CN112534165B - 球阀密封件 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种用于球阀的密封件，其包括：弹性环，所述弹性环限定接合特征；第一聚合物环，所述第一聚合物环邻近于所述弹性环的第一轴向端设置并与所述接合特征耦接；以及第二聚合物环，所述第二聚合物环邻近于所述弹性环的第二轴向端设置并与所述接合特征耦接。

Description

球阀密封件

技术领域

本公开涉及密封件，更特别地涉及球阀密封件。

背景技术

球阀通常需要使用阀座密封件，以在受压时保持有效的阀完整性。单活塞效应阀座密封件单向工作，而双活塞效应密封件双向工作。

球阀广泛应用于各种行业，包括液体的运输、输送和储存、气体处理和工业制造。应用球阀的行业持续要求改进阀座性能，特别是在极端环境条件例如低于-150℃的低温条件下工作时。

附图说明

实施例以实例的方式示出，并非旨在受到附图的限制。

图1包括根据一个实施例的球阀的横截面图。

图2包括根据一个实施例的密封件的横截面图。

图3包括根据另一实施例的密封件的横截面图。

图4包括根据一个实施例的如图1中圆圈A所示的球阀的放大横截面图。

具体实施方式

提供结合附图的以下描述以帮助理解本文所公开的教导内容。以下论述将集中于本教导内容的具体实施方式和实施例。提供该重点是为了帮助描述教导内容，并且不应该被解释为是对本教导内容的范围或适用性的限制。然而，其他实施例可基于本专利申请中所公开的教导内容而使用。

术语″由...构成″″包含″″包括″″含有″″具有″″有″或它们的任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含之意。例如，包含特征列表的方法、制品或装置不一定仅限于那些特征，而是可以包括未明确列出的或这种方法、制品或装置固有的其他特征。另外，除非另有明确说明，否则″或″是指包括性的″或″而非排他性的″或″。例如，以下任何一项均可满足条件A或B：A为真(或存在的)而B为假(或不存在的)、A为假(或不存在的)而B为真(或存在的)，以及A和B两者都为真(或存在的)。

术语″大体上″、″基本上″、″大约″等旨在涵盖与给定值的偏差范围。在一特定实施例中，术语″大体上″、″基本上″、″大约″等是指在该值的10％内、该值的9％内、该值的8％内、该值的7％内、该值的6％内、该值的5％内、该值的4％内、该值的3％内、该值的2％内或该值的1％内的任一方向上的偏差。

而且，使用″一个″或″一种″来描述本文所述的元件和组分。这样做仅是为了方便并且给出本发明范围的一般性意义。除非很明显地另指他意，否则这种描述应被理解为包括一个、至少一个，或单数也包括复数，或反之亦然。例如，当在本文描述单个项时，可使用多于一个项来代替单个项。类似地，在本文描述了多于一个项的情况下，单个项可以取代多于一个项。

除非另有定义，否则本文使用的所有技术术语和科技术语都与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。材料、方法和实例仅是说明性的而非限制性的。关于本文未述的方面，有关特定材料和加工方法的许多细节是常规的，并可在密封件领域内的教科书和其他来源中找到。

根据一个实施例的球阀可包括在低温条件下形成双活塞效应密封件的密封件。在一特定实施例中，该密封件可在上游阀座位置和下游阀座位置形成双活塞效应密封件。球阀可包括耳轴安装球阀、浮动球阀或升杆球阀。虽然，球阀视用途而定可以是两通、三通、四通或更多通的，但为了简单起见，本文就两通球阀进行了描述。

在一实施例中，球阀可包括上游阀座密封件、下游阀座密封件、或其组合。在一特定实施例中，上游阀座密封件和下游阀座密封件可以是对称的，诸如反照性对称、平移对称或旋转对称。在一更特定的实施例中，上游阀座密封件和下游阀座密封件可以是相同的。在一实施例中，球阀可进一步包括可旋转的孔，该孔可活动四分之一圈，以选择性地关闭球阀并限制流体运动。

在一实施例中，密封件(上游密封件和下游密封件中的任一者或两者)可包括弹性环和第一聚合物环，该弹性环限定接合特征，该第一聚合物环邻近于弹性环的第一轴向端设置并且与该接合特征耦接。第二聚合物环可邻近于弹性环的第二轴向端设置并与该接合特征耦接。在一特定实施例中，第一聚合物环和第二聚合物环可与同一接合特征耦接。

接合特征可适于选择性地与第一聚合物环和第二聚合物环耦接。在一实施例中，接合特征包括凹口、脊部、切口、雉堞部、齿状部、或其任意组合中的至少一者。在一实施例中，接合特征可沿弹性环的外径设置。在一实施例中，接合特征限定第一轴向端和第二轴向端。第一聚合物环可邻近于第一轴向端与弹性环耦接，第二聚合物环可邻近于第二轴向端与弹性环耦接。在一实施例中，第一聚合物环接触第二聚合物环。在一更特定的实施例中，第一聚合物环可在与接合特征相对应的轴向位置处接触第二聚合物环。

在一实施例中，第一聚合物环可包括适于与弹性环的接合特征接合的第一对应接合特征。在另一实施例中，第二聚合物环可包括适于与弹性环的接合特征接合的第二对应接合特征。在一实施例中，第一对应接合特征包括适于与弹性环的接合特征接合的倒钩。在另一实施例中，第二对应接合特征包括适于与弹性环的接合特征接合的倒钩。

在一实施例中，第一对应接合特征和第二对应接合特征可具有以下中的至少一者：相同或大体上相同的横截面形状、相同或大体上相同的横截面面积、相同或大体上相同的横截面尺寸、或其任意组合。

第一聚合物环可包括限定与第一对应接合特征耦接的增能区的主体。第二聚合物环还可包括限定与第二对应接合特征耦接的增能区的主体。在一实施例中，第一聚合物环和第二聚合物环中的至少一者的增能区可包括至少两个增能元件，诸如至少两个至少部分地设置在聚合物环的主体内的弹簧。在另一实施例中，第一聚合物环和第二聚合物环中的至少一者的增能区可具有形成大写E的横截面形状。

在一实施例中，当以横截面观察时，至少两个增能元件可沿直线设置。该至少两个增能元件可包括第一元件和第二元件，诸如第一弹簧和第二弹簧。第一增能元件可设置在第二增能元件的径向内部。在一实施例中，第二增能元件的增能能力大于第一增能元件的增能能力。例如，在一实施例中，第二弹簧的直径可大于第一弹簧的直径。此外，与第一弹簧相比，第二弹簧可具有更高的弹簧常数。

在一实施例中，弹性环可包括内径、外径、第一轴向端和第二轴向端。第一轴向端和第二轴向端中的至少一者与外径之间的边缘可包括倒角。在一实施例中，倒角具有相对于密封件的中心轴线的至少5度、至少10度、至少15度、至少20度、至少25度、至少30度、至少35度或至少40度的角度。在一特定实施例中，倒角具有相对于密封件的中心轴线的大约45度的角度。

在一实施例中，第一聚合物环和第二聚合物环中的至少一者包括热塑性塑料。在另一实施例中，第一聚合物环和第二聚合物环是同一元件的一部分(即，它们是单个聚合物元件的一部分)。

参见图1，球阀100大体上可包括中心孔102和阀杆104，该阀杆带有外部安装凸缘106以支撑用于旋转阀杆108的液压马达或手动接口。流动管线110A和110B(其轴线与中心孔102的轴线重合)分别在位置112A和112B处与球阀100耦接。在一实施例中，将流动管线110A和110B与球阀耦接，可使球阀成为一个整体。流动管110A和110B可在其端部具有凸缘部分114，用于与流路中管状件上的类似附接凸缘连接，球阀100连接在该流路中。

在一实施例中，阀杆108以轴颈支承在压盖衬套116和衬套118中。密封件120可设置在压盖衬套116与衬套118之间。压盖衬套116可借由卡环122可拆卸地安装在阀杆108中，该卡环容纳在阀杆108外端中的环形槽内。压盖衬套116可进一步与垫圈124相接，该垫圈抵靠压盖衬套116的端部。衬套118的下端可与阀杆108端部上的肩部126相接，阀杆的肩部端可适配于球体130中的套筒128内。在一实施例中，阀杆可借由销钉132键合至球体130，以防止球体130与杆108之间的相对移动。

与套筒128相对的可以是球体130中具有轴承衬套134的套筒132，耳轴以轴颈支承在该轴承衬套中。耳轴可延伸穿过中心孔102，并且盖板136可借由螺纹紧固件138固定在耳轴的外端上方的管上。密封件140可设置在耳轴中，以在耳轴与管中的开口之间提供密封，耳轴适配于该开口中。

凸缘部分114可具有球形支撑表面142和144，该球形支撑表面大体上与球体130的外表面相配，并且中心孔102的内肩部146与凸缘部分114相接，以在球体与表面142和144之间留有轻微的间隙。阀座148和150可设置在球体130与套筒128和132之间并包围所述套筒。

参见图4，阀座148和150中的至少一者可包括座体400、适于接触球体130的嵌件402和密封件200。在一特定实施例中，座体400可包括弹性材料，诸如金属或合金。嵌件402可在座体400与球体130之间延伸并接触所述球体。在一实施例中，嵌件402可包括聚合物材料。在另一实施例中，嵌件402可包括金属或合金。偏置元件例如弹簧(未示出)可相对于流动管110A和110B偏置座体400。在一实施例中，偏置元件可在大体上朝向球体130的方向上偏置座体400。

图2包括根据一个实施例的密封件200的横截面图。虽然下文描述是参照密封件200进行的，但应该理解，与密封件200相比，密封件202可具有任何类似或不同的特征。在一特定实施例中，密封件200设置在球体130的上游，并且密封件202设置在球体130的下游。在某些实例中，密封件200和202可限定环。

在一实施例中，密封件200可适于在低温应用中使用。更特别地，密封件200可适于在低于-150℃、低于-175℃、低于-200℃或低于-225℃的温度下使用。在某些实例中，密封件200可以是双活塞效应密封件。在其他实例中，密封件200可以是单活塞效应密封件。

密封件200可包括弹性环204，该弹性环具有限定中心轴线的大体上环状的结构。弹性环204可由弹性材料诸如金属、合金或弹性聚合物形成。在一特定实施例中，弹性环204可包括钢。在一更特定的实施例中，弹性环204可包括316ST钢。

弹性环204可限定与弹性环204的内表面206相对应的内径、与弹性环204的外表面208相对应的外径、第一轴向端210以及与第一轴向端210相对的第二轴向端212。

在一实施例中，弹性环204可包括倒角边缘214。在某些实例中，倒角边缘214可在外表面208与第一轴向端210之间延伸。在另一实例中，倒角边缘214可在外表面208与第二轴向端212之间延伸。在又一实例中，弹性环204可包括外表面208与第一轴向端210之间的倒角边缘214和外表面208与第二轴向端212之间的倒角边缘214。在一实施例中，倒角边缘214可具有相对于密封件200的中心轴线测量的至少5度的角度。在一更特定的实施例中，倒角边缘214可具有至少10度、至少15度、至少20度、至少25度、至少30度、至少35度或至少40度的角度。在一特定实施例中，倒角边缘214可具有相对于密封件200的中心轴线测量的大约45度的角度。

在一实施例中，弹性环204可限定接合特征216。在一特定实施例中，接合特征216可沿弹性环204的表面设置。更特别地，接合特征216可沿弹性环204的外表面208设置。在图示的实施例中，接合特征216示出在轴向中心位置，与第一轴向端210和第二轴向端212等距离。在另一实施例中，与第一轴向端210或第二轴向端212中的一者相比，接合特征216可更靠近第一轴向端210或第二轴向端212中的另一者。

在一实施例中，接合特征216可包括从弹性环204的外表面208延伸的一个或多个凹口。在一更特定的实施例中，接合特征216可包括从弹性环204的外表面208延伸的雉堞形特征。在另一实施例中，接合特征216可包括围绕弹性环204的圆周延伸的脊部。凹口或脊部可围绕弹性环204连续地或不连续地延伸。在又一实施例中，接合特征216可包括切口218。在一特定实例中，切口218可从外表面208延伸至弹性环204中。

接合特征216可限定第一轴向端220和第二轴向端222。在某些实例中，第一轴向端220A和第二轴向端220B可以是平行的，或者相对于彼此大体上平行。在其他实例中，第一轴向端220A和第二轴向端220B可彼此成角度地偏移。例如，第一轴向端220A和第二轴向端220B可限定相对于弹性环204的外表面208的负向倾斜表面，从而形成切口218，该切口具有从外表面208测量至弹性环204的主体中的渐增尺寸。第一轴向端220A和第二轴向端220B可间隔一定距离，该距离大体上与将一个或多个聚合物环(在下文更详细地描述)与弹性环204固定所需的距离相对应。

在某些实例中，接合特征216可具有与围绕弹性环204的圆周测量的形状大体上相同的形状。在其他实例中，接合特征216可具有与围绕弹性环204的圆周测量的尺寸大体上相同的尺寸。在又一些实例中，接合特征216可具有与围绕弹性环204的圆周测量的形状和尺寸大体上相同的形状和大体上相同的尺寸。

密封件200可包括与弹性环204耦接的第一聚合物环222。第一聚合物环222可邻近于弹性环204的第一轴向端212设置。在一实施例中，第一聚合物环222可接触弹性环204的第一轴向端212。在松弛状态下(即，当密封件200尚未安装在球阀100中时)，第一聚合物环222的直径(在第一聚合物环222的最内侧位置与最外侧位置之间测量)可大于弹性环204的直径。

在一实施例中，第一聚合物环222可与弹性环204的接合特征216耦接。在一更特定的实施例中，第一聚合物环222可包括适于与弹性环204的接合特征216接合的第一互补接合特征224。例如，第一聚合物环222可在邻近于接合特征216的第一轴向端220的位置处与弹性环204接合。更特别地，第一聚合物环222可与第一轴向端220接合。

在一实施例中，第一互补接合特征224可包括倒钩226。倒钩226可具有适于与接合特征216的第一轴向端220耦接的表面228。在一实施例中，倒钩226的表面228可具有与接合特征216的第一轴向端220的表面相似或相同的轮廓。在一特定实施例中，接合特征216的第一轴向端220的表面沿大体上垂直于密封件200的中心轴线的最佳适配平面而置。在一更特定的实施例中，第一轴向端220的表面沿垂直于密封件200的中心轴线的平面而置。倒钩226的表面228可适于平行于第一轴向端220的表面而置。

为了装配密封件200，第一聚合物环222和弹性环204可相对于彼此轴向移动，例如平移。例如，第一聚合物环222可相对于弹性环204在第一方向230上轴向滑动，直到第一互补接合特征224与接合特征216接合。

在接触弹性环204时，第一聚合物环222的第一互补接合特征224可以变形，例如挠曲。在一实施例中，变形可在径向向外方向上发生。倒角边缘214可有助于相对于弹性环204安装第一聚合物环222。更具体地，第一互补接合特征224可具有适于由倒角边缘214引导的轮廓。还更具体地，第一互补接合特征224可具有适于在安装期间接触弹性环204的倒角边缘214的倒角边缘260。在一特定实例中，倒角边缘214和260可沿相同或大体上相同的平面而置。倒角边缘214和260可容许参照弹性环204而引导第一聚合物环222。

第一聚合物环222可在第一方向230上滑动，直到第一互补接合特征224(或倒钩226)到达接合特征216。在到达接合特征216时，第一互补接合特征224可以变形，例如挠曲，以与接合特征216接合。在一实施例中，第一互补接合特征224在到达接合特征216时的变形或挠曲可在径向向内方向上发生。在一特定实例中，可发生第一互补接合特征224的向内变形，作为第一互补接合特征224的卡扣。在一实施例中，卡扣可产生针对执行装配的操作者的触觉、听觉或其他可感知的指示。以这种方式，第一聚合物环222可与弹性环204耦接，并防止与其轴向分离。

在一实施例中，第一聚合物环222可包括增能区232。在一更特定的实施例中，增能区232可以是与第一互补接合特征224相同的主体234的一部分。在某些实例中，增能区232和第一互补接合特征224可彼此为一体，例如由单个整体主体形成。在其他实例中，增能区232可由第一部件形成，并且第一互补接合特征224可由与第一部件耦接的第二部件形成。

在图示的实施例中，增能区232限定直径(在增能区232的最内侧位置与最外侧位置之间测量)，该直径大于第一互补接合特征224的直径。例如，借助于一非限制性实施例，增能区232的直径可比第一互补接合特征224的直径大至少1.01倍。更特别地，增能区232的直径可比第一互补接合特征224的直径大至少1.1倍、大至少1.5倍、大至少2.0倍、大至少2.5倍、大至少3.0倍、或大至少3.5倍。在另一实施例中，增能区232的直径可不大于第一互补接合特征224的直径的50.0倍、或不大于第一互补接合特征224的直径的10.0倍。

在一实施例中，第一互补接合特征224可从增能区232的外部延伸。在图示的实施例中，第一聚合物环222的主体234的外表面236可由增能区232和第一互补接合特征224的组合形成。在一特定实施例中，表面236可以是连续的。也就是说，表面236可以是无特征的、光滑的、或以其他方式不向在装配后察看密封件200的观察者指示主体234横截面形状的过渡。

在一特定实施例中，增能区232可具有形成大写E的横截面形状。增能区的构件，例如中间构件246，可以朝向第一聚合物环222的轴向端240延伸。在一实施例中，中间构件246比内构件248和外构件250长。

增能区232可限定一个或多个腔体238A和238B。在一实施例中，腔体238A和238B可邻近于第一聚合物环222的第一轴向端240设置。

在某些实施例中，第一聚合物环222可包括设置在增能区232和第一互补接合特征226之间的过渡区244。在一特定实施例中，过渡区244可具有渐缩的横截面形状。在一更特定的实施例中，过渡区244可具有倒角边缘，当第一聚合物环222与之接合时，该倒角边缘适于相对于弹性环204的倒角边缘214安置。

至少一个增能元件242可设置在第一聚合物环222内或与之邻近。在一实施例中，至少一个增能元件242可包括至少两个增能元件、至少三个增能元件、至少四个增能元件或至少五个增能元件。在一实施例中，至少一个增能元件242可包括不大于五十个增能元件、不大于二十五个增能元件、不大于十个增能元件或不大于六个增能元件。

在一个特定实例中，至少一个增能元件242包括第一增能元件和第二增能元件。第一增能元件可至少部分地设置在第二增能元件的径向内部。在一特定实施例中，第一增能元件和第二增能元件可沿垂直于第一聚合物环222的中心轴线延伸的直线而置。

在一实施例中，至少一个增能元件242可包括弹簧。弹簧可包括例如具有圆形横截面形状的弹簧，诸如螺旋弹簧、双圈弹簧(double coiled spring)、U形弹簧、C形弹簧、V形弹簧或任何其他形状的适于提供径向向外偏置力的弹簧。在某些实例中，第一增能元件和第二增能元件可具有彼此相比较而言相同或大体上相同的形状、弹簧常数、尺寸或其他类似的特性。在其他实例中，第一增能元件和第二增能元件可具有彼此相比较而言不同的形状、不同的弹簧常数、不同的尺寸、或者一个或多个其他不同的特性。在一特定实施例中，第一增能元件和第二增能元件具有不同的增能能力(例如，不同的弹簧常数)。更特别地，与第一增能元件的增能能力相比，设置在第一增能元件的径向外部的第二增能元件可具有更大的增能能力。在一特定实例中，与具有更大增能能力的内增能元件的密封件相比，使用具有更大增能能力的外增能元件可增强密封件200的密封特性。

如图3中所示，在一实施例中，密封件200可包括耦接在一起的弹性环204和第一聚合物环222。在一实施例中，弹性环204可包括参照图2所述的弹性环204的一半或大体上一半。在另一实施例中，弹性环204可包括与参照图2所述的形状相似的形状。

再次参考图2，在一实施例中，密封件200可进一步包括第二聚合物环252。第二聚合物环252可包括任何数量的与第一聚合物环222相比相似或不同特征。在一实施例中，第一聚合物环222和第二聚合物环252对称。在一更特定的实施例中，第一聚合物环222和第二聚合物环252反照性对称。

第二聚合物环252可邻近于弹性环204设置。更特别地，第二聚合物环252可邻近于弹性环204的第二轴向端212设置。

在一实施例中，第二聚合物环252可包括与增能区256耦接的第二互补接合特征254。第二互补接合特征254可适于与弹性环204耦接。更特别地，第二互补接合特征254可适于与弹性环204的接合特征216耦接。还更特别地，在一实施例中，第二互补接合特征254可包括适于与接合特征216的第二轴向端222耦接的倒钩258。

为了装配密封件200，第二聚合物环252和弹性环204可相对于彼此轴向移动，例如平移。例如，第二聚合物环252可相对于弹性环204在第二方向(与第一方向230相反或大体上相反)上轴向滑动，直到第二互补接合特征254与接合特征216接合。

在接触弹性环204时，第二聚合物环252的第二互补接合特征254可以变形，例如挠曲。在一实施例中，变形可在径向向外方向上发生。倒角边缘214可有助于相对于弹性环204安装第二聚合物环252。更具体地，第二互补接合特征254可具有适于由倒角边缘214引导的轮廓。还更具体地，第二互补接合特征254可具有适于在安装期间接触弹性环204的倒角边缘214的倒角边缘。在一特定实例中，第二互补接合特征254的倒角边缘可沿与弹性环204的倒角边缘214相同或大体上相同的平面而置。倒角边缘可容许参照弹性环204而引导第二聚合物环252。

第二聚合物环252可在第二方向上滑动，直到第二互补接合特征254到达接合特征216。在到达接合特征216时，第二互补接合特征254可以变形，例如挠曲，以与接合特征216接合。在一实施例中，第二互补接合特征254在到达接合特征216时的变形或挠曲可在径向向内方向上发生。在一特定实例中，可发生第二互补接合特征254的向内变形，作为第二互补接合特征254的卡扣。在一实施例中，卡扣可产生针对执行装配的操作者的触觉、听觉或其他可感知的指示。以这种方式，第二聚合物环252可与弹性环204耦接，并防止第二聚合物环252与弹性环204轴向分离。

在某些实例中，第一聚合物环222和第二聚合物环252在与弹性环204耦接时可彼此接触。在一实施例中，第一互补接合特征224可接触第二互补接合特征254。在一更特定的实施例中，第一互补接合特征224可在与接合特征216在轴向方向上对应的位置处接触第二互补接合特征254。也就是说，例如，第一互补接合特征224和第二互补接合特征254之间的接触可沿垂直于密封件200的中心轴线并与弹性环204的接合特征216相交的平面发生。在一特定实施例中，第一互补接合特征224和第二互补接合特征254可在与互补接合特征216的轴向端220和222间隔相等或大体上相等的位置处相互接触。

在一实施例中，第一互补接合特征224和第二互补接合特征254可具有以下中的至少一者：大体上相同的横截面形状、大体上相同的横截面面积、大体上相同的横截面尺寸、或其任意组合。在一更特定的实施例中，第一互补接合特征224和第二互补接合特征254可具有以下中的至少一者：相同的横截面形状、相同的横截面面积、相同的横截面尺寸、或其任意组合。

在某些实例中，第一聚合物环222和第二聚合物环252中的至少一者可包括热塑性材料。在一实施例中，第一聚合物环222和第二聚合物环252中的至少一者可包括尼龙、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺、或有机或无机复合材料。其他示例性聚合物包括氟化乙烯-丙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)、全氟烷氧基链烷(PFA)、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺、聚乙烯(PE)、聚砜、聚酰胺(PA)、聚苯醚、聚苯硫醚(PPS)、聚氨酯、聚酯、液晶聚合物(LCP)、或其任意组合。

在一实施例中，第一聚合物环222和第二聚合物环254中的至少一者可包括填料。示例性填料包括玻璃纤维、碳纤维、硅、PEEK、芳族聚酯、碳颗粒、青铜、含氟聚合物、热塑性填料、氧化铝、聚酰胺酰亚胺(PAI)、PPS、聚亚苯基砜(PPSO2)、LCP、芳族聚酯、二硫化钼、二硫化钨、石墨、石墨烯、膨胀石墨、氮化硼、滑石、氟化钙、或其任意组合。另外，填料可包括氧化铝、硅石、二氧化钛、氟化钙、氮化硼、云母、硅灰石、碳化硅、氮化硅、氧化锆、炭黑、颜料、或其任意组合。

在一实施例中，第一聚合物环222和第二聚合物环254可以是单个聚合物元件的一部分。也就是说，例如，第一聚合物环222和第二聚合物环254可彼此为一体。更具体地，第一聚合物环222和第二聚合物环254可由单一主体形成或包括该单一主体。

实施例1.一种用于球阀的密封件，其包括：

弹性环，该弹性环限定接合特征；

第一聚合物环，该第一聚合物环邻近于弹性环的第一轴向端设置并与接合特征耦接；以及

第二聚合物环，该第二聚合物环邻近于弹性环的第二轴向端设置并与接合特征耦接。

实施例2.根据实施例1所述的密封件，其中接合特征包括凹口、脊部、切口、雉堞部、或其任意组合。

实施例3.根据前述实施例中任一例所述的密封件，其中接合特征沿弹性环的外径设置。

实施例4.根据前述实施例中任一例所述的密封件，其中接合特征限定第一轴向端和第二轴向端，其中第一聚合物环邻近于第一轴向端与弹性环耦接，并且其中第二聚合物环邻近于第二轴向端与弹性环耦接。

实施例5.根据前述实施例中任一例所述的密封件，其中第一聚合物环接触第二聚合物环。

实施例6.根据前述实施例中任一例所述的密封件，其中第一聚合物环在与接合特征相对应的轴向位置处接触第二聚合物环。

实施例7.根据前述实施例中任一例所述的密封件，其中第一聚合物环包括适于与弹性环的接合特征接合的第一对应接合特征。

实施例8.根据实施例7所述的密封件，其中第一对应接合特征包括适于与弹性环的接合特征接合的倒钩。

实施例9.根据前述实施例中任一例所述的密封件，其中第二聚合物环包括适于与弹性环的接合特征接合的第二对应接合特征。

实施例10.根据实施例9所述的密封件，其中第一对应接合特征和第二对应接合特征具有以下中的至少一者：相同的横截面形状、相同的横截面面积、相同的横截面尺寸、或其任意组合。

实施例11.根据前述实施例中任一例所述的密封件，其中第一聚合物环包括主体，该主体限定第一对应接合特征和与该第一对应接合特征耦接的增能区。

实施例12.根据实施例11所述的密封件，其中增能区包括至少一个增能元件。

实施例13.根据实施例11和12中任一例所述的密封件，其中增能区包括至少一个部分地设置在第一聚合物环的主体内的弹簧。

实施例14.根据实施例13所述的密封件，其中至少一个增能元件包括至少两个沿垂直于第一聚合物环的中心轴线延伸的直线设置的弹簧。

实施例15.根据实施例14所述的密封件，其中至少两个弹簧包括第一弹簧和第二弹簧，其中第一弹簧设置在第二弹簧的径向内部，并且其中第二弹簧的增能能力大于第一弹簧的增能能力。

实施例16.根据实施例15所述的密封件，其中第二弹簧的直径大于第一弹簧的直径。

实施例17.根据实施例14-16中任一例所述的密封件，其中至少两个弹簧中的至少一者包括双圈弹簧。

实施例18.根据前述实施例中任一例所述的密封件，其中该密封件适于在低温下工作。

实施例19.根据前述实施例中任一例所述的密封件，其中该密封件适于形成双活塞效应密封件。

实施例20.根据前述实施例中任一例所述的密封件，其中弹性环包括内径、外径、第一轴向端和第二轴向端，并且其中第一轴向端和第二轴向端中的至少一者与外径之间的边缘包括倒角。

实施例21.根据实施例20所述的密封件，其中倒角具有相对于密封件的中心轴线的至少5度、至少10度、至少15度、至少20度、至少25度、至少30度、至少35度或至少40度的角度。

实施例22.根据实施例20和21中任一例所述的密封件，其中倒角具有相对于密封件的中心轴线的45度的角度。

实施例23.根据前述实施例中任一例所述的密封件，其中第一聚合物环和第二聚合物环中的至少一者包括热塑性塑料。

实施例24.根据前述实施例中任一例所述的密封件，其中第一聚合物环和第二聚合物环是同一元件的一部分。

实施例25.一种聚合物密封环，其包括：

增能区，该增能区包括至少一个增能元件；以及

接合特征，该接合特征适于与弹性环接合。

实施例26.根据实施例25所述的聚合物密封环，其中至少一个增能元件包括沿同一平面设置的至少两个增能元件，并且其中接合特征与增能区耦接并垂直于该平面延伸。

实施例27.根据实施例26所述的聚合物密封环，其中至少两个增能元件中的至少一者包括弹簧。

实施例28.根据实施例25-27中任一例所述的聚合物密封环，其中接合特征包括倒钩，该倒钩带有适于与弹性环接合的唇缘。

实施例29.根据实施例25-28中任一例所述的聚合物密封环，其中接合特征适于在垂直于该平面的方向上挠曲。

实施例30.根据实施例25-29中任一例所述的聚合物密封环，其中增能区具有形成大写E的横截面形状。

实施例31.根据实施例25-30中任一例所述的聚合物密封环，其进一步包括设置在增能区与接合特征之间的过渡区，其中过渡区包括倒角边缘。

实施例32.根据实施例31所述的聚合物密封环，其中倒角边缘具有相对于聚合物密封环的中心轴线的至少5度、至少10度、至少15度、至少20度、至少25度、至少30度、至少35度或至少40度的角度。

实施例33.一种装配密封组件的方法，其包括：

相对于弹性环在第一方向上轴向滑动第一聚合物环，直到弹性环的接合特征接合第一聚合物环上的第一互补接合特征。

实施例34.根据实施例33所述的方法，其进一步包括：

相对于弹性环在第二方向上轴向滑动第二聚合物环，直到接合特征接合第二聚合物环上的第二互补接合特征。

实施例35.根据实施例34所述的方法，其中第一方向与第二方向相反。

实施例36.根据实施例34和35中任一例所述的方法，其中轴向滑动第二聚合物环使得第二互补接合特征径向向外挠曲。

实施例37.根据实施例34-36中任一例所述的方法，其中轴向滑动第二聚合物环，直到第二互补接合特征的倒钩与弹性环的唇缘接合。

实施例38.根据实施例33-37中任一例所述的方法，其中轴向滑动第一聚合物环使得第一互补接合特征径向向外挠曲。

实施例39.根据实施例33-38中任一例所述的方法，其中轴向滑动第一聚合物环，直到第一互补接合特征的倒钩与弹性环的表面接合。

实施例40.根据实施例39所述的方法，其中弹性环的表面沿垂直于密封组件的中心轴线的平面设置。

实施例41.根据实施例33-40中任一例所述的方法，其进一步包括将密封组件安装在球阀中。

实施例42.根据实施例33-41中任一项所述的方法，其进一步包括将密封组件暴露于低温。

实施例43.根据实施例33-42中任一项所述的方法，其进一步包括形成双活塞效应密封件。

需注意，并非所有上述一般说明或实例中的行为都是必需的，可能不一定需要具体行为的一部分，并且除描述的那些行为外，还可执行一个或多个进一步的行为。此外，所列行为的次序不一定是执行它们的次序。

上面已经参考具体实施例描述了益处、其他优点及问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案及可使任何益处、优点或解决方案被想到或变得更加显著的任何特征都不被认为是任何或所有权利要求的关键、所需或必要的特征。

本文所述的实施例的说明书和图示旨在提供对各种实施例的结构的一般理解。说明书和图示并不旨在用作对使用了本文所述的结构或方法的装置和系统的所有元件和特征的详尽和全面的描述。单独的实施例也可在单个实施例中以组合的方式来提供，并且相反地，为简明起见而在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可单独地提供或以任何子组合的方式来提供。此外，对以范围表示的值的引用包括该范围内的每个值和所有各值。只有在阅读本说明书之后，许多其他实施例对于技术人员才是显而易见的。通过本公开内容可以利用和得到其他实施例，使得可在不脱离本公开的范围的情况下进行结构替换、逻辑替换或其他改变。因此，本公开应被视为说明性的而非限制性的。

Claims (18)

1.一种用于球阀的密封件，其包括：

弹性环，所述弹性环限定接合特征；

第一聚合物环，所述第一聚合物环邻近于所述弹性环的第一轴向端设置并与所述接合特征耦接；以及

第二聚合物环，所述第二聚合物环邻近于所述弹性环的第二轴向端设置并与所述接合特征耦接，其中所述第一聚合物环包括第一对应接合特征，所述第一对应接合特征适于与所述弹性环的所述接合特征相接合，且其中所述第一对应接合特征包括倒钩，所述倒钩适于与所述弹性环的所述接合特征相接合，其中当所述第一聚合物环与所述弹性环耦接时，所述第一聚合物环可接触所述第二聚合物环。

2.根据权利要求1所述的密封件，其中所述接合特征包括凹口、脊部、切口、雉堞部、或其任意组合。

3.根据权利要求1所述的密封件，其中所述接合特征沿所述弹性环的外径设置。

4.根据权利要求1所述的密封件，其中所述第一聚合物环包括主体，所述主体限定所述第一对应接合特征和与所述第一对应接合特征耦接的增能区。

5.根据权利要求4所述的密封件，其中所述增能区包括至少一个增能元件。

6.根据权利要求5所述的密封件，其中所述增能区包括至少一个部分地设置在所述第一聚合物环的所述主体内的弹簧。

7.根据权利要求1所述的密封件，其中所述弹性环包括内径、外径、第一轴向端和第二轴向端，并且其中所述第一轴向端和所述第二轴向端中的至少一者与所述外径之间的边缘包括倒角。

8.根据权利要求1所述的密封件，其中所述接合特征限定第一轴向端和第二轴向端，其中所述第一聚合物环邻近于所述第一轴向端与所述弹性环耦接，并且其中所述第二聚合物环邻近于所述第二轴向端与所述弹性环耦接。

9.根据权利要求1所述的密封件，其中所述第一聚合物环在与所述接合特征相对应的轴向位置处接触所述第二聚合物环。

10.根据权利要求1所述的密封件，其中所述第二聚合物环包括适于与所述弹性环的接合特征接合的第二对应接合特征。

11.一种聚合物密封环，其包括：

增能区，所述增能区包括至少一个增能元件；

第一接合特征，所述第一接合特征适于在弹性环的第一轴向端处与所述弹性环接合，其中所述第一接合特征包括倒钩，所述倒钩带有适于与所述弹性环接合的唇缘，其中所述至少一个增能元件包括沿同一平面设置的至少两个增能元件，并且其中所述第一接合特征与所述增能区耦接并且垂直于所述平面延伸；以及

第二接合特征，所述第二接合特征适于在所述弹性环的第二轴向端处与所述弹性环接合，

其中当所述第一接合特征与所述弹性环耦接时，所述第一接合特征可接触所述第二接合特征。

12.根据权利要求11所述的聚合物密封环，其中所述接合特征包括凹口、脊部、切口、雉堞部、或其任意组合。

13.根据权利要求11所述的聚合物密封环，其中所述接合特征沿所述弹性环的外径设置。

14.根据权利要求11所述的聚合物密封环，其中所述弹性环包括内径、外径、第一轴向端和第二轴向端，并且其中所述第一轴向端和所述第二轴向端中的至少一者与所述外径之间的边缘包括倒角。

15.一种装配密封组件的方法，其包括：

相对于弹性环在第一方向上轴向滑动第一聚合物环，直到所述弹性环的接合特征接合所述第一聚合物环上的第一对应接合特征，其中所述第一对应接合特征包括倒钩，所述倒钩适于与所述弹性环的所述接合特征相接合，以及

相对于所述弹性环在第二方向上轴向滑动第二聚合物环，直到所述接合特征接合所述第二聚合物环上的第二对应接合特征，

其中当所述第一聚合物环与所述弹性环耦接时，所述第一聚合物环可接触第二聚合物环。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述接合特征包括凹口、脊部、切口、雉堞部、或其任意组合。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述接合特征沿所述弹性环的外径设置。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述弹性环包括内径、外径、第一轴向端和第二轴向端，并且其中所述第一轴向端和所述第二轴向端中的至少一者与所述外径之间的边缘包括倒角。

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