CN105003669A - 利用不同的热膨胀提供改进的密封的流体流动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用不同的热膨胀提供改进的密封的流体流动装置。一个流体流动控制装置包括阀体、被置于该阀体内的阀座和在该阀体中耦接至该阀座的阀笼。该流体流动控制装置还包括一个由该阀体，该阀座，和该阀笼定义的压盖。该阀体具有第一热膨胀系数，且该阀座和/或该阀笼具有不同于第一热膨胀系数的第二热膨胀系数。该流体流动控制装置还包括一个被置于该流体流动控制装置中的密封组件，用以提供该阀体和该阀笼之间的密封。该密封组件利用该阀体和该阀座之间在平行于该纵向轴方向和垂直于该纵向轴方向的不同的热膨胀，以改进密封。

Description

利用不同的热膨胀提供改进的密封的流体流动装置
技术领域
本发明涉及一种流体流动控制装置，更具体地，涉及一种流体流动装置，其利用在该流体流动装置中的多个部件之间的不同的热膨胀来提供在该流体流动装置中的改进的密封。
背景技术
过程控制系统通常包括用于控制不同过程参数的不同部件。例如，一个流体过程控制系统可以包括多个控制阀，用于控制流速、温度和/或流体流过该系统的压力。最终产品取决于对这些参数的控制的准确性，即，相应地，取决于该控制阀的形状和特性。控制阀是，例如，为特定流体容量和压力变化而特别设计并挑选的。当这些特性被妥协，最终产品的质量会受影响。
设计用于高温的大型控制阀是非常难的。众所周知，控制阀可安装一个或多个密封以防止泄露。聚合物密封可以，例如，安装于该阀座环和该阀体之间。在高温下使用时，这种聚合物密封可能会失效，比如高于450华氏度的温度。此外，大型控制阀(例如，具有至少6英寸的端口尺寸或环截面积的控制阀)的部件使用不同材料制造，该部件，由于使用不同材料制造，具有不同的热膨胀系数，因而在该部件之间产生不同的热膨胀。有时，比如当该大型控制阀在高温下使用(例如温度超过1000华氏度)，这种不同的热膨胀会非常明显。在较小的控制阀中(例如，具有小于6英寸的端口尺寸的控制阀)，单一垫圈可以用于补偿部件之间的不同的热膨胀，然而，通常被用于较小控制阀的该单一垫圈，不能承受在大型控制阀中常见的不同的热膨胀。一种选择是显著限制大型控制阀的材料的组合数量。然而，大型控制阀通常必须使用同一种材料制造部件。可选地，必须使用昂贵的架构特性，比如焊接或螺栓连接座环至该阀体内。
发明内容
本发明一方面包括一种流体流动控制装置。该流体流量控制装置包括阀体、阀座、阀笼、和阀塞。该阀体限定入口、出口、在所述入口和所述出口之间延伸的流体流动路径，和纵向轴。该阀体具有第一热膨胀系数。该阀座被置于该阀体内并且限定孔，所述流体流动路径通过所述孔。该阀笼被耦接至该阀体中的该阀座，且限定内孔。该阀笼具有与所述第一热膨胀系数不同的第二热膨胀系数。该阀塞的尺寸适合插入该阀笼的该内孔，并且能够沿轴在闭合位置，其中该阀塞接合该阀座，和打开位置之间移动。该流体流动控制装置还包括压盖和密封组件。该压盖被该阀座和该阀笼中的至少一个限定。该密封组件被置于该压盖中，以用于在该阀体和该阀笼之间提供密封。该密封组件被置于第一压缩状态，其中该密封组件提供第一径向和轴向压缩力。该密封组件能够移动到第二压缩状态，其中该密封组件提供大于该第一径向和轴向压缩力的第二径向和轴向压缩力。该密封组件的移动是由该阀体和该阀笼之间在平行于该纵向轴的方向和垂直于该纵向轴的方向的不同的热膨胀所造成。
附图说明
图1是根据本发明的教导构造的使用密封组件的控制阀的截面图；
图1A是图1中该控制阀的部分的局部放大截面图；
图2是具有根据本发明第一实施例的教导构造和组装的密封组件的图1中该控制阀的右侧面的局部放大截面图；
图3是图2中该密封组件的放大截面图；
图4是具有根据本发明第二实施例的教导构造和组装的密封组件的图1中该控制阀的右侧面局部放大截面图；
图5是具有根据本发明第三实施例的教导构造和组装的密封组件的图1中该控制阀的右侧面局部放大截面图；
图5A是图5中该密封组件的放大截面图；。
图6是具有根据本发明第四实施例的教导构造和组装的密封组件的图1中该控制阀的右侧面局部放大截面图；
图6A是图6中该密封组件的放大截面图。
图7是具有根据本发明第五实施例的教导构造和组装的密封组件的图1中该控制阀的右侧面局部放大截面图；
图7A是图7中该密封组件的放大截面图；
图8是具有根据本发明第六实施例的教导构造和组装的密封组件的图1中该控制阀的右侧面局部放大截面图。
具体实施方式
本发明涉及一种大型控制阀，其包括阀体、阀芯组件和被配置用于在高温时(例如温度高于450华氏度)密封该控制阀的密封组件。高温密封组件被置于该大型控制阀中，以通过利用该阀体和该阀芯组件之间的在垂直或轴向以及水平或径向方向上的不同的热膨胀来提供改进的密封，该阀体和该阀芯组件能够使用不同材料制造。
图1描述根据本发明的原理构造的控制阀100。控制阀100能够是大型(例如具有大于6”的端口尺寸)滑杆型控制阀(例如FB阀)，其包括角阀体104、阀盖108和阀芯组件112。阀体104限定入口116、出口120和在入口116和出口120之间延伸的流体流动路径124。阀盖108通过多个紧固件128可移除地耦接至阀体104。相应地，阀盖108将阀体104耦接至致动器(未示出)。
尽管本文没有具体说明，阀芯组件112的多个部件能够通过移除阀盖108而从阀体104中轻易移除(即，这些部件没有被焊接或螺纹连接)。因此，阀芯组件112能够被称为“快速改变”的阀芯组件或具有“快速改变”的特性。阀芯组件112被置于在入口116和出口120之间的流体流动路径124中。阀芯组件112包括阀座132、一件式(即整体的)悬挂的阀笼136和被置用于在阀体104中位移以控制通过流体流动路径124的流体流动的塞或杆组件140。流体可以是气体(例如空气、天然气)或液体(例如水、液化天然气)。
阀座132是被置于阀体104内的环形阀座环。阀座132限定了孔144，流体流动路径124通过该孔。阀笼136通常是具有内表面145和外表面146的圆柱形结构，并限定内孔148。如本领域技术人员所知，阀笼136能够提供一定的流体流动特性(例如降低流体流过阀100所产生的噪音和/或空化)。为此，阀笼136能够例如包括一个或多个通道、孔或窗口。
阀笼136通常耦接至阀体104内的阀座132。阀座132和阀笼136能够螺栓连接或固定在一起(例如通过一个或多个螺钉)、销接在一起、彼此螺纹连接、彼此焊接、彼此摩擦耦接或以上的组合。阀座132和阀体104不彼此焊接(这会破坏阀芯组件的快速改变特性)。
塞/杆组件140包括连接至阀杆156的阀塞152。阀塞152的尺寸适合于插入内孔148，且可沿着纵向轴A在关位置(图1)和开位置(未示出)之间移动，在关位置时阀塞152相邻于阀座132地放置以用于防止流体通过流体流动路径124流动，在开位置时阀塞152远离阀座132地放置或移走以用于允许流体通过流体流动路径124流动。图1所示阀塞152是具有外表面160和一对穿孔164的平衡阀塞。外表面160通常是圆柱圆周表面。穿孔164和流体流动路径124流体连通。因此，即使节流元件位于关位置，阀体104中的压力在阀塞152的两边也平衡。阀杆156通过阀盖108延伸出阀体104，且能够耦接至致动器(未示出)，使得该致动器能够调节塞/杆组件140的位置，并且更具体地，调节阀塞152相对于流动路径124的位置以调节流体通过控制阀100的流动。
在其他示例中，控制阀100能够是不同类型控制阀，例如，球型控制阀、旋转式控制阀(例如Vee-BallTM V150阀，Vee-BallTM V300阀等)、隔离阀或其他控制阀。此外，控制阀100的多个部件(例如阀体104、阀座132、阀笼136等)能够与本文所述不同。例如，入口116、出口120和在其中延伸的流体流动路径124的形状和/或尺寸能够不同，且仍执行预期功能。如另一个示例，阀座132和阀笼136的形状、尺寸和/或配置能够不同，如下面将说明的。阀笼136能够例如是包括上笼部分和下笼部分的两件式阀笼。
现在参考图1A，控制阀100还包括环形压盖(gland)168，其通常由至少一个阀座132和阀笼136限定。环形压盖168是负的或空心的空间，例如凹处或部分腔，其中能够具有控制阀100的其他部件。环形压盖168能够由阀座132和阀笼136的表面之间的多个连接点或多个接口(例如之间)来限定。取决于阀体104、阀座132和阀笼136的尺寸、形状和/或配置，压盖168能够具有矩形截面(图2和3)、方形截面、不规则截面(图5-8)或一些其他形状的截面。示例性的压盖168、比如压盖268、压盖468、压盖668和压盖868将结合图2-8在下文中描述。
如上简述，控制阀100的部件通常使用不同材料制造。如本文所述，阀体104以及阀芯组件112的部件(例如阀座132、阀笼136)能够使用不同材料制作。换言之，阀体104能够使用第一材料制造，而阀芯组件112的部件(例如阀座132和/或阀笼136)能够使用不同于该第一材料的第二材料制造。在一些实施例中，阀座132和阀笼136能够使用不同材料制造。
阀体104能够例如使用铸铁、黄铜、碳钢、合金钢、不锈钢(例如锻造不锈钢)、各种合金、其他材料或以上的组合制造。阀芯组件112(例如阀座132和/或阀笼136)能够例如使用铸铁、黄铜、碳钢、合金钢、不锈钢(例如锻造不锈钢)、各种合金、其他材料或以上的组合制造。无论如何，因为不同材料具有或相关于不同的热膨胀系数，阀体104和阀芯组件112的多个部件具有或相关于不同的热膨胀系数。在一个示例中，阀体104使用碳钢制造，其具有热膨胀系数α(例如，该系数在20摄氏度等于10.8mm/mm/°)，且阀座132和阀笼136使用不锈钢制造，其具有热膨胀系数β(例如，该系数在20摄氏度等于17.3mm/mm/°)，β不等于α。
因此，响应热变化(例如温度升高或降低)，阀体104和阀芯组件112(例如阀座132、阀笼136)能够在平行于纵向轴A的方向和/或沿着垂直于纵向轴A的横向轴方向，相对于彼此膨胀或收缩。换言之，阀体104和阀芯组件112之间能够在轴向和/或径向方向产生不同的热膨胀或收缩。在一些情况下，这种热膨胀或收缩可以非常显著。已知的大型控制阀，尤其是已知的安装在大型控制阀中的密封件或者密封组件(例如塑料密封件)不被配置用于容许这种在轴向和/或径向方向的不同的热膨胀或收缩，且任何这种不同的热移动可以导致阀体104和阀芯组件112的一个或多个部件之间的明显的泄露。
本发明因此提供了密封组件172，其被置于压盖168内，用于在阀体104和阀芯组件112的部件(例如阀座132、阀笼136)之间提供密封，并用于适应阀体104和阀芯组件112之间的在平行于纵向轴A的方向和垂直于纵向轴的方向(即，轴向和/或径向)的不同的热膨胀。密封组件172不仅适应这种不同的热膨胀，实际上还使用和利用这种不同的热膨胀，以在不同的(例如较高的)温度处在阀体104和阀芯组件112之间提供改进的密封。当这种性质的不同的热膨胀发生时，密封组件172可从第一压缩状态移动至第二压缩状态，其中在第一压缩状态密封组件172提供第一径向压缩力，其中在第二压缩状态密封组件172提供大于该第一径向压缩力的第二径向压缩力，使得在阀体104和阀芯组件112的多个部件之间实现更强的密封。
如下详述，密封组件172形成于或能够包括一个或多个密封部分、一个或多个垫圈、密封护圈、密封环或以上的组合。该一个或多个密封部分中的每个通常具有与阀体104或一个或多个阀芯组件112的部件的热膨胀系数相等的热膨胀系数。密封组件172通常不包括一个或多个聚合物密封件(如在已知控制阀中使用的)，但是，在其他实施例中，阀体104中能够安装一个或多个聚合物密封件。一个或多个密封环和/或套管(例如硬碳套管)例如能够结合一个或多个聚合物密封件使用，以支持该一个或多个聚合物密封件。示例性的密封组件172，比如密封组件272、密封组件472、密封组件672和密封组件872将结合图2-8在下文描述。
该一个或多个密封部分、一个或多个垫圈、该密封护圈和/或该密封环能够通过安装(例如压装)、加热或冷却(例如冷装)、安装引导或套管、或其他方式被安装于压盖168内和/或能够如图2-8所示或以不同的方式进行安置。在一些实施例中，密封组件172能够被置于控制阀100内的其他位置。例如，密封组件172能够相邻于远离于阀座132的阀笼136的顶部或上部安装。
通过提供本文所描述的密封组件172，当控制阀100被配置在在约-325华氏度(-198.33摄氏度)至约1100华氏度(593.33摄氏度)之间的范围的服务温度，并且更具体地，在超过约450华氏度(232.22摄氏度)的服务温度下运行时，控制阀100能够保持其“快速改变”特性。
图2和3示意了根据本发明的教导构造和组装的一个示例控制阀200的右侧部分的细节截面图。控制阀200包括图1所示的阀体104和阀塞152，但是实现有阀芯组件212和置于压盖268中的密封组件272。阀芯组件212是阀芯组件112的示例，包括阀座232和阀笼236。
阀座232是阀座132的一个示例。如图2所示，阀座232具有朝向内的表面240、朝向外的表面244和向外延伸的环形法兰248。环形法兰248具有顶面252、底面256、在两者之间延伸的朝向外的表面260和由顶面252和底面256限定的并延伸穿过两者的孔264。
阀笼236是图1所示的阀笼136的一个示例。如图2所示，阀笼236具有朝向内的表面270、朝向外的表面274、底面276和由底面276限定并延伸穿过底面276并且延伸进入阀笼236的孔280。朝向外的表面274包括第一纵向延伸表面274a、第一阶梯部分274b、第二纵向延伸表面274c、第二阶梯部分274d和第三纵向延伸表面274e。第二表面274c位于第一表面274a径向向内，且第三表面274e位于第二表面274c径向向内。第一阶梯部分274b在第一和第二表面274a、274c之间延伸并连接两者。第二阶梯部分274d在第二和第三表面274c、274e之间延伸并连接两者。
如图3所示，阀座232和阀笼236通常限定了密封压盖268。更具体地，压盖268由环形法兰248的顶面252和第二阶梯部分274d以及朝向外的表面274的第三表面274e限定。
图3也示意了密封组件272的进一步的细节，其是图1中的密封组件172的一个示例。如图3所示，密封组件272是六件式密封组件，包括第一密封部分272a、第二密封部分272b、第三密封部分272c、第四密封部分272d、第一偏压元件272e和第二偏压元件272f。第一和第二密封部分272a、272b和阀笼236使用相同的材料制造，使得第一和第二密封部分272a、272b具有和阀笼236的热膨胀系数近乎相等的热膨胀系数。第三和第四密封部分272c、272d使用和阀体104相同的材料制造，使得第三和第四密封部分272c、272d具有和阀体104的热膨胀系数近乎相等的热膨胀系数。图3所示偏压元件272e、272f是缠绕垫圈并且由石墨和金属线圈制造，但是偏压元件272e、272f在其他实施例中能够是不同类型的偏压元件和/或由柔性金属或其它合适的材料制造。在另一些示例中，偏压元件272e、272f能够组合成一个偏压元件(例如一个缠绕垫圈)。
如图3所示，密封组件272被置于压盖268内。第一和第二密封部分272a、272b相邻于阀笼236的部分而放置。尤其是，第一密封部分272a紧邻阀笼236的第二阶梯部分274d和第三表面274e放置，而第二密封部分274b接触并直接位于第一密封部分272a的下方并紧邻阀笼236的第三表面274e和环形法兰248的顶面252地放置。第三密封部分272c紧邻阀笼236的第二阶梯部分274d放置，而第四密封部分272d紧邻环形法兰248的顶面252放置。如图3所示，垫圈272e、272f被置于环形槽273内，环形槽273由密封部分272a-272d形成并位于其间。在这个位置，第一垫圈272e接合(例如接触)第一密封部分272a的L型内表面275a和第三密封部分272c的L型内表面275c，且第二垫圈272f(其接合或接触第一垫圈272e)接合或接触第二密封部分272b的L型内表面275b和第四密封部分272d的L型内表面275d。这样配置，第一和第二垫圈272e、272f被夹并约束在密封部分272a-272d之间。更具体地，垫圈272e被L型内部分275a、275c和第二垫圈272f纵向和轴向限制。第二垫圈272f被L型部分275b、275d和第一垫圈272e纵向和轴向限制。
第一和第二垫圈272e、272f在径向方向和轴向(例如纵向)方向被夹并约束在密封部分272a-272d之间。如此，第一和第二垫圈272e、272f能够在密封部分272a-272d上施加径向和/或轴向力，下文将详述。
如图2和3所示，当阀座232和阀笼236被置于阀体104内时，(i)阀座232的朝向外的表面244的位置紧邻阀笼236的朝向内的表面270；(ii)环形法兰248的顶面252的位置紧邻阀笼236的底面276；(iii)阀座232的孔264对齐于(例如同轴)阀笼236的孔280；(iv)阀笼的第二表面274c位于相邻于阀体104的朝向内的表面290；(v)环形法兰248的朝向外的表面260位于相邻于阀体104的朝向内的表面290的不同部分；以及(vi)第三和第四密封部分272c、272d被设置相邻于阀体104的部分，尤其是阀体104的朝向内的表面290的部分。
这样放置，在阀体104的朝向内的表面290和阀笼236的第二表面274c之间并且在阀体104的朝向内的表面290和环形法兰248的朝向内的表面260之间形成上水平(例如径向)间隙294a(图3)，且在阀体104的水平延伸表面302和阀笼236的第一阶梯部分274b之间形成垂直或轴向间隙298。在阀体104的朝向内的表面290和环形法兰248的朝向外的表面260之间形成下水平(例如径向)间隙294b。上和下间隙294a和294b的大小通常能够等于在横向或径向方向(即垂直于图1所示的纵向轴A的方向)所允许的最大热膨胀量。间隙298的大小通常能够等于在纵向或轴向方向(即平行于纵向轴A的方向)所允许的最大热膨胀量。在这个示例中，上和下间隙294a和294b约等于0.020英寸，间隙298约等于0.25英寸。为了在径向和/或轴向方向适应更大或更小的热膨胀量，能够调整上和下间隙294a和296b和/或间隙298的大小。
参考图2，阀座232通过多个螺钉或紧固件306(例如多个内六角螺钉)被螺钉或螺栓连接至阀笼236。这相应地压缩密封组件272的部分。更具体地，通过压盖268中的密封部分272a-272d，垫圈272e、272f被压缩至期望的高度和直径。通过例如调整密封部分272a-272d的大小和/或形状，垫圈272e、272f能够被压缩至不同的高度和/或直径。在任何情况下，垫圈272e、272f被充分压缩使得垫圈272e、272f可以产生径向力，该径向力足以在阀体104和阀芯组件212的部件(例如阀座232、阀笼236)之间实现紧密的密封。当阀座232和阀笼236彼此被螺钉或螺栓连接时，第三和第四密封部分272c、272d被推动或径向向外偏移并紧靠阀体104的朝向内的表面290，使得在阀体104和阀芯组件212之间实现紧密密封，且水平或径向间隙310形成于(i)第一密封部分272a和第三密封部分272c之间，和(ii)第二密封部分272b和第四密封部分272d之间(见图3)。间隙310能够基本相同于上述间隙294。这一布置也被称为第一压缩状态。
参考图3，随着运行温度升高，具有第一热膨胀系数的阀体104和具有不同于该第一热膨胀系数的第二热膨胀系数的阀座232和阀笼236以不同的速率膨胀。换言之，随着控制阀200的运行温度升高，在阀体104和阀座232和阀笼236之间出现了不同的热膨胀。密封组件272不仅适应，而且利用这一不同的热膨胀，用以提供改进的密封。阀体104和阀座232和阀笼236之间的不同的热膨胀使得密封组件272移动至第二压缩状态，这驱使或推动第一和第二密封部分272a，272b以及第三和第四密封部分272c，272d向彼此移动，在径向方向压缩压盖272e、272f，关闭间隙310的至少一部分，对间隙294亦是如此。相应地，压盖272e、272f施加更大的径向压缩力(与膨胀前的径向力相比)，因此产生更高的接触压力并在阀体104和阀芯组件212之间产生更有效的密封。这一热膨胀还驱动或推动第一和第三密封部分272a、272c趋向第二和第四密封部分272b、272d，在轴向方向压缩垫圈272e、272f，关闭间隙298的至少一部分，并进一步增加由垫圈272e、272f施加的径向压缩力。由于第一和第二密封部分272a、272b具有和阀座232和阀笼236相等的热膨胀系数，第一和第二密封部分272a、272b和阀座232以及阀笼236以相同的速率膨胀。同样，由于第三和第四密封部分272c、272d和阀体104具有相等的热膨胀系数，第三和第四密封部分272c、272d和阀体104以相同速率膨胀。因此，密封组件272内径上和密封组件272外径上的接触压力基本一致。
可选地，第一和/或第二密封部分272a、272b能够使用和阀芯组件212具有略微不同的热膨胀特性的材料制造，第三和/或第四密封部分272c、272d能够使用和阀体104具有略微不同的热膨胀特性的材料制造。例如，密封部分272a、272b和272c、272d能够分别使用比阀笼236和阀体104具有更高热膨胀系数的材料制造。在任何情况下，通过为密封部分272a、272b、272c和/或272d选择具有不同的热膨胀特性的材料，可以在密封组件272的内径和/或外径上产生更高接触压力。这种更高的压力能够增加密封组件272的密封性能并/或加强密封组件272和/或其中多个部件的寿命。
这样，在不同的(例如更高的)温度时，密封组件272利用阀体104和阀芯组件212的部件在轴向和径向上的不同的热膨胀，以在阀体104和阀芯组件212的部件之间提供改进的和紧密的密封。
图4示意了根据本发明的教导构造和组装的另一个示例控制阀350的右侧部分的截面图。控制阀350基本上与控制阀200相同，并具有使用公共的参考标号标记的相同部件。控制阀350包括密封环354。密封环354由石墨制造，但也能够使用不同材料制造。
如图4所示，密封组件272的部件和密封环354被置于阀体104中。密封组件272的部件和密封环354能够通过或使用轴向可滑动的安装套筒358进行安装。尽管图4未示出，密封组件272和密封环354是初始部分地被置于阀体104内，且阀芯组件212相邻于或紧靠于该套筒被放置。由于阀芯组件212还被置于阀体104内，套筒358通过或由于密封组件272的部件和密封环354所产生的摩擦，被保持紧靠阀体104；同时，套筒358沿着阀笼236的第二纵向表面274c向上滑动。密封组件272和密封环354被驱动进入阀体104并最终抵达图4所示的完全组装位置。
一旦安装，密封环354被置于(i)密封组件272的顶部，其包括第一和第三密封部分272a、272c和垫圈272e，和(ii)密封组件272的底部，其包括第二和第四密封部分272b、272d和垫圈272f，之间。这样放置，密封环354被配置用于进一步减少阀座232和阀体104之间的泄露。当垫圈272e、272f如上所述被压缩时，垫圈272e、272f压缩密封环354并使得密封环354趋向和紧靠阀体104偏移，使得密封环354能够服务于在阀体104和阀芯组件212的部件(例如阀笼236)之间提供紧密的密封。同时，垫圈272e、272f保护密封环354免受挤压，这种挤压可能变形和抑制密封环354的密封能力。
图5示意了根据本发明的教导构造和组装的一个实施例的控制阀400的右侧部分的截面图。控制阀400类似于控制阀200，并具有使用公共的参考标号标记的相同部件。控制阀400包括阀体104和阀塞152，但是实现有阀芯组件412和置于压盖468中的密封组件472。阀芯组件412是阀芯组件112的一个实例，包括阀座232和阀笼436。
阀笼436是阀笼136的另一个实例。阀笼436类似于结合图2和3所描述的阀笼236，但和阀笼236的配置有轻微的不同。如图5所示，阀笼436具有朝向内的表面470，朝向外的表面474，底面476，和孔480，孔480由底面476限定并延伸穿过底面476还延伸穿入阀笼436。如图5和5A所示，朝向外的表面474包括第一纵向延伸表面474a，第一阶梯部分474b，第二纵向延伸表面474c，第二阶梯部分474d，第三纵向延伸表面474e，第三阶梯部分474f，和第四纵向延伸表面474g。第二表面474c位于第一表面474a径向向内，第三表面474e位于第二表面474c径向向内，第四表面474g位于第三表面474e径向向内。第一阶梯部分474b在第一和第二表面474a，474c之间延伸并连接两者。第二阶梯部分474d在第二和第三表面474c，474e之间延伸并连接两者。第三阶梯部分474f在第三和第四表面474e，474g之间延伸并连接两者。
如图5和5A所示，阀座232和阀笼436限定压盖468。更具体地，压盖468由环形法兰248的顶面252和朝向外的表面474的第二阶梯部分474d，第三表面474e，第三阶梯部分474f，和第四表面474g限定。
密封组件472是密封组件172的另一个实例。如图5所示，示范密封组件472是两件式密封组件，其包括密封件472a和偏压元件472b。密封件472a和阀体104使用相同材料制造，使得密封件472a具有的热膨胀系数大致等于阀体104的热膨胀系数。偏压元件472b类似于偏压元件272e或272f，是由石墨和金属线圈制造的缠绕垫圈。在其他实例中，密封件472a可以使用与阀笼436相同的材料制造，使得密封件472a具有的热膨胀系数约等于阀笼436的热膨胀系数。同样地，偏压元件472b可以是不同的偏压元件和/或使用不同材料制造，比如柔性金属或其它合适的材料。
密封组件472被置于压盖468内。密封件472a紧邻阀笼436的第二阶梯部分474d放置。垫圈472b相邻于密封件472a并径向向内被放置，并相邻于阀笼436的部分。特别是，垫圈472b紧邻阀笼436的第三阶梯部分474f，阀笼436的第四表面474f和环形法兰248的顶面252放置。在一些实施例中，垫圈472b是整体制造于阀笼436的，使得当密封组件472被置于压盖468中时，垫圈472b被置于这个位置。
以类似于上文结合图2和3所述的阀座232、阀笼236和密封组件272被置于阀体104内的方法，阀座232、阀笼436、和密封组件472被置于阀体104内。这样放置，密封件472a紧邻阀体104的朝向内的表面290放置，阀体104的朝向内的表面290和阀笼436的第二表面474c之间以及阀体104的朝向内的表面290和环形法兰248的朝向内的表面260之间形成水平或径向间隙494，且阀体104的水平延伸的表面302和阀笼436的第一阶梯部分474b之间形成垂直或轴向间隙498(见图5)。间隙494的大小通常等于在横向或径向(即图1所示的垂直于纵向轴A的方向)所允许的最大热膨胀量。间隙498的大小通常等于在纵向或轴向(即平行于纵向轴A的方向)所允许的最大热膨胀量。在这一实例中，间隙494约等于.020”，间隙498约等于.25”。为了在径向和/或轴向适应更大或更小的热膨胀，可以调整间隙494和/或498的大小。
阀座232通过多个螺钉或紧固件506(例如多个内六角螺钉)被螺钉或螺栓连接至阀笼436。这又将垫圈472b压缩至期望的高度和直径。垫圈472b可以通过例如调整密封件472a的大小和/或形状的方式，被压缩至不同的高度和/或直径。在任何情况下，垫圈472b被充分压缩使得垫圈472b可以产生足以实现阀体104和阀芯组件412之间的紧密密封的径向力。当阀座232和阀笼436被螺钉或螺栓连接至一起时，密封件472a被推动或径向向外偏压趋向和紧靠(例如接触)阀体104的朝向内的表面290，使得在阀体104和阀芯组件412的部件之间产生紧密密封，在密封件472a的朝向内的表面和阀笼436的第三表面474e之间形成水平或径向间隙510。间隙510和上述间隙494基本相等。这一布置方式也被称为第一压缩状态。
随着控制阀400的运行温度上升，具有第一热膨胀系数的阀体104和具有不同于该第一热膨胀系数的第二热膨胀系数的阀座232和阀笼436以不同速率膨胀。换而言之，随着控制阀400的运行温度上升，阀体104和阀座232和阀笼436之间出现不同的热膨胀。如同上述密封组件272，密封组件472利用这种不同的热膨胀来提供更高性能的密封。阀体104和阀座232和阀笼436之间的不同的热膨胀将密封组件472移动至第二压缩状态，其驱使或推动密封件472a在径向趋向垫圈472b，压缩垫圈472b并关闭间隙510的至少一部分。相应地，垫圈472b施加更大的径向力(与膨胀前的径向力比较)，从而产生更大的接触压力并在阀体104和阀芯组件412的部件之间产生改进的密封。这种不同的热膨胀还驱使或推动密封件472a和垫圈472b在轴向朝向彼此，压缩垫圈472b，关闭间隙498的至少一部分，并进一步增加由垫圈472b施加的径向压缩力。由于密封件472a具有和阀体104相同的热膨胀系数，所以密封件472a和阀体104以相同速率膨胀。
这样，在不同(例如较高的)温度时，密封组件472利用阀体104和阀芯组件412的部件之间的轴向和径向的不同的热膨胀来提供和保持阀体104和阀芯组件412的部件之间的紧密密封。
图6示意了根据本发明的教导构造和组装的另一个实例控制阀600的右侧部分的截面图。控制阀600类似于控制阀200、400，并具有使用公共的参考标号标记的相同部件。控制阀600包括阀体104和阀塞152，但是实现有阀芯组件612和置于压盖668中的密封组件672。阀芯组件612是阀芯组件112的另一个实例，包括阀座632和阀笼636。
阀座632是阀座132的另一个实例。阀座632类似于阀座232，但和阀座232具有轻微不同的配置。阀座632具有朝向内的表面640，朝向外的表面644，和向外延伸的环形法兰648。朝向内的表面640和阀座232的朝向内的表面240基本一致。然而，朝向外的表面644和法兰648不同于阀座232的对应部分。朝向外的表面644具有第一纵向延伸表面644a、阶梯部分644b和第二纵向延伸表面644c。阶梯部分644b在第一表面644a和第二表面644c之间延伸并连接两者，其位于第一表面644a的径向向外，使得阀座632在朝向内的表面640和第二表面644c之间的宽度宽于朝向内的表面640和第一表面644a之间的宽度。阀座632还包括螺纹部分644d，其在第二纵向延伸表面644c上或沿着第二纵向延伸表面644c。
环形法兰648具有顶面652、底面656、孔658、朝向外的表面660和环形槽662。孔658由底面656限定并延伸穿过底面656并延伸进入且穿过环形法兰648。环形槽662由顶面652和朝向外的表面660限定，具有L型的截面。
阀笼636是阀笼136的另一个实例。阀笼636类似于上文结合图5所述的阀笼436，但具有细微不同的配置。如图6所示，阀笼636具有朝向内的表面670、朝向外的表面674和底面676。如图6和6A所示，朝向内的表面670包括第一纵向延伸表面670a、第一阶梯部分670b、第二纵向延伸表面670c、第二阶梯部分670d和第三纵向延伸表面670e。第二表面670c位于第一表面670a的径向向外，第三表面670e位于第二表面670c的径向向外。第一阶梯部分670b在第一和第二表面670a、670c之间延伸并连接两者。第二阶梯部分670d在第二和第三表面670c、670e之间延伸并连接两者。阀笼636还包括在第三表面670e上或沿着第三表面670e的螺纹部分670f。朝向外的表面674和底面676和图5所述阀笼436中的朝向外的表面474和底面476分别基本相同。
如图6A所示，阀座632和阀笼636通常限定压盖668，其是压盖168的另一个实例。更具体地，压盖668由环形法兰648的槽662和朝向外的表面674的第二阶梯部分674d、第三表面674e、第三阶梯部分674f和第四表面674g限定。
密封组件672是密封组件172的另一个实例。如图6A所示，示范的密封组件672是三件式的密封组件，其包括密封件672a、偏压元件672b和密封护圈672c。密封件672a和偏压元件672b分别类似于图5所述的密封组件472中的密封件472a和偏压元件472b。密封护圈672c是具有矩形截面的环形密封护圈。
采用类似于密封组件472被置于压盖468中的方法，密封组件672被置于压盖668中。更具体地，以分别相同于密封件472a和偏压元件472b被放置的方法，放置密封件672a和偏压元件672b。密封护圈672c部分被置于环形法兰648的槽662中，使得密封护圈672c与密封件672a的下侧紧邻(例如接触)布置。如此，密封护圈672c被配置于压缩偏压元件672b。在一些实施例中，可以使用固定装置(例如螺钉、销等)结合密封护圈672c来压缩偏压元件672b，达到期望的高度和/或直径。
当阀座632、阀笼636和密封组件672被置于阀体104内时，(i)阀座632的朝向外的表面644的位置紧邻阀笼636的朝向内的表面670c，(ii)阀座632的螺纹部分644d接合阀笼636的螺纹部分670f，(iii)密封件672a紧邻(例如接触)阀体104的朝向内的表面290放置，且(iv)密封护圈672c紧邻阀体104的朝向内的表面290的不同部分放置。这样的放置方式，控制阀600中形成水平或径向间隙694和垂直或轴向间隙698。间隙694、698和上文所述图5中的间隙494和498基本相同。
在前述实施例中，座环和阀笼被螺钉或螺栓连接在一起，与前述实施例不同，阀座632和阀笼636被螺纹连接至一起(通过螺纹部分644d，644f)并通过多个销销接在一起(图中未示)。这种类型的连接无需座环螺栓，而座环螺栓非常昂贵。在任何情况下，销接操作使得密封护圈672c保持压缩偏压元件672b至期望的高度和直径，使得偏压元件672b被配置并用于产生足以实现阀体104和阀座632之间的紧密密封的径向力。当阀座632，阀笼636，和密封组件672被置于阀体104内时，密封件672a被推动或径向向外偏压趋向和紧靠(例如接触)阀体104的朝向内的表面290，使得在密封件672a的朝向内的表面和阀笼636的第三表面674e之间形成水平或径向间隙710。间隙710和上述间隙694基本相同。这一布置方式也被称为第一压缩状态。
这样的放置方式，控制阀600运行方式类似于上述控制阀200、400。如此，在不同的(例如较高的)温度，密封组件672被放置并用于利用阀体104和阀芯组件612的部件之间的轴向和径向的不同的热膨胀来提供阀体104和阀芯组件612的部件之间的改进和紧密的密封。
图7示意了根据本发明的教导构造和组装的另一个实例控制阀800的右侧部分的截面图。控制阀800类似于控制阀200、400、600，并具有使用公共的参考标号标记的相同部件。控制阀800包括阀体104和阀塞152，但是实现有阀芯组件812和被置于压盖868中的密封组件872。阀芯组件812是阀芯组件112的另一个实例，包括阀座832和阀笼836。
阀座832是阀座132的另一个实例。阀座832类似于结合图6所述的阀座632，但与阀座632有细微区别的配置。阀座832具有朝向内的表面840和朝向外的表面844。朝向内的表面840与朝向内的表面640基本相同。朝向外的表面844类似朝向外的表面644，具有第一纵向延伸表面844a，第一阶梯部分844b，第二纵向延伸表面844c，和螺纹部分844f。表面844c位于表面844a的径向向外。阶梯部分844b比阶梯部分644b短，在第一表面844a和第二表面844c之间延伸并连接两者。如图7所示，螺纹部分844f位于第二表面844c上或沿着第二表面844c。代替具有外向延伸的环形法兰的座环832(如座环232、632那样)，朝向内的表面844还包括第二阶梯部分844d和第三纵向延伸表面844e，且限定了环形槽846。第三表面844e位于表面844a和844c的径向向内。第二阶梯部分844d连接并延伸至表面844c和844e之间。环形槽846由第二阶梯部分844d和第三表面844e限定，并具有L型的截面。
阀笼836是阀笼136的另一个实例。阀笼836类似于结合图6所述的阀笼636，但有细微不同配置。如图7和7A所示，阀笼836具有朝向内的表面870，朝向外的表面874，底面876，和孔880。参考图7A，朝向内的表面870与朝向内的表面670有细微区别，因为其具有在径向短于第二阶梯部分670d的第二阶梯部分870d以适应阀座836的较短的阶梯部分844b。朝向外的表面874和底面876与阀座636的朝向外的表面674和底面676分别基本相同。孔880类似于结合图5所述的孔480，由底面878限定并延伸穿过底面878并延伸穿入阀笼836。
如图7A所示，阀座832和阀笼836限定压盖868，其是压盖168的另一个实例。压盖868基本类似于压盖668，但不由一个环形法兰部分所限定(如压盖668那样)，压盖868是由阀座832的朝向外的表面844，特别是阀座832的环形槽846的部分所限定的。
密封组件872是密封组件172的另一个实例。如图7A所述，示例密封组件872如密封组件672那样是三件式的密封组件，其包括密封件872a、偏压元件872b、和密封护圈872c。密封件872a和偏压元件872b分别类似于密封组件672的密封件672a和密封压盖672b。密封护圈872c像密封护圈672c一样，是环形密封护圈，但是密封护圈872c具有孔874，其由密封护圈872c的顶面和底面限定并延伸穿过两者。
以类似于密封组件672被置于压盖668中的方法，密封组件872被置于压盖868中。特别是，以分别与密封件672a和偏压元件672b被放置的相同方式，密封件872a和偏压元件872b被放置。如图7所示，密封护圈872c部分被置于槽846中，使得密封护圈872c被放置地紧邻(例如接触)阀座832的阶梯部分844d、阀笼836的底面876、密封件872a的下面和偏压元件872b的下面。如此，密封护圈872c被配置并用于压缩偏压元件872b至期望的高度和直径。
如图7所示，当阀座832和阀笼836被置于阀体104中时，阀座832的朝向外的表面844的位置紧邻阀笼836的朝向内的表面870，密封件872a紧邻阀体104的朝向内的表面290放置，且密封护圈872c紧邻阀体104的朝向内的表面290放置。如此的放置方式，控制阀800中形成水平或径向间隙894和垂直或轴向间隙898。间隙894、898与图5所述的间隙494、498分别基本相同。
与阀座232和阀笼436类似，阀座832和阀笼836通过螺钉或紧固件906(例如多个内六角螺钉)被螺钉或螺栓连接在一起。这又能保持密封护圈872c对偏压元件872b施加的压缩，使得偏压元件872b产生足以实现阀体104和阀座832之间的紧密密封的径向力。当阀座832和阀笼836被螺钉或螺栓连接至一起时，密封件872a被径向向外或紧靠阀体104的朝向内的表面290推动或偏压，使得密封件472a的朝向内的表面和阀笼836的第三表面874e之间形成水平或径向间隙910。间隙910与上述间隙894基本相同。这一布置也被称为第一压缩状态。
这样的放置方式，控制阀800运行方式类似于上述控制阀200、400、600。因此，在不同的(例如较高的)温度，密封组件872被放置以利用阀体104和阀芯组件812的部件之间的轴向和径向的不同的热膨胀来提供阀体104和阀芯组件812之间的改进和紧密的密封。
图8示意了根据本发明的教导构造和组装的另一个实例控制阀1000的右侧面的截面图。控制阀1000与控制阀800基本相同，并具有使用公共的参考标号标记的相同部件。控制阀1000包括第二偏压元件1004。第二偏压元件1004像偏压元件872b一样，是由石墨和金属线圈制造的缠绕垫片。偏压元件1004被置于阀座832的朝向外的表面844中的槽口1008中，并被置于阀座832、阀笼836和密封护圈872c之间。这样的放置方式，偏压元件1004被配置用于防止泄露，否则其可能流至螺钉906的头部之下，越过座环832的螺纹部分844f，并流出阀塞152的径向向外直径。
在其他实例中，本文所述的阀体，阀座，阀笼，和/或其中部件的任一个的尺寸、形状、方向和/或放置可以变化，并仍落在本发明的精神和范围内。
基于前述描述可以理解，本文所述控制阀包括高温密封组件，其可以在大型控制阀的主体和快速改变的阀芯组件之间同时实现紧密的密封，并利用大型控制阀的部件在径向和/或轴向的不同的热膨胀以提供大型控制阀和快速改变的阀芯组件之间的更好的密封。控制阀组件可以由不同材料制造(即部件的选择可以独立于制造部件所使用的材料)，控制阀部件之间的泄露可以被最小化，密封组件的部件中或周围的泄露可以被最小化(这又防止了对部件的损坏)，且控制阀可以在约-325华氏度至约1100华氏度之间的整个温度范围内运行。

Claims (30)

1.一种流体流动控制装置，包括：
阀体，所述阀体限定入口、出口、在所述入口和所述出口之间延伸的流体流动路径，和纵向轴，所述阀体具有第一热膨胀系数；
阀座，所述阀座被置于所述阀体内并且限定孔，所述流体流动路径通过所述孔；
阀笼，所述阀笼耦接至所述阀体内的所述阀座，并且限定内孔，所述阀笼具有与所述第一热膨胀系数不同的第二热膨胀系数；
阀塞，所述阀塞的尺寸适合插入所述阀笼的所述内孔，并且能够沿轴在闭合位置，即所述阀塞接合所述阀座，和打开位置之间移动；
压盖，所述压盖被所述阀座和所述阀笼中的至少一个限定；以及
密封组件，所述密封组件被置于所述压盖之中以用于提供所述阀体和所述阀笼之间的密封，所述密封组件被置于第一压缩状态，在第一压缩状态时所述密封组件提供第一径向和轴向压缩力，所述密封组件能够移动至第二压缩状态，其中所述密封组件提供大于所述第一径向和轴向压缩力的第二径向和轴向压缩力，所述密封组件的移动是由所述阀体和所述阀笼之间在平行于所述纵向轴的方向和在垂直于所述纵向轴的方向上的不同的热膨胀所造成。
2.根据权利要求1所述的流体流动控制装置，其中，所述阀座和所述阀笼通过多个螺丝栓接在一起。
3.根据权利要求1或2所述的流体流动控制装置，其中，所述阀座和所述阀笼螺纹连接在一起。
4.根据前述权利要求中任一项所述的流体流动控制装置，其中，所述密封组件被置于所述压盖内，使得在所述阀笼和所述密封组件的至少一个密封部分之间形成径向间隙，所述径向间隙在所述密封组件移动至第二压缩状态时基本闭合。
5.根据前述权利要求中任一项所述的流体流动控制装置，其中，所述密封组件包括至少一个密封部分和紧邻所述至少一个密封部分布置的至少一个垫圈，所述至少一个密封部分具有和所述第一热膨胀系数或所述第二热膨胀系数相等的热膨胀系数。
6.根据权利要求5所述的流体流动控制装置，其中，所述至少一个垫圈和所述至少一个密封部分相接触，所述至少一个垫圈被配置用于向所述至少一个密封部分提供第一径向压缩力和第二径向压缩力，以使得所述至少一个密封部分紧靠所述阀体向外偏移，以在所述阀体和所述阀笼之间提供密封。
7.根据权利要求6所述的流体流动控制装置，其中，所述至少一个密封部分和所述阀体使用相同的材料制造。
8.根据权利要求6所述的流体流动控制装置，其中，所述至少一个垫圈被置于所述压盖中的所述至少一个密封部分的径向向内。
9.根据前述权利要求中任一项所述的流体流动控制装置，其中，所述密封组件包括至少一个密封部分、第一垫圈、和第二垫圈，所述第一垫圈紧邻所述至少一个密封部分放置，所述第二垫圈被置于所述阀座和所述阀笼之间，且所述至少一个密封部分具有与所述第一热膨胀系数或所述第二热膨胀系数相等的热膨胀系数。
10.根据前述权利要求中任一项所述流体流动控制装置，其中，所述密封组件包括第一密封部分、第二密封部分、第三密封部分、个第四密封部分以及第一缠绕垫圈和第二缠绕垫圈，所述第一密封部分和所述第二密封部分相邻于所述阀体地放置，且具有与所述第一热膨胀系数相等的热膨胀系数，所述第三密封部分和所述第四密封部分相邻于所述阀笼地放置，且具有与所述第二热膨胀系数相等的热膨胀系数，且所述第一缠绕垫圈被置于所述第一密封部分和所述第三密封部分之间，且所述第二缠绕垫圈被置于所述第二密封部分和所述第四密封部分之间，使得所述第一缠绕垫圈被配置用于向所述第一密封部分和所述第三密封部分提供所述第一径向压缩力和所述第二径向压缩力，以使得所述第一密封部分朝向所述阀笼偏移，且使得所述第三密封部分朝向所述阀体偏移，且所述第二缠绕垫圈被配置用于向所述第二密封部分和所述第四密封部分提供所述第一径向压缩力和所述第二径向压缩力，以使得所述第二密封部分朝向所述阀笼偏移，且使得所述第四密封部分朝向所述阀体偏移。
11.根据权利要求10所述的流体流动控制装置，其中，所述第一密封部分和所述第二密封部分和所述阀笼使用相同的材料制造，且其中所述第三密封部分和所述第四密封部分和所述阀体使用相同材料制造。
12.根据权利要求1-8中任一项所述的流体流动控制装置，其中，所述密封组件包括密封部分、垫圈、和密封护圈，所述密封部分具有与所述第一热膨胀系数或所述第二热膨胀系数相等的热膨胀系数。
13.根据权利要求12所述的流体流动控制装置，其中，所述密封护圈置于所述阀座和所述阀体之间且紧邻密封部分和所述垫圈。
14.根据前述权利要求中任一项所述的流体流动控制装置，其中，所述密封组件还包括一个置于两个缠绕垫圈之间的密封环。
15.根据前述权利要求中任一项所述的流体流动控制装置，其中，所述流体流动控制装置被配置用于在约450华氏度至约1100华氏度之间的温度下运行。
16.一种流体流动控制装置，包括：
阀体，所述阀体限定入口、出口、在所述入口和所述出口之间延伸的流体流动路径，和纵向轴，所述阀体具有第一热膨胀系数；
阀座，所述阀座被置于所述阀体内并且限定孔，所述流体流动路径通过所述孔；
阀笼，所述阀笼耦接至所述阀体内的所述阀座，并且限定内孔，所述阀笼具有与所述第一热膨胀系数不同的第二热膨胀系数；
阀塞，所述阀塞的尺寸适合插入所述阀笼的所述内孔，并且能够沿轴在闭合位置，即所述阀塞接合所述阀座，和打开位置之间移动；
密封组件，所述密封组件被置于所述流体流动控制装置中以用于产生在所述阀体和所述阀笼之间的密封，所述密封组件具有偏压元件和相邻于所述偏压元件的密封部分，所述密封组件被置于第一压缩状态，其中所述偏压元件向所述密封部分施加第一径向压缩力以使得所述密封部分朝向所述阀体偏移，所述密封组件能够移动到第二压缩状态，其中所述偏压元件向所述密封部分施加大于所述第一径向压缩力的第二径向压缩力，以使得所述密封部分朝向所述阀体偏移，所述密封组件的移动是由所述阀体和所述阀笼之间在平行于所述纵向轴的方向和垂直于所述纵向轴的方向上的不同的热膨胀所造成。
17.根据权利要求16所述的流体流动控制装置，其中，所述偏压元件包括缠绕垫圈，且所述密封部分具有与所述第一热膨胀系数相等的热膨胀系数。
18.根据权利要求16或17所述的流体流动控制装置，其中，所述偏压元件被置于所述密封部分的径向向内。
19.根据权利要求16-18中任一项所述流体流动控制装置，其中，所述密封组件还包括密封护圈，所述密封护圈被配置用于压缩所述偏压元件。
20.根据权利要求19所述的流体流动控制装置，其中，所述密封护圈被置于所述阀座和所述阀体之间，且紧邻所述偏压元件。
21.根据权利要求14所述的流体流动控制装置，其中，所述密封组件具有第一密封部分、第二密封部分、第三密封部分、和第四密封部分，所述第一密封部分和所述第二密封部分相邻于所述阀体地放置，且具有与所述第一热膨胀系数相等的热膨胀系数，所述第三密封部分和所述第四密封部分相邻于所述阀笼地放置，且具有与所述第二热膨胀系数相等的热膨胀系数；以及
其中，所述偏压元件包括第一缠绕垫圈和第二缠绕垫圈，所述第一缠绕垫圈被置于所述第一密封部分和所述第三密封部分之间，且所述第二缠绕垫圈被置于所述第二密封部分和所述第四密封部分之间，使得所述第一缠绕垫圈被配置用于向所述第一密封部分和所述第三密封部分施加所述第一径向压缩力，以使得所述第一密封部分和所述第三密封部分朝向所述阀体偏移，且所述第二缠绕垫圈被配置用于向所述第二密封部分和所述第四密封部分施加所述第二径向压缩力，以使得所述第二密封部分和第四密封部分朝向所述阀体偏移。
22.一种用于流体控制装置的密封组件，具有阀体、阀座、和阀笼，所述阀体使用具有第一热膨胀系数的第一材料制造，且所述阀笼或所述阀座使用具有与所述第一热膨胀系数不同的第二热膨胀系数的第二材料制作，所述密封组件包括：
偏压元件；以及
至少一个密封部分，所述至少一个密封部分相邻于所述偏压元件地放置；
其中，所述密封组件被置在第一压缩状态，其中，所述偏压元件向所述至少一个密封部分施加第一径向压缩力，使得所述至少一个密封部分朝向所述阀体偏移，以在所述阀笼和所述阀体之间产生密封，其中，所述密封组件能够移动至第二压缩状态，其中，所述偏压元件向所述至少一个密封部分施加大于所述第一径向压缩力的第二径向压缩力，以使得所述至少一个密封部分朝向所述阀体偏移，以在所述阀笼和所述阀体之间产生密封，并且其中，所述密封组件的移动是由所述阀体和所述阀笼或所述阀座之间在平行于所述纵向轴方向和垂直于所述纵向轴方向上的不同的热膨胀所造成。
23.根据权利要求22所述的密封组件，其中，所述至少一个密封部分具有与所述第一热膨胀系数相等的热膨胀系数，所述偏压元件被配置用于使得所述至少一个密封部分偏移至与所述阀体接触，以产生所述密封。
24.根据权利要求22或23所述的密封组件，其中，所述至少一个密封部分和所述阀体使用相同的材料制造。
25.根据权利要求22-24中任一项所述的密封组件，其中，所述偏压元件包括缠绕垫圈。
26.根据权利要求22-25中任一项所述的密封组件，其中，所述偏压元件被置于所述密封部分的径向向内。
27.根据权利要求22-26中任一项所述的密封组件，还包括密封护圈，所述密封护圈被配置用于压缩所述偏压元件。
28.根据权利要求27所述的密封组件，其中，所述密封护圈被置于所述阀座和所述阀体之间，且紧邻所述偏压元件。
29.根据权利要求22所述的密封组件，其中所述至少一个密封部分包括第一密封部分、第二密封部分、第三密封部分和第四密封部分，所述第一密封部分和所述第二密封部分相邻于所述阀体地放置，且具有与所述第一热膨胀系数相等的热膨胀系数，所述第三封部分和第四密封部分相邻于所述阀笼地放置，且具有与所述第二热膨胀系数相等的热膨胀系数；以及
其中，所述偏压元件包括第一缠绕垫和第二缠绕垫圈，所述第一缠绕垫圈被置于所述第一密封部分和所述第三密封部分之间，且所述第二缠绕垫圈被置于所述第二密封部分和所述第四密封部分之间，使得所述第一缠绕垫圈被配置用于向所述第一密封部分和所述第三密封部分施加所述第一径向压缩力和所述第二径向压缩力，以使得所述第一密封部分和所述第三密封部分紧靠所述阀笼地偏移，且所述第二缠绕垫圈被配置用于向所述第二密封部分和所述第四密封部分施加所述第一径向压缩力和所述第二径向压缩力，以使得所述第二密封部分和所述第四密封部分紧靠所述阀体偏移。
30.根据权利要求22-29中任一项所述的密封组件，其中，所述密封组件被配置用于在约450华氏度至约1100华氏度之间的温度下运行。
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