專利名稱：用于過程控制閥的柔性密封件的制作方法
技術領域：
本公開內容大體上涉及密封件，更具體地，涉及用于過程控制閥的柔性密封件。
背景技術：
典型地，需要控制諸如油氣管線分配系統和化學加工廠等工業過程中的過程控制流體。在一些工業過程中，蝶閥用于控制過程流體的流動。一般而言，諸如壓力條件、操作溫度和過程流體等工業過程條件規定了閥部件的類型，包括可能使用的蝶閥密封件的類型。圖1示出已知蝶閥50的一部分。蝶閥50 (其例如可為由密西西比的圣路易斯的愛默生過程管理分公司費希爾 制造的8510閥)使用聚四氟乙烯(PTFE)密封件。在典型的PTFE密封件中，PTFE密封環52被緊固在閥體M中。當閥50接近于在PTFE密封環52 與盤56之間形成密封時，PTFE密封環52接觸盤56。諸如圖1所示的PTFE密封件與金屬密封件相比提供優良的密封性能，并提供相對較長的密封壽命。PTFE密封件還使盤(例如， 盤56)從密封件(例如，密封環52)移開所需的轉矩量減小，且不限于應用于將密封件暴露于450度華氏溫度以下的溫度的過程應用中。諸如用于圖2的蝶閥60的密封件62的石墨分層密封件也是已知的。圖2的石墨分層密封件通常用于已知為三偏心閥的蝶閥。與傳統的雙偏心閥相比，三偏心閥典型地在閥軸(未示出)的旋轉中心與盤64的旋轉中心之間具有較大的偏移。該偏移使盤64和密封件62在盤64移動進入和遠離支座66而沿離心路徑行進，從而相當大地減小了膨脹的石墨分層密封件62與支座66在閉合期間的接觸區域。進一步與雙偏心閥的不同之處在于， 三偏心閥60的盤64的橫截面為典型的橢圓形，而不是圓形，以進一步減小密封件62與支座66在接近閉合時的接觸面積。眾所周知，三偏心閥60被配置為在盤64與密封件62未安置(unseated)(即，在打開或閉合時接近支座66操作)時減小密封件62與支座66之間的接觸或接合面積而減小任意應用(例如，節流或起停)的磨損。通常，密封件62被剛性地連接到盤64，支座66被集成到閥體68。由于將盤64和密封件62驅動進入和遠離支座66以確保緊密關斷所需的高轉矩，諸如圖2所示的三偏心設計可能是不利的。另外，這種類型的密封件難以維護。例如，如果集成到閥體68的支座 66有任何損壞，則閥體68也需要修理或更換。金屬密封件傳統上也被用于蝶閥。圖3所示的閥70的一部分示出的一個這種金屬密封件為用于8510B閥中的金屬密封件，其也由密西西比的圣路易斯的愛默生過程管理分公司費希爾 制造。在圖3所示的密封件中，懸臂式金屬密封環72接觸盤74以在密封環72與盤74之間形成密封。金屬密封件很好地適于使用在高溫和高壓過程應用中，但通常更易于受到磨損，從而要求更多的維護并導致更多的花費。人們已經進行了多次嘗試將前述已知密封件類型中的至少兩個的特性組合在一起。一個這種嘗試示于圖4中，其圖示出閥80的一部分，而閥80具有由俄亥俄州的辛辛那提的蘇莫斯 制造的防火密封件。圖4所示的防火密封件組合了 PTFE密封件和金屬密封件的元件。如圖4所示，初級PTFE密封件82被保持在次級金屬密封件86的容納溝槽84內。 防火密封件通過密封環保持件90保持在閥體88內，并被配置為當保持在閥體88內時，防火密封件的預載導致在金屬密封件86中形成彎曲部分或屈曲部分92，類似于貝氏墊圈的彎曲部分或屈曲部分。該預載產生彈簧力，使得當盤94接觸密封件時，該彈簧力驅使防火密封件與盤94接觸，在PTFE密封部件82與盤94之間形成流體密封。在操作中，初級PTFE 密封部件82為犧牲品。例如，在PTFE密封部件82周圍的溫度超過450度華氏溫度的起火的情況下，PTFE部件82可被消耗(即，升華或燃燒)，但由屈曲部分92提供的彈簧力使金屬密封件86接觸盤94，以維持密封件86與盤94之間的流體密封。然而，圖4所示的這種類型的防火密封件易于在屈曲部分92處疲勞失效。

發明內容
根據一個示例，用于蝶閥的密封件包括基本柔性的環形托架，其被配置為固定在所述蝶閥內并在環繞所述蝶閥內的流動控制孔道。該密封件還包括連接到所述環形托架的內徑的環形卡盤。所述卡盤包括第一部分和連接到該第一部分以限定周向開口從而保持密封環的第二部分。根據另一示例，用于蝶閥的密封件包括卡盤，其具有第一環形部分和連接到該第一環形部分以限定開口的第二環形部分。另外，基本剛性的環形密封件被保持在所述開口中。


圖1是已知的PTFE蝶閥密封件的一部分的剖視圖。圖2是用于三偏心蝶閥的已知的石墨分層密封件的一部分的剖視圖。圖3是用于蝶閥的已知的金屬密封件的一部分的剖視圖。圖4是結合了金屬密封件和PTFE密封件特性的已知的蝶閥密封件的一部分的剖視圖。圖5是包括具有固定到柔性密封托架的剛性密封環的示例密封件的蝶閥的一部分的剖視圖。圖6是圖5的示例密封環和密封托架的放大剖視圖。圖7是可用于實施圖5的示例密封件的可替換密封件結構的放大剖視圖。圖8是可用于實施圖5的示例密封件的另一可替換密封件結構的放大剖視圖。圖9是包括將密封環連接到柔性密封托架的卡盤的蝶閥的一部分的剖視圖。圖10是圖9的蝶閥的一部分的剖視圖，其圖示出將密封環連接到柔性密封托架的可替換卡盤。圖11是在盤上包括示例石墨分層密封環的蝶閥的一部分的剖視圖。圖12是圖11的示例密封環的放大圖。圖13是進一步包括示例密封加強件的圖11的示例蝶閥的一部分的剖視圖。圖14是圖13所示的示例密封加強件的平面圖。
圖15是可用于蝶閥內的另一可替換密封環卡盤和柔性托架結構的剖視圖。圖16是可用于蝶閥內的另一可替換密封環卡盤和柔性托架結構的剖視圖。圖17示出可用于實施圖16的示例卡盤的示例徑向焊縫。圖18示出可用于實施圖16的示例卡盤的示例軸向焊縫。圖19是可用于實施本文所述的示例密封件的另一示例卡盤結構的剖視圖。圖20是可用于實施本文所述的示例密封件的又一示例卡盤結構的剖視圖。
具體實施例方式圖5是示例蝶閥100的一部分的剖視圖。圖5所示的蝶閥100例如可用于在廣泛的溫度范圍內控制過程流體，例如天然氣、石油、水，等等。如圖5所示，蝶閥100包括盤 102(例如，可移動流動控制構件)，在盤102處可能出現相對高壓的流體。蝶閥100還包括閥體104和連接到該閥體104的保持件或保護環106。保護環106保持密封件110，以在盤 102與密封件110之間形成流體密封。盤102通過閥軸(未示出)安裝在閥100內。為了控制過程流體通過閥100的流動，控制閥器具(未示出)被操作性地連接到閥100，并通常響應來自過程控制器的控制信號，向閥致動器(未示出)提供氣動信號，所述過程控制器可能為分布式控制系統(二者均未示出)的一部分。閥致動器連接到閥軸，并且當氣動信號使閥致動器移動時，與該閥致動器相連的閥軸和盤102旋轉，使得盤102的成形邊緣111以與控制信號成比例的角度相對于密封件110(例如，在打開位置)被定位。盤102也可被旋轉到閉合位置(例如，盤102 的成形邊緣111可與密封件110接觸)，以形成流體密封。換言之，當盤102被旋轉到閉合位置并接觸密封件110時，流體密封形成在盤102與密封件110之間。密封件110可被配置為具有內徑以與盤102的平均直徑形成干涉配合。另外，保護環106被配置為提供簡化的維護通路到密封件110以進行更換，并防止過程流體直接暴露于密封件110。通過在保護環106、閥體104和密封件110之間形成緊密接觸以基本防止在保護環106與閥體104之間的過程流體流動(即，泄漏通過盤10 ，圖5 所示的示例夾持設計有利地在保護環106、閥體104和密封件110之間提供密封。另外，墊圈(未示出)可被提供為與保護環106、閥體104和密封件110相鄰，以提高密封性能。圖6為圖5的示例密封件110的一部分的放大圖。示例密封件110包括基本柔性托架112，其例如具有曲形輪廓或者任意其它可使柔性托架112具有柔性的輪廓。示例密封件110還包括基本剛性的密封環114，其具有接觸柔性托架112的外圓周表面113和被配置為接觸并密封地接合盤102(圖幻的內圓周表面115。柔性托架112能夠使基本剛性的密封環114在接近閥100的閉合時基本跟隨盤102的運動。這樣，當盤102受到大壓降，并且出現盤102的任意偏轉或運動時，密封件110能夠隨盤102移動，以維持密封接觸。柔性托架112還在保護環106與閥體104之間提供靜態密封，以防止在密封件110周圍出現泄漏。 與一些已知浮動設計(floating design)相比，示例密封件110為這樣的夾持設計，S卩，托架112的柔性和環114的剛性可被獨立地控制。如圖6所示，示例密封環114為多層結構。在圖6的示例中，外層116包括基本剛性或相對剛性的材料，例如金屬。在一個特定示例中，外層116由不銹鋼制成。然而，其它和 /或另外的材料也可用于替代。外層116向密封環114提供剛性，從而當盤(例如，盤102)與密封環114密封接合時能夠產生影響與盤102的密封而所需的密封力。外層116的橫截面(例如，厚度或橫截面面積)可以被改變以調節密封環114的剛性。與每個外層116相鄰的是相對較薄的膨脹石墨層118，其可使用加固碳纖維材料實施。膨脹石墨118主要用于將布置在膨脹石墨層118之間的中心層120膠合或粘附到密封件110上。中心層120提供主要密封，并且可由聚合物制成，舉例而言，例如，PTFE。在圖6的圖示示例中，例如使用諸如酚醛粘合劑等粘合劑在外層116與膨脹石墨層118之間形成緊固粘結。使用熱壓縮過程將中心層120粘結到膨脹石墨層118，在熱壓縮過程中，升高的溫度允許中心層120在高壓縮負載下流至鄰接表面(即，石墨層118)的空隙中從而形成機械粘結。在層116、118和120被粘結后，另外的負載被施加到密封環114 上以壓縮膨脹石墨層118。在一個示例中，膨脹石墨層118被壓縮到例如其原始厚度的約 47%。膨脹石墨層118的壓縮提供初始墊圈安置負載(gasket-seating load)，以防止工作中通過膨脹石墨層118的泄漏或滲出。在一個示例中，約每平方英寸5000磅的負載可用于壓縮膨脹石墨層118。在層116、118和120被粘結且負載被施加以壓縮膨脹石墨層118之后，密封環114 的外圓周表面113連接到密封托架112的平齊側122。密封環114可通過例如激光焊接在每個外層116處均連接到平齊側122。然而，任何其它機械、冶金、和/或化學固定技術可用于代替焊接或附加到焊接。圖7示出可用作密封件110(圖6)的可替換示例分層膨脹石墨密封件150。密封件150的許多特性類似于密封件110，但有稍許不同。類似于密封件110，密封件150也包括柔性托架152，其具有例如曲形輪廓和平齊側154。示例密封件150包括剛性密封環156， 其具有接觸柔性托架152的外圓周表面155和被配置為接觸盤(例如，圖5的盤10 的內圓周表面157。密封環156也包括多個層。外層158可由金屬制成，舉例而言，例如，不銹鋼。當具有示例密封件110(圖6)時，外層158為密封環156提供剛性，以在與盤密封接合時能夠形成所需的密封力。外層158的厚度能夠被改變以控制密封環156的剛性。外層158之間有三個膨脹石墨層160，其可使用加固碳纖維來實施，相對于兩個金屬或聚合物(舉例而言，例如，不銹鋼或PTFE)層162交替布置。金屬或聚合物層162可防止膨脹石墨層160中的石墨材料粘合和/或傳遞到盤(例如，盤102)或任何其它流動控制構件上。當層162由聚合物制成時，層162可提供潤滑以防止材料從膨脹石墨層160傳遞到盤102。當層162由金屬制成時，層162可提供刮削動作以基本上減少膨脹石墨層160的材料粘合到盤或其它流動控制構件上。層158、160和162的連接方法取決于層162。當密封件150的層162為聚合物層時，它們以類似于如上所述的密封件110的層116、118和120的方式粘結。當密封件150的層162為諸如不銹鋼等金屬層時，所有的層使用諸如酚醛粘合劑等粘合劑粘結。另外，密封環156以類似于如上結合圖6所述的環114連接到托架112的方式被連接到柔性托架152。圖8為示例金屬密封件180，其能夠以類似于示例密封件110的方式用于圖5的示例閥100。示例密封件180包括柔性密封托架182，其例如具有曲形輪廓或任何其它適于提供柔度的輪廓；和剛性密封環184，其具有內圓周表面186和外圓周表面188。外圓周表面188連接到密封托架182的平齊側190。示例密封環184由金屬制成，舉例而言，例如，不銹鋼。密封環184的剛度為密封環184的橫截面面積的函數。具體地，密封環184的橫截面面積越大，密封環184的剛性變得越強。示例金屬密封件180使得密封環184和托架182 能夠使用多種材料，舉例而言，例如，鎳鉻合金或其它防腐蝕材料。另外，針對密封環184和托架182使用不同金屬使得托架182能夠使用抗疲勞材料，例如S31600 SST,且使得密封環 184能夠使用抗磨損材料，例如合金6。類似于示例密封件110和150，示例金屬密封件180 為這樣的夾持設計，即，托架182的柔性和環184的剛性可被獨立地控制。在圖6-8的示例密封件110、150和180中，由盤密封接合產生的環向應力可導致示例密封件110、150和180與盤102的形狀一致，以在盤運動接近閉合期間維持動態密封。 盤102和/或密封環114、156和184可具有圓形和/或橢圓形形狀。采用橢圓形盤或密封環時，盤102與密封件110、150和180之間的干涉在閥軸上或鄰近閥軸的區域可基本為零。盡管以上討論了橢圓形，但該形狀可從完全橢圓進行略微修改，以將盤102和密封件110、150和180之間的接觸限制到最后少數幾個旋轉角度。另外，其它形狀可用于盤 102和/或密封件110、150和180，以優化盤102的幾何形狀，從而適應特定應用的需求。盤102的周長可被設計為在接近盤102的旋轉軸線時與密封件110、150和180不干涉，在軸的軸線90°以及其間的所有點處與密封件110、150和180有一定量的干涉。盤 102的輪廓也可被設計為當盤102被閉合時，在盤102兩側的干涉基本相同。這些設計選擇可使盤102與密封件110、150和180之間的干涉僅在閉合的最后少數幾個角度發生，由此消除或最小化接近盤102的旋轉軸線區域中的磨損。在旋轉的最后少數幾個角度形成的環向應力提供了在接近旋轉軸線的區域處獲得密封所需的加載。圖9示出蝶閥200的一部分的剖視圖，蝶閥200具有通過卡盤204連接到柔性托架210的密封環202。閥200以與上述閥100基本類似的方式操作。示例卡盤204由上部 206和下部208制成。密封環202插入在上部206與下部208之間，三者之間采用壓配合， 直到裝配緊實。卡盤204通過例如激光焊接連接到托架210。然而，任何其它機械、冶金、和 /或化學緊固件可用于替代焊接或增加到焊接。在圖9的示例中，僅一個激光焊縫用于連接部件206、208和210。在該示例中，托架210的懸臂輪廓增大托架210的柔性。盡管示例托架210在接近卡盤204的頂部并在法蘭212下方連接到卡盤204，但托架210可在不同點連接到卡盤204。如果托架210和卡盤204在不同點(即，不同于圖9所示的位置)連接，則上部206和下部208的形狀可改變，以使部件206、208和210可使用一個焊縫被連接。卡盤204的上部206和下部208由金屬制成，舉例而言，例如，不銹鋼。密封環202 為類似于上述任意多層結構的多層結構。另外，密封環202也可為緊實結構，舉例而言，例如，膨脹石墨的緊實件。使用卡盤206將密封環202連接到托架210顯著地增強密封環202的支撐。特別是，由卡盤206提供的增大的金屬質量幫助將密封環202的各個層保持在一起。由卡盤204 提供的支撐增大了密封件不會泄漏的負載。圖10示出具有可替換卡盤252和托架254的圖9的示例閥200的剖視圖。在該示例中，卡盤252也具有上部256和下部258，但是上部256和下部258與圖9的示例卡盤 204的上部206和下部208的形狀不同。上部256和下部258與圖9所示的上部206和下部 208的形狀不同原因在于托架254為基本平坦的，并在卡盤252的下部被連接到卡盤252。 因此，在上部256上不需要法蘭。此外，與具有曲形輪廓并因而需要模具的托架210相比， 托架254的平坦輪廓減小與其制造相關的加工成本。圖9或圖10的示例所示的閥200的部件形狀可基本類似于如上所述的閥100進行設計和制造。圖11為示例蝶閥300的一部分的剖視圖，其可類似于上述的閥100和200。如圖 3所示，蝶閥300包括盤302 (例如，可移動流動控制構件)，在盤302處可能出現相對高壓的流體。蝶閥300也包括閥體304和連接到閥體304的保護環306。保護環306保持柔性密封件310，以在盤302與柔性密封件310之間形成流體密封。柔性密封件310可為類似于上述托架112、152、158和210的沖壓金屬部件。然而，柔性密封件310在該示例中不支撐密封環，而是用于形成與盤302的密封。盤302包括上部312和下部314。上部312和下部314通過機械緊固件316 (舉例而言，例如，螺栓，或任意其它機械緊固件)被連接或夾持。當被夾持時，上部312和下部 314配合在一起并形成成形邊緣318。密封環320沿成形邊緣318布置，并布置在盤302的上部312與下部314之間。密封環320被放大示于圖12中。如圖12所示，密封環320為類似于上述任意多層結構的多層結構。例如，外層322可包括基本剛性或相對剛性的材料，例如金屬。在一個特定示例中，外層322由不銹鋼制成。然而，其它和/或另外的材料可用于替代。與每個外層322相鄰的是相對較薄的膨脹石墨層324，其可使用加固碳纖維材料實施。中心層3 布置在石墨層3M之間。中心層3 可由聚合物制成，例如PTFE，以提供潤滑，從而防止石墨材料從膨脹石墨層3M傳遞到柔性密封件310等。盡管兩個金屬層 322、兩個膨脹石墨層3 和一個聚合物層325被示出在圖11和圖12的示例環中，然而任意數目和/或層322、3M和326的組合可用于代替。密封環320的層322、3M和326以類似于上述多層結構的方式被粘結。在層322、 324和3 被粘結且負載被施加以壓縮膨脹石墨層3M之后，密封環320被放置在盤302的上部312與下部314之間。盤302的部分312和314然后利用緊固件316被夾持在一起， 以緊固或夾持盤302的密封環320。上部312和下部314以類似于圖9和圖10的卡盤204 和252支撐其相應的密封件的方式支撐密封件320。盤302和柔性密封件310以類似于上述盤102和密封件110的方式操作并形成密封。圖13示出蝶閥300的一部分的剖視圖，其沿反向流動方向B具有增大的硬度。如圖13所示，密封結構305包括蝶閥300的保護環306和與柔性密封件310相鄰的硬化構件 350。盡管是基本柔性的，硬化構件350被配置為沿反向流動方向B增大柔性密封件310的硬度(即，用作密封硬化件)，并進一步被配置為沿前向流動反向A與柔性密封件310的運動不干涉(例如，柔性密封件310的硬度沿前進流動反向A不受硬化構件350影響)。如圖13所示，示例硬化構件或密封硬化件350被布置在保護環306與柔性密封件310之間。 在一些示例中，密封硬化件350不會固定到保護環306和/或柔性密封件310。例如，密封硬化件350可被捕獲或夾持在而不是永久地固定到柔性密封件310與保護環306之間。由此，硬化構件350被配置為沿前向流動反向A具有一個硬度，沿反向流動反向B具有另一或不同硬度。本領域普通技術人員可以理解的是，各種不同材料可被用于實施密封硬化件350。 例如，密封硬化件350可由類似于用于形成柔性密封件310的材料組成，和/或可由具有比柔性密封件310相對較高的抗磨損和/或抗腐蝕的材料制成。可替換地，密封硬化件350 也可由具有比柔性密封件310小的抗磨損材料組成，因為密封硬化件350不像柔性密封件310那樣維持與密封環320的滑動接觸。如圖14所示，密封硬化件350可具有墊圈狀形狀，其內徑352基本等于柔性密封件310的內徑。密封硬化件350可具有外徑354，其大到足以使密封硬化件350緊固地捕獲在夾持部分(例如，保護環306)與柔性密封件310之間。密封硬化件350可為基本平面的或可具有構形輪廓。構形輪廓可由彎部356和358形成。另外，密封硬化件350可被配置為與磨蝕介質干涉而與柔性密封件310接觸，由此用作屏障保護柔性密封件310不受磨蝕介質影響。可替換地，密封硬化件350可具有多個柔性懸臂構件，其每一個均可一端被捕獲在柔性密封件310與保護環306之間，另一端延伸到柔性密封件310的至少末梢部分360。 多個懸臂構件可圍繞柔性密封件310的圓周均勻分隔，和/或可圍繞柔性密封件310以任意期望構造分隔，使得多個懸臂構件沿反向流動方向B基本均勻地增大整個柔性密封件 310的硬度。回到圖13，當流體壓力沿反向流動反向B在閉合位置被施加到盤302時，柔性密封件310沿反向流動反向B彎曲，直到末梢部分360鄰接或接觸密封硬化件350。采用該方式，密封硬化件350用作對柔性密封件310的末梢部分360的柔性支撐。因此，密封硬化件 350沿反向流動反向B增大柔性密封件310的硬度，以防止柔性密封件310彎曲得太多，使得盤302的成形邊緣318與柔性密封件310之間的流體密封不會被損害或破壞。類似于密封硬化件350的部件也可添加到本文所述的任何其它示例中。在圖11和圖13的示例閥300中，柔性密封件310與密封環320之間的動態密封可利用通過密封環320和盤302的形狀被引入到柔性密封件310中的環向應力和/或參照圖5所述的柔性密封件310。進一步，密封環320可以基本類似于以上參照圖6-8的環114、 156和184所述的方式進行設計和制造。圖15為另一可替代的密封環卡盤和柔性托架構造400的剖視圖，其可使用在蝶閥內。大體上，圖15的構造400類似于圖9所示的構造。如圖15所示，具有上部404和下部 406的卡盤402通過焊接點(例如，激光焊接)410固定到柔性托架408。密封環412被捕獲在上部404與下部406之間。密封環412可使用本文所述的任何多層密封結構實施。與圖9所示的密封件/托架構造相比，卡盤402以類似于密封環114、156和184被固定到其各自的托架112、152和182的方式而被連接到柔性托架408的平齊側414。圖16為又一可替代的密封件或密封環卡盤和柔性托架構造500的剖視圖，其可使用在蝶閥內。如圖5所示，示例密封件500包括基本柔性的環形托架502，其被配置為固定在蝶閥(例如，圖5的示例閥100)內并圍繞蝶閥中的流動控制孔道。另外，示例密封件 500包括連接到環形托架502的內徑表面506的環形卡盤504。示例卡盤504包括第一部分508和連接到第一部分508以限定周向開口 512從而保持或維持密封環514的第二部分 510。柔性環形托架502和密封環514可以類似于或等同于以上結合圖5_15所述的柔性托架和密封環的方式實施。然而，如以下更為詳細地闡釋，示例托架504在很多方面不同于以上參照圖9、10和15所述的卡盤。詳細參照圖16所示的示例卡盤504，第一部分508具有第一向內表面516，第二部分510具有第二向內表面518以接合第一向內表面516。向內表面516和518包括各自的徑向定向部分或徑向表面520和522。徑向定向部分或徑向表面520和522位于與環形密封件500的縱向軸線大致或基本垂直的平面或多個平面中。如本文所用，用語“徑向表面” 包括至少近似垂直于環形構件(例如，密封件500)的縱向軸線的表面。向內表面516和 518還包括軸向定向部分或軸向表面5M和526，其位于與示例密封件500的縱向軸向大致或基本平行的平面或多個平面中。如本文所用，用于“軸向表面”包括至少近似平行于示例密封件500的縱向軸線的表面。第一和第二部分508和510可通過向內表面516和518中的至少一部分使用例如焊縫或多個焊縫(例如，激光焊縫)連接在一起，其將向內表面516和518的至少一部分熔融在一起。示例徑向焊縫550示于圖17中，示例軸向焊縫552示于圖18中。焊縫550和 552可連續地且完整地包圍環形卡盤504，或者可替換地，可為分隔在環形卡盤504周圍的多個不連續的焊縫。如圖17和圖18所示，焊縫550和552將向內表面516和518的與限定開口 512的軸向壁M4基本相鄰的至少一部分熔融在一起。通過在熔融與軸向壁M4基本相鄰的表面516和518的位置使用焊縫或多個焊縫，卡盤504可對密封環514施加并維持期望保持負載。特別是，圖16、17和18所示的卡盤504和焊縫550、552最小化或基本上消除第一和第二部分508和510被捕獲在部分508和510之間的密封環514的延展力(例如，反作用負載)分隔或展開的可能性。換言之，由密封環514施加到被焊接或熔融在一起的部分508和510的反作用負載的轉矩或力，顯著減小或最小化接近或基本鄰近軸向壁554 以及密封環514 ( S卩，產生轉矩的反作用力的源)的焊接位置。類似于示例卡盤402，示例卡盤504通過一個或多個焊縫或任何其它適當的方法聯結或連接到基本柔性的托架502。然而，與示例卡盤402相比，徑向表面502和522具有比軸向表面5 和5 更大的接合表面面積。能夠最為清晰地從圖17和圖18觀察到，在向內表面516和518的徑向部分520和522之間具有相對較大的接合面積允許或有利于與壁5M基本相鄰的部分508和510的熔融或結合，并消除在部分508和510的向內表面516 和518之間使用干涉配合的需求，例如分別結合圖9和圖15的示例卡盤204和402所述的那樣。盡管向內表面516和518被描述為具有基本徑向定向和基本軸向定向的部分，但針對向內表面516和518的其它構造和/或方位可用于替代。例如，向內表面516和518可為傾斜的，使得表面516和518的一些部分或整個表面516和518傾斜為既不垂直也不平行于密封件500的縱向軸線。可替換地或另外地，向內表面516和518可具有非直線(例如，曲形)輪廓，以使表面516和518互補。圖19為另一示例卡盤構造570的剖視圖，其可用于實施本文所述的示例密封件。 示例卡盤570包括第一部分572和連接到第一部分572以限定開口 576從而保持密封環 (例如，圖16的密封件514)的第二部分574。第二部分574包括徑向狹槽、槽或溝槽578， 其容納軸向突起部分或軸向突起580。第一和第二部分572和574通過焊縫582連接在一起，該焊縫延伸穿過第二部分574的下表面584至軸向突起580。示例卡盤570還提供第二開口或溝槽586，以容納柔性環形托架(例如，類似于圖9的示例托架210)的一端。在組裝期間，狹槽、槽或溝槽578基本消除石墨材料(例如，來自捕獲在開口 576中的密封環)或者其它類似污染物污染待被熔融或焊接的表面。圖20為又一示例卡盤構造600的剖視圖，其可用于實施本文所述的示例密封件。 示例卡盤600的某些部件或特征類似于或等同于圖19的示例卡盤570，且那些相似或相同的部件或特征使用相同的附圖標記表示。類似于圖19的示例卡盤570，示例卡盤600具有部分602，當被連接到第一部分572時，部分602限定開口 604以容納密封件(例如，圖16 的示例密封件514)。與圖19的示例卡盤570的開口 576相比，開口 604具有傾斜或基本不平行的徑向表面或側面606和608。傾斜或基本不平行的平面或側面606和608使密封件能夠保持在開口 604中以被加載從而使部分572和602屈服(例如，移動遠離彼此)，由此使部分572和602在密封環或多個密封環上以及橫跨卡盤能夠提供恒定的加載。
盡管某些示例方法、裝置和制造品被描述在本文中，但本專利的覆蓋范圍不限于此。相反，本專利覆蓋落入所附權利要求的范圍內無論是文字上的還是等同替換教條下的所有方法、裝置和制造品。
權利要求
1.一種用于蝶閥的密封件，該密封件包括基本柔性的環形托架，其被配置為固定在所述蝶閥內并環繞所述蝶閥內的流動控制孔道，所述基本柔性的環形托架在流體流動的方向上是柔性的；以及連接到所述環形托架的內徑的環形卡盤，其中所述環形卡盤包括第一部分和連接到該第一部分以限定周向開口從而保持密封環的第二部分，其中，所述第一部分包括法蘭，并且所述基本柔性的環形托架在靠近所述法蘭處被連接到所述環形卡盤。
2.根據權利要求1所述的密封件，其中，所述第一部分具有第一向內表面，所述第二部分具有第二向內表面用于接合所述第一向內表面。
3.根據權利要求2所述的密封件，其中，所述第一向內表面和所述第二向內表面連接在一起以將所述密封環保持在所述開口中。
4.根據權利要求3所述的密封件，其中，所述向內表面通過干涉配合連接在一起。
5.根據權利要求3所述的密封件，其中，所述向內表面通過焊接連接在一起。
6.根據權利要求5所述的密封件，其中，所述焊接為徑向焊接。
7.根據權利要求5所述的密封件，其中，所述焊接為軸向焊接。
8.根據權利要求5所述的密封件，其中，所述焊接將所述向內表面的至少一部分熔融在一起。
9.根據權利要求8所述的密封件，其中，通過所述焊接被熔融在一起的所述向內表面的所述至少一部分與限定所述開口的軸向壁基本相鄰。
10.根據權利要求1所述的密封件，其中，所述基本柔性的環形托架在所述法蘭下方處被連接到所述環形卡盤。
11.一種用于蝶閥的密封件，包括卡盤，其具有第一環形部分和連接到該第一環形部分以限定開口的第二環形部分；以及保持在所述開口中的基本剛性的環形密封件，其中，所述開口具有至少一個傾斜側面。
12.根據權利要求11所述的密封件，其中，所述開口限定不平行的徑向表面。
13.根據權利要求11所述的密封件，其中，所述基本剛性的環形密封件對所述第一環形部分和所述第二環形部分加載負載使得所述第一環形部分和所述第二環形部分至少在所述開口的區域中被偏壓遠離彼此。
14.根據權利要求13所述的密封件，其中，所述第一環形部分和所述第二環形部分在所述基本剛性的環形密封件上提供一致的負荷。
15.根據權利要求11所述的密封件，其中，所述第二環形部分包括徑向狹槽。
16.根據權利要求15所述的密封件，其中，所述第一環形部分包括被接納在所述徑向狹槽中的軸向突起部分。
全文摘要
本文公開了用于過程控制閥的柔性密封件。示例性公開的密封件包括用于蝶閥的密封件。該示例密封件包括基本柔性的環形托架(408)，其被配置為固定在所述蝶閥內并在環繞所述蝶閥內的流動控制孔道。另外，該密封件包括連接到所述環形托架的內徑的環形卡盤。所述卡盤包括第一部分(404)和連接到該第一部分以限定周向開口從而保持密封環(412)的第二部分(406)。
文檔編號F16K1/226GK102563103SQ20121000760
公開日2012年7月11日 申請日期2008年4月24日 優先權日2007年4月27日
發明者保羅·拉塞爾·達拉格, 安德魯·約翰·奧爾申, 戴維·約翰·科斯特, 本杰明·尤賴亞·古德, 韋德·喬納森·赫爾費 申請人:費希爾控制產品國際有限公司