專(zhuān)利名稱(chēng)：具有反向活塞效應(yīng)的耳軸安裝式球閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于管路的耳軸安裝式球閥。本發(fā)明已被特別開(kāi)發(fā)用于球閥，所述球閥用于管路和位于管路的端部的腔室之間 的連接，所述管路用于發(fā)射或接收刮光器(scrapper)(通常稱(chēng)為“清管器(pig)”)。
背景技術(shù)：
用于管路的耳軸安裝式球閥通常具有帶體腔的閥體、以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝在體腔 中的耳軸安裝式球、以及兩個(gè)獨(dú)立的浮動(dòng)座環(huán)，所述浮動(dòng)座環(huán)具有相應(yīng)的閥座，所述閥座確 保閥的雙向緊密性。第一座環(huán)設(shè)置用于確保管路和體腔之間的緊密性，第二座環(huán)提供設(shè)置 用于確保清管器腔室與體腔之間的密封。為了防止座環(huán)的閥座的早期磨損，閥的打開(kāi)和關(guān)閉應(yīng)當(dāng)在管路、清管器腔室和體 腔中的壓力基本平衡時(shí)進(jìn)行。這通常需要用于平衡體腔中的壓力的輔助回路。這種輔助回 路增加了閥的成本和復(fù)雜程度，并且也還增加了閥操作的復(fù)雜程度。然而，即使在存在輔助 平衡回路的情況下，也仍然存在如下風(fēng)險(xiǎn)如果操作人員沒(méi)有能夠在閥打開(kāi)或關(guān)閉之前平 衡體腔中的壓力，那么閥座將損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種克服上述問(wèn)題的耳軸安裝式球閥。根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過(guò)如權(quán)利要求1所述的耳軸安裝式球閥而實(shí)現(xiàn)的。


現(xiàn)在將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，附圖是僅通過(guò)非限制性的示例給出的，其 中圖1是示出安裝在管路和清管器腔室之間的球閥的縱截面視圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的球閥的實(shí)施例的縱截面視圖，圖3是圖2中的箭頭III所指示的部分的放大視圖，圖4是對(duì)應(yīng)于圖3并示出了替代性實(shí)施例的視圖，圖5至10示出了圖2中的箭頭III所指示的部分的不同實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的耳軸安裝式球閥10安裝在管路P與清管器腔室C之間。 閥10的用途是利用兩個(gè)獨(dú)立的密封件安全地將腔室C與管路P隔離開(kāi)。閥10必須確保即 使在兩個(gè)密封件中的一個(gè)失效的情況下腔室C與管路P中的壓力隔離開(kāi)。閥10的結(jié)構(gòu)在圖2中以更詳細(xì)的方式示出。閥10包括閥體12，閥體12包括中央 體14和兩個(gè)管狀部16，管狀部16設(shè)置在中央體14的相反側(cè)并通過(guò)螺栓18固定于中央體 14。中央體14具有體腔20，并且管狀部16具有相應(yīng)的導(dǎo)管22，導(dǎo)管22的相應(yīng)的內(nèi)端朝向體腔20。導(dǎo)管22具有相同的直徑和公共的縱向軸線(xiàn)A。球M容納在中央體14的體腔20中。球M具有兩個(gè)與固定于閥體12的相應(yīng)支 撐件觀可旋轉(zhuǎn)地接合的一體式耳軸26。球M能夠相對(duì)于閥體12繞正交于縱向軸線(xiàn)A的 旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)B旋轉(zhuǎn)。桿部30與穿過(guò)中央體14的孔32的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)B同軸地延伸，并固定于耳 軸沈中的一個(gè)。球M具有通孔34，通孔34的直徑基本等于導(dǎo)管22的直徑。球能夠繞旋 軸線(xiàn)B在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間旋轉(zhuǎn)；在打開(kāi)位置中，通孔34與導(dǎo)管22對(duì)準(zhǔn)；在關(guān)閉位 置中，通孔34橫向于導(dǎo)管22。閥10包括第一和第二座環(huán)36、38，座環(huán)36、38的各自的內(nèi)徑等于或大于導(dǎo)管22的 直徑。座環(huán)36、38能夠自由地沿縱向軸線(xiàn)A移動(dòng)，并設(shè)有相應(yīng)的閥座，所述閥座抵接在球M 的相反側(cè)上。參照?qǐng)D3，第一座環(huán)36包括一體式的本體，該本體由金屬材料制成，并具有引導(dǎo)部 44和頭部46。引導(dǎo)部44具有以可滑動(dòng)的方式與管狀部16的相應(yīng)的圓柱形引導(dǎo)表面50接 合的圓柱形引導(dǎo)表面48。一組壓縮彈簧52設(shè)置在座環(huán)36和管狀部16的相互面對(duì)的徑向 表面之間，壓縮彈簧52朝球M偏壓座環(huán)36。座環(huán)36具有球側(cè)密封M，密封M沿球側(cè)密封直徑Dl建立起座環(huán)36與球M之間 的密封接觸。在圖3所示的實(shí)施例中，球側(cè)密封M由與縱向軸線(xiàn)A同軸并容納在環(huán)形槽中 的軟的環(huán)形插入件56形成，該環(huán)形槽形成在座環(huán)36的頭部46的面對(duì)球M的表面上。環(huán) 形插入件56具有抵接球M的前表面。密封件56可由塑料材料制成。座環(huán)36具有設(shè)置在引導(dǎo)表面48、50之間的體側(cè)密封58。體側(cè)密封58沿體側(cè)密封 直徑D2建立起座環(huán)36與相應(yīng)的管狀部16之間的密封接觸。在圖3所示的實(shí)施例中，體側(cè) 密封58包括容納在環(huán)形槽中的0形圈60，該環(huán)形槽形成在座環(huán)36的引導(dǎo)部分44中。球側(cè)密封直徑Dl和體側(cè)密封直徑D2都是恒定的。這意味著，密封直徑Dl和D2 不取決于體腔20和相應(yīng)的導(dǎo)管22中的壓差而變化。根據(jù)本發(fā)明，球側(cè)密封直徑Dl大于體側(cè)密封直徑D2。體腔20中的流體壓力由Pl指示，導(dǎo)管22中的流體壓力(等于清管器腔室C中的 流體壓力)由P2指示。當(dāng)Pl大于P2時(shí)，作用在座環(huán)36上的流體壓力的合力指向球M。 因此，在這種情況下，球側(cè)密封M關(guān)閉。當(dāng)P2大于Pl時(shí)，作用在座環(huán)36上的流體壓力的合力背離球20。在這種情況下， 當(dāng)流體壓力的合力等于或大于壓縮彈簧52的力時(shí)，球側(cè)密封M打開(kāi)，并且壓力Pl和P2趨
于平衡。根據(jù)本發(fā)明的座環(huán)36限定為具有“反向活塞效應(yīng)(reverse piston effect) ”，因 為座環(huán)36受到沿縱向方向指向具有較大壓力的區(qū)域的流體力。實(shí)際上，當(dāng)主導(dǎo)壓力是Pl 時(shí)，壓力的合力指向球M ；當(dāng)主導(dǎo)壓力是P2時(shí)，壓力的合力背向球M。在清管器腔室C的一側(cè)上使用具有反向活塞效應(yīng)的座環(huán)36是特別有利的。實(shí)際 是，當(dāng)閥關(guān)閉并且Pl大于P2時(shí)，座環(huán)36確保即使在管路側(cè)的閥座失效的情況下，球側(cè)密封 54也是關(guān)閉的。實(shí)際上，如果管路側(cè)的座環(huán)38上存在泄漏，則體腔20中的壓力Pl增大。 在清管器腔室側(cè)的座環(huán)36上的反向活塞效應(yīng)確保了清管器腔室的更安全的操作。另一方面，當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)，具有反向活塞效應(yīng)的座環(huán)36確保了當(dāng)清管器腔室C被加 壓時(shí)壓力Pl和P2的自平衡。因此，確保了在壓力Pl和P2之間基本平衡的情況下執(zhí)行閥
410的打開(kāi)，這基本解除了球側(cè)密封M損壞的風(fēng)險(xiǎn)。優(yōu)選地，設(shè)有測(cè)試端口 62用于感測(cè)體側(cè)密封58附近的流體壓力。在測(cè)試端口 62 中測(cè)得的壓力提供了關(guān)于密封M、58的完整性的信息。管路側(cè)的座環(huán)38優(yōu)選是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有簡(jiǎn)單的活塞效應(yīng)或雙活塞效應(yīng)的座 環(huán)。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的具有反向活塞效應(yīng)的座環(huán)36的替代性實(shí)施例。與前面 所述的元件相對(duì)應(yīng)的元件用相同的附圖標(biāo)記指代。圖4所示的座環(huán)36具有帶柔性閥座64的頭部46，如本申請(qǐng)的申請(qǐng)人的EP 09 425 312中所公開(kāi)的。閥座64 —體地形成在頭部46的表面上。座環(huán)36與球M之間的密封接 觸是金屬對(duì)金屬接觸。根據(jù)本發(fā)明的具有反向活塞效應(yīng)的座環(huán)的一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)在于，體側(cè)密封58能 夠由兩個(gè)具有相同體側(cè)密封直徑D2的獨(dú)立的密封件形成。體側(cè)密封直徑D2保持恒定的實(shí) 情使得能夠在體側(cè)密封58上提供兩個(gè)獨(dú)立的密封件。圖5至10示出了不同的方案，其中體側(cè)密封58包括兩個(gè)獨(dú)立的密封件。圖5至 7示出了座環(huán)，其具有形成球側(cè)密封M的軟的插入件56。圖8至10示出了座環(huán)，其具有柔 性閥座64和在球側(cè)密封M上的金屬對(duì)金屬密封接觸。在圖5和圖8中，體側(cè)密封58包括容納在相應(yīng)的環(huán)形槽中的兩個(gè)0形圈60，所述 環(huán)形槽沿縱向方向彼此隔開(kāi)。在圖6和圖9中，體側(cè)密封58包括0形圈60和唇狀密封66。在圖7和圖10中，體側(cè)密封58包括兩個(gè)獨(dú)立的唇狀密封66、68。圖中所示的唇狀 密封68是雙唇狀密封。在其中體側(cè)密封58包括兩個(gè)獨(dú)立的密封件的所有實(shí)施例中，都設(shè)有測(cè)試端口 62 用于感測(cè)兩個(gè)密封件之間的壓力。在測(cè)試端口 62中測(cè)得的壓力提供了關(guān)于形成體側(cè)密封 58的密封件的完整性的信息。
權(quán)利要求
1.一種耳軸安裝式球閥，包括-閥體(12)，其包括中央體(14)和兩個(gè)相對(duì)的管狀部(16)，所述中央體(14)具有體腔 (20)并且所述管狀部(16)具有相應(yīng)的導(dǎo)管(22)，所述導(dǎo)管02)具有公共的縱向軸線(xiàn)(A) 并且相應(yīng)的內(nèi)端朝向所述體腔00)，-耳軸安裝式球(M)，其可旋轉(zhuǎn)地連接于所述閥體(12)并且能夠繞正交于所述縱向軸 線(xiàn)㈧的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)⑶在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間旋轉(zhuǎn)，所述球04)具有通孔(34)，在所 述打開(kāi)位置下，所述通孔(34)與所述導(dǎo)管0 對(duì)準(zhǔn)，在所述關(guān)閉位置下，所述通孔(34)橫 向于所述導(dǎo)管02)，-第一和第二座環(huán)(36，38)，所述第一和第二座環(huán)(36，38)中的每一個(gè)都具有引導(dǎo)部 (44)和頭部(46)，所述引導(dǎo)部04)可滑動(dòng)地沿所述縱向軸線(xiàn)(A)的方向接合相應(yīng)的管狀 部(16)，其中所述座環(huán)中的一個(gè)(36)具有-設(shè)置在所述頭部G6)上的球側(cè)密封(54，64)，所述球側(cè)密封(M，64)沿球側(cè)密封直 徑(Dl)建立起所述座環(huán)(36)與所述球04)之間的密封接觸，以及-設(shè)置在所述引導(dǎo)部G4)上的體側(cè)密封(58)，所述體側(cè)密封(58)在體側(cè)密封直徑 (D2)上建立起與相應(yīng)的管狀部(16)的密封接觸，其中所述球側(cè)密封直徑(Dl)和所述體側(cè) 密封直徑(擬)是恒定的，其特征在于，所述球側(cè)密封直徑(Dl)大于所述體側(cè)密封直徑(D2)。
2.如權(quán)利要求1所述的耳軸安裝式球閥，其特征在于，所述體側(cè)密封(58)包括作用在 同一個(gè)體側(cè)密封直徑(擬)上的兩個(gè)獨(dú)立的密封件(60，66，68)。
3.如權(quán)利要求2所述的耳軸安裝式球閥，其特征在于，所述體側(cè)密封(58)包括容納在 相應(yīng)的環(huán)形槽中的兩個(gè)O形圈(60)，所述環(huán)形槽沿縱向方向彼此隔開(kāi)。
4.如權(quán)利要求2所述的耳軸安裝式球閥，其特征在于，所述體側(cè)密封(58)包括0形圈 (60)和唇狀密封(66)。
5.如權(quán)利要求2所述的耳軸安裝式球閥，其特征在于，所述體側(cè)密封(58)包括兩個(gè)獨(dú) 立的唇狀密封(66，68)。
6.如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的耳軸安裝式球閥，其特征在于，設(shè)有測(cè)試端口 (62)用于感測(cè)所述獨(dú)立的密封件(60，66，6幻之間的壓力。
7.如權(quán)利要求1所述的耳軸安裝式球閥，其特征在于，所述球側(cè)密封(54)包括軟的插 入件(56)。
8.如權(quán)利要求1所述的耳軸安裝式球閥，其特征在于，所述球側(cè)密封(54)包括金屬對(duì) 金屬閥座(64)。
全文摘要
一種耳軸安裝式球閥，包括閥體(12)，其包括中央體(14)和兩個(gè)相對(duì)的管狀部(16)，所述中央體(14)具有體腔(20)并且所述管狀部(16)具有相應(yīng)的導(dǎo)管(22)，所述導(dǎo)管(22)具有公共的縱向軸線(xiàn)(A)并且相應(yīng)的內(nèi)端朝向所述體腔(20)；耳軸安裝式球(24)，其可旋轉(zhuǎn)地連接于所述閥體(12)并且能夠繞正交于所述縱向軸線(xiàn)(A)的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)(B)在打開(kāi)位置和關(guān)閉位置之間旋轉(zhuǎn)，所述球(24)具有通孔(34)，在所述打開(kāi)位置下，所述通孔(34)與所述導(dǎo)管(22)對(duì)準(zhǔn)，在所述關(guān)閉位置下，所述通孔(34)橫向于所述導(dǎo)管(22)；第一和第二座環(huán)(36，38)，所述第一和第二座環(huán)(36，38)中的每一個(gè)都具有引導(dǎo)部(44)和頭部(46)，所述引導(dǎo)部(44)可滑動(dòng)地沿所述縱向軸線(xiàn)(A)的方向接合相應(yīng)的管狀部(16)；其中所述座環(huán)中的一個(gè)(36)具有設(shè)置在所述頭部(46)上的球側(cè)密封(54，64)，所述球側(cè)密封(54，64)沿球側(cè)密封直徑(D1)建立起所述座環(huán)(36)與所述球(24)之間的密封接觸；以及設(shè)置在所述引導(dǎo)部(44)上的體側(cè)密封(58)，所述體側(cè)密封(58)在體側(cè)密封直徑(D2)上建立起與相應(yīng)的管狀部(16)的密封接觸，其中所述球側(cè)密封直徑(D1)和所述體側(cè)密封直徑(D2)是恒定的；其中，所述球側(cè)密封直徑(D1)大于所述體側(cè)密封直徑(D2)。
文檔編號(hào)F16K5/06GK102128279SQ20101062063
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者A·塞維索, G·伊瓦尼斯庫(kù) 申請(qǐng)人:閥爾巴特有限公司