第一大致圆柱或圆锥液流通道20向前延伸,通过密封元件11进入下游阀体部件12中,在该部件中,液流通道在通道25中发生45°或90°弯转,与沿轴29的第二大致圆柱或圆锥形液流通道38相交,通道38与管线相接,不再发生进一步弯转。这种阀体实施方案可被用在具有45°或90°管肘弯的部位。
第三种也是“特殊”的阀体实施方案,是液流通道交角亦或液流通道的数目亦或液流通道的长度可被改变以引起液体流动系数的相对大的增减或影响阀与预留出的管开口尺寸内的配合效果。
图6、7和9中所示的阀示出整体铸造或锻压铸成整锻阀体的优选阀体实施方案,该种阀体具有足够的壁厚,以满足受压的边界的工业标准并适应接头应力限度。图7显示在液流通道25和26交汇处的一个相当大的壁厚增加,因为该处是管载应力集中最大的地方,图1,2,5,8和10所示阀具有焊在47处的阀出口通道。这是另外一种构造方法特别是对奇异尺寸的阀更为适用。当出口管被焊上以后,为了增加阀体强度,可添加如图5中实施方案所示的桁架腹杆式构件来连接通道26和21的外部,该构件通常是用与阀体同种材料制成的。最后,就阀体外形而言当正在安装阀的管道系统可直接与DVC排放侧相邻的主阀体直接相连时焊制的出口管可以一同去掉。这可通过对于具有相同入口和出口中心线的阀使用45°肘弯,或对于图9所示的弯管设计阀使用直管来实现。
本文献所涵盖的阀将服从于按工业制造指南进行正式重组的各种条理化阀体标准,用于将AERo阀连入管道的优选实施方案按照美国国家标准协会(ANSI)的B16.25标准可以通过槽焊或对焊的方法实现。而阀可以是法兰盘连接的,环型接头,薄片阀体,带凸耳的,或夹紧连接的但为花柱端连接,或任何可行的接头连接形式。阀体壁厚将与ANSγB16,34 1988标准相一致,具有如下等级的额定值150,300,600,800,900,1500,2500,4500,且在所有允许管尺寸范围内设有中间的,有限的和特殊的等级额定值。对与给定工作条件,阀体材料可以按顾客要求选择。常用材料是低合金碳钢,不锈钢和镍及镍合金。
本技术领域中应用了多种多样的轭架设计形式和阀操纵机构,这些形式在本领域中是众所周知的。操纵机构包括图7中的操纵杆33,手轮,涡轮,直齿轮和斜齿轮,马达,以及按照工作条件和就操纵扭矩要求予以合适的设计的,气动和液压单元等,除图3,4以外的每幅图均要使用的典型的阀杆轴(图2中的17和32)和填料函(图2中的37)装置。结构材料可按照工作条件的要求而变化。典型地,对与暴露于液流中的阀来说超过450华氏度时,将在填料函中装入石墨和/或碳填料并压实,而PTFE或其它合适材料将用在低温或冷冻工作条件下。
前面叙述AERo,阀的液流通道时已提及了DVC。DVC的实施方案随阀通道50是如图1-4,6,8和10所示的螺栓紧固法兰盘连接式的,还是如图7所示的螺纹连接式的,还是如图5所示的压力密封式的而变化。通道在轴28上距液流直线轴22最远的那端。
图3和4是示出螺栓紧固法兰盘式DVC实施方案的细节,该方案把四个主要零件集成为一个部件。因此需要给“DVC”的新部件起个名字,该名字能更恰当地描述这个部件在AERo阀中所具有的多种功能。DVC的三个零件是在几乎每个已知的阀中均能找到的阀座,阀座与阀体密封件和阀盖。第四个零件是液流弯转通道,该通道与DVC成为一体,通常是总体隔离和控制阀体液流通道的一部分,但并不是多功能内部部件的一部分。在所有阀体和阀元件的实施方案中,通道25与轴21和26的液流通道连通以实现从为阀维修而设的轴28到管道液流线轴31的连续的液体流动。这一通道可以是图1,2,8中所示的相交的圆柱腔(成45°角接)其中之一,或者是图3,5,6,7,9中所示的大致圆柱形的拱形腔。
优选的螺纹连接和压力密封DVC实施方案与法兰盘连接实施方案的不同之处在于压力密封式DVC中的阀座是与主DVC分开的,而螺纹连接式DVC使用一个带螺纹的定位器来将DVC装入阀中。由于在安装过程中,向上推动DVC会使将DVC座与阀元件可密封地配合所需的力松弛,因此在压力密封式DVC中需要一种分立的阀座。由于带螺纹的定位器可使DVC的制造简化,因此在螺纹连入式DVC中最好用带螺纹的定位器64(塞或盘)。有了这种设计,在DVC被完全拧入阀体后就容易保证DVC液流出口孔49及其邻近的液流通道26之间的同心度。
压力密封式DVC可以是夹紧式的(Greylocy式),也可以是如图5所示优选实施方案中的,从DVC提升孔60用螺栓穿过固定的。压力密封件的造形,象法兰盘一样在本领域中众所周知。通过逆着间隔环58和组合式定位环59拉动DVC12及其密封环57,密封环57被插入阀体内径上的一个整个的周向凹槽67中,AERo阀通道口就被密封了。当压力密封装置用于下游阀部件时,将分离套圈130最好是用螺栓(带衬垫136)连入,焊入阀体10的内径或象图5所示的优选实施方案中那样用螺纹和衬垫连入阀体10的内径中去,以实现与可旋转地布置的关闭元件11的连通并且压缩衬垫,防止从阀座环136和阀体10之间的通道处发生的泄漏。压力密封的下游阀部件可与本文所述的所有的各种形式的阀体和阀元件实施方案一同使用。
除了密封通道口50的方法以外,螺纹连入式DVC与螺栓连入式DVC相同。上部DVC密封阀体区52在阀体内较深且较低的位置,如图7所示。它也攻有螺纹以适应定位器64的加压功能。优选实施方案的密封垫18适应工作需求是由非金属材料制成的。优选实施方案中。一种紧压型定位环被装入定位器64上方的圆形阀体内凹槽中,以把定位器锁定在其设计位置,另一锁定实施方案,如图7所示,是设置一条点焊缝65将定位器和阀体相连。优选实施方案中定位器的底部是平的或装有一个通常是用同种材料制成的且与带螺纹的定位塞(盘)有相同直径的薄的推进器,用来提供上部DVC密封垫18的笔直的轴向压缩。定位环底部圆周68在密封台肩52下部略微凸出一直径很小的间隙,以防止密封材料挤入阀体。因此减弱密封的有效性。定位环64被旋入AERo阀体10一限定的距离(利用扳手孔63),该距离是在通道口50处从阀体上部测得的。这一距离将确保上部和下部DVC密封垫被可密封地压缩,进而确保阀座被定位以实现密封功能,无论使用哪一种元件实施方案都可以达到这种效果。
为了用带螺纹的定位器轻松地将DVC从阀中取出,可在DVC顶部中心钻一个小孔61并攻上螺纹,其中可装上一个带螺纹的吊环螺栓,当往下取DVC时可将一个吊环穿入吊环螺栓用以是将DVC从阀体中拔下。自然地,吊环螺纹和吊环可被用于重新组装。大型阀体可能需要一个以上的吊环螺栓。
液流通道在DVC中转弯的角度可随总体流动要求和阀两端的距离的变化而变化。DVC通道25内部可以具有直径逐渐递减或递增的形式,也可以具有显著的直径变化。后者可能被用于非常恶劣的工作条件,该种条件下,在DVC出口49造成一个大的压力降,通道25的直径将在未跨过阀座和阀元件的地方就大大地减小。当管内流过高速腐蚀性液体时,尤其是当阀用于延长时间段在关闭位置的百分之二十五以内工作时,上述设计会降低对阀座和阀元件关闭密封表面的损坏程度。
除了阀座表面外,DVC中使用的材料与阀体材料基本一致。该区将包含一种软填料,如PTFE;或包含一种硬材料,如堆焊层或金属喷涂层。对于存在很高的腐蚀力的恶劣工作条件,可在液流通道25覆盖一层焊层或热喷涂层。
在DVC中“下游”一词指当介质流流过第一通道20,第二通道21和阀关闭元件11后,阀暴露于介质流的一侧。“下游”一词用于指当液流主要沿一个方向(单向的)流动时的液流方向。然而,这个词也可用于描述部件,甚至当液体流动是在管道内的两个方向(双向)进行时也可用“下游”来描述部件。除图1、2、5以外的所有图中的阀都是双向的,图1、2、5中的阀是单向的,但可成一定形状以装入上游阀座导承14的外径上并提供阀体内导承环14与阀体连接处的阀座台肩。
参照图1,阀体内部包含两个圆柱腔50和46和第三腔室,而第三腔52内装有上部DVC密封圈18。第三腔可象图1~3,6,8~10所示那样被倒角或倒圆以容纳金属密封环18。图5示出一种传统的压力密封设计。此外,腔52可被压成扁平状以容纳衬垫,或被拉长并攻上螺纹以容纳带螺纹和衬垫的DVC。
参照图2,第一腔50内装有关闭元件(球)11,上游阀座导承(表面具有一倒圆的环,该倒圆环与球元件相通以保证球理想的直线对中)14和关闭元件导承(盘形)锥形加载弹簧15。第二阀体腔24内装有下游阀部件及其上密封垫18和下密封垫16。台肩41是两阀体腔的分界线。
图3和4中的DVC是具有变化外径的圆柱形部件,该部件的外径变化是与通道口盖(整体法兰盘)51,转变通道45,下部导承和压盖44及下部密封垫内径定位面42相适应的。与关闭元件连通的阀座如各种球阀图中所示,被倒圆以便与球表面相配合,而若为堞形关闭元件,该阀座可以为圆角或锥角。阀座上的载荷取决于DVC被装入阀体后从第二阀体腔24穿出伸进第一阀体腔50的总体外凸程度。
在优选的DVC实施方案中,下部密封垫内径定位面42为模制石墨环或聚合物基环16(是这种材料取决于工作温度及其它条件)提供1至5倍的密封垫截面尺寸的密封高度。密封垫截面尺寸由下式计算

ID=内径 OD=外径抗挤压环可被装在下部DVC密封垫的上部,或上产和下部,以延长密封垫的寿命,该环通常用编织碳或聚四氟乙烯等制成,或由与工作条件相适应的许多编织金属中任何一种的压缩网制成。而且,由一具有分离抗挤压环的中心环取代了下部DVC密封垫,抗挤压环可以是形成于中心环内的模以使密封垫是一个整体。与一个整体巨大的环相反,中心环也可以是一些环的层叠。填料函状密封垫设计为相当大的密封加压创造条件,以保证在可能的最小直径上的可靠的长期密封,因而减轻了扩大阀体直径以容纳螺旋形衬垫的需求,这种衬垫在与DVC装载轴28垂直的平面上需要一个更宽阔的密封表面。这种填料函状密封垫在这种密封件中也更具有退让性,因此需要一个加压源19同时配合在两个不同的密封位置,即“面向大气”的上部DVC密封垫18和“阀座后”的下部DVC密封垫16。下部密封垫内径定位面42和第一阀体腔重叠,而且该处的直径间隙和第二阀体腔24与下部导承及压盖44之间的直径间隙,将下游阀部件的下部密封垫充分夹持。
DVC的另一个实施方案是将下部DVC与阀体直接配合,以形成一个360度的金属对金属密封接触。不锈钢或其它合适的DVC材料或者硬面涂层对保证这些密封表面的整体性和耐久性是必需的。假设一下部DVC配合面的某些重叠要求能使用多年,且任何这样的重叠将会使接触面密封,上部DVC密封垫18必须是石墨或弹性聚合物环而不能是金属环,以适应由于重叠下部密封垫而导致的压缩尺寸的增大。因而保证下部金属对金属密封垫和DVC座的尺寸关系必将成为常规维护过程的一部分。阀体或DVC材料的添加和去除可能需要重新设置所有的重要密封件和阀元件与阀座的尺寸关系。
DVC的另一个实施方案用于上游装阀座式阀,如图10所示。此方案中DVC不起阀座或阀座后密封件的作用。因此,它没有阀座或下部DVC密封区。
下部导承及压盖和阀盖间的DVC外径45被减小以使DVC拆装过程中的粘连最小化。如图7所示,通过象为保证DVC结构整体性所要求的那样减小壁厚,给表面造形以与液流通道相匹配和增加支撑肋的方法来大大地减少DVC外表面。
下游阀部件的出口孔49是一个大致呈圆形或椭圆形的孔,但如果实际应用要求改变阀的液流样式时,该口可以是多种形状的。
DVC的操作方法在一使用中的阀内,DVC是一个固定部件。在所有的AERo阀中,DVC把液流通道弯回朝向连接下游管道的方向,该通道给出了通向阀内零件的轴向通道,具体地说,是可拆的受压边界部件使通向阀内零件成为可能。DVC的密封功能在很大程度上取决于使用哪种元件实施方案和DVC是否具有阀座这两点。
在图1、2、5、8所示的单阀座和双阀座浮置球阀和图7所示的双阀座转轴式球阀中,DVC 12提供在浮置球阀中悬置球所需的压缩载荷,该载荷同时也是使阀元件与浮球阀阀座和转轴式球阀的下游阀座内相配合所必需的。图5的压力密封实施方案中,分离的阀座环13a起到悬挂下游球和加载的作用。在图10所示装有单个上游阀座的阀中,DVC起到通道口盖和液流转向元件的作用。在图6和图9所示的蝶形阀中,DVC既未起到悬挂球的作用,也未起到将圆盘装入阀座的作用。但是,它却为圆盘元件提供了与之密封的固定的圆形配合面。
阀体实施方案的操作及详述所有AERo阀实施方案的修理操作/方法都与任何其它的回转阀不同。它具有顶入式和分体/侧入式的所有最佳特点。除了在与管道成某一角度的轴上进行修理以外,AERo阀的修理与分体式阀和侧入式阀的修理方法相同。在典型的实施方案中,DVC被从通道口50取出,而所有修理时需要取出的阀零件均可从该位置被重新装好。当必要的修理结束后,DVC被从AERo阀通道口50重新插入AERo阀体腔,并且定位于杆轴连接处(带缝球式阀的70处)并排列对准,以使DVC液流排放口49与沿直管阀的轴31和弯管阀的轴39的阀体液流通道成一条直线。
在DVC安装前,下部DVC密封环16被小心的套在DVC上,定位于42处,而上部密封环18被装在阀体的相配合表面52上。(在螺纹连接和压力密封DVC实施方案中,上部DVC密封垫可在DVC放入阀体后安装。)接下来,DVC被放入阀体并固定在其位于阀体圆柱腔23和24中的固定的位置上。在螺纹连接和压力密封DVC的顶部中心61和法兰连接DVC51的54处,相对的通孔和螺纹孔充当有(眼)螺栓或双头螺栓的固定点,该种螺栓中连入了用于在DVC的拆卸、修理和重装操作过程中提升DVC的吊环。
使用球阀和蝶形阀来控制或隔离液流在本领域中是众所周知的。阀是基于其中流体的特征、流动能力、关闭能力的程度,阀体压力额定值和用户对各种设计的接受度来选用的。如果用“直管”AERo阀体设计制成的阀具有与分体式,侧入式或顶入式阀(以下称为传统(回转)阀)相等的内部液流直径,该阀将具有与传统阀相比降低了的流动能力。这是因为与传统阀的一条液流通道相比,AERo阀中有多条液流通道,这些通道上的摩擦损耗使流动能力降低了。在某些实际工作场合,由于常常希望有流量的减少,这种相对来说较少的流量减小不会造成严重的后果。在其它场合,需要扩大AERo阀的内部液流通道以获得大的流动系数。图9所示的按“弯管”实施方案制成的AERo阀并不比具有相同长度,半径和内径的管肘弯使直线液流速率降低的更多。
与传统阀不同,“直液流管”AERo阀杆17,轭架32和操纵机构基板(顶部零件)将处在与管道系统成某一角度的平面上,而不在与管道平等的平面上,而“弯液流管”AERo阀将具有与传统阀相同的顶部零件取向。在水平管装置中,有一定角度的操纵机构无论阀液流方向如何对启闭阀的便捷性影响最小,尤其是如图7所示的,阀上装有斜齿轮或蜗轮操作机构时,该机构的手轮面朝将阀旋向所需位置的人。在竖直管装置中,液体向上流动时,非齿轮操纵阀将象在液流向下时直接用于手轮或T型手柄操纵的Y型球阀一样工作,使手柄面朝地面倾斜。在液体向下流过的竖直管装置中,如同工业和发电厂的锅炉一样,特别是在水冷壁排水装置中一样,由于手轮有些微微上翘使得AERo阀给操作人是提供了一个方便的操作角度。从人体工程的角度讲,这对人来说是一优选的手轮位置,因为这一位置使操作者可以运用他或她的整个身体来旋转阀,而不是象旋转要求施加高旋转扭矩的多个阀元件时那样,只能用身体的上半部分使劲儿。
使用AERo阀体的回转阀将由一个浑圆的和修正过的圆球、一个分级球(具有一在某最宽处与阀座外径尺寸相近的外表面)、带V形孔的球或蝶形阀圆盘元件组成。这些元件从完全开启位置到完全关闭位置转过大约90°,反之亦然。然而,有些阀可能被过小于90°的角,而另一些阀在其正常运行中则转过近180°或更大的角度。
图1、2、5中的浮置式AERo球阀显示出典型的阀零件的布局,即圆柱形阀体内腔23内装有盘形元件加载弹簧15,该弹簧与平面上游阀体壁53和上游阀座导承14的上游侧直接连通。上游阀座导承14的与倒圆端相对的那个侧面和具有导圆的下游阀座一起将球11悬挂起来,对准阀杆35的轴34的中心。图1和2所示的优选实施方案中下游阀座不是弹簧承载的。下游阀座可以用弹性PTFE类材料的,或是有硬表面材料衬垫,还可以象前述的如图1和2所示的那样,该衬垫是直接加在阀座表面基体金属上的一层表面高硬度材料,因而被与阀座视为一个整体。盘形弹簧15提供一个预加载力用于在低的工作压力下将球固定在阀座上。当关闭态球的上游侧所受的线性压力超过了弹簧所加的力后,弹簧做为一种加载力失效,而阀靠使用在球元件上游侧的暴露表面上作用着的不均匀的线性压力实现密封。在浮置式球阀中,介质一旦流过了阀座,就沿DVC的液流通道25向前流动,在该通道中液流被转向以与管道系统直接连通(弯管阀)或与同管道系统相连的另一通道相连通。
图6和9中显示典型的蝶形AERo阀元件实施方案。图9中介质流沿流动轴22流入直接与阀元件11相连通的第一通道20,或象图6所示的那样转向,以与第二液流通道相连通,该通道与阀元件11和DVC12共轴。与许多要求弹簧预加载的球阀不同,蝶形阀仅仅依靠将阀元件装到阀座上的扭矩。这一加载扭矩在高压阀中通常通过使圆盘11相对于轴17有一偏移量来实现增大,从而造成阀元件11相对于阀座13的凸轮效应。阀元件和阀座密封件的造形可随工作条件和用户历史的变化而变化。典型地,阀上使用橡胶,高聚物或石墨基的弹性阀座材料,从而使阀元件保持一种弹性密封状态,而且阀座或由阀体材料制成,或有一种更耐用的金属涂层。由于下述原因,有金属涂层的关闭密封装置是AERo阀的优选实施方案。
图6、9所示的AERo蝶形阀同图1中的阀一样也具有DVC阀座11,该阀座将被作为常规修理拆卸的一部分被拆下。与图1所示的浮置球设计不同,蝶形阀元件的拆卸将要求把耳轴拆下来,除非元件11(而不是蝶形阀中通常的阀座)具有一被夹紧的弹性关闭密封件71,而图1中的球元件在DVC被拆下之后可被立即从阀中拨出(在阀被轮转至关闭位置以使球和杆轴70内的狭缝与液流通道对中)。
应当注意蝶形阀是固有地转轴式安装的因为需要提供一个装置来安装回转轴,以使阀元件11的圆周密封表面和阀座13可以重复地匹配以实现阀液流的控制和隔离功能,圆盘元件是用图6和9所示的一根两段轴或是一根贯穿元件的轴安装的(并且钉住或用销固定住的)。
有了被夹紧的元件密封设计,阀元件和耳轴在阀关闭元件的修理过程中不会受到干扰。一旦DVC被从AERo阀通道孔50处取出,机修工就可以拧下用来将元件密封圈71固定在位的紧固螺栓71b(通常是内六角头螺栓)。接着,元件密封垫71被重新磨光或用一个新密封垫代替。阀座13在阀体外进行修复。需指出的是象所有AERo阀一样,将阀从管线上拧下螺栓取出和修好后重新拧到管道上的操作都是不需要的。如果耳轴需要检查,更换轴承55或进行其它修理时,可以从底部通道口56将其取出。耳轴的设计和拆/装方法在本领域内是众所周知的。
AERo阀体阀的另一个实施方案是图7和10所示的转轴式球阀。在转轴式球阀中,阀元件旋转底柱55,该柱很大程度上起到支承阀元件的作用并提供了一种将阀元件装在一根轴上的方法,该轴使阀座能相对于它运动并实现密封。与浮置球的概念不同,耳轴式球阀依靠浮置式阀座。这就是图11中阀座环(支撑物)69上有一外径密封垫69b的原因。在环随线性压力的增加或减少而运动的过程中,外径密封垫69b保持阀的紧密密封。某些转轴式设计元件在底柱部分有徽小的运动,以使阀不仅具有承重的优点,还具有一定程度的浮置。图7中的阀反映了这种设计风格。因为象浮置球一样,球元件实际上是运动着的,不需要将运动的阀座环外径进行密封。因此,这种阀座环中没有外径密封垫。
耳轴的承载功能把阀座和上游导承从支承阀元件的任务中解脱出来,并因此大大减小了操纵阀所需的扭矩。扭矩的减小使阀的操纵更加平衡,使手动齿轮、气动、电动或液压操纵装置33的体积变小。在工作于高压下的超大型阀上用转轴式阀元件可降低操纵机构费用并总体上降低了阀的制造费用。
图7显示一个具有双阀座的转轴式元件,图10显示了一个具有单个上游阀座的转轴式元件。任一种阀体实施方案的阀可以具有金属阀座也可以具有弹性阀座,同样取决于使用条件。此外,通常在平面阀体壁53和阀座环之间使用充当预加载装置的盘形弹簧,以使这种回转阀实现严密关闭,甚至在低的操作压力下也是如此。转轴式阀元件实施方案在本领域中是众所周知的,而且无论使用哪种阀元件实施方案,AERo阀与传统阀相比其易维护性都有显著提高。与所有其它的阀元件实施方案不同,转轴式球阀的关闭密封元件的修理方法将需要把耳轴-球的安装连接拆开的额外步骤。这步是通过将耳轴盖56取下并且把耳轴从球形元件11中拨出来实现的。耳轴一旦被拆下,带有杆状槽的球将可以自由地被从AERo阀通道口50拉出阀体。
最后,按照阀元件实施方案,图8示出一双阀座浮置阀座式球阀。和其它AERo实施方案一样这种阀元件实施方案在本领域中也是众所周知的。阀元件放在上游阀座环和下游阀座环之间,该元件通常是不锈钢做的,上面包覆有铬抛光层或象碳化钨一类的硬壳。阀座环可由多种金属材料制成,其中许多以其抗腐蚀性著称,如石墨,PTFE和石墨浸渍的PTFE。阀结构材料的选用可在很大范围内进行。提供任何新的阀体或阀表面冶金配方,密封材料或材料的合成并不是AERo阀设计的意图。有关材料的叙述给出了常用材料的一般信息,并使读者对AERo阀所涉及技术的了解更进一步。
参照图8,阀座环13C被压入内部阀体平面壁53的凹槽内(或没有凹槽时压入平面壁53内),并且通过当DVC 12被装入阀中(以与在分体式阀上安装端帽相似的方式)时所施加的压缩力使其顶在球上。DVC的装配压缩力充当密封加载力,该力在低的线性操作压力下与线性压力一起将阀元件与阀座密封。在某些设计中,装配压缩载荷可被线性压力克服。这时,阀元件被向流体流动方向挤压,并且压在相对于压力源来说处于下游的阀座上面。因此,在介质给处于关闭位置的球形元件的上游面加载,且常穿过上游阀座用增压后的介质填充阀体腔的情况下,下游阀座就成了关闭部位。
本领域的技术人员将认识到球上球形槽的位置、启闭元件和通道口的位置在本发明的实际应用中均可改变。在叙述零件的位置可以如何改变前,了解当阀装入管道时,与阀的定位相关的使其一部分与另一部分有关的术语是很重要的。由于理论上讲阀可被装在管道内无数个空间位置上,阀各部分的相对位置及其特征就会变得令人混淆。例如,门型阀的柱状剖面图大致表示出阀杆在竖直位置时的情况。但是,如果阀是被安装在竖直管中的,阀杆就是水平的。区分起始参考位置变得很重要,尤其是在叙述新的设计方案时。
因此,本专利说明书中使用的标准的参考位置将是穿过阀所在的水平管道的垂直中心线平面(VCP)。这种相对的零件定向方法仅为分类之便而使用,并不限制AERo阀实际应用的地点和方位。随着各种各样的附加实施方案不断地被叙述,参考位置的使用将更易于理解。
为了进一步理解AERo阀的这些附加实施方案的本质特征,我们将参照图11进行阐述,图11是第一优选“液流弯转实施方案”,该方案在直管实施方案中使用浮置球型AERo阀,因而沿VCP的大致圆柱形或锥形液流通道87朝第一旋转元件液流通道74转过大约45°角,在通道74中液流使阀元件72旋转。通道74内的液流转过大约90°且与VCP垂直。由液流带动旋转的阀元件72下游外侧的球形表面获得了与环形阀座13的360°的接触,因而起到关闭阀的作用。
液流带动旋转的阀元件72被悬挂在大致呈圆柱形的第一阀体腔86内的下游阀座13和导承76之间。导承76由阀盖73内的周向凹槽84定位。阀盖73可用上述任何一种方法,如螺纹塞连接、螺栓紧固法兰盘连接等,和如图11,18和19所示的加压盘的方法与阀体10相连。图12~14,16和17示出了在阀体10和阀盖73之间用于保持压力的阀盖密封圈(垫或孔)83。
任何一种弹簧造形,如图1、2、5中用的盘形弹簧,可被用于以与图1、2、5同样的方法承载导承76和阀座。弹簧与阀座13和阀体10相连,该阀座在优选实施方案中是可拆卸的,阀座13装在大致为圆周的阀座凹槽85里。转轴式阀上阀座弹簧常常和阀座一阀体密封件一同使用,该种阀要求阀座-阀体密封件可以运动以密封阀元件,这种阀元件通常装在心轴轴线上因而不能象浮置式球形元件那样随管压力的变化而运动。尽管这种第一优选液流旋转实施方案不是转轴式的,但可以使用本领域中众所周知的转轴式阀体阀座密封件,特别是当管道装置要求具有双向关闭功能时。
图12示出图11中阀在开启位置时的情形,该图中液流转向阀元件72中的第二液流转向元件液流通道75通过旋转阀杆17来定位,阀杆17与第一旋转元件液流通道74基本共轴,并且被插入元件的槽70成为VCP的中心。这一位置使流体与大致呈圆柱形的第二阀体通道88连通,该通道使液流与管道连接处接通。
图13和14示出了肘弯阀体实施方案的第一优选液流转向实施方案。图13中浮置球式设计的主液流方向是从下往上。如果当液流从一个竖直管向上流入与之相连的水平管时,这种设计将提供最佳关闭密封。图14中的主液流方向是从水平管流向竖直管。应当注意当密封垫13b位于主液流方向的下流侧时,启闭元件33和杆轴17的位置将发生变化。这使球形元件72可沿液流方向运动以达到密封垫与阀座13的最佳匹配。应注意这些阀与下游有阀座的阀相同。
图15~17示出第二优选液流转向实施方案。图15和16中,这种液流转向实施方案与上述第一优选实施方案的不同点在于当阀启闭元件杆轴17位于与VCP平行平面的中心时,液流通道转向以远离VCP的方式。这种远离VCP的转向导致阀内零件通道口50被置于一个与(VCP)启闭元件杆轴17不同的竖直平面的中心。在前面的AERo阀液流转向实施方案中,液流启闭杆轴和通道口在无论阀安装位置如何都沿同一平面排列。图17示出当阀的液流通道中心线(87,74,75,83)与第二优选液流转向实施方案中的VCP相同时的情况。启闭杆轴17垂直于VCP。这种阀在水平管道中似乎应其侧面装在管子上,因为启闭杆轴也是水平的(与VCP垂直)。
第二液流转向实施方案可以是浮置球式,也可以是完全或部分转轴式球式的。它可用于直管式肘弯管阀体实施方案中。当用于后一种阀体实施方案中时,最好应把阀体定位以使密封垫处于液流的下游。在浮置球式实施方案中,转轴式阀元件实施方案通常使液流流过阀座,流入元件液流通道。这就是图13和14所示的第一优选液流转向实施方案中的阀体定位方式。
为了进一步理解第二优选的阀液流转向实施方案,我们将参照图17进行阐述,图中显示一大致呈圆柱形的通道87,它使液流从管道轴线弯转至阀元件72的第一转向元件液流通道74,图示所示为阀完全开启位置,阀元件72装在阀体腔86中。接下来,液体在第一转向元件液流通道74和第二转向元件液流通道75的交界处转弯,并从通道75向前流,经过阀座,流入将液流转入连接管的第二流体通道88。
第二优选液流转向实施方案的用户界面,即启闭元件33和内部通道口50的位置可以改变。图15和16所示阀的造形相同,而图17所示的则为另一种不同的造形。图16和图17除了阀元件位置外看起来一样。图中的不同点表明这两个阀的用户界面有明显的差别。为了进一步理解用户界面的定位,需建立下述标准参考位置规定的界面位于与液流主方向有关的阀上。如果从流体流动方向看过去,界面在阀的右侧,该界面被当作右手操纵型零件。由图15和16可知为“手动操作”而选择的用户界面是通道口50,且因此阀就成为“右手开口”型。从图17中可看出为“手动操作”而选择的用户界面是启闭元件,因此阀是“右手启闭”的。应注意对一个界面的选择决定了第二个界面的位置,而且在两界面间存在一种平面垂直性。作为进一步说明这一点的另一个例子,一个本实施方案的左手开启阀意味着通道口在阀的顶部(或低部)。
液流转向实施方案的组装和维护工艺在上述较前面的实施方案基础上做了如下修改阀座13不再装在DVC上,而是装在阀体壳86上。将阀座13插入阀体凹槽85,而不是焊成一堆焊层或用金属涂层出一涂层(与阀体成为一个整体)是液流转向的优选实施方案。象上面所述的下游阀座13一样(该阀座是DVC的一部分,可拆卸),优先选用可拆卸式阀座与简化维修工艺是一致的,简化维修工艺是AERo阀设计的一个重要部分。
除了液流转向实施方案,图11,18,19中示出了在阀内零件通道口50保持压力和给内部零件加压的一种附加装置。
图11中示出一种,AERo阀的典型的液流转向实施方案,该方案具有用于保持压力和内部零件定位的加压盘装置。这种设计可与前述实施方案一同使用,也可与图11~17中所示的液流转向实施方案一同使用。这可通过用阀盖73的相同表面代替DVC 12的外表面来实现。
本实施方案的目的,象图5的压力密封设计一样,是起到阀体开启状态下完全密封的效果,同时减小阀这部分的总体尺寸。
参照图11,当阀盖73被从内部零件通道口50装入阀体,并顶着阀元件72后,加压盘77被从阀体10的狭缝81插入阀体腔86中。加压盘77一旦被放入阀体腔86后,加压螺钉79就被拧入加压盘的螺纹孔78中,直到它们与阀盖73接触上为止。加压螺钉79可以是下述设计中的任一种图11所示的六角头螺栓或凹头螺栓,使用双螺母装置将螺栓端部与阀盖73相连的标准双头螺栓,或一种特殊的双头螺栓和螺母,该双头螺栓在其加压盘端部有拧紧面和螺母80,该螺母在阀盖73完全地被加压以与阀体10密封地配合上之后,被用于将双头螺栓锁定到位。
旋下加压螺钉79迫使加压盘77顶着加压台肩82。加压台肩82起到使加压盘制动的作用并将螺钉加载力传递到阀盖73或DVC 12上面。在优选实施方案中,阀盖73和DVC 12有一加压止动台肩89,它确定定位阀元件的阀盖合适的位置,引导并适当压缩内部密封件。
发明概述由以上阐述,读者可以看出本发明的角形入口式回转阀将保持侧入式阀装配体的固有优点,并使在管线内修理阀成为可能。对于球阀,这意味着AERo阀不仅可以在管道系统内进行修理,而且也可与阀座和阀元件一同组装,它们被沿加压方向安装,而不是象顶入式球阀那样自顶向下安装。这将使组装更容易而且消除了把阀装回管道时损坏新零件的危险。
蝶形阀现在可以不用破坏管连接就可以安装了。
而且,AERo阀有如下额外的优点*在常规修理过程中,阀座被取下。而在线性操作的门和球阀中,很少将阀座取下,如果取下来就要给修理工们加上相当大的一笔直接或间接(盘装置的拆卸时间)花销。同样,一个磨损了的门或球阀座经常是阀报废的预兆。对于可以有潜力地经受得住几次阀座更换的AERo阀来说情况不是这样的。
*在往下拧螺栓并将阀从管道系统中取出期间,阀可以简单地通过用一套备用阀内零件替换原来那一整套来彻底地重装。这意味着工厂可以在几小时内恢复生产而不是轮班、或等数日数周。
*暴露于具有潜在危险性环境中的工人由于修理时间的大大缩短而显著减少。这对于化工厂和核电厂是很重要的。
*由于阀座在常规修理中被取下,且由于DVC的同心式设计的阀座可以在普通车床上方便地加工,故可以进行阀座的大范围修复工作。
*法兰盘式阀管连接由于被焊接连接代替从而大大减少。这样将减少法兰盘带来的泄漏,因而节约了泄漏到大气中的产品,并且节约了与常规法兰盘维修和紧急修理相关的维护费用。
*阀法兰盘的泄漏是一种环境污染源。使用AERo阀设计和焊接阀连接将更加符合美国大气污染禁令,尤其是在炼油厂和化工厂中,挥发性有机化合物(VOCs)是一种主要污染源。
尽管上面的叙述包含很多细节,但不应将其理解为限制了本发明的范围,而应被视为本发明现有优选实施方案的举例说明。例如,AERo阀阀体外形可以简单地是正方形或矩形等,该阀体可在一个平面上有各种液流通道中的几条通道,而不是只有一条从管道中心线(偏移)的中心线向外辐射的通道,还有其它诸如此类的例子。
因此,本发明的范围应该由所附权利要求及其合法的等同物限定,而不是由所举的例子限定。
权利要求
1.一种具有回转元件的阀,该阀用于在管道系统中控制流体流量,具有一个从上游管道部分到下游管道部分的液体通道,其中上述上游管道部分和下游部分具有不同的流动轴,其中该阀包括入口液流通道,该通道与上述上游管道部分形成流体连通,且该入口通道有一与上游管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;出口液流通道,该通道与上述下游管道部分形成流体连通,且该出口通道有一与下游管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;阀体,位于入口液流通道和出口液流通道之间,该阀体包括工作腔,其具有一与上述入口液流通道大致共扩展的的轴,给回转阀元件提供一壳体,且其中装有可拆卸的阀体工作腔零件;回转阀元件,可控制液流;阀维修用通道口,位于该工作腔一端,回转阀元件和该出口液流通道的下游;且该可拆卸阀体工作腔元件位于阀元件和阀维修用通道口之间,当其被从维修用通道口完全地插入到阀体腔时,用于与回转阀元件的一端密封地配合,并且其另一端与邻近通道口的工作腔表面密封地配合,该元件包括入口段液流通道,具有一条与上游管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;出口段液流通道,具有一条与下游管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;而且,该回转阀元件和可拆卸的阀体工作腔元件的维修方法可以随维修用通道口的不同而变化。
2.如权利要求1所述的阀,其中阀体还包括一个下游阀座和一个施加组装压力的装置。
3.如权利要求1所述的阀,其中可拆卸的阀体工作腔元件还包括一个下游阀座,一个阀座后密封圈,和一个施加组装压力的装置。
4.如权利要求1所述的阀,其中对于蝶形阀其阀体还包括一个下游阀座和一个阀座后密封圈。
5.如权利要求1所述的阀,其中对于蝶形阀其可拆卸的阀体腔元件还包括一个下游阀座和一个阀座后密封圈。
6.如权利要求1所述的阀,其中阀元件可从下列元件中选取浮置式球阀,具有上游安装的阀座的转轴式球阀,具有下游安装的阀座的转轴式球阀,具有上游安装的阀座和下游安装的阀座的转轴式球阀和蝶形阀。
7.如权利要求1所述的阀,其中用螺纹、法兰盘、压力密封或夹紧装置来固定上述阀维修用通道口。
8.如权利要求1所述的阀,还包括一个附加的液流控制元件。
9.如权利要求1所述的阀,其中可拆卸的阀体工作腔元件与维修用通道口可密封地配合,且充当受压边界盖。
10.如权利要求9所述的阀,其中阀体还包括一个下游阀座和一个施加组装压力的装置。
11.如权利要求9所述的阀,其中可拆卸的阀体工作腔元件还包括一个下游阀座,一个阀座后密封垫和一个施加组装压力的装置。
12.如权利要求9所述的阀,其中对于蝶形阀其阀体还包括一个下游阀座和一个阀座后密封垫。
13.如权利要求9所述的阀,对于蝶形阀其可拆卸的阀体工作腔元件还包括一个下游阀座和一个阀座后密封垫。
14.如权利要求9所述的阀,其中阀元件可从下列元件中选取浮置式球阀,具有上游安装阀座的转轴式球阀、具有下游安装的阀座的转轴式球阀,具有上游和下游安装的阀座的转轴式球阀和蝶形阀。
15.如权利要求9所述的阀,其中可用螺纹、法兰盘、压力密封、或夹紧装置来固定所述阀维修通道口。
16.如权利要求9所述的阀,其还包括一液流控制元件。
17.一种具有回转元件的阀,该阀用于在管道系统中控制流体流量,其具有一个从上游管道部分到下游管道部分的液体通道,其中该上游管道部分和下游管道部分有相同的流动轴,该轴随阀而移动,其中上述阀包括入口液流通道,该通道与上游管道部分形成流体连通,该入口液流通道包括起始段,具有与上下游管道部分公共流动轴大致共扩展的流动轴;终止段,具有与液体流动方向成钝角的流动轴,该液流沿上下游管道部分的公共流动轴从上游管道部分流向下游管道部分;出口液流通道,该通道与上述下游管道部分形成流体连通,且该出口液流通道包括起始段,具有与液体流动方向成锐角的流动轴,液体沿上下游管道部分的公共轴从上游管道部分流向下游管道部分;终止段,具有一条与上下游管道部分流动轴大致共扩展的流动轴;阀体,位于入口液流通道和出口液流通道之间,该阀体包括工作腔,具有与入口液流通道的终止段大致共扩展的轴线,为回转阀元件提供壳体且其中装有一可拆卸的阀体工作腔元件;回转阀元件,可控制液流;阀维修用通道口,位于该工作腔一端,回转阀元件和该出口液流通道的下游;而且该可拆卸的阀体工作腔位于回转阀元件和阀维修通道口之间,当其被从维修通道口完全地插入到阀体腔时,用于与回转阀元件的一端密封地配合,且其另一端与邻近通道口的工作腔表面密封地配合,包括入口段液流通道,具有一条于入口液流通道的终止流动轴大致共扩展的流动轴;出口段液流通道,具有一条与出口液流通道的起始段流动轴大致共扩展的流动轴;其中,该回转阀元件和可拆卸的阀体工作腔元件的维修方法可以随维修用通道口的不同而变化。
18.如权利要求17所述的阀,其中阀体还包括一个下游阀座和一个施加组装压力的装置。
19.如权利要求17所述的阀,其中可拆卸的阀体工作腔元件还包括一个下游阀座,一个阀座后密封垫,和施加组装压力的装置。
20.如权利要求17所述的阀,其中,对于蝶形阀其阀体包括一个下游阀座和一个阀座后密封垫。
21.如权利要求17所述的阀,对于蝶形阀,其可拆卸阀体工作腔元件还包括一个下游阀座和一个阀座后密封垫。
22.如权利要求17所述的阀,其中阀元件可从下列元件中选取浮置式球阀,带上游安装的阀座的转轴式球阀,带下游阀座的转轴式球阀,带上下游安装的阀座的转轴式球阀和蝶形阀。
23.如权利要求17所述的阀;其中上述阀维修用通道口可用螺纹,法兰盘,压力密封或夹紧装置来固定。
24.如权利要求17所述的阀还包括一附加的液流控制元件。
25.如权利要求17所述的阀,其中该可拆卸的阀体工作腔元件与上述维修用通道口可密封地配合,且充当受压边界盖。
26.如权利要求25所述的阀,其中阀体还包括一下游阀座和一个施加组装压力的装置。
27.如权利要求25所述的阀,其中可拆卸的阀体工作腔元件还包括一个下游阀座,一个阀座后密封垫和施加组装压力的装置。
28.如权利要求25所述的阀,其中对于蝶形阀其阀体还包括一个下游阀座和一个阀座后密封垫。
29.如权利要求25所述的阀,其中对于蝶形阀其可拆卸的阀体工作腔元件还包括一个下游阀座和一个阀座后密封垫。
30.如权利要求25所述的阀,其中阀元件可从下列元件中选取,浮置式球阀,带上游安装的阀座的转轴式球阀,带下游安装的阀座的转轴式球阀,带上下游安装的阀座的转轴式球阀和蝶形阀。
31.如权利要求25所述的阀,其中阀维修用通道口可以螺纹、法兰盘,压力密封或夹紧装置来固定。
32.如权利要求25所述的阀,其还包括附加的液流控制元件。
33.一种具有回转元件的阀的修理方法,该阀用于在管道系统中控制流体流量,其具有从上游管道部分通向下游管道部分的流体通道,其中上述上游管道部分和下游管道部分的流动轴不相同,且该阀包括入口液流通道,该通道与上游管道部分形成流体连通,且该入口液流通道具有一条与上游管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;出口液流通道,该通道与下游管道部分形成流体连通,且该入口液流通道具有一条与下游管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;阀体,位于入口液流通道和出口液流通道之间,该阀体包括工作腔,具有一条与上述入口液流通道大致共扩展的轴,为回转阀元件提供一腔壳,其中装有可拆卸的阀体工作腔元件;回转阀元件,可控制流体流量;阀维修用通道口,位于该工作腔一端,回转阀元件和出口液流通道的下游;上述可拆卸的阀体工作腔元件位于该阀元件和阀维修用通道口之间,当其被从维修通道口完全地插入到阀体腔时,用于与该回转阀元件的一端密封地配合,且其另一端与邻近通道口的工作腔表面密封地配合,包括入口段液流通道,具有一与上游管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;出口段液流通道,具有一与下游管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;而其中回转阀元件和可拆卸的阀体工作腔元件的维修方法可随维修用通道口的不同而变化。这种方法包括a.打开该阀维修用通道口;b.拆下可拆卸的阀体工作腔元件;c.检查该回转阀元件和阀体工作腔元件;d.根据需要修理或更换回转阀元件和可拆卸的阀体工作腔元件;e.重新定位上述回转阀元件,并且更换可拆卸的液流通道元件;f.关闭维修用通道口。
34.一种具有回转元件的阀的修理方法,该阀用于在管道系统中控制流体流量,其具有从上游管道部分到下游管道部分的流体通道,其中上述上游管道部分和下游管道部分具有一条公共轴,该轴随上述阀而移动,其中该阀包括入口液流通道,与上游管道部分形成流体连通,其中该入口液流通道包括起始段,具有一条与上、下游管道部分的公共流动轴大致共扩展的流动轴;终止段,具有一条与流体流动方向成锐角的流动轴,流体沿着上、下游管道部分的公共流动轴从上游管道部分流向下游管道部分;出口液流通道,与下游管道部分形成流体连通,其中该出口液流通道包括起始段,具有一条与流体流动方向成锐角的流动轴,流体沿着上、下游管道部分的公共流动轴从上游管道部分流向下游管道部分。终止段,具有一条与上述上、下游管道部分的公共流动轴大致共扩展的流动轴;阀体,位于该入口液流通道和出口液流通道之间,该阀体包括工作腔,具有一条与上述入口液流通道的修正段大致共扩展的轴,为回转阀元件提供一个腔壳,且其中装有可拆卸的阀体工作腔元件;回转阀元件,可控制流体流量;阀维修用通道口,位于该工作腔一端,回转阀元件的下游;可拆卸的阀体工作腔元件位于上述阀元件和阀维修用通道口之间,当其被从维修用通道口完全地插入到阀体腔时,用于与该回转阀元件的一端密封地配合,且其另一端与邻近通道口的工作腔表面密封地配合,包括入口段液流通道,具有一条与上述入口液流通道终止段的流动轴大致共扩展的流动轴;出口液流通道,具有一条与上述出口液流通道起始段的流动轴大致共扩展的流动轴;且其中上述回转阀元件和可拆卸的阀体工作腔元件的维修方法可随维修通道口的不同而变化,该方法包括a.打开阀维修用通道口;b.拆下可拆卸的阀体工作腔元件;c.检查回转阀元件和可拆卸的阀体工作腔元件;d.根据需要,修理或更换回转阀元件和可拆卸的阀体工作腔元件;e.重新定位回转阀元件并且更换可拆卸的液流通道元件;f.关闭该阀维修用通道口。
35.一种可拆卸的阀体工作腔元件,该元件用在具有回转元件的阀里,这种阀用于在管道系统中控制流体流量,该阀具有一个从上游管道部分通向下游管道部分的流体通道,其中该上游管道部分和下游管道部分具有不同的流动轴,该阀包括入口液流通道,与上游管道部分形成流体连通,且其中该入口液流通道有一条与上游管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;出口液流通道,与下游管道部分形成流体连通,且其中该出口液流通道有一条与下游管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;阀体位于入口液流通道和出口液流通道之间,该阀体包括工作腔,具有一条与入口液流通道大致共扩展的轴,且为回转阀元件提供一个腔壳,其中装有一个可拆卸的阀体工作腔元件;回转阀元件,可控制流体流量;阀维修用通道口,位于工作腔一端,处于该回转阀元件和出口液流通道的下游;其中,该可拆卸的阀体工作腔元件适宜于被装在回转阀元件和阀维修通道口之间,而且当该元件被从维修通道口完全插入到阀体内时,其中该可拆卸的阀体工作腔元件适于与回转阀元件密封地配合,且另一端适于与该工作腔毗邻通道口的表面密封地配合;该可拆卸的阀体工作腔元件还包括入口段液流通道,具有一条与上游管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;出口段液流通道,具有一条与下游管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;其中上述回转阀元件和可拆卸阀体工作腔元件的维修方法可随维修用通道口的不同而变化。
36.一种可拆卸的阀体工作腔元件,该元件用在具有回转元件的阀里,这种阀用于在管道系统中控制流体流量,该阀具有一条从上游管道部分通向下游管道部分的流体流动通道,其中该上游管道部分和下游管道部分具有一条公共流动轴,该轴随阀而移动,其中该阀包括入口液流通道,与上游管道部分形成流体连通,且其中该入口液流通道包括起始段,具有一条与上、下游管道部分的公共流动轴大致共扩展的流动轴;终止段,具有一条与流体流动方向成锐角的流动轴,流体沿上、下游管道部分的公共流动轴从上游管道部分流向下游管道部分。出口液流通道,与下游管道系统形成流体连通,其中该出口液流通道包括起始段,具有一条与流体流动方向成锐角的流动轴,流体沿上下游管道部分的公共流动轴从上游管道部分流向下游管道部分;终止段,具有一条与上下游管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;阀体位于入口液流通道和出口液流通道之间,该阀体包括工作腔,具有一条与入口液流通道的修正段大致共扩展的轴,为回转阀元件提供一个腔壳,且其中装有可拆卸的阀体工作腔元件;回转阀元件,可控制流体流量;阀维修用通道口,位于该工作腔一端,处于该回转阀元件和出口液流通道的下游;其中该可拆卸阀体工作腔元件适于被装在回转阀元件和阀维修用通道口之间,而且当该元件被从维修用通道口完全地插入到阀体内时,该可拆卸的阀体工作腔元件适于与回转阀元件密封地配合,且另一端适于与该工作腔毗邻通道口的表面密封地配合;该可拆卸的阀体工作腔元件还包括入口段液流通道,具有一条与上述入口液流通道的终止段大致共扩展的流动轴;出口段液流通道,具有一条与上述出口液流通道的起始段大致共扩展的流动轴;且其中上述回转阀元件和可拆卸的阀体工作腔元件的维修方法可随维修通道口的不同而变化。
37.一种具有回转元件的阀,用于在管道系统中控制流体流量,具有一条从上游管道系统流向下游管道系统的流体通道,其上述上游管道系统和下游管道系统具有不同的流动轴,其中该阀包括入口液流通道,与上游管道系统形成流体连通,其中该入口液流通道具有一条与上游管道系统的流动轴大致共扩展的流动轴;出口液流通道,与下游管道系统形成流体连通,其中该出口液流通道有一条与下游管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;阀体,位于入口液流通道和出口液流通道之间,该阀体包括工作腔,为装在其中的回转阀元件提供一个壳腔;阀维修用通道口,处于阀体一个远离上述入口液流通道和出动液流通道的位置上;可控制流体流量的上述回转阀元件位于入口液体通道和出口液体通道之间,并安装有用于与出口液体通道密封地配合的装置,包括入口段液流通道,具有一个第一位置,该通道的流动轴在该位置上与上述上游管道部分的流动轴大致共扩展;出口段液流通道,具有一个第一位置,在该位置上,该通道的流动轴与下游管道部分流动轴大致共扩展;而且该出口段液流通道与上述入口段液流通道相连通;用于在第一位置和第二位置之间使回转阀元件旋转的装置,在第一位置上入口段液流通道与上述入口液流通道相连通而且出口段液流通道与出口液流通道相连通;在第二位置上,入口段液流通道和出口段液流通道中的至少一个不与相应的入口液流通道或出口液流通道相连通;其中该回转阀元件的维修方法可随维修通道口的不同而变化。
38.如权利要求37所述的阀,其中阀元件从下列元件中选取浮置式球阀、完全和局部(部分的)转轴式球阀。
39.如权利要求37所述,其中阀维修用通道口可用螺纹、法兰盘、压力密封、夹紧或加压盘装置来固定。
40.如权利要求37所述的阀还包括附加的液流控制元件。
41.如权利要求37所述的阀,其中该通道口的中心线和用于旋转回转阀元件的装置的中心线大体上共面。
42.如权利要求37所述的阀,其中通道口的中心线和用于旋转回转阀元件的装置的中心线大体正交。
43.一种具有回转元件的阀,用于在管道系统中控制流体流量,具有一条从上游管道部分流向下游管道部分的流体流动通道,其中上游管道部分和下游管道部分具有一条公共的流动轴,该轴随阀而移动,其中该阀包括入口液流通道,与上游管道部分形成流体连通,而该入口液流通道包括起始段,具有一条与上、下游管道部分的公共流动轴大致共扩展的流动轴;终止段,具有一条与流体流动方向成钝角的流动轴,流体沿上、下游管道部分的公共流动轴从上游管道部分流向下游管道部分;出口液流通道,与下游管道部分形成流体连通,其中该出口液流通道包括起始段,具有一条与流体流动方向成锐角的流动轴,流体沿上、下管道部分的公共流动轴从上游管道部分流向下游管道部分;终止段,具有一条与上、下游管道的流动轴大致共扩展的流动轴;阀体位于上述入口流动通道和出口流动通道之间;该阀体包括工作腔,为装在其中的回转阀元件提供一个腔壳;阀维修用通道口,位于阀体内远离入口液流通道和出口液流通道的位置上;可控制流体流量的回转阀元件位于入口液流通道和出口液流通道之间,且安装有用于当其被从维修用通道口完全地插入到上述工作腔时,与入口液流通道密封地配合的装置和与维修用通道口密封地配合的装置,包括入口段液流通道,具有一个第一位置,在该位置,该通道的流动轴与上述入口液流通道终止段的流动轴大致共扩展;出口段液流通道,具有一个第一位置,在该位置,该通道的流动轴与上述出口液流通道起始段的流动轴大致共扩展;用于在第一位置和第二位置之间使回转阀元件旋转的装置,在第一位置上,入口段液流通道与上述入口液流通道相连通,出口段液流通道与出口液流通道相连通;在第二位置上,入口段液流通道和出口段液流通道中的至少一个不与相应的入口液流通道或出口液流通道相连通;其中该回转阀元件的维修方法可随维修通道口的不同而变化。
44.如权利要求43所述的阀,其中该阀体还包括一个下游阀座和一个施加组装压力的装置。
45.如权利要求43所述的阀,其中阀元件可从下列元件中选取浮置式球阀,完全和部分(部分的)转轴式球阀。
46.如权利要求43所述的阀,其中该阀维护用通道口可用螺纹、法兰盘、压力密封、夹紧或加压盘装置来固定。
47.如权利要求43所述的阀,还包括附加的液流控制元件。
48.如权利要求43所述的阀,其中通道口的中心线和用于旋转回转阀元件的装置的中心线大致共面。
49.如权利要求43所述的阀,其中该旋转装置与一水平管道的竖直中心线平面不在同一个竖直平面上,该水平管道中一个阀的回转装置相对于水平管道来说处于阀的上部中心位置。
50.一种具有回转元件的阀的修理方法,该阀用于在管道系统中控制液体流量,具有一条从上游管道部分到下游管道部分的流体通道,其中上游管道部分和下游管道部分具有不同的流动轴,而且其中上述阀包括入口液流通道,与上游管道部分形成流体连通,且其中该入口液流通道具有一条与上述管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;出口液流通道,与下游管道部分形成流体连通,且其中该出口液流通道有一条与下流管道部分的流动轴大致共扩展的流动轴;阀体,位于入口液流通道和出口液流通道之间,该阀包括工作腔,为装在其中的回转阀元件提供一个腔壳;阀维修用通道口,位于该阀体内一个远离上述入口液流通道和出口液流通道的位置上;回转阀元件,可控制流体流量,处于入口液流通道和出口液流通道之间,装有用于与上述出口液流通道密封地配合的装置,并且包括入口段液流通道,具有一个第一位置,在该位置该回转元件的流动轴与上述上游管道部分的流动轴大致共扩展;出口段液流通道,具有一个第一位置,在该位置该阀元件的流动轴与上述下游液流通道的流动轴大致共扩展而且该出口段液流通道与上述入口段液流通道连通;用于在第一位置和第二位置之间使回转阀元件旋转的装置,在第一位置上,入口段液流通道与上述入口液流通道相连通,而且出口段液流通道与出液流通道相连通,在第二位置上,入口段液流通道和出口段液流通道中的至少一个不与相应的入口液流通道或出口液流通道相连通;其中该回转阀元件的维修方法可随维修用通道口的不同而变化。该方法包括a.打开阀维修用通道口;b.检查该回转阀元件;c.根据需要修理或更换该回转阀元件;d.根据需要重新定位上述回转阀元件;e.关闭阀维修用通道口。
51.一种具有回转元件的阀的修理方法,该阀用于在管道系统中控制液体流量,具有一条从上游管道部分到下游管道部分的流体通道,其中上述上游管道部分和下游管道部分具有一条公共流动轴,该轴随阀而移动,其中该阀包括入口液流通道,与上游管道部分形成流体连通,且其中该入口液流通道包括起始段,具有一条与上述上、下游管道部分的公共流动轴大致共扩展的流动轴;终止段,具有一条与流体流动方向成钝角的流动轴,流体是沿着上述上、下游管道部分的公共流动轴从上游管道部分流向下游管道部分的;出口液流通道,与下游管道部分形成流体连通,其中该出口液流通道包括起始段,具有一条与流体流动方向成锐角的流动轴,流体是沿着上述上、下游管道部分的公共流动轴从上游管道部分流向下游管道部分的;终止段,具有一条与上、下游管道部分的公共流动轴大致共扩展的流动轴;阀体,位于入口液流通道和出口液流通道之间,该阀体包括工作腔,为装在其中的回转阀元件提供一个腔壳;阀维修用通道口,位于该阀体内一个远离入口液流通道和出口液流通道的位置上;上述回转阀元件,可控制流体流量,位于入口液流通道和出口液流通道之间,并且装有当其从上述阀维修用通道口完全地插入到工作腔时,用于与上述入口液流通道密封地配合的装置和用于与该维修通道口密封地配合的装置,而且包括入口段液流通道,具有一个第一位置,在该位置该元件的流动轴与上述入口液流通道的终止段的流动轴大致共扩展;出口段液流通道,具有一个第一位置,在该位置该元件的流动轴与上述出口液流通道的起始段的流动轴大致共扩展,并且该出口段液流通道与该入口段液流通道相连通;用于在第一位置和第二位置之间使回转阀元件旋转的装置,在第一位置上,入口段液流通道与上述入口液流通道相连通,且出口段液流通道与上述出口液流通道相连通;在第二位置上,入口段液流通道和出口段液流通道中的至少一个不与相应的入口液流通道或出口液流通道相连通;且其中该回转阀元件的维修方法可随维修通道口的不同而变化。该方法包括a.打开阀维修用通道口;b.检查该回转阀元件;c.根据需要修理或更换该回转阀元件;d.根据需要重新对正该回转阀元件;e.关闭阀维修用通道口。
52.一种用于阀内部通道口的关闭装置,在阀周围提供定位压力并且给内部零件加压,该关闭装置包括(a)阀体,包括(i)内部通道口;(ii)周向加压台肩,环绕该内部通道口;(iii)阀体狭缝,即为该阀体内壁上的一个周向凹槽,该内壁在该加压台肩的内部,且其中该凹槽的至少一个部分包括一个穿过该阀体在加压台肩内部的侧壁的开口;(b)至少一个内部零件使用时需要压缩载荷,该载荷可从该通道口施加;(c)合适尺寸的阀盖,适于通过该通道口在阀体内部布局,并且适于向至少一个内部零件传递压缩力;(d)加压盘,具有可装在该通道口和阀体狭缝之间的盘体尺寸,且该尺寸适宜于使该盘被从阀体狭缝装入阀体内,该加压盘上还开有至少一个贯通的螺纹孔;(e)至少一个加压螺钉,适于穿入上述至少一个螺纹孔进行配合,并且朝阀盖施加压缩力,同时将加压盘对着阀体加压台肩密封。
53.一种用于阀内部零件通道口的关闭装置,在阀周围提供定位压力并给内部零件加压,该关闭装置包括(a)阀体,包括(i)内部通道口;(ii)周向加压台肩,环绕该内部通道口;(iii)阀体狭缝,即为该阀体内壁上的一个周向凹槽,该内壁在该加压台肩的内部,且其中该凹槽的至少一个部分包括一个穿过该阀体在加压台肩内部的侧壁的开口;(b)至少一个内部零件使用时需要压缩载荷,该载荷可从该通道口施加;(c)可拆卸的阀体工作腔元件,具有适于通过上述通道口在阀体内布局的尺寸,且该尺寸也适于向至少一个内部零件传递压缩力;(d)加压盘,具有可装在该通道口和阀体狭缝之间的盘体尺寸,且该尺寸适于使该盘被从阀体狭缝装入阀体内,该加压盘上还开有至少一个贯通的螺纹孔;(e)至少一个加压螺钉,适于穿过上述加压盘的至少一个螺纹孔以实现拧入,并且朝可拆卸的阀体工作腔元件施加压缩力,同时将加压盘对着阀体加压台肩密封。
全文摘要
直线液流回转阀,其阀元件液流通道(21)弯转远离管道流动轴(22),以将阀内零件布置到位于阀元件(11)的同一流动轴下游的通道口(50)处。另一种实施方案用在带肘弯的管道中,在该管道中回转阀内部零件可从与上游管道相同的流动轴(22)上的通道口(50)处进出。在上两种阀体实施方案中,液流在阀元件(11)的下游被再次弯转后与连接下游管道相连接,第一实施方案中该部分是沿与上游管道(22)相同的轴,在第二实施方案中,该部分是在一条不同的轴上,且大致与上游管道部分成45°或90°角。在两种实施方案中,液流在一个从阀体通道口(50)安装进来的零件(12)处发生弯转。在所有的实施方案中,这一弯转零件还充当阀体开口(50)的受压边界通道盖。在一种变型实施方案中,弯转部件(12)还充当阀座(13)和阀座后密封垫(16)。密封元件实施方案包括浮置式和转轴式球阀及部分球阀和蝶形阀。蝶形阀的优选实施方案具有一个可拆卸的弹性密封材料(71),例如PTFE或一种石墨基层状物,贴在阀的盘形元件(11)上以使所有的液流隔离表面的彻底维修更加方便,而无需从通道口(50)将盘形元件从阀上取下。本文公开了从通道口拆卸和安装阀内部零件的方法。
文档编号F16K43/00GK1179819SQ96192829
公开日1998年4月22日 申请日期1996年2月6日 优先权日1996年2月6日
发明者杰勒德S·亨伍德 申请人:杰勒德S·亨伍德
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