專利名稱：具有高壓密封件及低壓密封件的閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于控制流體流動的閥，并且尤其是能夠在維修之間在較寬的壓力范圍內延長時間地運行的球閥。
背景技術：
球閥有多種缺點。球閥的密封能力在很大程度上依賴于在球體與密封件之間的預加載。球體通常由金屬制成并且密封件通常是位于閥的外殼內與球體接觸的較軟的彈性環。閥內的壓力越大，對于閥來說，預加載肯定越大以實現流體緊密封。大的預加載在密封件中導致大的應力。此外，如果在閥關閉時承受高壓，則因為球體響應于壓力在有限的移動范圍內自由移動，所以另外的應力施加在密封件上。球體因此被迫甚至更緊密地靠在密封件上。在這種持續的應力下，密封件趨于發生蠕變并且失去其彈性，由此失去其預加載以及對該密封件的使用，在低于閥所暴露到的高壓的壓力下的密封能力。另一缺點涉及操作該閥所需要的扭矩。大的預加載需要成正比例的大的扭矩，以實現閥的打開及關閉。此外，如果閥沒有操作延長的時間段，密封件將趨于粘附到球體。從而需要相當大的扭矩來操作閥，因為在閥中已經在密封件與球體之間形成結合。用于具有該條件的閥的初始操作扭矩可能是正常操作扭矩的3至4倍。對于不帶有齒輪致動器的大的人工操作的閥，不可能在不損壞其零部件的情況下操作閥。與在高的預加載下運動部件之間的磨損相關的這些問題導致閥的相對短的工作壽命，從而必須頻繁維護閥以避免泄漏。明顯需要可避免上述缺陷的球閥及其它類型的閥。
發明內容
本發明涉及一種用于控制流體的流動的閥。該閥包括具有入口和出口的外殼。閥關閉構件置于該外殼內。該閥關閉構件能夠在防止流體從入口到出口流動的關閉構型和容許流體從入口到出口流動的打開構型之間移動。該閥關閉構件包括當處于關閉構型中時以與出口面對的關系定位的密封表面。第一密封件置于外殼內、環繞出口。彈簧元件置于該外殼內。該彈簧元件將第一密封件偏壓成與密封表面接觸，以實現第一流體緊密封，直到在閥內達到第一流體壓力。響應于閥內的流體壓力，該彈簧元件允許第一密封件朝向出口移動靠在閥關閉構件上。第二密封件置于該外殼內、環繞出口。當閥內的流體壓力使關閉構件朝向出口移動并與第二密封件接觸時，第二密封件接觸密封表面，以實現第二流體緊密封， 直到閥內達到第二流體壓力。第二流體壓力高于第一流體壓力。在一個實施方式中，第一密封件包括第一環，以及第二密封件包括第二環。第一環可被第二環環繞，或者第二環可被第一環環繞。該彈簧元件可包括由彈性材料形成的0形環。在另一實施 方式中，第二環包括圍繞第二環周向地延伸的第一凸起部和第二凸起部。第一凸起部以間隔開的關系附連到第二凸起部，并且在第一凸起部與第二凸起部之間限定環狀腔。在該實施方式中，彈簧元件和第一環置于該環狀腔內。閥關閉構件可包括能夠轉動地安裝于外殼內的球體。該球體具有穿過其的導管， 當關閉構件處于打開構型中時，該導管能夠與入口及出口對齊。此外，當關閉構件處于關閉構型中時，該閥關閉構件的密封表面也以與入口面對的關系定位。第三密封件可置于外殼內、環繞入口，并且，第二彈簧元件置于該外殼內。該第二彈簧元件將第三密封件偏壓成與該密封表面接觸，以實現第三流體緊密封，直到在閥內高達第三流體壓力。響應于閥內的流體壓力，該第二彈簧元件允許第三密封件朝向入口移動靠在閥關閉構件上。第四密封件也可置于外殼內、環繞入口。當閥內的流體壓力使關閉構件朝向入口移動并進入與第四密封件接觸時，第四密封件接觸密封表面，以實現第四流體緊密封，直到閥內達到高于第三流體壓力的第四流體壓力。第三密封件可包括第三環，以及第四密封件可包括第四環。第三環可被第四環環繞，或者第四環可被第三環環繞。第二彈簧元件可包括由彈性材料形成的0形環。在另一實施方式中，第四環可包括圍繞第四環周向地延伸的第三凸起部以及第四凸起部。第三凸起部以間隔開的關系附連到第四凸起部，并且在第三凸起部與第四凸起部之間限定環狀腔。 彈簧元件和第三環置于由第三及第四凸起部限定的環狀腔內。閥關閉構件可包括能夠轉動地安裝于外殼內的球體。該球體具有穿過其的導管， 當關閉構件處于打開構型中時，該導管能夠與入口及出口對齊。本發明還涉及一種用于控制流體流動的閥。該閥包括具有第一及第二開口的外殼以及置于該外殼內的閥關閉構件。該閥關閉構件能夠在防止流體在第一開口與第二開口之間流動的關閉構型與容許流體在第一開口與第二開口之間流動的打開構型之間移動。該閥關閉構件包括當處于關閉構型中時以與第一開口面對的關系定位的密封表面。多個密封件置于外殼內。多個密封件至少包括置于外殼內、環繞第一開口的第一密封件，該第一密封件與密封表面接觸并實現第一流體緊密封，直到在閥內達到第一流體壓力，以及置于外殼內、環繞第一開口的第二密封件，該第二密封件接觸密封表面以實現第二流體緊密封，直到在閥內達到高于第一流體壓力的第二流體壓力。在一個實施方式中，第一密封件包括第一環，以及第二密封件包括第二環。第一環可被第二環環繞，或者第二環可被第一環環繞。彈簧元件可置于外殼內。該彈簧元件可將第一或第二密封件偏壓成與密封表面接觸。可替代地，兩個單獨的彈簧元件可置于外殼內， 以朝向密封表面偏壓第一及第二密封件兩者。在閥的實施方式中，當關閉構件處于關閉構型中時，該閥關閉構件的密封表面也以與第二開口面對的關系定位。第三密封件可置于外殼內、環繞第二開口，該第三密封件與密封表面接觸并且實現第三流體緊密封，直到閥內達到第三流體壓力。第四密封件可置于外殼內、環繞第二開口，該第四密封件接觸密封表面以實現第四流體緊密封，直到在閥內達到高于第三流體壓力的第四流體壓力。在一個實施方式中，第三密封件包括第三環，以及第四密封件包括第四環。第三環可被第四環環繞，或者第四環可被第三環環繞。另外的彈簧元件可置于外殼內。彈簧元件可將第三密封件或第四密封件偏壓成與密封表面接觸。可替代地，兩個單獨的彈簧元件可置于外殼內，以朝向密封表面偏壓第三密封件及第四密封件兩者。
圖1是根據本發明的閥的一實施方式的縱向剖視圖；圖2及圖3以放大比例示出了取自圖1上的圓圈2處的閥的一部分的細節；圖4是圖1中示出的閥的分解立體圖；圖5是根據本發明的閥的另一實施方式的縱向剖視圖；圖6及圖7以放大比例示出了取自圖5上的圓圈6處的閥的一部分的細節；圖8是根據本發明的閥的另一實施方式的縱向剖視圖；圖9及圖10以放大比例示出了取自圖8上的圓圈9處的閥的一部分的細節；以及圖11至圖22示出了根據本發明的閥的替代性實施方式的示例的局部縱向剖視圖。
具體實施例方式圖1示出了根據本發明的閥10的縱向剖視圖。作為示例，閥10是球閥，但是諸如塞閥以及偏心蝶閥之類的其它類型的閥也可具有此處描述的密封特征。閥10包括具有入口 14和出口 16的外殼12。閥10也具有閥關閉構件18，在該示例中，球體20置于外殼12 內。球體20具有密封表面22，在該示例中，密封表面22由該球體的外表面形成。在該示例中也具有穿過球體20的導管24。該球體可在轉動中在關閉構型(圖中所示)與打開構型之間移動，在關閉構型中，密封表面22處于與出口 16面對的關系，以及在打開構型中，導管24與入口和出口對齊，以容許流體從入口 14到出口 16流動通過閥。閥的轉動通過閥桿 26來實現，閥桿26穿過閥外殼12上的閥帽28。在閥桿26與閥帽28之間的密封30防止流體經過閥桿泄漏。兩個密封件32和34置于外殼12內，環繞出口 16。密封件32是低壓密封件，其設計為接觸球體20的密封表面22并在相對低的壓力下提供流體緊密封，并且直到最大低壓， 該最大低壓取決于閥10的設計。密封件34是高壓密封件，其在壓力接近但低于最大低壓時接觸球體20的密封表面22并提供流體緊密封直到最大高壓，該最大高壓由高壓密封件 34的材料特性來確定。示例最大低壓的范圍在大約200psi gauge與大約500psi gauge之間，而示例最大高壓范圍在大約800psi gauge與大約3000psi gauge之間。圖2及圖3詳細示出了低壓密封件32和高壓密封件34如何配合以提供從低壓范圍上升到最大高壓的流體緊密封。如在圖2中所示，通過置于密封件32與外殼12之間的彈簧元件36，低壓密封件32被偏壓成與密封表面22接觸。彈簧元件36的剛度被設計為施加預定的力到低壓密封件32，以將低壓密封件32偏壓成與密封表面22接觸，彈簧的偏壓力基本上確定低壓密封件將密封的并且確保流體密封性的最大低壓。該低壓密封件設計為當其被壓縮靠在密封表面22上時具有可忽略的變形，并且源自彈簧元件36施加的彈簧偏壓力獲得其幾乎所有的密封能力。在實際設計中，彈簧元件36可以是，例如，0形環，如在圖4的分解圖中所示。其它類型的彈簧元件包括壓縮彈簧、蝶形彈簧、波形彈簧、橡膠彈簧以及墊片。如在圖4中進一步所示，低壓密封件32包括環40，環40環繞出口 16并且具有面42，面42具有能接觸球形密封表面22的輪廓(也見圖2)。低壓密封件32可由諸如彈性體、塑料、PTFE、PFA以及CTFE的材料制成。如在圖2中所示，空間44被提供在閥外殼12內，其允許低壓密封件32朝向出口移動，并且僅通過彈簧元件36的偏壓作用來限制。當關閉的閥10內的壓力在入口 14 一側增加時，閥關閉構件18 (球體20)被朝向出口 16施加壓力，從而通過壓縮彈簧元件36移動低壓密封件32，如在圖3中所示。球體20最終移動至與高壓密封件34接觸。如在圖4中所示，高壓密封件34也是環46，其具有適于接觸球體20上的密封表面22的面48。在如圖 3所示的球體20被壓縮靠在高壓密封件34上的情況下，高壓密封件34提供對于高于最大低壓的壓力的流體緊密封，直到低壓密封件32對最大低壓有效。在較高壓力下，高壓密封件34不僅提供不透流體的密封，而且也有助于支承來自球體20的負載，從而減輕低壓密封件32的一些負載，并且由此延遲并減少低壓密封件32由于蠕變引起的永久變形的程度，以及通過分散負載及減少接觸力來降低球體粘附于密封件的可能性。在實際設計中，環46由諸如超高分子量聚乙烯、Delrin PEEK、PPS、Torlon的塑料以及諸如316和316L不銹鋼和鈹銅的金屬形成。如在圖1中所示，高壓密封件34以及低壓密封件32的構型也可環繞入口 14和出口 16地放置。這種構型使閥10關于流體流動對稱，由此提供了高壓密封件及低壓密封件結合的優點，而無論流體流動的方向或者閥在諸如管網之類的流體處理系統中安裝的方式如何。下文所述的另外的實施方式，也可被構造帶有環繞入口和出口兩者的高壓密封件與低壓密封件的組合，如在圖5和圖8中所示。對于這種對稱的閥，入口與出口之間的區分沒有意義，而且它們可被視作為外殼12上的開口，流體可通過這些開口進入或離開閥。在圖1至圖4中示出的閥的實施方式10中，由環40形成的低壓密封件32置于形成高壓密封件34的環46內。圖5至圖7示出了根據本發明的另一閥實施方式50，其中，高壓密封件34包括環52，環52置于形成低壓密封件32的環54內，通過彈簧元件36易于識別它們，該彈簧元件36偏向低壓密封件靠在球體20的密封表面22上。此外，如在圖6中所示，低壓密封件32 (環54)通過彈簧元件36被偏壓成接觸球體20，而且在環54與外殼12 之間提供空間44，以當閥內的壓力增加時允許環朝向出口 16移動。在球體20與高壓密封件34，環52之間也存在間隙47，當通過壓力將低壓密封件32朝向出口 16推動時，該間隙縮小。如在圖7中所示，在較高的壓力下，球體20接觸高壓密封件34和低壓密封件32兩者，由此實現關于前述實施方式所描述的相同的優點。圖8至圖10示出了另一閥實施方式56，其中，彈簧元件36以及由環58形成的低壓密封件32置于由高壓密封件34，在該示例中，S卩，環62形成的環狀腔60內。環62具有外凸起部64和內凸起部66，它們以間隔開的關系彼此附連，以環繞并限定環狀腔60，低壓密封件32置于環狀腔60中。該示例以與前述實施方式相似的方式工作，其中，低壓密封件 32 (環58)被也置于環狀腔60內的彈簧元件36偏壓成接觸球體20，并且密封直到最大低壓，該最大低壓在很大程度上由該彈簧元件的剛度確定。在較低壓力下，在球體20與高壓密封件34(環62)之間還存在間隙47。當閥56內的壓力增加，低壓密封件32朝向出口 16 移動，并且球體20縮小間隙并接觸環62的外凸起部64和內凸起部66中的一個或兩個，其對于高于最大低壓的壓力提供了密封效果。凸起部64和66中的一個或兩個可包括各 自的面68和70，所述面68和70適于接觸閥關閉構件18 (在該示例中為球體20)的表面22。偏壓低壓密封件的彈簧提供了一些優點。低壓密封件上的應力受到彈簧元件的剛度，而不是密封件本身的硬度的限制。因此，當承受高壓時，低壓密封件幾乎不可能蠕變及失去彈性，并且與必須承受由重復的或延長的高壓條件引起的全應力的密封件相比，該密封件將在較低壓力下有效密封較長時期(主要由彈簧元件的特征確定)。因此，減少了更換泄漏的密封件的閥維護的頻率。由于在低壓密封件與閥關閉構件之間的接觸力通過彈簧元件來限制，所以該低壓密封件幾乎不可能粘附到閥關閉構件以及再需要大的扭矩斷開該粘附使其自由以關閉閥。此外，通過審慎選擇彈簧元件的剛度，操作閥總體所需的扭矩可保持在合理范圍內，因為較高的偏壓力需要較大的扭矩。如果該偏壓力可被調整至對于預期的低壓最大量所需要的最小，則所需扭矩也將是最小雖然關于確定閥起作用的高壓及低壓范圍使用了分離的彈簧元件來提供對閥中的密封件的性能的卓越控制，但是也可以通過使用具有不同材料硬度的密封件實現上述優點，由此在某些應用中避免了對分離的彈簧元件的需要。圖11示出了這樣一種實施方式， 其中，低壓密封件32和高壓密封件34均由具有不同彈性模量的材料形成。例如，低壓密封件32可以是具有比高壓密封件34低硬度的彈性體，高壓密封件34也可以是彈性體。低壓密封件的較低的硬度允許其在關閉構件18承受壓力時變形，從而迫使密封表面22靠在密封件32上，如在圖12中所示。低壓密封件32的變形容許密封表面22接合高壓密封件34 并且在閥的高壓范圍內實現流體緊密封。圖11至圖12描繪了示例實施方式，其中，高壓密封件34包括環繞低壓密封件32的環46，該低壓密封件32也是以環40的形式。這種構型例如，在圖4中所示的球閥中是有益的。在圖13及圖14中示意出了不具有分離的彈簧元件的閥的替代性實施方式，其中，低壓密封件32包括環繞高壓密封件34的環54，該高壓密封件54形成為環52。圖13示出了在低壓范圍內工作的密封件，而圖14示出了在高壓范圍內的操作，其中，低壓密封件32變形并且密封表面22已經移動至與高壓密封件34接觸。這些密封件可具有不同的硬度，通過選擇用于密封件的材料以及密封件的形狀來控制硬度。可通過分離的彈簧元件36與高壓密封件34 —起使用來實現閥的密封范圍的進一步控制。在圖15及圖16中示出了該實施方式的示例，其中，彈簧元件36置于外殼12與高壓密封件34之間的空間44內。在該示例中，低壓密封件32(以環40的形式)接合關閉構件18的密封表面22，以在低壓范圍內提供流體緊密封，如在圖15中所示。在壓力增加的情況下，如在圖16中所示，低壓密封件變形并且密封表面接合高壓密封件34，在該示例中，高壓密封件34由環46表示。彈簧元件36在高壓范圍內變形，以幫助限制并且平衡在密封件與關閉構件之間的接觸力。圖15及圖16示出了一實施方式，其中，通過彈簧元件36偏壓的高壓密封件34環繞低壓密封件32。在圖17及圖18中示出的另一實施方式中，低壓密封件32環繞高壓密封件34。也可以有利地使用單獨的分離的彈簧元件偏壓高壓密封件34和低壓密封件32兩者。在圖19中示出這種閥實施方式的示例，其中，通過置于在密封件與外殼12之間的空間 44內的彈簧元件36，低壓密封件32，例如，其可以是環40被偏壓成接觸關閉構件18的密封表面22。通過也置于空間44內的第二彈簧元件37，高壓密封件34被朝向密封表面22偏壓。在該示例中，高壓密封件包括環繞環40的環46。圖19示出了閥在低壓范圍內的操作， 其中，低壓密封件接觸并密封靠在密封表面22上，彈簧元件36提供偏壓力。在圖20中，閥被示出為，通過密封表面22與高壓密封件34之間的接觸，隨同彈簧元件36及37的變形一起在高壓范圍中的操作，如所示意的。可替代地，如在圖21及圖22中所示，低壓密封件32可包括環繞由環52形成的高壓密封件34的環54。而且，兩個分離的彈簧元件37和36分別被用于朝向密封表面22偏壓高壓密封件34和低壓密封件32。彈簧元件36以及37可根據特定的高壓及低壓范圍的需要具有相同或不同的彈簧常數。彈簧元件的剛度可通過材料及形狀的選擇來確定。
當與現有技術的閥相比時，上述的閥預期在減少維護、降低致動扭矩、以及在較大壓力范圍內有效密封方面實現顯著的優勢。
權利要求
1.一種用于控制流體的流動的閥，所述閥包括外殼，所述外殼具有入口和出口；閥關閉構件，所述閥關閉構件設置在所述外殼內，所述閥關閉構件能夠在防止所述流體從所述入口到所述出口的流動的關閉構型與容許所述流體從所述入口到所述出口的流動的打開構型之間移動，所述閥關閉構件包括當處于所述關閉構型中時以與所述出口面對的關系定位的密封表面；第一密封件，所述第一密封件置于所述外殼內并環繞所述出口；彈簧元件，所述彈簧元件置于所述外殼內，所述彈簧元件將所述第一密封件偏壓成與所述密封表面接觸，以實現第一流體緊密封，直到在所述閥內達到第一流體壓力；第二密封件，所述第二密封件置于所述外殼內并環繞所述出口，當所述閥內的流體壓力使所述關閉構件朝向所述出口移動并移動成與所述第二密封件接觸時，所述第二密封件接觸所述密封表面，以實現第二流體緊密封，直到在所述閥內達到高于所述第一流體壓力的第二流體壓力 。
2.根據權利要求1所述的閥，其中，所述第一密封件包括第一環，以及所述第二密封件包括第二環。
3.根據權利要求2所述的閥，其中，所述第一環被所述第二環環繞。
4.根據權利要求2所述的閥，其中，所述第二環被所述第一環環繞。
5.根據權利要求2所述的閥，其中，所述彈簧元件包括由彈性材料形成的O形環。
6.根據權利要求2所述的閥，其中，所述第二環包括第一凸起部和第二凸起部，所述第一凸起部和所述第二凸起部圍繞所述第二環周向地延伸，所述第一凸起部以間隔開的關系附連到所述第二凸起部，并且在所述第一凸起部與所述第二凸起部之間限定環狀腔，所述彈簧元件和所述第一環置于所述環狀腔內。
7.根據權利要求1所述的閥，其中，所述閥關閉構件包括能夠轉動地安裝在所述外殼內的球體，所述球體具有穿過其的導管，當所述關閉構件處于所述打開構型中時，所述導管能夠與所述入口和所述出口對齊。
8.根據權利要求1所述的閥，還包括當所述關閉構件處于所述關閉構型中時，所述閥關閉構件的所述密封表面以與所述入口面對的關系定位；第三密封件，所述第三密封件置于所述外殼內并環繞所述入口 ；第二彈簧元件，所述第二彈簧元件置于所述外殼內，所述第二彈簧元件將所述第三密封件偏壓成與所述密封表面接觸，以實現第三流體緊密封，直到在所述閥內達到第三流體壓力；第四密封件，所述第四密封件置于所述外殼內并環繞所述入口，當所述閥內的流體壓力使所述關閉構件朝向所述入口移動并且移動成與所述第四密封件接觸時，所述第四密封件接觸所述密封表面，以實現第四流體緊密封，直到在所述閥內達到高于所述第三流體壓力的第四流體壓力。
9.根據權利要求8所述的閥，其中，所述第三密封件包括第三環，以及所述第四密封件包括第四環。
10.根據權利要求9所述的閥，其中，所述第三環被所述第四環環繞。
11.根據權利要求9所述的閥，其中，所述第四環被所述第三環環繞。
12.根據權利要求9所述的閥，其中，所述第二彈簧元件包括由彈性材料形成的O形環。
13.根據權利要求9所述的閥，其中，所述第四環包括第三凸起部和第四凸起部，所述第三凸起部和所述第四凸起部圍繞所述第四環周向地延伸，所述第三凸起部以間隔開的關系附連到所述第四凸起部，并且在所述第三凸起部與所述第四凸起部之間限定環狀腔，所述彈簧元件和所述第三環置于由所述第三凸起部和所述第四凸起部限定的所述環狀腔內。
14.根據權利要求8所述的閥，其中，所述閥關閉構件包括能夠轉動地安裝于所述外殼內的球體，所述球體具有穿過其的導管，當所述關閉構件處于所述打開構型中時，所述導管能夠與所述入口和所述出口對齊。
15.一種用于控制流體的流動的球閥，所述球閥包括外殼，所述外殼具有第一開口和第二開口 ；閥關閉構件，所述閥關閉構件置于所述外殼內，所述閥關閉構件包括球體，所述球體具有穿過其的導管，所述球體能夠在關閉構型與打開構型之間轉動，在所述關閉構型中，所述導管不與所述第一開口和所述第二開口流體連通，在所述打開構型中，所述導管與所述第一開口和所述第二開口流體連通，所述球體具有當處于所述關閉構型中時以與所述第一開口面對的關系定位的密封表面；第一環形密封件，所述第一環形密封件置于所述外殼內并環繞所述第一開口 ；彈簧元件，所述彈簧元件置于所述外殼內，所述彈簧元件將所述第一環形密封件偏壓成與所述密封表面接觸，以實現第一流體緊密封，直到在所述閥內達到第一流體壓力；第二環形密封件，所述第二環形密封件置于所述外殼內并環繞所述第一開口，當所述閥內的流體壓力使所述球體朝向所述第一開口移動并且移動成與所述第二環形密封件接觸時，所述第二環形密封件接觸所述密封表面，以實現第二流體緊密封，直到在所述閥內達到高于所述第一流體壓力的第二流體壓力。
16.根據權利要求15所述的球閥，其中，所述第一環形密封件被所述第二環形密封件環繞。
17.根據權利要求15所述的球閥，其中，所述第二環形密封件被所述第一環形密封件環繞。
18.根據權利要求15所述的球閥，其中，所述彈簧元件包括由彈性材料形成的O形環。
19.根據權利要求15所述的球閥，其中，所述第二環形密封件包括第一凸起部和第二凸起部，所述第一凸起部和所述第二凸起部圍繞所述第二環形密封件周向地延伸，所述第一凸起部以間隔開的關系附連到所述第二凸起部，并且在所述第一凸起部與所述第二凸起部之間限定環狀腔，所述彈簧元件和所述第一環形密封件置于所述環狀腔內。
20.根據權利要求15所述的球閥，還包括當所述球體處于所述關閉構型中時，所述球體的所述密封表面以與所述第二開口面對的關系定位；第三環形密封件，所述第三環形密封件置于所述外殼內并環繞所述第二開口 ；第二彈簧元件，所述第二彈簧元件置于所述外殼內，所述第二彈簧元件將所述第三環形密封件偏壓成與所述密封表面接觸，以實現第三流體緊密封，直到在所述閥內達到第三流體壓力；第四密封件，所述第四密封件置于所述外殼內并環繞所述第二開口，當所述閥內的流體壓力使所述球體朝向所述第二開口移動并且移動成與所述第四密封件接觸時，所述第四密封件接觸所述密封表面，以實現第四流體緊密封，直到在所述閥內達到高于所述第三流體壓力的第四流體壓力。
21.根據權利要求20所述的球閥，其中，所述第三環形密封件被所述第四環形密封件環繞。
22.根據權利要求20所述的球閥，其中，所述第四環形密封件被所述第三環形密封件環繞。
23.根據權利要求20所述的球閥，其中，所述第二彈簧元件包括由彈性材料形成的O形環。
24.根據權利要求20所述的球閥，其中，所述第四環形密封件包括第三凸起部和第四凸起部，所述第三凸起部和所述第四凸起部圍繞所述第四環形密封件周向地延伸，所述第三凸起部以間隔開的關系附連到所述第四凸起部，并且在所述第三凸起部與所述第四凸起部之間限定環狀腔，所述第二彈簧元件和所述第三環形密封件置于由所述第三凸起部和所述第四凸起部限定的所述環狀腔內。
25.一種用于控制流體的流動的閥，所述閥包括外殼，所述外殼具有第一開口和第二開口 ；閥關閉構件，所述閥關閉構件置于所述外殼內，所述閥關閉構件能夠在防止所述流體在所述第一開口與所述第二開口之間流動的關閉構型與容許所述流體在所述第一開口與所述第二開口之間流動的打開構型之間移動，所述閥關閉構件包括當處于所述關閉構型中時，與所述第一開口以面對的關系定位的密封表面；多個密封件，所述多個密封件置于所述外殼內，所述多個密封件包括至少第一密封件，所述第一密封件置于所述外殼內并環繞所述第一開口，所述第一密封件與所述密封表面接觸并且實現第一流體緊密封，直到在所述閥內達到第一流體壓力；第二密封件，所述第二密封件置于所述外殼內并環繞所述第一開口，所述第二密封件接觸所述密封表面以實現第二流體緊密封，直到在所述閥內達到高于所述第一流體壓力的第二流體壓力。
26.根據權利要求25所述的閥，其中，所述第一密封件包括第一環，以及所述第二密封件包括第二環。
27.根據權利要求26所述的閥，其中，所述第一環被所述第二環環繞。
28.根據權利要求26所述的閥，其中，所述第二環被所述第一環環繞。
29.根據權利要求25所述的閥，還包括第一彈簧元件，所述第一彈簧元件置于所述外殼內，所述第一彈簧元件將所述第一密封件偏壓成與所述密封表面接觸，以實現第一流體緊密封，直到在所述閥內達到第一流體壓力。
30.根據權利要求29所述的閥，還包括第二彈簧元件，所述第二彈簧元件置于所述外殼內，所述第二彈簧元件朝向所述密封表面偏壓所述第二密封件。
31.根據權利要求25所述的閥，還包括置于所述外殼內的彈簧元件，所述彈簧元件朝向所述密封表面偏壓所述第二密封件。
32.根據權利要求25所述的閥，其中，所述閥關閉構件包括能夠轉動地安裝在所述外殼內的球體，所述球體具有穿過其的導管，當所述關閉構件處于所述打開構型中時，所述導管能夠與所述第一 開口和所述第二開口對齊。
33.根據權利要求25所述的閥，還包括當所述關閉構件處于所述關閉構型中時，所述閥關閉構件的所述密封表面以與所述第二開口面對的關系定位；第三密封件，所述第三密封件置于所述外殼內并環繞所述第二開口，所述第三密封件與所述密封表面接觸并且實現第三流體緊密封，直到在所述閥內達到第三流體壓力；第四密封件，所述第四密封件置于所述外殼內并環繞所述第二開口，所述第四密封件接觸所述密封表面，以實現第四流體緊密封，直到在所述閥內達到高于所述第三流體壓力的第四流體壓力。
34.根據權利要求33所述的閥，其中，所述第三密封件包括第三環，以及所述第四密封件包括第四環。
35.根據權利要求34所述的閥，其中，所述第三環被所述第四環環繞。
36.根據權利要求34所述的閥，其中，所述第四環被所述第三環環繞。
37.根據權利要求33所述的閥，還包括置于所述外殼內的第一彈簧元件，所述第一彈簧元件將所述第三密封件偏壓成與所述密封表面接觸，以實現第三流體緊密封，直到在所述閥內達到第三流體壓力。
38.根據權利要求37所述的閥，還包括置于所述外殼內的第二彈簧元件，所述第二彈簧元件朝向所述密封表面偏壓所述第四密封件。
39.根據權利要求33所述的閥，還包括置于所述外殼內的彈簧元件，所述彈簧元件朝向所述密封表面偏壓所述第四密封件。
40.根據權利要求33所述的閥，其中，所述閥關閉構件包括能夠轉動地安裝在所述外殼內的球體，所述球體具有穿過其的導管，當所述關閉構件處于所述打開構型中時，所述導管能夠與所述入口及所述出口對齊。
全文摘要
一種具有高壓密封及低壓密封的閥。閥具有外殼，外殼內安裝具有密封表面的閥關閉構件，密封表面面對外殼上的開口。低壓密封件環繞開口并且被偏壓成與密封表面接觸。高壓密封件也環繞開口。閥中的壓力推動關閉構件靠在低壓密封件上，其朝向開口移動，直到關閉構件接觸高壓密封件。
文檔編號F16K5/06GK102257303SQ201080003306
公開日2011年11月23日 申請日期2010年2月5日 優先權日2009年2月7日
發明者克里·L·德威特, 勇衡, 理查德·R·韋斯頓, 里查德·A·布赫爾 申請人:維克托里克公司