CN118369531A - 用于包括含磨料流体在内的高压流体的压力释放阀 - Google Patents

Abstract

一种阀，包括：第一本体，第一本体具有入口和在本体的内部的位置处围绕入口的凸部；第二本体，第二本体具有出口和提动件孔，该提动件孔具有周向提动件孔表面；提动件，提动件位于提动件孔中并且具有密封面，该密封面面向第一本体的凸部；以及密封装置，密封装置包括周向支承表面、可压缩密封环和分体环，可压缩密封环具有未压缩自由状态和压缩状态、外周表面和面向周向支承表面的内周表面，分体环设置在可压缩密封环的外周表面上，可压缩密封环在分体环与内周表面之间处于压缩状态。

Description

用于包括含磨料流体在内的高压流体的压力释放阀

技术领域

本公开涉及阀领域，更具体地涉及在高压应用中使用的阀，其中，提动件选择性地坐置抵靠环绕高压流体流动通道的座部，并且提动件坐置抵靠座部防止了高压流体穿过高压流体流动通道流动至阀的排放口或出口通道。在过压状况下，提动件将从座部抬起，从而允许高压流体穿过高压流体流动通道流动至阀的排放口或出口通道，从而缓解高压流体流动通道处的过压状况。

背景技术

高压流体回路中需要压力释放阀，当在高压流体回路中出现过压状况时，压力释放阀允许高压流体回路中的流体通过压力释放阀进入低压环境，并且由此缓解高压流体回路中的过压状况。这样的阀的一个问题是其在高流体压力回路中的使用，在高流体压力回路中，流体在流体中还携带磨料，高流体压力回路例如为压裂流体回路，在压裂流体回路中，其中具有支撑剂的压裂流体被泵送至高压以使地下地层中的岩层破裂。

压裂流体的磨蚀特性限制了基于提动件的压力释放阀在压裂流体回路中的使用，特别地限制了在高压压裂流体回路中的使用，这是因为提动件的座部或面部密封面会被迅速磨蚀，以至于阀不再密封高压流体而使高压流体通过阀，或者以其他方式腐侵阀的内部结构，从而使阀不再适用于其预期目的。

发明内容

本文中提供了下述阀结构：其配置成提供提动阀，该提动阀用作用于高压流体回路的压力释放阀，高压流体回路包括用于含高磨蚀性磨料流体、例如压裂流体的高压流体回路。

在一个方面，提供了一种阀，该阀包括：第一阀本体，第一阀本体具有入口以及在本体的内部的位置处环绕该入口的凸部；第二阀本体，第二阀本体包括出口和提动件孔，该提动件孔具有周向提动件孔表面；提动件，其位于提动件孔中并且具有密封面，该密封面面向第一阀本体的凸部；以及密封装置，该密封装置具有周向支承表面、可压缩密封环和分体环，可压缩密封环具有未压缩自由状态和压缩状态、外周表面以及面向周向支承表面的内周表面，分体环设置在可压缩密封环的外周表面上，可压缩密封环在分体环与内周表面之间处于压缩状态。

在另一方面，提供了一种阀，该阀包括：第一本体，第一本体具有入口以及在本体的内部的位置处环绕该入口的凸部；第二本体，第二本体具有出口和提动件孔，该提动件孔具有周向提动件孔表面；提动件，该提动件位于提动件孔中并具有密封面，该密封面面向第一本体的凸部并包括单晶蓝宝石环或单晶红宝石环中的至少一者，该单晶蓝宝石环或单晶红宝石环具有面向入口的密封环环形表面；密封装置，该密封装置包括周向支承表面和可压缩密封环；以及偏置构件，偏置构件将提动件沿入口的方向偏置，其中，密封环环形表面能够选择性地接合抵靠可压缩密封环。

在另一方面，提供了一种阀，该阀包括：第一本体，第一本体具有入口以及在本体的内部的位置处环绕该入口的凸部；第二本体，第二本体具有出口和提动件孔，该提动件孔具有周向提动件孔表面；提动件，该提动件位于提动件孔中并且具有环形密封面，该密封面面向第一本体的凸部；密封装置，该密封装置包括周向支承表面和可压缩密封环；提动件导引件，该提动件导引件包括中央孔和延伸穿过该中央孔并围绕该中央孔在周向上彼此间隔开的多个流动通道；以及偏置构件，该偏置构件构造成将环形密封面沿可压缩密封环的方向偏置。

在另一方面，一种阀包括：第一本体，第一本体具有入口以及在本体的内部的位置处环绕该入口的凸部；第二本体，第二本体具有出口和提动件孔，该提动件孔具有周向提动件孔表面；位于提动件孔中的提动件，该提动件具有密封面和凹部，该密封面面向第一本体的凸部，凹部从提动件向内延伸并终止于其基部，该基部面向入口，密封面在基部和入口的中间的位置处围绕凹部延伸；密封装置，密封装置包括周向支承表面、可压缩密封环；以及偏置构件，该偏置构件将提动件沿入口的方向偏置，其中，密封环环形表面能够选择性地接合抵靠可压缩密封环。

在另一方面，形成阀的方法包括：提供第一本体，第一本体具有延伸穿过第一本体的第一流动通道以及环绕第一流动通道的至少一部分的周向凸部；将具有内周表面和外周表面的密封环定位在周向凸部上；将具有包括第一弧形内表面的第一部分和具有第二弧形内表面的第二部分的分体环定位在密封环的外周表面上，其中，分体环的第一部分的第一弧形内表面与密封环的外周表面的第一部分接触，并且分体环的第二部分的第二弧形内表面与密封环的外周表面的第二部分接触；以及形成偏置力并保持所述偏置力，该偏置力将与密封环的外周表面的第一部分接触的分体环的第一部分的第一弧形内表面沿与密封环的外周表面的第二部分接触的分体环的第二部分的方向偏置。

附图说明

图1是压力释放阀的立体图；

图2是压力释放阀的附加立体图；

图3是处于闭合位置的图1和图2的压力释放阀的截面图；

图4是处于闭合位置的图1和图2的阀的立体局部截面图；

图5是图3的阀的提动件的第一端视图；

图6是图3的阀的提动件的第二端视图；

图7是图3的阀的密封组件的侧视图；

图8是图7的密封组件的局部截面图；

图9是处于打开位置的图1和图2的阀的立体局部截面图；

图10是处于打开位置的图1和图2的阀的截面图；

图11是图1和图2的阀的局部截面图，其示出了在阀开始打开时在其提动件与密封组件之间形成的间隙；

图12是图1至图3的阀的另一种结构的截面图；

图13是图1至图3的阀的另一种附加结构的截面图；

图14是适形密封环的详细视图，该适形密封环选择性地密封抵靠提动件中的密封环。

具体实施方式

首先参照图1和图2，示出了压力释放阀10的外部立体图。在此，阀10包括入口本体12(第一本体)和出口本体16(第二本体)，入口本体12能够连接至流体回路以用于通过阀入口14释放流体回路中的过压，出口本体16与入口本体12互连并固定至入口本体12，并且出口本体16能够连接至与流体回路中的流体压力相比压力相对较低的压力释放容积。为了将阀10流体连接至流体回路，入口本体12包括入口20，并且出口本体16包括出口22，入口20和出口22中的每一者均提供了用于供流体通过其中以及阀10的内部的流动导管。

如图3中所示的，在此，阀10在封围在入口本体12和出口本体16内的内部容积24内包括密封组件26、提动件28、以及偏置构件38，提动件28包括：提动件本体30，在提动件本体30上接纳有密封件32；一体地构造在其中的流动叉架34和垫环36，偏置构件38构造成将提动件本体30和提动件本体30中的密封件32沿密封组件26的方向偏置。此外，如果需要，可以在内部容积24内设置有内套筒40，以在发生压力释放事件时保护出口本体16的内表面免受从其通过的流体的影响，其中，使用阀10来使高压流体从阀入口14通过阀传递至阀10的出口22处的低压区域。在此，套筒内周表面41限定了提动件孔39，提动件本体30可以在提动件孔39内往复运动。

入口本体12由材料比如钢、比如高强度合金钢制成。入口本体12包括外表面42、具有第一圆周并且大致以阀中心线46为中心在入口本体12的内部延伸的第一孔44、具有大于第一圆周的第二圆周的第二孔48、以及环形基部壁50。第二孔48包括从入口本体12的接纳端部54向内延伸的第二孔内壁52，第二孔内壁52在入口本体12的接纳端部54处由环绕第二孔48的开口的环形端部壁56定界。环形基部壁50大致垂直于第二孔壁52延伸并且从第二孔壁52的内侧末端延伸至通向第二孔48的第一孔44的开口。螺纹58在入口本体12的环形端部壁56处从孔内壁52的开口沿着孔内壁52延伸，并且至少部分地沿着孔内壁52在环形基部壁50的方向上的扩展部延伸。

出口本体16包括外壁60、从出口本体16的环形出口端部壁向内通向出口本体16的出口孔62、从出口孔62在出口本体16的内部延伸的渐缩孔66、从渐缩孔66在出口本体16的内部延伸的弹簧孔68、以及从弹簧孔68延伸并终止于第二本体环形端部壁72的主孔70。弹簧孔68的周长大于出口孔62的周长，并且主孔70的周长大于弹簧孔68的周长。弹簧孔68的周长也大于渐缩孔66的任何周长，并且渐缩孔66从出口孔62的远离出口端部壁的端部延伸至弹簧孔68。环形弹簧凸部74大致垂直于阀中心线46地从渐缩孔66的内侧末端延伸到出口本体16中、到达弹簧孔68。此外，环形保持器凸部76从弹簧孔68的开口延伸到主孔70中、到达主孔70的内周表面78。外壁60包括环绕出口孔62并终止于凸起的周向凸缘64的阀芯80，阀芯80从凸起的周向凸缘64延伸至环形外壁82。环形外壁82从阀芯80径向向外延伸并终止于外部短壁84，外部短壁84从环形外壁82延伸并终止于环形限制壁86。环形限制壁86从外部短壁84径向向内延伸至环绕主孔70的内周表面78的立柱壁88，并终止于环形端部壁72。立柱壁88至少从其邻近环形限制壁86的位置到其位于环形限制壁86与环形端部壁72中间的位置都带有螺纹。因此，立柱壁88可以被旋拧到入口本体的第二孔内壁52的螺纹中，以将出口本体16固定至入口本体12。在立柱壁88上于环形端部壁86与立柱壁88的带螺纹部分92的起点之间定位有底切凹槽90。

主孔70的内周表面78、入口本体12的环形基部壁、环形保持器凸部76、环形弹簧凸部74和弹簧孔周向壁94界定了阀10的内部容积24，密封组件26、提动件28和偏置构件38都保持在该内部容积中。偏置构件38在此被构造为弹簧圈100，其具有与环形弹簧凸部74接触的第一端部96以及与提动件28的垫环36接触的第二端部98。弹簧圈100将垫环36沿入口20的方向偏置，其中，弹簧圈100的第二端部98与提动件28的垫环36接触，以将在提动件28的提动件本体30中承载的密封件32偏置成与密封组件26接触。在提动件28的这个位置，流体在入口20处被阻止通过阀10到达出口22。

在此，提动件28构造为整体式构件，其包括固定有密封件32的提动件本体30、垫环36以及在提动件本体30与垫环36之间延伸的多个支柱110，支柱110围绕提动件28周向间隔开，以在支柱110与提动件28之间具有流动间隙。如图3、图4和图5中所示的，垫环36为大致盘形构件，其具有从其面向出口的侧部106延伸至面向入口的侧部108的多个大致圆形的贯通通道104。垫环36的面向出口的侧部106的径向外部区域提供了供偏置构件38的第二端部98抵靠接合的弹簧接合表面114。贯通通道104中的每个贯通通道均由从垫环36的从其面向出口的侧部106向内延伸的第一周向部分119以及环形渐缩式流动壁112定界。贯通通道104中的每个贯通通道均沿螺栓圆118与周向相邻的两个贯通通道104等距地间隔开，并且支柱110在提动件本体30与垫环36的面向入口的侧部108之间于周向彼此等距的位置处沿螺栓圆118延伸，并且因此在各个贯通通道104之间延伸。支柱110将提动件28的垫环36部分连接至提动件28的提动件本体30，并且提供多个提动件旁路流动通道120的侧壁。

在此，提动件本体30包括面向环形入口的提动件面122，从提动件面122向本体中延伸有第一沉孔124，第一沉孔124限定有密封凹部，该密封凹部包括位于第一沉孔124的内侧末端处的环形密封支承壁126以及形成第一沉孔124的周向侧壁的周向密封支承壁128。从环形密封支承壁126的外周区域向内延伸有周向底切释放凹部130，并且周向底切释放凹部130径向向外地终止于周向密封支承壁128的基部。第二沉孔132具有比第一沉孔124小的周长，并且大致居中于第一沉孔124中并且相对于入口本体12的第一孔44居中，第二沉孔132从第一沉孔124向提动件本体30的内部延伸。第二沉孔由沉孔基部壁136定界，从沉孔基部壁136沿入口20的方向延伸有周向弯曲壁138，从周向弯曲壁138延伸有第二沉孔周向壁134，第二沉孔周向壁134从周向弯曲壁138延伸至环形密封支承壁126的径向内端部。提动件本体30的外表面包括：提动件本体主壁140，其沿远离面向环形入口的提动件面122的方向延伸；斜切筒形壁142，其从提动件本体主壁140的远离面向环形入口的提动件面122的端部延伸；面向环形出口的壁144，其从斜切筒形壁142的远离提动件本体主壁140的端部径向向内延伸；以及从面向环形出口的壁144延伸并终止于大致圆形端部壁146的周向毂壁。

支柱110是提动件28的整体部分，并且将提动件本体30与垫环36相互连接，使得提动件本体30与主孔70的内周表面78隔开，以形成多个提动件旁路通道120的一部分。在此，每个支柱110均具有大致平面的外观，其具有相反且平行的第一侧壁148和第二侧壁150(图4和图6)，其中，支柱110的每个第二侧壁150均沿着提动件本体主壁140的圆周面向最靠近的另一支柱110的第一侧壁。第一侧壁和第二侧壁中的每一者的径向内端终止于其与提动件本体主壁140和斜切筒形壁142的相交部。支柱110中的每个支柱的面向出口的端部152通常从斜切筒形壁142与面向环形出口的壁144的相交部附近延伸。每个支柱110的一部分沿着提动件本体主壁140的一部分延伸，并且从该部分径向向外延伸，该部分终止于面向入口的端部壁154。在外支柱壁156与垫环36的面向入口的侧部108之间延伸有短肩部壁158。内周表面78以及外支柱壁156的弧部中的每个弧部以阀中心线46为中心沿周向方向延伸。支承环36的外周表面190沿着大致以阀中心线46为中心的直径延伸。支柱110使提动件本体30相对于穿过环形基部壁50的第一孔44的开口居中，从而使其中承载的密封件32居中。

在图3中所示出的阀10的方面中，可选的内套筒40设置在外支柱壁156与出口本体16的内周表面78之间。该内套筒40包括内周套筒壁164、面向出口本体16的内周表面78的外周套筒壁166、面向并接触环形保持器凸部76的第一套筒端部壁168以及面向并接触密封组件26的第二套筒端部壁170。外周套筒壁166以阀中心线46为中心，并且外周套筒壁166的直径定尺寸成比内周表面78的直径小千分之3英寸至千分之5英寸。内周套筒壁164同样以阀中心线46为中心，并且定尺寸成比支承环的外周表面190和连接支柱110的弯曲外表面的圆的直径小千分之3英寸至千分之5英寸。因此，在使用时，套筒162可以插入到出口本体16的主孔70中，并且提动件本体30可以在套筒162内并相对于套筒162移动，同时支柱110支承与套筒162径向间隔开的提动件本体。替代性地，可以不使用内套筒40，并且支承环的外周表面190和连接支柱110的弯曲外表面的圆的直径定尺寸成比内周表面78的直径小千分之3英寸至千分之5英寸。

密封件32在此由单晶材料、优选地刚玉材料比如被称为蓝宝石或红宝石的生长单晶刚玉构造。密封件32在此包括面向周向密封支承壁128的外筒形密封表面172、内周密封表面174、面向环形密封支承壁126的第一密封环形侧壁176以及面向密封组件26的第二密封环形侧壁178。在此，密封件32压配合到由环形密封支承壁126、周向密封支承壁128限定的密封凹部中。因此，在自由状态下，在压配合到由环形密封支承壁126、周向密封支承壁128限定的密封凹部中之前，外周密封表面172具有比周向密封支承壁128的直径更大的直径，并且将密封件32按压到密封凹部中导致将密封件32固定在密封凹部中的干涉配合。替代性地，提动件本体30可以被加热以将周向密封支承壁128的直径增加至大于外周密封表面172的外径，并且密封件32被安置到密封凹部中，并且提动件本体30被冷却以进行收缩，并且由此将密封组件26固定在提动件本体30中。密封件32可以在截面上构造为矩形，其中，矩形的每个面以直角或者其他方式接合。例如，如图3所示，密封件32可以是具有截头锥形的第二环形侧壁178以用于抵靠适形密封环184接合的环。在此，外周密封表面172相比于内周密封表面174从密封件的第一环形侧壁176延伸得更远。

密封组件26在此包括导引毂180，该导引毂180包括导引毂凸台182和分体环186的两个半部，在导引毂凸台182上先导有适形密封环184，分体环186的两个半部设置在密封环外周表面188与内套筒40的内周套筒壁164之间。分体环186构造成使适形密封环184径向向内偏置。在不使用内套筒40的情况下，分体环组件设置在密封环外周表面188与主孔70的内周表面78之间。

导引毂180是大致环形盘状构件，其具有由内阀芯孔表面192定界的内周毂孔，内周毂孔从导引毂180的入口侧环形壁194延伸至出口侧环形壁196。毂凸缘198从导引毂凸台182的基部径向向外延伸，并且从导引毂凸台182的基部径向向外延伸至导引毂外周表面200。在此，毂孔190的直径基本上等于或大于入口20的第一孔44的直径，使得入口侧环形壁194不会从入口20的第一孔44径向向内延伸。导引毂外周表面200包括从其向内延伸的周向密封环凹槽202，在该周向密封环凹槽202内设置有密封件、比如O形环或具有一个或多个垫环的O形环。在毂凸缘198的面向出口的一侧上设置有阶梯式表面206，该阶梯式表面206包括从导引毂凸台182的基部径向向外延伸的内部第一部分208、从导引毂外周表面200径向向内延伸的凹入外部第二部分210、以及在第一部分208的导引凸台端部214的径向外侧与第二部分210的外周表面端部216的径向内侧之间延伸的周向底切表面212。

如图7所示，分体环186在此由两个半环218a、218b构成，其中，每个半环具有相同的横截面外形，并且半环218a、218b通过将其外形加工成连续的环形环并将连续环切割成两个半部或者切割成两个周向长度相等或几乎相等的半环218a、218b来提供。每个半环218a、218b基本上相同。如图8所示，分体环186、在此为半环218a的外轮廓或外形包括外半周表面220、内部定轮廓的周向壁222、在外半周表面220与内部定轮廓的周向壁222之间延伸的底切第一环形侧面224、以及在外半周表面220与内部定轮廓的周向壁222之间延伸的相反的第二环形侧面226。第一环形侧面224包括从外半周表面220径向向内延伸的定位在径向外侧的凸起表面228、从内部定轮廓的周向壁222径向向外延伸的定位在径向内侧的凹入表面230、以及在凹入表面230的径向外侧末端与凸起表面228的径向内侧末端236之间延伸的倾斜表面232。凹入表面230的外侧末端与凸起表面228的内端部236相比从分体环中心线234延伸得更远，并且因此凸起表面228的一部分在凹入表面230的一部分上延伸。因此，倾斜表面238提供与周向底切表面212接触的部分截头锥形凸部，周向底切表面212提供与倾斜表面238接触的配合截头锥形表面。当半环218a、218b被按压成使它们的位于分体环中的每个分体环的相反端部处的面对端部壁240a、b在一起时，倾斜表面238沿着底切表面212滑动以使得半环218a、218b的凸起表面228朝向导引毂的周向底切表面212移动，并且使每个半环218a、218b的凹入表面230朝向阶梯式表面206的第一部分208移动，并且使得每个半环218a、218b的凸起表面218朝向导引毂180的阶梯式表面206的外部第二部分210移动。每个半环218a、218b的凸起表面218中的一个凸起表面与导引毂180的阶梯式表面的外部第二部分210的接触或每个半环218a、218b的凹入表面230与导引毂的内部第一内部部分的接触或者这两种接触限制了内部定轮廓的周向壁222朝向阀中心线46的径向向内行进。在此，导引毂凸台182具有绕其外周的密封支承壁，在密封支承壁上先导有适形密封环184。适形密封环184在导引毂凸台182上的运动受到抵靠阶梯式表面206的第一部分208的密封件与内部定轮廓的周向壁222的接触的限制。因此，半环218a、218b的径向向内移动使半环218a、218b的内部定轮廓的周向壁222与密封环外周表面232接触。在此，每个半环218a、218b的内部定轮廓的周向壁222包括大致平行于分体环中心线234的第一半环内壁表面242、大致平行于分体环中心线234延伸的第二半环内壁表面244、以及相对于分体环中心线234以倾斜角度延伸并连接第一分体环内壁表面242和第二分体环内壁表面244的相邻端部的渐缩壁246。在此，第一分体环内壁表面242沿以分体环中心线234为中心的弧延伸，该弧比以分体环中心线234为中心的供第二内分体环表面238沿着其延伸的弧的长度短。因此，第一半环内壁表面242将在第二半环内壁表面244可以接触密封环184之前接触密封件，以允许当半环218a、218b在导引毂180上连接时，密封环184的一部分在其中形成保持凸出部248，如图3所示。该保持凸出部248由半环218a、218b的渐缩壁246部分定界，该渐缩壁246防止适形密封环184从导引毂180的阶梯式部分的内部第一部分208抬起。

半环218a、218b的第二环形侧面226在此包括整体流动导引表面250和形成在整体导引表面250上的套筒凹部252。因此，第二环形侧面226构造成具有大致垂直于分体环196的中心线235并从第二环形侧面226的与第一半环内壁表面242的相交部径向向外延伸的第一流动表面254。第一流动表面254从其与第一半环内壁表面242的相交部延伸至截头锥形的第二流动表面256，截头锥形的第二流动表面256从第一流动表面254径向向外延伸至向内突出的导引凸部258，导引凸部258从第二流动表面256的径向向外的端部延伸至半环218a、218b的内侧。导引凸部258是大致平行于分体环中心线234延伸的表面并且终止于大致垂直于分体环中心线234从导引凸部258径向向外延伸的套筒限制壁260，该套筒限制壁260在半环218a、218b的外半周表面220处终止。导引凸部258构造成针对其一部分从第二套筒端部壁170向内延伸到内套筒的内周套筒壁176的外表面上。

参照图3、图9和图10，阀10在图3中被示出为处于闭合位置，在闭合位置中，提动件本体30将其密封件32抵靠密封环184偏置，并且因此防止流体从阀10的入口20流动至出口22，并且阀10在图9和图10中被示出为处于完全打开位置，在完全打开位置中，提动件28最大可能程度地远离密封组件26完全缩回。在阀10的闭合位置中，偏置构件38提供偏置力，以将提动件本体30朝向入口20偏置，并且因此将密封件32抵靠密封环184偏置。在此，如果第一孔44(入口20)中的压力具有足够高的大小，则支承抵靠沉孔基部壁136和周向弯曲壁138的该压力足以产生抵抗偏置构件38的力的偏置力，该偏置力大于偏置构件38的反偏置力，从而导致提动件本体30以及因此提动件28沿出口22的方向移动，从而将密封件32拉离密封环184，并允许流体从入口20流动至出口22。

当提动件28开始移动远离密封组件26，使得提动件28定位在内部容积24内，以将密封件32在提动件本体30中定位成与密封环184间隔开时，在密封件32的环形侧壁178与适形密封环184的面对环形坐置表面264之间形成周向间隙262。最初，入口20处的较高压力流体——其压力与出口孔62中存在的流体的压力相比更高——现在能够从入口20向内流动，然后沿径向向外方向流动通过周向间隙262，在周向间隙262中，较高压力流体继续流动通过提动件旁路通道120和贯通通道104，并且流动到主孔70、弹簧孔68和渐缩孔66中，并且由此通过出口孔62流动至出口22。随着从入口20至出口的流体流启动，密封件32与密封环184之间以及面向入口的提动件面122与整体流动导引表面250之间的间隙262的尺寸变小，并且因此周向间隙262在阀中心线46的方向上变小，如图11所示。在此，在间隙262较小的情况下，半环218a、218b的第二流动表面256用于将来自垂直于阀中心线46的径向方向的流重新定向至部分沿纵向轴线的方向的流，如图11中箭头F所示出的，箭头F表示间隙262刚刚形成时的流动路径。流动通过间隙262的流体大致平行于密封件32和密封环184的面向间隙的表面以及面向入口的提动件面122与整体导引流动表面250之间的面向间隙的表面流动。当流体进一步径向向外通过时，流体倾斜地撞击在第二流动表面256上，这将流体重新引导成相对于内套筒40的内表面或出口本体16的内周表面78以非垂直角度定向。由于流对内套筒40的内表面的冲击角度或在不存在内套筒40的情况下对出口本体16的内周表面78的冲击角度小于90度，因此流体和流体中的磨料对这些表面的冲击能量减小，从而导致对这些表面的侵蚀减少。

提动件本体30与密封组件26之间的间隙262的宽度取决于入口20与出口22之间的压力差，其中，入口中的压力越高于出口处的压力，提动件28便将沿出口22的方向移动得越远，该距离限制于它的其中偏置构件38不能被进一步压缩的最大冲程或移动距离。在阀处于图9至图11所示的打开状态时，流体从入口20至出口22的流动将导致入口20处的流体压力降低，并且当入口20处的压力降低时，入口处的流体压力推动抵靠沉孔基部壁136和周向弯曲壁138的偏置力将变得不足以压缩偏置构件38的弹簧，从而导致偏置构件38沿入口20的方向推动提动件28，由此将密封件32的环形侧壁178抵靠适形密封环184的面对环形坐置表面264按压，以将入口20与出口22密封。

图12是阀10的截面图，其示出了阀10的附加方面或替代性方面。在此，形成第一沉孔124的周向侧壁的周向密封支承壁128包括周向延伸到其中的密封周向侧壁密封凹槽278。密封周向侧壁密封环280接纳在密封周向侧壁密封凹槽278中，以在密封元件32的外周表面282与周向密封支承壁128之间形成密封。接纳在密封周向侧壁密封凹槽278中的密封周向侧壁密封环280可以定尺寸成使密封件32的外周表面282与周向密封支承壁128稍微间隔开，以允许密封件32在其中浮动，从而允许密封件32在其抵靠形密封环184接合时相对于周向密封支承壁128倾斜或翘起。附加地，密封周向侧壁密封环280可以构造成被挤压在密封外周表面282与密封周向侧壁密封凹槽278的基部或基部和侧壁之间，以充分地将密封件32保持在由第一沉孔124的内侧末端处的环形密封支承壁126和形成沉孔124的周向侧壁的周向密封支承壁128构成的密封凹部中。

附加地，内套筒40的外周表面包括在其中围绕内套筒40的外周表面周向地延伸的周向套筒密封凹槽272，并且密封环274、比如O形环接纳在周向套筒密封凹槽272中，以在内套筒40的外周表面与出口本体16的主孔70的内周表面78之间形成密封。

图13是阀10的另一截面图，其示出了阀10的附加方面或替代性方面。此处，与图3的出口本体相比，出口本体16被改型成使得主孔70在出口本体18内从渐缩孔66的内侧末端延伸并且从其延伸到出口本体16的内部，弹簧孔68从渐缩孔66延伸到出口本体16的内部并且终止于第二本体环形端部壁72处。此处，提动件孔39的内周表面41在中心线46的方向上没有一直延伸穿过内套筒40，因为出口本体18的弹簧孔68在此处位于内套筒40内。因此，内套筒40的内部容积在此处由从渐缩孔的方向向内延伸的套筒出口孔284、从内套筒40的面向阀10的入口20的端部延伸到套筒内部的提动件孔39、以及置于套筒出口孔284与提动件孔39之间的套筒弹簧孔288限定，该渐缩孔由围绕其延伸的套筒出口孔周向表面286限定。套筒弹簧孔具有在较小直径或圆周的套筒出口孔284与较大直径或圆周的提动件孔39之间的中间圆周直径。套筒弹簧孔由套筒弹簧周向壁294限定，套筒弹簧周向壁294从第一环形套筒凸部290的内圆周延伸到第二环形套筒凸部292的外圆周，第一环形套筒凸部290从提动件孔39的内侧末端径向向内延伸，第二环形套筒凸部292从套筒出口孔284的内侧末端径向向外延伸。第二环形套筒凸部292提供支承凸部，偏置构件38的与提动件本体30相反的端部抵靠该支承凸部。

此外，此处形成沉孔124的周向侧壁的周向密封支承壁128包括延伸至其中的密封件周向侧壁密封凹槽278、密封元件32的表面282以及周向密封支承壁128。接纳在密封件周向侧壁密封凹槽278中的密封件周向侧壁密封环280比如O形环用以在外周之间形成密封。密封件周向侧壁密封环280被接纳在密封件周向侧壁密封凹槽278中并且可以定尺寸成将密封件32的外周表面282与周向密封支承壁128稍微间隔开，以允许密封件32在其中浮动，从而允许密封件32在其接合抵靠适形密封环184时相对于周向密封支承壁128倾斜或翘起。另外，密封件周向侧壁密封环280可以构造成挤压在密封件外周表面282与密封件周向侧壁密封凹槽278的基部或基部和侧壁之间，使得足以将密封件32保持在由第一沉孔124的内侧末端处的环形密封支承壁126和形成沉孔124的周向侧壁的周向密封支承壁128构成的密封凹部中。

另外，内套筒40的外周表面包括在其中环绕内套筒40的外周表面周向地延伸的周向套筒密封凹槽272，并且密封环274比如O形环被接纳在周向套筒密封凹槽272中，以在内套筒40的外周表面与出口本体16的主孔70的内周表面78之间形成密封。

图14描绘了适形密封环184的另一方面，其中，适形密封环184的适形环形密封表面192包括一个或更多个周向突出部或脊部191，周向突出部或脊部191沿密封件32的方向向外延伸，以抵靠密封件32的面对表面进行密封。此处，密封件32的第二环形侧壁178的面对表面不具有图3中的截头锥形外观，但是其在此处也可以构造成是截头锥形的。另外，适形密封环184的适形环形密封表面192被示出为是截头锥形的，尽管其可以构造成使得脊部191从其延伸的基部195可以与其外周面成直角。

此处，提动件本体30构造成在第二沉孔132中形成停滞区域270，在停滞区域270处，从入口20流过周向间隙262的流体填充第二沉孔132，但是沿着第二沉孔132的表面静止或相对缓慢地移动。与具有面向入口20的平坦表面的提动件相比，这减少了对提动件28面向入口20的表面的侵蚀。另外，流体速度在沿着并大致平行于第二密封环形侧壁178的情况下将是最大的，在这种情况下刚玉材料表现出较高的抗侵蚀性。因此，与传统的提动件相比，阀10提供了使得其部件磨损较低的许多特征，包括刚玉密封件32在提动件28上的使用以及密封组件26的流动引导特征。另外，使用与适形密封环184——该适形密封环184由例如PEEK、Delran、工程塑料或聚合物或弹性体构成——接触的刚玉密封件允许密封件32和密封环184的面对表面利用其间的颗粒进行密封，因为密封环184将适形并压缩在颗粒材料上，并且仍然接触密封件的面对表面。使用提动件28——该提动件28具有支柱110以使提动件28在阀内部容积24中居中——减少了提动件与出口本体16的内表面之间的摩擦，或者在使用内套筒40的情况下减少了提动件与内套筒40的内表面之间的摩擦，并且支柱110的面对表面和出口本体16或内套筒40的内表面的相对面积减小了提动件28由于支柱与出口本体16或内套筒40的面对表面之间存在的颗粒而堵塞在阀中的可能性。另外，提动件28面向入口20以使流停滞在那里的构造减少了提动件28前部面的侵蚀。本公开的这些和其他特征可以在所附权利要求中找到。

Claims (31)

1.一种阀，包括：

第一本体，所述第一本体具有入口和在所述本体的内部的位置处环绕所述入口的凸部；

第二本体，所述第二本体具有出口和提动件孔，所述提动件孔具有周向提动件孔表面；

提动件，所述提动件位于所述提动件孔中并且具有密封面，所述密封面面向所述第一本体的所述凸部；以及

密封装置，所述密封装置包括：

周向支承表面；

可压缩密封环，所述可压缩密封环具有未压缩自由状态和压缩状态、外周表面和面向所述周向支承表面的内周表面；以及

分体环，所述分体环设置在所述可压缩密封环的所述外周表面上，所述可压缩密封环在所述分体环与所述内周表面之间处于压缩状态。

2.根据权利要求1所述的阀，其中，在所述周向支承表面与所述周向提动件孔表面之间延伸有具有环形长度的环形间隙；

所述密封环在所述自由状态下具有第一环形厚度；并且

所述分体环具有第二环形厚度；并且

所述第一厚度和所述第二厚度之和大于厚度A。

3.根据权利要求1所述的阀，其中，所述分体环还包括具有第一内周壁和第二内周壁的内环形面，所述第二内周壁具有截头锥形轮廓。

4.根据权利要求3所述的阀，其中，所述第二环形壁面向所述第一本体的所述入口。

5.根据权利要求1所述的阀，还包括密封支承板，其中，所述周向支承表面是所述密封支承板的一部分的突出部分；并且，

所述密封支承板还包括从所述周向支承表面径向向外延伸的第一环形坐置表面、从所述第一环形表面径向向外延伸的第二环形表面、以及在所述第一表面的外周与所述第二环形表面的内周之间延伸的底切部分。

6.根据权利要求5所述的阀，其中，所述第二环形表面的所述内周的直径比所述第一环形表面的所述外周的直径小。

7.根据权利要求1所述的阀，其中，所述周向支承表面包括基部以及从所述基部向外突出并从所述可压缩密封环向内突出的突出部。

8.一种阀，包括：

第一本体，所述第一本体具有入口和在所述本体的内部的位置处环绕所述入口的凸部；

第二本体，所述第二本体具有出口和提动件孔，所述提动件孔具有周向提动件孔表面；

提动件，所述提动件位于所述提动件孔中并且具有密封面，所述密封面面向所述第一本体的所述凸部并且包括单晶蓝宝石环或单晶红宝石环中的至少一者，所述单晶蓝宝石环或单晶红宝石环具有面向所述入口的密封环环形表面；

密封装置，所述密封装置包括周向支承表面和可压缩密封环；以及

偏置构件，所述偏置构件将所述提动件沿所述入口的方向偏置，其中，所述密封环环形表面能够选择性地接合抵靠所述可压缩密封环。

9.根据权利要求8所述的阀，还包括设置在所述提动件孔中的提动件导引件，所述提动件导引件包括延伸到所述提动件导引件中并与所述出口流体连通的至少一个流动通道。

10.根据权利要求9所述的阀，其中，所述提动件导引件还包括中央导引孔，并且所述提动件包括从所述导引孔向内延伸的导引凸台。

11.根据权利要求8所述的阀，还包括在所述提动件导引件与所述周向提动件孔表面之间延伸的环形套筒。

12.根据权利要求8所述的阀，其中，还包括弹簧座，所述弹簧座在从所述导引孔向内延伸的所述导引凸台的位置的径向外侧上设置在所述提动件导引件上。

13.根据权利要求11所述的阀，其中，所述第二本体还包括：

出口孔，所述出口孔从所述出口延伸到所述第二本体中；

内环形凸部，所述内环形凸部环绕所述出口孔；

第二环形凸部，所述第二环形凸部环绕所述第一环形凸部并终止于所述周向提动件孔表面；

其中，所述环形套筒的第一环形端面接触所述第二环形凸部。

14.根据权利要求13所述的阀，还包括偏置环，所述偏置环围绕所述可压缩密封件，并且所述环形套筒的第二端部接触所述偏置环。

15.根据权利要求14所述的阀，其中，所述偏置环包括外周凹口，并且所述环形套筒的所述第二端部从所述环形凹口向内延伸。

16.根据权利要求13所述的阀，其中，所述提动件导引件还包括背向所述入口的环形偏置凸部，并且所述偏置构件在所述第一环形凸部与所述偏置凸部之间延伸。

17.一种阀，包括：

第一本体，所述第一本体具有入口和在所述本体的内部的位置处环绕所述入口的凸部；

第二本体，所述第二本体具有出口和提动件孔，所述提动件孔具有周向提动件孔表面；

提动件，所述提动件位于所述提动件孔中并且具有环形密封面，所述密封面面向所述第一本体的所述凸部；以及

密封装置，所述密封装置包括周向支承表面和可压缩密封环；

提动件导引件，所述提动件导引件包括中央孔和延伸穿过所述中央孔并且围绕所述中央孔在周向上彼此间隔开的多个流动通道；以及

偏置构件，所述偏置构件构造成将所述环形密封面沿所述可压缩密封环的方向偏置。

18.根据权利要求17所述的阀，其中，所述提动件还包括从所述提动件沿远离所述环形密封面的方向延伸的凸台；并且

所述凸台从所述提动件导引件的所述中央孔向内延伸。

19.根据权利要求17所述的阀，其中，所述多个通道中的至少一个通道部分地由所述提动件导引件的表面定界并且部分地由所述提动件的表面定界。

20.根据权利要求18所述的阀，还包括与所述偏置构件的一部分接触的环形偏置环。

21.根据权利要求20所述的阀，其中，所述多个通道中的至少一个通道部分地由所述提动件导引件的表面、部分地由所述环形偏置环的表面、并且部分地由所述提动件的表面定界。

22.根据权利要求17所述的阀，其中，所述提动件导引件包括面向周向提动件孔表面的外筒形导引表面；并且

沿着所述周向提动件孔表面的至少一部分延伸有环形套筒，并且所述环形套筒在所述外筒形导引表面与所述周向提动件孔表面之间延伸。

23.一种形成阀的方法，包括：

提供第一本体，所述第一本体具有延伸穿过所述第一本体的第一流动通道以及环绕所述第一流动通道的至少一部分的周向凸部；

将具有内周表面和外周表面的密封环定位在所述周向凸部上；以及

将具有包括第一弓形内表面的第一部分和包括第二弓形内表面的第二部分的分体环定位在所述密封环的所述外周表面上，其中，所述分体环的所述第一部分的所述第一弓形内表面接触所述密封环的所述外周表面的第一部分，并且所述分体环的所述第二部分的所述第二弓形内表面接触所述密封环的所述外周表面的第二部分；以及

形成偏置力并保持所述偏置力，所述偏置力将与所述密封环的所述外周表面的所述第一部分接触的所述分体环的所述第一部分的所述第一弓形内表面沿与所述密封环的所述外周表面的第二部分接触的所述分体环的所述第二部分的方向偏置。

24.根据权利要求23所述的方法，还包括：

为所述分体环的所述第一部分提供第一外表面，并且为所述分体环的所述第二部分提供第二外表面，

将所述密封环的所述内周表面定位在所述周向凸部上；以及

在所述第一本体中提供所述第一流动通道的第一内周表面；以及

将所述分体环定位在所述流动通道中，其中，所述分体环的所述第一部分的所述第一外表面接触所述内周壁的第一部分，并且所述分体环的所述第二部分的所述第二外表面接触所述第一流动通道的所述内周壁的第二部分。

25.根据权利要求24所述的方法，还包括在所述流动通道的所述内周部分上提供衬里，所述衬里与所述分体环的所述第一部分的侧表面和所述第二部分的侧表面接触。

26.根据权利要求14所述的方法，还包括：

将密封支承板定位在所述第一流动通道的内部，其中，环绕所述第一流动通道的至少一部分的所述周向凸部设置在所述密封支承板上。

27.根据权利要求23所述的方法，还包括：

在所述密封环上提供环形延伸密封表面；

在所述第一流动通道内提供提动件，所述提动件在所述提动件上具有单晶密封面，所述单晶密封面面向所述密封环的所述环形延伸密封面，并且能够选择性地接合抵靠所述密封环的所述环形延伸密封面。

28.根据权利要求27所述的方法，还包括：

提供导引套筒；

将所述提动件的至少一部分定位在所述导引套筒内；以及

提供作为所述导引套筒的构成部分的至少一个导引套筒流动通道。

29.根据权利要求27所述的方法，还包括在所述导引套筒上提供偏置环。

30.一种阀，包括：

第一本体，所述第一本体具有入口和在所述本体的内部的位置处环绕所述入口的凸部；

第二本体，所述第二本体具有出口和提动件孔，所述提动件孔具有周向提动件孔表面；

提动件，所述提动件位于所述提动件孔中，所述提动件包括：

密封面，所述密封面面向所述第一本体的所述凸部；以及

凹部，所述凹部从所述提动件向内延伸并且终止于所述提动件的基部，所述基部面向所述入口，所述密封面在所述基部和所述入口的中间的位置处围绕所述凹部延伸；

密封装置，所述密封装置包括周向支承表面和可压缩密封环；

偏置构件，所述偏置构件将所述提动件沿所述入口的方向偏置，其中，所述密封环环形表面能够选择性地接合抵靠所述可压缩密封环。

31.根据权利要求30所述的阀，其中，当暴露于来自所述入口的流体流时，所述凹部在所述密封面的下游形成停滞点。