本发明专利技术公开一种具有双向截止能力的球型控制阀（２０）。该球阀包括入口（３１）和出口（３２），球元件（８０）和密封组件（５０）。当关闭阀门时，偏心安装在轴（９０，９１）上的球绕密封组件旋转。当关闭时，包括密封壳（５２），主密封件（６４）以及弹性元件（７０）的密封组件在主密封件处接触球元件，同时弹性元件朝向球元件偏置主密封件。密封组件还包括主密封件和密封壳之间的辅助流道（７２），其由两个单向密封环（６０ａ，６０ｂ）所限制。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流体阀，且特别地涉及球型流体阀。
技术介绍
球阀用于多种处理控制系统应用中，以控制处理流体的某些参数(该流体可能是某种液体、气体、浆体等)。虽然该处理控制系统可使用控制阀来最终控制流体的压力、高度、pH值或其它预期的参数，但控制阀基本上控制流体流动的速率。典型地，球阀可以包括由球元件分开的流体入口和流体出口，该球元件通过绕固定的轴旋转并且邻靠密封组件来控制穿过其中的流体流动的量。在操作过程中，处理控制系统，或控制控制阀的操作人员手动地，旋转抵靠着密封组件表面的球元件，因此敞开流动通道，从而提供流过入口和出口以及从而球阀的预期流体流。包括球元件和组件的各球阀部件典型地是由金属所构成的；这在用于高压和/或高温场合中时尤其如此。在该阀门的操作过程中，由于阀门重复和不断的循环操作许多部件经受着磨损，具体而言是球元件和密封组件，由于在阀门的关闭和开启过程中的连续磨擦接触。因磨损所导致的问题包括但并不限于，阀门部件寿命的减少、在球元件和密封组件之间的增加了的磨擦力以及球元件和密封组件之间的不希望的泄漏。类似地，当磨擦力随着部件所经历的磨损量而相对增加时，阀门内的动力性能和控制特性会恶化，从而导致阀门效率和精度的降低。在过去，已经尝试着在密封组件中结合一受偏压的主密封件来克服上述问题。但是，这导致了对该阀门应用的限制，包括将阀门限制于受限制的双向密封能力。而且，由于受偏压的主密封件抵靠于球元件所产生的额外的力和压力，会在球元件和密封组件特别是主密封件之间产生额外磨损。还已经作出了其他尝试，通过将球元件安装在凸轮上，使得球元件在开启和关闭阀门的初始阶段不是通过旋转而是通过沿垂直于球元件表面的方向从主密封件移开而脱离与主密封件的接合，来克服上述问题。但是，这会导致进一步复杂化，诸如在球元件和主密封件之间夹杂碎片。例如，当流经该阀门的介质包含诸如浆料或颗粒的纤维物料时，在阀门的关闭过程中，该纤维物料会夹杂在球元件和主密封件之间，实际上造成经由阀门的泄漏通道。因此，一直存在着对改进流动具有球元件和密封组件的球阀门的需求，其能够双向密封流体、能够减少主密封件和球元件之间的磨损、保持有效的动力性能和控制特性以及防止纤维物料或颗粒夹杂在球元件和主密封件之间。
技术实现思路
根据所公开的一个方面，提供了一种球阀，具有流体入口和流体出口。该阀门的开启和闭合通过围绕一轴线偏心地旋转球元件以抵靠密封元件来实现。该密封元件包括受偏压的主密封件和一组设置在主密封件和密封壳之间的双向密封环，使得该阀可双向使用。根据所公开的另一方面，提供了一种具有入口和出口的球阀的操作方法。该方法包括，在入口和出口之间将球元件偏心安装到轴上，并且从开启位置向闭合位置旋转该球元件。附图说明图1是根据公开教导构造的球阀的俯视图；图2是沿图1中线2-2截取的图1球阀的剖面图；图3是沿图1中线3-3截取的图1球阀的剖面图，并以虚线示出了当该阀门处于开启位置时球元件的位置；图4是图3一部分的放大、局部剖面视图，示出处于关闭位置的球阀，包括主密封件，一组两个密封环，弹簧元件以及密封壳；图4A是图4的详细剖面视图，示出一密封环；图5是类似于图4的视图，但示出球阀开启，包括主密封件、两个密封环、弹簧元件以及密封壳；图6是局部剖面视图，示出处于关闭位置的球阀，包括主密封件，单个密封环，弹簧元件以及密封壳；图7是密封壳的俯视图； 图8是沿图7中线8-8截取的图6密封壳的剖面视图；图9是主密封件的剖面视图；图10是图9的主密封件的放大、局部剖面视图；图11是波状弹簧的俯视图；以及图12是图11波状弹簧的侧视图。具体实施例方式虽然所公开的内可以有各种修改和其它构造，但是其特定示范性实施例已经示出在附图中并且会在下面作出详细地说明。可是，应该认识到的是，无意将公开的内容限制为所公开的特定形式，而是旨在覆盖所有的修改、替代结构以及落入由所附权利要求所限定的公开的精神和范围内的等同物。现在参照附图，特别是参照图1至图3，根据公开内容的教导构成的球阀一般由附图标记20指示。正如附图中所示的那样，球阀20包括在入口31和出口32之间有主流道33的壳体30、主密封件组件50以及安装在可旋转轴90和91上的球元件(ball element)80。通常具有圆筒形的壳体30限定用于流体流过其中的主流道33。如图2所示方向，在壳体30的底部是主流道33的出口32，出口32由出口凸缘38所环绕。在壳体30的中间部分，通孔40穿过壳体30的右壁，以及盲孔41朝向壳体30的内部敞开，孔40和41彼此同中心并且适于分别容纳轴90和91。设置在驱动轴90和壳体30右侧外壁或“驱动端”之间的是压紧环套(packing follower)42，一组密封环44和轴承43a。设置在从动轴91和壳体30左侧内壁或“从动端”之间的是轴承43b。位于壳体30驱动端并且适于与紧固件35接合的是轴凸缘34。还是如图2所示方向，现在转向壳体30的顶部，是形成主流道33的入口31并适于容纳密封组件50的沉孔39。环绕入口31的是入口凸缘36，该入口凸缘36适于紧固到输入管(未示出)。关于这一点应该注意的是，入口凸缘36和出口凸缘38可以部分地或整个地去除，并且入口31和出口32之间的连接可用多种方法实现。最佳如图4-6所示，密封组件50包括第一密封体，优选是主密封件64，以及第二密封体，优选是密封壳52。如上所述，该密封组件50被设置在壳体30的沉孔39中，而且更明确的是，密封壳52的外表面54被固定地装设于沉孔39中。在密封壳52的内部表面53(图7和图8)上的是一对环形槽55a和55b，它们分别适于容纳第一密封环60a和第二密封环60b。正如图4和图5中所示的那样，该密封组件50还包括诸如波状弹簧的弹性元件70，以及主密封件64。所述对密封环60a和60b以及弹性元件70将主密封件64操作连接到密封壳52。该弹性元件70被设置在主密封件64(图9和图10)和密封壳52之间，在主密封件64上产生朝向球元件80的偏压，借此形成在主密封件64和密封壳52之间的一隐含辅助流道72。所述对密封环60a和60b也可以被设置在主密封件64和密封壳52之间，形成对流体流经辅助流道72的的流动限制。当阀门20处于关闭位置时，抵靠主密封件64的是球元件80(图4)。该球元件80包括球形表面82以及优选的一V形槽口部分83(图1)，能使阀门20逐渐地开启和关闭。分别通过通孔84a和84b连接到球元件80的是从动轴91和驱动轴90。如上所述，辅助轴90和91对齐并且旋转的是轴承43a和43b，它们分别设置在壳体30和轴90和91之间。再一次，如图2所示方向，从动轴91被设置在壳体30从动端的盲孔41中。与从动轴91接合并且设置在壳体30从动端和球元件80之间的是轴承43b，以及设置在壳体30驱动端和球元件80之间的是轴承43a。驱动轴90于是经由通孔40穿过壳体30的驱动端，并且在伸出壳体30外侧之前与密封环44和压紧环套42配合。在轴90的外侧端部92，轴90可适于与开启和关闭机构相接合。在一个例子中，正如图3所示，球元件80安装在轴90上，从而使球元件80偏心旋转。例如，球元件80具有固有一枢转点，其是球元件80绕之旋转的点本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种阀门，包括：具有入口和出口的壳体；球元件，偏心地安装在壳体中且适于在流体地断开入口与出口的关闭位置与流体地连通入口和出口的开启位置之间移动；密封组件，包括在阀门的开启和关闭期间适于与球元件接合的受偏压的主密封件； 以及设置在主密封件和壳体之间的第一设计间隔，从而控制球元件和主密封件之间的接合的角度。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴维J凯斯特，萨拉L德沃夏克，林恩D马恩克，布兰登W贝尔，洛伦L博维，加里A威特，
申请(专利权)人：费希尔控制国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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