專利名稱：高溫閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及控制閥，并且更具體地說，涉及適于在高溫應(yīng)用中使用的控制閥。
背景技術(shù)：
通常應(yīng)理解，在某過程應(yīng)用中，有時將兩個或更多個管道相連接以在兩個或更多個場所之間傳輸流體，或進(jìn)行流混合或流分離應(yīng)用。典型地，閥包括諸如閥塞的控制元件以 及共同作用以控制通過閥體的流體的流量的一個或多個內(nèi)部部件。經(jīng)常將各種內(nèi)部部件稱為閥內(nèi)件。典型的閥內(nèi)件包括例如緊固在閥體內(nèi)的一 個或多個閥座。然而，使用多個部件來實(shí)現(xiàn)希望的閥內(nèi)件的結(jié)果是在多個部件的接口處 能夠構(gòu)成泄漏路徑。為了密封這些泄漏路徑，典型的閥內(nèi)件組件包括橡膠0型圈或類 似構(gòu)造的墊圈。然而，這些材料僅在高達(dá)約450° F(232.22°C )時有效。因此，對于在 450° F(232. 22°C )以上施行的應(yīng)用需要不同的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個實(shí)施方式包括用于流體流量控制裝置的閥內(nèi)件組件，其中，該流體 流量控制裝置包括閥體和控制元件。閥體限定入口、出口以及設(shè)置在入口與出口之間的喉 管。控制元件設(shè)置在閥體的喉管內(nèi)，并且適于在第一位置和第二位置之間移位，以控制通過 閥體的流體的流量。閥內(nèi)件組件包括閥座和保持環(huán)。閥座在喉管內(nèi)固定至閥體，并且保持 環(huán)螺紋連接至閥座。在閥內(nèi)件組件與閥體之間設(shè)置有密封件，該密封件防止泄漏，并且能承 受至少450° F (232. 22 0C )的溫度。在一個實(shí)施方式中，密封件能夠包括包含石墨材料的環(huán)形密封件，其被擠壓在閥 座與保持環(huán)之間，并且與閥體相接合以提供液密密封。石墨材料幫助確保該密封件能夠承 受至少450° F (232. 22 0C )的運(yùn)作溫度。在另一實(shí)施方式中，密封件能夠包括在保持環(huán)與閥體之間的金屬對金屬接觸。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的流體流量控制裝置的第一實(shí)施方式的橫截面?zhèn)?視圖；圖IA是從圖1中的圓IA取得的圖1的流體流量控制裝置的部分詳細(xì)視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的流體流量控制裝置的第二實(shí)施方式的橫截面?zhèn)?視圖；圖2A是從圖2中的圓2A取得的圖1的流體流量控制裝置的部分詳細(xì)視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的流體流量控制裝置的第三實(shí)施方式的橫截面?zhèn)?視圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的流體流量控制裝置的第四實(shí)施方式的橫截面?zhèn)纫晥D；圖5是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的流體流量控制裝置的第五實(shí)施方式的橫截面?zhèn)纫晥D；圖5A是從圖5中的圓5A取得的圖5的流體流量控制裝置的部分詳細(xì)視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的用于流體流量控制裝置的密封件的一個實(shí)施方 式的橫截面視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的用于流體流量控制裝置的密封件的另一實(shí)施方 式的橫截面視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的流體流量控制裝置的第六實(shí)施方式的橫截面?zhèn)?視圖；以及圖8A是從圖8中的圓8A取得的圖8的流體流量控制裝置的部分詳細(xì)視圖。
具體實(shí)施例方式圖1描述例如控制閥10的流體流量控制裝置的一個實(shí)施方式，該流體流量控制 裝置根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建并適于運(yùn)行于例如至少450° F(232. 22V)的溫度的高溫下。在圖1 中，控制閥10包括可以用于合流或分流應(yīng)用的不平衡的三通控制閥10。控制閥10通常包 括閥體12、閥內(nèi)件組件14、閥蓋16和控制元件18。閥體12包括第一開口 20、第二開口 22、 第三開口 24和喉管26。另外，閥體12包括上連接板28和下連接板30。喉管26通常被限 定為在閥體12的上連接板和下連接板28、30之間延伸。如將說明的，控制元件18適于相 對于閥內(nèi)件組件14放置，以控制通過其的流體的流量。在閥10用于合流應(yīng)用的情況下，圖1中的附圖標(biāo)記Pl所標(biāo)識的流路包括用作入 口開口的第二和第三開口 22、24以及用作共用出口開口的第一開口 20。在閥10用于分流 應(yīng)用的情況下，圖1中的附圖標(biāo)記P2所標(biāo)識的流路包括用作入口開口的第一開口 20以及 用作出口開口的第二和第三開口 22、24。如此配置，所公開的實(shí)施方式將三通控制閥10限 定為“側(cè)開口共用(side port common)”閥。在任一應(yīng)用中，閥內(nèi)件組件14和控制元件18 起大致相同的作用。例如，在所公開的不平衡構(gòu)造中，控制元件18包括閥桿32和不平衡的閥塞34。不 平衡的閥塞34包括開口導(dǎo)向的閥塞(port-guided valve plug)。閥內(nèi)件組件14限定與 閥體12的下連接板30相鄰設(shè)置的第一支持面36和與閥體12的上連接板28相鄰設(shè)置的 第二支持面38。控制元件18的閥桿32可滑動地設(shè)置在由閥蓋16所限定的孔40內(nèi)，使得 控制元件18，特別是控制元件18的閥塞34，能夠放置在與第一支持面36密封接合的第一 位置和與第二支持面38密封接合的第二位置之間。在閥塞34處于第一位置時，控制元件 18關(guān)閉第二開口 22，并且限定第一和第三開口 20、24之間的流路。在閥塞34處于第二位 置時，控制元件18關(guān)閉第三開口 24，并且限定第一和第二開口 20、22之間的流路。通過在 第一和第二位置之間定位閥塞34，能夠?qū)崿F(xiàn)上述合流和/或分流應(yīng)用。依然參考圖1并且還參考圖1A，當(dāng)前所述的實(shí)施方式的閥內(nèi)件組件14包括閥座 42和保持環(huán)44。閥座42包括座環(huán)部分46、上環(huán)部分48和窗部分50。座環(huán)部分46大致為 環(huán)狀，并且包括多個外螺紋52、外肩53和第一支持面36。多個外螺紋52與形成于閥體12 的下連接板30上的多個內(nèi)螺紋56螺紋接合。如此配置，座環(huán)部分46通過螺紋連接將閥座42固定至閥體12內(nèi)，并且防止相對于閥體移位。在一個實(shí)施方式中，如所說明的，利用足夠 的轉(zhuǎn)矩將閥座42緊固到閥體12中，使得形成于座環(huán)部分46上的外肩53與下連接板30相 接合。該接合優(yōu)選地以足以實(shí)現(xiàn)外肩53與下連接板30之間的金屬對金屬液密密封的力來 實(shí)現(xiàn)。窗部分50限定與閥體12的第一、第二和第三開口 20、22、24流體相 通的多個窗50a。閥座42的上環(huán)部分48從座環(huán)部分46與喉管26相對設(shè)置并且與閥體12的上連 接板28相鄰。如圖IA所述，上環(huán)部分48包括具有外圓柱表面58的大致為環(huán)狀的部件、多 個內(nèi)螺紋60和頂表面62。保持環(huán)44也大致為環(huán)狀，并且包括固定部分64和擠壓部分66。 固定部分64包括內(nèi)圓柱表面68和多個外螺紋70。內(nèi)圓柱表面68限定第二支持面38。多 個外螺紋70與閥座42的上環(huán)部分48上的多個內(nèi)螺紋60螺紋接合。擠壓部分66包括底 表面74和外圓柱表面76。依然參考圖1A，閥內(nèi)件組件14的本實(shí)施方式的上環(huán)部分48限定環(huán)形凹槽78。環(huán) 形凹槽78被設(shè)置為與上環(huán)部分48和保持環(huán)44的外圓柱表面58、76相鄰，并且與保持環(huán)44 的擠壓部分66的底表面74相鄰。更具體地，如圖IA所示，由閥座42的上環(huán)部分48的內(nèi) 壁80和底壁82限定環(huán)形凹槽78。如此配置，環(huán)形凹槽78容納用于在閥內(nèi)件組件14與閥 體12之間提供密封的密封件84。在所公開的實(shí)施方式中，密封件84包括具有與凹槽78類 似的大致矩形橫截面的環(huán)形形狀的密封件。例如，在運(yùn)行期間并且當(dāng)閥塞34處于與第二支持面38相接合的第二位置時，流體 能夠沿閥體12的喉管26與第三開口 24之間的泄漏路徑泄漏。具體地，流體能夠通過保持 環(huán)44的固定部分64上的多個外螺紋70與閥座42的上環(huán)部分48上的多個內(nèi)螺紋60之間 的交界面從喉管26泄漏。流體能夠由此處通過閥座42的上環(huán)部分48的頂表面62與保持 環(huán)44的擠壓部分66的底表面74之間的交界面泄漏，然后通過保持環(huán)44的外圓柱表面76 與閥體12的上連接板28之間的任意交界面，最后泄漏至第三開口 24。因此，設(shè)置在環(huán)形凹槽78中的密封件84在閥內(nèi)件組件14與閥體12之間提供液 密密封，從而封閉了該潛在的泄漏路徑。密封件84被擠壓在保持環(huán)44的擠壓部分66的底 表面74與閥座42的上環(huán)部分48的凹槽78的底壁82之間。該擠壓使得密封件84與保 持環(huán)44的擠壓部分66的底表面74和閥座42的上環(huán)部分48的凹槽78的底壁82密封地 接合。另外，該擠壓使得密封件84在與擠壓負(fù)載成橫向的方向上擴(kuò)展，從而使得密封件84 密封地接合閥體12的上連接板28和閥座32的上環(huán)部分48的凹槽78的內(nèi)壁80兩者。因 此，應(yīng)當(dāng)理解，該實(shí)施方式的密封件84用作靜態(tài)密封，并提供各方向的液密密封，以有效地 封閉上述閥內(nèi)件組件14與閥體12之間的泄漏路徑。在一個實(shí)施方式中，密封件84可由柔性石墨填料材料或石墨層壓圈構(gòu)成。例如， 在一個實(shí)施方式中，密封件84能由具有至少94. 5%的石墨含量的纏繞的石墨帶(wound graphite ribbon)構(gòu)成。如此配置，例如，如圖6所示，密封件84的橫截面能類似于多個垂 直排列的帶。密封件84的密度能夠在大約851b/ft3(1362kg/m3)到大約951b/ft3(1522kg/ m3)的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選為901b/ft3(1441kg/m3)。在一個實(shí)施方式中，該石墨密封件84能 夠由Union Carbide (聯(lián)合碳化物)GTK等級材料或等同材料構(gòu)成。在替代實(shí)施方式中，密封件84能夠由通過熱壓結(jié)合在一起的柔性石墨片和聚四 氟乙烯(PTFE)片的交替堆疊層構(gòu)成，例如，如圖7所示。優(yōu)選地，PTFE片包括原始PTFE 片。在一個實(shí)施方式中，密封件84能夠包括六層諸如GTJ等級的Grafoil柔性石墨，每層標(biāo)稱為0.030”(0. 76mm)厚，與五層0. 005”(0. 13mm)厚的純PTFE交替，從而限定 大約0.205”(5.2mm)的總標(biāo)稱厚度。在該實(shí)施方式中，密封件的密度能夠在大約851b/ f t3(1362kg/m3)到大約 951b/ft3(1522kg/m3)的范圍內(nèi)。在上述任一實(shí)施方式中，密封件84還能夠包括用于抗腐蝕和抗氧化的非金屬的、 無機(jī)的鈍化抑制劑(passivating inhibitor)。利用如上所述配置的密封件84，本實(shí)施方式的控制閥10能夠運(yùn)行于溫度高于包 括橡膠0形圈的標(biāo)準(zhǔn)控制裝置的應(yīng)用中。具體地，當(dāng)前公開的實(shí)施方式能夠運(yùn)行于高于 450° F (232. 220C )的溫度，且無需增加對于密封件84的完整性的關(guān)注。圖2和2A說明流體流量控制裝置的第二實(shí)施方式，例如控制閥100，其根據(jù)本發(fā)明 的原理構(gòu)建并且適于運(yùn)行在例如至少450° F(232.22°C)的溫度的高溫下。圖2中說明的 控制閥100包括與以上參考圖1和IA說明的控制閥10相似的三通閥。例如，控制閥100 包括閥體112、閥內(nèi)件組件114、閥蓋116和控制元件118。閥體112、閥蓋116和控制元件 118與以上參考1說明的閥體12、閥蓋16和控制元件18相同，因此，將不再說明這些部件。 然而，圖2和2A所示的控制閥100的該實(shí)施方式的閥內(nèi)件組件114與以上參考圖1和IA 說明的閥內(nèi)件組件14略微不同。具體地，閥內(nèi)件組件114包括閥座142和保持環(huán)144。與上述閥座42類似，圖2 所示的閥座142包括座環(huán)部分146、上環(huán)部分148和窗部分150。座環(huán)部分146和窗部分 150與以上參考圖1說明的座環(huán)部分46和窗部分50相同，因此將不再說明。另外，與以上 參考圖1和IA說明的上環(huán)部分48類似，圖2和2A所示的上環(huán)部分148包括具有外圓柱表 面158、多個內(nèi)螺紋160和頂表面162的大致為環(huán)形的部件。保持環(huán)144包括具有固定部 分164和擠壓部分166的大致為環(huán)狀的部件。固定部分164包括內(nèi)圓柱表面168和多個外 螺紋170。內(nèi)圓柱表面168限定第二支持面138。多個外螺紋170與閥座142的上環(huán)部分 148上的多個內(nèi)螺紋160螺紋接合。擠壓部分166包括底表面174和外圓柱表面176。與以上參考圖1和IA說明的閥內(nèi)件組件14類似，密封件184設(shè)置在保持環(huán)144 與閥座142的上環(huán)部分148之間，以在閥內(nèi)件組件114與閥體112之間提供液密密封。然 而，與圖1和IA所示的實(shí)施方式不同，本實(shí)施方式的密封件184容納在形成于保持環(huán)144 中的環(huán)形凹槽178內(nèi)。更具體地，如圖2A所示，保持環(huán)144的擠壓部分166限定內(nèi)壁180 和頂壁182，該內(nèi)壁180和頂壁182組合地限定環(huán)形凹槽178。因此，在保持環(huán)144與閥座 142的上環(huán)部分148之間、并且與保持環(huán)144和上環(huán)部分148的外圓柱表面176、158相鄰的 位置處，環(huán)形凹槽178容納密封件184。像這樣，密封件184能夠在閥內(nèi)件組件114與閥體 112之間提供液密密封。例如，如以上參考圖1和IA所述，在運(yùn)行期間，可能在閥體112的喉管126與第三 開口 124之間形成泄漏路徑。該泄漏路徑能夠通過保持環(huán)144的固定部分164上的多個外 螺紋170與閥座142的上環(huán)部分148上的多個內(nèi)螺紋160之間的交界面從喉管26延伸。流 體能夠由此處通過閥座142的上環(huán)部分148的頂表面162與保持環(huán)144的擠壓部分166的 底表面174之間的交界面泄漏，然后通過保持環(huán)144的外圓柱表面176與閥體112之間的 任意交界面，最后泄漏至第三開口 124。因此，設(shè)置在環(huán)形凹槽178中的密封件184提供閥內(nèi)件組件114與閥體112之間 的液密密封，從而封閉了該潛在的泄漏路徑。密封件184被擠壓在保持環(huán)144的擠壓部分166的環(huán)形凹槽178的頂壁182與閥座142的上環(huán)部分148的頂表面162之間。該擠壓使得密封件184密封地接合保持環(huán)144的擠壓部分166的環(huán)形凹槽178的頂壁182和閥座 142的上環(huán)部分148的頂表面162。另外，該擠壓使得密封件184在與擠壓負(fù)載成橫向的方向上擴(kuò)展，使得密封件184 密封地接合閥體112和形成于保持環(huán)144的擠壓部分166中的環(huán)形凹槽178的內(nèi)壁180兩 者。因此，應(yīng)當(dāng)理解，密封件184提供各方向的液密密封，從而有效地封閉上述閥內(nèi)件組件 114與閥體112之間的泄漏路徑。參考圖2和2A說明的密封件184能夠由與以上參考圖1 和IA說明的密封件84相同的材料中的任何一種構(gòu)成，或能夠構(gòu)造成具有所述密封件84的 任何屬性、特征和/或幾何形狀。如此構(gòu)建，控制閥100能夠運(yùn)行于高于450° F (232. 22°C ) 的溫度且無需增加對于密封件184的完整性的關(guān)注。盡管迄今為止控制閥10、100被描述為在形成于閥座42的上環(huán)部分48 (圖1和1A) 或保持環(huán)144(圖2和2A)中的凹槽78、178內(nèi)容納密封件84、184，然而，替代的實(shí)施方式能 夠在保持環(huán)44、144和閥座42、142的上環(huán)部分48、148中的每一個中包括凹槽。如這里所 說明的，在該構(gòu)造中，每個凹槽的尺寸和構(gòu)造適于僅能夠容納密封件84、184的一部分，使 得凹槽的組合的尺寸和構(gòu)造適于擠壓密封件84、184并提供閥內(nèi)件組件14、114與閥體12、 112之間的有效的液密密封。例如，在一個實(shí)施方式中，保持環(huán)44、144能夠具有容納密封 件84、184的上半部分，例大約50%，的第一環(huán)形凹槽，并且閥座42、142的上環(huán)部分48、148 能夠具有容納密封件84、184的下半部分，例大約50%，的第二環(huán)形凹槽。在其它實(shí)施方式 中，環(huán)形凹槽每個能夠容納多于或少于大約50%的密封件84、184。此外，盡管迄今為止控制閥10、100被描述為包括開口導(dǎo)向的閥塞，然而，本發(fā)明 的原理也能夠結(jié)合到具有不同配置的控制元件的控制閥中。例如，圖3說明根據(jù)本發(fā)明的 原理構(gòu)建并適于運(yùn)行于例如溫度為至少450° F(232. 220C )的高溫下的不平衡的流體流 量控制裝置的替代實(shí)施方式，例如控制閥200。控制閥200包括具有閥體212、閥內(nèi)件組件 214、閥蓋(未示出)和控制元件218的三通閥。閥體212、閥內(nèi)件組件214和閥蓋(未示 出)能夠大致與以上參考圖2和2A說明的閥體112、閥內(nèi)件組件114和閥蓋(未示出)類 似。即，閥體212包括第一、第二和第三開口 220、222、224以及喉管226。閥內(nèi)件組件214 包括閥座242和保持環(huán)244。與以上所述的閥座42、142類似，圖3所示的閥座242包括座 環(huán)部分246和通過窗部分250與座環(huán)部分246分開的上環(huán)部分248。座環(huán)部分246限定第 一支持面236。窗部分250限定允許流體流過喉管226的多個窗250a和內(nèi)圓柱表面251。 保持環(huán)244限定第二支持面238。與先前所述的實(shí)施方式不同，圖3所示的控制閥200的該實(shí)施方式的控制元件218 不包括開口導(dǎo)向的閥塞，而是包括拋物線型閥塞234。拋物線型閥塞234包括由閥座242的 窗部分250的內(nèi)圓柱表面251在第一位置和第二位置之間引導(dǎo)的密封圈235，其中，密封圈 235在第一位置處密封地接合第一支持面236，密封圈235在第二位置處密封地接合第二支 持面238。除此以外，圖3所示的閥內(nèi)件組件214的構(gòu)造通常與圖2和2A所示的閥內(nèi)件組件 114相同。更具體地，閥內(nèi)件組件214的保持環(huán)244包括容納密封件284的凹槽278以便以 與參考圖2和2A說明的方式相同的方式提供閥內(nèi)件組件214與閥體212之間的密封。密 封件284能夠由如以上參考圖1和IA說明的密封件84的材料中的任何一種構(gòu)成，或能夠構(gòu)造成具有與密封件84相同的屬性、特征和/或幾何形狀。因此，控制閥200能夠運(yùn)行于 至少450° F (232. 22 0C )的溫度下。盡管與圖2和2A所示的實(shí)施方式類似，圖3所示的閥內(nèi)件組件214被描述為在形 成于保持環(huán)244中的凹槽278內(nèi)容納密封件284，然而，與圖1和IA所示的實(shí)施方式類似， 控制閥200的替代實(shí)施方 式能夠包括形成于閥座242的上座環(huán)部分248中的凹槽278。此 夕卜，在另一實(shí)施方式中，閥內(nèi)件組件214能夠如此配置，使得閥座242的上環(huán)部分248包括 容納密封件284的底部部分的第一環(huán)形凹槽，并且保持環(huán)244包括容納密封件284的頂部 部分的第二環(huán)形凹槽。該頂部部分和底部部分可以彼此相等或可以彼此不相等。圖4說明根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建并且適于運(yùn)行于例如至少450° F(232. 22°C )的溫度的 高溫下的流體流量控制裝置的又一替代實(shí)施方式，例如控制閥300。包括控制閥300的閥內(nèi) 件組件314的控制閥300與以上參考圖1和IA說明的控制閥10相同。唯一的區(qū)別在于， 圖4所示的控制閥300包括伸長型閥蓋316。因此，應(yīng)當(dāng)理解，通過利用如以上參考圖1和 IA所示的實(shí)施方式的密封件84所述的至少部分地由石墨材料構(gòu)成的高溫密封件，具有伸 長型閥蓋的控制閥也能夠適于運(yùn)行于高溫下。此外，應(yīng)當(dāng)理解，此處所述的高溫密封件也能夠結(jié)合到包括平衡閥內(nèi)件組件和控 制元件組件的流體流量控制裝置內(nèi)。例如，圖5和5A說明根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建并且包括 適于運(yùn)行于例如至少450° F(232. 22V)的溫度的高溫下的平衡閥內(nèi)件組件414和控制元 件418的流體流量控制裝置的另一替代實(shí)施方式，例如控制閥400。圖5所示的控制閥400包括閥體412、閥內(nèi)件組件414、閥蓋416和控制元件418。 閥體412包括具有第一、第二和第三開口 420、422、424以及喉管426的三通閥體。通常，圖 5所示的閥體412與上文所述的閥體12、112、212、312相同，并且閥體412同樣地也包括上 連接板和下連接板428、430。閥蓋416以已知的方式安裝至閥體412，并且在所公開的實(shí)施 方式中，包括拋物線型閥蓋416。控制元件418包括閥桿432和通過多個連接板437連接至 閥桿432的管狀部件433。管狀部件433包括內(nèi)圓柱表面433a和外圓柱表面433b。內(nèi)圓 柱表面433a限定上座439。外圓柱表面433b限定倒角的下座441。當(dāng)閥400用于合流應(yīng)用時，由圖5中的附圖標(biāo)記Pl所標(biāo)識的流路包括用作入口開 口的第一和第三開口 420、424以及用作共用出口開口的第二開口 422。在閥400用于分流 應(yīng)用的情況下，由圖5中的附圖標(biāo)記P2所標(biāo)識的流路包括用作入口開口的第二開口 422以 及用作出口開口的第一和第三開口 420、424。如此配置，所公開的實(shí)施方式將三通控制閥 400限定為“底部開口共用(bottom port common)”閥。與先前說明的閥內(nèi)件組件14、114、214、314類似，圖5所示的平衡實(shí)施方式的閥內(nèi) 件組件414包括閥座442和保持環(huán)444。閥座442包括座環(huán)部分446、上環(huán)部分448和窗部 分450。座環(huán)部分446大致為環(huán)狀的，并且包括多個外螺紋452和第一支持面454。多個外 螺紋452與形成于閥體412的下連接板430上的多個內(nèi)螺紋456螺紋接合。如此配置，座 環(huán)部分446通過螺紋連接將閥座442固定至閥體412，并且防止相對于閥體412移位。窗部 分450限定與閥體412的第一、第二和第三開口 420、422、424流體相通的多個窗450a。閥座442的上環(huán)部分448從座環(huán)部分446與喉管426相對設(shè)置，并且與閥體412的 上連接板428相鄰。如圖5A所示，上環(huán)部分448包括具有外圓柱表面458、多個內(nèi)螺紋460 和頂表面462的大致環(huán)狀的部件。保持環(huán)444也大致為環(huán)狀的，并且包括固定部分464和擠壓部分466。固定部分464包括內(nèi)圓柱表面468和多個外螺紋470。多個外螺紋470與閥座442的上環(huán)部分448上的多個內(nèi)螺紋460螺紋接合。擠壓部分466包括底表面474和 外圓柱表面476。與以上參考圖2和2A說明的實(shí)施方式類似，圖5和5A中所示的閥內(nèi)件組件414 的保持環(huán)444限定容納密封件484的環(huán)形凹槽478。密封件484在閥內(nèi)件組件414與閥體 412的上連接板428之間提供液密密封。更具體地，如圖5A所示，保持環(huán)444的擠壓部分 466限定內(nèi)壁480和頂壁482，該內(nèi)壁480和頂壁482組合地限定環(huán)形凹槽478。因此，在保 持環(huán)444與閥座442的上環(huán)部分448之間并且與保持環(huán)444和上環(huán)部分448的外圓柱表面 476,458相鄰的位置處，環(huán)形凹槽478容納密封件484。像這樣，密封件484能夠在閥內(nèi)件 組件414與閥體412之間提供液密密封。例如，如以上參考圖2和2A所述，在運(yùn)行期間，能夠在閥體412的喉管426與第三 開口 424之間形成泄漏路徑。具體地，流體能夠經(jīng)過保持環(huán)444的固定部分464上的多個外 螺紋470與閥座442的上環(huán)部分448上的多個內(nèi)螺紋460之間的交界面從喉管426泄漏。 流體能夠由此處通過閥座442的上環(huán)部分448的頂表面462與保持環(huán)444的擠壓部分466 的底表面474之間的交界面泄漏，然后通過保持環(huán)444的外圓柱表面476與閥體412的上 連接板428之間的任意交界面，最后泄漏至第三開口 424。因此，設(shè)置在環(huán)形凹槽478中的密封件484提供閥內(nèi)件組件414與閥體412之間 的液密密封，從而封閉了該潛在的泄漏路徑。密封件484被擠壓在保持環(huán)444的擠壓部分 466的環(huán)形凹槽478的頂壁482與閥座442的上環(huán)部分448的頂表面462之間。該擠壓使 得密封件484密封地接合保持環(huán)444的擠壓部分466的環(huán)形凹槽478的頂壁482和閥座 442的上環(huán)部分448的頂表面462。另外，該擠壓使得密封件484在與擠壓負(fù)載成橫向的方向上擴(kuò)展，使得密封件484 密封地接合閥體412的上連接板428和形成于保持環(huán)444的擠壓部分466中的環(huán)形凹槽 478的內(nèi)壁480兩者。因此，應(yīng)當(dāng)理解，密封件484提供各方向的液密密封，從而有效地封閉 上述閥內(nèi)件組件414與閥體412之間的泄漏路徑。參考圖5和5A說明的密封件484能夠由與以上參考圖2和2A說明的密封件184 以及以上參考圖1和IA說明的密封件84相同的材料中的任何一種構(gòu)造，或能夠構(gòu)造成具 有密封件184以及密封件84的任何屬性、特征和/或幾何形狀。如此構(gòu)建，控制閥400能 夠運(yùn)行于高于450° F(232.22°C)的溫度下且無需增加對于密封件484的完整性的關(guān)注。另外，盡管與以上參考圖2和2A所述類似，圖5所示的實(shí)施方式的環(huán)形凹槽478被 描述為設(shè)置在保持環(huán)444中，然而，如以上參考圖1和IA所示的實(shí)施方式所述，控制閥400 的替代實(shí)施方式能夠包括設(shè)置在閥座442的上環(huán)部分448內(nèi)的凹槽478，例如，保持環(huán)44和 上環(huán)部分448中的每一個能夠包括用于容納密封件484的一部分的環(huán)形凹槽。此外，利用如所描述地配置的圖5所示的控制閥400的閥內(nèi)件組件414，控制元件 418設(shè)置在閥座442和保持環(huán)444內(nèi)，以便通過保持環(huán)444的內(nèi)圓柱表面468在第一位置和 第二位置之間引導(dǎo)控制元件418的外圓柱表面433b，其中，在第一位置處，管狀部件433的 倒角的下座441與閥座442的座環(huán)部分446的第一支持面454密封地接合，在第二位置處， 管狀部件433的上座439與拋物線型閥蓋416的支持面447密封地接合。為了在控制元件418的管狀部件433的外圓柱表面433b與保持環(huán)444的內(nèi)圓柱表面468之間提供液密密封，圖5所示的控制閥400包括第二密封件584。第二密封件584容納在鄰近固定部分466的內(nèi)圓柱表面468形成于保持環(huán)444中的第二環(huán)形凹槽578內(nèi)。更具體地，如圖5A所示，保持環(huán)444將第二環(huán)形凹槽578限定為位于頂壁481、底 壁483和內(nèi)壁485之間。在一個實(shí)施方式中，頂壁和底壁481、483相隔足夠通過摩擦配合將 第二密封件584保持在第二環(huán)形凹槽578內(nèi)的距離。在另一實(shí)施方式中，例如，能夠通過諸 如粘合劑的一些其它手段將密封件584保持在第二環(huán)形凹槽578內(nèi)。不管如何將第二密封 件584保持在第二環(huán)形凹槽578內(nèi)，其在控制元件418的管狀部件433的外圓柱表面433b 與保持環(huán)444的內(nèi)圓柱表面468之間提供液密密封。由于控制元件418適于相對于閥內(nèi)件 組件414在第一和第二位置之間移動，因此密封件584的該應(yīng)用能夠被認(rèn)為是動態(tài)密封。最后，為了確保圖5所示的控制閥400能夠運(yùn)行于例如至少450° F(232. 22V)的 溫度的高溫下，第二密封件584也至少部分地由石墨材料構(gòu)成。更具體地，第二密封件584 能夠由如以上參考圖1和IA說明的密封件84的材料中的任何一種構(gòu)造，或能夠構(gòu)造成具 有密封件84的任何屬性、特征和/或幾何形狀。盡管說明了密封件84、184、284、384、484、584并且此處將它們描述為包括大致的 環(huán)形密封件，該環(huán)形密封件具有與其相應(yīng)的環(huán)形凹槽78、178、278、378、478、578的橫截面 類似的大致矩形橫截面，但是能夠不同地設(shè)計替代實(shí)施方式。例如，密封件84、184、284、 384、484、584中的任一個能夠具有大致圓形橫截面，或大致c型橫截面，或適合用于本發(fā)明 的原理的大致任何其它形狀的橫截面。此外，密封件84、184、284、384、484、584不一定必須 具有與相應(yīng)的環(huán)形凹槽78、178、278、378、478、578的橫截面幾何形狀相匹配的橫截面幾何 形狀。例如，在一個實(shí)施方式中，密封件84、184、284、384、484、584中的一個或多個能夠具 有大致圓形橫截面，而凹槽78、178、278、378、478、578能夠具有大致矩形橫截面。此外，還應(yīng)當(dāng)理解，這里所述的閥內(nèi)件組件14、114、214、314、414都能夠以大致相 同的方式被安裝在閥體內(nèi)，而不管閥體的類型。例如，使用圖1和IA所示的閥內(nèi)件組件14 作為例子，一種安裝方法能夠包括同時安裝整個閥內(nèi)件組件14。在該方法中，能夠?qū)⒚芊饧?84放置在形成于閥座42的上環(huán)部分48上的環(huán)形凹槽78內(nèi)。然后，能夠?qū)⒈３汁h(huán)44松地 螺合至閥座42的上環(huán)部分48上而恰好不擠壓密封件84。然后，能夠通過安裝閥蓋16的孔 將閥座42、密封件84和保持環(huán)44下降至閥體12內(nèi)，使得閥座42的座環(huán)部分46上的外螺 紋52與閥體12的下連接板30上的內(nèi)螺紋56螺紋接合。技術(shù)人員能夠使用工具轉(zhuǎn)動保持 環(huán)44，以同時將座環(huán)部分46緊固至下連接板30，并將保持環(huán)44緊固至上環(huán)部分48，從而將 密封件84擠壓成與閥體12的上連接板28密封接合。在替代的安裝方法中，能夠?qū)㈤y座42、密封件84和保持環(huán)44分開地安裝在閥體 12中。例如，首先，能夠?qū)㈤y座42放置在閥體12中，使得座環(huán)部分46上的外螺紋52與閥 體12的下連接板30上的內(nèi)螺紋56螺紋接合。然后，技術(shù)人員能夠使用工具抓緊座環(huán)部分 46內(nèi)的凸耳或洞來將閥座42緊固至閥體12。一旦緊固了閥座42，技術(shù)人員能夠?qū)⒚芊饧?84放置在形成于閥座42的上環(huán)部分48中的環(huán)形凹槽78內(nèi)。最后，技術(shù)人員能夠?qū)⒈３汁h(huán) 44螺合至上環(huán)部分48，以擠壓密封件84并在閥體12的上連接板28與閥內(nèi)件組件14之間 提供液密密封。盡管高溫控制閥10、100、200、300、400的上述實(shí)施方式每個包括至少某形式的、 擠壓在保持環(huán)與相應(yīng)的閥內(nèi)件組件的上環(huán)部分之間的密封件，但是圖8和8A示出不具有這樣的密封件的高溫控制閥500的替代實(shí)施方式。具體地，圖8和8A示出包括與 以上參考圖1和IA以及圖2和2A說明的控制閥10、 100類似的三通閥的控制閥500的實(shí)施方式。控制閥500包括閥體512、閥內(nèi)件組件514、閥 蓋516和控制元件518。閥蓋516和控制元件518與以上參考圖1、1A、2和2A說明的閥蓋 16、116和控制元件18、118相同，因此，將不再說明這些部件。閥體512通常與上述圖1、1A、2和2A中的閥體相同，在于閥體512包括第一、第二 和第三開口 520、522、524、喉管526以及上連接板和下連接板528、530。如圖8A所示，上連 接板528能夠另外包括錐形表面528a。然而，圖8和8A所示的控制閥500的實(shí)施方式的閥 內(nèi)件組件514與以上參考圖1、1A、2和2A說明的閥內(nèi)件組件14、114略微不同。具體地，閥內(nèi)件組件514包括閥座542和保持環(huán)544。與上述閥座類似，圖8所示 的閥座542包括座環(huán)部分546、上環(huán)部分548和窗部分550。座環(huán)部分546和窗部分550與 以上參考圖1說明的座環(huán)部分46和窗部分50相同，因此將不再說明。另外，與以上參考圖 1和IA說明的上環(huán)部分48類似，圖8和8A所示的上環(huán)部分548包括具有外圓柱表面558、 多個內(nèi)螺紋560和頂表面562的大致為環(huán)狀的部件。如圖8A所示，本實(shí)施方式的保持環(huán)544包括具有固定部分564和階式肩部部分 566的大致環(huán)狀部件。固定部分564包括內(nèi)圓柱表面568和多個外螺紋570。內(nèi)圓柱表面 568限定第二支持面538。多個外螺紋570與閥座542的上環(huán)部分548上的多個內(nèi)螺紋560 螺紋接合，以將保持環(huán)544緊固至閥座542。如圖8A所示，保持環(huán)544的階式肩部部分566包括具有階式邊輪廓的外表面571， 階式邊輪廓包括第一和第二底表面574、576以及第一和第二外表面575、577。在所公開的 實(shí)施方式中，第一和第二底表面574、576大致與第一和第二外表面575、577垂直，使得保持 環(huán)544的階式肩部部分566限定第一環(huán)狀肩部579和第二環(huán)狀肩部581。第一肩部579設(shè) 置在第一底表面574與第一外表面575的交接處。第二肩部581設(shè)置在第二底表面576與 第二外表面577的交叉處。在公開的實(shí)施方式中，第一和第二肩部579、581能夠具有圓形 的橫截面，從而限定外圓角(bull-nosed)表面。如所述，保持環(huán)544被擰入閥座542的上環(huán)部分548，使得保持環(huán)544的固定部分 564上的外螺紋570與閥座542的上環(huán)部分548上的內(nèi)螺紋560螺紋接合。在優(yōu)選實(shí)施方 式中，如所示，以足夠的轉(zhuǎn)矩將保持環(huán)544緊固至上環(huán)部分548，使得形成于保持環(huán)的肩部 部分566上的第二環(huán)狀肩部581與閥體512的上連接板528的錐形表面528a密封接合。該 接合優(yōu)選地利用足夠?qū)崿F(xiàn)第二環(huán)狀肩部581和上連接板528之間的金屬對金屬液密密封的 力來實(shí)現(xiàn)。像這樣，保持環(huán)544無需包括如上所述的例如諸如密封件84、184之一的密封件 就能夠提供閥內(nèi)件組件514與閥體112之間的液密密封。例如，在常規(guī)控制閥的運(yùn)行期間，在閥體512的喉管526與第三開口 524之間能夠 形成泄漏路徑。該泄漏路徑能夠通過保持環(huán)544的固定部分564上的多個外螺紋570與閥 座542的上環(huán)部分548上的多個內(nèi)螺紋560之間的交界面從喉管526延伸。流體能夠由此 處通過閥座542的上環(huán)部分548的頂表面562與保持環(huán)544的階式肩部部分566之間的交 界面泄漏，然后通過保持環(huán)544與閥體512之間的任意交界面，最后泄漏至第三開口 524。因此，剛說明的控制閥500的第二環(huán)狀肩部581提供閥內(nèi)件組件514與閥體512 之間的至少線接觸的液密密封，以封閉該潛在的泄漏路徑。如此構(gòu)建，控制閥500能夠運(yùn)行于大于450° F(232. 22°C)的溫度且無需增加對于閥內(nèi)件組件514的任何部件的完整性的關(guān)注。在一個實(shí)施方式中，第二環(huán)狀肩部581和/或閥體512的上連接板528的錐形表面 528a能夠由可延展性材料構(gòu)成，使得上述接合能夠提供金屬對金屬表面接觸。盡管在圖8和8A中將控制閥500公開為包括閥內(nèi)件組件514，該閥內(nèi)件組件514 不需要包括在保持環(huán)544與閥座542的上環(huán)部分548之間的單獨(dú)密封件，諸如由上述石墨 材料構(gòu)成的密封件84、184之一，然而，例如，控制閥500的替代實(shí)施方式能夠裝配有這樣的 密封件。例如，圖8和8A所示的控制閥500的保持環(huán)544能夠適于在肩部部分566的第一 底表面574與閥座542的上環(huán)部分548的頂表面562之間容納與圖2A所示的密封件184 類似的密封件。如此配置，該密封件能夠被擠壓在保持環(huán)544與上環(huán)部分548之間，使得該 密封件以與以上參考圖2和2A說明的方式類似的方式密封接合閥體512的上連接板528。 在另一替代實(shí)施方式中，能夠略微修改參考圖8和8A所述的保持環(huán)544，使得第一底表面 574設(shè)置成與閥座542的上環(huán)部分548的頂表面562相接觸，以便使上環(huán)部分548能夠包括 用于容納石墨密封件的凹槽，與以上參考圖1和IA所述的實(shí)施方式類似。包含由參考圖8 和8A所述的保持環(huán)544所提供的金屬對金屬密封與所述的石墨密封相結(jié)合的任何實(shí)施方 式能夠提供附加的密封能力，而繼續(xù)消除在大于450° F(232. 22V)的溫度時對于閥內(nèi)件 組件514的完整性的任何關(guān)注。盡管參考圖8和8A所述的控制閥500被描述為包括與以上參考圖1、1A、2和2A 所述的不平衡的控制閥類似的不平衡的控制閥，然而應(yīng)當(dāng)理解，替代實(shí)施方式能夠配置有 與圖3類似的拋物線型閥塞或與圖4類似的伸長型閥蓋。此外，應(yīng)當(dāng)理解，以上參考圖5和5A說明的平衡控制閥也能夠修改為包括參考圖8 和8A說明的概念。例如，保持環(huán)444能夠被修改為以與圖8和8A所示的保持環(huán)544的階 式肩部部分566類似的階式肩部部分替代第一密封件484。盡管此處將閥內(nèi)件組件14、114、214、314、414、514的各實(shí)施方式描述為安裝在閥 體 12、112、212、312、412、512 內(nèi)，然而，本發(fā)明不限于閥內(nèi)件組件 14、114、214、314、414、514 與相應(yīng)的閥體12、112、212、312、412、512的組合，而是，閥內(nèi)件組件14、114、214、314、414、 514它們自身構(gòu)成創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。像這樣，應(yīng)當(dāng)理解，閥內(nèi)件組件14、114、214、314、414、514能 夠安裝在與這里說明的閥體12、112、212、312、412、512不同的閥體內(nèi)。鑒于以上所述，應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)建的流體流量控制裝置能夠運(yùn)行 于大于450° F (232. 22V)的溫度下且無需增加對于其內(nèi)所包含的一個或多個密封件的完 整性的關(guān)注。此外，應(yīng)當(dāng)理解，這里說明的各種流體流量控制裝置僅是能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的裝 置的例子，但本發(fā)明不是要限制于此。相反，本發(fā)明只通過所附權(quán)利要求及其任何和所有等 價形式的精神和范圍來限定。
權(quán)利要求
一種流體流量控制裝置，包括閥體，其限定入口、出口以及設(shè)置在所述入口和所述出口之間的喉管；控制元件，其設(shè)置在所述閥體的所述喉管內(nèi)，并且適于在第一位置和第二位置之間移位，以用于控制通過所述閥體的流體的流量；閥內(nèi)件組件，其包括閥座和保持環(huán)，所述閥座在所述喉管內(nèi)固定至所述閥體，所述保持環(huán)螺紋連接至所述閥座；以及密封件，其包括石墨材料，所述密封件被擠壓在所述閥座與所述保持環(huán)之間，并且與所述閥體接合，以在所述閥內(nèi)件組件與所述閥體之間提供液密密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述密封件被構(gòu)造為承受至少 450° F (232. 22 °C )的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述密封件還包括用于抗腐蝕和抗氧化的非金 屬的、無機(jī)的鈍化抑制劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述密封件包括大約851b/ft3(1362kg/m3)到大 約951b/ft3(1522kg/m3)的范圍內(nèi)的密度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述密封件包括至少90%的石墨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述密封件包括纏繞的石墨帶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述密封件包括柔性石墨片和聚四氟乙烯片的 交替層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述閥座包括座環(huán)部分和從所述座環(huán)部分與所 述喉管相對設(shè)置的上環(huán)部分，所述座環(huán)部分螺紋連接至所述閥體并且限定第一支持面，所 述第一支持面適于在所述控制元件位于所述第一位置時由所述控制元件接合，所述上環(huán)部 分螺紋連接至所述保持環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述閥座的所述上環(huán)部分包括容納在所述閥內(nèi) 件組件與所述閥體之間的位置處的所述密封件的環(huán)形凹槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述保持環(huán)包括容納在所述閥內(nèi)件組件與所述 閥體之間的位置處的所述密封件的環(huán)形凹槽。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述保持環(huán)限定第二支持面，所述第二支持面 適于在所述控制元件位于所述第二位置時由所述控制元件接合。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述保持環(huán)限定適于在所述第一位置和所述第 二位置之間弓I導(dǎo)所述控制元件的內(nèi)圓柱表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，還包括包含石墨材料的活塞環(huán)，所述活塞環(huán)設(shè)置在 所述保持環(huán)的所述內(nèi)圓柱表面與所述控制元件之間，以在所述閥內(nèi)件組件與所述控制元件 之間提供液密密封。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述保持環(huán)限定與所述內(nèi)圓柱表面相鄰的環(huán) 形凹槽，所述環(huán)形凹槽容納所述活塞環(huán)。
15.一種流體流量控制裝置，包括閥體，其限定入口、出口以及設(shè)置在所述入口和所述出口之間的喉管；控制元件，其設(shè)置在所述閥體的所述喉管內(nèi)，并且適于在第一位置和第二位置之間移 位，以用于控制通過所述閥體的流體的流量；閥座，其被固定成防止相對于所述閥體軸向移位，所述閥座包括座環(huán)部分和從所述座 環(huán)部分與所述喉管相對設(shè)置的上環(huán)部分，所述座環(huán)部分限定第一支持面，所述第一支持面 適于在所述控制元件位于所述第一位置時由所述控制元件接合；保持環(huán)，其螺紋連接至所述閥座的所述上環(huán)部分，所述保持環(huán)限定第二支持面，所述第 二支持面適于在所述控制元件位于所述第二位置時由所述控制元件接合；環(huán)形凹槽，其形成于所述閥座的所述上環(huán)部分和所述保持環(huán)中的至少一個之中，所述 環(huán)形凹槽與所述閥體相鄰設(shè)置；以及密封件，其包括石墨材料，所述密封件設(shè)置在所述環(huán)形凹槽內(nèi)，并且與所述閥體接合， 以在所述環(huán)形凹槽與所述閥體之間提供液密密封。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述密封件被擠壓在所述保持環(huán)與所述閥座 的所述上環(huán)部分之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述密封件被構(gòu)造為承受至少 450° F(232. 22°C )的溫度。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述密封件還包括用于抗腐蝕和抗氧化的非 金屬的、無機(jī)的鈍化抑制劑。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述密封件包括大約851b/ft3(1362kg/m3)到 大約951b/ft3(1522kg/m3)的范圍內(nèi)的密度。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述密封件包括至少90%的石墨。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述密封件包括纏繞的石墨帶。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述密封件包括柔性石墨片和聚四氟乙烯片 的交替層。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述閥座的所述座環(huán)部分螺紋連接至所述閥體。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述控制元件包括不平衡的閥塞，并且所述保 持環(huán)限定第二支持面，所述第二支持面適于在所述控制元件位于所述第二位置時由所述控 制元件接合。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，所述控制元件包括平衡的閥塞，并且所述保持 環(huán)限定適于在所述第一位置與第二位置之間引導(dǎo)所述控制元件的內(nèi)圓柱表面。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，還包括活塞環(huán)，所述活塞環(huán)設(shè)置在與所述保持環(huán)的 所述內(nèi)圓柱表面和所述控制元件相鄰形成的環(huán)形凹槽內(nèi)，以在所述閥內(nèi)件組件與所述控制 元件之間提供液密密封，所述活塞環(huán)包括石墨材料。
27.一種適于安裝在包括閥體和控制元件的流體流量控制裝置內(nèi)的閥內(nèi)件組件，所述 閥體限定入口、出口以及設(shè)置在所述入口和所述出口之間的喉管，所述控制元件設(shè)置在所 述喉管內(nèi)，并且適于在第一位置和第二位置之間移位，以用于控制通過所述閥體的流體的 流量，所述閥內(nèi)件組件包括閥座，其適于鄰近所述喉管螺紋連接至所述閥體，所述閥座包括座環(huán)部分和上環(huán)部分， 所述座環(huán)部分限定第一支持面，所述第一支持面適于在所述控制元件位于所述第一位置時 由所述控制元件接合，所述上環(huán)部分限定外圓柱表面和內(nèi)圓柱表面，并且適于從所述座環(huán) 部分與所述喉管相對設(shè)置；保持環(huán)，其螺紋連接至所述閥座的所述上環(huán)部分并且限定外圓柱表面；環(huán)形凹槽，其形成于所述閥座的所述上環(huán)部分和所述保持環(huán)之一的外圓柱表面中；以及密封件，其包括石墨材料，所述密封件設(shè)置在所述環(huán)形凹槽內(nèi)，并且適于被擠壓在所述 保持環(huán)與所述閥座的所述上環(huán)部分之間。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述密封件被構(gòu)造為承受至少 450° F (232. 22 °C )的溫度。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述密封件的所述石墨材料包括用于抗腐蝕 和抗氧化的非金屬的、無機(jī)的鈍化抑制劑。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述密封件包括大約851b/ft3(1362kg/m3)到 大約951b/ft3(1522kg/m3)的范圍內(nèi)的密度。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述密封件包括至少90%的石墨。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述密封件包括纏繞的石墨帶。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述密封件包括柔性石墨片和聚四氟乙烯片 的交替層。
34.根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述保持環(huán)限定第二支持面，所述第二支持面 適于在所述控制元件位于所述第二位置時由所述控制元件接合。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，還包括包含石墨材料的活塞環(huán)，所述活塞環(huán)設(shè)置在 與所述保持環(huán)的所述內(nèi)圓柱表面和所述控制元件相鄰形成的環(huán)形凹槽之內(nèi)，以在所述閥內(nèi) 件組件與所述控制元件之間提供液密密封。
36.一種流體流量控制裝置，包括閥體，其限定入口、出口以及設(shè)置在所述入口和所述出口之間的喉管； 控制元件，其設(shè)置在所述閥體的所述喉管內(nèi)，并且適于在第一位置和第二位置之間移 位，以用于控制通過所述閥體的流體的流量； 閥內(nèi)件組件，其包括閥座，其固定成防止相對于所述閥體軸向移位，所述閥座包括座環(huán)部分和從所述座環(huán) 部分與所述喉管相對設(shè)置的上環(huán)部分，所述座環(huán)部分限定第一支持面，所述第一支持面適 于在所述控制元件位于所述第一位置時由所述控制元件接合，以及保持環(huán)，其螺紋連接至所述閥座的所述上環(huán)部分，所述保持環(huán)限定第二支持面，所述第 二支持面適于在所述控制元件位于所述第二位置時由所述控制元件接合；以及液密密封，其在與所述保持環(huán)相鄰的位置處被限定在所述閥內(nèi)件組件與所述閥體之間 的交界面處，所述液密密封由以下中的至少一個提供環(huán)形密封件，其包括被擠壓在所述保持環(huán)與所述閥座的所述上環(huán)部分之間的石墨材 料，所述環(huán)形密封件密封地接合所述閥體，以及所述保持環(huán)的外表面與所述閥體之間的金屬對金屬接觸。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其中，所述液密密封能承受至少450°F(232. 22V ) 的溫度。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其中，所述環(huán)形密封件包括至少90%的石墨。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其中，所述環(huán)形密封件包括纏繞的石墨帶。
40.根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其中，所述環(huán)形密封件包括柔性石墨片和聚四氟乙 烯片的交替層。
41.根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其中，所述閥座的所述上環(huán)部分和所述保持環(huán)之一 包括容納在所述閥內(nèi)件組件與所述閥體之間的位置處的所述環(huán)形密封件的環(huán)形凹槽。
42.根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其中，所述保持環(huán)包括階式邊輪廓，其限定與所述閥 體的上連接板線接觸的肩部表面。
全文摘要
一種用于控制閥的閥內(nèi)件組件(14)包括用于密封泄漏路徑的密封件，其中，該密封件被設(shè)置成有利于高溫應(yīng)用，例如包括至少450°F(232.22℃)的溫度的應(yīng)用。控制閥包括閥體(12)和控制元件(18)。控制元件設(shè)置在閥體內(nèi)，以控制通過閥體的流體的流量。閥內(nèi)件組件包括閥座(42)和保持環(huán)(44)。閥座固定至閥體，并且保持環(huán)螺紋連接至閥座。通過被擠壓在閥內(nèi)件組件與閥體之間的環(huán)形石墨密封件(84)以及通過保持環(huán)與閥體之間的金屬對金屬接觸能夠?qū)崿F(xiàn)密封。
文檔編號F16K1/42GK101960187SQ200980107505
公開日2011年1月26日 申請日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月3日
發(fā)明者G·D·威爾克, J·克里森, W·E·韋爾斯 申請人:費(fèi)希爾控制國際公司