專利名稱：球閥座密封件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及球閥，尤其本發(fā)明涉及使用增加該球閥溫度性能和壓力性能的材料和構(gòu)形的球閥座和密封件的設(shè)計。
背景技術(shù)：
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)熟知球閥。一種取得相當(dāng)商業(yè)成功的設(shè)計是由Swagelok公司制造和銷售的60系列球閥，并描述在美國專利號4,410,165(此后簡化為“‘165專利”)和4,602,762中，其所有公開內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。這種球閥設(shè)計的特征在于許多改進該密封件的性能和閥的循環(huán)壽命的特性。該閥包括一對閥座組件，每個位于該閥構(gòu)件的相反一側(cè)。每個閥座組件包括一柔性座圈，一支承環(huán)和一盤簧。該盤簧迫使該座圈與該球的外表面密封接合，并且當(dāng)該閥在壓力下該支承環(huán)降低向內(nèi)的軸向位移和座圈的變形。該球閥的顯著特性在于該球和座圈是“浮動”的，其中該球可在壓力下軸向移動。該浮動球設(shè)計避免需要十字頭式的安裝或其他高成本的選擇方案。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個實施例，一球閥包括一具有穿過其中的通道的閥體，一布置在該通道內(nèi)并安裝成在閥開啟和閥閉合的位置之間有選擇的轉(zhuǎn)動以便控制流過該閥的流體流動的球構(gòu)件。該閥體在該球的相反側(cè)包括一對環(huán)形凸緣槽，每個凸緣槽從該通道徑向延伸。一對座圈布置在所述球的相反一側(cè)的通道內(nèi)。每個座圈具有一與該球的外表面接觸的第一密封表面和一容納在相關(guān)的凸緣槽之一內(nèi)的徑向延伸的環(huán)形凸緣或突起。每個座圈通過各自的盤簧在軸向上彈簧加壓以便將該第一密封表面壓靠在該球上。按照本發(fā)明的一個方面，該閥座的周邊凸緣牢固地保持就位，使得該第一密封表面在該閥受壓下產(chǎn)生懸臂式運動。這可防止該閥座在壓力下過多的軸向位移，并同時使得強化的負(fù)載施加在該閥座上以便當(dāng)該壓力返回低值時有效地重新將該第一密封表面壓靠在該球上。
按照本發(fā)明的另一方面，每個座圈設(shè)有軸向壓縮在凸緣槽內(nèi)的徑向延伸的凸緣或突起。特別是當(dāng)閥在受壓和遭受高溫循環(huán)的情況下，該閥座凸緣構(gòu)造成承受來自兩個方向的流體壓力。在第一實施例中，每個閥座凸緣通過彈性盤簧和具有彈簧特性的并布置在該凸緣槽中強化的彈性密封件軸向受壓。該強化的凸緣密封件用于提供一主體密封并甚至在溫度循環(huán)之后保持該主體密封。該彈性凸緣密封件可以例如柔性石墨密封件剛性較大或例如彈性體密封件剛性較小。該彈性凸緣密封件主要用于主體密封。在一可選擇的實施例中，該盤簧可省去，而采用該強化的凸緣密封件在該閥座凸緣上施加足夠的有效負(fù)載。
按照本發(fā)明的另一方面，球閥座圈由PEEK(聚醚醚酮)或其他與PTFE(聚四氟乙烯)相比相對更硬和剛性更大的塑料材料制成以便增加該閥的溫度性能和壓力性能。
對于參考附圖閱讀以下優(yōu)選實施例的描述的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將會明白本發(fā)明的這些和其他方面及其優(yōu)點。


本發(fā)明可在某些部件和部件的布置中采用實體形式，優(yōu)選實施例及其方法將在此說明書中詳細描述并參考形成此說明書一部分的附圖進行說明，其中圖1是按照本發(fā)明一實施例的球閥，表示其立視圖和部分截面圖；圖2是在組裝后的情況下圖1實施例的球構(gòu)件和閥座組件的更詳細的視圖。
圖3是使用在圖1～3的閥中的座圈的部分截面視圖，表示出該座圈和球構(gòu)件之間的接觸；圖4表示未完全組裝成的情況下該座圈和凸緣密封組件的放大視圖；圖5表示在完全組裝成的情況下該座圈和凸緣密封組件的放大視圖；以及圖6是圖5循環(huán)區(qū)域的放大的分解視圖。
具體實施例方式
參考圖1～4，球閥組件通常用參考標(biāo)號10表示。閥組件10在此示例性實施例中是一浮動球設(shè)計，其中該球保持在兩個柔性座圈之間，如同例如在‘165專利描述和說明的球閥設(shè)計。球閥組件10的大多數(shù)元件是常規(guī)的，并可以與例如‘165專利描述的相同，其細節(jié)不需要在此重復(fù)。本發(fā)明針對例如該座圈和相關(guān)密封件的特定元件在設(shè)計上的改進，這些改型將在這里詳細描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白這里描述的改型將適用于其他的球閥設(shè)計中，而不局限于使用‘165專利描述的球閥。
接著參考圖1，球閥組件10包括球閥體A，和布置在閥體A中的中心通道12內(nèi)的球構(gòu)件B。球構(gòu)件B安裝成在不同視圖中描述的閥開啟位置和閥閉合位置(未示出)之間可選擇地轉(zhuǎn)動。一對閥座組件C和D設(shè)在與球構(gòu)件B的相反一側(cè)的中心通道12中。球構(gòu)件B和閥座組件C和D由一對相反的端蓋E和F封閉在球閥體A內(nèi)。端蓋E和F由任何方便的裝置(在此實施例中是多個安裝螺栓G)安裝到閥體A上。
桿組件I和驅(qū)動手柄組件H用于驅(qū)動閥10。桿組件I連接到手柄組件H上，同時有助于在閥體A內(nèi)支承球構(gòu)件B，其細節(jié)完全描述在‘165專利中。如‘165專利說明的，球構(gòu)件B支承在通道12內(nèi)，使得閥10受壓時，例如當(dāng)該閥閉合時球構(gòu)件B可在通道12內(nèi)軸向移動(參考流體流動通過球B的縱向軸線)。閥10可用手柄H手動驅(qū)動，或作為選擇已知閥10可由安裝其上的致動器驅(qū)動。
本發(fā)明涉及與‘165專利的相應(yīng)結(jié)構(gòu)相比閥座組件C和D中的許多改型。圖2表示圖1的球構(gòu)件B和閥座組件C和D的放大視圖。在圖2中，為清楚起見省去桿組件I以便于說明閥座組件C和D。中心通道12通常是圓柱形并具有比球構(gòu)件B略微大的直徑。球構(gòu)件B包括一流體流動開口14，該開口在例如圖2所示的閥開啟位置與端蓋E和F的流體入口和出口對準(zhǔn)。
閥座組件C和D大致相同，因此只描述其一。每個閥座組件包括三個基本部件，即座圈16，凸緣密封件18和例如盤簧20的產(chǎn)生彈力構(gòu)件20。任何適合的元件可用于在座圈16上施加強化負(fù)載。還可使用一支承或加強環(huán)22。盤簧20和支承環(huán)22在結(jié)構(gòu)和功能上與‘165專利描述的大致相同，其描述不在此重復(fù)。在一些應(yīng)用中，可使用一更強的盤簧以確保座圈16在溫度和/壓力循環(huán)之后密封地與球構(gòu)件B接合。對于本發(fā)明，充分理解盤簧20操作將相關(guān)的座圈16的密封表面24(見圖3)偏移或壓靠球構(gòu)件B的外表面26。如下在所示實施例中進一步說明，同樣盤簧20在閥座凸緣30上施加強化的軸向負(fù)載。
圖4和5表示按照本發(fā)明第一實施例的閥座組件裝置C的另一放大視圖。圖5表示組裝完成后情況下的部件，圖4表示的部件，其中該閥幾乎組裝完成只是閥座組件C沒有完全軸向壓縮。端蓋F設(shè)有朝向盤簧20的內(nèi)肩28座圈16的環(huán)形凸緣30和凸緣密封件18。因此端蓋F在中心通道12中保持并軸向壓縮閥座組件C，并且與球構(gòu)件B密封接合。
座圈16通常是圓盤狀或環(huán)形構(gòu)件，并具有與球構(gòu)件的外表面26接觸的徑向向內(nèi)環(huán)形密封表面24。座圈16還包括徑向和軸向延伸的環(huán)形外周凸緣或突起30。凸緣30緊密地保持在形成于閥體A內(nèi)的埋頭孔34中。埋頭孔34形成支承徑向凸緣30的第一軸向表面38的肩部36。凸緣30的軸向延伸部分32朝向并鄰靠端蓋肩部28，而不軸向壓縮凸緣30。換言之，當(dāng)組裝完成后，在延伸部32的表面和端蓋肩部28之間保持0.0～0.4英寸的間隙，使得沒有明顯的軸向壓縮由內(nèi)肩28直接施加到凸緣30上，而如下描述凸緣30被完全保持住和限制其軸向移位。
凸緣30還形成有圓周方向連續(xù)的槽和缺口40(圖6)。凸緣密封件18布置在凸緣缺口40內(nèi)。如圖4清楚所示，彈性密封件18通常尺寸過大，使其軸向延伸過凸緣延伸部32。盤簧20部分延伸過延伸部32，使得盤簧20和彈性密封件10在組裝時軸向壓縮，而不通過端蓋肩部28將軸向壓縮直接施加到凸緣30上。以此方式，所有施加在凸緣30上的軸向壓縮是由盤簧20和彈性密封件18施加的彈性動態(tài)負(fù)載，而大致沒有靜態(tài)負(fù)載施加在凸緣30上。
當(dāng)閥10如圖1～3組裝完成后，每個凸緣30布置在由組裝后的閥(見圖5)的表面28、34和36限定的凸緣槽中。凸緣30軸向保持在端蓋肩部28和埋頭孔肩36之間，并由盤簧20和彈性密封件18在其上施加彈性負(fù)載。凸緣密封件18可在端蓋肩部28和凸緣30的第二軸向表面之間軸向壓縮。因為座圈16最好由例如PEEK的剛性更大和更硬的塑料材料制成，凸緣密封件18最好由在凸緣30和閥體A和端蓋E和F之間產(chǎn)生強化密封的彈性材料制成。
凸緣密封件18可由任何適合的彈性強化材料制成，并最好由彈性體材料或具有彈簧特性的例如柔性石墨(例如GrafoilTM)更硬的密封材料制成。其他適合的材料包括但不局限于金屬O形圈，C形密封件等。在圖1～3的實施例中，密封件18是GrafoilTM型密封件。因此，至此使用的術(shù)語“強化”和“彈性”可相互交換使用，以便說明密封件18提供強化的主體密封并向凸緣30施加強化的軸向負(fù)載的概念。密封件18只要足夠柔軟或彈性以便提供彈性強化密封以承受閥10的溫度循環(huán)。因此例如柔性石墨的相當(dāng)硬的材料適于用作密封件18。
參考圖4，與例如‘165專利的現(xiàn)有技術(shù)的幾何形狀和構(gòu)形相比，座圈16通過切削材料將通常在外直徑和其內(nèi)直徑之間的軸向尺寸減小。在圖1～4的實施例中，閥座16包括切口100。盡管不需如此，此切口100在圓周方向上是連續(xù)的。本發(fā)明這一特性的重要之處在于閥座16構(gòu)造成在其軸向增加其柔性。換言之，通過閥座16中心主體的切薄或外形加工，形成密封表面24的閥座16的內(nèi)部由盤簧20推靠與球構(gòu)件B的外表面26密封接觸。當(dāng)閥10受到低壓時，此密封接觸最好是但不是必須與該球表面26近似線性接觸密封。
與‘165專利中由例如PTFE(TeflonTM)的相對更軟的塑料材料制成的座圈設(shè)計相比，新型座圈構(gòu)形特別適于由例如聚醚醚酮(PEEK)的相對更硬和剛性更大的熱塑材料制成的座圈16。除PEEK之外可使用的其他材料包括但局限于聚酰胺-酰亞胺(例如TorlonTM)，聚酰亞胺(例如VespelTM)，聚偏二氟乙烯(例如KynarTM)，聚氯三氟乙烯(例如Kel-FTM)，和增強的PTFE(例如填充玻璃或碳的PTFE)。通常，優(yōu)選的是該座圈材料具有比例如PTFE的較軟材料楊氏模量性能或剛性更高的楊氏模量性能或剛性。更優(yōu)選的是，該閥座材料具有比例如PTFE的較軟材料楊氏模量高出大約十倍的楊氏模量。最優(yōu)選的是該閥座材料具有大約400000～600000psi的楊氏模量。與使用例如PTFE材料相比，例如使用PEEK增加了球閥10的高溫性能。然而，PEEK與PTFE相比是大致更硬和剛性更大的材料，因此設(shè)置強化的凸緣密封件18在溫度循環(huán)之后確保充分的主體密封。
保持并軸向壓縮的凸緣30限制并大致防止座圈16為響應(yīng)閥口壓力而產(chǎn)生的軸向自由滑動。另外，座圈密封表面24在盤簧20的壓力下接合球表面26。盤簧20從座圈密封表面24的徑向最內(nèi)邊70對座圈16產(chǎn)生最大軸向力。施加在閥座16上以便提供球密封的彈簧力徑向向外減小。該球的直徑、座圈和彈簧的尺寸適合構(gòu)造成在組裝該閥時座圈16撓曲以便在閥座16和球B之間產(chǎn)生很好密封的接觸密封。
本發(fā)明夾緊的凸緣30提供剛性樞轉(zhuǎn)區(qū)域或樞轉(zhuǎn)點，在受壓下限制座圈16軸向位移的同時座圈16可圍繞該點產(chǎn)生撓曲。從該樞轉(zhuǎn)點以懸臂形式伸出的形成密封表面24的閥座16的徑向內(nèi)部是柔性的。此柔性通過切削切口100的閥座材料得以提高。因此盤簧20可更有效地對座圈16施加力以便確保座圈密封表面24和球表面26之間的良好的密封接觸。當(dāng)使用例如PEEK的更硬和剛性更大的塑料材料作為該座圈時這特別有益。
當(dāng)閥座凸緣30剛性夾緊時，閥座組件D在閥10受壓下限制軸向位移(盡管始終有一些軸向撓曲)。此限制的軸向位移大致降低或消除過大的負(fù)載和應(yīng)力施加到下游的閥座16上。通過降低閥座16上的應(yīng)力，特別是閥座16不會高溫下塑性變形。這確保當(dāng)壓力和/或溫度返回環(huán)境狀態(tài)下時，盤簧20將推靠閥座16進入與球B良好密封的狀態(tài)。因此，新型閥座組件C和D以及使用更硬的材料(此實施例中是PEEK)顯著改進了該閥在重復(fù)的溫度和壓力循環(huán)下的性能。
夾緊凸緣30的懸臂作用以及閥座16的柔性幾何形狀提供另外的性能改進。懸臂設(shè)計的剛性增加座圈16作用在球B上的力以便在密封表面24和球表面26之間產(chǎn)生大于只由盤簧20產(chǎn)生的力的接觸壓力。另外，懸臂構(gòu)形控制閥座16上球形密封表面24的定向。該懸臂的功能使得閥座16在高壓和/或高溫下?lián)锨员阍谇駼和該下游閥座之間產(chǎn)生完全的面接觸。這可分散下游閥座上的負(fù)載并降低變形。當(dāng)去除壓力時，該下游閥座16在盤簧20力下樞轉(zhuǎn)(以懸臂方式)返回到初始形狀并重新建立與球B的密封接觸。這可提高在熱循環(huán)之后的低壓下閥座16與球B的密封能力。另外，由于懸臂裝置固定在夾緊樞轉(zhuǎn)點處的該閥體和該凸緣之間，上游閥座16為響應(yīng)上游的壓力彎曲而不是向下游滑動。因此，由該上游閥座的背面上的壓力產(chǎn)生的一些上游閥座的負(fù)載傳遞到該閥體上而不是球B上。這可造成較小的負(fù)載從該球傳遞到該下游的閥座上。夾緊的凸緣30降低受壓下的下游閥座有效直徑，因此降低通過該球傳遞到下游閥座的力。支承環(huán)22同樣通過當(dāng)其受壓樞轉(zhuǎn)時降低閥座16的有效直徑以便承受來自受壓上游閥座的一些負(fù)載，因此進一步降低通過該球傳遞到下游閥座上的負(fù)載。
同樣，座圈凸緣30與端蓋肩部28相結(jié)合密封凸緣密封件18。在此示例性實施例中，密封件18與在溫度和壓力循環(huán)期間趨于撓曲、彎曲和運動的座圈16的這些部分分開。換言之，即使閥座16的主要部分由于懸臂設(shè)計運動和撓曲時，閥座16相對于彈性密封件18不動。通過將凸緣密封件18固定在與這些撓曲區(qū)域分開的固定位置上，凸緣密封件18不能擠入這些間隙中而遭損壞。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白強化的密封件18的特定位置及其與閥座密封件16的安裝可進行調(diào)整以適用于特定的球閥設(shè)計中。
繼續(xù)參考圖4，5和6，對于由PEEK材料或與例如PTFE相比更硬和剛性更大的塑料材料制成的座圈16，凸緣密封件18趨于在表面X和Z處形成一主要和外部主體密封，并降低高溫循環(huán)對閥座16的作用。凸緣密封件18在肩部28和凸緣第二軸向表面42的軸向壓縮確保沿徑向延伸的表面X和Z的良好的主體密封以便防止壓力下的流體泄漏。特別當(dāng)密封件18由例如柔性石墨的剛性更大的材料制成的情況下，彈性密封件18還可在表面Y處形成第二或備用密封。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白，當(dāng)座圈16是由例如PEEK更硬或剛性更大的材料制成時，本發(fā)明的第二周邊密封Y是有利的。例如，如果改進‘ 165專利的設(shè)計使用PEEK作為該座圈的材料，在’165專利中標(biāo)號為82的O形圈會在該座圈的外周表面提供一徑向向內(nèi)的密封?！?65專利中不需要此密封的位置，這是由于該座圈由能在凸緣140，142處提供充分密封的PTFE制成。然而，試圖沿’165座圈的外周表面密封是困難的，這是由于系統(tǒng)壓力趨于推動O形圈徑向離開該座圈。
特別參考圖6，并按照本發(fā)明的另一方面，閥座凸緣30包括通常軸向向內(nèi)的表面200，該表面當(dāng)閥10組裝完成后軸向壓靠埋頭孔36。向內(nèi)表面200與埋頭孔34徑向肩36的表面BB形成內(nèi)部主體密封。此密封在低溫和低壓下十分出色。然而，我們發(fā)現(xiàn)通過包括一與表面200形成的徑向傾斜角α可大致提高該密封的性能。當(dāng)該閥組裝后，此傾斜部造成閥體A的一角202最初軸向壓入閥座16。當(dāng)端蓋E和F進一步緊固到閥體A上，凸緣30圍繞閥體角202樞轉(zhuǎn)，鄰靠并壓靠表面BB。因此凸緣30圍繞角202彎曲以便在角202和閥座16之間形成增大的應(yīng)力或壓縮密封。即使當(dāng)閥遭受溫度和壓力循環(huán)下，這可產(chǎn)生一出色的內(nèi)部主體密封。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白角202的密封降低凸緣密封件18沿表面Y所需的密封強度。當(dāng)凸緣密封件18是例如彈性體的高彈性，來自流經(jīng)表面BB的流體的流體壓力在某些情況下將密封件18推離表面Y。當(dāng)凸緣密封件18是由例如柔性石墨材料的剛性更大的材料制成時，這種作用不是很明顯。盡管如此，雖然不需要在所有應(yīng)用中使用，采用這種剛性更大的強化密封件18，對于在角202形成主要密封是優(yōu)選的。此密封件顯著地改進了受壓下的密封性能。
按照本發(fā)明的這一方面，同樣角202密封是強化的密封，這是由于通過盤簧20和彈性密封件18施加強化力到凸緣30上。在某些應(yīng)用中，特別是在具有剛性更大的彈性密封件18的場合中，盤簧20可省去(前提是閥座16充分壓靠球B)，如果凸緣密封件18施加足夠強化的軸向負(fù)載將凸緣30壓靠角202。另外，主要內(nèi)部主體密封不需要在角202產(chǎn)生，而可沿限定埋頭孔34的表面BB的任何一處形成。使用彈性密封件18、盤簧20或可使用其兩者，通過簡單施加足夠的軸向壓縮將凸緣30壓靠埋頭孔34的表面來實現(xiàn)此密封。作為另一選擇，可在某些應(yīng)用中使用一例如柔性石墨的剛性更大的密封件18有效地在三個表面X，Y和Z處密封，因此不需要形成角202密封或沿埋頭孔34的表面BB形成主要密封。因此，這些選擇性實施例不需要凸緣30的傾斜表面200。
因此，新型閥座密封組件16，18有效地密封來自兩個方向上的流體壓力，即到達角202的內(nèi)部流體壓力和肩部28處的外部流體壓力。在所示實施例中這可通過角202處的內(nèi)部主體密封和強化密封件18實施的外部主體密封實現(xiàn)。即使該閥在高溫循環(huán)下，強化的凸緣密封件18在表面X和Z處可提供出色的密封，并且閥10受壓下，角202密封提供一出色的密封。注意到強化的彈性凸緣密封件18還可在壓力下改進密封性能，這是由于沿表面28的流體壓力趨于將凸緣密封件18徑向壓靠表面Y，以作為角202密封的第二密封件。
參考圖3，座圈16包括一接觸球構(gòu)件B的外表面26的向內(nèi)密封表面24。球接合表面24通常是球形，其未組裝狀態(tài)下的曲率半徑大于球構(gòu)件B的外表面26的曲率半徑。在此方面，表面24的形狀類似于‘165專利的座圈密封表面136。座圈16設(shè)計成具有彈簧的彈性，以便對球表面26施加密封力。在組裝期間該座圈在球表面26和盤簧20之間軸向壓縮時，這可通過閥座表面24軸向向外扭曲或撓曲來實現(xiàn)。最初，座圈16沿密封表面24的內(nèi)邊70接觸球表面26。邊70由圓柱形表面72的內(nèi)部軸向邊限定，以便形成通過該座圈的流體通道。該流體通道圓周上圍繞該球構(gòu)件中的流通開口14。
在‘165專利中注意到，特別對于圖4，當(dāng)閥座材料是例如PTFE的更軟的塑料時，在最初組裝該閥時存在一初始間隙“g”。此間隙當(dāng)該閥組裝完成后閉合，使得PTFE閥座表面136和該球外表面之間完全表面接觸。然而，如本發(fā)明的圖3所示，并按照本發(fā)明的一個方面，當(dāng)座圈16由例如PEEK的更硬和剛性更大的材料制成時，在閥座密封表面24和球表面26之間有一間隙G，此間隙G最好在該閥組裝完成后始終存在。具有更硬材料的閥座的懸臂設(shè)計和柔性以及剛性更大的彈簧20確保壓力和/或溫度循環(huán)之后閥座16大致返回其與球表面26初始的密封接觸。
盡管采用例如PEEK的更硬材料制成的閥座，其凸緣設(shè)計的優(yōu)點更加顯著，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白此處的新型密封設(shè)計同時可用于由例如PTFE的更軟材料制成的閥座中。
本發(fā)明已參考優(yōu)選實施例描述完畢。對于閱讀并理解此說明書的人們可進行改型和變型。本發(fā)明試圖包括迄今為止的所有這些改型和變型，使其落入所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種球閥包括一具有穿過其中的通道的閥體；一布置在所述通道內(nèi)并安裝成在閥開啟和閥閉合的位置之間有選擇的轉(zhuǎn)動以便控制流過該閥的流體流動的球構(gòu)件；一對位于與所述球的相反一側(cè)的所述閥體內(nèi)的凸緣槽，每個凸緣槽從所述通道徑向延伸；一對位于與所述球的相反一側(cè)的所述通道內(nèi)的座圈；每個座圈具有一與所述球的外表面接觸的第一密封表面；每個座圈具有一容納在相關(guān)的所述凸緣槽之一內(nèi)的徑向延伸的環(huán)形凸緣；以及一對布置在各自所述凸緣槽之一內(nèi)的環(huán)形凸緣密封件。
2.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述凸緣密封件包括一彈性體材料。
3.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述凸緣密封件包括一O形圈。
4.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述凸緣密封件包括一具有彈簧特性的強化的彈性密封件。
5.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述座圈包括一與聚四氟乙烯相比相對更硬和剛性更大的熱塑材料。
6.如權(quán)利要求5所述的閥，其特征在于，所述座圈包括一聚醚醚酮。
7.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，每個所述座圈和凸緣密封件在所述凸緣槽內(nèi)軸向壓縮。
8.如權(quán)利要求7所述的閥，其特征在于，每個所述凸緣軸向壓縮以便在所述凸緣和所述閥體之間形成密封。
9.如權(quán)利要求7所述的閥，其特征在于，每個所述凸緣徑向傾斜，使得在軸向壓縮下所述凸緣在所述凸緣槽內(nèi)一角處形成一主要密封。
10.如權(quán)利要求7所述的閥，其特征在于，所述凸緣密封件沿其外周設(shè)有第二徑向密封。
11.如權(quán)利要求10所述的閥，其特征在于，每個所述凸緣密封件形成壓靠所述凸緣和所述閥體的軸向密封。
12.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，所述座圈凸緣在所述凸緣槽內(nèi)軸向壓縮并在該閥受壓下限制所述座圈的軸向運動。
13.如權(quán)利要求12所述的閥，其特征在于，每個所述凸緣密封件布置在各自凸緣的缺口內(nèi)并通過所述座圈凸緣與所述通道分開。
14.如權(quán)利要求13所述的閥，其特征在于，每個所述座圈凸緣包括一圓周缺口，所述各自凸緣密封件布置在所述凸緣缺口內(nèi)。
15.如權(quán)利要求14所述的閥，其特征在于，所述圓周凸緣缺口沿所述凸緣的外周形成；其中所述凸緣密封件具有大于所述缺口的軸向尺寸的軸向尺寸，使得所述凸緣密封件當(dāng)該組裝后軸向壓縮以便對所述凸緣施加強化的軸向負(fù)載。
16.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于，每個所述閥座凸緣密封件包括柔性石墨。
17.在一種球閥類型的閥中，包括一布置在閥體的流體通道內(nèi)的可轉(zhuǎn)動的球構(gòu)件，和一對座圈，每個座圈具有分別壓靠該球構(gòu)件相反側(cè)的中心主體，所述改進包括每個座圈包括一從所述主體徑向延伸的凸緣；和一包括彈性材料的凸緣密封件，該凸緣密封件與所述凸緣一起軸向壓縮以便形成強化的主體密封。
18.如權(quán)利要求17所述的閥，還包括一彈性力施加裝置，該裝置對所述凸緣施加軸向負(fù)載以便形成第二強化的主體密封。
19.如權(quán)利要求18所述的閥，其特征在于，每個凸緣圍繞所述閥體的一角彎曲以便形成高度壓縮的內(nèi)部主體密封。
20.如權(quán)利要求19所述的閥，其特征在于，所述凸緣密封件提供一外部主體密封。
21.如權(quán)利要求17所述的閥，其特征在于，所述凸緣密封件包括一與形成所述凸緣的材料不同的材料。
22.如權(quán)利要求17所述的閥，其特征在于，所述凸緣密封件包括一彈性體。
23.如權(quán)利要求17所述的閥，其特征在于，所述凸緣密封件包括柔性石墨。
24.如權(quán)利要求17所述的閥，其特征在于，所述閥座包括一與聚四氟乙烯相比相對更硬和剛性更大的材料。
25.在一種球閥類型的閥中，包括一布置在閥體的流體通道內(nèi)的可轉(zhuǎn)動的球構(gòu)件，和一對座圈，每個座圈具有分別壓靠該球構(gòu)件相反側(cè)的中心主體，所述改進包括每個座圈包括一與聚四氟乙烯相比大致更硬和剛性更大的材料，和一從所述主體徑向延伸的凸緣，該凸緣軸向保持以便防止所述凸緣相對于所述主體的軸向位移；所述閥座成形為增加所述閥座主體的軸向柔性。
26.如權(quán)利要求25所述的閥，其特征在于，所述成形閥座包括一徑向延伸的開口，該開口形成鄰接所述凸緣的所述主體的更薄的軸向部分。
27.如權(quán)利要求26所述的閥，其特征在于，當(dāng)該閥在所述球構(gòu)件一側(cè)處于高壓下所述保持的凸緣產(chǎn)生一所述主體的懸臂運動。
全文摘要
一種球閥(10)包括一具有穿過其中的通道的閥體(A)；一布置在該通道內(nèi)并安裝成在閥開啟和閥閉合的位置之間有選擇的轉(zhuǎn)動以便控制流過該閥的流體流動的球構(gòu)件(B)；一對設(shè)在與該球的相反一側(cè)的閥體內(nèi)的凸緣槽，每個凸緣槽從該通道徑向延伸；一對座圈(16)布置在與所述球的相反一側(cè)的通道內(nèi)；每個座圈具有一與該球的外表面接觸的第一密封表面(24)和一容納在相關(guān)的所述凸緣槽(34)之一內(nèi)的徑向延伸的環(huán)形凸緣或突起(30)；該閥座還包括一對布置在各自所述凸緣槽之一內(nèi)的環(huán)形凸緣密封件(18，20)。該閥座材料最好由與PTFE相比相對更硬和剛性更大的材料例如PEEK制成。該閥座構(gòu)形實現(xiàn)一懸臂作用以便改進該閥的溫度和壓力循環(huán)性能。該凸緣密封件是強化的并由一彈性體材料或其他具有彈簧性能的適合的柔性密封材料制成。
文檔編號F16K27/06GK1425112SQ00818609
公開日2003年6月18日 申請日期2000年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月23日
發(fā)明者B·A·霍頓, C·R·布郎, G·卡爾森, J·K·伊維利吉克, J·蒂姆科, K·J·穆拉賽克 申請人:斯瓦戈洛克公司