CN102777642A - 用于水击泄压阀的阀口密封件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于水击泄压阀的阀口密封件。根据本发明的一个实施例，用于水击泄压阀的密封件包括：a)阀壳体，具有流入口和流出口；b)环形的定位器，用于将阀塞连接至阀壳体内部，所述定位器具有面向流入口的第一端以及远离第一端的第二端；c)阀塞，具有面向流入口的第一端以及远离第一端的第二端，所述阀塞具有与定位器的第二端连接的配合接点，所述阀塞具有第一凹槽、第二凹槽、在第一和第二凹槽之间限定的第一凸缘、以及靠近第二凹槽的第二凸缘；和d)环形的塞封，具有面向流入口的第一端、远离第一端并与第二凹槽配合的第二端、以及抵靠定位器的第二端的凸缘。

Description

用于水击泄压阀的阀口密封件

技术领域

本发明通常涉及工业流体流应用的密封件。更具体地，本发明涉及用于水击泄压阀的密封件。

背景技术

油气管道对将油气从来源地输送至消费者来说是极为重要的。这种管道必须容纳大量油气，必须能够承受各种压力，时常要经受压力冲击。压力冲击又称为压力冲击波或“水击现象”，由各种因素所致，比如快速开启或关闭阀或启动或停止泵装置。因此，管道配备有承受并处理压力冲击的水击泄压阀。

水击泄压阀必须快速平滑地对压力冲击作出响应。水击泄压阀必须快速开启以跟踪较大的初始压力上升，并且响应于阀入口处压力的下降立即进行关闭，充分降低流体量以消除冲击现象。通常将过量流体转移到储存容器，然后送回生产线。

众所周知，提供一种动态平衡阀塞总成，其轻松快速地来回滑动便于打开、关闭和节流。阀塞腔内的压力使阀关闭，并且在压力不足时打开阀。一般地，阀塞后面的腔体填充有氮气，能对阀设定压力的正确释放产生影响，并将阀的内阀塞或活塞紧贴其底座夹紧。受力的腔体支撑阀，并对阀前的管线压力产生的压力起反作用。阀保持关闭，直至冲击波压力超过阀塞后面的压力(设定压力)为止。然后开启水击泄压阀来跟踪冲击现象。

因此，阀中的密封件必须正确安装并提供紧密密封，防止稳态状态和冲击状态两者下的流体泄漏。为了正常运转，使阀内部的配合表面具有相对高的精密度并且不打滑或无间隙是有利的。

通常，很难提供在各个压力和温度下运转、对各种流体兼容(适应)、允许以最小作用力打开和关闭阀、充分耐磨以承受重复的打开关闭操作的一种密封件。相应地，需要提供一种用于水击泄压阀的以及一般来说用于所有阀的密封件，其可承受高压、可长时间操作、并且形成对减少或消除密封件周围流体泄漏的紧密密封。

发明内容

本发明很大程度上满足了前述需求，本发明提供了一种用于水击泄压阀的密封件以及一般来说用于所有阀的密封件，其可承受高压、可长时间操作、并且形成对减少或消除密封件周围流体泄漏的紧密密封。

根据本发明的一个实施例，一种用于水击泄压阀的密封件包括：a)阀壳体，具有流入口和流出口；b)环形的定位器，用于将阀塞连接至阀壳体内部，所述定位器具有面向流入口的定位器第一端以及远离定位器第一端的定位器第二端；c)阀塞，具有面向流入口的阀塞第一端以及远离阀塞第一端的阀塞第二端，所述阀塞具有与定位器第二端连接的配合接点，所述阀塞具有第一凹槽、第二凹槽、在第一和第二凹槽之间限定的第一凸缘、以及靠近第二凹槽的第二凸缘；和d)环形的塞封，具有面向流入口的塞封第一端以及远离塞封第一端并与第二凹槽配合的塞封第二端、以及抵靠定位器第二端的凸缘。

根据本发明的另一实施例，一种用于阀的密封件，包括：a)塞封，具有环形形状以及大致矩形断面，塞封包括塞封顶面、远离塞封顶面的塞封底面、塞封内侧、远离塞封内侧的塞封外侧、以及由塞封顶面和塞封内侧之间的接点限定的凸点，所述塞封顶面具有凸部，所述塞封外侧具有截头圆锥形凸缘；和b)与塞封配合的阀塞，所述阀塞包括带斜坡的第一凸缘、第二凸缘、以及第一和第二凸缘之间限定的凹部，其中第一凸缘的斜坡与塞封的凸点配合，阀塞的凹部与塞封的底面配合，第二凸缘与塞封的截头圆锥形凸缘配合。

根据本发明的又一实施例，一种用于阀的塞封，具有环形形状以及大致矩形断面，塞封包括塞封顶面、远离塞封顶面的塞封底面、塞封内侧、远离塞封内侧的塞封外侧、以及由塞封顶面和塞封内侧之间的接点限定的凸点，其中塞封顶面具有凸部，塞封外侧具有垂直于环形的塞封的轴而延伸的截头圆锥形凸缘。

根据本发明的又一实施例，一种用于密封水击泄压阀的方法，包括：a)设置具有环形形状以及大致矩形断面的塞封，所述塞封包括塞封顶面、远离塞封顶面的塞封底面、塞封内侧、远离塞封内侧的塞封外侧、以及由塞封顶面和塞封内侧之间的接点限定的凸点，所述塞封顶面具有凸部，所述塞封外侧具有截头圆锥形凸缘；以及b)使阀塞与塞封配合，阀塞具有大致圆柱形形状，阀塞具有阀塞第一端以及远离阀塞第一端的阀塞第二端，所述阀塞第一端包括带斜坡的第一凸缘、第二凸缘、以及第一和第二凸缘之间限定的凹部，其中第一凸缘的斜坡与塞封的凸点配合，凹部与塞封的底面配合，第二凸缘与塞封的截头圆锥形凸缘配合；c)使密封垫片与塞封配合，所述密封垫片具有环形形状以及大致矩形断面，所述密封垫片包括顶面以及远离顶面的底面，所述底面具有形成在所述密封垫片底面之中用于与塞封的凸部配合的凹部，所述密封垫片具有密封垫片内表面以及远离密封垫片内表面的密封垫片外表面。

由此相当广泛地阐述了本发明的某些实施例，便于对本文中的详细描述进行更好地理解，便于更好了解对本领域做出的贡献。当然还具有下文将说明的构成所附权利要求的主题的本发明的附加实施例。

在这方面，在详细解释本发明的至少一个实施方案之前，应当理解本发明在其应用中不限于下述说明书中列出的或附图中所示的结构的详细内容以及部件的布置。能够以所述实施例以及其他实施例用各种方式来实施或执行本发明。并且，应当理解本文中采用的措辞和专有名词以及摘要，都是为了说明的目的，而不应被视为对本发明的限制。

如此一来，本领域的技术人员应理解本公开文件所依据的概念可以用作设计用于实现本发明的几个目的的其他结构、方法及系统的依据。因此，重要的是权利要求应被视为包括等同结构，其不背离本发明的精神和范围。

附图说明

图1是根据本发明的优选实施例的水击泄压阀及其部件的截面图。

图2是图1中所示的水击泄压阀的阀塞的截面图。

图3是图2中所示的阀塞的一部分的详细截面图。

图4是图1的水击泄压阀的详细截面图。

图5是图1的水击泄压阀的密封定位器的截面图。

图6A是图1中所示的水击泄压阀的密封垫片的截面图。

图6B是图6A中所示的密封垫片的详细视图。

图7A是图1的水击泄压阀的定位器的截面图。

图7B是图7A中所示的定位器的详细视图。

图8A是图1的水击泄压阀的塞封的截面图。

图8B是图8A中所示的塞封的详细视图。

具体实施方式

现在参照附图对本发明进行说明，其中在说明书全文中类似附图标记指的是类似部件。根据本发明的实施例提供了一种用于水击泄压阀的以及一般来说用于所有阀的密封件，该密封件可承受高压、可长时间操作、形成减少或消除密封件周围流体泄漏的紧密密封。

图1是根据本发明实施例的水击泄压阀的截面图。阀10包括阀体12、阀塞14、以及用于将阀塞14保持在适当位置的定位器16。流体流动方向用所示的箭头表示。

图2是图1的阀塞14的截面图。阀塞14具有第一端18以及远离第一端的第二端20。第一端18具有截头圆锥形状，大致凸形面22朝向或面向流体流动的方向。进一步地，阀塞14具有分别设置在第一端18和第二端20之间的大致圆柱形的阀塞壳体24。第一端18与阀塞壳体24相交处存在接点26。接点26提供了定位器16和阀塞14相配合的地方，这将在后文进行更详细的讨论。虽然仅引用了“一个”接点26，但要注意，术语“一个”仅是参照附图的。这是因为阀塞14通常为圆柱形且定位器16为环形结构，接点26是指定位器16和阀塞14沿其各自的圆周表面配合的断面位置，因此实际上并不限于单个点。

图3和图4是图1的接点26的详细视图。接点26包括用于将阀塞14密封并定位在阀10内以及防止流体从阀10泄漏出来的各种部件。阀塞14包括第一凹槽28和第二凹槽30。第一凹槽28的大小设计并配置成与螺栓32相配合。第二凹槽30的大小设计并配置成与塞封34相配合。在第一凹槽28和第一端18之间是用于与密封垫片38和密封定位器40相配合的底座36。

第一凹槽28和第二凹槽30之间限定有第一凸缘42，该凸缘42具有与第一凹槽28成一定角度的第一斜坡44。进一步地，阀塞14包括配置成与塞封34以及定位器16二者配合的第二凸缘46。第二斜坡48被限定为在第二凸缘46的朝向阀塞14的壳体24的一侧。第二斜坡48与定位器16相接触并与第一端18成一角度。

图5是图3和图4中所示的密封定位器40的截面图。密封定位器40具有环形结构，并且具有贯穿密封定位器40、周期性地设置的多个孔50。密封定位器40的孔50允许螺栓32贯穿该孔50，以使密封定位器40紧固在阀塞14上。

图6A是根据本发明实施例的密封垫片38的截面图。密封垫片38具有环形的几何结构，并且具有绕密封垫片38设置的多个孔52。密封垫片38的孔52允许螺栓32贯穿该孔52，以使螺栓32将密封定位器40和密封垫片38紧固在阀塞14上。

图6B是密封垫片38的详细断面图。密封垫片38具有与密封定位器40接触的第一平面54。进一步地，密封垫片38包括远离第一平面54的第二平面56。第二平面56具有与塞封34相配合的凹部58，后文将对其进行说明。最后，密封垫片38具有与定位器16接触的外密封垫片壁60以及远离外密封垫片壁60并与阀塞14的底座36接触的内密封垫片壁62。进一步地，内密封垫片壁62包括与第一端18形成一定角度以便于轻易使密封垫片滑入合适位置的倾斜面。

图7A是根据本发明实施例的定位器16的截面图。定位器16具有环形形状，其第一端62朝向或面向流体流动方向，并且第二端64远离第一端。进一步地，定位器16具有外壁66和内壁68。内壁68与密封定位器40、密封垫片38以及塞封34接触，而外壁与阀体12接触。

图7B是定位器第二端64的详细视图，其中定位器外壁66和定位器内壁68分别可见。定位器第二端64具有平面壁70、第一定位器倾斜壁72、以及第二定位器倾斜壁74。第一定位器倾斜壁72按一定角度从定位器的平面壁70朝第二定位器倾斜壁74延伸。第二定位器倾斜壁74按一定角度朝定位器内壁68延伸。第一定位器倾斜壁72和第二定位器倾斜壁74以及一部分定位器内壁68与阀塞14配合，特别是与阀塞14的第二凸缘46配合。

图8A是根据本发明实施例的塞封34的截面图。塞封34也具有环形形状。图8B是塞封34的详细截面图。通常，塞封34包括朝向或面向流体流动方向的第一端76以及远离第一端76的第二端78。进一步地，塞封34包括第一塞封内壁80。围绕该结构按顺时针方式，塞封34包括与塞封内壁80相垂直的塞封第二端壁82。塞封34进一步包括远离塞封内壁80并与塞封内壁80平行的塞封外壁84。塞封凸缘86从塞封外壁84突出。塞封凸缘86包括大致截头圆锥形的形状，具有在第一成角壁90和第二成角壁92之间设置的平面88。塞封凸缘86的平面88平行于塞封内壁80。由塞封外壁84和塞封凸缘86之间的接点限定塞封第一底座94。

塞封第一端76包括凸部96。塞封凸部96包括凸部第一壁98和远离凸部第一壁98的凸部第二壁100。凸部第一壁98和第二壁100都平行于塞封内壁80。凸部第一壁98和第二壁100之间设置了平行于塞封第二端壁82的塞封第一端壁102。塞封34包括在塞封凸缘86和塞封凸部96之间的接点处形成的塞封第二底座104。

进一步地，塞封34第一端76具有凹部106。凸部第二壁100限定了垂直于凸部第二壁100并平行于塞封第二端壁82的凹部106。塞封第一端76进一步包括大致三角形的凸点108。该凸点108具有平行于塞封内壁80的第一凸点壁110。凸点108进一步包括垂直于凸点第一壁110的凸点第二壁112、以及按一定角度朝塞封内壁80设置的凸点第三壁114。凸点第二壁112以及凸点第三壁114之间的接点处是一个圆角116。凸点第二壁112以及凸点第三壁114之间的角θ大约为40度至50度，优选大约为45度。最后，凸点第三壁114和塞封内壁80之间的接点限定塞封第三底座118。

由此，本发明提供了对水击阀的几个部件的详细描述。在操作中并且参照图4，可以看出，一旦阀塞14与阀10连接，塞封34就与阀塞14连接。第二塞封壁82与阀塞14的第二凹槽30配合。塞封凸点108与阀塞14的第一凸缘42配合。阀塞14第一凸缘42的第一斜坡44的角度使得它可适应塞封34的凸点第三壁114的角度。

进一步地，塞封凸缘86支撑在阀塞14第二凸缘46上并在定位器内壁68处抵靠定位器16。第一成角壁90和第二成角壁92的角度分别在塞封凸缘86和定位器内壁68之间形成小间隙。当压紧时，塞封34的平面88变形并占据第一成角壁90和第二成角壁92形成的间隙，使液体密封成为可能。进一步地，该间隙还防止了塞封34的任何剪切。

接下来，密封垫片38贴着塞封34放置，使密封垫片38的凹部58与塞封第一端凸部96配合，塞封凸点108与密封垫片38的第二平面56接触并抵靠。接下来，密封定位器40靠近密封垫片38放置，使密封定位器40与密封垫片38的第一平面54抵靠并接触。一旦密封定位器的孔50和密封垫片的孔52与阀塞14的第一凹槽28相对齐，螺栓32就滑过孔50，52并滑入第一连接槽28，以将密封定位器40和密封垫片38紧固在阀塞14上。以这种方式，抓住密封垫片38并对其定位。阀塞14、塞封34以及密封垫片38总体交错的构造结合起来，以非常紧密的方式固定这些部件以减少或消除液体泄漏。

通过详细说明，本发明的多个特征和优点将变得显而易见，因此，所附权利要求的目的在于涵盖属于本发明真实精神和范围内的本发明的所有特征和优点。另外，由于本领域的技术人员可容易地想到多种修改和变更，因此本发明并不局限于所示和所述的确切结构和操作，而是采用了属于本发明的范围的所有适用修改和等效内容。

Claims (19)

1.一种用于水击泄压阀的密封件，包括：

a)阀壳体，具有流入口和流出口；

b)环形的定位器，用于将阀塞连接至所述阀壳体的内部，所述定位器具有面向所述流入口的定位器第一端以及远离所述定位器第一端的定位器第二端；

c)阀塞，具有面向所述流入口的阀塞第一端以及远离所述阀塞第一端的阀塞第二端，所述阀塞具有与所述定位器第二端连接的配合接点，所述阀塞具有第一凹槽、第二凹槽、在所述第一凹槽和所述第二凹槽之间限定的第一凸缘、以及靠近所述第二凹槽的第二凸缘；和

d)环形的塞封，具有面向所述流入口的塞封第一端、远离所述塞封第一端并与所述第二凹槽配合的塞封第二端、以及抵靠所述定位器第二端的凸缘。

2.根据权利要求1所述的密封件，进一步包括与所述塞封配合的密封垫片，所述密封垫片具有环形形状以及大致矩形断面，所述密封垫片包括密封垫片顶面以及远离所述密封垫片顶面的密封垫片底面，所述密封垫片底面具有形成在所述密封垫片底面之中用于与所述塞封的凸部相配合的凹部。

3.根据权利要求2所述的密封件，其中所述密封垫片进一步包括设置在内表面和外表面之间的孔。

4.根据权利要求1所述的密封件，其中所述塞封的凸缘进一步包括截头圆锥形几何结构，所述截头圆锥形几何结构具有第一成角表面、从所述第一成角表面延伸出的平面、以及从所述平面延伸出并远离所述第一成角表面的第二成角表面。

5.根据权利要求4所述的密封件，其中所述第一成角表面和所述第二成角表面相对于所述平面所成角θ在大约40度至50度之间。

6.根据权利要求1所述的密封件，其中所述定位器进一步包括定位器内表面和远离所述定位器内表面的定位器外表面，其中所述定位器内表面与所述塞封的凸缘接触。

7.根据权利要求1所述的密封件，其中所述塞封进一步包括凸点，所述凸点具有从所述塞封的顶面延伸至所述塞封的内表面的成角壁，使角θ相对于所述塞封的内表面在大约40度至50度之间。

8.一种用于阀的密封件，包括：

a)塞封，所述塞封具有环形形状以及大致矩形断面，所述塞封包括塞封顶面、远离所述塞封顶面的塞封底面、塞封内侧、远离所述塞封内侧的塞封外侧、以及由所述塞封顶面和所述塞封内侧之间的接点限定的凸点，所述塞封顶面具有凸部，所述塞封外侧具有截头圆锥形凸缘；和

b)阀塞，所述阀塞与所述塞封配合，所述阀塞包括带斜坡的第一凸缘、第二凸缘、以及所述第一凸缘和所述第二凸缘之间限定的凹部，其中所述第一凸缘的斜坡与所述塞封的凸点配合，所述阀塞的凹部与所述塞封底面配合，所述第二凸缘与所述塞封的截头圆锥形凸缘配合。

9.根据权利要求8所述的密封件，进一步包括与所述塞封配合的密封垫片，所述密封垫片具有环形形状以及大致矩形断面，所述密封垫片包括密封垫片顶面以及远离所述密封垫片顶面的密封垫片底面，所述密封垫片底面具有形成在所述密封垫片底面之中且与所述塞封的凸部相配合的凹部。

10.根据权利要求9所述的密封件，其中所述密封垫片进一步包括设置在内表面和外表面之间的孔。

11.根据权利要求8所述的密封件，其中所述塞封的截头圆锥形凸缘进一步包括第一成角表面、从所述第一成角表面延伸出的平面、以及从所述平面延伸出并远离所述第一成角表面的第二成角表面。

12.根据权利要求11所述的密封件，其中所述第一成角表面和所述第二成角表面相对于所述平面所成角θ在大约40度至50度之间。

13.根据权利要求8所述的密封件，其中所述阀包括定位器，所述定位器具有环形形状，所述定位器具有定位器第一端、远离所述定位器第一端的定位器第二端、定位器内表面、以及远离所述定位器内表面的定位器外表面，其中所述定位器内表面与所述塞封的截头圆锥形凸缘接触。

14.根据权利要求8所述的密封件，其中所述塞封的凸点具有从所述塞封顶面延伸至所述塞封的内表面的成角壁，使角θ相对于所述塞封的内表面在大约40度至50度之间。

15.一种用于阀的塞封，具有环形形状以及大致矩形断面，所述塞封包括塞封顶面、远离所述塞封顶面的塞封底面、塞封内侧、远离所述塞封内侧的塞封外侧、以及由所述塞封顶面和所述塞封内侧之间的接点限定的凸点，其中所述塞封顶面具有凸部，所述塞封外侧具有垂直于所述环形的塞封的轴而延伸的截头圆锥形凸缘。

16.根据权利要求15所述的塞封，其中所述塞封的凸点具有从所述塞封顶面延伸至所述塞封的内表面的成角壁，使角θ相对于所述塞封的内表面在大约40度至50度之间。

17.一种用于密封水击泄压阀的方法，包括：

a)设置具有环形形状以及大致矩形断面的塞封，所述塞封包括塞封顶面、远离所述塞封顶面的塞封底面、塞封内侧、远离所述塞封内侧的塞封外侧、以及由所述塞封顶面和所述塞封内侧之间的接点限定的凸点，所述塞封顶面具有凸部，所述塞封外侧具有截头圆锥形凸缘；

b)使阀塞与所述塞封配合，所述阀塞具有大致圆柱形形状，所述阀塞具有阀塞第一端以及远离所述阀塞第一端的阀塞第二端，所述阀塞第一端包括带斜坡的第一凸缘、第二凸缘、以及所述第一凸缘和所述第二凸缘之间限定的凹部，其中所述第一凸缘的斜坡与所述塞封的凸点配合，所述凹部与所述塞封底面配合，所述第二凸缘与所述塞封的截头圆锥形凸缘配合；以及

c)使密封垫片与所述塞封配合，所述密封垫片具有环形形状以及大致矩形断面，所述密封垫片包括密封垫片顶面以及远离所述密封垫片顶面的密封垫片底面，所述密封垫片底面具有形成在所述密封垫片底面之中用于与所述塞封的凸部配合的凹部，所述密封垫片具有密封垫片内表面以及远离所述密封垫片内表面的密封垫片外表面。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述阀进一步包括定位器，所述定位器具有环形形状，所述定位器具有定位器第一端、远离所述定位器第一端的定位器第二端、定位器内表面、以及远离所述定位器内表面的定位器外表面，其中所述定位器内表面与所述塞封的截头圆锥形凸缘接触。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述塞封的凸点具有从所述塞封顶面延伸至所述塞封的内表面的成角壁，使角θ相对于所述塞封的内表面在大约40度至50度之间。

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