CN101400930B - 阀座 - Google Patents

Abstract

一种能够提高阀门耐流体中的固体粒子、粉末、结晶体、聚合物的颗粒或液滴冲蚀的阀座。阀门的上游流通通道内，安装固定有一端固定在阀体上游流通通道的圆周表面上，另一端贯穿过阀门上游阀座通孔的圆环形衬套的辅助阀座。在阀座通孔的整个轴向长度上，或者在辅助阀座内孔的、自靠近关闭件上游表面一侧的端面沿轴向向上游伸展一段距离(或在整个内孔的轴向长度)的长度上，设置一种沿它们的圆周表面分布的、许多径向向圆周表面内凹入或向圆周表面外凸出和径向相间的障碍物，例如，矩形凹槽、齿形凹槽或者类似的机构。

Description

阀座

技术领域

本发明涉及一种阀门，更具体地说，涉及一种能够提高阀门座耐流体中的固体粒子、粉末、结晶体、聚合物的颗粒或液滴冲蚀的阀座。在本发明的阀门中，安装使用了一个在流过携带有固体粒子、粉末或液滴的流体的时候，能够使得阀门的阀座具有经受这类流体冲蚀的机构，例如由安装在阀门上游流通通道中的上游阀座通孔，或者在阀门上游流通通道中的辅助阀座内孔的轴向长度上设置的、由许多沿圆周表面分布的径向向圆周表面内凹陷或向圆周表面外凸出的、径向间隔的障碍物(例如凹槽或类似机构)等构成的机构。

背景技术

通常，用于控制携带有固体粒子、粉末或液滴的流体的球阀(包括半球阀和V形球阀)、旋塞阀和闸阀类的阀门，在作启闭或节流的过程中，流入阀门、流向关闭件的流体被分流成了两个部分。一部分不受阻挡地直接流过关闭件和上游阀座之间围成的上游开口，流入到阀门的下游；另一个部分在撞击到暴露在阀体流通通道中的关闭件上游表面上后，其中的一部分贴在它的表面上沿径向向四周散开，流向上游阀座通孔的圆周表面。径向流向上游阀座通孔的流体在冲蚀到上游阀座通孔的圆周表面上后，再汇流成两股沿圆周表面反向流动的分流，对上游阀座通孔的圆周表面和与之邻接的关闭件上游表面进行切向冲蚀，随后，它们分别流入阀门上游的开口，并经过开口流向阀门的下游。后一部分中的剩余部分，则贴在关闭件的上游表面上，一边对它进行切向冲蚀，一边沿径向直接流入开口。这样，在阀门启闭或节流的过程中，暴露在流通通道中的上游阀座的圆周表面将不断地遭受到以各种不同入射角度流动的流体的冲蚀。为此，以下用球阀作为例子，对其结构和在流体流过阀座通孔时对其圆周表面冲蚀的过程进行说明。

图1是一个现有技术球阀的正视剖面图，它由阀体1、有规则曲率外表面的球体17、阀杆19和阀座14等零部件组成。阀体1由左体2和右体3构成，它们分别带有法兰4和5，通过法兰4和5上的许多穿孔6和7，使用螺栓螺母(未图示)可以把阀门连接到管线的法兰(未图示)上去。左体2和右体3上分别还有另一个法兰8和9，法兰8和9之间设有一片用于密封左体2和右体3的垫片10。双头螺栓11的一端拧入左体2上法兰8的螺孔中，另一端穿过右体3上法兰9的对应通孔。把螺母12拧入双头螺栓11上的自由端，可以使法兰8和9连接在一起。两个法兰连接在一起时，压缩垫片10，使之分别与法兰8和9密封，构成一个整体阀体1。圆环形的阀座14分别安装在左体2的阀座槽15和右体3的阀座槽16中，环绕在流通通道13的四周，夹持在球体17和阀体1之间，它们的内径通常同流通通道13中的靠近它们那一头的内径一样大小。球体17中有一个圆拄形的流通通道18，当流通通道18的轴线与阀体的流通通道的轴线13对中时，阀门完全打开。在阀杆19带动球体17旋转过90度之后，球体17的球面把阀门的流通通道13完全堵死，阀门关闭。

图2由图2a和图2b组成。它们都是现有技术的阀门，图示的是阀门的侧视图。图2中，阀体1有上、下游两个圆柱形的流通通道13(参见图1)，球体17是安装在上、下游流通通道13之间的关闭件，阀座14中通孔29(参见图3和图5)的内径，通常同阀门上、下游流通通道13中的靠近它们那一头的内径一样大小。图中标号33表示阀座14通孔29的圆周表面。在阀门作启闭或节流的过程中，关闭件17与上游阀座14(未图示)之间围成的上游开口用数字30来表示，关闭件17上的、暴露在阀门上游流通通道13中的上游表面，用数字34标志。关闭件17作开启(或关闭)运动时，开口30的面积由零逐渐增大到最大(或者由最大逐渐缩小至零)，阀门上游的流体通过开口30流向阀门的下游。如图2b所示，流体流入上游开口30之前，其中的一部分流体(图中未用流线标志)正面面对开口30，可以不受阻碍地直接流过它。另一部分面对关闭件17上游表面34的流体，在撞击到这一表面上后，按箭头31指示的方向，沿径向向四周散开。另一部分中的一部分流体37，在撞击到上游阀座通孔29的圆周表面33上后，分别汇流成沿阀座圆周表面33反向流动的两股分流，贴着它不断地改变流向，向开口30流去，如图2b中的箭头35所示；剩余部分的流体，则按箭头36指示的方向，贴在球体的上游表面34上直接流入开口30。

由上可见，现有技术的阀门的上游阀座通孔的圆周表面，特别是软密封阀门阀座的圆周表面，在遭受到流体中含有的固体粒子、粉末、结晶体、聚合物的颗粒或液滴的径向和切向冲蚀后很快损坏。冲蚀严重时，流体会把阀座切割成两瓣，其中的、在阀门开启或节流的过程中得不到关闭件表面支撑的一瓣，会随流体流入到下游管道中，此时，阀门已遭受到严重的损坏，变得无法使用

发明的概要

本发明的目的是对球阀(包括半球阀和V形球阀)、旋塞阀和闸阀类阀门中的上游阀座的耐冲蚀能力作出改进，使得阀门的整体耐冲蚀性能有一个较大幅度的提高。

为实现上述目的，本发明提供一种能够提高阀门耐流体中的固体粒子、粉末、结晶体、聚合物的颗粒或液滴冲蚀的阀座，其中，阀门包括：

一阀体，它具有一中腔，分别处在所述中腔两侧的一上游流通通道和一下游流通通道，一垂直于上下游流通通道轴线的、与所述阀体的中腔贯通的阀杆安装孔，以及在靠近所述中腔上、下游流通通道的所述阀体内，各有一个由一个径向端面和一个内圆周面组成的、环绕在所述流通通道四周的环形凹槽式阀座槽；

一关闭件，它具有平面或规则曲率的外表面，安放在所述阀体的中腔中，并可相对于所述阀体作旋转或直线的滑动运行，用于启闭或者调节流过所述阀门的流体的流量、压力或温度；

一阀杆，该阀杆的下端穿过所述阀体的阀杆安装孔，伸入到所述阀体的中腔内，与所述关闭件的顶端相连，另一端露出在所述阀体外，同驱动所述阀门用的装置相连；

两阀座，所述阀座为圆环形，各自安放在所述阀体的阀座槽内，夹持在所述阀体和所述关闭件之间，其中，安放在流体流入所述阀门的阀体上游流通通道中的阀座被称为上游阀座，其一个径向端面与所述关闭件的表面滑动接触，与所述一个径向端面背向的另一个径向端面与所述阀体相对固定；

其中，所述上游圆环形阀座通孔的整个轴向长度上，有一个由沿所述圆周表面分布着的、若干个径向向所述圆周表面凹入或凸出的、径向相间的障碍物构成的机构，分布在所述上游阀座通孔圆周表面上的所述障碍物机构为矩形凹槽、齿形凹槽或它们的结合。

如以上所述的阀座，其中，对于所述关闭件作旋转启闭或节流运动的所述阀门，所述上游阀座的另一个背向所述关闭件的径向端面与所述关闭件中心间的垂直距离大于所述关闭件的半径；

对于所述关闭件作直线启闭或节流运动的所述阀门，所述阀座的另一背向所述关闭件的径向端面与所述关闭件的上游表面之间，在轴向长度上有一个使得所述流体在撞击到所述关闭件上游表面上后，沿所述上游圆环形阀座通孔的径向和所述通孔的所述圆周表面的切向流动的流体，不会对所述上游阀座背部的所述径向端面和所述阀座槽的所述径向端面之间的间隙，构成冲蚀危险的高度。

本发明还提供一种能够提高阀门耐流体中的固体粒子、粉末、结晶体、聚合物的颗粒或液滴冲蚀的阀座，其中，所述阀门包括：

一阀体，它具有一中腔，分别处在所述中腔两侧的一上游流通通道和一下游流通通道，一垂直于上下游流通通道轴线的、与所述阀体的中腔贯通的阀杆安装孔，以及在靠近所述中腔上、下游流通通道的所述阀体内，各有一个由一个径向端面和一个内圆周面组成的、环绕在所述流通通道四周的环形凹槽式阀座槽；

一关闭件，它具有平面或规则曲率的外表面、安放在所述阀体的中腔中，并可相对于所述阀体作旋转或直线滑动运行，用于启闭或者调节流过所述阀门的流体的流量、压力或温度；

一阀杆，该阀杆的下端穿过所述阀体的阀杆安装孔，伸入到所述阀体的中腔内，与所述关闭件的顶端相连，另一端露在所述阀体外，同驱动所述阀门用的装置相连；

两阀座，所述阀座为圆环形，各自安放在所述阀体的上、下游流通通道的阀座槽内，夹持在所述阀体和所述关闭件之间，其中，安放在流体流入所述阀门的阀体上游流通通道中的阀座被称为上游阀座，其中，安放在流体流入所述阀门的阀体上游流通通道中的阀座包括一所述上游阀座和一辅助阀座，其中，所述上游阀座的径向端面与所述关闭件的表面滑动接触，与所述一个径向端面背向的另一个径向端面与所述阀体相对固定；所述辅助阀座为圆环形衬套，它镶嵌并固定在所述阀门的上游流通通道内，它的前端伸入、穿过所述上游阀座的通孔，并同所述关闭件的上游表面之间形成一个均匀间隙，同时所述辅助阀座把所述上游阀座同在所述阀体上游流通通道中流动的流体隔离开来，所述辅助阀座内孔的、在自靠近所述关闭件上游表面的一端的端面，向所述阀门上游延伸一段距离的轴向长度上，有一个由沿所述内孔圆周表面分布着的、若干个径向向所述圆周表面凹入或凸出、径向相间的障碍物构成的机构，所述障碍物机构为矩形凹槽、齿形凹槽或它们的结合。

如以上所述的阀座，其中，所述圆环形衬套的辅助阀座，包括所述辅助阀座上的、所述障碍物机构的靠近所述关闭件上游表面的前端端面，与所述关闭件的所述上游表面之间相互滑动啮合。

如以上所述的阀座，其中，所述辅助阀座由一基套和一含障碍物机构的主套构成，所述主套通过焊接的方法拼接，对接或镶接固定在所述基套内或基套上。

如以上所述的阀座，其中，对于所述关闭件作旋转启闭或节流运动的阀门，分布在所述圆环形衬套辅助阀座内孔圆周表面上的障碍物机构，或者矩形凹槽、齿形凹槽或类似机构的一个远离所述关闭件上游表面的径向端面，与所述关闭件中心之间的距离大于所述关闭件的半径；

对于所述关闭件作直线启闭或节流运动的阀门，所述圆环形衬套辅助阀座内孔圆周表面上的障碍物机构，或者矩形凹槽、齿形凹槽或类似机构的一个远离所述关闭件上游表面的径向端面，与所述关闭件的上游表面之间，在轴向长度上有一个，使得所述流体在撞击到所述关闭件上游表面上后，沿所述上游圆环形衬套辅助阀座内孔的径向和所述内孔的所述圆周表面切向流动的流体，会遇到所述内孔圆周表面上的障碍物机构，或者矩形凹槽、齿形凹槽或类似机构的强大阻力，流速得到有效降低的高度。

按照本发明，在阀体的上游流通通道内的阀座，除了上游阀座外，还有一个一端安装固定在阀体上游流通通道的圆周表面上，另一端贯穿过上游阀座通孔，并且它的端面与关闭件的上游表面保持一定间隙，或者相互啮合的圆环形衬套的辅助阀座。辅助阀座由耐冲蚀的材料制成。辅助阀座的另一端与关闭件上游表面之间具有一定间隙的场合，在阀门开启或节流的过程中，辅助阀座不仅不会阻碍关闭件的自由滑动，把阀座和流体隔离开来，使得流过阀门上游开口时的流体不能直接冲蚀到阀座，而且还大大地降低流体流过这一间隙后的流速，使得流过间隙后的低速流动的流体，不能构成径向和切向冲蚀阀座的危险，由此保护了上游阀座；辅助阀座的另一端端面与关闭件上游表面之间保持相互啮合的场合，则可以利用阀门开启或节流过程中的关闭件和辅助阀座之间的相对滑动运动，刮削掉黏附在关闭件上游表面上的黏附物。特别在阀座由软密封材料制成的场合，使用下面所述的带有齿形凹槽之类障碍物机构的辅助阀座之后，改进后的软密封阀门具有比传统硬密封阀门更好的刮削性能。

或者，在前面所述的、安装在阀门上游流通通道中辅助阀座的内孔内，在自靠近关闭件上游表面一侧的端面，沿轴向向上游伸展一段距离的长度上，沿圆周表面分布许多径向向圆周表面内凹陷或向圆周表面外凸出的、径向间隔的障碍物(例如，矩形凹槽、齿形凹槽或类似的机构)。这些凹槽或类似机构可以使得撞击到关闭件上游表面上后的、沿径向向四周散开、冲蚀到上游阀座通孔或辅助阀座内孔圆周表面上的流体，滞留在这些凹槽或类似机构根部之间的空间中。这一滞留的流体可以减缓后来的、沿径向流向这些圆周表面的流体，撞击到它们上的速度。减缓流速后的流体，溢出凹槽或类似机构根部之间的空间，分别汇流成两股沿圆周表面反向流动的分流。在贴着上游阀座通孔或辅助阀座内孔的圆周表面(包括与之邻接的关闭件上游表面)，流向关闭件和上游阀座之间围成的开口的过程中，两股分流不断地遭受到凹槽之间的凸出部或类似机构的顶部的阻挡，它们的流速再次得到逐级降低。多次降低流速后的流体，可以大大地减小冲蚀在上游阀座通孔或辅助阀座内孔圆周表面(包括与之邻接的关闭件上游表面)上的动能。而且，逐级减速后的流体还在它们的圆周表面上形成了一层低速流向关闭件和上游阀座之间围成的上游开口的流体层，这层流体层同样有利于减缓后来的、沿径向向四周散开流动的流体，对上游阀座通孔或辅助阀座内孔圆周表面及其凹槽或类似机构(包括与之邻接的关闭件上游表面)的冲蚀。

在硬密封(金属阀座)阀门中，上游阀座通孔的圆周表面上，使用本发明的带有障碍物的机构(特别是类似齿形凹槽的机构)以后，阀门的刮削性能有了进一步的提高。

分布在上游阀座通孔或辅助阀座内孔圆周表面上的这些障碍物、或者凹槽或类似的机构，还使得流体流过阀门上游开口后的流场发生了改变。改变后的流场，可以减轻流体对阀门的下游阀座和下游管道(或装置)的冲蚀。

附图的简要说明

图1是现有技术球阀的正视剖面图，图示阀门全开时的位置。

图2a是现有技术球阀的侧视图。

图2b图示图2a的现有技术球阀中的流体，流入阀门下游流通通道前的流线的视图。

图3图示的是本发明的一个实施方案中阀座的正视图，图示圆环形上游阀座通孔的整个轴向长度的圆周表面上，沿圆周分布着许多径向向内凹陷，或径向向外凸出、径向相间的矩形凹槽。

图4图示的是流体流过图3中矩形凹槽时的流线的视图。

图5图示的是本发明的另一个实施方案中阀座的正视图，表示圆环形上游阀座通孔的整个轴向长度的圆周表面上，沿圆周分布着许多径向向内凹陷，或径向向外凸出、径向相间的齿形凹槽。

图6图示的是流体流过图5中齿形凹槽时的流线的视图。

图7a和图7b分别表示安装有类似于图3和图5所示凹槽或类似机构的上游阀座的的球阀局部剖面图。

图8是本发明的又一个实施方案，是一个在球阀上游流通通道内安装固定有一个圆环形衬套辅助阀座的局部剖面图。

图9由图9a和图9b组成，它们分别表示图8实施方案的一个改型的局部剖面图。

较佳实施例的详细描述

尽管球阀(包括半球阀和V形球阀)中球体与阀座密封的密封面是球面，旋塞阀中塞子与阀座密封的密封面是锥面，闸阀中闸板与阀座密封的密封面是平面，但是它们的阀座形状都是圆环形的。本发明涉及的是阀座，是圆环形阀座中通孔的圆周表面，在这一点上它们是相同的。因此，为简化起见，下面在以图示方式公开本发明机构的实施方案时，以球阀的阀座作为半球阀、V形球阀、旋塞阀和闸阀阀座的代表，并把球体(包括半球体和V形球体)、塞子和闸板统称为关闭件。此外，本发明还涉及到把阀座和流体隔开，使现有技术阀座通孔的圆周表面也能够减少流体冲蚀的、具有刮削作用的辅助阀座，及其辅助阀座内孔的圆周表面。

在各附图中的相同或对应部件，使用相同的数字来标志。

为了对本发明有一个更好的理解，下面结合图示，包括参阅图1和图2的现有技术的阀门，详细公开本发明的机构。

请参阅图3，图中示出了本发明的第一个实施方案。图示中的圆环形阀座14a，安装在阀门的上游流通通道中的阀座，为上游阀座，在它的通孔29的整个轴向长度上，沿圆周表面33分布着许多向圆周表面33内凹陷的、径向相间的径向矩形凹槽38a。通孔29圆周表面33的内径，通常同阀体流通通道13中的靠近它那一头的内径一样大小(如图7a所示)。

图4图示了流体流过图3中带有矩形凹槽38a的上游阀座14a时的流线。阀门上游的流体，在阀门作启闭或节流的过程中，除了一部分不受阻挡地直接流过阀门上游开口30之外，另一部分流体在撞击到关闭件17的上游表面34上后，按箭头31指示的方向，径向向四周散开。后一部分中的一部分流体37，冲向分布在上游阀座的通孔29的圆周表面33四周上的径向矩形凹槽38a，剩余部分的流体36直接流入开口30。首先进入凹槽38a的流体，滞留在其中，如图中39所示。这一滞留在凹槽38a中的流体39，可以减缓其后跟来的流体撞击在凹槽38a内壁上的速度，并且随着后来流体的进入，不断地溢出凹槽，按箭头35指示的方向，分别汇流成两股沿圆周表面33反向流动的分流，贴着它不断地改变流向，流向开口30。由于受相邻两个凹槽38a之间凸出部位40的不断阻挡，流体流向开口30的流速逐级降低，并在圆周表面33上形成一层慢速流动的流体层41。这层流体层41可以进一步减缓撞击在关闭件17的上游表面34上后，径向向四周散开流动的流体37，对上游阀座通孔29的圆周表面33和凹槽38a内壁的径向冲蚀。流体流速的明显降低，可以大大地减小流体对上游开口30附近的阀座通孔圆周表面33，和与之邻接的球体上游表面34的冲蚀，延长阀门的使用寿命。

请参阅图5，图中示出的是本发明的另一个实施方案。图示的作为上游阀座的圆环形阀座14b，在它的通孔29的整个轴向长度的圆周表面33上，沿圆周分布着许多径向向圆周表面内凹陷的、径向相间的齿形凹槽38b。阀座14b中通孔29圆周表面33的内径，通常同阀体流通通道13中的靠近它那一头的内径一样大小(如图7a所示)。

图6图示了流体流过图5中带有齿形凹槽38b的阀座14b时的流线。其原理与对图4的描述相同，只是矩形凹槽38a改成了齿形凹槽38b。图6中与图4相同的部位，用相同的数字标志，因此只要对照图4就可以容易明白图6中的齿形凹槽38b的工作原理。

现在参阅图7a，阀体1内安装了带有图3或图5中公开的径向矩形凹槽38a、齿形凹槽38b或类似机构42的上游阀座14。阀座通孔29中圆周表面33的内径，通常同阀体流通通道13中的靠近它那一头的内径一样大小。

请参阅图8，图中示出了本发明的又一个实施方案。图示在阀门上游的流通通道中，安装有一个圆环形衬套式的辅助阀座44的阀门局部剖视图。因此，阀门上游通道中的阀座包括一上游阀座14和一辅助阀座44，其中，辅助阀座44的一部分的一端镶嵌固定在阀体1上游流通通道的通道壁46上，它的另一部分的一端贯穿过上游阀座14的通孔29，辅助阀座44由耐冲蚀的材料制成。贯穿过上游阀座14通孔29的这一端的端面48，同关闭件的上游表面34之间有相同的几何形状和曲率，并有一个均匀间隙49隔开，以利于关闭件的自由滑动。而且间隙49的宽度应尽可能地小，使得阀门上游的流体，在阀门作启闭或节流的过程中，穿过间隙49，径向流向上游阀座的流速很低，不会径向冲蚀阀座14通孔的内表面，同样，上游阀座14通孔的内表面和辅助阀座44的外周表面之间也只有很小的间隙，流入间隙之间的流体流阻很大，很难在间隙中间流动，因此也不会对阀座通孔的内表面和辅助阀座的外周表面进行切向冲蚀。辅助阀座44把在阀门上游流通通道中流动的流体，同上游阀座14隔离开来，使得流入阀门上游开口30的流体，在流向下游的过程中，冲蚀不到阀座的密封面，保护了上游阀座14。所以以前技术的上游阀座，即使采用了不耐冲蚀的聚合物材料制成，也能够得到辅助阀座的有效保护，变成耐冲蚀了。

此外，辅助阀座44的端面48也可以同关闭件的上游表面34相互啮合，啮合之后，这一端面被赋予了刮削的功能，在阀门的开关过程中能够刮削掉黏附在关闭件上游表面上的黏附物。

在图9a和9b中，所述辅助阀座44除了使用整体材料制成之外，还可以是一个由包括一基套441和一含障碍物机构的主套442组成的机构，所述主套442通过焊接的方法拼接、对接或镶接固定在所述基套441内或基套上。采用这种方法以后，在所述辅助阀座44通孔的局部轴向长度上带有凹槽机构时，可以把所述辅助阀座44分成两个部分分别进行机械加工，随后再组合起来，这样有利于机械加工。所述圆环形衬套的辅助阀座44或其中的主套442可由耐流体中的固体粒子、粉末、结晶体、聚合物的颗粒或液滴冲蚀的材料，如不锈钢或硬质合金等材料制成。

在阀辅助阀座内孔的圆周表面上，带有像图5中齿形凹槽那样的障碍物机构以后，由于齿形凹槽顶部的齿尖，对黏附在关闭件上游表面上黏附物作用力的应力集中，它们有比以前技术硬密封(金属阀座)阀门中的阀座通孔中不带凹槽的圆形内圆周面，更强大的刮削功能。

由于相同的原理，图6阀座的内周表面上，采用齿形凹槽那样的障碍物机构以后，本发明技术的金属密封阀门同样具有比传统金属密封阀门更强大的刮削功能。

无论采用整体的还是分体的方法，辅助阀座中的凹槽或类似机构的工作原理，与图4和图6所示阀座通孔中的矩形凹槽38a、齿形凹槽38b或类似的机构42的相同。

采用本发明公开的辅助阀座44以后，软密封阀门的阀座，既不会遭受到阀门上游流体的冲蚀，也不会受到黏附在关闭件上游表面上的黏附物的损伤，这样，不仅发挥了软密封阀门原有的密封性能好的优点，而且也变得耐冲蚀，它的使用寿命大大延长了。

请参阅图9a，它是图8实施方案的一改型结构，安装固定在阀门上游流通通道中辅助阀座44的内孔50，还可以在它的轴向长度上，沿圆周表面分布许多相当于图3和图5中所示那样的、径向向圆周表面内凹陷的、径向相间的矩形凹槽38a、齿形凹槽38b或类似的机构42。这些凹槽或类似机构42的体，既可以自靠近关闭件上游表面34的辅助阀座径向端面48，向上游延伸一段距离，到远离关闭件17上游表面的另一个径向端面51(如图所示)，也可以贯穿在它的整个轴向长度上(未图示)。带有凹槽或类似机构42的体的、靠近关闭件17上游表面34的端面，有同表面34相同的几何形状和曲率，或者同它保持一个均匀的间隙，或者同它啮合。辅助阀座44上内孔50圆周表面的内径，通常同阀体1上游流通通道13中的靠近它那一头的内径一样大小。

请参阅图7b和图9b，它们分别是图7a和图9a实施方案的一个改型结构。在图7b中，上游阀座14的通孔29，和图9b中安装固定在阀门上游流通通道中的辅助阀座44阶梯形内孔的小孔47c中的矩形凹槽、齿形凹槽或类似机构42的底部直径47a，以及图9b中辅助阀座44阶梯形内孔的大孔47b的内径，都和阀门上游流通通道13中的靠近它们那一头的内径一样大小，因此矩形、齿形或类似机构的凸出部位40，离开圆周表面向外凸出到了阀体的上游流通通道13中，但是它们的工作原理分别与图7a和图9a所述的相同。由于矩形、齿形或类似机构的体都是轴向的，所以在阀门完全开启后，它们只给阀门中流体的流动造成少量的阻力。

对于关闭件作旋转启闭或节流运动的阀门，例如球阀(包括半球阀、V形球阀)和旋塞阀类的阀门，如图7a和7b所示，阀座背部的径向端面87与关闭件17中心(未图示)之间的垂直距离，大于关闭件17的半径。目的是使在球体表面上径向流动，撞击阀座14通孔29圆周表面的流体层的厚度，不高于阀座背部的径向端面87和阀体上阀座槽的径向端面43之间间隙的高度，这样不会造成径向流动的流体对这一间隙的冲蚀，并且又给撞击到这些表面上后转变成切向流动的流体造成更多的阻力。同样的道理，为了更多和更有效地减缓流体撞击到辅助阀座内孔圆周表面上后切向流动的流速，图9a和图9b中圆环形辅助阀座44上的径向矩形凹槽38a、齿形凹槽38b或类似机构42的远离关闭件17的径向端面51，与关闭件17中心(未图示)之间的垂直距离，也应大于关闭件17的半径。

出于相同的理由，对于关闭件作直线启闭或节流运动的阀门，例如闸阀类的阀门，图7a和7b中阀座背部的径向端面87与关闭件表面(未图示)之间轴向长度上的距离，或者图9a和图9b中圆环形辅助阀座44上的径向矩形凹槽38a、齿形凹槽38b或类似机构42的背离关闭件17的径向端面51与关闭件表面(未图示)之间轴向长度上的距离，也应该有一段不会使得所述流体在撞击到所述关闭件上游表面上后，沿所述上游圆环形阀座通孔和辅助阀座内孔的径向，和所述通孔和内孔的所述圆周表面切向流动的流体，对阀座背部的径向端面87和阀体上阀座凹槽的径向端面43之间的间隙产生冲蚀，和更多和更有效地降低流体转变成切向流动后流速的长度。

沿圆周表面分布在上游阀座14的通孔29，或安装固定在阀门上游流通通道中的辅助阀座44的内孔50圆周表面上的、许多向圆周表面内凹陷或向圆周表面外凸出的、径向相间的径向凹槽38a、齿形凹槽38b或类似的机构42，不仅降低了流体撞击在关闭件17的上游表面34上后，流入阀门上游开口30的流速，并且还使得流体流过开口后的流场发生了改变。改变后的流场，可以减轻流体对阀门的下游阀座和下游管道(或装置)的冲蚀。

当然，在不违反本发明的精神和范围之内，本发明的技术方案中可以有许多本领域普通技术人员容易明了的各种形式的替代、改进和变更，因此，通过具体的实施方案公开本发明的机构，只能看作是举例说明，而不是对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种能够提高阀门耐流体中的固体粒子、粉末、结晶体、聚合物的颗粒或液滴冲蚀的阀座，其中，所述阀门包括：

一阀体，它具有一中腔，分别处在所述中腔两侧的一上游流通通道和一下游流通通道，一垂直于上下游流通通道轴线的、与所述阀体的中腔贯通的阀杆安装孔，以及在靠近所述中腔上、下游流通通道的所述阀体内，各有一个由一个径向端面和一个内圆周面组成的、环绕在所述流通通道四周的环形凹槽式阀座槽；

一关闭件，它具有平面或规则曲率的外表面，安放在所述阀体的中腔中，并可相对于所述阀体作旋转或直线的滑动运行，用于启闭或者调节流过所述阀门的流体的流量、压力或温度；

一阀杆，该阀杆的下端穿过所述阀体的阀杆安装孔，伸入到所述阀体的中腔内，与所述关闭件的顶端相连，另一端露出在所述阀体外，同驱动所述阀门用的装置相连；

两个所述阀座，所述阀座为圆环形，各自安放在所述阀体的阀座槽内，夹持在所述阀体和所述关闭件之间，其中，安放在流体流入所述阀门的阀体上游流通通道中的阀座被称为上游阀座，其一个径向端面与所述关闭件的表面滑动接触，与所述上游阀座的所述径向端面背向的另一个径向端面与所述阀体相对固定；

其特征在于，所述圆环形上游阀座通孔的整个轴向长度上，有一个由沿所述通孔的圆周表面分布着的、若干个径向向所述圆周表面凹入或凸出的、径向相间的障碍物构成的机构，所述障碍物机构为矩形凹槽、齿形凹槽或它们的结合。

2.如权利要求1所述的阀座，其特征在于，对于所述关闭件作旋转启闭或节流运动的所述阀门，所述上游阀座的另一个背向所述关闭件的径向端面与所述关闭件中心间的垂直距离大于所述关闭件的半径；

对于所述关闭件作直线启闭或节流运动的所述阀门，所述上游阀座的另一背向所述关闭件的径向端面与所述关闭件的上游表面之间，在轴向长度上有一个使得所述流体在撞击到所述关闭件上游表面上后，沿所述圆环形上游阀座通孔的径向和所述通孔的所述圆周表面的切向流动的流体，不会对所述上游阀座背部的所述径向端面和所述阀座槽的所述径向端面之间的间隙，构成冲蚀危险的高度。

3.如权利要求1所述的阀座，其特征在于，所述阀座上的所述障碍物机构，由耐流体中的固体粒子、粉末、结晶体、聚合物的颗粒或液滴冲蚀的不锈钢或硬质合金材料制成。

4.一种能够提高阀门耐流体中的固体粒子、粉末、结晶体、聚合物的颗粒或液滴冲蚀的阀座，其中，所述阀门包括：

一阀体，它具有一中腔，分别处在所述中腔两侧的一上游流通通道和一下游流通通道，一垂直于上下游流通通道轴线的、与所述阀体的中腔贯通的阀杆安装孔，以及在靠近所述中腔上、下游流通通道的所述阀体内，各有一个由一个径向端面和一个内圆周面组成的、环绕在所述流通通道四周的环形凹槽式阀座槽；

一关闭件，它具有平面或规则曲率的外表面、安放在所述阀体的中腔中，并可相对于所述阀体作旋转或直线滑动运行，用于启闭或者调节流过所述阀门的流体的流量、压力或温度；

一阀杆，该阀杆的下端穿过所述阀体的阀杆安装孔，伸入到所述阀体的中腔内，与所述关闭件的顶端相连，另一端露在所述阀体外，同驱动所述阀门用的装置相连；

两个所述阀座，所述阀座为圆环形，各自安放在所述阀体的上、下游流通通道的阀座槽内，夹持在所述阀体和所述关闭件之间，其中安放在所述阀门上游流通通道中的阀座，称为上游阀座，

其特征在于，安放在流体流入所述阀门的阀体上游流通通道中的，除了所述上游阀座之外，还包括一个辅助阀座，其中，所述上游阀座的径向端面与所述关闭件的表面滑动接触，与所述上游阀座的所述径向端面背向的另一个径向端面与所述阀体相对固定；所述辅助阀座为圆环形衬套，它镶嵌并固定在所述阀门的上游流通通道内，它的前端伸入、穿过所述上游阀座的通孔，并同所述关闭件的上游表面之间形成一个均匀间隙，同时所述辅助阀座把所述上游阀座同在所述阀体上游流通通道中流动的流体隔离开来，所述辅助阀座内孔的、在自靠近所述关闭件上游表面的一端的端面，向所述阀门上游延伸一段距离的轴向长度上，有一个由沿所述内孔圆周表面分布着的、若干个径向向所述圆周表面凹入或凸出、径向相间的障碍物构成的机构，所述障碍物机构为矩形凹槽、齿形凹槽或它们的结合。

5.如权利要求4所述的阀座，其特征在于，所述圆环形衬套的辅助阀座，包括所述辅助阀座上的、所述障碍物机构的靠近所述关闭件上游表面的前端端面，与所述关闭件的所述上游表面之间相互滑动啮合。

6.如权利要求5所述的阀座，其特征在于，所述辅助阀座由一基套和一含障碍物机构的主套构成，所述主套通过焊接的方法拼接，对接或镶接固定在所述基套内或基套上。

7.如权利要求4或5所述的阀座，其特征在于，对于所述关闭件作旋转启闭或节流运动的阀门，分布在所述圆环形衬套辅助阀座内孔圆周表面上的障碍物机构，或者矩形凹槽，或者齿形凹槽的一个远离所述关闭件上游表面的径向端面，与所述关闭件中心之间的距离大于所述关闭件的半径；

对于所述关闭件作直线启闭或节流运动的阀门，所述圆环形衬套辅助阀座内孔圆周表面上的障碍物机构，分布在一个远离所述关闭件上游表面的径向端面，至与所述关闭件的上游表面之间的整个轴向长度上。

8.如权利要求4、5或6所述的阀座，其特征在于，所述辅助阀座上的所述障碍物机构，由耐流体中的固体粒子、粉末、结晶体、聚合物的颗粒或液滴冲蚀的不锈钢或硬质合金材料制成。

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