CN102449367A - 一种用于阀的阀内件装置 - Google Patents

Abstract

在此描述了一种用于阀的阀内件装置。示例性阀内件装置包括阀笼(214)，其具有可移除地耦接至下部(236)的上部(234)。关闭构件(216)设置在该阀笼内，并且具有第一支持面(272)和第二支持面(274)。密封组件(220)固定在该阀笼的该上部与该下部之间。当该关闭构件处于关闭位置时，该关闭构件的该第一支持面密封地接合该密封组件，以阻止在该关闭构件与该阀笼之间的泄漏。

Description

一种用于阀的阀内件装置

技术领域

本发明一般涉及阀，更具体地，涉及用于阀的阀内件装置。

背景技术

阀通常用于过程控制系统中来控制过程流体的流动。滑动阀杆阀(sliding stem valve)(诸如，闸阀、球形阀、隔膜阀、夹紧阀等)通常具有设置在流体路径中的关闭构件(例如，阀塞)。阀杆将关闭构件可操作地耦接至致动器，该致动器将关闭构件在打开位置与关闭位置之间移动，以允许或限制在阀的入口与出口之间的流体的流动。附加地，为了提供期望的某个流体的流动特征和/或实现某个流体的流动特征，阀通常应用置于阀的入口与出口之间的流体路径中的阀笼。阀笼能够减少流动能力、减弱噪声、和/或减少或消除空穴(cavitation)。附加地，阀笼通常围绕关闭构件，以为关闭构件提供稳定性、平衡和对齐。

然而，如果没有使用适当的密封，则在关闭构件与阀笼之间可能发生不期望的泄漏。该不期望的泄漏可能影响阀的截流等级。例如，美国国家标准委员会已经建立了有关当阀处于关闭位置时允许通过阀的流体的流量的各种泄漏标准(例如，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等级等)。

为了提供在阀笼与关闭构件之间的密封，关闭构件通常包括沟道或凹槽，其容纳接合阀笼的内表面的密封件和/或活塞环。阀笼的内表面通常包括表面精整，以当密封件和/或活塞环接合阀笼的内表面时，为密封件和/或活塞环提供密封表面。然而，这样的表面精整增加了制造复杂性，并且因此增加了成本。典型地，阀的尺寸和诸如过程流体的压强和温度的工业过程条件(例如，高于600℉的温度)被用于确定可以使用的阀部件以及阀的类型，例如，可以确定用于实现阀笼与关闭构件之间的密封的密封件的类型。

附加地或替代地，在阀的入口与出口之间的流体的压差可以用于朝密封表面(即由关闭构件的凹槽形成的壁)对该密封件协助施压或施加负载，以实现在阀笼与关闭构件之间的密封。然而，在低压应用中，流体压强不足以适当地将密封件朝密封表面协助施压，由此引起通过阀的不必要的泄漏。

发明内容

在此所述的一种用于阀的示例性阀内件装置包括阀笼，该阀笼具有可移除地耦接至下部的上部。关闭构件设置在该阀笼内，并且具有第一支持面和第二支持面。密封组件固定在该阀笼的该上部与该下部之间。当该关闭构件处于关闭位置时，该关闭构件的该第一密封面密封地接合该密封组件，以阻止在该关闭构件与该阀笼之间的泄漏。

在另一例子中，在此所述的阀内件装置包括用于特性化流过具有可移除地耦接至下部的上部的阀的流体的装置。该组件还包括设置在所述用于特性化的装置内的、用于控制流过阀的流体的装置。所述用于控制的装置的第一部分尺寸适于紧密地匹配在所述用于特性化的装置的第一部分内，并且第二部分尺寸适于紧密地匹配在所述用于特性化的装置的第二部分内。所述用于控制的装置在用于允许流体流过所述阀的打开位置与用于阻止流体流过所述阀的关闭位置之间移动。该组件还包括设置在所述用于特性化的装置的所述上部与所述下部之间的用于密封的装置。当所述用于控制的装置位于关闭位置时，所述用于控制的装置的至少一部分接合所述用于密封的装置，以阻止在所述用于特性化的装置与所述用于控制的装置之间的泄漏。

附图说明

图1A示出了使用已知的阀内件装置所实现的已知的阀的一部分的横截面图；

图1B示出了图1A的已知阀的放大部分；

图2A示出了使用在此所述的示例性阀内件装置所实现的阀的一部分的横截面图；

图2B示出了图2A的示例性阀内件装置的放大部分；

图2C示出了图2A和图2B中示出的示例性关闭构件的放大部分；

图3示出了在此所述的另一示例性阀内件装置；

图4示出了使用在此所述的另一示例性阀内件装置所实现的阀的放大部分。

具体实施方式

在此所述的示例性阀内件装置或组件可以用于具有滑动阀杆的阀，诸如例如控制阀、节流阀等。通常，在此所述的示例性阀内件组件可以用于提供密封，以基本上防止在阀的密封表面或阀笼与关闭构件(例如，阀塞)之间的泄漏。特别地，在此所述的示例性阀内件装置包括关闭构件，其具有扩大的密封部分或支持面(例如，具有直径相对大于关闭构件的主体部分的直径的头部)。示例性阀内件装置还可以包括阀笼，其具有可移除地耦接至第二部分的第一部分。在一个例子中，第一和第二阀笼部分可以固定在第一与第二阀笼部分之间的密封组件，以便当阀处于关闭位置时，关闭构件的扩大的密封部分接合密封组件。

在另一例子中，第一和第二阀笼部分可以固定在其之间的阀座，以当阀处于关闭位置时，接合关闭构件的扩大的密封部分或支持面。附加地，在该示例性配置中，阀内件装置的密封组件不包括密封件(例如，C-密封件)，该密封件依赖于过程流体的压差来朝密封表面对该密封件协助施压。替代地，在这个例子中，当阀处于关闭位置时，阀内件组件使用次阀座来提供在阀笼与关闭构件之间的紧密的密封。

通常，当阀处于关闭位置时，在此所述的示例性阀内件装置防止在关闭构件与阀笼之间的泄漏，以改善阀的截流等级。例如，在此所述的示例性阀内件装置能够提供在高于600℉的过程流体温度处的、根据美国国家标准委员会等级系统的等级V的或更好的截流能力。附加地或替代地，将密封件和/或次阀座设置在阀笼的第一与第二部分之间消除了在关闭构件中包括密封件的需要，由此减少了关闭构件的复杂性和成本。

图1示出了具有已知的阀内件组件102的已知的阀100的一部分的横截面图。在图1中示出的阀102包括阀体104，其限定在入口108与出口110之间的流体流动通道106。阀内件组件102置于在入口108与出口110之间的流体流动通道106中。

在该示例中，阀内件组件102包括阀塞112、阀笼114、阀杆116和耦接至阀塞112的密封组件118。如图所示，阀塞112包括沟道120或管道120，以平衡跨阀塞112而作用的压强。由此，基本上均衡了流过阀100的过程流体的压强跨阀塞112而施加的力。例如，腔122中的流体的压强在阀塞112的第一侧或表面124上施加力，其大致上等于且反向于施加在阀塞112的第二侧或表面126上的力。因此，能够提供较小的致动力以将阀塞112在打开与关闭位置之间移动。

阀塞112可滑动地设置在阀笼114内，并且在打开位置与关闭位置之间移动，以控制通过阀100的流体流速。阀杆116将阀塞112耦接至致动器(未示出)，该致动器将阀塞112朝阀座128移动以及远离阀座128移动。阀盖128耦接至阀体104(例如，经由紧固件)，转而将阀体104耦接至致动器。

密封组件118接合阀笼114的内表面或孔腔132，以当阀100处于关闭位置(即，如图1所示，阀塞112密封地接合阀座128)时，阻止在阀塞112与阀笼114之间的流体泄漏。如图1B中更清楚地显示的，密封组件118包括保持器134，其经由紧固件(未示出)耦接至阀塞112。保持器134包括压盖(gland)或环形凹槽136，以容纳活塞环138，其当阀塞112节流通过阀100的流体流动(即，在打开与关闭位置之间移动)时最小化在阀笼114与阀塞112之间的泄漏。保持器134还固定在保持器134与阀塞112之间的密封件140(例如，C-密封件)。当阀塞112位于关闭位置时，密封件140接合阀笼114的唇部135。当阀塞112节流通过阀100的流体流动时，密封件140不会接合阀笼114的内表面132。由此，以精确的(例如严格的)容差制造阀塞112、保持器组件118、阀笼114和/或阀座128，以便当阀100处于关闭位置时，密封件140密封地接合唇部135，并且阀塞112的端部137密封地接合阀座128。

在操作中，致动器将阀塞112远离阀座128移动，以允许流体流过阀100(例如，在打开位置)，并且将阀塞112朝阀座128移动以限制通过阀100的流体流动。阀塞112密封地接合阀座128，以阻止通过阀100的流体流动(例如，在关闭位置)。在关闭位置，阀塞112阻断过程流体通过阀100的通道106。因此，入口108处的过程流体可以具有推抵阀塞112的压强。在关闭位置，密封件140接合阀笼114的支持面135，以阻止由于流体压强推动阀塞112引起的在阀塞112与阀笼114之间的泄漏。在阀塞112与阀笼114之间的不适当的密封会引起在入口108处的流体在阀塞112与阀笼114之间泄漏，并且泄漏至出口110，由此实质上影响了阀100的截流等级。

当阀塞112在打开位置与关闭位置之间移动时，密封件140不接合阀笼114。活塞环138沿阀笼114的内表面132往复移动，以阻止在阀笼114与阀塞112之间的流体泄漏，以例如向阀塞112提供稳定性。由此，阀笼114的内表面132包括表面精整，以在阀塞112在打开与关闭位置之间往复移动中，当活塞环138接合内表面132时，提供适当的密封表面。附加地或替代地，为减少磨损，阀笼114的内表面132通常包括耐磨堆焊的表面精整。然而，该表面精整增加了制造成本。

在高温应用中(例如，高于600℉的温度)，由于缺乏对高温的抵抗，通常不能够使用由弹性材料制成的密封件或活塞环。由此，操作温度的上升可能永久变形或破坏弹性密封件(例如，密封件140)或活塞环，由此在阀笼114与阀塞112之间产生了不期望的泄漏。在该些高温应用中，通常使用活塞环。更具体地，例如，在一些高温应用中，由于其对高温的抵抗性，碳石墨活塞环可以被用于提供在阀笼14与阀塞112之间的密封。然而，由于其脆性的特性并且缺少弹性，不能够完整无缺地安装碳石墨活塞，并且在被安装在保持器134的压盖136中之前，碳石墨活塞一定被破碎成块，这可能引起在阀塞112与阀笼114之间不期望的泄漏。

此外，在阀100的入口108与出口110之间的流体的压差被用于将密封件140朝密封表面142(即，朝阀塞112，保持器134和/或阀笼114的壁)协助施压或施加负载，以实现在阀笼114与阀塞112之间的密封。然而，当密封件140密封地接合支持面135时，流体压强可能不足以适当地控制朝诸如阀笼114的支持面的密封表面142的密封件压缩(即，密封件的压缩)，由此，引起通过阀100的不期望的泄漏。在阀塞112的壁与阀笼114的支持面135之间的密封件140的压缩的精确控制确保了在所有压差条件下存在适当的密封力。当密封件140密封地接合支持面135时的不足够的或不适当的密封件压缩控制可能引起不期望的泄漏性能。

图2A示出了由在此所述的示例性阀内件组件202所实现的阀200的一部分的横截面图。图2B示出了图2A的示例性阀内件组件202的放大部分。图2C示出了图2A和图2B的示例性关闭构件216的放大部分。

图2中所示的阀200包括阀体204，该阀体204限定在第一端口或入口208与第二端口或出口210之间的流体流动通道206。阀内件组件202置于流体流动通道206之中，以控制在入口208与出口210之间的流体流动。在该例子中，阀内件组件202包括阀杆212、阀笼214、关闭构件216(例如，阀塞)、阀座218(例如，座圈)以及密封组件220。阀盖222经由紧固件224耦接至阀体204，并且阀盖将阀体204耦接至致动器(未示出)。虽然没有示出，阀盖222具有填密系统(例如，弹簧填密(springpacking))，其当阀杆212在阀200内沿轴226移动或滑动时阻止经由阀杆212至环境的不期望的泄漏。垫圈(未示出)可以设置在阀笼214和/或阀体204与阀盖222之间以阻止通过阀体204的不期望的泄漏。在该示例中，阀盖222固定至阀体204，以(例如，经由干涉配合和/或压配合)将阀笼214和阀座218保持在阀体204内。在其他例子中，阀座218经由例如紧固件等耦接至阀笼214和/或阀体204。

阀杆212在第一端部228可操作地耦接至关闭构件214，并且延伸过阀盖222，来在第二端部230将关闭构件216耦接至致动器杆(未示出)。致动器杆将关闭构件216耦接至致动器。

阀笼214设置在入口208与出口210之间以提供通过阀体204的某个流体流动特性(即，特性化流体的流动)(例如，减少由通过阀200的流体的流动产生的噪声和/或空穴)。阀笼214包括至少一个开口232，当阀200处于打开位置(即，当关闭构件216与阀座218分离)时，流体能够通过开口232流动。

能够以不同的方式配置阀笼214，以提供某个流体流动特性(特性化流体流动)，以满足特别的控制应用的需求。例如，开口232可以被设计或配置为提供流体的特别的、期望的流体流动特性，例如以减少噪声和/或空穴、增加过程流体的压降等。通过变化开口232的几何形状来实现期望的流体流动特性。在一些例子中，阀笼214可以包括多个开口，其具有各种形状、尺寸和/或间距，以控制通过阀200的流动、减少空穴和/或减少噪声。

当关闭构件216在打开位置与关闭位置之间移动时，阀笼214引导关闭构件216，并且提供横向的稳定性，由此减少振动和其他机械应力。阀笼214还能够便利维护、移除和/或替换阀内件组件202的其他部件。在示出的例子中，阀笼214是两件式结构(two-piece structure)，该结构包括上阀笼部分234(例如，阀笼保持器)，其可移除地耦接至下阀笼部分236(例如，流动控制元件)。在这个例子中，上阀笼部分234包括孔腔238，其尺寸大于下阀笼部分236的孔腔240(即，具有较大的直径)。

上阀笼部分234可以由第一材料(例如，钢合金)制成，并且下阀笼部分236可以由不同于第一材料的第二材料(例如，不锈钢)制成。这在严酷的服务应用(例如，高温应用、腐蚀应用)中特别有利，在这些应用中可能需要更昂贵的弹性材料(例如，防腐蚀材料等)，并且由此，可以通过使得上阀笼部分234由较低成本的材料制成来降低制造成本。在其他例子中，例如在高温应用中，上阀笼部分234可以由与阀体204的材料相同的材料制成，以最小化或实质上减少阀笼214相对于阀体204的线性热膨胀(例如线性层叠)。在又一些例子中，上阀笼部分234和下阀笼部分236可以由相同的材料制成。

附加地或替代地，因为密封组件220是固定的(即，固定至阀笼214)，孔腔238的内表面的表面精整并不关键，并且不需要或要求光滑的表面(例如，耐磨堆焊)，因为关闭构件216不接合或密封于孔腔238的内表面(例如，与连接至图1A和图1B的阀100的关闭构件112的活塞环138和/或密封件140不同)。然而，在一些例子中，孔腔238的内表面可以具有表面精整(例如，耐磨堆焊)。附加地或替代地，可以根据较松弛的容差形成孔腔238的内表面，并且因此不需要在许多已知的阀中需要的尺寸控制的程度，由此显著地减少阀笼214的复杂性和成本。因此，示例性阀笼214和密封组件220减少制造成本。附加地或替代地，上阀笼部分234能够是坚固的、非可渗透性的圆柱体或结构，而下阀笼部分236能够是可渗透性的圆柱体或结构，其具有至少一个开口(例如，开口232)。

上阀笼部分234包括第一端部242，其接合阀盖222，并且还包括第二端部244，其接合下阀笼部分236。上阀笼部分234的第一端部242可以包括凹进边缘246，以适当地将阀笼214与阀体204对齐。类似地，下阀笼部分236包括第一端部248，其接合上阀笼部分234，并且还包括第二端部250，其接合阀座218。在这个例子中，阀笼214和阀座218是固定在阀盖222与阀体204之间的(例如，经由干涉配合或压配合)。

仍参考图2B，在示出的例子中，上阀笼部分234包括第一阶状壁部分252，其匹配地接合下阀笼部分236的阶状壁部分254以形成肩部256。阶状壁部分252和254的肩部256接合以便于上和下阀笼部分234与236的对齐和耦接。在其他例子中，上阀笼部分234的第二端部244和/或下阀笼部分236的第一端部248可以包括一个或多个肩部256，以便于上和下阀笼部分234和236的精确对齐，和/或可以被确定尺寸或具有引起肩部256之间的干涉配合或压配合的形状或几何形状。在又一些例子中，垫圈或密封构件能够设置在上阀笼部分234与下阀笼部分236之间，以提供在上阀笼部分234与下阀笼部分236之间的密封。

附加地，上阀笼部分234的第二端部244包括压盖或环形凹槽258(例如，固定压盖)，并且下阀笼部分236的第一端部248包括压盖或环形凹槽260(例如，固定压盖)。当耦接在一起时，压盖258和260形成阀笼214的密封表面262，以容纳密封组件220，该密封组件220提供在阀笼214与关闭构件216之间的密封。

在示出的例子中，密封组件220包括密封环264、保持器266以及密封件268(例如，C-密封件)。密封环264设置在下阀笼部分236的压盖260内，并且密封件268和保持器266设置在上阀笼部分234的压盖258内。当关闭构件216在关闭位置与打开位置之间往复移动时，保持器266保持密封环264和/或密封件268的位置。保持器266与阀笼214压配合或干涉配合，并且因此不需要螺纹或其他紧固件来耦接至阀笼214。当关闭构件216节流通过阀200的流动时，密封环264最小化在阀笼214与关闭构件216之间的泄漏。因为阀笼214由两件组成，密封环264可以是碳石墨环，其能够被完整无缺地安装(例如，不必破碎成块)。在一些示例性的实施例中，密封件268可以是弹性密封件或环，或任何其他由一种或多种适合的材料制成的密封件，以实现在阀笼214与关闭构件216之间的密封。密封件268能够是C-密封件或环的形式。C-密封件的开口部分朝向穿过阀200的流来的流体，并且因此能够通过阀200中的流体的压强来压强协助以密封于密封表面262。

仍参考图2C，在示出的例子中，关闭构件216被示出为阀塞(例如，平衡阀塞、不平衡阀塞等)，其具有圆柱形主体270，该圆柱形主体270包括第一支持面272(图2A)和与第一支持面272间隔的第二支持面274。主体270包括下主体部分或第一外表面276，其尺寸适于紧密地匹配在下阀笼部分236内，以便关闭构件216的下主体部分276能够在下阀笼部分236的孔腔240内滑动。关闭构件216的下主体部分276能够在下阀笼部分236内在关闭位置与打开位置之间滑动，在关闭位置，关闭构件216阻塞阀笼214的开口232，在打开位置，关闭构件216脱离(即，不阻挡)开口232的至少一部分。

附加地，在这个例子中，关闭构件216包括第二主体部分或第二外表面278，其具有大于下主体部分276的直径的直径，以形成第二支持面274。第二主体部分278尺寸适于紧密地匹配在上阀笼部分234的孔腔238内，以便关闭构件216的第二支持面274能够在上阀笼部分234内滑动。附加地，在这种配置中，当阀100处于关闭位置时，第二主体部分278(即，第二支持面274)的任何部分能够接合密封件268。因此，可以根据较宽松的容差形成关闭构件216(例如，相对于第二主体部分274的第一支持面272)，并且不需要较高程度的尺寸控制，由此显著地减少关闭构件216、上阀笼部分234、下阀笼部分236和/或保持器266的复杂性和成本。在这个例子中，关闭构件216包括锥形的或成角度的表面280和282，以便于或允许密封组件220与关闭构件216的相对平缓的接合。

在运行中，致动器(例如，气动式致动器)接收控制流体(例如空气)，以驱动阀杆212，并且因此在关闭位置与完全打开或最大流速位置之间驱动关闭构件216。在关闭位置，关闭构件216的第一支持面272与阀座218(例如，座圈)密封接合以限制或阻止通过阀200的通道206的流体流动。在完全打开或最大流速位置，关闭构件216的第一支持面272与阀座218分离，以允许流体流过阀200。

在打开位置，流体流过入口208、阀笼214的开口232、阀座218的开口284以及流过出口210。当关闭构件216在阀笼214内往复移动时，密封环264减少在关闭构件216与阀笼214之间的泄漏。并且，锥形表面280接合密封件268，以当阀朝阀座218移动(例如，在图2A的定向中朝下移动)时，便于或提供密封件268的相对平缓的接合。关闭构件216可以包括锥形表面282，以允许在阀内件装置202与阀体204安装或组装期间，阀塞与C-密封件268的平缓的接合。

在关闭位置，阀座218覆盖或阻断阀笼214的开口232，并且经由第一支持面272接合阀座218，以阻止在入口208与出口210之间的流体流动。在关闭位置，关闭构件216的第二支持面274还密封地接合密封件268，以提供在阀笼214与关闭构件216之间紧密的密封。虽然关闭构件216紧密地匹配在下阀笼部分236的孔腔240内，但是流体可能通过形成在关闭构件216与阀笼214之间的间隙泄漏。例如，当阀200处于关闭位置时，来自入口208的流体可以具有朝关闭构件216的主体部分270推动的压强，并且可以(例如，经由间隙)在关闭构件216与阀笼214之间流动至阀200的出口210。这种不期望的泄漏可能影响阀200的截流等级。例如，美国国家标准委员会已经设立了关于当阀处于关闭位置时、允许通过阀的流体流动的量的各种泄漏等级(例如，等级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等)。密封组件220设置在阀笼214与关闭构件216之间，以当阀216处于关闭位置时阻止在阀200的入口208与出口210之间的泄漏。密封组件220能够在高于600℉的过程流体温度处实现可靠的、紧密的截流，由此改善了阀200的截流等级。例如，示例性阀内件组件202能够提供根据美国国家标准委员会等级系统的等级V截流等级。

其他密封组件可以用于提供在关闭构件216与阀笼214之间的密封。例如，示例性密封组件220能够包括具有不同密封件和/或形状的其他类型的密封组件。类似地，阀笼214(例如，上阀笼部分234的第二端部244和下阀笼部分236的第一端部248)可以配置为容纳其他类型的密封组件。

图3示出了另一示例性阀笼300和密封组件302，其能够用于实现图2A、2B和2C的示例性阀200。类似于密封组件220，密封组件302包括密封环304、保持器306以及密封件308(例如，C-密封件)。阀笼300具有上阀笼部分310和下阀笼部分312。下阀笼部分312包括阶状表面314a和314b，其与上阀笼部分310的阶状表面316a和316b匹配接合，以当上阀笼部分310与下阀笼部分312耦接在一起时，便于上阀笼部分310与下阀笼部分312的对齐。附加地，上阀笼部分310包括阶状表面318a和318b，并且下阀笼部分312包括阶状表面320a和320b，其形成多个压盖，当上阀笼部分310与下阀笼部分312耦接在一起时，该些压盖容纳密封件308、保持器306以及密封环304。在这个例子中，密封环304是细长的构件，其大于或长于例如图2A、2B和2C的密封环264。保持器306具有L-形的横截面形状。

密封环304接合下阀笼部分312的阶状表面320a，并且保持器306接合下阀笼部分312的阶状表面320b和上阀笼部分310的阶状表面318b的一部分。密封件308设置在保持器306与由上阀笼部分310的阶状表面318a形成的压盖之间。由此，在这个例子中，密封环304设置在保持器306与阶状表面320a之间，并且密封件308设置在保持器306与阶状表面318a之间。

在运行中，密封环304接合关闭构件216(例如，下主体部分276)以助于阻止在阀笼300与关闭构件216之间的泄漏。在关闭构件216节流通过阀200的流体时，关闭构件216与阀座218分离，密封环304维持关闭构件/阀笼泄漏性能。在关闭位置，关闭构件216的第二主体部分278接合密封件308，以阻止在阀笼300与关闭构件216之间的流体泄漏。当关闭构件216处于关闭位置时，关闭构件216的第二主体部分278的任何部分可以接合密封件308。因此，可以根据较宽松的容差形成关闭构件216(例如，相对于第二主体部分274的第一支持面272)，并且其不需要较高程度的尺寸控制，由此显著地减少了关闭构件216、上阀笼部分310、下阀笼部分312和/或保持器306的复杂性和成本。在该例子中，关闭构件216包括锥形或成角度的表面280和282，以便于或允许密封组件220与关闭构件216的相对平缓的接合。

在这个例子中，密封件308的定向与图2A、图2B与图2C的密封件268的定向相对或相反，来密封于以与图2A、图2B与图2C的流体流动方向相对或相反的方向流动的流体。

图4示出了由在此所述的另一示例性阀内件组件402所实现的示例性阀400的放大部分。图4的示例性阀内件组件402包括阀笼404、第一或主阀座406、第二或次阀座408、关闭构件或阀塞410以及阀杆412。阀笼404包括第一部分或上部阀笼部分414和第二部分或下部阀笼部分416。当阀塞410在打开位置与关闭位置之间移动时，阀笼404引导阀塞410并且提供横向稳定性，由此减少了振动和其他机械应力。在这个例子中，上阀笼部分414包括孔腔418，其具有大于下阀笼部分416的孔腔420的直径的直径。

次阀座408固定或设置在上阀笼部分414与下阀笼部分416之间。次阀座408包括密封表面422，用于被阀塞410接合，以当阀塞410处于关闭位置时(例如，当阀塞410接合主阀座406时)阻止在阀笼404与阀塞410之间的不需要的泄漏。在示出的例子中，密封表面422包括锥形的、弯曲的或斜角的边缘或表面424。在这个例子中，次阀座408由第一材料制成，该第一材料不同于上阀笼部分414和/或下阀笼部分416的材料。例如，次阀座408可以由含氟聚合物材料(例如，Teflon

)制成，而下阀笼部分416可以由例如不锈钢材料制成。次阀座408可以经由例如焊接、紧固件(例如，化学紧固件)或一个或多个任何其他适合的制造过程耦接至下阀笼部分416。在其他例子中，次阀座408可以例如经由机械加工形成。例如，块材料可以耦接至下阀笼部分416，而材料的块可以被机械加工，以形成次阀座408。在又一个例子中，次阀座408可以由，例如弹性材料制成，其固定或设置在上阀笼部分414与下阀笼部分416之间。在又一些例子中，次阀座408可以由与上阀笼部分414和/或下阀笼部分416相同的材料制成。

在这个例子中，阀塞410(例如，平衡阀塞、不平衡阀塞等)包括圆柱形主体426和头部428。头部428具有大于主体426的直径的直径。主体426尺寸适于紧密地匹配在下阀笼部分416的孔腔420内，并且头部428尺寸适于紧密地匹配在上阀笼部分414的孔腔418内。头部428形成肩部或支持面430(例如，扩大的密封表面)，其用于当阀塞410处于关闭位置时，接合次阀座408的密封表面422。如图所示，阀塞410包括环形凹槽432，用于容纳密封垫片434，以在操作期间为阀塞410提供稳定性并且减少振动。阀杆412将阀塞410耦接至致动器(未示出)。

在运行中，致动器(例如，气动式致动器)驱动阀杆412，并且由此驱动阀塞410在关闭位置与完全打开或最大流速位置之间移动。在关闭位置，阀塞410与主阀座406(例如，密封环)密封接合，以限制或阻止流体流过阀400的孔眼436。在完全打开或最大流速位置，阀塞410与主阀座406分离，以允许流体流过阀400。在打开位置，流体流过入口438、流过阀笼404的开口440、流至出口442。在关闭位置，阀塞404覆盖阀笼404的开口440，并且密封地接合主阀座406，以阻止流体在入口438与出口442之间移动。

在关闭位置，阀塞410的支持面430(例如，扩大的密封表面)还接合次阀座408的密封表面422，以当阀400处于关闭位置时(即，当阀塞410密封地接合主阀座406时)阻止在阀塞410与阀笼404之间的流体泄漏。因此，当阀塞410处于关闭位置时，次阀座408阻止在阀400的入口438与出口442之间的泄漏，由此改善阀400的截流等级。例如，示例性阀内件组件402能够提供根据美国国家标准委员会等级系统的等级V截流等级。附加地，示例性阀内件组件402不包括密封件(例如，C-密封件)，该密封件依赖于过程流体的压差来朝密封表面协助施压密封。替代地，阀内件组件402使用次阀座408，以当阀400处于关闭位置时提供在阀笼404与阀塞410之间的紧密密封。

虽然没有示出，但是示例性阀内件组件402可以包括密封环(例如，图2B的密封环264、图3的密封环304)和/或保持器(例如，图2A-2C的保持器266、图3的保持器306)，其沿着并邻近于次阀座设置或耦接至上阀笼部分414和/或下阀笼部分416。

尽管本文描述了某种装置和制造品，但是，本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利覆盖在字面上或在等同原则下合理地落入所附权利要求的范围的所有装置。

Claims (23)

1.一种用于阀的阀内件装置，包括：

阀笼，其具有可移除地耦接至下部的上部；

关闭构件，其设置在所述阀笼内，其中所述关闭构件具有第一支持面和第二支持面；以及

密封组件，其固定在所述阀笼的所述上部与所述下部之间，其中当所述关闭构件位于关闭位置时，所述关闭构件的所述第一支持面用于密封地接合所述密封组件，以阻止在所述关闭构件与所述阀笼之间的泄漏。

2.根据权利要求1所述的阀内件装置，其特征在于，所述阀内件组件还包括阀座，所述阀座设置在所述阀的孔眼内，其中当所述阀位于关闭位置时，所述关闭构件的所述第二支持面用于接合所述阀座，以阻止在所述阀的入口与出口之间的流体流动。

3.根据权利要求2所述的阀内件装置，其特征在于，所述关闭构件包括主体部分和头部，所述主体部分尺寸适于紧密地匹配在所述阀笼的所述下部的第一孔腔内，所述头部尺寸适于紧密地匹配在所述阀笼的所述上部的第二孔腔内，其中所述头部形成所述第一支持面。

4.根据权利要求3所述的阀内件装置，其特征在于，所述关闭构件的所述头部的直径大于所述关闭构件的所述主体的直径。

5.根据权利要求4所述的阀内件装置，其特征在于，所述关闭构件的所述头部和所述主体形成所述第一支持面。

6.根据权利要求5所述的阀内件装置，其特征在于，所述头部的尺寸被确定以便当所述关闭构件位于所述关闭位置时，所述第一支持面的任何部分密封地接合所述密封组件。

7.根据权利要求3所述的阀内件装置，其特征在于，所述阀笼的所述上部的所述第二孔腔的直径大于所述阀笼的所述下部的所述第一孔腔的直径。

8.根据权利要求1所述的阀内件装置，其特征在于，所述上部阀笼由第一材料制成，并且所述下部阀笼由第二材料制成。

9.根据权利要求8所述的阀内件装置，其特征在于，所述第一材料不同于所述第二材料。

10.根据权利要求1所述的阀内件装置，其特征在于，所述密封组件包括密封件、保持器以及密封环，其中所述保持器用于当所述密封构件在打开位置与所述关闭位置之间往复移动时保持所述密封环和所述密封件。

11.根据权利要求10所述的阀内件装置，其特征在于，所述密封件包括C-密封件。

12.根据权利要求1所述的阀内件装置，其特征在于，所述密封组件设置在由所述上阀笼部分和下阀笼部分形成的压盖内。

13.根据权利要求1所述的阀内件装置，其特征在于，所述密封组件包括设置在所述阀笼的所述上部与所述下部之间的阀座。

14.根据权利要求13所述的阀内件装置，其特征在于，所述阀座经由焊接耦接至所述阀笼的所述下部的端部。

15.根据权利要求13所述的阀内件装置，其特征在于，所述阀座经由机械加工形成在所述阀笼的所述下部的端部。

16.根据权利要求13所述的阀内件装置，其特征在于，所述阀座包括第三材料，所述第三材料不同于所述阀笼的所述上部的第一材料和所述阀笼的所述下部的第二材料。

17.根据权利要求13所述的阀内件装置，其特征在于，所述阀座包括金属材料、含氟聚合物材料或弹性材料。

18.一种用于阀的阀内件装置，包括：

用于特性化流过具有可移除地耦接至下部的上部的阀的流体的装置；

设置在所述用于特性化的装置内的、用于控制流过阀的流体的装置，其中所述用于控制的装置的第一部分尺寸适于紧密地匹配在所述用于特性化的装置的第一部分内，并且第二部分尺寸适于紧密地匹配在所述用于特性化的装置的第二部分内，其中所述用于控制的装置在用于允许流体流过所述阀的打开位置与用于阻止流体流过所述阀的关闭位置之间移动；以及

设置在所述用于特性化的装置的所述上部与所述下部之间的用于密封的装置，其中当所述用于控制的装置位于关闭位置时，所述用于控制的装置的至少一部分接合所述用于密封的装置，以阻止在所述用于特性化的装置与所述用于控制的装置之间的泄漏。

19.根据权利要求18所述的阀内件装置，其特征在于，所述用于特性化流体流动的装置包括由两件式的阀笼。

20.根据权利要求18所述的阀内件装置，其特征在于，所述用于控制的装置包括阀塞，所述阀塞具有圆柱形主体和头部。

21.根据权利要求18所述的阀内件装置，其特征在于，所述用于密封的装置包括设置在所述用于特性化的装置的所述上部与所述下部之间的C-密封件、保持器以及密封环。

22.根据权利要求18所述的阀内件装置，其特征在于，所述用于密封的装置包括阀座，所述阀座设置在所述用于特性化的装置的所述上部与所述下部之间。

23.根据权利要求22所述的阀内件装置，其特征在于，所述阀座包括弹性材料。

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