具有反向活塞效應的耳軸安裝式球閥的製作方法

2023-08-08 11:08:11 1

專利名稱：具有反向活塞效應的耳軸安裝式球閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於管路的耳軸安裝式球閥。本發明已被特別開發用於球閥，所述球閥用於管路和位於管路的端部的腔室之間 的連接，所述管路用於發射或接收刮光器(scrapper)(通常稱為「清管器(pig)」)。
背景技術：
用於管路的耳軸安裝式球閥通常具有帶體腔的閥體、以可旋轉的方式安裝在體腔 中的耳軸安裝式球、以及兩個獨立的浮動座環，所述浮動座環具有相應的閥座，所述閥座確 保閥的雙向緊密性。第一座環設置用於確保管路和體腔之間的緊密性，第二座環提供設置 用於確保清管器腔室與體腔之間的密封。為了防止座環的閥座的早期磨損，閥的打開和關閉應當在管路、清管器腔室和體 腔中的壓力基本平衡時進行。這通常需要用於平衡體腔中的壓力的輔助迴路。這種輔助回 路增加了閥的成本和複雜程度，並且也還增加了閥操作的複雜程度。然而，即使在存在輔助 平衡迴路的情況下，也仍然存在如下風險如果操作人員沒有能夠在閥打開或關閉之前平 衡體腔中的壓力，那麼閥座將損壞。

發明內容
本發明的目的是提供一種克服上述問題的耳軸安裝式球閥。根據本發明，該目的是通過如權利要求1所述的耳軸安裝式球閥而實現的。


現在將參照附圖對本發明進行描述，附圖是僅通過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是根據本發明的球閥的實施例的縱截面視圖，圖3是圖2中的箭頭III所指示的部分的放大視圖，圖4是對應於圖3並示出了替代性實施例的視圖，圖5至10示出了圖2中的箭頭III所指示的部分的不同實施例。
具體實施例方式參照圖1，根據本發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的用途是利用兩個獨立的密封件安全地將腔室C與管路P隔離開。閥10必須確保即 使在兩個密封件中的一個失效的情況下腔室C與管路P中的壓力隔離開。閥10的結構在圖2中以更詳細的方式示出。閥10包括閥體12，閥體12包括中央 體14和兩個管狀部16，管狀部16設置在中央體14的相反側並通過螺栓18固定於中央體 14。中央體14具有體腔20，並且管狀部16具有相應的導管22，導管22的相應的內端朝向體腔20。導管22具有相同的直徑和公共的縱向軸線A。球M容納在中央體14的體腔20中。球M具有兩個與固定於閥體12的相應支 撐件觀可旋轉地接合的一體式耳軸26。球M能夠相對於閥體12繞正交於縱向軸線A的 旋轉軸線B旋轉。杆部30與穿過中央體14的孔32的旋轉軸線B同軸地延伸，並固定於耳 軸沈中的一個。球M具有通孔34，通孔34的直徑基本等於導管22的直徑。球能夠繞旋 軸線B在打開位置和關閉位置之間旋轉；在打開位置中，通孔34與導管22對準；在關閉位 置中，通孔34橫向於導管22。閥10包括第一和第二座環36、38，座環36、38的各自的內徑等於或大於導管22的 直徑。座環36、38能夠自由地沿縱向軸線A移動，並設有相應的閥座，所述閥座抵接在球M 的相反側上。參照圖3，第一座環36包括一體式的本體，該本體由金屬材料製成，並具有引導部 44和頭部46。引導部44具有以可滑動的方式與管狀部16的相應的圓柱形引導表面50接 合的圓柱形引導表面48。一組壓縮彈簧52設置在座環36和管狀部16的相互面對的徑向 表面之間，壓縮彈簧52朝球M偏壓座環36。座環36具有球側密封M，密封M沿球側密封直徑Dl建立起座環36與球M之間 的密封接觸。在圖3所示的實施例中，球側密封M由與縱向軸線A同軸並容納在環形槽中 的軟的環形插入件56形成，該環形槽形成在座環36的頭部46的面對球M的表面上。環 形插入件56具有抵接球M的前表面。密封件56可由塑料材料製成。座環36具有設置在引導表面48、50之間的體側密封58。體側密封58沿體側密封 直徑D2建立起座環36與相應的管狀部16之間的密封接觸。在圖3所示的實施例中，體側 密封58包括容納在環形槽中的0形圈60，該環形槽形成在座環36的引導部分44中。球側密封直徑Dl和體側密封直徑D2都是恆定的。這意味著，密封直徑Dl和D2 不取決於體腔20和相應的導管22中的壓差而變化。根據本發明，球側密封直徑Dl大於體側密封直徑D2。體腔20中的流體壓力由Pl指示，導管22中的流體壓力(等於清管器腔室C中的 流體壓力)由P2指示。當Pl大於P2時，作用在座環36上的流體壓力的合力指向球M。 因此，在這種情況下，球側密封M關閉。當P2大於Pl時，作用在座環36上的流體壓力的合力背離球20。在這種情況下， 當流體壓力的合力等於或大於壓縮彈簧52的力時，球側密封M打開，並且壓力Pl和P2趨
於平衡。根據本發明的座環36限定為具有「反向活塞效應(reverse piston effect) 」，因 為座環36受到沿縱向方向指向具有較大壓力的區域的流體力。實際上，當主導壓力是Pl 時，壓力的合力指向球M ；當主導壓力是P2時，壓力的合力背向球M。在清管器腔室C的一側上使用具有反向活塞效應的座環36是特別有利的。實際 是，當閥關閉並且Pl大於P2時，座環36確保即使在管路側的閥座失效的情況下，球側密封 54也是關閉的。實際上，如果管路側的座環38上存在洩漏，則體腔20中的壓力Pl增大。 在清管器腔室側的座環36上的反向活塞效應確保了清管器腔室的更安全的操作。另一方面，當閥關閉時，具有反向活塞效應的座環36確保了當清管器腔室C被加 壓時壓力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行閥
410的打開，這基本解除了球側密封M損壞的風險。優選地，設有測試埠 62用於感測體側密封58附近的流體壓力。在測試埠 62 中測得的壓力提供了關於密封M、58的完整性的信息。管路側的座環38優選是根據現有技術的具有簡單的活塞效應或雙活塞效應的座 環。圖4示出了根據本發明的具有反向活塞效應的座環36的替代性實施例。與前面 所述的元件相對應的元件用相同的附圖標記指代。圖4所示的座環36具有帶柔性閥座64的頭部46，如本申請的申請人的EP 09 425 312中所公開的。閥座64 —體地形成在頭部46的表面上。座環36與球M之間的密封接 觸是金屬對金屬接觸。根據本發明的具有反向活塞效應的座環的一個顯著的優點在於，體側密封58能 夠由兩個具有相同體側密封直徑D2的獨立的密封件形成。體側密封直徑D2保持恆定的實 情使得能夠在體側密封58上提供兩個獨立的密封件。圖5至10示出了不同的方案，其中體側密封58包括兩個獨立的密封件。圖5至 7示出了座環，其具有形成球側密封M的軟的插入件56。圖8至10示出了座環，其具有柔 性閥座64和在球側密封M上的金屬對金屬密封接觸。在圖5和圖8中，體側密封58包括容納在相應的環形槽中的兩個0形圈60，所述 環形槽沿縱向方向彼此隔開。在圖6和圖9中，體側密封58包括0形圈60和唇狀密封66。在圖7和圖10中，體側密封58包括兩個獨立的唇狀密封66、68。圖中所示的唇狀 密封68是雙唇狀密封。在其中體側密封58包括兩個獨立的密封件的所有實施例中，都設有測試埠 62 用於感測兩個密封件之間的壓力。在測試埠 62中測得的壓力提供了關於形成體側密封 58的密封件的完整性的信息。
權利要求
1.一種耳軸安裝式球閥，包括-閥體(12)，其包括中央體(14)和兩個相對的管狀部(16)，所述中央體(14)具有體腔 (20)並且所述管狀部(16)具有相應的導管(22)，所述導管02)具有公共的縱向軸線(A) 並且相應的內端朝向所述體腔00)，-耳軸安裝式球(M)，其可旋轉地連接於所述閥體(12)並且能夠繞正交於所述縱向軸 線㈧的旋轉軸線⑶在打開位置和關閉位置之間旋轉，所述球04)具有通孔(34)，在所 述打開位置下，所述通孔(34)與所述導管0 對準，在所述關閉位置下，所述通孔(34)橫 向於所述導管02)，-第一和第二座環(36，38)，所述第一和第二座環(36，38)中的每一個都具有引導部 (44)和頭部(46)，所述引導部04)可滑動地沿所述縱向軸線(A)的方向接合相應的管狀 部(16)，其中所述座環中的一個(36)具有-設置在所述頭部G6)上的球側密封(54，64)，所述球側密封(M，64)沿球側密封直 徑(Dl)建立起所述座環(36)與所述球04)之間的密封接觸，以及-設置在所述引導部G4)上的體側密封(58)，所述體側密封(58)在體側密封直徑 (D2)上建立起與相應的管狀部(16)的密封接觸，其中所述球側密封直徑(Dl)和所述體側 密封直徑(擬)是恆定的，其特徵在於，所述球側密封直徑(Dl)大於所述體側密封直徑(D2)。
2.如權利要求1所述的耳軸安裝式球閥，其特徵在於，所述體側密封(58)包括作用在 同一個體側密封直徑(擬)上的兩個獨立的密封件(60，66，68)。
3.如權利要求2所述的耳軸安裝式球閥，其特徵在於，所述體側密封(58)包括容納在 相應的環形槽中的兩個O形圈(60)，所述環形槽沿縱向方向彼此隔開。
4.如權利要求2所述的耳軸安裝式球閥，其特徵在於，所述體側密封(58)包括0形圈 (60)和唇狀密封(66)。
5.如權利要求2所述的耳軸安裝式球閥，其特徵在於，所述體側密封(58)包括兩個獨 立的唇狀密封(66，68)。
6.如權利要求2至5中任一項所述的耳軸安裝式球閥，其特徵在於，設有測試埠 (62)用於感測所述獨立的密封件(60，66，6幻之間的壓力。
7.如權利要求1所述的耳軸安裝式球閥，其特徵在於，所述球側密封(54)包括軟的插 入件(56)。
8.如權利要求1所述的耳軸安裝式球閥，其特徵在於，所述球側密封(54)包括金屬對 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)和兩個相對的管狀部(16)，所述中央體(14)具有體腔(20)並且所述管狀部(16)具有相應的導管(22)，所述導管(22)具有公共的縱向軸線(A)並且相應的內端朝向所述體腔(20)；耳軸安裝式球(24)，其可旋轉地連接於所述閥體(12)並且能夠繞正交於所述縱向軸線(A)的旋轉軸線(B)在打開位置和關閉位置之間旋轉，所述球(24)具有通孔(34)，在所述打開位置下，所述通孔(34)與所述導管(22)對準，在所述關閉位置下，所述通孔(34)橫向於所述導管(22)；第一和第二座環(36，38)，所述第一和第二座環(36，38)中的每一個都具有引導部(44)和頭部(46)，所述引導部(44)可滑動地沿所述縱向軸線(A)的方向接合相應的管狀部(16)；其中所述座環中的一個(36)具有設置在所述頭部(46)上的球側密封(54，64)，所述球側密封(54，64)沿球側密封直徑(D1)建立起所述座環(36)與所述球(24)之間的密封接觸；以及設置在所述引導部(44)上的體側密封(58)，所述體側密封(58)在體側密封直徑(D2)上建立起與相應的管狀部(16)的密封接觸，其中所述球側密封直徑(D1)和所述體側密封直徑(D2)是恆定的；其中，所述球側密封直徑(D1)大於所述體側密封直徑(D2)。
文檔編號F16K5/06GK102128279SQ20101062063
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月22日 優先權日2009年12月22日
發明者A·塞維索, G·伊瓦尼斯庫 申請人:閥爾巴特有限公司