CN111201392A - 用于球阀的密封组件和包括这种密封组件的球阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在石油和天然气开采行业中使用的密封阀，特别但不排他地涉及中压球阀或高压球阀。特别地，本发明涉及用于球阀的密封组件，并且涉及包括这种改进的密封组件的球阀。密封组件通过仅使用热塑性材料密封元件确保在低压力和高压力下的优良密封性能，完全消除了困扰已知类型的密封系统的缺点，特别是与由弹性体材料制造的密封元件的可靠性有关的缺点。

Description

用于球阀的密封组件和包括这种密封组件的球阀
发明领域
本发明涉及在化工、石化、石油和天然气开采行业中使用的密封阀，特别是但不排他地涉及用于压力在0至2500巴之间的范围内的应用的球阀(ball valves)。特别地，本发明涉及一种用于球阀，优选地用于“耳轴(trunnion)”型的阀的改进的密封组件，以及涉及一种包括这种改进的密封组件的球阀。根据本发明的密封组件特别适用于小型阀(其适于控制高压流体)，即设置有直径高达4英寸、压力高达2500巴的底座的阀。在所有情况下，根据本发明的密封组件也可以用于比这些阀尺寸更大的阀，所述阀是被显示意图用于比以上小型阀所显示的流体流率更高的流体流率并且比以上小型阀所显示的压力更低的压力的阀。
背景技术
在石油和天然气开采行业中，球阀用于实现管道中输送的流体(石油或天然气)密封。如已知的，球阀包括阀主体、具有阻断流体通路的闸门功能的球体(ball)以及与球体联接以实现流体密封的底座。至少一个密封元件作用在底座与阀的球体之间以确保阀的密封并同时适于允许底座与球体之间的相对移动以便打开和关闭阀本身。阀主体和底座两者均内部中空，以在入口区段和出口区段之间限定用于流体的通路。当阀处于关闭构型时，球体阻断入口区段和出口区段之间的流体通路。在打开构型中，球体限定了使区段相互连通的间隙。在本领域中众所周知的“耳轴”型阀中，球体的移动由限定旋转轴线的两个相对的销来支撑。因此球体相对于阀主体保持单一自由度的旋转。这种旋转通过外部致动器来实现。
这些阀被设计成用在相当宽的工作压力范围内，并且工作压力根据这些阀意图被使用的系统类型而变化。已经开发了许多解决方案以便符合每个系统的规格。每个解决方案都提供具有特定结构特征的阀，该特定结构特征使阀适用于相应的应用。命名为“单活塞效应(Single Piston Effect)”(SPE)阀和“双活塞效应(Double Piston Effect)”(DPE)阀的阀在本领域是已知的。
在SPE阀中，如在DPE阀中一样，相对于流动方向在球体的上游和下游分别包括第一底座和第二底座。在SPE阀中，阀的密封独自由第一底座(通常为相对于流体流动在球体的上游的底座)来实现。如果第一底座的密封由于任何原因失去密封性，那么在SPE阀中，第二底座，即在阀的下游的底座，一定不能对球体提供密封。相反，第二底座需要让工作流体通过，特别是如果该工作流体是气体的话。这是为了防止加压流体在阀中积聚，加压流体在阀中积聚可能是非常危险的。当球体转到关闭构型时，也需要同样的行为。在这种情况下，球体间隙内的压力必须在球体本身的下游释放。根据目前的标准，在SPE阀的情况中，实现底座的自动打开(“自泄压”)的必要压力必须低于或等于工作压力的10％。
相反，在DPE型阀中，如果第一底座，即相对于流动方向在球体的上游的底座，由于任何原因而不提供密封，则第二底座，即在球体的下游的底座，必须提供密封。为了获得这样的结果，如现有技术中已知的那样，底座被构造成使得流体介于底座与阀主体的闭合部之间，从而导致底座对球体的推力，以便施加密封。换句话说，在DPE型阀中，第二底座具有气密地关闭阀的功能。
因此，由所获得的技术效果或运行行为的功能限定的上述阀类型在本领域是已知的，并且在这种类型中可以找到不同的技术解决方案。实质上，在现有技术中，通过对密封组件(意味着整个底座和密封元件)的特定几何形状进行设计，，每个阀针对其目标应用而设计。实质上，为了制造SPE型阀或者可替代地DPE型阀，制造商必须对密封组件的特定构型进行设计。
已知类型的解决方案在功能上不是通用的。实际上，目前，为SPE阀设计的底座不能用在DPE阀中，且反之亦然。因此，阀制造商必须提前知道待安装的阀的类型，并且必须根据阀是否必须是单活塞效应类型还是双活塞效应类型来获得特定的部件。因此，如现有技术中已知的那样，制造商必须制造并可存有两种不同的密封组件，一种密封组件适合于制造SPE型阀，而另一种密封组件适合于制造DPE阀。
换句话说，现今在市场上还不知道可互换的解决方案，其允许制造商和其它人制造单一类型的底座，从而减少部件量，特别是库存底座的量，并且该单一类型的底座允许使用者修改阀的性质，例如仅通过对底座采取一定的措施就可以将阀从单活塞效应转变为双活塞效应，或反之亦然，而不需要以任何方式修改阀主体和/或闭合部。
可以在系统中提供多个管道，每个管道都具有特定的流率和压力条件，并设置有相应的密封阀。适用于每个管道的阀必须在设计步骤中被确定，并且实际所提供的阀必须在装配步骤中被安装。除了确定阀(DPE或SPE)所必须的性能之外，根据运行条件实现密封所使用的方法必须在设计步骤中被限定。
特别地，在已知的解决方案中，具有弹性体插入件的密封件被用于处于具有低压和高压的气体和液压环境中的应用。现有技术中已知的这种密封元件通常由橡胶O形环构成，该橡胶O形环适合于在底座和球体之间实现气密关闭。这种橡胶密封元件还允许在球体的表面光洁度没有缺陷或者在所有情况下球体表面光洁度表现出给定的表面粗糙度的情况下进行密封。换句话说，橡胶O形环允许以低的制造成本获得密封，因为其不会恶化球体的公差、表面光洁度或形状误差。
然而，使用O形环作为密封元件具有一些缺点，其中第一个缺点是密封件被挤出的风险，即在高工作压力的情况下，O形环本身变形和/或部分地被从其壳体中逐出，随之出现因撕裂而导致的失效。在这种情况下，阀不能确保密封的紧密性。
高流体压力或气体压力的阀的不可靠的情况意味着作为高压力其值已经高达100巴以上，这是将橡胶O形环作为仅有密封元件的阀的极限。
为了在较高的流体压力值下也能改善阀的密封性，市面上已知的解决方案包括将具有大体上三角形(更具体地Δ形(delta-shaped))横截面的弹性体环(称为Δ形环)作为密封元件。在本申请人的专利申请WO 2013/02123238和WO 2011/0343536中描述了用Δ形环获得密封的示例。
虽然改善了在高温下的密封，但与上述缺点(挤出/撕裂)相比，该解决方案并不完全令人满意。虽然如上所提到的，由弹性体材料制成的密封元件可以在低压下提供良好的密封，但是它们似乎不适合在高压下工作，对机械疲劳具有较差的抵抗力。此外，由于制造它们的材料的变形，这些密封元件可能会从容纳它们的壳体中被挤出。在腐蚀性环境中弹性体劣化速度甚至更快，尤其是在气态形式的烃类的处理中会出现上述劣化。
根据这些解决方案，在本领域已知的阀使用热塑性材料元件来实现底座-球体的密封。所使用的材料的示例是PTFE(具有各种化合物)、PA、PEEK、POM、PCTFE以及类似物、非常硬的热塑性聚合物。由热塑性材料制成的这些密封元件或插入件通常过盈地插入容纳在阀底座上的相应壳体中。因此，在这些密封系统的设计范围内，插入件和壳体的尺寸控制是非常重要的。在很多情况中，用于将密封元件固定在相应壳体中的夹紧装置被使用。
关于使用橡胶O形环或Δ形环，热塑性密封元件避免了底座与球体之间的金属与金属的接触，并且还具有高的工作压力，因为它们比橡胶更不容易变形。另一方面，与使用热塑性材料有关的缺点是，在阀部件的装配中需要具有非常低的加工公差和/或非常低的未对齐性，以及具有非常低的球体表面粗糙度，因此球体必须通过研磨进行表面精加工以保证良好的密封。同时，目前使用的由热塑性材料制成的密封元件不适合于在低压下实现良好的密封。
在该领域中，并且特别是在天然气开采行业，球阀必须对气态下的流体上操作，气态下的流体可能具有低的压力或达到450巴或超过450巴的压力。为了使这两个功能成为可能，一些已知的解决方案(在申请WO 2013/02123238和WO 2011/0343536中也进行了描述)使用两个密封元件，一个由弹性体材料制成，并且另一个由热塑性材料制成。
由此，在低压下，密封由弹性体材料来确保。在高压下，密封普遍地由热塑性材料密封元件实现。同时，弹性体材料应具有补偿由高流体工作压力产生的阀球体弹性变形的功能。然而，弹性体材料在最大压力下的打开操作期间经历较多的变形，这使得密封件处于高应变条件下，直到由于撕裂而导致失效。在腐蚀性环境存在的情况下，这个问题更加突出。因此，将热塑性密封元件与弹性体密封元件组合在一起的解决方案也具有可靠性和耐用性方面的强大限制。此外，对于制造意图容纳密封环的壳体的工作而言，这些解决方案需要这些工作是复杂的。就这方面，获得Δ形环壳体是非常复杂的，而用于热塑性元件的壳体需要限制性的公差。具有两个组合元件(一个是弹性体的且另一个是热塑性的)的密封组件的装配操作也显得特别复杂。
就这一点而言，已经看出，在“小”尺寸球阀的情况下(即设置有直径高至4英寸的底座)，加工特别困难。由于底座的有限径向延伸，以及由此构成底座的有限材料，限定用于(热塑性-弹性体)密封元件的壳体非常复杂，并且出于同样的原因，相应的组装不是很容易。
根据上面示出的考虑因素，本发明的主要任务是提供一种用于球阀的改进的密封组件，该密封组件允许解决困扰现有技术中已知类型的密封系统的缺点。
在该任务的范围内，本发明的目的是提供一种用于工业球阀的组件，该组件允许在低压和高压下均获得优良的密封。
本发明的另一个目的是提供一种密封组件，该密封组件与常规解决方案所要求的底座加工和装配操作相比，需要更简单的底座加工和装配操作。
再一个目的是提供一种密封组件，该密封组件允许改善在特定的工作条件下并且特别是在气体或液压环境下的密封，该密封组件在高压下经受多次且频繁的打开和关闭循环。
本发明的另外的目的是提供一种密封组件，该密封组件包括可互换的，即可在同一阀主体内更换的底座，以便将阀的类型从SPE型阀改成DPE型阀，且反之亦然，而无需以任何方式修改或调整阀主体。
本发明的又一个目的是提供一种密封组件，其特别适用于小型阀，如底座直径高至4英寸的球阀。
本发明的非最后一个目的是提供一种可靠的且以有竞争力的成本容易制造的密封组件。
概述
因此，本发明涉及一种用于工业球阀的密封组件，其中所述阀包括至少一个阀主体和被容纳在所述阀主体中的球体。根据本发明的密封组件包括可以插入在阀主体中的至少一个底座，该底座围绕中心轴线延展(develop)，限定用于加压流体通过的轴向腔。该底座包括第一部分，该第一部分在当底座安装在阀主体中时面向球体的表面处限定第一壳体。该第一壳体包括封闭的底表面，该封闭的底表面在横向于所述中心轴线的平面上延展。
密封元件还包括由热塑性材料制成以实现底座和阀的球体之间的流体密封的密封元件。该密封元件是环形的并被容纳在第一壳体内。特别地，根据本发明的组件，其特征在于，密封元件以径向间隙容纳在所述第一壳体中，以当底座安装在阀主体中并且当加压的流体在内部穿过该底座时，密封元件相对于底座沿平行于中心轴线的方向浮动。
根据本发明，第一壳体由第一最外圆柱形表面和最内圆柱形表面限定，所述密封元件的最外表面和最内表面分别面向第一最外圆柱形表面和最内圆柱形表面；所述密封元件限定圆形壳体，密封环被容纳在该圆形壳体中，以实现所述第一壳体的所述最外表面和所述密封元件的所述最外表面之间的密封。
此外，根据本发明，底座还包括第二部分，该第二部分直接被拧到底座本身的第一部分上。所述第一部分或所述第二部分之中的一个包括外螺纹部分(male threadedportion)，该外螺纹部分直接拧入所述底座的所述部分中的另一个的内螺纹部分(femalethreaded portion)。所述第二部分包括抗挤出部分(anti-extrusion portion)，该抗挤出部分在打开阀的步骤期间防止密封元件从第一壳体中被取出。
根据本发明的密封组件允许完全移除弹性体材料插入件，仅将密封交托给由热塑性材料制成的密封元件，从而解决了与困扰由弹性体材料制成的密封元件的磨损和疲劳行为有关的问题，并获得了具有极高密封水平的热塑性材料密封元件。通过密封组件，在高达2500巴的压力下都可以实现最佳密封，从而减少磨损和疲劳恶化的问题。实际上，当阀关闭时，随着压力增加，密封元件对球体的推力以及因而对密封本身的推力增大。在打开阀的步骤期间，压力减小，并因此将密封元件推向球体的力也减小，从而限制了磨损和机械疲劳的现象。同时，基于密封元件相对于第一壳体浮动的事实，密封元件相对于底座的相对移动的可能性确保了对球体的弹性变形(球体的弹性变形由流体压力而引起)的补偿。
根据本发明的密封组件确保了低压下弹性体插入件的劣化和等效性能方面的稳健性和可靠性。同时，相对于具有弹性体密封件的解决方案，热塑性密封元件的存在进一步确保较低的摩擦力以及因而确保了较低的阀打开扭矩值。值得注意的是，根据本发明的密封组件还可以可能地应用于PMSS(第一道金属第二道软(Primary Metal SecondarySoft))阀，在该PMSS阀中，在底座的前表面和球体之间提供了金属对金属接触。
附图说明
本发明的进一步的特征和优点从通过非限制性示例提供的和附图中示出的以下详细描述将变得更加明显，在附图中：
-图1示出了包括根据本发明的两个密封系统的球阀的截面图，该两个密封系统分别作用在球体的上游和下游；
-图2是根据球阀的径向截面的横截面图，该球阀包括根据本发明的密封组件的第一可能实施例；
-图3和图4分别是安装在图2中的阀中的密封组件的概览图和分解图；
-图5和图6是图2中的密封组件的放大图；
-图7是根据SPE(单活塞效应)型球阀的径向截面的横截面，在该球阀上包括根据本发明的密封组件的第二可能实施例；
-图8是根据DPE(双活塞效应)型球阀的径向截面的横截面图，其中在该球阀上安装了密封组件的一个实施例，该密封组件的实施例是图7中所示的密封组件的替代实施例；
-图9是根据球阀的径向截面的横截面图，在球阀上安装了密封组件的第一可能实施例；
-图10是沿球阀的径向截面截取的横截面图，在该球阀上安装了密封组件的第四可能实施例；
-图11是图10中所示的密封组件的分解图；
-图12是根据球阀的径向截面的横截面图，在该球阀上安装了密封组件的第五可能实施例；
-图13至图17是与根据本发明的密封组件的部件的另外的可能实施例相关的视图；
附图中相同的数字和字母指代相同的元件或部件。
发明详述
特别地参考图1，示出了“耳轴”型的阀1，阀1包括根据本发明的密封组件。阀1意图安装在流体管道上并且包括限定壳体21的主体20，在壳体21中容纳有内部中空的球体10，该球体适合于关闭流体流Q以及生成用于流自身的通路间隙12，对于这种类型的阀这是已知的。更准确地说，球体10在打开位置和关闭位置之间转动，在打开位置，流Q穿过通路间隙12，在关闭位置，流Q自身被阻止。球体10围绕参考轴线Y进行旋转，并且该旋转可以根据本身已知的原理通过致动器29来实施。
示出的阀1包括第一密封组件101和第二密封组件102，第一密封组件101和第二密封组件102可操作地与球体10相关联，以在球体10的相对的部分(分别在阀的内部的流体流的上游和下游)上实现流体密封。特别地，该两个系统101、102至少在球体10处于关闭状态时实现密封。下面在该说明书中，将参照在球体10上游起作用的第一密封组件101，但是相同的考虑因素也适用于球体10下游的密封组件102。
根据本发明的密封组件101包括安装在阀主体20中的底座30。底座30作为围绕中心轴线A的旋转实体延展并且包括用于加压流体(液体或气体)通过的轴向腔35。当底座30插入阀主体20中并且阀1打开时，中心轴线A展现(identify)了流体流动方向。流的方向通过阀所插入的系统的状况来明确确定。
在下文的说明书中，表述“横向平面”展现了基本上正交于中心轴线A的平面。类似地，术语“横向”指的是一种表面，意味着这样的表面在横向平面上延展。术语“横向”或“径向”指的是方向，表示该方向基本上正交于中心轴线A。相反，“径向平面”意味着包含中心轴线A的平面。此外，表述“轴向方向”意味着平行于中心轴线A的方向。
此外，在下文的说明书中，词语“前”和“后”在指同一部件的不同表面时，相对于阀20的球体10分别增加的“邻近”位置和“远端”位置。最后，表述“最外”和“最内”在指同一部件的不同表面时，可以分别表示距离中心轴线A径向“最远”和径向“最靠近”中心轴线A的位置。
底座30包括第一部分301(下文中也表示底座30的主体部分301)，该第一部分301限定了第一壳体31A，该第一壳体31A限定在底座30的主体部分301的前表面处。根据上述限定，词语“前”表示当底座30安装在阀20中时，主体部分301更靠近球体10的表面。
当底座30安装在阀主体20中时，第一壳体31A面向所述球体10。第一壳体31A延展为围绕中心轴线A的环，该环由与中心轴线A本身同轴的两个圆柱形表面(见图3)限定。第一壳体31A进一步由底表面310定界，底表面310优选地在横向平面上延展。底表面310被封闭，使得第一壳体31A仅在底座30的前表面的一侧敞开，即面对球体10的那一侧敞开。
密封组件101包括密封元件31，密封元件31由热塑性材料制成并且容纳在第一壳体31A内(如图2中所示)以实现底座30与球体10之间的密封。因而，这种密封元件31是环形的，以被插入在第一壳体31A中。为此，在本说明书中，密封元件31也被表示为“环31”。
优选地，密封元件31由PTFE(具有各种复合材料)、PA、PEEK、POM、PCTFE和类似的高硬度热塑性聚合物制成以便实现底座30与球体10之间的流体压力密封。
根据本发明，密封元件31以一定的径向间隙容纳在第一壳体31A中，以便相对于底座30在第一壳体31A本身中浮动。特别是，词语“浮动(floating)”是指当底座30安装在阀主体20中并且当所述底座30被加压流体在内部穿过时，密封元件31被赋予沿轴向方向(即，平行于中心轴线A的方向)移动的可能性。表述“径向间隙”是指相对于正交于中心轴线A的平面评估的密封元件31的横截面的面积小于在同一平面上评估的第一壳体31A的横截面面积的情况。
在这方面，根据可能的但非排他的实施例，第一壳体31A的横截面面积比密封元件31的横截面面积大1％至5％。优选地，但非排他地，所述第一壳体31A的横截面面积比密封元件31的横截面面积大1％至3％。
根据本发明，底座30还包括直接拧到底座30的第一部分301上的第二部分302(在下文中也以“抗挤出部分302”的表述来表示)。该第二部分302包括面向第一壳体31A的至少一个抗挤出部分38，以防止密封元件31从第一壳体31A本身中被挤出。特别地，一旦第二部分302已经被拧到第一部分301上，抗挤出部分38就为在上面限定的第一壳体31A中的密封环31在轴向方向上的浮动运动确定行程停止位置。实际上，抗挤出部分38有利地避免了在将阀打开的步骤期间密封环31从第一壳体31A中被挤出。
优选地，第二部分302由与底座30的第一部分301相同的金属材料制成。然而，两个部分301、302可以由不同的材料制成。
同样，根据图中所示的优选实施例，第二部分302可以直接拧到第一部分301上。词语“直接”表示这样一种情况，这种情况使得第一部分301和第二部分302之中的一个包括“外”螺纹部分，该“外”螺纹部分拧入另一个部分的相应“内”螺纹部分。总的来说，两个部分301、302通过螺纹连接来连接，总体上用图2中的附图标记400表示。
例如，在图2-图5所示的实施例中，第二部分302包括总体上沿轴向指向(平行于中心轴线A)延展的轴向部分302A，以及相反，总体上沿径向指向(垂直于中心轴线A)延伸的径向部分302B。总体而言，就如此成形的两个部分302A、302B而言，在包含中心轴线A的径向平面上评判，该第二部分302基本上为L形。轴向部分302A包括最外表面71(具有圆柱形延展部)和最内表面72(具有圆柱形延展部)。后者构成“内螺纹部分”。第一部分302A由第一横向表面76轴向定界，第一横向表面76在上面限定的第二部分302的两个表面71、72之间延展。
抗挤出部分302的径向部分302B包括前横向表面81和后横向表面82，前横向表面81和后横向表面82在横向平面上延展。这两个表面81、82具有环形形状，对于每个表面，环形形状标识内径D81、D82。在这种情况下，考虑到与球体10的接近度，词语“前”和“后”分别表示球体10的旋转轴线Y的邻近位置和远端位置。
当底座30安装在阀主体20中时，两个横向表面81和82由面向球体10的内表面83联结，例如在图3中所示。更准确地说，两个横向表面81、82被限定为使得后表面82的内径小于前表面81的内径(D82<D81)，使得内表面83相对于球体10倾斜和渐开。
抗挤出部分38定界在后径向表面82和内表面83之间，即展现在这两个表面82、83之间的边缘/顶点85处。如下文更详细地说明，后横向表面82的最内环形区域(在图3中由C1表示)展现在这种边缘/顶点附近，该最内环形区域面向密封环31的前表面的区域(由B2表示)，该最内环形区域基本上限定了在第一壳体31A中的密封环31自身的邻接/停止表面。这种环形区域C1基本上是横向表面82最靠近中心轴线A的区域。
底座30的第一部分301包括前轴向部分91，词语“前”表示当密封组件101插入阀主体20中时距球体10的旋转轴线Y的最邻近位置。前轴向部分91包括前表面，该前表面由基本上垂直于中心轴线A的第一横向部分900A限定，和由相对于中心轴线A本身倾斜以与球体10的轮廓互补的第二部分900B限定。上述第一壳体31A从所述第二部分900B开始轴向延展。
前轴向部分91包括最外表面94(具有圆柱形延展部)，该最外表面94构造成“外”螺纹部分，该“外”螺纹部分拧入到在底座30的第二部分302的最内表面72处构造的内螺纹部分中。更准确地说，第二部分302被拧到第一部分301上，直到第二后横向表面82与后部分301的前轴向部分91的前表面的第一部分900A接触。基本上，第一部分900A构成用于拧紧第二部分302的邻接表面。值得注意的是，底座30的前表面部分地由第二部分302的径向部分302B的表面(横向前表面81和横向内表面83)限定，并且部分地由主体部分301的第二部分900B限定，底座30的前表面可以展现在两个部分301、302之间的连接部的端部处。
在图中未示出的替代构型中，底座30的主体部分301可以构造内螺纹部分，而抗挤出部分302可以构造外螺纹部分。该变型也必须被认为属于本发明的范围。
参照图5和图6描述了通过环31获得密封的原理。在图5中，环31插入限定在底座30的第一部分301中的第一壳体31A中。特别地，根据本发明，环31以径向间隙(由附图标记R表示)插入壳体31A中。在这种情况下，由底座30(特别是由第一部分301)限定的轴向腔35没有被加压流体穿过。在图5中，仅为了说明的原因，该径向间隙R被放大。
在图6的情况中，加压流体在内部穿过底座30。根据下面将更详细描述的原理，底座30通过弹性装置60(在图2中表示)的作用，和通过作用在底座30的后表面92B、50”上的压力而被朝向球体10推动。同时，加压流体沿存在于球体10和第一部分301的前表面的倾斜部分900B之间的间隙向上移动，且通过径向间隙R的作用缓慢进入到第一壳体31A中。借助于第一壳体31A中的封闭的底表面310，密封元件31通过流体的压力P被朝向球体10推动，从而实现流体密封。
值得注意的是，在不需要任何外部激励系统的情况下，热塑性环31直接通过流体的压力P被推靠在球体10上。在这个意义上，环31可以被认为在轴向方向上是“自浮式”的。此外，值得注意的是，密封性随着流体压力的增加而有利地增加，这是因为由压力施加在环31上的推力增加。同时，尽管环31的硬度高于弹性体元件的硬度，但是由于使环31朝向球体10推动的压力的动作，在低压下该密封也被优化，以及具有源自热塑性材料的硬度的在抗磨损性方面的所有优点。
图4允许详细观察形成根据本发明的密封组件101的元件的形状，在图2和图3中分别示出在具有或不具有阀主体20的情况下的密封组件101。特别地，图4是分解图，其允许观察密封组件101的所有部件的截面。在所述图4中，很明显，密封组件101的所有部件都延展为围绕中心轴线A的旋转实体。
第一壳体31A由同轴地围绕中心轴线A的最外圆柱形表面311和最内圆柱形表面312限定。这样的圆柱形表面311、312分别面向所述密封元件31的最外表面311A和最内表面311B。在关闭阀的状态下，密封元件31的最外圆柱形表面311A通过流体压力的作用邻接第一壳体31A的最内表面311或接触第一壳体31A的最内表面311。优选地，第一壳体31A大体沿着轴向方向(即平行于中心轴线A)延展，这意味着沿轴向方向测量的第一壳体31A的延伸大于沿正交于中心轴线A的方向在限定壳体本身的最外圆柱形表面311与最内圆柱形表面312之间测量的距离。
根据本发明，密封元件31在最外表面311A处限定圆形壳体32A，内密封环32容纳在该圆形壳体32A中。大体上，内密封环32构造为围绕密封元件31并且更确切地说在密封元件31的最外圆柱形表面311A与第一壳体31A的最外圆柱形表面311之间的补充密封。大体上，内环32防止压力P绕过密封元件31而越过密封元件31与球体10接触的位置(在图7和图8中由点b表示)从第一壳体31A释放。
圆形壳体32A可以由凹槽限定，该凹槽在密封元件31中，在密封元件31的前表面和后表面(这样的表面在下文中被限定)之间的中间位置延展，如例如在图2到图4中的实施例中所示出的。可选地，圆形壳体32A可以由在密封元件31的后表面31'处获得的肩部限定，如在下文讨论的图10至图11中的实施例中所示出的。
根据可能的实施例，内环32由O形环限定，O形环优选地由弹性体材料制成。可选地，根据下面的说明附图13到附图14的更详细描述的解决方案，U形环式密封或唇形密封(单一的或双重的)型密封件可以插入在圆形壳体32A中。
再次参考图4的分解图，密封元件31包括当所述底座30安装在所述阀主体20中时面向所述球体10的前表面和面向所述第一壳体31A的封闭的底表面310的后表面31'。优选地，后表面31’在横向平面(即正交于环31的圆柱形表面311A、311B的平面)上延展。根据图2至图4所示的第一可能实施例，后表面31'在单一横向平面上延展。在下面描述的图10和图11中的变型实施例中，后表面31’具有在间隔开的横向平面上延展的两个部分。
密封环31的前表面(即，使用中面向球体10的表面)包括第一部分133A，第一部分133A相对于所述中心轴线A倾斜以与球体10接触并且在底座30中存在加压流体的情况下实现密封。在附图所示的优选变型中，前表面133A具有第一区域A1、第二区域A2和第三区域A3，其中第二区域A2位于另外两个区域A1、A3之间。三个区域A1、A2、A3相对于中心轴线A具有不同的倾斜度。换句话说，三个表面区域A1、A2、A3在相对于中心轴线A具有不同倾斜度的平面上延展。第一区域A1从密封元件31的最内圆柱形表面312A延展，并且具有比第二区域A2的倾斜度低的倾斜度。第二区域A2又具有比第三区域A3的倾斜度小的倾斜度(倾斜度总是相对于中心轴线A评估)。当密封环31被推向球体10时，流体密封主要由第二区域A2实现。
环31的前表面的第一部分133A可以采取不同于上述“三区域”形状的形状。例如，在第一可能实施例中，第一部分133A可以由相对于中心轴线A的唯一倾斜表面限定。根据第二可能的变型，第一部分133A可以由弯曲表面限定，即在球体10的方向上的凸起形状。
根据本发明，环31的前表面还包括邻近第一部分133A的第二部分。底座30的第二部分302的抗挤出部分38插入到这样的第二部分上。更准确地说，这种抗挤出部分38的插入，是在密封元件31由于作用在密封环31的后表面31’上的压力P而轴向位移(浮动)之后实现的。在打开阀的步骤中，球体10的通路间隙12内的压力低于底座30的腔35内的压力。因此这种情况将倾向于从壳体31A中挤出环31。抗挤出部分38恰好防止了这种挤出。
在图中所示的(非排他性的)优选实施例中，环31的前表面的第二部分基本上是“台阶状的”，由图4中所示的B1和B2表示的两个表面区域限定。表面区域B1优选为圆柱形，并且与密封环31的其它圆柱形表面311A、311B同轴。表面区域B1从密封环31的前表面的第一部分133A朝向环31的后表面31’延展。表面区域B2在表面B1和最外圆柱形表面311A之间的横向平面上延展。
如图3、图5和图6所示，在底座的两个部分301、302之间连接之后，第二部分302B的后横向表面82的环形区域C1保持面向表面区域B2，特别是环形区域C1出现在面向密封元件31的表面区域B2的位置，并与密封元件31的表面区域B2间隔开。词语“间隔开”表示在没有加压流体存在的情况下所评估的状态，使得在环形部分C1和表面区域B2之间存在间隙(在图2中由G1表示)，该间隙允许在存在加压流体的情况下，密封元件31朝向球体10的轴向(浮动)移动。当表面区域B2与抗挤出部件302的第二部分302A的后横向表面82的环形部分C1接触时，这种轴向移动停止。
根据优选实施例，凹槽8限定在密封环31的最内表面311B处，该凹槽沿轴向方向从元件本身的前表面133A的第一部分311A开始延展至后表面31’。代替地，这样的凹槽8在密封元件31的最外表面311A的方向上径向地延展。凹槽8优选地围绕中心轴线A以相等的角度间隔限定。具体地，凹槽8的目的是促进流体从壳体31A的最内圆柱形表面312和密封环31的最内表面311B之间渗透到轴向界定第一壳体31A的底壁310。由此，确保了封闭环31的后表面31’上的推力。
根据另一方面，底座30的第一部分301优选包括邻近前轴向部分91的中间轴向部分92和相对于中间部分92沿与前部分91相反的方向延展的后轴向部分93(见图4)。每个所述轴向部分91、92、93包括最外面的表面94、92C、50’。中间轴向部分92的直径D92C大于主体部分301的另外两个轴向部分91、93的直径D94、D50’。
中间轴向部分92在轴向指向上被限制在横向平面上延展的前表面92A和前表面92B之间。中间轴向部分92在径向指向上受到在两个径向表面92A、92B之间延展的外圆柱形表面92C的限制。优选地，外圆柱形表面92C的直径D92C与第二部分302的外圆柱形部分71的直径D71一致。在替代实施例中，两个直径D92C和D71可以不同。
根据另一个实施例，弹性装置60作用在中间轴向部分92的后表面92B上，中间轴向部分92可操作地插入阀主体20和底座30的第一部分301之间。在附图所示的实施例中，阀主体20限定了一个或更多个后壳体24B，每个后壳体24B包含弹性装置60，例如由螺旋弹簧组成的弹性装置。特别地，这种弹性装置60作用在底座30的第一部分上，以便使整个底座30朝向球体10推动，在中间轴向部分92的后表面92B和阀主体20本身的面向后表面92B的表面20B之间限定间隙，在下文中表示为间隙G2(参见图2)。特别地，间隙G2被建立为小于间隙G1，间隙G1被限定在抗挤出部分38的(第二部分302的后横向表面的)环形区域C1和上述限定的密封元件31的前表面133的径向区域表面B2之间。
有利的是，G1＞G2的情况允许恢复球体10在存在压力的情况下所经受的弹性变形。换言之，借助于该条件，环31设置有足以确保在球体10上存在弹性变形的情况下也能抵靠球体10而密封的轴向行程。
在替代实施例中，如果底座30及其各部分301、302的尺寸允许，则将底座30推向球体10的弹性装置可以容纳在适当的壳体(限定在底座的第一部分301的第二部分92中)中。
根据另一方面，底座30的中间轴向部分92优选地包括从外表面92C延展的凹部40A，并且在该凹部40A中可以容纳另一个外密封环40，例如由弹性体材料制成的O形环(如图9所示)或可选地也由弹性体材料制成的唇形密封的形式(例如，如图2-图4所示)。如下面更详细地示出的，在第一可能实施例中，密封组件101包括容纳在凹部40A中的外环40以构造SPE型阀。在可选的实施例中，如图8所示，密封组件101不包括所述外环40从而构造DPE型阀。
根据另一方面，底座30的第一部分301的后轴向部分93从中间部分92的后表面92B沿与第一部分91相反的方向延伸。后轴向部分93包括圆柱形最外表面50’，该圆柱形最外表面从所述后表面92B延展，与中心轴线同轴。
在图2至图4所示的第一可能实施例中，第一部分301的后部分93还包括圆柱形最内表面50”，其平行于中心轴线A延展，具有比第一外表面50’更小的径向延伸部。后部分93的两个表面50'、50”通过在横向平面上延展的肩部表面50”'连接。当底座30安装在阀主体20中时，第二表面50”和肩部表面50”'与阀主体20一起构成后壳体80，后环形密封装置51、52'、52″容纳在后壳体80中。特别地，该后壳体80在前面由肩部表面50”'定界且在后方由阀主体20本身的面向肩部表面50”'的表面25来定界。
后密封装置(51、52'、52″)确保底座30与阀主体20之间的后密封。在可能实施例中，后密封装置包括第一环形密封件51、第一抗挤出密封件52'和第二抗挤出密封件52″，第一抗挤出密封件52'和第二抗挤出密封件52″相对于第一环式密封件51布置在相对的侧面上，以防止其从后壳体80释放。优选地，后密封装置可以进一步包括容纳在后壳体80中的在第一抗挤出后密封件52'和肩部表面50”'之间的环形石墨密封件(未示出)。该石墨密封件53适合于执行防火功能(fire save function)。
如上面所提到的，根据本发明的用于球阀的密封组件101有利地是可互换的，即，能够分别且简单地通过移除凹部40A中的外密封环40或提供外密封环的存在而在双活塞效应(DPE)阀中执行密封功能或者在单活塞效应(SPE)阀中执行“自泄压”功能。
关于这一点，如图7所示的解决方案，密封组件101、102包括位于底座30的第一部分31的中间部分92的凹部40A中的外密封环40。这种外环40确保了在阀的第一密封组件(相对于工作流体在球体10的上游工作)缺少密封的情况下，在单活塞效应(SPE)下的“自泄压”操作。
参考图7，b表示密封元件31的密封点，而B表示经过密封点b并且平行于中心轴线A的参考轴线。还是在图7中，因此可以展现底座30的前表面30A在轴线B上方的部分(由附图标记500表示)，该部分可与流体的压力P1有关，例如在球体10上游系统缺少密封的情况下。在图7中，阀被绘制成其正好在被关闭之前，即在“自泄压”状态发生之前呈现的构型。图7显示了流Q的方向。
在关闭阀的情况下，密封元件31通过球下游的压力P2(P2<P1)的影响实现对球体10的密封。因此，流体不会越过点b，进而撞击底座30的在轴线B上方的表面。在凹部40A中存在外环40的情况下，流体不会越过外环40自身并且底座30表现为“自泄压”，即自动地打开底座。事实上，当流体压力P1克服弹性装置60的阻力时，底座30远离球体10移动，并且压力在球体下游被泄压。由于底座的轴向运动的影响，在紧接着阀关闭之后，中间轴向部分92的后表面92B与阀主体的表面20B接触。值得注意的是，由于压力P1的影响，密封元件31也在箭头F所示的轴向方向上被推动。
相反，如图8中示出的情况，即，在凹部40A中不存在外环40的情况下，流体越过凹部本身并且在底座30的后表面92B和在布置弹性装置60的区域处的阀主体20之间缓慢进入。流体继续流动直到遇到后密封装置(51、52'、52″)，并且更具体地是后环式密封件51，这实现了在底座30与阀主体20之间的后密封。流体进一步前进到后壳体80中，并从后方推动后环式密封件51，从而实现后密封。同时，流体在肩部表面50”'上施加压力，该肩部表面50”'在前面(frontally)封闭其中布置有后密封装置的壳体80。肩部表面50”'上的压力转换成作用在底座30上的朝向球体10的相应的推力。
整体上，通过推动底座30远离球体10而作用于底座30的压力由在轴线B上方作用在底座30的前部30A(前推力表面500)上的压力给定。另一方面，在底座30上施加反压力，该反压力将底座30推向球体10。这种反压力由后表面30B和肩部表面50”'上的压力决定。所述“反压力”所作用的底座30的整个后推力表面(表面92B和50”'的总和)大于趋向于将底座30远离球体10移动所作用的轴线B上方的底座30的表面。该差异通过图2和图3中由轴线B下方的参考标记X指示的表面区域50”'示出。
因此，该差异决定了力的不平衡，利用该不平衡的力，将底座30，并且特别是密封元件31保持抵靠着球体10。因此，从球体10的上游缺乏密封的系统获得的加压流体，由密封元件31保持在前方，并由后密封元件51，52’，50'’保持在后方，因此无需将加压流体从球体10向下游释放。因此，在这种情况下，阀1呈现“双活塞效应”(DPE)性能。
特别是，已经看出，根据本发明的密封组件，且特别是相应的底座30是可互换的，因为其可以简单地通过提供或消除密封件(在凹部40A中的外环40)，但所有其它形状和尺寸特征被保持并且密封元件不变来实施“单活塞效应”(SPE)或“双活塞效应”(DPE)功能。
因此，根据本发明的密封组件允许阀制造商制造单一类型的阀(其中阀主体构造成容纳密封组件1的底座30，如上面所描述的并且在附图中示出的)，在装配时，简单地，通过包括将根据本发明的密封组件插入相应构型中的步骤，即在凹部40A中包括外环40或不包括外环40，可以有利地向对不同的使用类型提供相同的阀。因此，阀制造商不再被迫制造并且为了在不同的底部中使用而库存有不同的阀类型，并且同时可以在库存中具有较少数量的底座，因为相同的底座可以用于制造SPE阀或制造DPE阀。
图10和图11涉及SPE型阀，其中根据本发明的密封组件与图2至图7中的密封组件不同，主要区别仅在于密封元件31的不同构型和容纳密封组件的壳体31A的不同构型。在该实施例中，密封环31的后表面包括两个部分D1、D2，这两个部分在相互间隔且平行的横向平面上延展。后表面还包括在两个平行部分D2、D1之间延展的中间圆柱形表面D3。整体上，在该实施例中，后表面的各部分D1，D2，D3构成肩部，即用于内密封环32的壳体32A。在图10至图11中所示的实施例中，密封环32呈现由弹性体材料制成的O形环的形状。
第一壳体31A的底表面310由两个横向部分310A和310B限定，这两个横向部分在相互隔开的横向平面上延展。特别地，两个横向部分310A、310B中的一个相对于该两个横向部分310A、310B中的另一个处于最内位置处，其中所述位置相对于底座30的前部301的前表面来评估。两个横向部分310A、310B通过中间圆柱形表面310C联结，中间圆柱形表面310C面向壳体本身的最内圆柱形表面312。当密封环31插入壳体31A时，中间圆柱形表面310C邻近/接触密封环31本身的中间圆柱形表面D3。
图10和图11所示的密封系统不同于图2-图7所示的密封系统，不同还在于底座30的主体部分301的后部分93的不同的构型。更准确地说，所述后部分93包括凹部99，该凹部99朝着中心轴线A径向延展，保持在由后部分93自身限定的横向表面99A、99B定界的前方和后方。换句话说，凹部99是由后部分93内部限定的封闭凹部。后密封装置，特别是O形环51和抗挤出环52，存在于凹部99中。可选地，对应于上面的说明图2-图8的已经描述的密封装置51、52、52″可以插入凹部99中。
再次参考图10和图11中的解决方案，值得注意的是，上述密封环31和第一壳体31A完全独立于壳体30的主体部分301的后部分93的形状。换句话说，例如，为部件31和31A提供的构造可以与图2-图8所示的解决方案中提供的后部分93的构造相结合来提供。
根据另一个方面，如图12所示，底座的主体部分301的前表面可以被构造成使得产生在本领域中以缩写PMSS(第一道金属第二道软)而公知的密封。特别地，所述前表面可以包括倾斜部分300B的最内部分305，当底座30安装在阀主体20中时，倾斜部分300B以永久方式与球体10的表面接触。最内部分305和球体10的表面之间的接触构成了加压流体的第一道金属对金属密封。根据上面已经说明的原理，而第二屏障由热塑性密封环31和球体10的表面之间的接触来限定。
图13和图14示意性地示出了环31的另外的实施例，并且特别地示出了插入由密封元件31限定的凹部32A中的内环(由附图标记32’表示)的另外的实施例。具体而言，在这些图中，环31的前表面的构造与图10和图11中所示的略有不同，而第一壳体31A的构造对应于图2至图8中描述的构造。
在图13的解决方案中，内环32’是由热塑性材料制成的唇形密封型。该表述表示由环形主体320形成的密封件，该环形主体的截面(根据横截平面穿过的截面来评估)是U形的。环320插入壳体32A中，使得U的两个相对部分平行于中心轴线A布置。弹簧320A也是环形的，被布置在环320中。这样的环320A具有激励环形元件的用途，以便还在相对封闭的压力的情况下确保U的相对的部分抵靠凹部32A的相应的圆柱形表面接触。唇形密封型环32'还包括容纳元件321(背压)，该容纳元件321插入在环320中(在U的敞开的一侧上)以便容纳弹簧320A。当底座30被加压流体穿过时，容纳元件321的面向朝向凹部31A的后表面310的表面经受来自流体压力本身的推力。根据上面所表述的原理，该推力传递到密封元件31以实现在凹部31A中的浮动运动。
在图14的解决方案中，内环(由参考数字32”表示)是“双唇形密封”型。大体上，该密封环32”可以看作是两个相对的唇形密封环的整体。特别地，密封环32”包括由热塑性材料制成的环361，该环361限定两个相对的U形部分361'、361”，环形弹簧362'、362”插入在该两个相对的U形部分中的每一个中。对于每个部分361'、361”，包括用于容纳相应的环形弹簧362'、362”的容纳元件363'、363”。
图15至图17示意性地示出了与底座30的主体部分301的后部分93相关联的后密封装置的另外的实施例。同样在这种情况下，所示的用于密封装置的每个实施例可以与上述用于密封环31和/或用于第一壳体31A和/或用于上述内密封环32、32’、32”的任何一种技术方案结合提供。
在图15所示的实施例中，密封装置包括唇形密封型的后密封环(由附图标记51’表示)，其构造类似于图13中描述的内环32’。特别地，后密封环51'具有环形主体510、内部弹簧520和容纳元件521。在图15的解决方案中，密封装置包括石墨环53和位于石墨环53和后环51’之间的抗挤出环52’。特别地，石墨环53面向底座30的肩部表面50”'。
在图16所示的实施例中，密封装置包括密封环51和两个抗挤出环52’、52″，这两个抗挤出环以与图2至图8所示实施例中描述的方式相对应的方式布置在密封环51的相对侧。然而，在这种情况下，密封装置还包括面向肩部表面50”'的石墨环53。
在图17所示的实施例中，后密封装置包括两个“唇形密封”型密封件(由附图标记561、562表示)，在这两个密封件之间设置有抗挤出环式密封件(由附图标记570表示)。两个唇形密封型密封件被布置成相对于抗挤出环570呈镜面。优选地，在该情况下还提供石墨密封环53。
参考图10至图13中所示的实施例，使用由热塑性材料制成的唇形密封环或双唇形密封环允许在对于弹性体材料(例如，橡胶)而言可能是禁止的温度下的应用。同时，热塑性材料的化学惰性允许用橡胶或其它弹性体材料不可以实现的应用。
根据另一方面，在图15至图17中精确示出的底座30的第一部分301的后轴向部分93可以包括另外的凹部54A，该凹部54A可以从第二圆柱形表面50”延展以容纳另外的密封环54，优选地弹性体O形环(图16)或弹性体唇形密封件(图15或图17)，其在存在润滑的情况下也作为油脂密封件被提供。为此，可以在底座30的第一部分301内设置用于供给油脂的通道77。这种通道77在后部分93'的所述第二表面50”与所述底座30的主体部分301的前表面91的第二部分300B之间延展。这种通道77由两个连通的孔限定，根据本身在本领域中已知的解决方案，这两个连通的孔中的一个在轴向指向上限定，另一个孔在径向指向上限定。
如上所述，应用于底座30的第一部分301的前轴向部分91、中间轴向部分92和后轴向部分93的密封元件的形状和组合可以不同于上述和图中所示的那些。在所有情况下，值得注意的是，这样的组合总是可能的，而不需要底座30的结构(该结构限定用于各种元件的壳体)有任何变化。这与根据本发明的密封组件的可互换性是一致的。

Claims (19)

1.一种用于工业球阀(1)的密封组件(101、102)，所述球阀(1)包括至少一个阀主体(20)和容纳在所述阀主体中的球体(10)，所述密封组件包括：
-至少一个底座(30)，其能够插入到所述阀主体(20)中，所述底座(30)围绕中心轴线(A)延展并且限定用于加压流体通过的轴向腔(35)，所述底座(30)包括第一部分(301)，所述第一部分(301)在前表面处限定第一壳体(31A)，当所述底座(30)安装在所述阀主体(20)中时，所述前表面面向所述球体(10)，所述第一壳体(31A)包括封闭的底表面(310)，所述封闭的底表面(310)在横向于所述中心轴线(A)的平面上延展；
-密封元件(31)，其由热塑性材料制成，以实现在所述底座(30)和所述阀(1)的所述球体(10)之间的流体密封，所述密封元件(31)是环形的并且被容纳在所述第一壳体(31A)内；
其特征在于，所述密封元件(31)以径向间隙容纳在所述第一壳体(31A)内，当所述底座(30)安装在所述阀主体(20)中时，且当所述加压流体在内部穿过所述底座(30)时，所述密封元件(31)相对于所述底座(30)沿着平行于所述中心轴线(A)的方向浮动，
其中，所述第一壳体(31A)由第一最外圆柱形表面(311)和最内圆柱形表面(312)限定，所述密封元件(31)的最外表面(311A)和最内表面(311B)分别面向所述第一最外圆柱形表面(311)和所述最内圆柱形表面(312)，并且其中，所述密封元件(31)限定圆形壳体(32A)，密封环(32)容纳在所述圆形壳体(32A)中以实现所述第一壳体(31A)的所述最外表面(311)和所述密封元件(31)的所述最外表面(311A)之间的密封，
所述底座(30)包括直接拧到所述第一部分(301)上的第二部分(302)，其中所述第一部分(301)或所述第二部分(302)之中的一个包括外螺纹部分，所述外螺纹部分直接拧到所述底座(30)的所述部分(301、302)中的另一个的内螺纹部分中，并且
其中，所述第二部分(302)包括至少一个抗挤出部分，所述抗挤出部分至少在打开所述阀(1)的步骤期间阻止所述密封元件(31)从所述第一壳体(31A)中被取出。
2.根据权利要求1所述的密封组件(101、102)，其中，所述底座(30)的所述第二部分(302)包括轴向部分(302A)，所述轴向部分包括最外圆柱形表面(71)和构成所述内螺纹部分的最内圆柱形表面(72)，所述底座(30)的所述第一部分(301)包括构造成所述外螺纹部分的最外圆柱形表面(94)。
3.根据权利要求2所述的密封组件(101、102)，其中，所述底座(30)的所述第二部分(302)包括限定在前横向表面(81)和后横向表面(82)之间的径向部分(302B)，所述前横向表面(81)和所述后横向表面(82)由内表面(83)联结，其中，所述横向表面(81、82)具有展现出相应的内径(D81、D82)的环形形状，所述横向表面(81、82)被限定为使得所述后表面(82)的内径(D82)小于所述前表面(81)的内径(D81)。
4.根据权利要求3所述的密封组件(101、102)，其中，所述抗挤出部分(38)限定在边缘(85)附近，所述边缘(85)展现在所述第二部分(302)的所述径向部分(302B)的所述后横向表面(82)和所述内表面(83)之间。
5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的密封组件(101、102)，其中，所述密封元件(31)包括后表面(31′)和前表面(133A、B1、B2)，所述后表面(31′)面对所述第一壳体(31A)的所述底表面(310)，当所述底座(30)安装在所述阀主体(20)中时，所述前表面(133A、B1、B2)面对所述球体(10)，所述前表面包括第一部分(133A)和第二部分(B1、B2)，所述第一部分(133A)相对于所述中心轴线(A)倾斜以与所述球体(10)接触，所述第二部分(B1、B2)邻近所述第一部分(133A)，并且其中，所述抗挤出部分(38)出现在面对所述密封元件(31)的所述前表面的所述第二部分的表面区域(B2)的位置，并与所述密封元件(31)的所述前表面的所述第二部分的所述表面区域(B2)间隔开。
6.根据权利要求5所述的密封组件(101、102)，其中，所述密封元件(31)的所述最内表面(311B)包括凹槽(8)，所述凹槽(8)在轴向方向上在所述密封元件(31)的所述前表面和所述后表面之间延展，并且在朝向所述密封元件(31)的所述最外表面(311A)的径向方向延展。
7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的密封组件(101、102)，其中，所述第一壳体(31A)的横截面面积比所述密封元件(31)的横截面面积大1％至5％，并且其中，所述横截面在大体上正交于所述轴向方向(A)的径向平面上被评估。
8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的密封组件(101、102)，其中，所述第一壳体(31A)的横截面面积比所述密封元件(31)的横截面面积大1％至3％，并且其中，所述横截面在大体上正交于所述轴向方向(A)的径向平面上被评估。
9.根据前述权利要求1至8中任一项所述的密封组件(101、102)，其中，所述密封元件(31)由从包含PEEK、PA、PTFE、POM、PCTFE的组中选择的材料制成。
10.根据前述权利要求1至9中任一项所述的密封组件(101、102)，其中，所述密封环(32)插入在由所述密封元件限定的所述圆形凹部(32A)中，所述密封元件从包含以下各项的组中选择：由弹性体材料制成的O形环类型的环、由热塑性材料制成的唇形密封型的环和由热塑性材料制成的双唇形密封型的环。
11.根据前述权利要求1至9中任一项所述的密封组件(101、102)，其中，所述底座(30)的所述第一部分(301)包括前轴向部分(91)、中间轴向部分(92)和后轴向部分(93)，其中所述部分(91、92、93)中的每一个展现出相应的最外表面(94、92C、50’)，并且其中，所述中间部分(92)的最外圆柱形表面(92C)的直径(D92C)大于所述底座(30)的所述第一部分(301)的其它的部分(91、93)的最外表面的直径(D50’、D94)。
12.根据权利要求11所述的密封组件(101、102)，其中，所述中间轴向部分(92)包括限定在所述最外表面(92C)处的凹部(40A)，并且其中，外密封环(40)能够被容纳在所述凹部(40A)中。
13.根据权利要求12所述的密封组件(101、102)，其中，优选地由热塑性材料制成的外密封环(40)被容纳在所述凹部(40A)中。
14.根据前述权利要求11至13中任一项所述的密封组件，其中，所述后轴向部分(93)从所述中间轴向部分(92)的所述后表面(92B)延展，并且其中，所述后轴向部分(93)包括：
-圆柱形最外表面(50’)，其从所述中间轴向部分(92)的所述后表面(92B)平行于所述中心轴线(A)延展；
-圆柱形最内表面(50″)，其与所述后轴向部分(93)的所述最外表面(50′)同轴地延展；
肩部表面(50”')，其在大体上正交于所述中心轴线(A)的平面上在所述后轴向部分(93)的所述表面(50'、50”)之间延展，所述肩部表面(50”')和所述最内表面(50”)限定后壳体(80)，环形后密封装置(51、52'、52″)被容纳在所述后壳体(80)中，所述壳体(80)在前面由所述肩部表面(50”')封闭。
15.根据权利要求11至13中任一项所述的密封组件(101；102)，其中，所述后轴向部分(93)包括从所述中间轴向部分(92)的所述后表面(92B)延展的圆柱形最外表面(50′)，并且其中，所述后轴向部分(93)包括位于所述最外表面(50′)处的凹部(99)，后密封装置(51、52′、52″)能够被容纳在所述凹部(99)中。
16.根据权利要求14至16所述的密封组件(101、102)，其中，所述密封装置包括第一环形密封件(51)、第一抗挤出密封件(52')和第二抗挤出密封件(52″)，所述第一抗挤出密封件(52')和所述第二抗挤出密封件(52″)布置在所述环形密封件(51)的相对侧上。
17.根据权利要求16所述的密封组件(101、102)，其中，所述密封装置包括石墨环形密封件(53)。
18.根据前述权利要求中任一项所述的密封组件(101、102)，其中，所述密封元件(31)在密封点(b)处实现所述底座(30)和所述球体(10)之间的密封，并且其中，经过所述密封点(b)且平行于所述中心轴线(A)的参考轴线(B)在穿过所述中心轴线(A)的垂直平面上展现出前推力表面和后推力表面，所述前推力表面由在所述参考轴线(B)上方的所述底座(30)的所述前表面的一部分限定，所述后推力表面大于所述前推力表面。
19.一种球阀，其特征在于，所述球阀包括根据前述权利要求中任一项所述的密封组件(101、102)。
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