用于过程控制阀的挠性密封件的制作方法

专利名称：用于过程控制阀的挠性密封件的制作方法
技术领域：
本公开总体上涉及密封件，具体而言，涉及用在过程控制阀上的挠性密 封件。
背景技术：
通常，在诸如油气管道分布系统和化工厂等工业过程中，对过程控制流 体进行控制是必要的。在一些工业过程中，蝶阀用于控制过程流体的流动。 通常，诸如压力条件、操作温度和过程流体等工业过程条件，决定了包括可 使用的蝶阀密封件的类型在内的阀部件的类型。
已知蝶阀50的一部分示于图1中。蝶阀50 (例如，其可为由密苏里州 圣路易斯的爱默生过程控制有限公司的分部费希尔(Fisher )制造的8510 阀)利用聚四氟乙烯(PTFE)密封件。在典型的PTFE密封件中，PTFE密 封环52被紧固在阀体54中。当阀50被关闭时，PTFE密封环52与盘56接 触以在其间形成密封。诸如图1所示的PTFE密封件比金属密封件提供更佳 的密封性能，并提供相对较长的密封寿命。PTFE密封件还提供将盘(例如， 盘56)与密封件(例如，密封环52)分离所需的转矩量的减少，然而仅限 于将密封件暴露于低于450华氏度的温度下的过程应用。
石墨层状密封件(例如使用在图2的蝶阀中的密封件62)也是已知的。 图2的石墨层状密封件62通常用于被称为三偏心阀的蝶阀中。与传统的双 偏心阀相比，三偏心阀通常在阀轴(未示出)的旋转中心与盘64的旋转中 心之间具有更大的偏移。随着盘64移进和移出底座66,该偏移导致盘64 和密封件62沿偏心路径行进，从而在闭合过程中基本减少膨胀石墨层状密 封件62与底座66的接触区域。与双偏心阀进一步的区别在于，三偏心阀 60的盘64的横截面为通常椭圆形而不是圆形，从而在接近闭合时进一步减 少密封件62与底座66之间的接触面积。众所周知，三偏心阀60被设置为， 当盘64与密封件62^^皮离开阀座(即，当打开或者关闭时接近底座66的操 作)时，通过减少密封件62与底座66之间的接触面积或者接合面积来减小 任意应用(例如，节流或者开关)中的磨损。
通常，密封件62与盘64刚性相连，并且，底座66与阀体68整体形成。 由于驱动盘64和密封件62进入和远离底座66以确保紧密关闭所需的高转 矩，因此诸如图2所示的三偏心设计是不利的。另外，这种类型的密封件难 以维护。例如，如果对与主体68整体形成的底座66造成任何损坏，阀体 68也需要修理或者替换。
传统上金属密封件也一直用于蝶阀中。 一种这样的金属密封件(如图3 所示的阀70的一部分所示)用在同样由密苏里州圣路易斯的爱默生过程控 制有限公司的分部费希尔制造的8510阀中。在图3所示的密封件中，悬臂 式金属密封环72与盘74接触以在其间形成密封。金属密封件很好地适用于 高温和高压的过程应用中，但是通常更易于磨损，从而需要更多的维护并导 致更高的成本。
曾经做过很多尝试，来结合先前所述的已知密封件类型中的至少两种类 型的特性。 一种这样的尝试示于图4中，该图示出了由俄亥俄州的辛辛那提 州的苏莫斯(Xomox )制造的带有防火密封件的阀80的一部分。图4中 所示的防火密封件结合了 PTFE密封件和金属密封件的元件。如图4所示， 第一 PTFE密封件82被保持在第二金属密封件86的容纳通道84内。该防 火密封件由密封环保持件90保持在阀体88内，并被设置为，通过阀体88 内的保持力，该防火密封件的预载荷在金属密封件86中形成与贝氏垫圈的 弯曲部或者挠曲部类似的弯曲部或者挠曲部92。该预载荷产生弹簧力，从 而当盘94与密封件接触时，该弹簧力驱使防火密封件与盘94接触，并在 PTFE密封部件82与盘94之间形成流体密封。在#:作中，第一 PTFE密封 部件82是可损耗的。例如，在围绕PTFE密封部件82的温度超过450华氏
度的情况下，PTFE部件82可被损耗(即，被升华或者被烧毁)，但是由挠 曲部92提供的弹簧力使金属密封件86与盘94接触，以保持其间的流体密 封。然而，图4所示的防火密封件的类型易于在挠曲部92处疲劳破坏。

发明内容
根据一个示例， 一种用在蝶阀上的密封件包括基本挠性环形承载架，所 述承载架被设置为固定在所述蝶阀内并围绕位于其中的流动控制孔。所述密 封件还包括基本刚性密封环，所述密封环具有固定至所述基本挠性承载架的 外圆周面，和被设置为与控制元件密封接合的内圆周面，其中所述控制元件 可操作地与所述流动控制孔相互作用。
根据另一示例， 一种用在蝶阀上的密封件包括基本挠性环形承载架，所 述承载架被设置为固定在所述蝶阀内并围绕位于其中的流动控制孔。所述密 封件还包括与所述承载架相连的卡座和基本刚性密封环，所述密封环固定在 所述卡座内，并具有被设置为与控制元件密封接合的内圆周面，其中所述控 制元件可操作地与所述流动控制孔相互作用。
根据又一示例， 一种用在蝶阀上的密封件包括基本挠性环形密封部件， 所述密封部件被设置为固定至所述蝶阀的主体部分并围绕其中的流动控制 孔。所述示例性密封件还包括密封环，所述密封环被设置为固定至流动控制 元件，所述流动控制元件控制通过所述流动控制孔的流体流动。所述密封环 为层状结构，所述层状结构具有被设置为与所述挠性环形密封部件密封接合 的外圆周面。
根据另一示例， 一种可用作密封件的多层材料包括第一金属层，固定至 所述第 一金属层的第 一膨胀石墨层，和固定至所述第 一膨胀石墨层的聚合物 层。


图1为已知PTFE蝶阀密封件的一部分的横截面图。
图2为用在三偏心蝶阀中的已知石墨层状密封件的一部分的横截面图。 图3为用在蝶阀中的已知金属密封件的一部分的横截面图。 图4为结合金属密封件和PTFE密封件特性的已知蝶阀密封件的一部分 的横截面图。
图5为包括示例性密封件的蝶阀的一部分的横截面图，该示例性密封件
具有固定至挠性密封承载架的刚性密封环。
图6为图5的示例性密封环和密封承载架的放大横截面图。
图7为可用于实现图5的示例性密封件的可替代密封件结构的放大横截面图。
图8为可用于实现图5的示例性密封件的另一可替代密封件结构的放大 横截面图。
图9为包括将密封环相连至挠性密封承载架的卡座的蝶阀的一部分的 横截面图。
图10为示出了将密封环相连至挠性密封承载架的可替代卡座的图9的 蝶阀的一部分的横截面图。
图11为包括盘上的示例性石墨层状密封环的蝶阀的一部分的横截面图。
图12为图11的示例性密封环的放大图。
图13为进一步包括示例性密封加强件的图11的示例蝶阀的一部分的横 截面图。
图14为图13所示的示例密封加强件的俯^f见图。
图15为可用在蝶阀内的另一可替代密封环卡座和挠性承载架结构的横 截面图。
具体实施例方式
图5为示例性蝶阀100的一部分的横截面图。图5所示的蝶阀100例如 可用于在较大温度范围内控制诸如天然气、油、水等过程流体。如图5所示，
蝶阀100包括盘102 (例如，可移动的流动控制元件)，在该盘处可能出现 相对较高压力的流体。蝶阀100还包括阀体104和与阀体104相连的保持件 或者保护环106。保护环106保持密封件110，以在盘102与密封件110之 间形成流体密封。
盘102通过阀轴(未示出)安装在阀100内。为了控制通过阀100的过 程流体的流动，控制阀仪器(未示出)可操作地连接至阀100，并通常响应 来自过程控制器的控制信号将气动信号提供至阀致动器(未示出)，其中过 程控制器可以为分布式控制系统的一部分(均未示出)。阀致动器与阀轴相 连，并且随着气动信号驱动阀致动器，阀轴和与其相连的盘102旋转，以使 盘102的成型边111以与控制信号成比例的角度相对于密封件IIO设置(例 如，在打开位置)。盘102也可旋转至闭合位置(例如，盘102的成型边 111可与密封件IIO接触)，以形成流体密封。换言之，当盘102旋转至闭 合位置并接触密封件110时，在盘102与密封件IIO之间形成流体密封。密 封件IIO可被设置为具有与盘102的平均直径形成干涉配合的内直径。
另外，保护环106被设置为提供能够更换密封件IIO的筒单维护，并防 止过程流体直接暴露于密封件110。图5所示的示例性夹紧设计(clamped design)通过在保护环106、阀体104与密封件110之间形成紧密接触而有 利地在这三者之间提供密封，以基本防止过程流体在保护环106与阀体104 之间流动(即，经过盘102的泄漏)。另外，衬垫(未示出)可邻近每个元 件、保护环106、阀体104和密封件UO设置，以提高密封性能。
图6为图5的示例性密封件110的一部分的方史大图。示例性密封件IIO 包括基本挠性承载架112，该承载架具有可向挠性承载架112施加挠性的例 如弯曲轮廓或者任意其它轮廓。示例性密封件110还包括基本刚性密封环 114，其具有与挠性承载架112接触的外圆周面113,以及被设置为与盘102 (图5)接触和密封接合的内圓周面115。挠性承载架112使基本刚性密封 环114能够在接近阀100闭合时基本随从盘102的运动。因此，当盘102受 到大的压降，并且盘102出现任意偏转或者运动时，密封件110可与盘102
一同运动以保持密封接触。挠性承载架112还在保护环106与阀体104之间 提供静态密封，以防止密封件110周围的泄漏。与一些已知的浮动设计 (floating design )相比，示例性密封件110为可独立控制承载架112的挠性 和环114的刚性的夹紧设计。
如图6所示，示例密封环114为分层结构。在图6的示例中，外层116 包括诸如金属的基本刚性或者比较刚性的材料。在一个具体示例中，外层 116由不锈钢制成。然而，也可用其它和/或另外的材料替代。外层116向密 封环114提供刚性，从而在盘(例如，盘102)与密封环114密封接合时能 够产生用于影响对盘102的密封所需的密封力。外层116的横截面(例如， 厚度或者横截面面积)可改变以调节密封环114的刚性。
邻近每一外层116的是一层相对较薄的膨胀石墨118,该膨胀石墨可利 用增强碳纤维材料实现。膨胀石墨118主要用于将设置在膨胀石墨层118之 间的中心层120结合或者固定至密封件110。中心层120提供主密封，并可 由诸如PTFE等聚合物制成。
在图6的所示示例中，利用诸如酚醛粘合剂等的粘合剂，在外层116与 膨胀石墨层118之间形成紧固结合。中心层120通过利用热压缩工艺结合至 膨胀石墨层118，在热压缩工艺中，高温使得中心层120通过形成机械结合 的高压缩载荷流入邻接表面(即，石墨层118)上的空隙中。在层116、 118 和120被结合后，额外的载荷被施加于密封环114以压缩膨胀石墨层118。 在一个示例中，膨胀石墨层118被压缩至例如其初始厚度的大约47%。膨胀 石墨层118的压缩提供初始的垫片压紧(gasket-seating)载荷，以防止操作 中通过膨胀石墨层118的泄漏或者渗漏。在一个示例中，可使用约每平方英 寸5，000磅的载荷压缩膨胀石墨层118。
在层116、 118和120被结合并且施加用于压缩膨胀石墨层118的载荷
之后，密封环114的外圆周面113与密封承载架112的平齐侧122相连。密
封环114可通过例如每一外层116处的激光焊接连接至平齐侧122。然而，
任意其它机械、冶金和/或化学固定技术可用于替代或者添加至该焊接中。
图7示出了可用作密封件110 (图6)的可替代的示例性层状膨胀石墨 密封件150。密封件150的许多特征与密封件110类似，只有少数差别。类 似于密封件110，密封件150也包括具有例如弯曲轮廓和平齐侧154的挠性 承载架152。该示例性密封件150包括刚性密封环156,该刚性密封环56具 有与挠性承载架152接触的外圆周面155，和被设置为与盘(例如，图5的 盘102)接触的内圆周面157。密封环156还包括多个层。外层158可由例 如不锈钢的金属制成。与示例性密封件110 (图6)相同，外层158向密封 环156提供刚性，从而当与盘密封接合时能够产生所需的密封力。外层158 的厚度可改变以控制密封环156的刚性。
外层158之间为三层膨胀石墨160,该膨胀石墨可利用增强碳纤维实现， 并与由不锈钢或者PTFE的金属或者聚合物形成的两层162交替相关。金属 或者聚合物层162可防止膨胀石墨层160中的石墨材料粘合和/或传递至盘 (例如，盘102)或者任意其它流动控制元件。当层162由聚合物制成时， 层162可提供润滑，以防止从膨胀石墨层160至盘102的材料传递。当层 162由金属制成时，层162可提供刮削作用，以基本减少膨胀石墨层160至 盘或者其它流动控制元件的材料粘合。
层158、 160和162的连接方法取决于层162。当密封件150的层162 为聚合物层时，那么这些层可采用与上述的密封件110的层116、 118和120 类似的方式结合。当密封件150的层162为诸如不锈钢的金属层时，那么所 有的层可利用诸如酚醛粘合剂的粘合剂进行结合。另外，密封环156采用与 环H4连接至承载架112类似的方式连接至挠性承载架152,如参照图6所 述。
图8为可采用与示例性密封件IIO类似的方式用在图5的示例性阀100 中的示例性金属密封件180。该示例性密封件180包括具有适于提供挠曲部 的例如弯曲轮廓或者任意其它轮廓的挠性密封承载架182，以及具有内圓周 面186和外圓周面188的刚性密封环184。外圓周面188与密封承载架182 的平齐侧190相连。示例性密封环184由诸如不锈钢的金属制成。密封环
184的刚性是密封环184的横截面面积的函数。具体而言，密封环184的横 截面面积越大，密封环184的刚性越大。示例性金属密封件180能够利用适 于密封环184和承载架182的各种材料，举例而言，例如镍-铬合金或者其 它抗腐蚀材料。另外，适用于密封环184和承载架182的不同金属能够利用 适于承载架182的抗疲劳材料(例如，S31600 SST),以及利用适于密封环 184的抗磨损材料(例如，合金6)。与示例性密封件110和150类似，示 例性金属密封件180为可独立控制承载架182的挠性和环184的刚性的夹紧 设计。
在图6-8的示例性密封件110、 150和180中，由盘封接合(disc-seal engagement)提供的环向应力可使示例性密封件110、 150和180适应盘102 的形状，以在接近闭合的盘的运动过程中保持动态密封。盘102和/或密封 环114、 156和184可具有圆形和/或椭圆形形状。采用椭圓形的盘或者密封 环，盘102与密封件110、 150和180之间的干涉在阀轴上方或者邻近阀轴 的区域中可基本为零。
尽管上述的是椭圆形形状，但是该形状可从标准椭圆稍作修改，从而将 盘102与密封件110、 150和180之间的接触限制到最少的转动角度内。另 外，其它形状也可用于盘102和/或密封件110、 150和180，以优化盘102 的几何结构，从而满足具体应用的需要。
盘102的周界可被设计为在接近盘102的旋转轴线时与密封件110、 150 和180无干涉，而在与轴成90。的轴线以及中间的所有点时与密封件110、 150和180有所需适量的干涉。盘102的轮廓也可被设计为，当盘102被关 闭时，盘102的周界两侧上的干涉基本相同。这些设计选择可使盘102与密 封件110、 150和180之间的干涉能够仅发生在最少的闭合范围内，从而消 除或者最小化接近盘102的旋转轴线的区域中的磨损。在最少的转动角度内 产生的环向应力提供用于在接近旋转轴线的区域中获得密封所需的载荷。
图9显示了蝶阀200的一部分的横截面图，该蝶阀具有通过卡座204与 挠性密封承载架210相连的密封环202。阀200采用与上述的阀100基本相
似的方式操作。示例性卡座204由上部206和下部208组成。密封环202插 在上部206与下部208之间，上述部件;故压入配合直到组件坚实。卡座204 例如通过激光焊接连接至承载架210。然而，任意其它机械、冶金和/或化学 固定方法可用于替代或者添加至焊接。在图9的示例中，只有一种激光焊接 用于连接部件206、 208和210。在该示例中，承载架210的悬臂轮廓增大 了承载架210的挠性。尽管示例性承载架210与卡座204连接在接近卡座 204在法兰212下方的顶部，但是承载架210也可在不同位置与卡座204连 接。如果承载架210在不同位置(即，不同于图9所示的位置)与卡座204 连接，那么上部206和下部208的形状可^皮改变，以^吏部件206、 208和210 可用一种焊接来连接。
卡座204的上部206和下部208可由诸如不4秀钢等金属制成。密封环 202为与上述的任意分层结构相似的分层结构。另外，密封环202也可为诸 如膨胀石墨实体件的实体结构。
利用卡座204将密封环202与承载架210相连明显地增加了密封环202 的支撑。具体而言，由卡座204提供的增大的金属质量有助于将密封环202 的层保持在一起。由卡座204提供的支撑增大了密封件能够承受的载荷而不 会产生泄漏。
图10示出了具有可替代卡座252和承载架254的图9的示例性阀200 的横截面图。在该示例中，卡座252也具有上部256和下部258,但是上部 256和下部258的形状不同于图9的示例性卡座204的上部206和下部208 的形状。由于承载架254为基本扁平并连接至卡座252的较低部，所以上部 256和下部258的形状与图9所示的形状不同。因此，上部256上不需要法 兰。并且，与具有弯曲轮廓并从而需要模具的承载架210相比，承载架254 的扁平轮廓减少了与其制造相关的刀具加工成本。图9或图IO任一示例中 的阀200的部件的形状均可被设计和制造为与上述的阀100的那些部件的形 状基本类似。
图11为示例性蝶阀300的一部分的横截面图，该蝶阀300可类似于上
述的岡100和200。如图ll所示，蝶阀300包括盘302 (例如，可移动的流 动控制元件)，在该盘处可能存在相对较高压力的流体。蝶阀300还包括阀 体304和与阀体304相连的保护环306。保护环306保持挠性密封件310, 以在盘302与挠性密封件310之间形成流体密封。挠性密封件310可为与上 述的承载架112、 152、 182和210类似的沖压金属部件。然而，在该示例中， 挠性密封件310并不支撑密封环，而是用于形成对盘302的密封。
盘302包括上部312和下部314。上部312和下部314通过积4成紧固件 316(举例而言，例如，螺栓或者任意其它机械紧固件)连接或者夹紧。当 -陂夹紧时，上部312和下部314配合在一起并形成成型边318。密封环320 沿成型边318并在盘302的上部312与下部314之间i殳置。
密封环320放大显示在图12中。如图12所示，密封环320为与上述的 任意分层结构类似的分层结构。例如，外层322可包括诸如金属的基本刚性 或者比较刚性的材料。在一个具体示例中，外层322由不锈钢制成。然而， 也可使用其它和/或另外的材料替代。
邻近每一外层322的是一层相对较薄的膨胀石墨324,该膨胀石墨可利 用增强碳纤维材料实现。中心层326设置在石墨层324之间。中心层326可 由诸如PTFE等聚合物制成以提供润滑，从而防止石墨材料从膨胀石墨层324 传递至挠性密封件310或类似物。尽管在图11和12的示例性环中显示了两 个金属层322、两个膨胀石墨层324和一个聚合物层326，但是可替代使用 层322、 324和326的任意凄t目和/或組合。
密封环320的层322、 324和326采用与上述的分层结构类似的方式结 合。在层322、 324和326被结合并且施加用于压缩膨胀石墨层324的载荷 之后，密封环320被放置在盘302的上部312与下部314之间。盘302的部 分312和314然后通过紧固件316被夹紧在一起，从而将密封环320紧固或 者夹紧至盘302。上部312和下部314采用与图9和10中的卡座204和252 支撑其各自的密封件类似的方式支撑环320。盘302和挠性密封件310采用 与上述的盘102和密封件110类似的方式操作并形成密封。
图13示出了沿反向流动方向B具有增加的刚性的蝶阀300的一部分的 横截面图。如图13所示，密封结构305包括蝶阀300的保护环306和邻近 挠性密封件310的加强元件350。尽管加强元件350为基本挠性，但被设置 为用于沿反向流动方向B增加挠性密封件310的刚性(即，用作密封加强件)， 并被进一步设置为沿前向流动方向A不干涉挠性密封件310的运动(例如, 挠性密封件310的刚性沿前向流动方向A不受加强元件350影响)。如图 13所示，示例性加强元件或者密封加强件350纟皮i殳置在^f呆护环306与挠性 密封件310之间。在一些示例中，密封加强件350可能不固定至保护环306 和/或挠性密封件310。例如，密封加强件350可被夹紧或者夹持，而不是永 久地固定，在挠性密封件310与保护环306之间。因此，加强元件350被设 置为沿前向流动方向A具有一种刚性，而沿反向流动方向B具有另一种或 者不同的刚性。
本领域技术人员应理解，各种不同材料可用于实现密封加强件350。例 如，密封加强件350可由与形成挠性密封件310所用的材料类似的材料组成， 和/或由比挠性密封件310的材料具有相对提高的抗磨损和/或抗腐蚀的材料 制成。可替代地，由于密封加强件350不用像挠性密封件310那样与密封环 320保持滑动接触，所以密封加强件350也可由比挠性密封件310的材料具 有较低的抗磨损的材料组成。
如图14所示，密封加强件350可具有类似垫圈的形状，且内径352基 本等于挠性密封件310的内径。密封加强件350可具有足够大的外径354， 以使密封加强件350被牢固地夹紧在夹持部(例如，保护环306 )与挠性密 封件310之间。密封加强件350可为基本平面或者具有成型轮廓。该成型轮 廓可由弯曲部356和358形成。另外，密封加强件350可被设置为阻碍与挠 性密封件310接触的研磨介质，从而用作防护物以保护挠性密封件310不受 研磨介质的影响。
可替代地，密封加强件350可具有多个挠性悬臂元件，其中每个元件具 有被夹紧在挠性密封件310与保护环306之间的 一端，和延伸至挠性密封件
310的至少顶部360的另一端。所述多个悬臂元件可围绕挠性密封件310的 周界均匀隔开，和/或围绕挠性密封件310的周界以任意希望的结构隔开， 使得所述多个悬臂元件沿反向流动方向B基本均勻地增加整个挠性密封件 310的刚性。
返回见图13，随着沿反向流动方向B的流体压力被施加于位于闭合位 置的盘302,挠性密封件310沿反向流动方向B弯曲直到顶部360邻接或接 触密封加强件350。通过这种方式，密封加强件350用作挠性密封件310的 顶部360的挠性支撑。因此，密封加强件350沿反向流动方向B增加了挠性 密封件310的刚性，以防止挠性密封件310弯曲过大，使得盘302的成型边 318与挠性密封件310之间的流体密封不被损坏或者破坏。类似于密封加强 件350的部件也可添加至本文所述的任意其它示例中。
在图11和13的示例性阀300中，挠性密封件310与密封环320之间的 动态密封可利用由^f艮据图5所述的密封环320和盘302和/或挠性密封件310 的形状引入到挠性密封件310中的环向应力。进一步地，密封环320可采用 与根据图6-8的环114、 156和184所述的方式基本类似的方式设计和制造。
图15为可用于蝶阀的另一可替代密封环卡座和挠性承载架结构400的 横截面图。大体上，图15的结构400类似于图9所示的结构。如图15所示， 具有上部404和下部406的卡座402通过焊接部(例如，激光焊接)410固 定至挠性承载架408。密封环412被夹紧在上部404与下部406之间。密封 环412可利用本文所述的任意分层密封结构实现。与图9所示的密封件/承 载架结构相比，卡座402采用与密封环114、 156和184固定至其各自的承 载架112、 152和182类似的方式连接至挠性件408的平齐侧414。
尽管在本文中描述了某些制造示例方法、装置和产品，本专利的覆盖范 围并不限于此。相反，本专利覆盖完全属于所附权利要求书范围内的文字上 的或者是等同原则下的所有制造方法、装置和产品。
权利要求
1、一种用在蝶阀上的密封件，所述密封件包括基本挠性环形承载架，其被设置为固定在所述蝶阀内并围绕其中的流动控制孔；以及基本刚性密封环，其具有被固定至所述基本挠性承载架的外圆周面，和被设置为与一控制元件密封接合的内圆周面，其中所述控制元件可操作地与所述流动控制孔相互作用。
2、 如权利要求1所述的密封件，其中所述基本刚性密封环包括第一金 属层。
3、 如权利要求2所述的密封件，其中所述第一金属层包括不锈钢。
4、 如权利要求2所述的密封件，其中所述基本刚性密封环包括与所述 第 一金属层相连的第 一膨胀石墨层。
5、 如权利要求4所述的密封件，其中所述基本刚性密封环包括与所述 第 一膨胀石墨层相连的聚合物层。
6、 如权利要求5所述的密封件，其中所述基本刚性密封环包括第二金 属层和第二膨胀石墨层，其被设置为使得所述聚合物层被设置在所述第一与 第二膨胀石墨层之间，并且，所述第一和第二膨胀石墨层分别邻近所述第一 和第二金属层。
7、 如权利要求4所述的密封件，其中所述基本刚性密封环包括第二膨 胀石墨层和第二金属层，其中所述第一和第二膨胀石墨层均被设置在所述第 一与第二金属层之间。
8、 如权利要求7所述的密封件，其中所述基本刚性密封环在所述第一 与第二膨胀石墨层之间包括另外的金属层。
9、 如权利要求1所述的密封件，其中所述基本刚性密封环通过焊接固 定至所述基本挠性承载架。
10、 如权利要求1所述的密封件，其中所述内圆周面具有椭圆形状。
11、 如权利要求1所述的密封件，其中所述基本挠性承载架具有椭圓形状。
12、 如权利要求1所述的密封件，其中所述基本挠性承载架由金属制成， 并且，所述基本刚性密封环由不同金属制成。
13、 一种用在蝶阀上的密封件，所述密封件包括基本挠性环形承载架，其被设置为固定在所述蝶阀内并围绕其中的流动 控制孔；与所述承载架相连的卡座；以及基本刚性密封环，其固定在所述卡座内，并具有被设置为与一控制元件 密封接合的内圆周面，其中所述控制元件可操作地与所述流动控制孔相互作 用。
14、 如权利要求13所述的密封件，其中所述卡座具有至少两个部分。
15、 如权利要求14所述的密封件，其中所述密封环紧固在所述卡座的 所述两个部分之间。
16、 如权利要求13所述的密封件，其中所述承载架具有弯曲的横截面 轮廓。
17、 如权利要求13所述的密封件，其中所述承载架具有扁平的横截面 轮廓。
18、 如权利要求13所述的密封件，其中所述卡座通过焊接与所述承载 架相连。
19、 如权利要求13所述的密封件，其中所述密封环为分层结构。
20、 如权利要求19所述的密封件，其中所述分层结构包括金属层、聚 合物层或者膨胀石墨层中的至少一种。
21、 如权利要求13所述的密封件，其中所述卡座保持所述密封环的形状。
22、 一种用在蝶阀上的密封件，所述密封件包括基本挠性环形密封部件，其被设置为固定至所述蝶阀的主体部分并围绕其中的流动控制孔；和密封环，其被设置为固定至一流动控制元件，所述流动控制元件控制通 过所述流动控制孔的流体流动，其中所述密封环为层状结构，所述层状结构 具有被设置为与所述基本挠性环形密封部件密封接合的外圆周面。
23、 如权利要求22所述的密封件，其中所述基本刚性密封环包括第一 金属层。
24、 如权利要求23所述的密封件，其中所述金属层包括不锈钢。
25、 如权利要求23所述的密封件，其中所述基本刚性密封环包括与所 述第一金属层相连的第一膨胀石墨层。
26、 如权利要求25所述的密封件，其中所述基本刚性密封环包括第二 膨胀石墨层和第二金属层，其中所述第一和第二膨胀石墨层均被设置在所述 第一与第二金属层之间。
27、 如权利要求26所述的密封件，其中所述基本刚性密封环在所述第 一与第二膨胀石墨层之间包括另外的金属层。
28、 如权利要求22所述的密封件，其中所述密封环被夹紧至所述流动 控制元件。
29、 如权利要求22所述的密封件，其中所述挠性环形承载架由金属制成。
30、 如权利要求22所述的密封件，其进一步包括基本挠性元件，所述 基本挠性元件邻近所述基本挠性环形密封部件，并被设置为沿多个流动方向 中的 一 个方向增加所述基本挠性环形密封部件的刚性。
31、 如权利要求30所述的密封件，其中所述多个流动方向中的所述一 个方向为反向流动方向。
32、 如权利要求30所述的密封件，其中所述基本挠性元件被设置为用 于保护所述密封部件不受研磨介质的影响。
33、 如权利要求30所述的密封件，其中所述基本挠性元件被设置为用 于响应沿所述多个流动方向中的一个方向的压力而与所述密封部件相接触
34、 一种用作密封件的多层材料，包括 第一金属层；固定至所述第一金属层的第一膨胀石墨层；和 固定至所述第一膨胀石墨层的聚合物层。
35、 如权利要求34所述的多层材料，其中所述第一金属层包括不锈钢。
36、 如权利要求34所述的多层材料，其中所述聚合物层包括PTFE。
37、 如权利要求34所述的多层材料，其进一步包括固定至所述聚合物 层的第二膨胀石墨层和固定至所述第二膨胀石墨层的第二金属层。
38、 如权利要求37所述的多层材料，其在所述第一与第二膨胀石墨层 之间进一步包括第三金属层。
39、 如权利要求37所述的多层材料，其中所述第二金属层包括不锈钢。
全文摘要
本发明公开了用于过程控制阀的挠性密封件。一种示例性公开的密封件，包括基本挠性的环形承载架(210)，其被设置为固定在蝶阀内并围绕其中的流动控制孔。所述密封件还包括基本刚性的密封环，其具有固定至所述基本挠性承载架的外圆周面(212)，和被设置为与控制元件密封接合的内圆周面(212)，所述控制元件可操作地与所述流动控制孔相互作用。
文档编号F16K1/226GK101365902SQ200680051619
公开日2009年2月11日 申请日期2006年11月9日 优先权日2005年12月21日
发明者哈里·切斯特·钱普林, 威尔伯·迪安·赫琴斯, 戴维·约翰·科斯特, 拉里·约瑟夫·韦伯, 特德·丹尼斯·格拉波, 贾森·吉恩·奥尔贝丁, 韦德·乔纳森·赫尔费 申请人:费希尔控制产品国际有限公司