阀组件的预配置密封件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种阀组件，其具有阀构件和阀座本体。阀构件可往复移动至与阀座本体形成接合和脱离接合。该组件还包括至少一个可变形密封件，其被定位在阀构件与阀座本体的接合位置处。该至少一个密封件预配置有面向该位置的凹槽以在阀构件接近所述接合时形成容腔，用于将流体截获在其中，这降低了阀构件移向接合部的速度并且降低了阀构件作用在阀座本体上的冲击力。而且，被布置在容腔内的流体还减少了作用在阀构件和阀座本体上的轴向负荷。
【专利说明】阀组件的预配置密封件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求提交于2011年4月14日的第61/475,418号的美国临时专利申请的优先权，在此结合其全部内容作为参考。
【技术领域】
[0003]本发明总体涉及阀组件密封件，并更具体地涉及结合有独特预配置密封件的阀组件，并更尤其涉及结合有往复泵的阀组件。
【背景技术】
[0004]大型泵被普遍用于诸如采矿和油田应用中，例如，水力压裂(hydraulicfracturing).在水力压裂过程中，压裂流体(即，水泥、泥、碎砂和其它材料)在高压下被泵压至钻井孔(wellbore)以产生压裂结构。高压往复泵，例如由德克萨斯州的沃思堡市的S.P.M.流量控制股份有限公司(S.P.M.Flow Control, of Inc.)制造的 SPM ' Destiny?
TWS2500压裂泵，是一种在水力压裂中普遍被采用的泵。因此，活塞状柱塞的往复移动分别远离和朝向流体室移动，从而压裂流体被引导以流入和流出泵流体室。随着柱塞从流体室远离流体室移动，室内压力降低，这样在入口阀两侧产生了压差，使压裂流体通过入口阀被吸入室中。当柱塞改变方向并且开始朝向流体室移动时，室内的压力实质上升高，直到出口阀两侧的压差导致出口阀打开，使得加高压的压裂流体通过出口阀排出至钻井孔中。
[0005]由于高工作压力(通常高达15，OOOpsi)以及与压裂流体相关的粗糙固体颗粒，阀和阀座的配合表面易以被快速磨损，并且因此，这些阀和阀座频繁地被更换。这主要是由于流体压力极高，在配合表面上产生了过大的轴向负荷，由于在其间捕获的来自压裂流体的微粒,配合表面被磨损并形成点蚀。此外，由于阀本体迅速接近阀座，阀本体与阀座之间接触产生高冲击力，所以阀组件发生严重损坏。因此，需要一种阀组件，其中，除其它因素外，阀组件中过大的轴向负荷和冲击力被降低(如果未消除)，从而延长了整个阀组件的寿命。
【发明内容】
[0006]在本发明的第一方面，提供了一种阀组件，其包括阀构件和阀座本体。阀构件可朝向和远离与阀座本体的配合接合进行往复地移动。该组件进一步包括被定位于阀构件与阀座本体接合的位置处的至少一个可变形密封件。该密封件可被预配置有面向该位置的凹槽，以在阀构件接近接合部时形成容腔，用于将流体截获在其中。这在阀构件移向接合部时降低了阀构件的速度，并因此降低了阀构件在阀座本体上的冲击力。此外，由于流体被截获在凹槽中，减少了阀构件和阀座本体的配对接合表面上的轴向负荷。因此，延长了阀组件的总体寿命。
[0007]在某些实施例中，可变形密封件被定位在阀座本体上。
[0008]在其它的某些实施例中，可变形密封件被至少部分地定位在阀座本体上的凹腔内。[0009]在又另一个实施例中，阀组件还包括在阀构件上的密封件，用以在阀构件接近接合时接触阀座本体密封件。
[0010]在再又另一个实施例中，阀组件包括在阀构件上的密封件，用以在阀构件接近接合时接触阀座本体上的密封件。该阀构件密封件包括凹槽，其面向阀座本体密封件上的凹槽以在阀构件接近接合部时形成容腔，用于将流体截获在其中。
[0011]在又另一个实施例中，在接合之后容腔保持至少一个密封件中。
[0012]在又另一个实施例中，凹槽在密封件上以弧形形式形成。
[0013]在又另一个实施例中，密封件是由聚氨酯(urethane)形成的。
[0014]在再又另一个实施例中，阀座本体具有倾斜的座表面，其被布置成相对于与阀组件的中心轴线垂直的平面成约30度至约45度的角度。
[0015]在第二方面，提供了一种与往复泵结合的阀组件，该阀组件可在打开位置和闭合位置之间移动以用于相应地打开和关闭泵的流体室。该阀组件包括可在打开和闭合位置之间往复移动的阀构件，该阀构件具有接合表面。该组件进一步包括具有座表面的阀座本体，阀构件的接合表面被偏置成在闭合位置与阀座本体的座表面接合，并且在打开位置被偏置成与该座表面脱离接合。该组件还包括至少一个可变形密封件，其被布置在接合表面和座表面之间的接合位置处。该密封件被预配置有面对该位置的凹槽，以在阀构件接近接合部时形成容腔，用于将流体截获在其中。这降低了阀构件移向该接合的速度，并降低了接合处的冲击力。此外，阀构件和阀座本体的配合接合表面上的轴向负荷减少，因此延长了泵中的阀组件的总体寿命。
[0016]在一些实施例中，至少一个可变形密封件被布置在座表面上。
[0017]在其它一些实施例中，至少一个可变形密封件被至少部分地布置在座表面上的凹腔内。
[0018]在又另一个实施例中，在至少一个可变形密封件上以弧形方式形成凹槽。
[0019]在另一个实施例中，阀组件包括被布置在接合表面上的密封件，以在阀组件向闭合位置移动时接触座表面上的至少一个可变形密封件。
[0020]在再另一个实施例中，接合表面密封件被至少部分地布置在该接合表面上的凹腔内。
[0021]在再另一个实施例中，阀组件进一步包括被布置在接合表面上的密封件，以在阀构件向闭合位置移动时接触座表面上的至少一个可变形密封件。该接合表面密封件包括凹槽，其面向至少一个可变形密封件上的凹槽，以形成容腔，用于将加压流体截获在其中。
[0022]在第三方面，提供了 一种制造用于往复泵的阀的方法。该方法包括提供阀座本体，其具有从其中穿过的管形构件以及座表面。该方法进一步包括将阀构件至少部分地定位在该管形构件内，该阀构件具有接合表面以在阀构件处于闭合位置时接触座表面。而且，该方法包括将密封件固定于密封件表面或接合表面中的至少一个上，该密封件具有预配置的凹槽，其被布置在其中以在阀构件接近闭合位置时形成容腔，用于将流体截获在其中。由于被截获的高压流体产生了轴向负荷与推动阀闭合的轴向负荷力相反，容腔内的流体降低了阀构件在阀座本体上的冲击力，以及减少了阀构件和阀座本体的配合接合表面上的轴向负荷。因此，延长了阀组件的总体寿命。
[0023]在一些实施例中，将密封件固定于座表面或接合表面中的至少一个上的步骤包括将密封件固定在凹腔内。
[0024]在第四方面，提供了一种用于往复泵阀组件的可变形密封件。该阀组件包括具有座表面的阀座本体和具有接合表面的阀构件。接合表面用于当阀构件移至闭合位置时在接合的位置处接触座表面。可变形密封件包括第一表面、第二表面和一对侧表面，以及形成在第二表面上的凹槽。凹槽适于面向该接合的位置使得在阀构件从打开位置移向闭合位置时，流体被截获在第二表面凹槽内，以降低阀构件向座表面移动的速度并降低座表面上的冲击力，从而延长阀组件的寿命。此外，降低了阀构件和阀座本体的配对接合表面上的轴向负荷。这些优点提高了阀组件的总体寿命。
[0025]在其它的一些实施例中，第一表面和侧表面的至少一部分适于被布置在座表面或接合表面的凹腔中。
[0026]在其它的一些实施例中，可变形密封件与阀构件组合。
[0027]在又其它的一些实施例中，可变形密封件如本文所示出和说明的那样与阀组件组
八
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[0028]在第五方面，提供了一种具有阀座本体和阀构件的阀组件，阀构件可往复移动至与阀座本体形成接合和脱离接合。该组件进一步包括第一可变形密封件，其被定位在阀座本体中并被预配置有凹槽。此外，第二可变形密封件被定位在阀构件上并被预配置有凹槽。在第一和第二可变形密封件上的这些凹槽彼此对准并面对，以在阀构件接近阀座本体时形成容腔，用于将流体截获在其中。这降低了阀构件向阀座本体移动的速度，并降低了作用在阀座本体上的冲击力，以便延长阀组件的寿命。此外，减少阀构件和阀座本体的配对接合表面上的轴向负荷。这样的优点引起阀组件的总体寿命延长。
[0029]在第六方面，提供了一种阀组件，其被制造成具有可在打开位置和闭合位置之间移动的阀构件，该阀构件具有接合表面，其用于接触具有座表面的阀座。该阀组件包括可变形密封件，其被布置在接合表面上或阀座表面上，至少一个可变形密封件被预配置成具有凹槽，其用于面对不具有变形密封件的座表面或接合表面，以至于在阀构件移至闭合位置时将流体截获在其中。
[0030]在第七方面，提供了一种阀组件，其包括具有接合表面的阀构件和具有座表面的阀座本体。该阀构件可往复移动至与阀座本体形成接合和脱离接合。接合表面或座表面中的至少一个包括凹槽部，其被布置在第一可变形密封件可第二可变形密封件之间。该凹槽部和第一和第二密封件面对接合位置以形成容腔，用于在阀构件接近接合部时将流体截获在其中。这降低了阀构件移向接合部的速度、降低了阀构件在阀座本体上的冲击力，并减少了阀构件和阀座本体上的轴向负荷。
[0031]在结合附图后，根据下面的详细说明，其它方面、特征和优点将变得显而易见，这些附图是本公开内容的一部分并且通过示例的方式示出了本发明的原理。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]附图有助于对各实施例进行理解。
[0033]图1是阀组件的侧截面图，其中采用了依据本组件第一实施例预配置的至少一个可变形密封件。
[0034]图2A是图1中的阀组件的一部分的放大图。[0035]图2B是被置于关闭位置下的图1中的阀组件的一部分的放大图。
[0036]图3是依据该组件的第二实施例的阀组件的一部分的放大图。
[0037]图4是依据该组件的第三实施例的阀组件的一部分的放大图。
[0038]图5是依据该组件的第四实施例的阀组件的一部分的放大图。
[0039]图6是依据该组件的第五实施例的阀组件的一部分的放大图。
[0040]图7是往复泵设备的一部分的简化示意图，其结合了在本文中说明的任意阀组件作为泵流体室的入口阀和出口阀。
【具体实施方式】
[0041]现在参考图1，阀组件11包括可往复移动的阀构件12，其适于移动成与阀座本体13接合或脱离接合(如箭头23所示)。如图1所示，阀组件11包括至少一个可变形密封件33，其被置于阀构件12和阀座本体13之间接合的位置处，使得，如下文中更加详细地说明的那样，在阀构件12趋近于接合以另外座靠在阀座本体13上形成闭合位置时，密封件33形成容腔(pocket)47以将流体截获在其中。由于流体被截获在容腔47内，容腔47中的压力增加，从而产生力F，起到与阀闭合的力相反的作用，使得在阀组件11达到闭合位置时，阀构件12和阀座本体13上的轴向负荷降低。此外，密封件33和容腔47被定位并另外形成为降低阀构件12移向接合的速度，并因此，降低了阀构件12在阀座本体13上的冲击力。
[0042]通常由诸如铸钢等金属构成的阀座本体13优选是管形构件15，其限定出围绕中心轴线22对称且轴向地布置的内壁部18。阀座本体13在其上端部具有倾斜的/圆锥形的座表面17，该座表面17从内壁部18延伸至外壁部19。在图1所示的实施例中，座表面17的锥形轮廓被布置成相对于与中心轴线22垂直的平面成角度20，并且在所示的实施例中其还与阀构件12上的接合表面32的角度相对应。在一个实施例中，角度20最好被设置成从约30度至约45度。在其它实施例中，角度20从约30度至约40度、从约30度至约35度、从约35度至约45度、从约35度至约40度、从约40度至约45度、大于30度，或小于45度；但是角度20的范围可变化。而且，当阀组件11被用于往复泵时，可期望其具有环状密封件21，环状密封件21围绕座体13外部延伸以当安装在泵的流动通路内时使其能够密封。
[0043]阀构件12也是由诸如铸钢的金属构成的，其可响应于泵内的压差而在打开位置(即阀构件12与阀座本体13间隔开)和闭合位置(即，阀构件12与阀座本体13配合或接合，如图2B所示)之间往复移动。在图1中，阀构件12包括三个支腿25，这三个支腿25具有外端部27，其可滑动地接合环形构件15的内侧壁18。支腿25被固定至中心杆29或与其一体形成，中心杆29沿中心轴线22向上延伸至上部阀本体部31。在图1所示实施例中，上部阀本体部31从杆29径向向外张开，并且在其外直径处具有面向下且向外的环状密封/接合表面32。
[0044]在闭合位置，阀构件12的接合表面32被偏置成与阀座本体13的座表面17接合，而在打开位置下与座表面17脱离接合。例如，凸台40从上部阀本体31的上端部延伸出并与中心轴线22同轴。诸如盘簧75的偏置构件被布置在凸台40和泵的歧管外壳的一部分(未示出)之间。在操作中，作用在阀本体部31上的压差引起阀构件12在向上的方向上移动(箭头9所示方向)以使接合表面32与座表面17分开。该移动压缩盘簧74并且使流体流过环形构件15以及接合表面32和座表面17之间。在泵冲程结束时，盘簧75中所存储的能量克服压差并在阀构件12上施加闭合力以使阀构件12在向下的方向(箭头10所示方向)上移动至闭合位置(图2B)，从而阻止液体在接合表面32和座表面17之间流动。
[0045]具体参考图2A和图2B，可变形密封件33由第一表面33a、第二表面33b和一对侧表面33c和33d构成。该密封件33预配置有在第二表面上形成的环状凹进的凹槽41，并被定位成使得凹槽41面向座表面17以在阀构件12接近阀座本体13时形成容腔47，以将流体截获在其中。如图2A和图2B所示，凹槽41在内基底部43和外基底部45之间弧形延伸；但凹槽41的形状可以其它方式配置(即矩形、方形，等)并成形为任意大小(更宽、更窄、深度增加或深度减少，等)。此外，虽然密封件33包含在其中的单个凹槽41，但是密封件33可被预配置成在其中形成一组更小的凹槽，使得密封件33包括一组例如峰和谷。而且，接合表面32可被配置成在其上接收多于一个的可变形密封件33，使得被布置在接合表面32处的第二可变形密封件33环绕并另外围绕第一可变形密封件33。
[0046]可优选地，接合表面32包括环形凹腔34，用于将密封件33固定在其中，尽管接合表面32可选地不具有环形凹腔34，使得密封件经由粘合剂或其它方式可直接连接在接合表面32上。环形凹腔34大体上被居中布置在接合表面32上；但是，环形凹腔34也可被定位成另外的形式(即，被非居中布置在表面32上，使得凹腔34更接近于管形构件15，或者进一步远离管形构件15)。而且，除了被配置成在表面32上的任意处以外，凹腔34可具有任意的宽度、深度和/或形状以将密封件33固定于其内。在图1、图2A和图2B所示的实施例中，环形凹腔34可选地包括斜角35，以使密封件33能够在由该斜角35所限定出的空间内至少部分地变形。密封件33在斜角35所限定的空间内变形使得表面17和32之间金属与金属接触而不引起对密封件33的损坏。
[0047]在操作中，在阀构件12在向下的方向(箭头10所示的方向)上移动至闭合位置时，密封件33，且具体是内基部43和外基部45，开始接触座表面17 (图2A)。开始接触时，凹槽41和座表面17形成容腔47以将流体截获其中。如图2B所示，阀构件12向闭合位置的连续移动使密封件33压缩并另外变形，其还迫使少量流体离开容腔47。这使阀构件12向阀座13的速度放慢，并因此，降低座表面17与接合表面32之间的冲击力和金属与金属接触。此外，通过将流体截获在容腔47中，随着阀构件12继续朝向闭合位置移动至并达到闭合位置，容腔47内的积累的压力产生力F，其起到反抗在阀构件12上的闭合力的作用。因此，当接合表面32接触座表面17引起金属与金属接触时，闭合加压的力由于相反作用的压力F而减少，这减少了阀构件12和阀座本体13上的轴向负荷。这样，由于压裂流体颗粒被夹在表面17和32之间引起任何对表面17和32的损害实质性降低。而且，由于限定体积的压裂流体被保持在容腔47中，颗粒保持在压裂流体内浮动而并不直接压靠在表面17和32上，因此进一步降低和/或基本消除了对表面17和32的点蚀和磨损。此外，随着阀组件11两侧的压差改变，力F还起到提升阀构件12远离阀座表面13的作用。
[0048]密封件33优选地由包括例如氨基甲酸乙酯的常规热塑材料形成。此外，密封件33可选地包括诸如纤维或有机增强材料，例如碳纤维，玻璃纤维，棉纤维，或其它有机增强材料，或它们的组合，其在密封件内可随机布置也可特定地定向布置。纤维增强材料可选地由包括具有大量单独的纤维的纤维束的平织纤维或纤维网构成。纤维增强材料被用于防止和/或另外降低密封件33层间剥离的可能性。可选地，密封件33形成具有95A丢洛硬度(durometer)或更大的硬度。例如，密封件33形成具有60D丢洛硬度或更高的硬度，但是在任何情况下都不会大于阀构件12和/或阀本体13的硬度和刚度。
[0049]在图3中示出的备选实施例中，阀座本体13包括额外的密封件37，其被布置在阀座本体表面17处的凹腔38内。阀座密封件37优选地与密封件33是同一热塑材料，并且其沿座表面17与密封件33沿接合表面32延伸至少相同的距离。因此，随着阀构件11向座体13移动，密封件33接触密封件37而不接触座表面17。
[0050]在阀构件12向闭合位置移动时，密封件33的部分43和45开始接触阀座本体13上的密封件37以产生容腔或凹腔47以用于将钻探、开采浆液，或压裂流体截获在其中。阀构件12向闭合位置连续移动使密封件33和37压缩和/或变形，其还迫使流体离开容腔47。这放慢了阀构件12向阀密封本体13移动的速度，并因此，降低了座表面17与接触表面32之间的冲击力和金属与金属的接触。此外，在阀构件接近阀座本体13时，由于压力高，被截获在容腔47内的流体被压缩，进一步降低了阀构件12的速度。当金属与金属发生接触(即，当表面17和32接触)时，流体保持在容腔47里但体积缩小。如前所述，被截获在容腔37里面的流体的压力产生力F，其起到抵抗阀接近力的作用，以降低阀构件12和阀座本体13上的轴向负荷，并因此降低了对阀构件12和阀座本体13的损害。
[0051]在图4示出的又另一个实施例中，从阀构件12中省去密封件33。尤其是，阀组件11包括被布置在阀座本体上的可变形密封件49。密封件49被定向成使得在密封件49内预配置的凹进的凹槽51朝向阀构件12上的接合表面32。在操作中，在阀构件12接近阀座本体13时，接合表面32开始接触部分53和55以形成封闭的容腔61以将液体截获在其中。如前面所解释的，阀构件12朝向闭合位置的连续移动使密封件49压缩和/或变形，这还迫使流体离开容腔61。这放慢了阀构件12向阀座本体13移动的速度，并因此，降低了作用在配合或接合表面的冲击力，以及轴向力，其通常是由于阀构件12和阀座本体13之间的金属与金属接触导致的。
[0052]图5是阀组件11的又一个备选实施例。在图5所示的实施例中，阀组件11包括在阀构件12中的第一可变形密封件86，其被预配置有凹槽90，并且阀组件11包括在阀座本体13中的第二可变形密封件80，其也被预配置有凹槽84。如图5所见，凹槽84和90面朝彼此并且彼此对准以在阀构件12和阀座本体13之间接合的位置处形成容腔92，这获得了前面所讨论的优点。
[0053]图6是阀组件11的再另一个备选实施例。在图6示出的实施例中，接合表面32包括凹进的通道130，其在第一可变形密封件132和第二且间隔开的可变形密封件134之间延伸。如图所示，密封件132和134被固定在具有斜角140的凹腔138内，使得随着密封件132和134被压缩，密封件在斜面内变形。如下面所讨论的，密封件132和134的变形可使得表面17和32之间的金属与金属接触而不致使密封件132和134损坏。
[0054]在操作中，在阀构件12在向下的方向(箭头10的方向)上移动至闭合位置时，密封件132和134开始接触座表面17。当开始接触时，凹进的通道130，密封件132、134和座表面17形成容腔136以将流体截获在其中。阀构件12向闭合位置连续移动使密封件132和134压缩和变形，并提高容腔136内的流体压力，这放慢阀构件12向阀座13移动的速度。这降低了座表面17和接合表面32之间的冲击力。此外，被截获的流体中的压力产生力F，其抵抗作用在阀构件12上的闭合力。据此，当接合表面32接触座表面17时，闭合压力由于反作用的压力F而减少，这降低了阀构件12和阀座本体13上的轴向负荷。如此，显著降低了由于被夹在表面17和32之间的压裂流体颗粒引起的对表面17和32的任何损害。而且，由于容腔136内保持压裂流体的限定体积，颗粒保持在压裂流体中浮动而并不直接压靠表面17和130。
[0055]虽然图6中示出的实施例揭示了凹槽130以及在阀构件12上的密封件132和134，但是密封件132和134可选地以类似的方式被定位在阀座本体13上。而且，阀组件11可被配置成使得沿密封件132和134的凹槽130可被定位在阀构件12和阀座本体13上，以至于彼此对准并彼此面对以在其间形成容腔136。虽然在图1、图2A、图2B和图6示出的实施例中示出了斜面35和140，但是本文中所揭示的其它实施例可选地可配置成在其中结合斜面以有助于可变形密封件的变形，同时最小化和/或消除对其的损害。
[0056]与往复泵设备结合后，任意前述的阀组件11都可被用于获得特定优势，往复泵设备例如是在2008年4月29日公告并受让于本发明的受让人的第7，364，412号美国专利中揭示和描述的那类往复泵设备。这里结合该专利的说明书的全部内容作为参考。例如，并且如图7中示意性示出的，所有在本文中所说明的阀组件11可被用作入口阀100和/或出口阀102，以通过可往复移动的活塞105使流体从流体室104来回移动，从而分别打开入口阀100以将压裂流体吸入室104中(出口阀弹簧偏置成关闭)，以及打开出口阀102以允许流体流过(入口阀弹簧偏置关闭)。
[0057]依据本文所揭示的实施例，阀组件11是通过提供具有管形构件15及座表面17的阀座本体制造的。该方法进一步包括将阀构件12至少部分地定位在管形构件15内，阀构件12具有接合表面32，以在阀构件12处于闭合位置时接触座表面17。该方法还包括将密封件33固定至座表面17或接合表面32中的至少一个上，具有预配置的凹槽41的密封件33被布置在其中，在阀构件12接近闭合位置时形成容腔47，以将流体截获在其中。该方法还包括将密封件33固定在座表面17或接合表面32中的至少一个上的凹腔34内。例如，在制造和组装过程中，密封件33优选地被模制到位，使得第一表面33a和侧表面33d和33c的至少一部分被布置在凹腔34内；但是，密封件33可另外被安装和固定在凹腔34内。而且，密封件33还可被附连在不具有凹腔34的密封表面32的顶部上(经由粘合剂或其它方式)。
[0058]对于本文所说明的实施例可实现各种变形，而不背离本发明的原理。例如，虽然阀构件12被描述成具有多个支腿25，但是对于这些阀构件可采用各种不同的设计。此外，虽然在每个所说明的实施例中，但是阀构件和阀座本体的接合表面的角度是相同的，即使角度稍有不同，操作原理仍相同。
[0059]而且，虽然在特定实施例中，本文已经说明了阀组件，以与具有诸如压裂流体的高粗粝性流体的往复泵结合操作，但是要理解的是，所述阀组件的许多其它应用也落入本发明的范围。例如，这些阀组件可被用在将钻井流体直接泵压至钻井孔，使矿浆料通过管线的泵中、被用于泵压具有流体颗粒的流体的泵中，或者被用在泵以外的应用中。
[0060]在前述特定实施例的说明中，为了清楚的原因已经采用了特定的术语。但是，本发明并不意图被限制于所选定的这些特定术语，而是要理解每一个特定术语包括以类似方式操作以获得类似技术目的的其它技术等价术语。
[0061]在本说明书和权利要求书中，措辞“包括”应被理解为“开放”的语感，也就是，以“具有”的语感进行理解，并因此而不限于其“封闭”的语感，封闭语感是指“仅由…组成”的语感。当出现“包括”、“包含”和“具有”时，这种相应的含义将被赋予该相应措辞。
[0062]此外，前述仅说明了本发明的一些实施例，而对其可做出改变、变形、添加和/或修改，而不背离所揭示实施例的范围和精神，这些实施例是示例性的而不是限制性的。
[0063]而且，本发明已经结合当前被认为是最使用且最优选的实施例来说明，应该理解的是本发明并不限于已揭示的实施例，而是相对地，旨在覆盖被包括在本发明的实质和范围内的各种变形和等价布置，其仅由附属权利要求限定。而且，以上所说明的各种实施例可结合其它实施例来实施，例如，一个实施例的多个方面可与另一个实施例的多个方面组合来实现又另外的实施例。进一步地，任意给定组件的每一个独立特征或组分可构造出额外的实施例。
【权利要求】
1.一种阀组件，包括: 阀构件； 阀座本体； 所述阀构件可往复地移动至与所述阀座本体形成接合和脱离接合；和至少一个可变形密封件，其被定位于所述阀构件与所述阀座本体的接合位置处，所述至少一个密封件被预配置有面向所述位置的凹槽以在所述阀构件接近所述接合时形成容腔，用于将流体截获在其中，从而降低所述阀构件移向所述接合的速度、降低所述阀构件作用在所述阀座本体上的冲击力，并降低在所述阀构件和阀座本体上的轴向负荷。
2.如权利要求1所述的阀组件，其中，所述至少一个可变形密封件被布置在所述阀座本体上。
3.如权利要求2所述的阀组件，其中，所述至少一个可变形密封件被至少部分地布置在所述阀座本体上的凹腔内。
4.如权利要求2所述的阀组件，还包括被布置在所述阀构件上的密封件，以在所述阀构件接近所述接合时接触所述阀座本体密封件。
5.如权利要求2所述的阀组件，还包括被布置在所述阀构件上的密封件，以在所述阀构件接近所述接合时接触所述阀座本体密封件，所述阀构件密封件包括凹槽，所述阀构件密封件的凹槽面向被布置在所述阀座本体上的至少一个可变形密封件上的凹槽，以在所述阀构件接近所述接合时形成容腔，用于将流体截获在其中。
6.如权利要求1所述 的阀组件，其中，在所述接合之后流体保留在所述容腔中。
7.如权利要求1所述的阀组件，其中，所述凹槽在所述密封件上以弧形方式形成。
8.如权利要求1所述的阀组件，所述密封件是由聚氨酯形成的。
9.如权利要求1所述的阀组件，其中，在所述接合之后流体保留在所述至少一个密封件中。
10.如权利要求1所述的阀组件,其中，所述阀座本体具有倾斜的座表面,所述座表面被布置成相对于与所述阀组件的中心轴线垂直的平面成约30度至约45度的角度。
11.一种与往复泵相结合的阀组件，所述阀组件可在打开位置和闭合位置之间移动，用于相应地打开和关闭所述泵的流体室，所述阀组件包括: 阀构件，其可在所述打开位置和闭合位置之间往复地移动，所述阀构件具有接合表面； 阀座本体，其具有座表面，在所述闭合位置所述阀构件的所述接合表面被偏置成与所述阀座本体的所述座表面接合，并且在所述打开位置所述接合表面被偏置成与所述座表面脱离接合；以及 至少一个可变形密封件，其被布置在所述接合表面和座表面之间的接合位置处，所述密封件被预配置有面向该位置的凹槽以在所述阀构件接近所述接合时形成容腔，用于将流体截获在其中，从而减少所述阀构件朝向所述接合的速度，并减少在所述接合的冲击力和轴向负荷。
12.如权利要求11所述的阀组件，其中，所述至少一个可变形密封件被布置在所述座表面上。
13.如权利要求11所述的阀组件，其中，所述至少一个可变形密封件被至少部分地布置在所述座表面上的凹腔内。
14.如权利要求11所述的阀组件，其中，所述凹槽在所述至少一个可变形密封件上以弧形方式形成。
15.如权利要求12所述的阀组件，还包括被布置在所述接合表面上的密封件，以在所述阀构件移向所述闭合位置时，接触所述座表面上的所述至少一个可变形密封件。
16.如权利要求15所述的阀组件，其中，所述接合表面密封件被至少部分地布置在所述接合表面上的凹腔内。
17.如权利要求12所述的阀组件，还包括被布置在所述接合表面上的密封件，以在所述阀构件移向所述闭合位置时接触所述座表面上的所述至少一个可变形密封件，所述接合表面密封件包括凹槽，所述接合表面密封件的所述凹槽面向所述至少一个可变形密封件上的凹槽以形成容腔，用于将加压流体截获在其中。
18.—种往复泵的阀的制造方法，所述方法包括: 提供具有管形构件的阀座本体，所述阀座本体包括座表面； 将阀构件至少部分地定位在所述管形构件内，所述阀构件具有接合表面，以在所述阀构件处于闭合位置时接触所述座表面； 将密封件固定至所述座表面或所述接合表面中的至少一个，所述密封件包括被布置在其中的预配置的凹槽，以在所述阀构件接近所述闭合位置时形成容腔，用于将流体截获在其中。
19.如权利要求18所述的·方法，其中，将所述密封件固定至所述座表面或所述接合表面中的至少一个包括将所述密封件固定在凹腔内。
20.一种用于往复泵阀组件的可变形密封件，所述泵阀组件包括具有座表面的阀座本体、具有接合表面的阀构件，所述接合表面用于当所述阀构件移至闭合位置时在接合位置处接触所述座表面，所述可变形密封件包括: 第一表面、第二表面和一对侧表面；以及 凹槽，其形成在所述第二表面中并适于面向所述接合位置，使得在所述阀构件从打开位置移至所述闭合位置时，将流体截获在所述第二表面凹槽内，以降低所述阀构件朝向所述座表面的速度并降低作用在所述座表面上的冲击力，并且降低在所述阀构件和阀座本体之间的轴向负荷。
21.如权利要求20所述的密封件，其中，所述第一表面和所述侧表面的至少一部分适于被布置在所述座表面或所述接合表面上的凹腔内。
22.如权利要求20所述的可变形密封件，其与所述阀构件相组合。
23.如权利要求22所述的组合，其中，所述阀构件是另外如权利要求1所述限定的。
24.—种阀组件,包括: 阀座本体； 阀构件，所述阀构件可往复地移动至与所述阀座本体形成接合和脱离接合； 第一可变形密封件，其被定位在所述阀座本体中，并预配置有凹槽； 第二可变形密封件，其被定位在所述阀构件上，并预配置有凹槽，以及 在所述第一和第二可变形密封件上的所述凹槽彼此对准并且彼此面对，以在所述阀构件接近所述阀座本体时形成容腔，用于将流体截获在其中，以降低所述阀构件朝向所述阀座本体的速度和作用于所述阀座本体的冲击力，并且降低在所述阀座本体和阀构件上的轴向负荷。
25.—种阀组件，其被制造成具有可在打开位置和闭合位置之间移动的阀构件，所述阀构件具有接合表面，其用于接触具有座表面的阀座，其特征在于包括: 可变形密封件，其被布置在所述接合表面上或所述阀座表面上，所述至少一个可变形密封件预配置有凹槽，用于面向不具有所述可变形密封件的所述座表面或接合表面，以在所述阀构件移至所述闭合位置时将流体截获在其中。
26.—种阀组件,包括: 阀构件，其具有接合表面； 阀座本体，其具有座表面； 所述阀构件可往复地移动至与所述阀座本体形成接合和脱离接合；以及 所述接合表面或所述座表面中的至少一个具有凹槽部，其被布置在第一可变形密封件和第二可变形密封件之间，所述凹槽部和所述第一和第二密封件面向所述接合的位置以在所述阀构件接近所述接合时形成容腔，用于将流体截获在其中，从而降低所述阀构件移向所述接合的速度，降低所述阀构件作用在所述阀座本体上的冲击力，并减少在所述阀构件和阀座本体上的轴向 负荷。
【文档编号】F16K25/02GK103597262SQ201280029300
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年4月12日 优先权日:2011年4月14日
【发明者】J.H.伯恩 申请人:S.P.M.流量控制股份有限公司