阀和阀杆密封组件的制作方法
【专利摘要】一种阀和阀杆密封组件，能够在苛刻环境和操作条件下防止泄露。该阀包括主体和阀帽，该主体和阀帽固定到一起以容纳流元件、杆和杆密封组件。该主体可以包含封装在其衬里内的主体接合件。流元件定位在阀上的第一端口和第二端口之间。该主体和阀帽可配置成从传递到阀帽的力中消除旋转力。杆密封组件包括主密封件、主轴插入件、间隔物和力传递构件。该杆密封组件还可以包括次密封件和次轴插入件。杆密封件组件基本上邻近于杆，并且配置成装配在杆与第一半主体、第二半主体与阀帽之间的环形空间或腔内。该阀还可以包括泄露检测端口。
【专利说明】阀和阀杆密封组件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2011年10月27日提交的第13/283，168号美国专利申请的优选权。上述专利申请的全部内容并入本文中作为参考。
【技术领域】
[0003]本公开涉及用于调节通过通道的流体流动的装置，这种调节是通过由流元件的明确预先确定的运动来封闭通道或者限制通道进行的，本发明更具体地涉及这样的装置，其中阀杆和/或致动器尤其与填密或密封其的装置关联起来，以防止在阀主体的内部和外部之间的流体泄露。
【背景技术】
[0004]阀是被频繁用来在较宽的温度和压力范围内调节流体、气体和浆料的流的机械装置。阀被用在不同应用中，尤其是工业应用(例如，精炼、化学、石化、制药等)中，并且若干不同类型的阀被开发来满足范围很宽的工业应用。示例包括球阀、旋塞阀、蝶形阀、闸门阀、止回阀、截止阀、隔膜等。阀可由手人工操作，或者用气动、液压或电气致动器来机械操作。
[0005]大多数阀配备有包含流元件的通道,该流元件定位在通道内。该流元件通过流元件的明确的预先确定的运动封闭通道或者限制通道来调节通过通道的流体、气体或浆料的流。流元件具有允许流体、气体或浆料流过通道的打开位置和防止流体、气体或浆料流过通道的关闭位置。流元件的示例包括，但不限于，球阀中的球、蝶形阀中的碟等等。流元件典型地连接到杆，该杆或者以人工方式或者以机械方式在打开位置和关闭位置之间促动流元件。一些球阀配备有阀帽(bonnet)，该阀帽紧固到阀的主体，以将流元件和杆以及任意密封或填密装置固定到适当位置。在操作中，阀杆频繁地在打开位置与关闭位置之间移动，这可能会使阀帽承受到旋转应力，并且随着时间的经过可能会使阀帽松动。松动的阀帽可导致流体、气体或浆料从阀泄漏出，这对于以下更全面描述的理由来说是非常不合需要的。
[0006]阀杆通常与用于填密或密封它的装置关联起来，以防止在阀主体的内部和外部之间的流体泄漏。用于防止阀杆周围的泄漏的普通装置是阀密封件。然而，由于苛刻的环境和工作条件，阀密封件易于泄漏。例如，阀可能暴露于大的且快的温度变化，例如，热周期性变化，导致其密封件快速收缩和膨胀，这可能随时间经过而使密封件劣化。此外，阀密封件有时会暴露于高温环境中，诸如在火烧条件中所经历的那些，这种环境可能会消耗一些密封材料。
[0007]可能影响阀密封件的其他因素包括振动和旋转力。例如，在操作期间，随着阀在其打开和关闭位置之间移动，杆密封件频繁地承受旋转力，随着时间的经过这可能会劣化密封件的完整性导致阀泄漏。此外，阀频繁地承受高压操作条件和压降，这导致振动，而振动会劣化密封件。
[0008]阀主体可由两个分离的半主体构造成，两个所述半主体通过在各自相应面上的带法兰的面连接件固定在一起。两个分离的半主体可具有在带法兰的连接件上的衬里。频繁地，当着两个分离的半主体之间的衬里受到应力和/或压缩时，其倾向于碾击塑变(coldflow)(其在较高温度时会加速)，这损害了密封件的完整性。若衬里上的密封压力不足，将会产生泄漏路径。
[0009]任何泄漏都是非常不希望出现的，因为其破坏了阀控制流或浆料流的能力。此外，近年来，环境方面的规章制度在工业设置中已经更加注重于减少来自阀的泄漏和其他挥发性排出物，这通过对超过允许水平的工厂征收罚金和加以其他惩罚来实现。因此，鉴于上述内容，需要一种能够在苛刻的环境和操作条件下防止泄漏的更有效的阀和阀杆密封组件。
[0010]此外，源自阀的泄漏物和/或挥发性放出物通常在由操作人员进行的现场检验期间被识别出。现场检验经常在阀已经开始泄漏前一直不能识别出劣化的密封件。结果是，在注意到可能使员工遭受到危险材料和/或使工厂遭受到罚款和其他惩罚之前，阀可能已经泄漏了很长一段时间。因此，鉴于上述内容，需要一种能够在泄漏物和/或挥发性放出物释放到环境中之前检测到泄漏物和/或挥发性放出物的更有效的阀和密封组件。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是提供一种能够在苛刻的环境和操作条件下防止泄漏的更有效的阀和阀杆密封组件。本发明的进一步的目标是提供一种能够在泄漏物释放到环境中之前检测到该泄漏物的阀和阀杆密封组件。本发明的再一个目标是提供一种防止阀帽在操作期间转动和松动的阀和阀杆密封组件。根据本发明的以下描述，本发明的额外的目标和优点将变得明显。
[0012]因此，提供的依照本发明的阀和阀杆密封组件能够在苛刻的环境和操作条件下防止泄漏。该阀包括主体和阀帽，该主体和阀帽固定到一起以容纳流元件、杆和杆密封组件。该主体可以包含封装在其衬里内的主体接合件。流元件定位在阀上的第一端口和第二端口之间。该主体和阀帽可配置成从传递到阀帽的力中消除旋转力。杆密封组件包括主密封件、主轴插入件、间隔物和力传递构件。该杆密封组件还可以包括次密封件和次轴插入件。杆密封件组件基本上邻近于杆，并且配置成装配在杆与第一半主体、第二半主体与阀帽之间的环形空间或腔内。该阀还可以包括泄露检测端口。
[0013]上述内容宽泛地列举出本发明的特征和技术优点，以便于理解以下对本发明的详细描述。此后将描述本发明的额外的特征和优点，这些形成了本发明的权利要求的主题。本领域技术人员将理解，所公开的概念和具体实施例很容易作为基础用来修改或设计出用于实现与本发明相同的目的的其他结构。
[0014]本领域技术人员也会认识到，这样的等同结构并没有脱离如所附权利要求中提出的本发明的精神和范围。当联系附图进行考虑时，根据以下描述将更好地理解被认为是本发明的特性的新颖性特征，关于其组织和操作方法方面，以及进一步的目标和优点。然而，显然可以理解，这些图中的每一幅都仅仅是为了说明和描述的目的而提供的，并不旨在作为对本发明的限制的定义。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是依照本发明的阀的实施例的侧视图。
[0016]图2是图1中的阀的实施例的横截面图。[0017]图3是依照本发明的阀的可替换实施例的侧视图。
[0018]图4是图3中的阀的实施例的横截面图。
[0019]图5是在图2和图4中的阀的实施例中主体接合的特写细节视图。
[0020]图6是在图2中所示的依照本发明的杆密封组件的侧视图。
[0021]图7是图6中所示的杆密封组件的横截面图。
[0022]图8是图7中所示的杆密封组件的分解视图。
[0023]图9是在图4中所示的阀的实施例中依照本发明的杆密封组件的可替换实施例的侧视图。
[0024]图10是图9中所示的杆密封组件的可替换实施例的横截面图。
[0025]图11是图10中所示的杆密封组件的可替换实施例的分解视图。
[0026]图12是依照本发明的阀的透视图。
[0027]图13是依照本发明的抗旋转阀帽和主体交接面(interface)的特写细节视图。【具体实施方式】
[0028]图1和图2中以100总体上示出依照本发明的阀的实施例。图3和图4中以100总体上示出依照本发明的阀的可替换实施例，该可替换实施例将在以下更详细地描述。阀100包括阀主体。阀主体可以是单个主体、三件式主体、拼合主体、顶端插入(top entry)或焊接的。在优选实施例中，阀主体可由固定在一起的第一半主体101和第二半主体102形成。第一半主体101可具有带法兰的连接面，该连接面固定到第二半主体102上的相应的带法兰的连接面。第一半主体101和第二半主体102可通过任意传统方式，诸如通过螺纹接合、螺栓接合、焊接接合等等固定在一起。第一半主体101和第二半主体102可由任意适当的材料，诸如碳钢、不锈钢、镍合金等等构造成。作为本领域普通技术人员将会理解，在构造阀和密封组件元件中所使用的所有材料都是根据应用的不同类型选择的。该材料被选择成使功能可靠性、流体兼容性、服务寿命和成本最优化。
[0029]第一半主体101和第二半主体102可具有衬里111。衬里111可以在第一半主体101和第二半主体102的带法兰的面上。第一半主体101和第二半主体102之间的密封通过在两个半主体的带法兰的面上的衬里111之间的接触产生。在优选实施例中，第一半主体101和第二半主体102可栓接在一起，由碳钢形成并涂敷以环氧树脂涂料以防止腐蚀。栓接的连接提供了在第一半主体101和第二半主体102之间产生密封所必需的力。
[0030]如图2、图4和图5中所示，阀100可具有主体接合件123，其配置成在第一半主体101和第二半主体102之间维持足够的密封压力和密封完整性，由此减少泄漏路径的可能性，尤其是在管道系统受到应力、被压缩、错位或遭受振动或热周期性变化时。主体接合件123为衬里111提供了刚性或几乎提供了“记忆性”。主体接合件123可以是环形的盘或弹簧，具有在该主体接合件123的内周和外周之间延伸的若干个脊或波状物。主体接合件123是被动态加载和赋能的，并且可以被封装在衬里111内。在优选实施例中，主体接合件123位于第二半主体102的带法兰的面连接上，并且被衬里111封装。主体接合件123可以优选地位于带法兰的面连接在一起的地方，例如，在第一半主体101和第二半主体102之间的连接点处。
[0031]阀100具有第一端口 103和第二端口 104以及通道105，该通道105配置成使介质(流体、气体或浆料)流动，在第一端口 103和第二端口 104之间延伸。阀100还具有在阀100的内部和外部之间延伸的杆端口 106。阀100进一步包括阀帽107。该阀帽107充当了在第一半主体101和第二半主体102上的盖，并且典型地由与第一半主体101和第二半主体102相同的材料铸造或锻造成。阀帽107可以通过传统方式，诸如螺纹接合、螺栓接合、焊接接合等等固定到第一半主体101和第二半主体102。
[0032]如图2和图4中所示，流元件108定位在第一端口 103和第二端口 104之间。流元件108可以连接到杆109，该杆109以人工或机械方式在打开位置和关闭位置之间促动流元件108。可替换地，为了消除滞后和防止与传统两件式设计相关的衬里伤害，流元件108和杆109可以制造成单件式设计。杆109延伸穿过杆端口 106，连接到致动器110。在优选实施例中，致动器110可以是人工促动的手柄或杠杆；但是，致动器110也可以是任意传统装置，诸如气动、液压、电气致动器等等。流元件108优选地是全端口球，但也可以是当其在打开位置和关闭位置之间移动时能够封闭或限制通道105的任意传统装置。示例包括，但不限于V端口球、标准球等等。
[0033]阀可以配备有衬里111以防止侵蚀。衬里111优选地是基本上均匀厚薄的，并且固定到阀100的表面。衬里111可以固定到阀100的任意表面,但优选地固定到将被暴露于介质的表面。例如，衬里111可以固定到第一半主体101和第二半主体102的定义通道105的表面。衬里111也可以固定到流元件108和杆109的表面。
[0034]衬里111可以通过传统方式固定到阀100。在优选实施例中，衬里通过在阀主体上的一系列鸠尾槽和互锁孔112固定到第一半主体101、第二半主体102和阀帽107，这有助于对处理压力、真空、热周期性变化和温度周期性变化的操控。如本领域普通技术人员所理解的，衬里111材料可基于阀的应用来选择。在腐蚀性应用(例如，氯气、盐酸等)中，衬里111可由氟聚合物和热塑材料，诸如氯化乙丙烯(FEP)、全氟烷氧基(PFA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等等构造成。
[0035]内部垫层113插入在流元件113与阀主体之间。内部垫层113配置和设计成防止阀100内的泄露。在优选实施例中，内部垫层113定位在流元件108与第一半主体101和第二半主体102之间的空隙空间中。构造内部垫层113的材料很大程度上取决于流过阀100的介质的温度、压力和类型。如本领域普通技术人员所理解的，内部垫层113优选地由能够耐受住与介质有关的化学侵蚀、吸收、溶胀、碾压塑变和渗透的影响的任意材料构成。合适的材料包括，但不限于，氟塑料材料，诸如聚四氟乙烯(PTFE)、氯化乙丙烯(FEP)、全氟烷氧基(PFA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等等。
[0036]阀100进一步包括如图2中所示的杆密封组件。图4示出了具有杆密封件组件的可替换实施例的阀100。杆密封件组件被用来防止介质从阀100的内部泄露到外部。杆密封件组件基本上邻近于杆109。在优选实施例中，杆密封件组件配置成装配在由杆109与第一半主体101、第二半主体102和阀帽103之间的区域定义的环形空间内。可替换地，如果第一半主体101、第二半主体102和阀帽103配备有衬里，则杆密封件组件可配置成装配在杆109与衬里111之间的区域定义的环形空间内。
[0037]在图6、图7和图8中示出了图2中所示的杆密封件组件的实施例。杆密封件组件是动态的密封系统，具有几乎免除维修并且不需要现场调节的优点。杆密封件组件还可以充当轴承，并且有助于减小可能会施加到流元件108和杆109上的侧向力。杆密封件组件包括底部垫片114、主密封件115、主轴插入件116、密封件117、间隔物118、次密封件120、次轴插入件121、支撑环122和力传送构件119。如果主密封件115被危害，则次密封件120和次轴插入件122提供备份密封。
[0038]底部垫片114安置(seat)在环形空间的底部中。底部垫片114可具有在其顶部表面上的交界面(interface)，其配置成与主密封件115的底部表面基本上匹配。在优选实施例中，为了防止介质通过，底部垫片114的外周配置成与阀杆基本上配合，并且底部垫片114的内周配置成与阀主体或阀主体衬里111基本上配合。底部垫片114可以由耐受住通过阀的介质的任意材料构造成。合适的材料包括，但不限于，热塑或氟塑料材料，诸如聚四氟乙烯(PTFE)或其它合适的材料。
[0039]主密封件115安置在底部垫片114上方的环形空间中。主密封件115安置在底部垫片114的顶部表面上。在优选实施例中，主密封件115的底部表面配置成与底部垫片114的顶部表面基本上相匹配，并且安置在底部垫片114的顶部表面的顶部上。主密封件115可具有在其内周和外周之间的腔。腔优选地依一定尺寸制造成且配置成接收主轴插入件116。在优选实施例中，腔是U形杯状。如图8中所示，腔在主密封件115的内周与外周之间延伸，并且从主密封件115的顶部延伸到底部。主密封件115的外周和内周可具有多个肋。在主密封件115的外周和内周上的肋起到与环形空间的壁的密封件的作用。可替换地，如果第一半主体101、第二半主体102和阀帽103配备有衬里，则主密封件115与被定义为杆109和衬里111之间的区域的环形空间的壁产生密封。主密封件115可以由能耐受住通过阀100的介质的任意材料构造成。合适的材料包括，但不限于，热塑或氟塑料材料，诸如聚四氟乙烯(PTFE)、氯化乙丙烯(FEP)、全氟烷氧基(PFA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等。
[0040]主轴插入件116安置在底部垫片114上方的环形空间中，并且按一定尺寸制造成且配置成装配在主密封件115的腔内。在优选实施例中，主轴插入件116装配在如图8中所示为U形杯状的腔内。主密封件120和主轴插入件121的U形杯设计使这些元件可以具有比典型填密系统更为宽松的容差，因为这些元件能够在经受轴向负载时快速膨胀，从而填充由于宽松的容差和配合造成的所有空隙。主轴插入件116可由在经受轴向负载时能够快速膨胀的任意材料构造成。合适的材料包括，但不限于合成橡胶和氟聚合物弹性体，诸如氟化橡胶(Viton)或其他合适的材料。
[0041]位于主密封件115和主轴插入件116上方的有密封件117，其安置在环形空间中。在优选实施例中，密封件117可以是V字形密封件。密封件117安置在主密封件115和主轴插入件116的顶部表面上。密封件117可以由耐受住通过阀的介质的任意材料构造成。合适的材料包括，但不限于热塑或氟塑料材料，诸如聚四氟乙烯(PTFE)、氯化乙丙烯(FEP)、全氟烷氧基(PFA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等等。
[0042]间隔物118安置在密封件117的顶部上。间隔物118安置在密封件117的环形空间内。间隔物118配置成与阀帽107上的放泄接头128对准。在优选实施例中，间隔物118可以是套环，具有配置成与放泄接头128对准的孔127。间隔物118可以由足够耐受得住通过阀的介质的任意材料构造成。合适的材料包括诸如不锈钢的金属。在优选实施例中，间隔物118可以具有衬里111。如本领域普通技术人员所理解的，衬里111材料可基于阀的应用来选择。例如，在腐蚀性应用中，衬里111可以由氟聚合物和热塑材料，诸如氯化乙丙烯(FEP)、全氟烷氧基(PFA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等等构造成。[0043]次密封件120安置在间隔物118上方的环形空间中。次密封件120安置在间隔物118的顶部表面上。次密封件120可具有在次密封件120的内周与外周之间的腔。该腔优选地按一定尺寸制造成且配置成接收次轴插入件121。在优选实施例中，腔是U形杯状的。如图8中所示，腔在次密封件120的内周与外周之间延伸，且从次密封件115的顶部延伸到底部。次密封件115的内周与外周可具有多个肋。次密封件115的内周与外周上的肋起到与环形空间的壁之间的密封件的作用。可替换地，如果第一半主体101、第二半主体102和阀帽103配备有衬里，次密封件120与被定义为杆109和衬里111之间的区域的环形空间的壁产生密封。主密封件120可以由能耐受住通过阀100的介质的任意材料构造成。合适的材料包括，但不限于，热塑或氟塑料材料，诸如聚四氟乙烯(PTFE)、氯化乙丙烯(FEP)、全氟烷氧基(PFA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等。
[0044]次轴插入件121安置在密封件117上方的环形空间中，并且按一定尺寸制造成且配置成装配在次密封件120的腔内。在优选实施例中，次轴插入件121装配在为U形杯状的腔内。次密封件120和次轴插入件121的U形杯设计使这些元件可以具有比典型填密系统更为宽松的容差，因为这些元件能够在经受轴向负载时快速膨胀，从而填充由于宽松的容差和配合造成的所有空隙。次轴插入件121可由在经受轴向负载时能够径向膨胀的任意材料构造成。合适的材料包括，但不限于合成橡胶和氟聚合物弹性体，诸如氟化橡胶或其他合适的材料。
[0045]位于次密封件120和次轴插入件121上方的是支撑环122。在优选实施例中，支撑环122可以是不锈钢贝尔维尔(Belleville)支撑环。在支撑环122上方的环形空间内，力传送构件119安置在支撑环122的顶部上。力传送构件119可以是弹簧垫圈，诸如贝尔维尔弹簧垫圈。力传送构件119配置成传递轴向负载给主轴插入件116和次轴插入件121。主轴插入件116和次轴插入件121然后径向地传递该负载，沿着主密封件115和次密封件120的内周和外周定义的区域之间的腔产生密封力。主密封件115和次密封件120于是被向外推，与环形空间的壁产生密封。可替换地，如果第一半主体101、第二半主体102和阀帽103配备有衬里，主密封件115和次密封件120与被定义为杆109和衬里111之间的区域的环形空间的壁产生密封。
[0046]在图9、图10和图11中示出了图4中所示的杆密封件组件的实施例。杆密封件组件包括底部垫片114、主密封件115、主轴插入件116、密封件117、间隔物118和力传送构件119。底部垫片114安置在环形空间的底部中。底部垫片114可具有在其顶部表面上的交界面，其配置成与主密封件115的底部表面基本上匹配。在优选实施例中，为了防止介质通过，底部垫片114的外周配置成与阀杆109基本上配合，并且底部垫片114的内周配置成与阀主体或衬里111基本上配合。底部垫片114可以由耐受住通过阀100的介质的任意材料构造成。合适的材料包括，但不限于，热塑或氟塑料材料，诸如聚四氟乙烯(PTFE)或其它合适的材料。
[0047]主密封件115安置在底部垫片114上方的环形空间中。主密封件115安置在底部垫片114的顶部表面上。在优选实施例中，主密封件115的底部表面配置成与底部垫片114的顶部表面基本上相匹配，并且安置在底部垫片114的顶部表面的顶部上。主密封件115可具有在其内周和外周之间的腔。腔优选地依一定尺寸制造成且配置成接收主轴插入件116。在优选实施例中，腔是U形杯状。如图11中所示，腔在主密封件115的内周与外周之间延伸，并且从主密封件115的顶部延伸到底部。主密封件115的外周和内周可具有多个肋。在主密封件115的外周和内周上的肋起到与环形空间的壁的密封件的作用。可替换地，如果第一半主体101、第二半主体102和阀帽103配备有衬里，则主密封件115和次密封件120与被定义为杆109和衬里111之间的区域的环形空间的壁产生密封。主密封件115可以由能耐受住通过阀的介质的任意材料构造成。合适的材料包括，但不限于，热塑或氟塑料材料，诸如聚四氟乙烯(PTFE)、氯化乙丙烯(FEP)、全氟烷氧基(PFA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等。
[0048]主轴插入件Il6安置在底部垫片114上方的环形空间中，并且按一定尺寸制造成且配置成装配在主密封件115的腔内。在优选实施例中，主轴插入件116装配在为U形杯状的腔内。主密封件115和主轴插入件116的U形杯设计使这些元件可以具有比典型填密系统更为宽松的容差，因为这些元件能够在经受轴向负载时快速膨胀，从而填充由于宽松的容差和配合造成的所有空隙。主轴插入件116可由在经受轴向负载时能够快速膨胀的任意材料构造成。合适的材料包括，但不限于合成橡胶和氟聚合物弹性体，诸如氟化橡胶或其他合适的材料。
[0049]位于主密封件115和主轴插入件116上方的有密封件117，其安置在环形空间中。在优选实施例中，密封件117可以是V字形密封件。密封件117安置在主密封件和主轴插入件的顶部表面上。密封件117可以由耐受住通过阀的介质的任意材料构造成。合适的材料包括，但不限于热塑或氟塑料材料，诸如聚四氟乙烯(PTFE)、氯化乙丙烯(FEP)、全氟烷氧基(PFA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等等。
[0050]间隔物118安置在密封件117的顶部上。间隔物118安置在密封件117上方的环形空间内。间隔物118配置成与阀帽107上的放泄接头128对准。在优选实施例中，间隔物118可以是套环，具有配置成与放泄接头128对准的孔127。间隔物118可以由足够耐受得住通过阀的介质的任意材料构造成。合适的材料包括诸如不锈钢的金属。在间隔物118上方的环形空间内，力传送构件119安置在间隔物118的顶部上。力传送构件119可以是弹簧垫圈，诸如贝尔维尔弹簧垫圈。力传送构件119配置成传递轴向负载给主轴插入件116。主轴插入件116然后径向地传递该负载，沿着主密封件115的内周和外周定义的区域之间的腔产生密封力。主密封件115于是被向外推，与环形空间的壁产生密封。可替换地，如果第一半主体101、第二半主体102和阀帽103配备有衬里，主密封件115与被定义为杆109和衬里111之间的区域的环形空间的壁产生密封。
[0051]阀100可包括泄露检测端口，其从阀外侧上的放泄接头128延伸到主密封件115上方的环状物(annulus)。在优选实施例中，泄漏检测端口从阀的外侧延伸到主密封件115与次密封件120之间的环状物。泄漏检测端口被用来检测是否有任何泄漏发生在密封组件周围。
[0052]如图12和图13中所示，阀帽107与阀主体之间的交界面配置成从被传递给阀帽107的力中消除旋转力。在优选实施例中，在阀帽107上的带法兰的螺栓连接件将阀帽107固定到阀主体。阀帽107上的带法兰的连接件125的顶部边缘可以是基本上平坦的。当阀帽107固定到主体时，阀帽107上的带法兰的连接件125的顶部边缘优选地与第二半主体唇部126的顶部边缘124基本上齐平，在阀帽107上的带法兰的连接件125的顶部边缘与第二半主体唇部126的顶部边缘之间产生基本上平坦的平面。此外，阀帽107与第二半主体102之间的带缺口的交界面129从被传递到阀帽107螺栓的力中消除旋转力，这保持了主体101与阀帽107之间的密封的密封完整性，S卩，防止了阀帽107在操作期间意外转动。如本领域普通技术人员所理解的，为了防止在操作期间的旋转，第二半主体102唇部126的顶部边缘124仅需要高到足以提供足够的阻力来抵消来自阀帽107的力。例如，为了防止阀帽107旋转，第二半主体102唇部126的顶部边缘124可以比阀帽107上的带法兰的连接件125的顶部边缘高。
[0053]在优选实施例中，在组装阀期间，第一半主体101与第二半主体102被栓接在一起。在第一半主体101和第二半主体102之间在两个半主体的带法兰的表面上的衬里111之间产生密封。如图2、图4和图5中所示，阀100具有主体接合件123，其配置成维持第一半主体101与第二半主体102之间的密封完整性。主体接合件位于第二半主体102的带法兰的连接部，并被衬里111封装起来。主体接合件123为衬里111提供刚性或几乎提供了“记忆性”。当第一半主体被栓接到第二半主体时产生密封力，其对主体接合件123动态地装载和赋能。被赋能的主体接合件123在第一半主体101与第二半主体102之间维持足够的密封压力和密封完整性，从而降低了泄漏路径的可能性，尤其是在管道系统受到应力、被压缩、错位或遭受振动时。如图5中所示，主体接合件123位于第一半主体101和第二半主体102之间的连接点处，例如，主体接合件123位于第一半主体101和第二半主体102之间的螺栓连接点周围，并被封装在第二半主体102上的衬里111中。
[0054]密封组件包围杆109。在弹簧垫圈119被加负载时，其传递轴向负载给主轴插入件116和次轴插入件121。主轴插入件116和次轴插入件121然后径向地传递该负载，沿着主密封件115和次密封件120的内周和外周定义的区域之间的腔产生密封力。主密封件115和次密封件120于是被向外推，与被定义为杆109与第一半主体101、第二半主体102和阀帽103之间的区域的环形空间的壁产生密封。可替换地，如果第一半主体101、第二半主体102和阀帽103配备有衬里，主密封件115和次密封件120与被定义为杆109和衬里111之间的区域的环形空间的壁产生密封。阀帽107被栓接到第一半主体和第二半主体。阀帽107充当了第一半主体101和第二半主体102的盖，并且配置成固定密封组件。
[0055]对本文中包含的专利、文件和其他出版物的任何参考都不应被解释为承认它们是现有技术或不是现有技术。尽管已经详细描述了本发明及其优点，应理解本文中教导的特征和实施例的排列可以以许多没有直接公开的额外的组合方式组合和重新排列起来，这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。
[0056]此外，应理解在此在不脱离本发明的精神和范围的情况下可做出不同改变、置换和替换，本发明的精神和范围由以下权利要求定义。当然，存在其他可替换的实施例，这些实施例根据本发明的以上描述是很明显的，且旨在包含在由以下权利要求定义的本发明的范围内。
【权利要求】
1.一种阀,包括: a.主体，具有第一端口和第二端口以及配置成使介质流动的通道，该通道在所述第一端口与所述第二端口之间延伸，其中所述主体具有定位在所述第一端口与所述第二端口之间的流元件， b.杆，固定到所述流元件和致动器，其中所述杆延伸穿过位于所述主体上的杆端口，并且配置成促动所述流元件； c.阀帽，固定到所述主体；和， d.密封组件，基本上邻近于所述杆并且配置成装配在所述杆、所述主体与所述阀帽之间的环形空间内，所述密封组件包括: i.主密封件，具有在其内周与外周之间的腔； ?.主轴插入件，配置成装配在所述主密封件的所述腔内； ii1.间隔物，位于所述主密 封件上方；和 iv.力传送构件，配置成传递轴向负载给所述主轴插入件，其中所述主轴插入件配置成将所述轴向负载径向传递给所述主密封件，与所述环形空间的壁产生密封。
2.如权利要求1所述的阀，其中所述主密封件具有位于所述主密封件的内周和外周上的多个肋，其中所述肋配置成充当对于所述环形空间的壁的密封件。
3.如权利要求2所述的阀，其中所述腔是U形杯状的，在所述主密封件的内周与外周之间延伸并且从所述主密封件的顶部延伸到底部。
4.如权利要求3所述的阀，其中所述阀具有固定到所述阀的表面的耐蚀衬里。
5.如权利要求4所述的阀，其中所述衬里通过一系列的鸠尾槽和互锁孔固定到所述阀的表面。
6.如权利要求5所述的阀，其中所述主体进一步包括固定到所述第二半主体的第一半主体，其中主体接合件封装在所述主体上的所述衬里内并且位于所述第一半主体固定到所述第二半主体之处。
7.如权利要求6所述的阀，所述主体接合件具有在其内周与外周之间延伸的数个脊，所述主体接合件能够在受到力时赋予能量。
8.如权利要求7所述的阀，其中所述密封组件进一步包括: a.次密封件，其安置在所述间隔物上方，其中所述次密封件具有在其内周与外周之间的腔和位于其内周和外周上的多个肋，所述腔配置成接收所述次轴插入件，其中所述肋配置成充当对于所述环形空间的壁的密封件；以及 b.次轴插入件，其安置在所述间隔物的上方，其中所述次轴插入件配置成装配在所述次密封件的所述腔内并将来自所述力的所述轴向负载径向传递给所述次密封件，与所述环形空间的壁产生密封。
9.如权利要求8所述的阀，其中在所述阀帽与所述主体之间设置有带缺口的交界面，所述交界面配置成从传递到所述阀帽的力中消除旋转力。
10.如权利要求9所述的阀，其中所述间隔物具有孔且与所述阀上的放泄接头对准。
11.一种用于阀的杆密封件组件，配置成装配在围绕阀杆的环形空间内，所述杆密封件组件包括: a.主密封件，其中所述主密封件具有在其内周与外周之间的腔，其中所述腔在所述主密封件的内周与外周之间延伸并且从所述主密封件的顶部延伸到底部； b.主轴插入件，其配置成装配在所述主密封件腔内； c.间隔物，其位于所述主密封件的上方；以及 d.力传送构件，其安置在所述主密封件的上方并且配置成传递轴向负载给所述主轴插入件，其中所述主轴插入件配置成将所述轴向负载径向传递给所述主密封件，与所述环形空间的壁产生密封。
12.如权利要求11所述的杆密封件组件，其中所述主密封件具有位于所述主密封件的内周和外周上的多个肋，其中所述肋配置成充当对于所述环形空间的壁的密封件。
13.如权利要求12所述的杆密封件组件，进一步包括位于所述主密封件上方的间隔物，其中所述间隔物具有孔，该孔配置成与所述阀上的放泄接头对准。
14.一种用于阀的杆密封件组件，配置成装配在围绕阀杆的环形空间内，所述杆密封件组件包括: a.主密封件，其中所述主密封件具有在其内周与外周之间的腔，其中所述腔在所述主密封件的内周与外周之间延伸并且从所述主密封件的顶部延伸到底部； b.主轴插入件，其配置成装配在所述主密封件腔内； c.次密封件，其安装在所述主密封件的上方，其中所述次密封件具有在其内周与外周之间的腔，其中所述腔在 所述次密封件的内周与外周之间延伸并且从所述次密封件的顶部延伸到底部； d.次轴插入件，其安置在所述主密封件的上方，并且配置成装配在所述次密封件腔内； e.间隔物，其位于所述主密封件与所述次密封件之间；以及 f.力传送构件，其安置在所述次密封件的上方并且配置成传递轴向负载给所述主轴插入件和所述次轴插入件，其中所述主轴插入件配置成将所述轴向负载径向传递给所述主密封件，与所述环形空间的壁产生密封，其中所述次轴插入件配置成将所述轴向负载径向传递给所述次密封件，与所述环形空间的壁产生密封。
15.如权利要求14所述的杆密封件组件，其中多个肋位于所述主密封件和次密封件的内周和外周上，其中所述肋配置成充当对于所述环形空间的壁的密封件。
16.如权利要求15所述的杆密封件组件，其中所述间隔物具有孔，该孔配置成与所述阀上的放泄接头对准。
17.—种阀,包括: a.主体，具有第一端口和第二端口以及配置成使介质流动的通道，该通道在所述第一端口与所述第二端口之间延伸，其中所述主体具有定位在所述第一端口与所述第二端口之间的流元件， b.杆，固定到所述流元件和致动器，其中所述杆延伸穿过位于所述主体上的杆端口，并且配置成促动所述流元件； c.阀帽，固定到所述主体，其中在所述阀帽与所述主体之间设置有带缺口的交界面，所述交界面配置成从传递到所述阀帽的力中消除旋转力；和， d.密封组件，基本上邻近于所述杆并且配置成装配在所述杆、所述主体与所述阀帽之间的环形空间内。
18.如权利要求17所述的阀，其中所述阀帽具有带法兰的连接件，该连接件具有基本上平坦的顶部边缘，其中所述阀帽的所述带法兰的连接件的所述顶部边缘与所述主体的带法兰的连接件的顶部边缘基本上齐平，在两个所述顶部边缘之间产生基本上平坦的平面。
19.一种阀,包括: a.主体，具有第一端口和第二端口以及配置成使介质流动的通道，该通道在所述第一端口与所述第二端口之间延伸，其中所述主体具有定位在所述第一端口与所述第二端口之间的流元件，其中所述阀具有固定到其表面的耐蚀衬里，其中所述主体进一步包括固定到第二半主体的第一半主体，在所述第一半主体和所述第二半主体的带法兰的面上的所述衬里之间产生密封； b.杆，固定到所述流元件和致动器，其中所述杆延伸穿过位于所述主体上的杆端口，并且配置成促动所述流元件； c.阀帽，固定到所述主体； d.密封组件，基本上邻近于所述杆并且配置成装配在所述杆、所述主体与所述阀帽之间的环形空间内；和 e.主体接合件，其配置成维持所述第一半主体和所述第二半主体之间的密封完整性，所述主体接合件封装在所述主体上的所述衬里内并且位于所述第一半主体固定到所述第二半主体之处。
20.如权利要求19所述的阀，其中所述主体接合件具有在其内周与外周之间延伸的数个脊，所述主体接合件能够在受到力时赋予能量。
【文档编号】F16K31/44GK103998840SQ201280062583
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年10月17日 优先权日:2011年10月27日
【发明者】K.W.克罗希特, N.埃格, S.A.罗维拉三世 申请人:艾吉斯流量技术有限责任公司