BR102012031584B1

BR102012031584B1 - Válvula que tem um conjunto de vedação de haste, conjunto de gaxeta de haste de válvula e anel de vedação

Info

Publication number: BR102012031584B1
Application number: BR102012031584-0A
Authority: BR
Inventors: Rick C. Hunter
Original assignee: Vetco Gray, Inc
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2021-09-21
Also published as: US9989157B2; CN103174873A; BR102012031584A2; GB2497850A; NO20121444A1; GB201222192D0; AU2012261740A1; MY166826A; US9010725B2; SG191529A1; US20130161553A1; GB2497850B; US20150226338A1; NO342786B1

Abstract

"válvula que tem um conjunto de vedação de haste, conjunto de gaxeta de haste de válvula e anel de vedação? esta invenção refere-se em geral a vedações de haste de válvula e, em particular, a um sistema de vedação de haste redundante escoado por válvula. a válvula da presente invenção compreende: um corpo de válvula (13)que define uma passagem de fluxo (15) e uma cavidade de corpo (21) perpendicular à passagem de fluxo, sendo que o corpo de válvula (13) define adicionalmente uma abertura de haste (77) que se estende de um exterior do corpo até a cavidade de corpo (21); um membro de válvula móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada, sendo que o membro de válvula bloqueia a passagem de fluxo na posição fechada e permite o fluxo através da passagem de fluxo na posição aberta; uma haste de válvula (29) que tem um eixo geométrico (25) de haste de válvula (29) acopl ado ao membro de válvula, sendo que a haste de válvula (29) se estende da cavidade de corpo (21) até um exterior do corpo de válvula através da abertura de haste de válvula (77) para mover o membro de válvula da posição fechada para a posição aberta; um primeiro anel de vedação (35a) energizado por mola posicionado dentro da abertura de haste de válvula (77) para vedar a haste de válvula (29) ao corpo de válvula; um segundo anel de vedação (35b) posicionado dentro da abertura de haste de válvula (77) para vedar a haste de válvula (29) ao corpo de válvula; e um conjunto de anel de carga (99) montado de modo estacionário e que define uma porção do corpo de válvula entre o primeiro anel de vedação (35a) e o segundo anel de vedação (35b) que isola o primeiro anel de vedação (35a) e o segundo anel de vedação (35b) de modo que uma força aplicada ao primeiro anel de vedação (35a) em uma direção volta da para o segundo anel de vedação (35b) transfira-se para o conjunto de anel de carga (99).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Esta invenção refere-se em geral a vedações de haste de válvula e, em particular, a um sistema de vedação de haste redundante escoado por válvula.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Uma válvula de gaveta tem um corpo com uma câmara central que é interceptada por uma passagem de fluxo. Uma gaveta se move dentro da câmara entre as posições aberta e fechada. A gaveta tem um orifício através da mesma que se alinha com a passagem de fluxo enquanto na posição aberta. A gaveta pode ser de um tipo dividido, que compreende duas metades ou pode compreender uma única fatia. Uma haste se estende em engate com a gaveta para mover a gaveta entre as posições aberta e fechada. A câmara tem uma porção central, que é interceptada por passagens de fluxos e uma porção de haste que se estende a partir da porção central.

[003] Em um tipo, a haste se estende em engate rotativo com uma luva ou porca roscada presa à gaveta. Girar a haste faz com que a gaveta se mova linearmente. Em outro tipo, a haste não gira. Uma luva de porca roscada montada na tampa da válvula engata a haste e, quando girada, faz com que a haste se mova linearmente. As roscas das luvas e haste podem deslizar uma contra a outra ou as mesmas podem empregar esferas entre as ranhuras para reduzir o atrito.

[004] As válvulas de gaveta podem ser operadas manualmente, tal como uma roda montada na haste ou na luva de porca. Também é conhecido utilizar um veículo operado remoto (ROV) para engatar e girar uma haste ou luva de porca. Os atuadores alimentados hidraulicamente são também utilizados em que um pistão move a haste linearmente sem rotação. Os atuadores elétricos são também conhecidos que empregam um motor elétrico e um trem de engrenagem para girar uma haste ou luva de porca para causar o movimento da gaveta.

[005] Tipicamente, uma vedação na porção de caule da câmara engata a haste para vedar a pressão dentro da câmara. A pressão exercida na vedação de haste pode ser muito grande, levando a vedação de haste a falhar. Quando a vedação de haste falha isso permitirá que o fluido ou gás flua para fora da válvula em volta da haste. Algumas realizações do estado da técnica fornecem uma segunda vedação que vedará a haste de válvula ao corpo de válvula no evento em que a vedação primária falha. Isso fornece redundância dentro das vedações de haste de válvula que aumenta a confiabilidade das vedações.

[006] Quando uma segunda vedação é usada, no evento em que a primeira vedação vaza, um volume do fluido será mantido entre a primeira vedação falhada e a segunda vedação. Dependendo do tamanho do espaçamento entre a primeira vedação e a segunda vedação, o volume pode ser bem pequeno. O tamanho de volume pequeno permite que a pressão de fluido dentro do volume alcance rapidamente a pressão de sistema interna. Isso não é uma condição rara conforme muitos dos ambientes em que as válvulas são colocadas são submetidos a cargas de pressão extremas por muitos anos, aumentando significativamente a probabilidade de que a vedação primária irá vazar ou falhar. Quando a válvula é aberta, a pressão pode, então, escoar rapidamente através da vedação vazando. Isso pode causar danos adicionais à vedação primária de modo que o que era um pequeno vazamento torna-se um defeito maior da vedação primária. O defeito maior da vedação primária pode eliminar qualquer benefício que a vedação primária vazando forneceu, aumentando a probabilidade do defeito de vedação secundária subsequente. Assim, há uma necessidade de uma vedação de haste com alta confiabilidade trazida por vedações redundante, enquanto permite que as vedações escoem em ocorrências de vazamento através da vedação primária.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[007] Esses e outros problemas são geralmente solucionados ou contornados e as vantagens técnicas são geralmente alcançadas pelas realizações preferenciais da presente invenção que fornecem um sistema de vedação de haste redundante escoado por válvula e um método para usar o mesmo.

[008] De acordo com uma realização da presente invenção, uma válvula que tem um conjunto de vedação de haste é revelada. A válvula inclui um corpo de válvula que define uma passagem de fluxo e uma cavidade de corpo perpendicular à passagem de fluxo. O corpo de válvula define uma abertura de haste que se estende de um exterior do corpo até a cavidade de corpo. A válvula inclui um membro de válvula móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada, sendo que o membro de válvula tem um orifício entre através do mesmo que registra com a passagem de fluxo quando o membro de válvula está na posição aberta. A válvula também inclui uma haste de válvula que tem um eixo geométrico de haste de válvula acoplado ao membro de válvula, sendo que a haste de válvula se estende da cavidade de corpo até um exterior do corpo de válvula através da abertura de haste de válvula para mover o membro de válvula da posição fechada para a posição aberta. Um conjunto de gaxeta é posicionado dentro da abertura de haste de válvula para vedar a haste de válvula ao corpo de válvula. O conjunto de gaxeta inclui um anel de vedação que tem um perfil em forma de v que define uma primeira e uma segunda pernas que se estendem de um vértice da forma em v radialmente para fora, as primeira e segunda pernas para vedar as superfícies anulares opostas. O conjunto de gaxeta inclui um anel posterior que tem um canal em forma de v de modo que um vértice do anel de vedação possa se inserir no canal, sendo que o anel posterior tem uma rigidez maior ao movimento radial que as primeira e segunda pernas para limitar a deformação radial das primeira e segunda pernas.

[009] De acordo com outra realização da presente invenção, um conjunto de gaxeta de haste de válvula de gaveta para vedar uma haste de válvula de gaveta a um corpo de válvula de gaveta que tem uma cavidade de corpo é revelado. O conjunto de gaxeta inclui um anel de gaxeta situado dentro da abertura de haste de modo que um diâmetro externo do anel de gaxeta esteja contigo ao diâmetro interno da abertura de haste e um diâmetro interno do anel de gaxeta esteja contigo a um diâmetro externo da haste de válvula. O anel de gaxeta define um primeiro recesso anular no diâmetro externo do anel de gaxeta e um segundo recesso anular no diâmetro interno do anel de gaxeta. O conjunto também inclui um anel retentor vedador posicionado coaxial com o anel de gaxeta e preso ao corpo de válvula de modo que o anel retentor vedador prenda o anel de gaxeta ao corpo de válvula. O anel retentor vedador define um terceiro recesso anular no diâmetro externo do anel retentor vedador coaxial com e axialmente acima do primeiro recesso anular. O anel de gaxeta define um quarto recesso anular próximo ao anel retentor vedador, o quarto recesso anular coaxial com e axialmente acima do segundo recesso anular. Uma vedação é posicionada em cada recesso anular de modo que cada vedação impeça a passagem de fluido em uma primeira direção e escoe o fluido em uma segunda direção aposta à primeira direção.

[010] De acordo com ainda outra realização da presente invenção, um anel de vedação para uma válvula de gaveta é revelado. O anel de vedação inclui um suporte isolado de vedação anular que tem uma primeira extremidade e uma segunda extremidade. O anel de vedação também inclui um anel de vedação que tem um perfil em forma de v posicionado no suporte isolado de vedação de modo que a segunda extremidade do suporte isolado de vedação insira-se no perfil em forma de v. O anel de vedação define uma primeira e uma segunda pernas que se estendem de um vértice da forma em v radialmente para fora, sendo que as primeira e segunda pernas vedam-se às superfícies anulares opostas. Uma mola de energização que tem um perfil em forma de v é interposta entre o suporte isolado de vedação e o anel de vedação, sendo que a mola de energização exerce uma força de expansão nas pernas do anel de vedação de modo que o anel de vedação permanecerá em contato de vedação com as superfícies anulares opostas. A mola de energização pode ser desviada em resposta a uma pressão de fluido no anel de vedação oposta à mola de energização para permitir o fluxo de fluido através do anel de vedação. O anel de vedação inclui um anel posterior que tem um canal em forma de v de modo que um vértice do anel de vedação possa se inserir no canal, sendo que o anel posterior tem uma rigidez maior ao movimento radial que as primeira e segunda pernas do anel de vedação para limitar a deformação radial das primeira e segunda pernas do anel de vedação. A primeira extremidade do suporte isolado de vedação tem uma porção substancialmente plana posicionada em um ombro de apoio do conjunto de gaxeta e a segunda extremidade do suporte isolado de vedação está em engate operativo com o perfil em forma de v. O anel de vedação é formado por um polímero e o anel posterior é formado por um polímero que tem uma dureza maior que o polímero do anel de vedação. O canal do anel posterior se estende somente parcialmente até as extremidades distais de cada perna do anel de vedação. Uma largura do anel posterior é menor que a distância entre as pernas de anel de vedação e o anel posterior não engata cm vedação a haste. O canal do anel posterior se estende a partir do vértice do anel de vedação ao longo de somente parte do anel de vedação.

[011] Uma vantagem de uma realização preferencial é que essa fornece uma vedação redundante verdadeira enquanto ainda permite o escoamento de alívio de pressão quando necessário. Assim, qualquer vazamento através da vedação primária não causa danos à ou defeitos adicionais da vedação primária quando o fluido escoa através da vedação primária quando a válvula está aberta. Ainda ademais, as vedações operam independentemente para reduzir o desgaste no conjunto de vedação e prolongar a vida útil do conjunto de vedação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[012] De modo que a maneira em que os recursos, vantagens e objetivos da invenção assim como outros que se tornarão aparentes sejam alcançados e possam ser entendidos em mais detalhes, a descrição mais particular da invenção brevemente resumida acima pode ser tida por referência às realizações da mesma que são ilustradas nos desenhos anexos que formam parte deste relatório descritivo. Deve ser notado, entretanto, que os desenhos ilustram somente uma realização preferencial da invenção e não devem, portanto, ser considerados como limitantes de seu escopo conforme a invenção pode admitir a outras realizações igualmente eficazes.

[013] A Figura 1 é uma vista secional parcial de uma válvula de gaveta de acordo com uma realização da presente invenção.

[014] A Figura 2 é uma vista em detalhes de uma porção da haste de válvula de gaveta conforme indicado na Figura 1 de acordo com uma realização da presente invenção.

[015] A Figura 3 é uma vista em detalhes de uma haste de válvula de gaveta conforme indicado na Figura 2 de acordo com uma realização da presente invenção.

[016] A Figura 4 é uma vista superior de um anel posterior da vedação de haste de válvula de gaveta da Figura 3.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[017] A presente invenção será agora descrita mais completamente doravante com referência aos desenhos anexos que ilustram as realizações da invenção. Esta invenção pode, entretanto, ser incorporada em muitas formas diferentes e não deve ser construída como limitada às realizações ilustradas definidas na presente invenção. Ao invés disso, essas realizações são fornecidas de modo que esta revelação será meticulosa e completa e transmitirá completamente o escopo da invenção àqueles técnicos no assunto. Números iguais referem-se a elementos iguais por todo o documento e a primeira notação, se usada, indica elementos similares em realizações alternativas.

[018] Na discussão a seguir, inúmeros detalhes específicos são definidos para fornecer um entendimento meticuloso da presente invenção. Entretanto, será óbvio para aqueles técnicos no assunto que a presente invenção pode ser praticada sem tais detalhes específicos. Adicionalmente, para a maior parte, os detalhes em relação construção de válvula, usos e similares foram omitidos na medida em que tais detalhes não são considerados necessários para se obter um entendimento completo da presente invenção e são considerados como estando dentro das habilidades de técnicos no assunto.

[019] Referindo-se à Figura 1, a válvula de gaveta 11 tem um corpo 13 e uma passagem de fluxo 15 que se estende transversalmente através do corpo 13. A válvula 11 tem uma gaveta 17 com um orifício 19 através da mesma. A gaveta 17 pode ser projetada em uma peça ou duas peças. A gaveta 17 pode ser divida em duas fatias; cada fatia da gaveta 17 deve ou estar aberta ou fechada ao mesmo tempo. A gaveta 17 é mostrada na posição fechada na Figura 1. A válvula 11 mostrada na FIGURA 1 é uma válvula do tipo haste ascendente; entretanto, esta invenção pode ser usada similarmente em válvulas do tipo haste não ascendente. Quando a gaveta 17 está na posição aberta, o orifício 19 da gaveta 17 registra-se com a passagem de fluxo 15 do corpo 13 através disso permitindo o fluxo através da válvula 11. Quando a gaveta 17 está fechada conforme mostrado, o orifício 19 não se registra mais com a passagem de fluxo 15, bloqueando o fluxo de fluido através da passagem 15 e a válvula 11. A passagem de fluxo 15 intercepta uma cavidade central ou câmara 21 localizada no corpo 13. Um contrafuro é formado na passagem de fluxo 15 em cada intercessão com a câmara 21. Um anel de sede 27 localiza em cada contrafuro para vedar a passagem de fluxo 15 à gaveta 17 enquanto a gaveta 17 está na posição fechada. A válvula de gaveta 11 também inclui uma haste 29 acoplada à gaveta 17. A haste 29 tem um eixo geométrico 25 que passa através de um centro da haste 29. A haste 29 é linearmente móvel sem a rotação ao longo do eixo geométrico 25 para atuar a gaveta 17 entre as posições aberta e fechada. Na realização ilustrada, um conjunto de indução 31 acopla-se ao corpo 13 em volta da haste 29 para induzir a haste 29 e a gaveta 17 para a posição fechada. Conforme ilustrado, a válvula 11 é atuada hidraulicamente. Um veículo operado remotamente pode fazer interface com o conjunto de indução 31 para mover a haste 29 e a gaveta 17 da posição fechada mostrada para uma posição aberta em que o orifício 19 registra-se com a passagem de fluxo 15. Um conjunto de gaxeta 33 fornece a vedação para a haste 29 em que a haste 29 passa através do corpo 13. Um técnico no assunto entenderá que a válvula de gaveta 11 é uma válvula exemplificativa. As realizações reveladas contemplam e incluem qualquer válvula que tem uma haste que passa através de um corpo de válvula para operar um membro de válvula localizado dentro do corpo.

[020] Referindo-se à Figura 2, o conjunto de gaxeta 33 é mostrado em mais detalhes. O conjunto de gaxeta 33 inclui pelo menos uma vedação 35, quatro das quais são mostradas na Figura 2: uma primeira vedação 35A; uma segunda vedação 35B; uma terceira vedação 35C; e uma quarta vedação 35D. Conforme mostrado na Figura 3, cada vedação 35 inclui um suporte isolado 37, uma mola de energização 39, um anel de vedação 41 e um anel posterior 43. O suporte isolado de vedação 37 compreende uma protrusão ou anel anular que tem uma primeira extremidade 45 e uma segunda extremidade 47. A primeira extremidade 45 do suporte isolado de vedação 37 tem uma porção substancialmente plana 49 de modo que o suporte isolado de vedação 37 pode ser posicionado em um ombro cilíndrico de apoio dentro do conjunto de gaxeta 33. A segunda extremidade 47 do suporte isolado de vedação 37 é oposta à primeira extremidade 45 e compreende uma protrusão em contato com a mola de energização 39 para posicionar apropriadamente o anel de vedação 41 contra o anel posterior 43 e limitar a compressão axial indesejada do anel de vedação 41. O suporte isolado de vedação 37 fornecerá um apoio para a vedação 35, impedindo a compressão excessiva da vedação 35 reagindo às forças direcionadas da segunda extremidade 47 para a primeira extremidade 45. O suporte isolado de vedação 37 será formado por um material que tem resistência suficiente à compressão de modo que suporte isolado de vedação 37 não sofra colapso durante o uso operacional da vedação 35.

[021] O anel de vedação 41 compreende um membro em forma de v, em formato de V invertido ou perfil em forma de v de modo que um vértice 51 do formato em V e a segunda extremidade 47 do suporte isolado de vedação 37 estejam voltados na mesma direção. O anel de vedação 41 também inclui uma primeira perna 53 e uma segunda perna 55. A primeira perna 53 e a segunda perna 55 se estendem em direção à primeira extremidade 45 do suporte isolado de vedação 37. Adicionalmente, uma largura entre as extremidades distais 57, 59, a primeira perna 53 e a segunda perna 55, respectivamente é menos que a largura entre as primeira e segunda pernas 53, 55 do anel de vedação 41 no vértice 51. Assim, o anel de vedação 41 é mais amplo próximo à primeira extremidade 45 do suporte isolado de vedação 37 que no vértice 51. No exemplo mostrado, as superfícies exteriores das pernas 53, 55 inclinam a um primeiro ângulo a do vértice 51 para uma junção 52. As pernas 53, 55 inclinam em um segundo ângulo p da junção 52 para as extremidades distais 57, 59. A junção 52 é espaçada mais próxima ao vértice 51 que às extremidades distais 57, 59. O ângulo β é menor que o ângulo a relativo a um eixo geométrico 54 atravessando as pernas 53, 55 e passando através do vértice 51. Quando energizadas, as extremidades distais 57, 59 pode contatar pelo menos um dentre a haste 29 (Figura 2) e o corpo 13. O anel de vedação 41 tem uma superfície interior 42 voltada para o suporte isolado de vedação 37 e uma superfície exterior 44 voltada para o anel posterior 43. O anel de vedação 41 pode ser formado por um material de fluorocarbono tal como Teflon. Um técnico no assunto entenderá que outros materiais que tem propriedades similares ao material de fluorocarbono revelado na presente invenção são contemplados e incluídos nas realizações reveladas.

[022] A mola de energização 39 é uma mola anular interposta entre o anel de vedação 41 e o suporte isolado de vedação 37. A mola de energização 39 tem um perfil de corte em transversal em formato de V similar a esse do anel de vedação 41 de modo que uma superfície da mola de energização 39 possa contatar a superfície interior 42 do anel de vedação 41. Um vértice 61 da mola de energização 39 estará voltado na mesma direção que a segunda extremidade 47 do suporte isolado de vedação 37 e vértice 51 do anel de vedação 41. A mola de energização 39 inclui uma primeira perna 63 e uma segunda perna 65 que correm paralelas à, e geralmente com contato com, a primeira perna 53 e a segunda perna 55, respectivamente. A mola de energização 39 tem uma mola constante de tal modo que a mola de energização 39 resistirá à compressão da primeira perna 63 e segunda perna 65 em direção ao suporte isolado de vedação 37 durante as condições operacionais normais. Preferencialmente, quando a vedação 35 é colocada dentro do conjunto de gaxeta 33, o anel de vedação 41 e a mola de energização 39 serão submetidos a um leve deslocamento um em direção ao outro das primeiras pernas 53, 63 e segundas pernas 55, 65 do anel de vedação 41 e mola de energização 39, respectivamente. Esse deslocamento faz com que a mola de energização 39 exerça uma força contra a compressão da mola de energização 39 e, assim, a compressão do anel de vedação 41, em direção ao suporte isolado de vedação 37. Como um resultado, quando colocada dentro do conjunto de gaxeta 33, a mola de energização 39 irá fazer com que as primeira e segunda pernas 53, 55 do anel de vedação 41 vedem- se a pelo menos um dentre a haste 29 e o corpo 13. Na realização ilustrada, a mola de energização 39 é formada por uma liga de cobalto-cromo-níquel tal como ELGILOY®. Um técnico no assunto entenderá que outros materiais que tem propriedades similares à liga de cobalto-cromo-níquel revelada na presente invenção são contemplados e incluídos nas realizações reveladas.

[023] O anel posterior 43 pode ser um anel anular posicionado adjacente ao anel de vedação 41 aposto ao anel de energização 39 e o suporte isolado de vedação 37. O anel posterior 43 tem um perfil de corte em transversal geralmente em formato quadrado. Preferencialmente, o anel posterior 43 define um canal 67 adjacente ao anel de vedação 41. O canal 67 pode ter um perfil em formato de V correspondente ao perfil da superfície exterior 44 formada pelo anel de vedação 41 de modo que o canal 67 possa estar contigo ao vértice 51 e a uma porção da superfície exterior 44 do anel de vedação 41. O canal 67 pode se estender pelo menos em parte ao longo da superfície exterior 44 das primeira e segunda pernas 53, 55 do anel de vedação 41. Na realização mostrada, o anel posterior 43 se estende ao longo das pernas 53, 55 menos que metade do comprimento das pernas 53, 55 a partir das extremidades 57, 59 para o vértice 51. As pontas do anel posterior 43 são próximas à junção 52. O anel posterior 43 pode ter uma largura menor que a largura nas extremidades distais 57, 59 das primeira e segunda pernas 53, 55, respectivamente, do anel de vedação 41. Assim, o anel posterior 43 preferencialmente não veda ou a haste 29 ou corpo 13. O anel posterior 43 pode também ter uma superfície substancialmente plana 69 oposta à superfície 49 da primeira extremidade 45 do suporte isolado de vedação 37. A superfície 69 pode ser posicionada próxima a um ombro voltado opostamente 56 dentro do conjunto de gaxeta 33 de modo que a superfície 69 pode assentar no ombro 56 durante o uso operacional da vedação 35. Na realização ilustrada, o anel posterior 43 pode ser formado por um material de poliéter éter cetona (PEEK) de resistência suficiente para resistir ao escoamento ou deformação durante os usos operacionais que podem comprimir o anel posterior 43 entre o anel de vedação 41 e o ombro 56 do conjunto de gaxeta 33. Preferencialmente, o anel posterior 43 tem uma dureza maior que a dureza do anel de vedação 41. Um técnico no assunto entenderá que outros materiais que tem propriedades similares ao PEEK termoplástico revelado na presente invenção são contemplados e incluídos nas realizações reveladas. Em uma realização, o anel posterior 43 liga-se ao anel de vedação 41. Em outra realização, o anel posterior 43 não se liga ao anel de vedação 41.

[024] O anel posterior 43 também inclui uma pluralidade de protuberâncias 60 formada em uma ou ambas a superfície de diâmetro interno e a superfície de diâmetro externo do anel posterior 43. Por exemplo, a segunda vedação 35B da Figura 2 inclui protuberâncias 60 formadas no diâmetro externo do anel posterior 43 próximo ao anel de gaxeta 71 conforme mostrado na Figura 3. Em outra localizações de vedação 35, as protuberâncias 60 podem ser formadas no diâmetro interno do anel posterior 43. As protuberâncias 60 podem ser formadas do mesmo material que o anel posterior 43 e integral com o anel posterior 43. Cada protuberância 60 tem um perfil de corte em transversal geralmente trapezoidal e estende uma porção fracional da circunferência do anel posterior 43 conforme mostrado na Figura 4. Cada protuberância 60 forma um canal 62 com uma protuberância adjacente 60. O fluido sob uma pressão mais alta próximo à superfície 69 do anel posterior 43 escoa através dos canais 62 para fluir para uma área de pressão mais baixa próxima à superfície interior 42 do anel de vedação 41. Assim, as protuberâncias 60 estendem a vida útil da vedação 35 impedindo a falha catastrófica da vedação 35 devido ao acúmulo da pressão na direção de não vedação.

[025] Em uma operação, a vedação 35 realizará ambas as funções de vedação e escoamento. Conforme mostrado na Figura 3, a vedação 35 fornece uma função de vedação em resposta à pressão de gás ou fluido na superfície interior 42 do anel de vedação 41. Uma pressão de gás ou fluido tenta mover da superfície interior 42 para a superfície exterior 44 na Figura 3 uma vedação inicialmente energizada pela mola de energização 39 irá impedir a passagem do fluido ou gás através das extremidades distais 57, 59 do anel de vedação 41. Aumentar a pressão de gás ou fluido exercerá uma força na mola de energização 39 e superfície interior 42 do anel de vedação 41, empurrando as extremidades distais 57, 59 e as primeira e segunda pernas 53, 55 do anel de vedação 41 em um contato de vedação mais estreito com as superfícies a quais o anel de vedação 41 é vedado. Assim, conforme a pressão aumenta na superfície interior 42, a força de vedação do anel de vedação 41 aumentará.

[026] Conforme a pressão de fluido aumenta na superfície interior 42 do anel de vedação 41, empurrando as extremidades distais 57, 59 em um contato de vedação mais estreito com as superfícies adjacentes, o anel posterior 43 exercerá uma força reativa na superfície exterior 44 através do canal 67. As porções das pernas 53, 55 da junção 52 para as extremidades distais 57, 59 não são restringidas diretamente de flexionarem para fora pelo posterior 43. A pressão de fluido aumentada aplicada à superfície interior 42 pode fazer com que as primeira e segunda pernas, 53, 55 sofram colapso contra as superfícies adjacentes ou, em casos extremos, forcem as porções das primeira e segunda pernas 53, 55 a extrusar entre os lados do anel posterior 43 e superfícies adjacentes do conjunto de gaxeta 33 e pelo menos um dentre a haste 29 e o corpo 13. Para neutralizar isso, o canal 67 exercerá uma força reativa à compressão do anel de vedação 41 contra o anel posterior 43 causada pela pressão de fluido aumentada na superfície interior 42. O perfil correspondente do canal 67 e a superfície exterior 44 permitirão que o canal 67 resista à deformação permanente do anel de vedação 41. Impedindo ou limitando a deformação permanente do anel de vedação 41 em situações em que a pressão alta é exercida na superfície interior 42, o anel posterior 43 auxilia no prolongamento da vida operacional do anel de vedação 41 e assim da vedação 35.

[027] Conforme mostrado na Figura 3, a vedação 35 fornecer uma função de escoamento para a pressão de fluido ou gás na superfície exterior 44 da vedação 41. No caso em que o fluido ou gás vaze em volta do anel de vedação 41 durante o uso prolongado da válvula 11, fluido ou gás pode se tornar preso em uma superfície exterior adjacente de volume 44. O fluido pode estar preso em um volume entre a segunda vedação 35B e a quarta vedação 35D. Alternativamente, o fluido pode estar preso em um volume entre a segunda vedação 35B e o conjunto de anel de carga 99. A operação continuada da válvula 11 pode elevar rapidamente a pressão do volume preso do fluido na superfície exterior 44 para esse da pressão na superfície interior 42 do anel de vedação 41. Quando a gaveta 17 move-se para a posição aberta, permitindo que fluxo de fluido através da passagem de fluxo 15 da válvula 11, um diferencial de pressão surge entre a superfície exterior 44 e a superfície interior 42 do anel de vedação 41, de tal modo que uma pressão maior alta exista no lado da superfície exterior 44. A largura mais estreita do anel posterior 43 relativa à largura do anel de vedação 41 e canais 62 formados pelas protuberâncias 60 permitirá que o fluido preso flua através do anel posterior 43. As protuberâncias 60 mantêm uma separação entre o diâmetro interno do anel de gaxeta 71 no recesso anular 87 e anel posterior 43, fornecendo um trajeto de fluxo para o volume preso do fluido que permite o escoamento do fluido sob condições situacionais adequadas. A pressão de fluido pode, então, exercer uma força na superfície exterior 44 do anel de vedação 41 superando a força de mola da mola de energização 39. A pressão mais alta na superfície exterior 44 pode comprimir as primeira e segunda pernas 53, 55 do anel de vedação 41 para o suporte isolado de vedação 37, removendo as extremidades distais 57, 59 a partir do contato de vedação com as superfícies adjacentes. O fluido ou gás preso pode, então, fluir através do anel de vedação 41 para o lado de pressão baixa da superfície interior 42.

[028] Uma vez que pressão suficiente foi escoada através do anel de vedação 41, a força de mola da mola de energização 39 superará a força exercida na superfície exterior 44 pela pressão de fluido ou gás e moverá as extremidades distais 57, 59 das primeira e segunda pernas 53, 55,respectivamente, de volta em contato de vedação com as superfícies adjacentes. O suporte isolado de vedação 37 posiciona o anel de vedação 41 uma distância suficiente a partir do ombro de apoio em contato com a porção plana 49, permitindo esse deslocamento do anel de vedação 41. Adicionalmente, o suporte isolado de vedação 41 impede o movimento axial do anel de vedação 41 durante essa operação de escoamento de pressão. Assim, a vedação 35 fornece uma vedação a forças de pressão alta exercidas contra a superfície interior 42 do anel de vedação 41 e um escoamento para forças de pressão alta exercidas contra a superfície exterior 44 do anel de vedação 41. Seguindo o escoamento, o anel de energização 39 pode retornar o anel de vedação 41 à posição energizada, impedindo o fluxo da superfície interior 42 para a superfície exterior 44 quando a válvula 11 está fechada.

[029] Conforme mostrado na Figura 2, o conjunto de gaxeta 33 inclui quatro vedações 35 nesse exemplo. O conjunto de gaxeta 33 também inclui um anel de gaxeta de metal 71 e um anel retentor de gaxeta de metal 73. O anel de gaxeta 71 assenta em um ombro anular voltado para cima 75 do corpo 13 formado dentro de uma abertura de haste 77 que permite a passagem da haste 29 na cavidade 21. O anel de gaxeta 71 inclui uma superfície anular de alinhamento 79 em um diâmetro interno do anel de gaxeta 71. A superfície de alinhamento 79 é cônica e se estende de um ombro voltado para baixo 81 do anel de gaxeta 71 até a abertura 77. O ombro voltado para baixo 81 é adaptado para assentar no ombro anular 75 do corpo 13 de modo que o anel de gaxeta 71 seja coaxial com o eixo geométrico 25. O anel de gaxeta 71 inclui um primeiro recesso anular 83 formado em um diâmetro externo do anel de gaxeta próximo ao ombro anular 81. O primeiro recesso anular 83 se estende a partir do diâmetro externo do anel de gaxeta 71 interior até a superfície cilíndrica voltada para fora 84 e a partir do ombro voltado para baixo 81 para o ombro de recesso voltado para baixo 85. O primeiro recesso anular 83 terá um tamanho e um formato de tal modo que a primeira vedação 35A possa ser colocada dentro do primeiro recesso anular 83. A primeira vedação 35A preenche substancialmente o primeiro recesso anular 83 e é posicionada de modo que a primeira extremidade 49 (Figura 3) da primeira vedação 35A estará contígua ao ombro voltado para cima 75 do corpo 13 (Figura 2). A superfície 69 do anel posterior 43 da primeira vedação 35A estará próxima a, mas opcionalmente pode não contatar o ombro de recesso voltado para baixo 85. Preferencialmente, a extremidade distal 59 do anel de vedação 41 de segunda perna 55 da primeira vedação 35A irá contatar e vedar ao ombro voltado para fora 84 do anel de gaxeta 71 dentro do primeiro recesso anular 83. Similarmente, a extremidade distal 57 da primeira perna 53 do anel de vedação 41 da primeira vedação 35A irá contatar e vedar a uma superfície do corpo 13. Assim, a primeira vedação 35A vedará contra o movimento do fluido da cavidade 21 para um exterior do corpo 13 e escoará o fluido de um exterior do corpo 13 para a cavidade 21.

[030] O anel de gaxeta 71 também define um segundo recesso anular 87 em um diâmetro interno do anel de gaxeta 71. O segundo recesso anular 87 se estende da superfície de diâmetro interno para assentar em um ombro voltado para dentro radialmente 89 e a partir de um ombro voltado para cima 91 em direção à cavidade 21 para assentar em um ombro de recesso voltado para cima 93. O anel de gaxeta 71 também inclui uma porção anular 95 que se estende de uma extremidade superior do anel de gaxeta 71 próxima a um centro da largura do anel de gaxeta 71 de modo que o anel de gaxeta 71 defina o ombro voltado para cima 91 em um lado de diâmetro interno da porção anular 95 e um ombro voltado para cima 97 em um lado de diâmetro externo da porção anular 95. Um conjunto de anel de carga 99 será posicionado no ombro voltado para o exterior 91 e se estenderá para cima de uma porção do comprimento da protrusão anular 95. O conjunto de anel de carga 99 pode compreende qualquer conjunto adequado adaptado para transferir a carga da segunda vedação 35B para o anel de gaxeta 71. Na realização ilustrada, o conjunto de anel de carga 99 não transfere uma carga aplicada à segunda vedação 35B para a quarta vedação 35D de modo que a segunda vedação 35B e a quarta vedação 35D operem independentemente uma da outra. Em uma realização exemplificativa, o conjunto de anel de carga 99 compreende um conjunto de haste similar ao "Segmented Seal Ring and Support for Same" conforme revelado no Pedido de Patente pendente no U.S. 13/281.526, depositado 26 de outubro de 2011 e é incorporado a título de referência em sua totalidade na presente invenção. Um técnico no assunto reconhecerá que outros conjuntos de haste anular adequados podem ser usados contanto que o conjunto de haste permita o carregamento independente do segundo anel de vedação 35B e do quarto anel de vedação 35D.

[031] A segunda vedação 35B preencherá substancialmente o segundo recesso anular 87 e será posicionada de modo que a primeira extremidade 49 (Figura 3) da segunda vedação 35B esteja contígua ao ombro voltado para cima 93 do anel de gaxeta 71 (Figura 2). A superfície 69 do anel posterior 43 da segunda vedação 35B estará próxima a, mas pode não contatar uma superfície voltada para baixo 101 do conjunto de anel de carga 99. Preferencialmente, a extremidade distal 59 da segunda perna 55 do anel de vedação 41 da segunda vedação 35B irá contatar e vedar uma superfície de diâmetro externo da haste 29. Similarmente, a extremidade distal 57 da primeira perna 53 do anel de vedação 41 da segunda vedação 35B irá contatar e vedar o ombro voltado para dentro 89 do segundo recesso anular 87 do anel de gaxeta 71. Assim, a segunda vedação 35B vedará contra o movimento do fluido da cavidade 21 para um exterior do corpo 13 ao longo da haste 29 e escoará o fluido para a cavidade 21 ao longo da haste 29 a partir de um exterior do corpo 13.

[032] O anel retentor vedador 73 inclui uma protrusão anular 103 que se estende de uma porção inferior do anel retentor vedador 73 em direção à cavidade 21. A protrusão anular 103 tem uma largura de tal modo que a protrusão anular 103 preencherá substancialmente um vão entre a protrusão anular 95 do anel de gaxeta 71 e uma superfície de diâmetro interno da abertura 77. Conforme ilustrado, o diâmetro externo da protrusão anular 103 é nivelado com o diâmetro externo do anel de gaxeta 71. A protrusão anular 103 definirá um terceiro recesso anular 105 que se estende do diâmetro externo da protrusão anular 103 em direção à protrusão anular 95 para assentar em um ombro voltado para fora 107. O terceiro recesso anular 105 se estenderá de uma extremidade da protrusão anular 103 para longe da cavidade 21 para assentar em um ombro voltado para baixo 109.

[033] O terceiro recesso anular 105 terá um tamanho e um formato de tal modo que uma terceira vedação 35C possa ser colocada dentro do terceiro recesso anular 105. A terceira vedação 35C preencherá substancialmente o terceiro recesso anular 105 e será posicionada de modo que a primeira extremidade 49 (Figura 3) da terceira vedação 35C estará contígua ao ombro voltado para baixo 109 do terceiro recesso anular 105 (Figura 2). A superfície 69 do anel posterior 43 da terceira vedação 35C será próxima, mas pode não contatar o ombro voltado para cima 91 do anel de gaxeta 71. Preferencialmente, a extremidade distal 57 da primeira perna 53 do anel de vedação 41 da terceira vedação 35C irá contatar e vedar o ombro voltado para fora 107 dentro do terceiro recesso anular 105. Similarmente, a extremidade distal 59 da segunda perna 55 do anel de vedação 41 da terceira vedação 35C irá contatar e vedar uma superfície do corpo 13. Assim, terceira vedação 35C vedará contra o movimento do fluido de um exterior do corpo 13 para a cavidade 21 e escoará o fluido da cavidade 21 para um exterior do corpo 13.

[034] O retentor vedador 73 define um ombro voltado para baixo 111 que se estende de uma base da protrusão anular 103 até um diâmetro interno do anel retentor vedador 73 próximo à haste 29. A protrusão anular 95 do anel de gaxeta 71 tem uma largura que estende uma porção da largura entre a protrusão anular 103 do anel retentor vedador 73 e o diâmetro interno do anel de retenção vedador 73 de tal maneira que um quarto recesso anular 113 exista entre a protrusão anular 95, ombro voltado para baixo 111 do anel retentor vedador 73 e uma superfície superior 115 do conjunto de anel de carga 99. O quarto recesso anular 113 se estende de uma área próxima à haste 29 para dentro até a superfície voltada para dentro 117 da protrusão anular 95.

[035] O quarto recesso anular 113 terá um tamanho e um formato de tal modo que uma quarta vedação 35D possa ser colocada dentro do quarto recesso anular 113. A quarta vedação 35D preencherá substancialmente o quarto recesso anular 113 e será posicionada de modo que a primeira extremidade 49 (Figura 3) da quarta vedação 35D estará contígua à superfície superior 115 do conjunto de anel de carga 99 (Figura 2). A superfície 69 do anel posterior 43 da quarta vedação 35D será próxima, mas pode não contatar o ombro voltado para baixo 111 do anel de retenção vedador 73. Preferencialmente, a extremidade distal 57 da primeira perna 53 do anel de vedação 41 da quarta vedação 35D irá contatar e vedar a superfície voltada para dentro 117 da protrusão anular 95 do anel de gaxeta 71 dentro do quarto recesso anular 113. Similarmente, a extremidade distal 59 da segunda perna 55 do anel de vedação 41 da quarta vedação 35D irá contatar e vedar uma superfície da haste 29. Assim, quarta vedação 35D vedará contra o movimento do fluido da cavidade 21 para um exterior do corpo 13 e escoará o fluido para a cavidade 21.

[036] Conforme ilustrado na Figura 2, a segunda vedação 35B e a quarta vedação 35D são posicionadas de modo que as vedações vedem a haste 29 para impedir o fluxo de fluido para fora da cavidade 21 ao longo da haste 29 enquanto permitem que o fluido que pode vazar através da segunda vedação 35B escoe de volta para a cavidade 21. Isso fornece um sistema de vedação redundante que é mais eficaz que os métodos de vedação do estado da técnica. Similarmente, as segunda e quarta vedações combinadas 35B, 35D fornecer o escoamento de fluido que impede danos às vedações em que a pressão de fluido dentro da cavidade 21 é liberada de repente. Similarmente, a primeira vedação 35A e a terceira vedação 35C são posicionadas para impedir o fluxo de fluido para a cavidade 21 ao longo do corpo 13. Ao contrário das vedações 35B e 35D, as vedações 35A e 35C não fornecem proteção redundante. Ao invés disso, as primeira e terceira vedações 35A, 35C, respectivamente, fornecem a vedação de direção oposta. Isso reduz potencialmente a quantidade de fluido que pode passar entre um exterior do corpo 13 e da cavidade 21. Adicionalmente, As primeira e terceira vedações 35A, 35C, respectivamente, fornecem o escoamento de direção oposta que protege ambas as vedações de dados no caso de uma alteração de pressão repentina na área vedada. Um técnico no assunto entenderá que as direções de vedação e escoamento de cada vedação podem ser comutadas invertendo a posição de cada vedação conforme necessário.

[037] Consequentemente, as realizações reveladas fornecem várias vantagens sobre o estado da técnica. Por exemplo, as realizações reveladas fornecem um sistema de vedação redundante que fornece duas vedações independentes e verificáveis ao longo da haste da válvula. Isso melhora significativamente a eficácia e confiabilidade sobre as vedações de haste do estado da técnica. Adicionalmente, as realizações reveladas fornecem um mecanismo de escoamento para permitir a liberação do fluido que vazou através das vedações para escoar em resposta às alterações rápidas na pressão de fluido dentro da cavidade de válvula. Isso impede danos à primeira vedação que podem ser causados por problemas de vazamento conhecidos em todos os mecanismos de vedação de válvula. Por sua vez, isso prolonga a vida útil da vedação.

[038] É entendido que a presente invenção pode tomar muitas formas e realizações. Consequentemente, diversas variações podem ser feitas sem se afastarem do espírito ou escopo da invenção. Tendo, assim, descrito a presente invenção por referência a algumas de suas realizações preferenciais, é notado que as realizações reveladas são ilustrativas ao invés de limitantes na natureza e que uma ampla faixa de variações, modificações, alterações e substituições é contemplada na descrição acima e, em algumas ocorrências, alguns recursos da presente invenção podem ser empregados sem um uso correspondente dos outros recursos. Muitas tais variações e modificações podem ser consideradas óbvias e desejáveis por técnicos no assunto com base em uma revisão da descrição acima das realizações preferenciais. Consequentemente, é apropriado que as reivindicações anexas sejam construídas amplamente e de uma maneira consistente com o escopo da invenção.

Claims

1. VÁLVULA QUE TEM UM CONJUNTO DE VEDAÇÃO DE HASTE, caracterizado por compreender: um corpo de válvula (13) que define uma passagem de fluxo (15) e uma cavidade de corpo (21) perpendicular à passagem de fluxo; sendo que o corpo de válvula (13) define adicionalmente uma abertura de haste (77) que se estende de um exterior do corpo até a cavidade de corpo (21); um membro de válvula móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada, sendo que o membro de válvula bloqueia a passagem de fluxo na posição fechada e permite o fluxo através da passagem de fluxo na posição aberta; uma haste de válvula (29) que tem um eixo geométrico (25) de haste de válvula (29) acoplado ao membro de válvula, sendo que a haste de válvula (29) se estende da cavidade de corpo (21) até um exterior do corpo de válvula através da abertura de haste de válvula (77) para mover o membro de válvula da posição fechada para a posição aberta; um primeiro anel de vedação (35A) energizado por mola posicionado dentro da abertura de haste de válvula (77) para vedar a haste de válvula (29) ao corpo de válvula, o primeiro anel de vedação (35A) compreendendo: - um perfil em forma de v que define uma primeira e uma segunda pernas (53,55) que se estende de um vértice do perfil em forma de v radialmente para fora, sendo que as primeira e segunda pernas (53,55) vedam a haste e o corpo a superfícies anulares opostas; e - um anel posterior (43) que tem um canal em forma de v que recebe o vértice do perfil em forma de v, sendo que o anel posterior (43) tem uma rigidez maior para o movimento radial que as primeira e segunda pernas (53,55) para limitar a deformação radial da primeira e segunda pernas (53,55); e - um suporte isolado de vedação anular (37) que tem uma primeira extremidade (45) e uma segunda extremidade (47), em que a primeira extremidade (45) é posicionada em um ombro de apoio do conjunto de gaxeta e a segunda extremidade (47) sendo inserida em um raio interno definido pelo vértice do perfil em forma de v para suportar o perfil em forma de v posicionado no suporte isolado de vedação anular (37); um segundo anel de vedação (35B) posicionado dentro da abertura de haste de válvula (77) para vedar a haste de válvula (29) ao corpo de válvula; e um conjunto de anel de carga (99) montado de modo estacionário e que define uma porção do corpo de válvula entre o primeiro anel de vedação (35A) e o segundo anel de vedação (35B) que isola o primeiro anel de vedação (35A) e o segundo anel de vedação (35B) de modo que uma força aplicada ao primeiro anel de vedação (35A) em uma direção voltada para o segundo anel de vedação (35B) transfira-se para o conjunto de anel de carga (99).

2. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo primeiro anel de vedação (41) compreender adicionalmente: uma mola de energização (39) que tem um perfil em forma de v interposto entre o suporte isolado de vedação (37) e o perfil em forma de v, sendo que a mola de energização (39) exerce uma força de expansão nas pernas (53,55) do perfil em forma de v de modo que o perfil em forma de v permanecerá em contato de vedação com as superfícies anulares opostas; e em que a mola de energização (39) pode ser desviada em resposta a uma pressão de fluido no perfil em forma de v oposta à mola de energização (39) para permitir que o fluido flua através do perfil em forma de v.

3. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo perfil em forma de v ser formado por um polímero e o anel posterior (43) ser formado por um polímero que tem uma rigidez maior que o polímero do perfil em forma de v.

4. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo canal do anel posterior se estender somente parcialmente até as extremidades distais (57,59) de cada perna do perfil em forma de v.

5. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: uma largura do anel posterior (43) ser menor que uma distância entre o lado externo das extremidades distais (57,59) das pernas (53,55) de anel de vedação (41); e um vão interno é localizado entre o anel posterior (43) e a haste (29) e um vão externo é localizado entre o anel posterior (43) e o corpo (13).

6. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo canal do anel posterior (43) se estender a partir do vértice do perfil em forma de v ao longo de somente parte do perfil em forma de v.

7. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: o perfil em forma de v ter duas porções anguladas exteriores que se encontram em uma junção (52); e a porção angulada do vértice (51) para a junção (52) ter um ângulo maior relativo a um eixo geométrico (54) que passa através do vértice (51) que a porção angulada da junção (52) para as extremidades distais de cada perna (53,55) de anel de vedação (41).

8. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente uma pluralidade de protuberâncias (60) espaçadas circunferencialmente no anel posterior (43), que define uma pluralidade de canais de fluido (62), que permite que o fluido escoe através da superfície do perfil em forma de v.

9. VÁLVULA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela segunda vedação compreender uma vedação energizada por mola.

10. CONJUNTO DE GAXETA DE HASTE DE VÁLVULA, para vedar uma haste de válvula (29) a um corpo de válvula (13) caracterizado por compreender uma cavidade de corpo (21), sendo que o conjunto de gaxeta compreende: um primeiro anel de vedação (35A) energizado por mola posicionado dentro de uma abertura de haste de válvula (77) que se estende axialmente através do corpo para vedar a haste de válvula (29) ao corpo de válvula (13) o primeiro anel de vedação (35A) compreendendo: - um perfil em forma de v que define uma primeira e uma segunda pernas (53,55) que se estende de um vértice do perfil em forma de v radialmente para fora, sendo que as primeira e segunda pernas (53,55) vedam a haste e o corpo a superfícies anulares opostas; e - um anel posterior (43) que tem um canal em forma de v que recebe o vértice do perfil em forma de v, sendo que o anel posterior (43) tem uma rigidez maior para o movimento radial que as primeira e segunda pernas (53,55) para limitar a deformação radial da primeira e segunda pernas (53,55); e; - um suporte isolado de vedação anular (37) que tem uma primeira extremidade (45) e uma segunda extremidade (47), em que a primeira extremidade (45) é posicionada em um ombro de apoio do conjunto de gaxeta e a segunda extremidade (47) sendo inserida em um raio interno definido pelo vértice do perfil em forma de v para suportar o perfil em forma de v posicionado no suporte isolado de vedação anular (37); um segundo anel de vedação (35B) posicionado dentro da abertura de haste de válvula (77) para vedar a haste de válvula (29) ao corpo de válvula (13); e um conjunto de anel de carga (99) montado ao, e que forma uma parte, do corpo (13) que tem uma primeira extremidade em engate com o primeiro anel de vedação (35A) e uma segunda extremidade em engate com o segundo anel de vedação (35B), de tal modo que uma força axial aplicada ao primeiro anel de vedação (35A) transfira-se para o conjunto de anel de carga (99), uma força axial em uma direção oposta no segundo anel de vedação (35B) transfere-se para o conjunto de anel de carga (99).

11. CONJUNTO DE GAXETA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela primeira vedação compreender: uma mola de energização (39) que tem um perfil em forma de v interposto entre o suporte isolado de vedação (37) e o anel de vedação, sendo que a mola de energização (39) exerce uma força de expansão nas pernas do anel de vedação (53,55) de modo que o anel de vedação permanecerá em contato de vedação com as superfícies anulares opostas; em que a mola de energização (39) pode ser desviada em resposta a uma pressão de fluido no anel de vedação oposto à mola de energização (39) para permitir que o fluido flua através do anel de vedação (41); e um anel posterior (43) que tem um canal em forma de v que recebe um vértice (51) do anel de vedação (41), sendo que o anel posterior (43) tem uma rigidez maior ao movimento radial que as primeira e segunda pernas (53,55) do anel de vedação (41) para limitar a deformação radial das primeira e segunda pernas (53,55) do anel de vedação (41).

12. CONJUNTO DE GAXETA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender adicionalmente uma pluralidade de protuberâncias (60) espaçadas circunferencialmente no anel posterior (43), que define uma pluralidade de canais de fluido (62), que permite que o fluido escoe através da superfície de vedação do anel de vedação (41).

13. CONJUNTO DE GAXETA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo primeiro anel de vedação (41) compreender adicionalmente uma protuberância (60) formada em uma superfície externa do anel posterior (43) oposta à uma extremidade do anel de vedação (41) que veda à haste de válvula (29) e ao corpo de válvula (13), sendo que a protuberância (60) forma um ou mais canais de fluido (62) de modo que o fluido possa escoar através da superfície de vedação do primeiro anel de vedação (41).

14. CONJUNTO DE GAXETA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por: o anel de vedação (41) ser formado por um polímero; e o anel posterior (43) ser formado por um polímero que tem uma dureza maior que o polímero do anel de vedação (41).

15. CONJUNTO DE GAXETA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo segundo anel de vedação compreender uma vedação energizada por mola (39).

16. ANEL DE VEDAÇÃO, para uma haste de válvula (29) caracterizado por compreender: um suporte isolado de vedação anular (37) que tem uma primeira extremidade (45) e uma segunda extremidade (47); um anel de vedação (41) que tem um perfil em forma de v posicionado no suporte isolado de vedação (37) de modo que a segunda extremidade (47) do suporte isolado de vedação (37) insira-se no perfil em forma de v; em que o anel de vedação (41) define uma primeira e uma segunda pernas (53,55) que se estendem a partir de um vértice (51) do perfil em forma de v radialmente para fora, sendo que as primeira e segunda pernas (53,55) vedam-se a superfícies anulares opostas da haste de válvula (29) e de um corpo de válvula (13); uma mola de energização (39) que tem um perfil em forma de v interposto entre o suporte isolado de vedação (37) e o anel de vedação (41), sendo que a mola de energização (39) exerce uma força de expansão nas pernas do anel de vedação (53,55) de modo que o anel de vedação (41) permanecerá em contato de vedação com as superfícies anulares opostas; em que a mola de energização (39) pode ser desviada em resposta a uma pressão de fluido no anel de vedação (41) oposto à mola de energização (39) para permitir que o fluido flua através do anel de vedação (41); um anel posterior (43) que tem um canal (67) em forma de v que recebe um vértice (51) do anel de vedação, sendo que o anel posterior (43) tem uma rigidez maior ao movimento radial que as primeira e segunda pernas (53,55) do anel de vedação (41) para limitar a deformação radial das primeira e segunda pernas (53,55) do anel de vedação (41); em que a primeira extremidade (45) do suporte isolado de vedação (37) tem uma porção substancialmente plana (49) posicionada em um ombro de apoio do conjunto de gaxeta e a segunda extremidade (47) do suporte isolado de vedação (37) está em engate operativo com o perfil em forma de v; em que o anel de vedação (41) é formado por um polímero e o anel posterior (43) é formado por um polímero que tem uma dureza maior que o polímero do anel de vedação (41); em que o canal (67) do anel posterior (60) se estende somente parcialmente até as extremidades distais de cada perna (53,55) do anel de vedação (41); em que uma largura do anel posterior (43) é menor que uma distância entre os lados externos das extremidades distais (57,59) das pernas (53,55) de anel de vedação (41); em que um vão interno é localizado entre o anel posterior (43) e a haste (29) e um vão externo é localizado entre o anel posterior (43) e o corpo de válvula (13); em que o canal (67) do anel posterior (43) se estende a partir do vértice (51) do anel de vedação (41) ao longo de somente parte do anel de vedação (41); e uma pluralidade de protuberâncias (60) espaçadas circunferencialmente formada em uma superfície externa do anel posterior (43), que define uma pluralidade de canais de fluido (62) de modo que o fluido possa escoar através da superfície de vedação do anel de vedação (41).

17. ANEL DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por: o anel de vedação (41) ter duas porções exteriores anguladas que se encontram em uma junção (52); e a porção angulada do vértice (51) para a junção (52) ter um ângulo maior relativo a um eixo geométrico (54) que passa através do vértice (51) que a porção angulada da junção (52) para as extremidades distais de cada perna (53,55) de anel de vedação (41).