CN117651753A - 用液体净化介质净化隔离阀的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用液体净化介质来净化隔离阀的系统和方法。

Description

用液体净化介质净化隔离阀的系统和方法

技术领域

本公开总体上涉及隔离阀的净化。更具体地，本公开涉及使用在分馏塔中蒸馏的烃作为隔离阀中的液体净化介质。

背景技术

隔离阀控制具有潜在破坏性的工艺流体的流动。为了防止流体离开管线并进入阀体或阀盖，在正压下的净化介质确保工艺流体不会离开管线。诸如蒸汽和氮气的气体通常用作净化介质。然而，用泄漏到工艺中的气体进行净化可能会污染工艺，并且需要在工艺中的后期去除。它还可能改变工艺流体的化学性质和密度，并可能导致浆料泵中出现气蚀，并对下游的其它设备造成损害。

发明内容

本文公开的系统和方法的总体目的是改进隔离阀的净化。具体地，在其中炼油厂中存在多个蒸馏柱或分馏器和浆料泵系统的一些实施方案中，每个分馏器具有由多个隔离阀隔离的回路。本发明包括一种用于隔离阀的隔离阀扫系统，该系统具有构造用以隔离工艺流体流的内部部件。在一些实施方案中，使用分馏塔中产生的液体净化介质(诸如烃、不同粘度的油或烃的组合)来净化隔离阀。

整个说明书中对特征、优点或类似语言的引用并不意味着可以通过本公开实现的所有特征和优点应该是或在本发明的任何单个实施例中。相反，提及特征和优点的语言应理解为表示结合实施例描述的具体特征、优点或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的特征和优点以及类似语言的讨论可以但不一定指相同的实施例，而是可以指每个实施例。

此外，在一个或多个实施例中，所描述的本发明的特征、优点和特性可以以任何合适的方式组合。相关领域的技术人员将认识到，可以在没有特定实施例的一个或多个具体特征或优点的情况下实践本发明。在其它情况下，可以认识到，在某些实施例中可能并不存在于本发明的所有实施例中的附加特征和优点。

本公开的特征和优点将从下面的描述和所附权利要求书中变得更加明显，或者可以通过如下文阐述的本发明的实践来了解。

附图说明

为了描述能够获得本发明的优点和特征的方式，将通过参考附图中示出的本发明的具体实施例来对上面简要描述的本发明进行更具体的描述。应当理解的是，这些附图仅描绘了本发明的典型实施例，因此不应被视为对本发明范围的限制，将通过使用附图以额外的特性和细节来描述和解释本发明，其中：

图1示出了一个工艺；

图2A-2C示出了根据一些实施例的示例性操作，并标识了隔离阀的几个潜在位置；

图3A-3D示出了处于关闭位置的隔离阀的一些实施例的剖视图；

图4示出了处于打开位置的隔离阀的一些实施例的剖视图；

图5示出了根据一些实施例的处于部分打开或节流位置的隔离阀；

图6示出了密封组件、偏置组件和液体腔室的特写剖视图；

图7示出了具有液体净化室的浮座组件的横截面图；

图8示出了具有液体净化室的偏置组件的横截面图；

图9示出了具有液体净化室的阀座的横截面图；

图10示出了具有液体净化室的阀座的替代横截面图；以及

图11示出了具有液体净化室的阀座的替代横截面图。

具体实施方式

通过参考附图将最好地理解本公开的当前实施例，其中相同的部件在全文中由相同的标号表示。将容易理解的是，如本文附图中一般描述和示出的，所公开的发明的部件可以以多种不同构造来布置和设计。因此，如图3A-图11所示，以下对设备实施例的更详细描述并不旨在限制所要求保护的本发明的范围，而仅代表本发明的当前实施例

在炼油厂或工厂的一些实施例中，使用在炼油厂精炼的净化介质(诸如在分馏器中蒸馏的烃)来净化隔离阀。在一些实施方案中，分馏器将原油进料蒸馏成重质焦化油(HCO)、中质焦化油(MCO)和轻质焦化油(LCO)的组成部分，以及其它燃料和气体以及来自主分馏器的底部产物油，简称油浆。在一些实施方案中，油浆的一部分在热反应产物蒸气的入口点上方再循环回到主分馏器中，以便在反应产物蒸气进入主分馏器时冷却并部分冷凝反应产物蒸气。油浆回路中的油浆的流动由隔离阀控制。该油浆是最有可能在阀内留下沉积物、损坏阀的油，因此在一些实施例中，HCO、MCO、LCO或这些油的组合保持在大于对管线加压的正压下，以便净化隔离阀。当用作净化介质时，少量油通过该阀中的金属表面上的金属之间的不完美密封进入工艺流体。然而，由于液体浆料由与工艺流体相似或相同的烃组成，因此泄漏的油不会污染浆料。

用液态烃替代气体来替代浆料，可以防止泵中出现当气体进入工艺流体时可能发生的气蚀现象。在现有技术的回路中，经过阀座泄漏的气体会引起工艺流体中的压力的快速变化，并导致在其中压力相对较低的地方形成小的蒸汽填充空腔。气蚀对泵不利，在某些情况下可能会损坏泵。使用液体代替气体作为净化介质可以避免这些问题。

现在将详细参考所公开的发明的实施例，其示例在图3A-11中例示，图3A-11示出了根据本发明的一个或多个实施例的具有液体介质净化端口的阀的各种视图。

精炼工艺概述

延迟焦化和流化催化裂化等精炼工艺以及其他精炼工艺可能涉及极端的压力和温度。炼油厂中使用的隔离阀包括内部部件，这些内部部件在极端温度和压力下保持阀密封。

一些精炼工艺如图2A-图2C所示，图2A-2C示出了示例性精炼操作，突显了在整个操作期间用于将物质(包括气体、液体和固体)从一个位置输送到另一位置的各种管线。图2A中典型现代单元的示意流程图基于“并排”配置。

主分馏器的底部产物油含有未被该工艺完全去除的残留焦炭颗粒。因此，底部产物油被称为油浆。该油浆的一部分在热反应产物蒸气的入口点上方再循环回到主分馏器中，以便在反应产物蒸气进入主分馏器时冷却并部分冷凝它们。剩余的油浆被泵送通过油浆沉降器。来自油浆沉降器的底部油含有大部分的油浆焦炭颗粒，并被再循环回到焦化原料中。

特别地，图2B-2C示出了可以利用本发明的隔离阀的各种实施例的一些位置。阀14的一些实施例可以连接到任何管线或浆料回路。在一些实施例中，来自焦化器的烃在大于工艺介质(诸如浆料)的正压下被引导到隔离阀(诸如阀盖)的功能空间中。这是在正压下，以防止工艺介质进入阀壳。在其中烃净化介质用于净化浆料回路隔离阀混合物的一些实施例中，精炼的烃净化介质与工艺介质混合，然后其返回到分馏塔用于蒸馏。

分馏塔(也称为蒸馏柱或分馏器)和隔离阀用于整个炼油厂和化工厂。分馏塔根据挥发性的差异将化学混合物蒸馏成其组成部分或馏分。通常分馏器沿着柱每隔一段就有出口，使得可以从蒸馏多组分进料流的柱中取出具有不同沸程(boiling ranges)的多种产物。具有最低沸点的“最轻”产物从柱的顶部排出，而具有最高沸点的“最重”产物从底部排出。

延迟焦化是炼油厂最重要的转化工艺之一。它广泛用于将石油原油中的高沸点、高分子量烃馏分转化为更有价值的汽油、烯烃气体和其它产品。石油烃的裂解采用热裂解，因为它会产生更多辛烷值更高的汽油。它还产生具有更多碳-碳双键(即更多烯烃)的副产品气体，因此具有更大的经济价值。

来自主分馏器的底部产物油含有残留焦炭颗粒。因此，底部产物油被称为油浆。油浆的一部分被泵送通过油浆沉降器。来自油浆沉降器的底部油含有大部分的油浆催化剂颗粒，并通过将其与焦化原料油组合而被再循环回到催化剂提升管。澄清的油浆或澄清油从油浆沉降器的顶部排出，在炼油厂的其它地方用作重质燃料油调合组分，用作炭黑原料，或者在某些情况下，油浆被泵送通过底部回路，以用于使用浆料底部回路的热回收或蒸汽产生。

隔离阀在流体处理系统用以阻止工艺介质流向给定位置。隔离阀还可以用于提供流动逻辑(与另一流动路径相比，选择一个流动路径)，并且将外部设备连接到系统。阀被归类为隔离阀是因为阀在系统中的预期功能，而不是因为阀本身的类型。因此，许多不同类型的阀都可以归类为隔离阀。隔离阀必须有效地阻止流体通过。闸阀、球阀、旋塞阀、截止阀和蝶阀在阀内件(valve trim)或内部机构产生必要的密封时，可被视为提供紧密且有效的关闭。

隔离阀的实施例

本发明可以与隔离阀结合使用，例如在美国专利申请No.12/848,013和No.16/403,039中描述的那些隔离阀，这些专利申请通过引用并入本文。本发明可以与延迟焦化器中使用的任何隔离阀一起用于底部浆料回路，诸如图2B-图2C中所示的那些。本领域普通技术人员将认识到，如本文解释和描述的使用分馏器烃作为隔离阀的净化介质的本发明也可以被设计和用于其它系统。

本公开描述了用于净化隔离阀(诸如在底部浆料回路中使用的那些隔离阀)的阀净化介质系统和方法，该系统和方法可以用在其它关键服务应用，诸如入口进料管线隔离、分馏器隔离和回暖。

本发明可以用于在隔离阀操作中的任何点控制工艺介质、物质(包括浆料流体、任何流体、固体和/或气体)的流动，以防止这些物质进入阀内件(例如阀盖、致动器、阀座、密封)并阻碍正常操作。另外，本领域普通技术人员将认识到，本文解释和描述的阀还可以被设计和用于其中需要控制物质(包括流体、固体和/或气体)的运动的其它环境中。

隔离阀和相关内件的示例如图3-图11所示。本说明书描述了一种用于隔离管线中的物质流的阀系统和方法。因为本发明特别适合用于隔离底部浆料回路的隔离阀。然而，可以预见的是，本发明可以适合成为生产各种元件的其它制造工艺的集成部分，并且这样的工艺因此应当被认为在本申请的范围内。在叙述本发明的细节之前，应当注意的是，本发明的系统和方法被设计为具有或拥有比现有相关设计和系统显着的功能、实用性和安全性优点。

阀系统的一些实施例可以包括一种阀座系统，用于从分馏塔的底部隔离通过管线的油浆流。

一些实施例包括：a)阀和阀座系统，所述阀连接到焦化器操作中的管线，其中该管线可以是出口油浆管线；b)用于致动阀闭合件的结构。

一些实施例可以包括至少一个阀盖。一些实施例可以包括联接到主体的上阀盖和下阀盖，其中阀盖可以移除，以便在不将主体与管线分离的情况下更换阀部件。一些实施例可以包括位于阀盖内部的一个或多个板，其中所述板包括可以与盲板(blind)上的一个或多个表面接触的平坦表面。

所述系统的一些实施例可以构造用以隔离气体和热液体，特别是在延迟焦化操作中使用的气体和热液体。一些实施例被构造用以提供允许可靠的、扩展的流隔离而不降低性能的益处。在一些实施例中，通过本发明的特征增强了在长时间内保持高的阀性能，包括利用LCO、MCO或HCO来净化阀，以保持阀座和盲板之间的适当接触，从而从阀的内部部件去除任何碎屑。在现有技术的系统中，结焦或上油的可能性需要频繁重建，并且因此需要从管线上移除阀。

在一些实施例中，该系统被构造为用烃净化阀的主体、上阀盖和下阀盖，每个阀盖都可以独立地移除以更换阀部件，而无需将主体从管线分离。在一些实施例的阀盖30内，可以存在定位成至少一个彼此相对的板52，这允许盲板4保持与板的表面接触。烃净化的正压以及位于阀盖30内的板52/盲板4系统防止诸如油浆之类的物质从管线逃逸到阀盖30中。因此，一些实施例防止阀系统14的内部元件暴露于穿过管线的物质。因此，阀系统14的内部部件可以保持清洁并且没有碎屑和堆积物。

一些实施例用液体净化介质净化用于支撑阀闭合件4的结构，该结构包括阀座支撑系统50。阀座支撑系统50可以包括阀座的布置或配置，这取决于阀的类型。在一些实施例中，用于支撑阀闭合件4的结构包括阀座支撑系统50，其包括存在于阀闭合件4的两侧上的第一阀座58和第二阀座60，其中第一阀座58和第二阀座60可以彼此独立。在一些实施例中，第一阀座58和第二阀座60可以是加压座筒。第一阀座58和第二阀座60可以具有静态或动态特性，使得一个阀座可以是静态的，而另一阀座可以是动态的，两个阀座都是动态的，或者两个阀座都是静态的。替代地，阀座支撑系统50可以包括位于或布置在阀14的主体16与阀闭合件4之间的单个阀座。在该构造中，该单个阀座在阀闭合件的整个振荡期间向阀闭合件施加连续的力。在单个阀座系统中，该单个阀座可以是动态的，也可以是静态的，具体取决于阀的类型和系统规范的需要以及任何其它促成因素。

阀系统的实施方案包括液体净化系统，其中来自分馏塔的精炼烃被泵送至一个或多个隔离阀，以在隔离阀中用作液体净化介质。在一些实施例中，液体净化系统可以利用管线将精炼的烃从分馏器拉到底部浆料回路隔离阀，以用作液体净化介质。在一些实施例中，液体净化介质保持在正压或大于管线中压力的压力，以便将烃连续地泵送到管线中，并防止工艺介质(诸如浆油)进入阀座、发动机罩或其它内部部件。通过使用压力大于阀中的工艺介质的流体，维持了净化流体系统内的压力。

液体净化介质系统的一些实施例可以包括内部气体/液体容纳系统，其提供或维持系统内的流体(包括气体)的隔离。内部流体容纳系统可以包括本文所述的金属对金属接触密封以及存在于阀14的阀盖30内的专有部件构造。保持在正压下的液体净化介质在流体可通过的程度上迫使烃通过金属对金属接触密封件，以防止工艺流体以其它方式进入阀的内部部件。

在一些实施例中，当可能检查、修理和/或更换包括阀座系统50、阀座和盲板4的内部部件时，将液体净化介质泵送到隔离阀的泵将被关闭，而无需将阀的主体16从管线上拆下。

在一些实施例中，阀系统14包括液体净化体，其中净化介质被维持在调节阀体温度的温度，并且其可构造为形成阻止气体、流体和固体迁移的屏障。这些实施例的净化元件防止物质从管线移动到上阀盖和下阀盖30中。因此，一些实施例的内部部件不会被焦炭沉积物或堆积所阻碍。内部部件需要的维修和更换要少得多。因此，阀的一些实施例可靠地操作延长的时间段，而不会降低性能。

一些实施例在机械上构造为通过在其中阀门4保持在部分打开或节流位置的条件下振荡，而与液体净化介质协同工作。在一些实施例中，阀盖30的内部部件防止油、焦炭或碎屑在阀盖30内积聚。因为一些实施例具有正压下的液体净化流体，所以当阀14保持在部分打开状态时，阀系统14的内部部件不暴露于浆油、焦炭和/或其它积聚物。例如，阀系统14的一些实施例利用液体净化系统，该液体净化系统在阀盖30内部产生正压，从而对管线中的内容物施压以保持在管线内，并防止管线中的内容物移动到阀14的内部部件中。

在一些实施例中，可以存在与液体净化介质协同操作的附加机械特征，以允许阀在延长的时间段上维持在部分打开的位置，而不会损害阀的性能。例如，在一些实施例中，阀座系统50保持与阀门4的连续接触。在一些实施例中，连续接触剪切积聚的焦炭和/或其它碎屑，从而防止积聚的材料堆积在阀14本身上并落入到阀系统14的各种内部部件中。一些实施例利用位于阀盖30内部的系统，该系统在阀门4移动通过打开位置和关闭位置时保持与阀14的阀门4接触。在一些实施例中，阀盖30(优选地，阀14的下阀盖34)包含一个或多个板52，这些板彼此相对地面对并且被偏置抵靠存在于下阀盖34内的阀门4的表面。在一些实施例中，弹簧54盘绕，并且被偏置抵靠下阀盖34以位于阀盖30和板4之间。因此，一些实施例的弹簧系统56将位于下阀盖34中的板56压靠于阀门4的表面。液体净化介质与位于阀盖系统30中的板系统一起防止气体、流体或固体物质从管线移动到阀盖30中。因此，液体净化介质系统和板系统的组合防止管线中的内容物与阀门系统14的内部元件形成接触。

转向本发明的附图以及对本发明的一些实施例的更详细分析。图1概括描述了石油制造和精炼工艺。较轻的馏分、蒸汽和气体通过蒸汽管线2a和2b从在线的焦炭容器释放。

图3A-图3D描绘了处于打开位置的隔离阀的实施例。在一些实施例中，如图所示的阀可以连接到一个或多个上述位置(参见图2)。图3A、图3B、图3C和图3D中的每一个示出了阀14的不同实施例。

图3-图11所示的阀是隔离阀的实施例，然而，阀14可以包括各种的阀类型和各种不同的元件。当所述阀处于完全打开、完全关闭(参见图4A)位置或部分打开(参见图5A)位置时，阀座系统50(例如，在一些实施例中为双金属阀座表面)、阀盖内部36和所有内部部件受到充分保护，并与流经管线的任何物质隔离。优选地，在密封部分的构造中使用的材料是耐腐蚀的，并且被设计用于极高的金属对金属循环负荷(cycleduty)。阀14的密封被设计成在每个行程处干净利索地破坏焦炭和阀闭合件的暴露表面之间的结合，并且通过液体净化介质防止焦炭进入内部部件。该动作所需的总推力与克服座置摩擦和惯性所需的推力相结合是经过仔细计算的，并且通过致动阀闭合件4来实现的，从而使其从关闭位置重新定位或转变到打开位置。

在一些实施方案中，液体浆料中的一部分返回到延迟焦化工艺，以从液体浆料回收烃。液体净化介质用于净化隔离阀中的任何工艺流体，诸如底部浆料，以防止工艺流体进入阀体或阀盖。在一些实施例中，止回阀用于维持系统中大于10psi的压力。与传统的蒸汽或氮气相比，使用液体净化介质提供了额外的优势。首先，在蒸馏工艺中产生液体净化介质；相反，必须制造蒸汽或氮气。在这个工艺中，通常会对下游产生的液体浆料进行加压。在净化隔离阀时注入到液体浆料中的烃净化介质的任何部分可以在热反应产物蒸气的入口点上方再循环回到分馏器11中，以便在反应产物蒸汽进入焦化分馏器时冷却并部分冷凝反应产物蒸汽。剩余的液体浆料被泵送通过浆料沉降器。来自该浆液沉降器的底部油在延迟焦化工艺中含有大部分的液体浆料焦炭颗粒，并且被循环回到该工艺中。

图2A示出了示例性操作，突出显示了在整个操作期间用于将物质(包括气体、液体和固体)从一个位置输送到另一位置的各种管线。特别是，图2A示出了可以利用本发明的隔离阀的各种实施例的一些位置。阀14的一些实施例可以连接到任何的管线或焦炭鼓。其中可以利用阀实施例的一些位置的示例包括切水阀70、塔顶蒸汽阀71A/71B、排污隔离阀72A/72B、模块隔离阀79、回暖隔离阀80、分馏器隔离阀10、鼓旁通隔离阀78、加热器补油泵排放隔离阀82A/82B、入口隔离阀26、开关歧管隔离阀73、预热升温隔离阀74A/74B、急冷水隔离阀75、蒸汽隔离阀76，以及排放至坑隔离阀(drain-to-pit isolation valve)77A/77B。

图3A-图3D描绘了处于关闭位置的阀系统的实施例。所描绘的阀系统14被构造用以联接到管线或焦炭鼓，联接到凸缘。在一些实施例中，如图所示的阀可以连接到延迟焦化单元操作中的一个或多个上述位置(参见图2A)。图3A、图3B、图3C和图3D中的每个图示出了阀14的不同实施例。

图3-图11所示的阀是本发明的阀的实施例，然而，阀14可以包括各种的阀类型和各种不同的元件。

图3-图13示出了根据各种实施例的阀14的各种视图。所示的阀14包括主体16，主体16连接到上阀盖33和下阀盖34，每个阀盖分别包括下室35和上室36。主体16包括其中具有开口或端口42的第一凸缘部分40和其中具有开口或端口46的第二凸缘部分44。主体16将入口隔离阀26联接到管线2或焦炭鼓18和22的互补凸缘部分和相关联的开口或端口，使得每个开口彼此同心和/或对齐。

所描绘的隔离阀14进一步包括呈滑动盲板或阀门4的形式的阀闭合件，在该阀闭合件中具有孔，所述孔能够在打开位置与开口42和46对准。阀闭合件4以线性、双向方式在用于支撑阀闭合件的装置之间来回滑动，在该示例性实施例中示出为阀座支撑系统50。阀座支撑系统50可以包括任何类型的座置布置，包括双独立阀座，其中阀座都是静态的、都是动态的以及这些的组合。替代地，阀座支撑系统50可以包括支撑阀闭合件4的单个阀座，其中该阀座可以包括静态或动态阀座。

在一个实施例中，优选的是，在阀闭合件4和阀座支撑系统50之间形成连续的接触密封，使得在阀闭合件4相对于管线从打开位置到半打开位置并最终到达闭合位置的来回滑动或旋转期间，所创建的接触密封从未被破坏或破除，而是始终保持其完整性。该连续接触密封优选地是金属对金属接触密封，其执行多种功能并且具有多种优点，并且与本文描述的液体净化介质协同操作。例如，接触密封产生或至少有助于阀14的隔离，其中提供了隔离的环境，使得不允许材料逸出密封区域之外并进入阀盖30或阀14的其它部分，阀外部的区域或其它区域。各种液体净化系统和容纳系统也可以用以调节隔离阀14内的压力，将材料容纳在指定区域内以及维持阀隔离。作为另一个示例，连续接触密封可以帮助保持隔离阀的各个部件清洁并且没有产品材料，因为这些材料不允许超出液体净化所净化的区域。作为另一个例子，由于施加在阀闭合件4上的负载以及由此产生的在阀闭合件4与第一阀座和第二阀座之间的紧密公差，阀闭合件在第一阀座58和第二阀座60之间的旋转导致产生磨光和抛光效果。

在一些实施例中，阀座支撑系统50包括第一阀座58和第二阀座60，并且阀闭合件4可以由金属制成，从而提供了闭合件4的金属对金属接触或金属对金属密封，或者另外地称为金属对金属座置。金属对金属座置提高了系统的耐用性，因为不存在用于将阀座密封到阀闭合件4的非金属部件(诸如乙烯基或橡胶)。金属对金属座置允许系统实现更高的密封一致性，同时提供更长的磨损和耐用性。另外，金属对金属密封允许系统14、特别是系统内的密封根据需要进行微调。阀体中的每个金属对金属接触密封都可以被支撑。

当阀闭合件4被致动并从关闭位置旋转到打开位置时，存在于阀闭合件4的表面和用于支撑阀闭合件的装置的表面之间的接触密封用以破碎或剪切所制造的焦炭，所制造的焦炭已经积聚在阀闭合件4的表面上或附近。

现在参见图6至11，其公开了阀的替代实施例，诸如浮动阀座板，该浮动阀座板被构造用以隔离工艺流体以免进入由液体净化介质净化的阀体。在一些实施例中，通过要求将较小的浮动阀座板磨平而不是组合的阀座板23和座23，将阀座23与浮动阀座板23分离改进并简化了制造。在一些实施例中，浮动阀座板23改善了负载在阀座上的分布。该改进的负载分布部分地通过将阀座板23与阀座23隔离来实现。加工产生的热量导致包括阀座23、阀门11和浮动阀座板23的设备热膨胀并改变形状。另外，加压鼓室对阀座23、阀门11和阀座板之间的密封形成挑战。在一些实施例中，浮动阀座板23隔离阀座23上的压力，以便允许更少的泄漏，因为阀座不受阀座附件的影响。在正压下的液体净化介质进一步减少了泄漏，因此残渣无法进入密封之间。另外，在一些实施例中，浮动阀座板的至少部分地独立的移动允许阀座23部分地隔离鼓主体内的压力以免影响阀座，从而使阀座23的压力更加均匀。最后，分离阀座23和浮动阀座板23提供了更大的控制和能力，以使用弹簧刚度来操纵浮动阀座板和发座23之间的力，使得密封由阀座完全加载。

在一些实施例中，液体净化介质与浮动阀座板结合改善了阀座板23和阀座23之间的密封以及阀座板和阀门11之间的密封，特别是当阀门热膨胀和变形时。在一些实施例中，阀座板抵靠阀门是自调平的，并且包括球/锥体和承窝构造以允许通过阀座进行铰接。在一些实施例中，锥体和承窝构造由在阀座板23和阀座23之间的界面处的成角度的搁架195和衬垫180提供。当阀门11或阀座23热膨胀并改变形状时，该浮动阀座板能够独立于阀座23的定向进行铰接运动并保持密封。在一些实施例中，弹簧165将阀座23压靠于阀门11，同时波纹管170被来自净化液体185的内部压力致动，以使波纹管170膨胀并且协助弹簧165在阀门上施加更多负载。阀座和阀座板界面之间的任何间隙都填充有液体净化介质。由泵送到腔室175中的净化液体的增大体积在波纹管的阀侧上产生的压力增加到该波纹管已经产生的压力，以改善阀座板23和阀门11之间的密封。在一些实施例中，液体净化介质是不可压缩的流体。

在一些实施例中，阀包括第一端口185。在一些实施例中，该阀包括多个内部腔室和端口187。在一些实施例中，端口187与阀体流体连通，使得净化液体可以从阀体通过端口187输送到净化液体腔室175，该净化液体腔室175包括形成在阀座组件145中的通道。在一些实施例中，浮动阀座板23和加压液体净化介质的操作保护端口185免受主体中的工艺流体的影响，并且当鼓被排空时，工艺流体穿过开口20。在一些实施例中，两个阀座板直接邻接阀座23和阀门11，并防止工艺流体进入阀门端口180。在一些实施例中，阀包括下阀盖板34，该下阀盖板被构造用以在阀门11置于关闭位置时接纳阀门11。在一些实施例中，下阀盖板34将阀体14与工艺流体隔离开，当阀门11从第一位置移动到第二位置时，工艺流体可以随阀门11一起迁移。在一些实施例中，浮动阀座板始终保护端口185免受阀盖30、33的内部的影响，因此当阀门11打开该开口20时，防止了端口185或阀的内部暴露于工艺流体。穿过阀和阀盖延伸的端口和通道185被确定尺寸为容纳液体净化介质。

在一些实施例中，隔离阀14被构造用以将阀体与穿过阀开口20的工艺流体隔离。在一些实施例中，阀座23具有构造用以接收阀门的接收部分。在一些实施例中，该接收部分位于阀座23的主体的中间。在一些实施例中，阀座包括阀座组件145，其中阀座组件145设置在具有第一侧12和第二侧13的阀门11的相对两侧上并且对齐以便形成开口，工艺流体可以选择性地通过该开口。在一些实施例中，阀座的两侧被栓接在一起以在阀座和阀门11之间形成密封。在一些布置中，两个单独的阀座邻近阀门11布置的，其中第一阀座23邻近阀门11的第一侧12，并且第二阀座23邻近阀门11的第二侧13放置。在一些实施例中，阀门11被构造用以选择性地定位在第一阀座和第二阀座之间。

在一些实施例中，阀座组件145包括浮动阀座板。在一些实施例中，浮动阀座板被套叠(nested)在阀座23的内周内，以便邻接阀座23。在一些实施例中，浮动阀座板23被同心地套叠在阀座23和阀开口20之间，而不附接到阀座23。在一些实施例中，阀座板被构造用以独立于阀座23进行铰接，以适应由于热膨胀或由施加到阀门11的表面上的一个位置上的较大热量产生的热差而引起的阀门11的变形，诸如当热量施加到阀门的第一侧12，而未被均等地施加到阀门的第二侧13时。此外，在一些实施例中，浮动阀座板23包括一定程度的运动以适应不同的压力。

在一些实施例中，阀座组件145包括密封系统155，该密封系统155改进阀座板23、阀座23之间的密封。在一些实施例中，密封系统155包括选择性地密封阀座板23和阀座23的偏置系统，该偏置系统将阀座板23偏置抵靠阀座23。在一些实施例中，密封系统155包括集成在阀座和阀座板之间的界面处的机械形状和衬垫构件180。

在一些实施例中，权利要求1的偏置系统160进一步包括第一偏置构件165。在一些实施例中，偏置系统包括第一偏置构件165和第二偏置构件170。在一些实施例中，偏置系统包括第一偏置构件165、第二偏置构件170和第三偏置构件175。在一些实施例中，偏置构件包括弹簧165。在一些实施例中，偏置构件包括波纹管170。在一些实施例中，偏置构件包括净化液体腔室175。在一些实施例中，偏置系统160包括偏置构件的任意组合，这些偏置构件协同作用以将浮动阀座板23偏置抵靠阀座23。在一些实施例中，偏置系统起到将浮动阀座板23偏置抵靠阀门11的作用。在一些实施例中，该偏置系统包括多个偏置构件，该多个偏置构件被构造用以将浮动阀座板23偏置抵靠阀门12的第一侧，并且将浮动阀座板23偏置抵靠阀门13的第二侧。在一些实施例中，偏置系统160进一步包括定位在阀门的第二侧13上的第三偏置构件，该第三偏置构件被构造用以在阀门的方向上将阀座板23偏置抵靠阀座23，并且被构造用以将阀座板23和阀座23密封抵靠阀门的第一侧12和第二侧13两者。在一些实施例中，偏置系统包括由带肩螺栓199限制行程的偏置组件145。

在一些实施例中，偏置系统160包括协作操作的偏置构件的组合，该偏置系统160改进了密封以满足美国石油协会(“API”)标准。一些实施例中，浮动阀座板23被磨平并定位在阀门11的中央。在一些实施例中，用产生接近200PSI的力的弹簧将阀座板23偏置抵靠在阀座上。在一些实施例中，除了偏置阀座板23之外，该弹簧还赋予阀座板23自由度并允许阀座板23移动和调整以保持与阀门11的恒定接触，并允许阀座板23在整个热循环中保持与阀门11的相互接触。在一些实施例中，端口185还包括净化液体腔室，该净化液体腔室可以被选择性地加压以膨胀该腔室并进一步偏置阀座板23。净化介质被泵入该净化液体腔室并保持在正压下，以推动净化液体穿过密封并进入到工艺流体中。波纹管170被焊接171到第一衬垫180和保持器173，该第一衬垫180在一些实施例中是阀座板23。在一些实施例中，波纹管170被焊接171到阀座板23和衬垫180，以便密封净化液体腔室175中的净化液体。在一些实施例中，净化液体被泵送到室175中，随着净化液体体积增加，净化液体腔室175膨胀，波纹管170膨胀，从而增加压力，并且阀座板23被进一步偏置抵靠阀座23和阀门11，以改善阀门11、阀座23和阀座板23之间的密封。在一些实施例中，偏置系统产生足以满足或超过API标准的累积配合力。

在一些实施例中，阀座板23包括与阀座23接合的搁架195。在一些实施例中，搁架195成角度以在其与阀座23配合时给予阀座锥形形状。在一些实施例中，衬垫180是被插入到阀座-阀座板界面190中，并且在被激活时，成角度的肩部195在界面190处被压入到阀座23中，并且通过改变衬垫180的形状来激励衬垫180。在一些实施例中，将阀座板23偏置抵靠阀座23使得衬垫180变形。在一些实施例中，当阀门11变形时，浮动阀座板23铰接其位置以维持阀座23与阀座板23之间以及阀门11与阀座板23之间的密封。在一些实施例中，当阀门11从打开位置重新定位到关闭位置或者从关闭位置重新定位到打开位置时，阀座板23适应阀门11的变化的表面尺寸。在一些实施例中，衬垫180可以包括尺寸与界面190大致相同的方形横截面。在一些实施例中，衬垫190将稍大于界面190的形状。在一些实施例中，衬垫180将包括一段衬垫。

在一些实施例中，衬垫180为锥形浮动阀座板23提供了移动自由度，以在该阀在热循环期间移动时在热膨胀的情况下与阀门11铰接。在一些实施例中，通过将液体净化介质泵送到阀体中来改进密封，使得液体净化介质填充可能在密封中形成的任何间隙。在一些实施例中，即使当阀座板23响应于阀门11的形状变化而重新定位时，衬垫180也进一步改善了阀座23与浮动阀座板23之间的密封。在一些实施例中，即使当阀门11的形状改变时，浮动阀座板23仍保持抵靠衬垫180、阀座23以及阀门11的径向偏置力。在一些实施例中，浮动阀座板23保持抵靠衬垫180和阀座23以及阀门的径向偏置力。在一些实施例中，阀座板23和衬垫180在处理期间将阀座23与主体内的压力隔离。

在一些实施例中，衬垫180允许浮动阀座板23的端到端移动，因此阀门11和浮动阀座板23以及阀座23同时接触。在一些实施例中，衬垫180不必密封阀座板23和阀座23之间的界面，而是提供轴向移动，使得阀座板23可以与阀座23相互接合。因此，在一些实施例中，当阀门11在热膨胀下变形时，阀座板23可以独立于阀座重新定位以改善接触，从而改善阀座板23和阀门之间的密封。

在一些实施例中，波纹管170除了被焊接171到阀座板23以隔离净化液体之外，波纹管170还与阀座板协同偏置以增强和改善阀座板23、阀座23和阀门11之间的密封力。波纹管170被焊接171到座板组件145以隔离净化液体腔室175。在一些实施例中，波纹管170被构造用以随着净化液体体积而弯曲，并且所产生的压力被施加以增加阀座板组件145抵靠阀门11的偏置力。在一些实施例中，波纹管170由可以焊接的材料制成。在一些实施例中，波纹管170包括镍铬基超合金或镍合金(例如/>合金)。在一些实施例中，波纹管170被构造有单个弹簧折叠部166，而在一些实施例中，波纹管170被构造有多个弹簧折叠部166，折叠部的数量由所需的力和期望的移动量确定。在一些实施例中，波纹管170包括与相邻结构重叠的波纹管突片。在一些实施例中，该波纹管突片提供焊接表面171，其中波纹管突片被焊接171到相邻结构。在一些实施例中，相邻结构包括浮动阀座板23。在一些实施例中，波纹管突片被焊接171到衬垫180。在一些实施例中，净化液体腔室175被构造在波纹管170的背向中心开口20的表面上，而在一些实施例中，净化液体腔室175抵靠面向中心开口175的波纹管表面175。在一些实施例中，净化液体通过端口185进入净化液体腔室175，从而增加净化液体腔室175的容积。在一些实施例中，腔室175的体积增加，并且净化液体协同地偏置诸如弹簧165和波纹管170的其阀偏置构件，以增加阀座板23抵靠阀座23的偏置力、阀座板23施加在阀门11上的偏置力，和阀座23抵靠阀门11的力。在一些实施例中，波纹管170是实心材料片，其被折叠和压缩以保持偏置。

焊接171可以通过任何合适的技术形成，仅举几个例子，包括但不限于电弧焊接、激光焊接、TIG和电子焊接。该焊接62确保波纹管170和衬垫180之间的流体紧密接合或密封，使得阀开口20中的流体流被限制在第一端口36和第二端口38之间，并且还确保工艺流体不会进入上阀盖30和下阀盖33致动器65或逸出到外部环境。

在一些实施例中，阀被构造用以连续地迫使净化液体通过端口185和净化液体腔室175。在一些实施例中，净化液体保持在正压下，以持续地迫使净化浆料离开阀体并进入阀开口20，以防止工艺流体进入阀盖、净化液体腔室175、端口185或阀体35。在一些实施例中，阀座板180保持抵靠阀门11的恒定接触和负载，以保持密封表面25受到保护。在一些实施例中，迫使净化液体以高压通过净化液体腔室175、端口185或阀体35，以净化可能在冲程期间已经进入的任何流体工艺的空间。在一些实施例中，阀座板23是延伸的阀座板197，其在整个阀门冲程的所有位置中保持与阀门11的恒定接触，使得所有工艺流体被捕获并且不允许进入主体腔室35。

在一些实施例中，当浮动阀座板23按压衬垫180并在径向上压缩衬垫180时，衬垫180、185改变形状以改善阀座板23和阀座23之间的密封。在一些实施例中，衬垫180对浮动阀座板180和阀座23的界面190施加缓冲，以允许阀座板180在偏置作用下保持其自由度，因此即使当阀门11在热循环的热量和压力作用下热膨胀时，浮动阀座板180进行“浮动”或铰接，从而以球/锥体和方式保持阀座板180、阀座23和阀门11之间的密封。在一些实施例中，阀门包括两个浮动阀座板180，以允许在开口20中的上游和下游有足够的轴向阀座行程，以平衡在阀门11的两侧上的密封负载。在一些实施例中，带肩螺栓199用作阀门11的每一侧上的各阀座上的轴向硬止动件，以允许上游阀座23保持与阀门11的密封接触。

在一些实施例中，在阀门11的每一侧上的延伸阀座板23在阀门关闭阀门端口并将工艺暴露到主体中时防止工艺进入主体，通常在其它的直通式平板闸阀上。在一些实施例中，延伸阀座板23是动态的，并且由阀底部中的卡钳弹簧加载。在一些实施例中，阀座板23在操作时进一步由主体腔室35中的正压净化液体充量加载或偏置。在一些实施例中，净化液体取自下游，在那里流体被加压，以作为精炼工艺的一部分。在一些实施例中，未加压的浆液流体可以被液压泵和其它已知设备获取并加压，迫使净化液体进入腔室175中，以增强波纹管的力并改善阀座板23和阀门11之间的密封。浮动阀座板23延伸197超出阀座23。在一些实施例中，浮动阀座板23构造用以保持与阀门的恒定接触，使得所有工艺流体与阀座23隔离并防止工艺流体进入阀体。

在一些实施例中，阀可以包括密封该阀的密封系统155。在一些实施例中，密封系统155包括净化液体腔室175。在一些实施例中，密封系统155进一步包括衬垫180，该衬垫180被构造用以改进阀座板23和阀座23之间的密封。在一些实施例中，密封系统155包括双动态活载浮动阀座板，其提供双向密封，该双向密封利用来自开口20的任一凸缘端的高压进行均等密封。

一些实施例包括端口185、187，这些端口提供阀体35和净化液体腔室175之间的流体连通。在一些实施例中，净化液体从阀体35穿过端口185或187中的一个或两者并进入净化液体腔室175中，以将浮动阀座板23偏置抵靠阀门11和阀座23。一些实施例包括端口185、187和锥形阀座板23，所述端口185、187在阀座23中形成于阀座23和阀座板23之间的界面190处，并且所述锥形阀座板23包括成角度的搁架195，该搁架195被构造用以在阀座板23偏置抵靠阀座23时产生进入阀座23的径向力。在一些实施例中，端口187进一步包括衬垫180，该衬垫180被构造用以改善阀座23和阀座板23之间的密封。在一些实施例中，衬垫180包括石墨、玻璃纤维、纤维或碳纳米纤维、碳纳米管、挤出纳米管或其它适当材料。

在一些实施例中，隔离阀14被构造用以将阀座板23上的至少一个端口185与阀开口20隔离，所述隔离阀14包括具有第一侧12和第二侧13的阀门；阀座23，阀座23进一步包括：开口20；接收部分200，其被构造用以接收阀门，所述阀门被构造用以选择性地插入到阀座23中间的接收部分200中；形成在阀座23中的至少一个端口185；锥形阀座板23，其被同心地套叠在阀座23上并且位于阀座23和开口20之间，其中阀座板23被构造用以将形成在阀座23中的至少一个端口185与开口20隔离，其中阀座板23被进一步构造用以独立于阀座23进行铰接；以及偏置系统160，其被构造用以将阀座板23偏置抵靠阀座23，以将阀座23与开口20隔离。在一些实施例中，隔离阀14进一步包括放置在锥形阀座板23与阀座之间的界面190处的衬垫180，其中当阀座板23被偏置抵靠阀座23时，衬垫180随着其被径向压缩而变形。在一些实施例中，锥形阀座板23包括具有成角度表面的搁架195，该搁架与阀座23接合190并且被构造用以在偏置系统160被激活时在径向上压缩衬垫180。在一些实施例中，隔离阀14的偏置系统160包括弹簧165、波纹管170和净化液体腔室175，所述弹簧165、波纹管170和净化液体腔室175被构造用以协同工作以在净化液体腔室175的净化液体体积增加时，使净化液体腔室175膨胀并且将阀座板23和阀座23偏置抵靠阀门11。

一些实施例教导了一种将净化液体端口与阀开口20隔离的方法，该方法包括：提供阀门，所述阀门具有第一侧12和第二侧13；提供阀座23，阀座23包括：开口20；接收部分200，其被构造用以接纳阀门，该阀门被构造用以选择性地插入到阀座23中间的接收部分200中；形成于阀座23中的至少一个端口185；锥形座板23，其被同心地套叠在阀座23上并且位于阀座23和开口20之间，其中阀座板23被构造用以将形成在阀座23中的至少一个端口185与开口20隔离，其中阀座板23被进一步构造成独立于阀座23进行铰接；使用偏置系统160将阀座板23偏置抵靠阀座23；以及压缩放置在锥形阀座板23和阀座23之间的界面190处的衬垫构件180，以将所述至少一个端口185与开口20基本上隔离。

在一些实施例中，该方法进一步包括：在阀座板23上提供成角度的搁架195，该搁架195与阀座23接合190，以在阀座板23被偏置抵靠阀座23时在径向上压缩阀座23。该方法进一步包括：在搁架195-阀座23界面190处提供衬垫180，其中衬垫180被构造用以在激活抵靠阀座板23的偏置力时在径向上被压缩。

在一些实施例中，该方法进一步包括：通过用净化液体对净化液体腔室175加压，来选择性地将阀座板23偏置抵靠阀座23。在一些实施例中，该方法进一步包括：利用阀座板23将阀体与工艺流体隔离，所述阀座板23延伸超过阀座23，使得当阀门移动时阀座板23刮擦阀座。一些实施例以不同的顺序执行该方法的步骤、延迟执行步骤或一起消除步骤。

最后，应当理解的是，在此公开的本公开实施例是对本公开的原理的说明。可以采用的其它修改也在本公开的范围内。因此，作为示例而非限制，可以根据本文的教导使用本公开的替代构造。因此，本公开不限于确切地如图所示和所描述的内容。

Claims (6)

1.一种隔离阀液体净化系统，包括：

液体净化介质；

隔离阀，所述隔离阀被构造用以控制具有工艺压力的工艺流，所述隔离阀包括：

阀门；

阀体或阀盖，所述阀体或阀盖被构造用以容纳所述阀门；

阀座，所述阀座被构造用以密封所述阀门；

致动器，所述致动器被构造用以致动所述阀门；并且

其中，所述液体净化介质将所述阀体或阀盖加压至比工艺压力高的压力。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述液体净化介质是LCO。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述液体净化介质是MCO。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述液体净化介质是HCO。

5.一种用于减少管线中的气蚀的方法，包括：

用液体净化介质净化隔离阀，所述隔离阀控制所述管线，工艺流体流过所述管线。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述液体净化介质是所述工艺流体的组分。