CN102395823B - 具有可调节的密封特性的流体阀 - Google Patents
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Abstract
描述了具有可调节的密封特性的流体阀。示例性流体阀包括具有流动孔的阀体(202)，使得流体能够从中流过。此外，流体阀包括围绕流动孔的密封件和具有从其延伸的轴的密封构件。该密封构件(208)可相对于密封件和流动孔移动，以控制通过流动孔的流体流动。而且，流体阀包括支撑体(218)，其可移动地耦接到阀体上并具有用于容纳该轴的通道。该支撑体固定该轴(212)和密封构件，以使该轴和密封构件能够相对于阀体和密封旋转，并且至少一个支撑体或阀体包括至少一个细长的开口，以使支撑体能够相对于阀体移动，以在流体阀处于闭合位置时改变密封构件和密封件之间的接合量。
Description
技术领域
本发明总地涉及流体阀，更特别地，涉及具有可调节的密封特性的流体阀。
背景技术
过程控制工厂或系统通常采用旋转阀，例如球阀、蝶阀、偏心圆盘阀、偏心旋塞阀等，以控制工艺流体的流动。旋转阀典型地包括流体流动控制构件(例如圆盘、球等)，其设置在流动路径中，并经由轴可旋转地耦接到阀体上。为了通过一些旋转阀控制流体的流动，流体流动控制构件的位置可以从闭合位置改变到完全打开或最大流速位置，在闭合位置，流体流动控制构件与围绕流动孔的密封件密封地接合，而在完全打开位置，流体流动控制构件与密封件隔开。
通常，当旋转阀处于闭合位置时，增加流体流动控制构件和密封件之间的接合量将减小通过阀的泄漏，并且增加使流体流动控制构件从闭合位置移动到打开位置所需的脱开扭矩的量。相反地，当旋转阀处于闭合位置时，减小流体流动控制构件和密封件之间的接合量倾向于增加通过阀的泄漏，并减小使流体流动控制构件从闭合位置移动到打开位置所需的脱开扭矩的量。
发明内容
示例性流体阀包括阀体，其具有使得流体能够从中流过的流动孔。此外，流体阀包括围绕流动孔的密封件和具有从其延伸的轴的密封构件。该密封构件可相对于密封件和流动孔移动，以控制通过流动孔的流体流动。而且，流体阀包括支撑体，其可移动地耦接到阀体上并具有用于容纳该轴的通道。该支撑体固定该轴和密封构件，以使该轴和密封构件能够相对于阀体和密封件旋转，并且支撑体或阀体中的至少一个包括至少一个细长的开口，以使得支撑体能够相对于阀体移动，以在流体阀处于闭合位置时改变密封构件和密封件之间的接合量。
附图说明
图1描述了已知的蝶阀。
图2描述了具有示例性可调节支撑体和密封特征的示例性蝶阀。
图3描述了图2的示例性蝶阀，其具有在不同位置进行调节的示例性支撑体。
图4描述了图2的蝶阀的示例性阀体。
图5描述了图2的示例性蝶阀的示例性支撑体。
具体实施方式
上面说明的图中示出了一些例子并在下面详细地描述这些例子。在描述这些例子时，类似的或相同的附图标记用于标识相同或类似的构件。这些图不必是按比例的，并且出于清楚和/或简明图中的某些特征和某些视图可能成比例放大或示意性示出。此外，在整个说明书中描述几个例子。任一实施例中的任何特征可包括在其它实施例中的其它特征内、或是它们的代替物、抑或是与它们组合。
这里所述的例子涉及具有可调节的密封特性的旋转阀，这些特性延长了更换磨损的密封件的维护间隔，和/或减小了更换磨损或损坏的密封件的紧迫性。此外，这里所述的示例性阀的可调节密封特性使得脱开扭矩的量能够调节，从而增加对耦接有旋转阀的流体处理系统的整体控制、稳定性和/或准确性，和/或修整脱开扭矩的量以匹配耦接到阀上的定位器或致动器。
这里所述的示例的旋转阀包括具有轴的密封构件，该轴延伸通过支撑体(例如阀帽)的通道，该支撑体可移动地耦接到阀体上。为了使得支撑体能够相对于阀体并沿着通过阀体的流体流动路径移动，阀体限定细长的开口，支撑体的一部分位于该开口内。为了进一步使得支撑体能够相对于阀体并沿着通过阀体的流体流动路径移动，支撑体限定多个过大的或槽形的通道或开口，这些通道或开口可以容纳紧固件以将支撑体耦接到阀体上。特别地，容纳支撑体的细长的开口的尺寸和/或形状和相对于相应的紧固件的轴来说过大或槽形的通道的尺寸和/或形状使得支撑体能够相对于阀体进而相对于密封构件移动，从而当旋转阀处于闭合位置时，改变密封构件和围绕流动孔的密封件之间的接合量。
图1描述了已知的蝶阀100，其包括本体102，该本体限定流动孔104和镗孔106。流体流动控制构件或圆盘108至少部分地位于孔104内以接合包括软密封件112(例如橡胶密封、合成密封)的密封组件110(例如密封环等)。此外，流体流动控制构件108经由位于流体流动控制构件108的相对端部上的多个销116(例如初级连接)耦接到轴114上。如图1所示，这种耦接相对于蝶阀100固定流体流动控制构件108的上部118和下部120，从而保持流体流动控制构件108沿着蝶阀100的轴线122的位置。
运行时，流体流动控制构件108接合密封组件110以控制通过孔104的流体流动，从而通过流体流动控制构件108相对于密封组件110的位置而控制通过蝶阀100的流体流动速率。流体流动控制构件108的位置可以从流体流动控制构件108与密封组件110密封接合的闭合位置或状态变化到完全打开或最大流速位置，在该位置，流体流动控制构件108与密封组件110间隔和/或基本上平行于流体通过孔104的流动。
随着时间的推移，例如，因为运行条件(例如流体特性)和/或由于与流体流动控制构件108的相互作用，密封组件110的软密封件112可能磨损，从而减小或消除软密封件112的密封功能和/或特性。特别地，当软密封件112磨损时，可在流体流动控制构件108和软密封件112之间形成间隙124，这允许流体即使在流体流动控制构件108处于闭合位置时也能流过蝶阀110，如图1所示。为了恢复阀100的密封特性，阀100必须从其所耦接至的流体系统(未示出)中卸下，并更换磨损的软密封件112。
图2描述了示例性蝶阀、流体阀或旋转阀200，其包括阀体202，该阀体限定流动孔或第一孔204和细长的开口或第二孔206(在图4中最清楚地示出)。密封构件或流体流动控制构件208至少部分地放置在流动孔204内，并具有与围绕流动孔204的密封件或座表面210(例如适应性密封件和/或弹性密封件)接合的阀座209。对比于图1中上部和下部118和120都耦接到蝶阀100的本体102或通过其支撑的流体流动控制构件108，图2的蝶阀200包括轴212，该轴从密封构件208的上部214延伸或者只耦接到密封构件208的上部214。将密封构件208的上部214耦接到轴212使得密封构件208能够经由支撑体或阀帽组件218相对于流动孔204沿着通过流动孔204的流体流动路径移动，如下所述。然而，在其他例子中，密封构件208的下部216可以经由另一个轴(未示出)可移动地耦接到阀体202上。
支撑体218限定容纳轴212的通道220，该轴能够在通道220内旋转。此外，支撑体218包括套圈222、伸长部224和位于细长开口206中的端部或部分226。此外，邻接支撑体218的端部226的部分228(图3)可以位于通过阀体202限定出的凹口230(图3)内。通常，端部226的尺寸小于细长开口206的尺寸，从而使得间隙231存在于支撑体218和阀体202之间，以使能够相对于阀体沿着通过阀体202的流体流动路径调节支撑体218。尽管细长开口206在图4中描绘为具有卵形或槽形，细长开口206可以具有任何其他合适的形状。可选地，开口206可以是圆形的，但是相对于支撑体218的端部226尺寸过大，从而允许支撑体218和阀体202之间的相对移动。
为了保持支撑体218相对于阀体202的位置，阀体202包括配置为由支撑体218的相应表面234接合的台阶或肩部232。在一些例子中，肩部232的表面236可以基本上与通过流动孔204的轴线238平行(例如平行于通过阀体202的流体流动路径)。
为了将支撑体218可移动地耦接到阀体202上，支撑体218限定多个通道241(图5)，而阀体202限定多个螺纹孔242(图4)，相应的紧固件(未示出)贯穿这些螺纹孔放置。为了能够相对于阀体202调节支撑体218的位置，多个通道241(图5)相对于相应的紧固件的轴(未示出)是尺寸过大的。尽管多个通道241在图5中描绘为具有基本上圆形的形状，所述多个通道241(图5)可以具有任何其他合适的形状，例如为槽形、卵形等，以使能够相对于阀体202调节支撑体218。
运行时，密封构件208的位置可以从密封构件208与密封件210密封接合的闭合位置和/或状态变化到完全打开或最大流速位置，在该位置，密封构件208与密封件210间隔和/或基本上平行于流体通过流动孔204的流动。随着时间的推移，例如，因为运行条件和/或与密封构件208的相互作用，密封件210可能磨损，从而减小或消除密封件210的密封功能或特性。特别地，当密封件210磨损时，可在密封构件208和密封件210之间形成间隙244，这允许流体即使在密封构件208处于闭合位置时也流过蝶阀200，如图2所示。然而，对比于图1的蝶阀100，支撑体218可以相对于阀体202调节，从而改变密封构件208和密封件210之间的接合量，并减小和/或消除如图2所示的间隙244。
为了相对于阀体202调节支撑体218，多个紧固件被松开，工具(未示出)例如放置在从外部可达到的调节器248的孔眼246内，该调节器螺纹地接合由阀体202限定的开口250。调节器248的外部可达到性还使得支撑体218的位置能够相对于阀体202现场调节。然后转动插入孔眼246中的工具(例如顺时针或逆时针)，从而在大体上通过箭头256表示的方向上移动调节器248的端部252以接合支撑体218的表面254。在大体上通过箭头256所示的方向上经由调节器248移动支撑体218减小了间隙244的尺寸，并在表面254和阀体202之间产生相对的间隙258(图3)。当支撑体218在大体上通过箭头256所示的方向上移动时，密封构件208朝着密封件210移动并最终可能与密封件210接合，如图3所示，以在密封构件208处于闭合位置时基本上防止流体流过流动孔204。在将支撑体218例如调节到使得密封构件208和密封件210之间能够接合之后，多个紧固件再次上紧，以相对于阀体202固定支撑体218。这样的方法延长了必须更换磨损的密封件的维护间隔和/或减小更换磨损的或有缺陷的密封件的紧急性。
可选地，为减小密封构件208和密封件210之间的接合量，和/或为减小将密封构件208从闭合位置移动到打开位置所需的脱开扭矩量，松开多个紧固件，工具例如插入到孔眼246内并转动，从而使得调节器248的端部252在大体上通过箭头260所示的方向上远离表面254移动。一旦调节器248的端部252距表面254有距离，人可以抓住并例如可以沿着通过阀体202的流体流动路径在大体上通过箭头260所示的方向上移动支撑体218。当支撑体218处于所需位置时，支撑体218再耦接到阀体202上。如上所述，移动支撑体218将相对于密封件210移动密封构件208，从而当蝶阀200处于闭合位置时，减小密封构件208和密封件210之间的密封接合量。
尽管这里描述了特定的示例性方法、装置和制造品，本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利覆盖字面上或等同原则原则下落入所附权利要求的范围内的所有方法、装置和制造品。
Claims (19)
1.一种阀体，包括：
第一孔，其包括由流体控制构件的座接合的座表面，该流体控制构件至少部分地放置在所述阀体内；和
第二孔，其用于在其中接收阀帽组件的端部，其中第二孔的尺寸适于在所述端部与所述阀体之间形成间隙，该间隙使得所述阀帽组件的位置能够相对于所述阀体并沿着通过所述阀体的流体流动路径进行调节，并且所述第二孔的尺寸适于使得所述端部和所述流体控制构件的位置能够在所述第二孔内相对于所述座表面进行调节。
2.根据权利要求1所述的阀体，其特征在于，使得所述流体控制构件能够相对于所述座表面进行调节包括调节所述座和所述座表面之间的接合量。
3.根据权利要求1所述的阀体，其特征在于，所述阀帽组件经由螺纹紧固件耦接到所述阀体上。
4.根据权利要求1所述的阀体，其特征在于，所述阀帽组件限定多个通道，以容纳多个紧固件中的一个以将所述阀帽组件耦接到所述阀体。
5.根据权利要求4所述的阀体，其特征在于，所述多个通道的尺寸适于使得所述阀帽组件的位置能够相对于所述阀体并沿着通过所述阀体的流体流动路径进行调节。
6.根据权利要求1所述的阀体，其特征在于，进一步包括可外部达到的调节器以现场调节所述阀帽组件相对于所述阀体和沿着通过所述阀体的流体流动路径的位置。
7.根据权利要求6所述的阀体，其特征在于，所述调节器螺纹接合由所述阀体限定的开口。
8.根据权利要求1所述的阀体，其特征在于，第二孔包括由所述阀帽组件部分的相应表面接合的台阶。
9.根据权利要求1所述的阀体，其特征在于，第二孔包括细长的开口。
10.一种流体阀，包括：
阀体，其具有能够使流体从中流过的流动孔和细长的第二开口；
围绕所述流动孔的密封件；
流动控制构件，其具有从其延伸的轴，其中所述流动控制构件可相对于所述密封件和所述流动孔移动，以控制流体通过流动孔的流动，所述流动控制构件可在闭合位置和打开位置之间移动，其中在闭合位置时，所述流动控制构件与所述密封件密封接合，在打开位置时，所述流动控制构件与所述密封件隔开；和
阀帽组件，其可移动地接合至所述阀体并具有用于容纳所述轴的通道，其中所述阀帽组件固定所述轴和所述流动控制构件，以使得所述轴和所述流动控制构件能够相对于所述阀体和所述密封件旋转，并且其中所述阀帽组件的端部位于所述第二开口中，其中所述第二开口的尺寸适于在所述端部与所述阀体之间形成间隙，所述间隙使得所述端部能够在所述第二开口内相对于所述阀体移动，以在所述流体阀处于闭合位置时改变所述流动控制构件和所述密封件之间的接合量。
11.根据权利要求10所述的流体阀，其特征在于，所述阀帽组件限定多个通道，用于容纳多个紧固件中的一个，以将所述阀帽组件可移动地耦接至所述阀体。
12.根据权利要求11所述的流体阀，其特征在于，所述多个通道的尺寸适于使得所述阀帽组件的端部的位置能够相对于所述阀体进行调节，以在所述流体阀处于闭合位置时改变所述流动控制构件和所述密封件之间的接合量。
13.根据权利要求10所述的流体阀，其特征在于，所述流体阀包括蝶阀。
14.根据权利要求10所述的流体阀，其特征在于，进一步包括可外部达到的调节器，用于现场调节所述阀帽组件相对于所述阀体的位置，以在所述流体阀处于闭合位置时改变所述流动控制构件和所述密封件之间的接合量。
15.根据权利要求14所述的阀，其特征在于，所述调节器螺纹接合由阀体限定的开口。
16.一种流体阀，包括：
阀体，其具有能够使流体从中流过的流动孔；
围绕所述流动孔的密封件；
密封构件，其具有从其延伸的轴，其中所述密封构件可相对于所述密封件和所述流动孔移动，以控制流体通过流动孔的流动，所述密封构件可在闭合位置和打开位置之间移动，其中在闭合位置时，所述密封构件与所述密封件密封接合，在打开位置时，所述密封构件与所述密封件隔开；和
支撑体，其可移动地耦接至所述阀体并具有用于容纳所述轴的通道，其中所述支撑体固定所述轴和所述密封构件，以使得所述轴和所述密封构件能够相对于所述阀体和所述密封件旋转；和
用于在所述流体阀处于闭合位置时改变所述密封构件和所述密封件之间的接合量的装置，其中所述装置包括所述支撑体中的细长开口，其中所述细长开口接收所述支撑体的末端，并且其中所述细长开口在所述末端和所述阀体之间形成间隙，以使得所述末端能够在所述细长开口中沿着所述流动孔相对于所述密封件移动。
17.根据权利要求16所述的流体阀，其特征在于，所述细长开口具有卵形。
18.根据权利要求16所述的流体阀，其特征在于，所述支撑体限定多个通道，用于容纳多个紧固件中的一个，以将所述支撑体可移动地耦接至所述阀体。
19.根据权利要求18所述的流体阀，其特征在于，多个通道的尺寸适于使得所述支撑体的位置能够相对于所述阀体进行调节，以在所述流体阀处于闭合位置时改变所述密封构件和所述密封件之间的接合量。
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