闸阀的制作方法

闸阀的制作方法
【专利摘要】一种用于控制流体流动的闸阀系统，具有阀体，其具有孔，流体通过所述孔能够流动。所述系统包括阀体，其具有允许流体通过所述阀体的孔并且还具有腔，其由所述阀体的基本上平行的内壁限定；所述系统还具有闸，其中所述闸的至少一个端部由半径周长限定。所述系统还具有阀盖，其可移除地耦合到所述阀体的面部，其中所述阀盖的内侧的部分包含弯曲的表面，其适合于与由所述半径周长限定的所述闸的所述至少一个端部配合，所述系统还具有促动机构，其可操作地定位并且可移除地经由在所述阀盖中的通孔连接至所述闸。
【专利说明】闸阀【技术领域】
[0001]本发明涉及流体控制阀，并且更具体地，涉及设计用于油气工业的闸阀(gatevalve)。 【背景技术】
[0002]工业管路依赖于多种类型的阀，但是到目前为止最流行的是闸阀，其用于希望防止或允许流体流过管路的应用中。当希望最低流量限制时，闸阀是特别有用的。闸阀通过具有平面的元件即闸进行工作，该闸在阀内的腔中移动。该闸在闸阀内能够被平移(translate)从而闸中的开口与闸阀的流动通道对齐，即打开位置，在打开位置闸阀允许流体从一侧到另一侧地流过该闸阀。但是，如果该闸被平移到一个位置从而闸内的开口与流动通道足够地不对齐并且未成一条直线，即关闭位置，流过该闸的流体被阻塞从而流体没有从闸的一侧通过到另一侧。
[0003]在阀内平移闸的通常的方式是通过手动地旋转手轮。该手轮典型地连接到闸阀系统内的螺纹区域从而当轮子转时，其移动连接到闸的阀杆并且引起闸在阀体壳体内直线的移动。如果闸到达了在闸阀内运动的区域的一端部，那么它就在打开位置，如果其达到另一端部，那么其在关闭位置。
[0004]在阀内平移闸的另一方式是通过液压促动装置的使用。借助于液压促动装置液压压力能够被利用以打开和关闭闸阀。这在需要大量的力以打开或关闭阀的地方是特别有用的，例如当闸处于阀的一侧与另一侧之间相对高的压差下时。液压和机动或其他电促动装置在需要用来转动手轮的力特别大时提供一种方式来运行阀。这些类型的促动装置在需要自动化的地方是合意的。
[0005]多数情况下，重要的是提供一种方式来容易地在手动地促动机构到液压、机动或其他电促动装置的容易的切换而保留闸阀的剩余的部分。这能够节省很多费用。例如生产商能够制造具有手动手轮促动机构并且容易地切换到液压促动机构的阀，则那样类型的阀的市场需求会提高。再者，能够切换促动器件而闸阀仍然在运行中允许用户减少系统停机时间。
[0006]闸阀经常地携带包含悬浮体的流体。这些细的固体颗粒能够堵塞闸通道。在典型的闸阀中，在通过阀通道的泥浆中的固体颗粒易于从流动通道逸出到闸腔中，而在该闸腔这些固体颗粒会沉积。在这些腔中，这些固体会填塞并且在一些情况下凝固。这些固体颗粒会压缩到闸通道的端部中，使得在端部的微粒物质的量妨碍闸自由地在闸通道中从一个完全打开的位置移动到一个完全关闭的位置。当这发生时，该闸阀可能在打开位置给流体流动带来过多的限制，或者不能够关闭位置阻止流动。
[0007]因此，在现有技术中需要这样一种闸阀系统，其中促动器件能够在不影响该阀的密封的部分的完整性的情况下被替换，其中所有到促动器件的连接在该闸阀的密封部分的外面，并且具有减少了在闸通道内颗粒物质的形成的闸和阀盖(bonnet)的设计。
【发明内容】

[0008]依照在此提出的用于在一个系统内控制流体的构思，一个例子提供了一种闸阀系统。该系统包括:阀体，具有允许流体通过所述阀体的孔并且还具有腔，其由基本上平行的阀体内壁限定；闸，可操作地设置在所述腔内，其中所述闸具有允许流体通过的通道，其中所述闸的至少一个端部由半径周长限定；阀盖，可移除地耦合到所述阀体的面部，其中所述阀盖的内侧的部分包含弯曲的表面，其适合于与由所述半径周长限定的所述闸的所述至少一个端部配合(mate);以及促动机构，可操作地定位并且可移除地经由在所述阀盖中的通孔连接至所述闸，由此所述促动机构实行所述闸的足够的平移移动以便基本上允许或基本上阻止流体在所述系统中流动。
[0009]在另一例子中，提供了一种用于流体控制系统的闸装置。所述闸装置包括板，其具有从所述板的第一平面面部到第二平面面部贯穿所述板的通道，其中所述第一平面面部和所述第二平面面部基本上是平行的，所述板包括由半径周长限定的至少一个端部以及两个基本上平行的相对的侧部分，由此当在所述流体控制系统内在打开和关闭位置之间平移移动时，所述闸控制流体在所述系统内流动。
[0010]在又一例子中，提出了一种用于流体控制系统的闸阀阀盖。所述闸阀阀盖包括壳体，其具有通孔，用于允许耦合到闸的阀杆的通过，所述闸具有由半径周长限定的至少一个端部，从而所述通孔被密封以便限制在所述流体控制系统中流体的泄漏，所述壳体还包括:在所述壳体内的内侧部分，其中所述内侧部分适合于与所述闸的所述一个端部配合的弯曲的表面，其中所述闸具有至少一个端部，其具有基本上相配的(congruent)半径周长用于与弯曲的表面的匹配(fitment);以及基本上平的面部，其密封地与在流体控制系统的所述阀体上的相配的面部配合以限制流体在所述流体控制系统内的泄漏。
【专利附图】

【附图说明】
[0011]当结合所附附图阅读时，前述的总结以及随后详细的描述将会被更好地理解。为了说明的目的，在附图中示出了本公开的一定的实施例。但是应该理解为，本发明并不限于精确的设置和工具。合并到说明书中并且组成说明书的一部分的附图示出了符合本发明的系统和装置的实施，并且连同说明用来解释符合本发明的优点和原则。
[0012]图1示出了根据本发明的一个实施例的具有闸阀系统横截面的三维视图；
[0013]图2示出了根据本发明的一个实施例的阀体和阀座的细节；
[0014]图3a示出了根据本发明的一个实施例的阀杆到闸的销和凸缘(Iug)连接的细节;
[0015]图3b示出了关于图3a旋转90°并且根据本发明的一个实施例的阀杆到闸的销和凸缘连接的细节；
[0016]图4示出了根据本发明的一个实施例的在所述闸阀系统中阀体的矩形腔的横截面图；以及
[0017]图5示出了根据本发明的一个实施例的具有液压促动机构的闸阀系统的横截面图；
【具体实施方式】[0018]在详细地解释本发明的至少一个实施例之前，应该理解为本发明并不限于在随后的说明中提出的或在附图中示出的构造的细节和元件的安排的应用。附图和书面的描述被提供以便教导本领域内的任意技术人员制作和使用寻求专利保护的本发明。本发明能够其他实施例并且能够被以不同的方式实践和实施。本领域内技术人员将领会到出于清晰和理解的目的并不是所有的特征和商业实施例被示出。本领域内技术人员也将领会到结合本发明的方面的一个实际的商业实施例的开发将需要很多实施特定的决定以便实现用于该商业实施例的开发者的最终目标。虽然这些努力可能是复杂的并且消耗时间的，然而对于享有本公开的益处的本领域内技术人员来说，这些努力将是例行的尝试。
[0019]此外，应该理解为在此采用的措辞和术语是处于描述的目的而不应该视为限制。例如单数术语的使用，例如“一”不是为了限定项目的数量。还有关系术语的使用，诸如但不限于“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“上面的”、“下面的”、“下”、“上”、“侧”用于为了特定的参照附图的清晰性的描述中并且并不想限制本发明或所附权利要求的范围。再者，应该理解为本发明的任意一个特征可以单独地使用或者与其他特征组合地使用。基于附图和详细的说明的检查对于本领域内技术人员来说本发明的其他的系统、方法、特征和优点将会或变得明显。意图就是所有的这样的附加的系统、方法、特征、和优点应该包含在该说明内、包含在本发明的范围中、并且由所附的权利要求进行保护。
[0020]如在附图中所示出的符合本发明地现在将详细地对一个实施进行引用。出于清晰的目的，在此描述的实施例引用术语“流体”，其指的是气体、液体以及具有固体集合的液体溶液，以及任何的能够被合理地认为流动的材料。
[0021]参照图1，通过非限制的并且与本发明的实施例一致的例子，示出了一个闸阀系统100。闸阀系统100包含阀体110，其具有在阀体110的相对的端部的一对法兰210、220。法兰210、220设计用于在法兰表面215、225上容纳例如但并不限于金属垫圈的法兰密封件(未示出)以使得闸阀系统100连接到具有法兰的其他元件。虽然这个实施例示出了法兰类型的连接，提供连接的其他方式在现有技术中也是已知的并且能够被设计为适合于阀体110和相关的设备。阀体110也具有顶部阀面115和底部阀面125以便依照要求连接附加的元件以形成闸阀系统100。闸阀系统100还包含第一阀帽130，其可移除地连接到阀体110的顶部阀面115。闸阀系统100也包含第二阀帽140，其连接到阀体110的底部阀面125。闸阀系统100还包含连接到第一阀帽130并且以轴承盖640保留的机械促动机构150和连接到第二阀帽140的检测机构160。本领域内技术人员将认识到多种商业上可用的检测机构可适用于闸阀系统100。
[0022]阀体110包含体孔200，其具有预定的体孔直径240，当闸阀系统100位于打开设置时流体可以通过该体孔，从而从而对于在法兰210与法兰220之间的流体的流动没有实质的限制。体孔200关于孔中心线120对称，其通过阀体110并且通过法兰210和法兰220。
[0023]阀体110也包含在腔中心线320周围的闸腔260。腔中心线320通过阀体110的中心并且通过顶部阀面115和底部阀面125。闸腔260关于腔中心线320对称并且设置为垂直于体孔200，因而允许闸400在阀体110内移动。
[0024]现在参照图2示出了阀体110的截面图，其中阀体110还包括坐槽280，其设置在具有体孔直径240的体孔200中并且邻近于闸腔260。坐槽280是圆柱形的，具有坐槽直径245并且关于孔中心线120对称。阀座300设置在坐槽280内。坐槽直径245具有基本上与阀座外直径310相应的大小从而阀座300设置在并且接合在坐槽280中。阀座还具有内直径320从而在阀座300中的开口基本上相应于体孔200。选择阀座厚度255从而闸400(图1中示出)与阀座300而不是阀体110相接合，但是其中阀座300基本上设置在坐槽280内。基于工作压力和接触或支承应力决定阀座300的大小。本领域内技术人员将能够相应地容易地匹配这样的大小。
[0025]本领域内技术人员将会理解，阀体110和用于形成闸阀系统100的相关的元件可以被设计为在偏置式孔中心线120和偏置式腔中心线320周围。但是，为了生产和装配的简单，本公开的一个实施例允许闸阀系统100基本上关于孔中心线120和腔中心线320对称。
[0026]现在参照图1，示出了闸阀系统100的横截面，阀体110被设计为具有满足需要的运行规范(包括但不限于AP16A)并且提供支持给诸如第一和第二阀座130、140 (分别地)以及闸140的相应结构的厚度。作为一个非限制的例子，经由例如但不限于盖螺栓180的紧固装置将第一阀帽130连接到顶部阀面115。在本实施例中，盖螺栓180经由第一阀帽130螺纹地接合到顶部阀面115。如本领域内技术人员所理解的，也能使用其他的紧固装置，例如但不限于盖螺栓180，其穿过通孔到阀体110的第一阀帽130和顶部阀面115中并且以螺母固定。此外，典型的是提供在第一阀帽130与顶部阀面115之间提供例如金属垫圈的密封件(未示出)以限制流体从闸阀系统100泄漏。类似地，如对于第一阀帽130所描述的，第二阀帽140可以连接到底部阀面125。
[0027]在进一步对图1的参照中，现在将要描述的是如何闸400能够在闸腔260内在打开设置于关闭设置之间移动。在一个实施例中，当闸400基本上到达第一阀帽130的内面部或第二阀帽140的内面部时，亦即当闸阀系统100在完全打开或完全关闭的设置时，闸400设计为肯定地停止。闸400包括闸孔430，其偏置式地基本上设置在闸400的一端部中。预先选择闸孔直径450从而当闸400在打开设置时，闸孔430将不会在闸阀系统100中阻止流体的自由流动，其中闸孔430基本上与体孔200对齐。典型地，闸孔直径450设计为基本上相同于体孔直径240。当闸孔430移动到相对于体孔直径240的一个位置从而流体通过闸阀系统100的流动实质上减少或消除时，闸阀系统100也能够被定位在关闭设置。这个关闭设置通过使闸400在闸腔260内沿垂直于体孔200的方向的一个方向移动适当的量完成，从而当闸400与阀座300接触时(在图2中示出)，其与阀体110交叉并且实质上减少或消除流体在法兰210与法兰220之间的流动。
[0028]图1也示出了第一阀杆410和第二阀杆420，其连接到闸400。第一阀杆410还连接到机械促动机构150，其中手轮620能够被旋转以引起第一阀杆410、闸400和第二阀杆420穿过闸腔260到阀体110中。第二阀杆420在结构和功能上设计为基本上类似于第一阀杆410。
[0029]手轮620连接到第一阀杆410并且在滚珠丝杠传动组件630内旋转，以便在阀盖130和闸腔260内提高和降低第一阀杆410和闸400。手轮620和滚珠丝杠传动组件630连接到非旋转的第一阀杆410。机械促动机构150由轴承盖640设置在阀盖130上，该轴承盖与螺纹阀盖顶部650接合并且将机械促动机构150定位和保持在闸阀系统100中。机械促动机构150能够由液压传动促动机构、电机促动机构或一些其他器件代替以便分别地移动第一和第二阀杆410、420以及在闸腔260内的闸400。[0030]在对图1的进一步参考中，第一阀盖130还包括阀盖孔170以容纳第一阀盖410。填充材料415设置在第一阀杆410与阀盖孔170之间以限制流体从闸阀系统100内泄漏。如对于第一阀杆410和第一阀盖130所描述的那样,第二阀杆420以基本上相同的方式设置在第二阀帽140内并且连接到闸400。特别是，第二阀帽140也以如对于第一阀杆410所描述的那样基本上相同的方式提供用于第二阀杆420的阀盖孔170。第一阀杆410能够与机械促动机构150联接(interface)，而第二阀杆420能够用于在闸阀系统100内集成检测机构160，从而闸400在闸腔260内的相对位置能够通过所连接的第二阀杆420在检测机构160内的相对位置被检测到。本领域内技术人员将认识到，作为一种选择，如果检测机构160未被使用或者不需要第二阀杆420，那么能够使用适合的第二阀盖，亦即没有用于第二阀杆420的阀盖孔170的第二阀盖，或者不同于第一阀盖130的第二阀盖。
[0031]现在参照图3a，描述了闸400的横截面的示意图并且具体地描述了第一阀杆410到闸400的连接，该闸400具有第一闸面部435和第二闸面部445。第一阀杆410通过舌榫(tongue) 480连接到闸400，该舌榫设置在形成在闸400中的阀杆槽470中。该舌榫480具有预定的厚度，其基本上与阀杆槽470相同但是允许在阀杆槽470内舌榫480的插入。阀杆槽470与闸通孔495相结合形成闸凸缘490。在第一阀杆410的侧上的阀杆肋485被形成以接触闸400的顶部以提供对于在闸400上的第一阀杆410的支持并且将舌榫480定位在阀杆槽470内。
[0032]参照图3B，描述了具有第一闸侧455和第二闸侧465的闸400，阀杆设计为具有阀杆通孔500以便当舌榫480插入到阀杆槽470中时与相应的闸通孔495对齐。一旦对齐，销505用于通过将舌榫480附加到闸凸缘上来将第一阀杆410附加到闸400。销505的一个端部经过闸的一侧上的凸缘部分、经过阀杆通孔500并且经过在闸400的相对侧上的凸缘部分。销505足够长以便穿过闸400的整个厚度而同时允许闸400没有干扰地穿过闸腔260。类似的销和凸缘连接能够用于以其相应的阀杆舌榫和槽将第二阀杆420连接到闸400的底部分。
[0033]如上所述，使第一阀杆410联接到闸400的销505和闸凸缘490机构，加工上相对简单，并且提供一些益处。销505和闸凸缘490机构允许闸400在闸腔260中自由浮动，这有利于阀的密封整体性。再者，这种设计也是机械稳定的，因为销505和闸凸缘490组件具有公差的设计以保持在剪力下的部件从而将弯曲力矩传递到销。
[0034]闸400也包括在闸400的弯曲的顶部上的半径周长440。在本实施例中，半径周长440的曲率半径直接与闸宽度405有关，其选择成容纳闸孔430的尺寸，并且被反映在闸孔直径450中。此外，也参照图2，闸宽度405也容纳阀座300的宽度，其是阀座外直径310与阀座内直径320之间的差。阀座内直径320基本上与闸孔直径450相同。因此，闸宽度405基本上等于阀座外直径310。如对于本领域内技术人员来说显然的是，闸宽度405可以被设计得更大，例如，如果使用特别细的阀座300或者需要更多的闸区域来遮盖阀座。但是闸400没有显著小于阀座外直径310的闸宽度405。这允许闸400足够地接触阀座300，从而当闸阀系统100在关闭设置时，在闸400与阀座300之间的密封件基本上完全防止从阀体110内的一个区域到另一区域的泄漏。因此半径周长440的曲率半径与闸宽度405有关，其又与阀座外直径310有关。
[0035]现在参照图1，第一阀盖130具有圆顶样的结构，其中内侧圆顶520的曲率半径相应于闸400的一端部的半径周长440。该阀盖还具有阀盖外表面525。通过建立圆顶样的结构，第一阀盖130提供了具有基本上最优的强度重量比的设计。实际上，本实施例的第一阀盖130提供了这样的机械强度以满足制造规范而使用最少量的材料。闸400和第一阀盖130的公开的设计促成了具有相比于以前的设计减少的表面面积并继而少的材料和重量的这些元件。如进一步在图1中所示出的，第一阀盖130具有外围，其在面积上足以提供对于在阀盖外表面525上的盖螺栓180的支持并且在面积上足以提供对于在阀体110与第一阀盖130之间的密封件(未示出)的支持。
[0036]闸400在闸400的顶部具有半径周长440并且分别地具有第一和第二阀盖130、140的球形设计，分别减少了在第一和第二阀盖130、140内碎屑的容纳。通过分别具有球形的第一和第二阀盖130、140，碎屑，例如流体溶液内的固体可以容易地分别流出第一和第二阀盖130、140，因为在碎屑能够变得截留的地方具有最小的连接接口。再者，球形的设计提供了基本上光滑的表面，其中在流体流过闸阀系统100时碎屑流出。而且，在闸400在闸腔260内在打开与关闭设置之间移动时，闸400的半径周长440使闸能够朝内侧圆顶520的边缘排放碎屑。
[0037]现在参照图1，如上所述，闸阀系统100设计为对称的。特别地，阀体110关于孔中心线120对称，而第一阀盖130关于腔中心线320对称。再者闸阀系统100也关于孔中心线120对称。同样地，以与第一阀盖130基本上类似的方式设计第二阀盖140，并且第一阀盖130与第二阀盖140是可互换的。再者，第一阀杆410基本上类似于第二阀杆420，不仅在于与闸400的连接方式，还在于与第一和第二阀盖130、140各自的相互作用，从而第一阀杆410与第二阀杆420是可互换的。再者，第一和第二阀杆410、420分别地基本上类似地连接到机械促动机构150和检测机构160，使得它们也是可互换的。再者，因为第一阀盖130基本上类似于第二阀盖140，所以机械促动机构150或检测机构160能够连接到第一阀盖130或者第二阀盖140。
[0038]在另一实施例中，两个促动机构能够在相同的时间用在闸阀系统100中。示例性的而非限制性的，机械促动机构150能够连接到第一阀盖130，而液压传动促动机构(如关于图5示出和详细说明的)能够连接到第二阀盖140。这样的设置在液压传动促动机构用作首要促动机构而机械促动机构用作备用(override)促动机构的地方是有益的。因为闸阀系统100的对称的性质，随闸阀系统100的实施例使用的促动机构在第一阀盖130与第二阀盖140之间是可互换的。本领域内技术人员将认识到这个能力并不由促动机构的类型(例如机械的、液压的、机动的)的限制。
[0039]如对于本领域内技术人员明显的是，对称的构造在元件的模具和库存方面提供了制造的益处。通过具有对称的构造，不同的元件的数量能够被减小并且对于制造这些元件所需的模具最小化。再者，元件的库存并且继而原材料的消耗也能够随着对称的设计最小化，因为相同的部件例如第一和第二阀杆410、420，或第一和第二阀盖130、140各自能够用于不仅仅一个功能。也就是说，第一阀杆410与第二阀杆420是可互换的。同样地，第一阀盖130与第二阀盖140是可互换的。而且，因为这些部件是可互换的并且因为阀体110是对称的，所以装配时间减少了，因为不正确的装配的可能性下降了一当阀体110不具备第一和第二阀杆410、420，以及第一和第二阀盖130、140各自所需的定向或优先的连接时。本领域内技术人员也将理解不管在现场还是在车间在制造和维修期间元件的可互换性的益处。[0040]现在参照图4，示出了阀体110中的闸腔260。闸腔260示出为位于顶部阀面115与底部阀面(未示出)之间。该闸腔也示出为垂直于两个法兰210、220的方向。闸腔260被加工为基本上矩形的通道，其相应于自由穿过闸腔260的闸400的大小。闸腔260由阀体110的基本上平行的内侧壁105限定。具有基本上类似于闸400的横截面大小的闸腔260的大小允许使用薄的阀座300。矩形的闸腔260防止在闸阀系统100在满服务压力和温度的运行期间阀座的偏转和变形。这样的设计还减少了元件面部的磨损。
[0041]在图1中示出的机械促动机构150容易与其他促动机构互换。现在参照图5，液压促动机构155与第一阀盖130和第二阀盖140接合。在很多实例中，液压促动机构155可以不设计为直接替代机械促动机构150。在这样的实例中，可能需要联接元件完成替换。本领域内技术人员将理解到产生于对于机械促动机构150所公开的闸阀系统100的对称设计的益处应用于液压促动机构155以及其他促动机构。
[0042]仍参照图5，描述了液压促动转接器660，其联接在阀盖130与液压促动机构155之间。液压促动转接器660转换两个部件之间的螺纹并且提供用于液压延伸杆670的支持和间隔。因为液压促动机构155可能是一个标准的元件，其未被制造成直接连接到第一阀杆410，所以液压延伸杆670提供了联接器件以便将第一阀杆410与液压促动机构155连接。液压促动转接器660连接到螺纹阀盖顶部650和底端部接头680，通过该底端部接头680液压延伸杆670与液压促动机构155中的液压活塞690联接。液压延伸杆670通过活塞转接器695连接到液压活塞690，该活塞转接器695具有转接器销和凸缘机构700。促动气缸710连接到底端部接头680和顶盖720，其具有用于升杆730的通孔，该升杆730坐落于促动气缸710上并且螺栓连接到促动气缸710。本领域内技术人员将理解到，联接元件的设计诸如液压促动转接器660和液压延伸杆670是相关的并且一起运行以连接液压促动机构155与作为闸阀系统100的部件的顶部阀盖130。
[0043]正如机械促动机构150那样，液压促动机构155运行通过在闸腔260内平移闸400来打开和关闭闸阀系统100。当机械促动机构150利用滚珠丝杠机构时，液压促动机构155通过应用液压到液压活塞690来移动闸，该液压活塞690的运动通过液压延伸杆670和第一阀杆410被传递到闸400。当液压被应用到液压活塞690的顶部，闸400向下移动，到达关闭设置。当液压被应用到液压活塞690的底部，闸400向上移动，到达打开设置。
[0044]以液压促动机构155替代机械促动机构150并不需要进入闸阀系统100的内部区域。拆卸和连接的这些元件并不接触流体打算在阀中流动的区域。另外流体承载力和闸阀系统100的整体性在转换期间没有受损。因此，当闸阀系统100在运行时，这个过程也可以进行。从液压促动机构155到机械促动机构150的转换基本上与从机械促动机构150到液压促动机构155的转换相反。该转换涉及移除促动气缸710、将液压延伸杆670从液压活塞690拆开、移除液压促动转接器660和将液压延伸杆670从第一阀杆410拆开。然后，直接连接到第一阀杆410的机械促动机构150与轴承盖640连接，如在图1中所示出的那样。
[0045]闸阀系统100设计为满足工业规范。例如在油气工业中闸阀系统100可能需要符合API6A规范以及由美国腐蚀工程师协会(NACE)和美国机械工程师协会(ASME)提出的规范。对于本领域内技术人员来说清楚的是，用于制造闸阀系统100的材料依赖于闸阀系统100的尺寸和用在闸阀系统100中的流体。闸阀系统100的尺寸及其整体元件围绕体孔直径240设计。体孔直径240决定阀体110的尺寸、闸孔直径450、阀座外直径310、闸400的宽度、闸腔260的维度、第一和第二阀盖130、140各自的尺寸和曲率，以及第一和第二阀杆410、420各自的维度。在油气工业中，大约4英寸至7英寸的体孔直径240是典型的。但是，具有更大的体孔直径240也是平常的，例如但不限于16英寸。
[0046]如前文中提到的，闸孔直径450基本上类似于体孔直径240以便当闸阀系统100在打开设置时防止限制流动。也如前文解释的，闸400的大小依赖于阀座外直径310，其与闸孔直径450有关。该第一和第二阀杆410、420能够分别地将闸400从打开位置移到关闭位置。该第一和第二阀杆410、420也分别地具有机械强度以便可靠地将闸400平移到闸腔260中。第一和第二阀盖130、140各自的尺寸以及内侧圆顶520的曲率与阀体110的尺寸有关。第一和第二阀盖130、140分别地连接到阀体并且容纳闸400的半径周长440，其与闸宽度405有关。第一和第二阀盖130、140也分别地容纳第一和第二阀杆410、420各自的移动和闸400的移动。最后用于阀体110中的材料厚度足以满足规范，例如压力要求。本领域内技术人员将认识到本发明并不限于闸阀的任何尺寸并且对大小的引用仅仅作为在油气工业中典型的闸阀系统100的示例性的公开提供。
[0047]想要用于闸阀系统100中的流体材料的腐蚀性能以及指定的压力等级在确定利用来形成闸阀系统100的材料中起作用。在油气工业中，一般的腐蚀流体包括二氧化碳、氯化物、甲烷和硫化氢。对于使闸阀系统100用于这样的流体的应用来说，闸阀系统100能够由已知的耐腐蚀材料诸如这些具有高镍含量的材料制造。示例的并且非限制的材料可以包括因科镍合金(例如因科镍625)、复合钛或其他复合物质。在具有较小的尺寸的闸阀系统100中，整个闸阀系统100可以由耐腐蚀材料制造。但是随着闸阀系统100变得更大，仅仅使用这样专门的耐腐蚀材料来制造闸阀系统100可能在经济上是不合算的。在这样的情况下，标准的材料诸如AISI4130可以用作外部材料，其提供支持给阀体110并分别地提供支持给第一和第二阀盖130、140。为了满足耐腐蚀规范，基于镍的材料可以镶嵌在体孔200、第一和第二阀盖130、140各自、第一和第二阀杆410、420各自、闸400和阀座300内，以及与腐蚀性流体接触的其他区域。再者，可能有利的是，在闸阀系统100中使用多于一种耐腐蚀材料。例如，材料PTFE也称为铁氟龙的材料可以用于阀座。材料的选择是通常由本领域内技术人员已知和应用的设计和可制造性决定并且不限制本发明。本领域内技术人员将认识到，本发明并不限于任何特定的材料并且对材料的引用仅仅作为在油气工业中典型的闸阀系统100的示例性的公开提供。
[0048]本领域内技术人员应该领会到，在未脱离其中广泛的发明构思的条件下能够对上述实施例进行修改。因此，应该理解为，在此公开的本发明并不限于公开的特定实施例，但是目的是覆盖在由所附的权利要求限定的本发明的精神和范围内的改型。
【权利要求】
1.一种闸阀系统,包括: 阀体，其具有允许流体通过所述阀体的孔，所述阀体还具有腔，其由基本上平行的阀体内壁限定； 闸，其可操作地设置在所述腔内，其中所述闸具有允许流体通过的通道，其中所述闸的至少一个端部由半径周长限定； 阀盖，其可移除地耦合到所述阀体的面部，其中所述阀盖的内侧的部分包含弯曲的表面，其适合于与所述由半径周长限定的所述闸的所述至少一个端部配合；以及 促动机构，其可操作地定位并且可移除地经由在所述阀盖中的通孔连接至所述闸，由此所述促动机构实现所述闸的足够的平移移动以便基本上允许或基本上阻止流体在所述系统中流动。
2.如权利要求1所述的闸阀系统，其特征在于，所述闸还包括基本上平行的第一和第二面部以及基本上平行的相对的侧部分。
3.如权利要求1所述的闸阀系统，其特征在于，所述腔是基本上矩形的通道，其配置为允许所述闸的平移。
4.如权利要求1所述的闸阀系统，其特征在于，所述阀体基本上关于通过所述孔的中心线对称。
5.如权利要求1所述的闸阀系统，其特征在于，所述闸的两个端部具有半径周长。
6.如权利要求1所述的闸阀系统，其特征在于，所述阀盖的所述内侧是拱形的凹圆顶。
7.如权利要求1所述的闸阀系统，其特征在于，所述闸阀系统还具有第二阀盖，其可移除地耦合到所述阀体的第二面部，其中所述第二阀盖的内侧的一部分包含弯曲的表面，其适合于与所述闸的具有半径周长的所述至少一个端部配合。
8.如权利要求7所述的闸阀系统，其特征在于，所述第二阀盖的所述内侧是拱形的凹圆顶。
9.如权利要求1所述的闸阀系统，其特征在于，所述闸阀系统还具有检测机构，用于提供所述闸在所述阀体内的位置的用户指示。
10.如权利要求7所述的闸阀系统，其特征在于，所述闸阀系统还具有检测机构，其可操作地定位并且经由在所述第二阀盖中的通孔可移除地连接到所述闸，由此，所述检测机构提供所述闸在所述阀体内的位置的用户指示。
11.如权利要求10所述的闸阀系统，其特征在于，所述检测机构和所述促动机构的安装与所述阀盖和所述第二阀盖可操作地可互换。
12.如权利要求1所述的闸阀系统，其特征在于，所述促动机构选自包含机械促动机构、液压促动机构和机动促动机构的组。
13.如权利要求7所述的闸阀系统，其特征在于，所述促动机构选自包含机械促动机构、液压促动机构和机动促动机构的组。
14.如权利要求13所述的闸阀系统，其特征在于，所述闸阀系统还具有第二促动机构，其中所述第二促动机构选自包含机械促动机构、液压促动机构和机动促动机构的组，其中所述第二促动机构可操作地定位并且可移除地经由在所述阀盖中的通孔连接至所述闸，由此，所述第二促动机构实现所述闸的足够的平移移动，以便基本上允许或基本上阻止流体在所述系统中流动。
15.如权利要求1所述的闸阀系统，其特征在于，所述促动机构是可移除的，而不会实质上影响所述阀盖的密封能力。
16.如权利要求9所述的闸阀系统，其特征在于，所述检测机构是可移除的，而不会实质上影响所述第二阀盖的密封能力。
17.—种用在流体控制系统中的闸装置，所述闸包括: 板，其具有从所述板的第一平面面部到第二平面面部延伸穿过所述板的通道，其中所述第一平面面部和所述第二平面面部基本上是平行的，所述板包括: 由半径周长限定的至少一个端部；以及 两个基本上平行的相对的侧部分，由此当在所述流体控制系统内在打开和关闭位置之间平移时，所述闸控制流体在所述系统内的流动。
18.如权利要求17所述的闸，其特征在于，所述板具有两个由半径周长限定的端部。
19.如权利要求17所述的闸，其特征在于，由半径周长限定的所述至少一个端部具有凸缘组件，其中所述凸缘组件包括: 在所述闸中的槽，其设置在由半径周长限定的所述至少一个端部中，其中所述槽产生两个相对凸缘；并且 其中每个相对凸缘都包括与在相对的凸缘中的孔基本上对齐的孔；以及 销，其适合于通过所述两个相对凸缘用于保持阀杆。
20.如权利要求19所述的闸，其特征在于，所述闸的每个端部都具有凸缘组件。
21.权利要求19中的凸缘组件，还包括阀杆，其具有带有孔的舌榫，其适合于与在由所述闸的半径周长限定的一个端部的槽配合，其中所述销适合于穿过所述阀杆和相对凸缘，使得所述阀杆保留在所述相对凸缘之间。
22.一种用于流体控制系统的闸阀阀盖，包括: 壳体，其具有通孔，用于允许阀杆的通过，所述阀杆耦合到闸，所述闸具有由半径周长限定的至少一个端部，使得所述通孔被密封以便限制在所述流体控制系统中流体的泄漏，所述壳体还包括: 在所述壳体内的内侧部分，其中所述内侧部分包括适合于与所述闸的所述一个端部配合的弯曲的表面，其中所述闸具有至少一个端部，其具有基本上相配的配合的半径周长用于与弯曲的表面的匹配；以及 基本上平的面部，其与在流体控制系统的所述阀体上的相配的面部密封地配合以限制流体在所述流体控制系统内的泄漏。
23.如权利要求22所述的闸阀阀盖，其特征在于，所述壳体的所述内侧包含拱形的凹圆顶。
【文档编号】F16K31/44GK103982668SQ201310470060
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年2月7日
【发明者】埃尔纳尼·G·德欧卡姆珀, 罗伯特·Y·琼斯, 霍瓦特·巴拉日, 亨利·O·托海尔, 瑞奇·D·奈特, 梅尔文·B·麦迪纳 申请人:Zp因特莱茨有限责任公司