РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН Российский патент 2008 года по МПК F16K47/08 

Настоящее изобретение относится к регулирующим клапанам и, конкретнее, к регулирующему узлу клапана для предотвращения по существу утечки за пределами максимальной величины утечки, как, например, величины, установленной согласно ANSI Классу утечки V.

Основное назначение регулирующего клапана - это регулировать поток текучей среды, как, например, пара, газа, воды и т.п. Регулирование потока текучей среды осуществляется посредством установки в определенное положение подвижного рабочего органа, например, затвора клапана относительно седла клапана в корпусе регулирующего клапана. Когда затвор клапана перемещается вблизи седла клапана, образуется изменяющееся отверстие, которое может обеспечивать изменение или регулирование количества текучей среды, проходящей через корпус клапана. При определенных рабочих условиях, как, например, в тех случаях, когда затвор клапана контактирует с седлом клапана, все же может происходить утечка текучей среды. Американский национальный институт стандартов (ANSI) разработал классификацию утечек для регулирующих клапанов в соответствии со способностью клапана перекрывать поток, когда клапан закрыт. ANSI устанавливает различные классы утечки, а именно ANSI Классы утечки I, II, III, IV и V в зависимости от величины потока, допускаемого для прохождения через клапан, когда клапан находится в закрытом положении. В общем, требования относительно утечки становятся более строгими при переходе от Класса I к Классу V, и, следовательно, эти требования труднее удовлетворять и выполнять в отношении клапана. Конкретно, согласно ANSI Классу утечки V максимальная утечка, допускаемая через клапан, составляет 0,0005 мл воды в минуту на один дюйм диаметра отверстия и один фунт/кв. дюйм перепада давления, измеренного от входного отверстия клапана до его выходного отверстия. Например, регулирующий клапан с входным и выходным отверстиями диаметром 2 дюйма при давлении 100 фунт/кв. дюйм, приложенном к текучей среде, проходящей через клапан, может иметь утечку вплоть до 0,1 мл/мин и все же удовлетворять требованиям Класса утечки V.

Кроме того, для того чтобы уменьшить осевое усилие и, следовательно, размер исполнительного механизма, используемого для управления клапаном, обычные регулирующие клапаны с большими размерами отверстий сконструированы так, чтобы уравновешивать силу, прилагаемую к затвору клапана. Уменьшение в осевом усилии исполнительного механизма ограничивает величину силы, создаваемой для посадки затвора клапана на седло клапана. Следовательно, такие клапаны с трудом удовлетворяют строгим требованиям Класса V, тем не менее одновременно обеспечивая уравновешенный затвор клапана.

На фиг.1 показан в разрезе обычный двухпутевой клапан, который не будет удовлетворять требованиям Класса утечки V. Такие двухпутевые клапаны часто используются для уравновешивания равнодействующих сил, действующих на затвор клапана, и для сведения до минимума усилия исполнительного механизма, необходимого для установки затвора клапана в определенное положение. Показанный обычный двухпутевой клапан 10 имеет корпус 10А клапана, который обычно соединен с исполнительным механизмом (не показан). Исполнительным механизмом обычно является пневматическое устройство, которое обеспечивает усилие и движение для открытия и закрытия клапана. В корпусе 10А клапана размещен затвор 11 клапана, который соединен со штоком 18 клапана. Шток 18 клапана, в свою очередь, соединен со штоком исполнительного механизма (не показан), который обеспечивает передачу осевого усилия исполнительного механизма для передвижения затвора 11 клапана. Затвор клапана расположен в канале для потока текучей среды и может перемещаться для избирательного изменения скорости потока через клапан. Показанный затвор клапана имеет два пояска - первый поясок 12 и второй поясок 13. Скошенные поверхности поясков 12 и 13 образуют уплотнительные поверхности, когда они сопрягаются соответственно с седельным кольцом 14 в верхнем отверстии и седельным кольцом 15 в нижнем отверстии.

Площади поверхностей первого пояска 12 и второго пояска 13 обычно имеют неодинаковый размер. В тех случаях, когда затвор 11 клапана вставляется через верхнюю часть корпуса 10А во время сборки клапана, второй поясок 13 должен быть выполнен с такими размерами, чтобы проходить через седельное кольцо 14. Однако первый поясок 12 сравнительно больше, чем второй поясок 13, так что первый поясок 12 не проходит через седельное кольцо 14. Первый поясок 12 садится на седельное кольцо 14, образуя уплотнение. Различие в размере между первым пояском 12 и вторым пояском 13 приводит к тому, что площадь поверхности первого пояска 12 сравнительно больше, чем площадь поверхности второго пояска 13.

Кроме удовлетворения требований определенного ANSI Класса утечки, часто желательно уравновешивать затвор клапана, так чтобы для открытия и закрытия клапана исполнительными механизмами требовалось минимальное усилие. Внутри клапана затвор движется для перекрытия или открытия прохода текучей среды через клапан между входным отверстием и выходным отверстием клапана. Когда затвор клапана опущен (т.е. клапан закрыт), то может создаваться гидростатическое давление, отжимающее затвор клапана от входной стороны клапана. Гидростатическое давление является результатом наличия на входной стороне текучей среды под давлением, прохождению которой через клапан препятствует затвор клапана. Текучая среда, следовательно, давит на затвор клапана.

Конкретнее, так как площадь поверхности первого пояска 12 больше, чем площадь поверхности второго пояска 13, то внутри клапана текучая среда действует на большую площадь поверхности. Это приводит к тому, что в положениях перекрытия клапана к первому пояску 12 под действием гидростатического давления от входного отверстия 16 прилагается сравнительно большая сила, чем та, которая прилагается к второму пояску 13. Результирующая равнодействующая сила действует в направлении, в котором она препятствует закрытию клапана 10 (например, вверх на фиг.1). Для закрытия клапана 10 эта равнодействующая сила должна быть преодолена дополнительным осевым усилием исполнительного механизма. Любая дополнительная сила, действующая на исполнительный механизм, вызывает увеличенную нагрузку на исполнительный механизм и может привести к необходимости в большем исполнительном механизме. Наоборот, в обычной двухоконной конструкции общие площади поверхности первого пояска 12 и второго пояска 13 являются относительно одинаковыми. Как таковая, равнодействующая сила, прилагаемая к затвору 11 клапана, является относительно небольшой.

Кроме того, довольно трудно обработать на станке пояски 12 и 13 и седельные кольца 14 и 15 с относительно жесткими допусками, необходимыми для предотвращения утечки при закрытом клапане и для сведения до минимума различий в термическом расширении. Следовательно, примерный двухпутевой клапан 10 трудно изготовить таким образом, чтобы он при более высоких рабочих температурах удовлетворял требованиям ANSI Класса утечки V в отношении максимальной утечки.

В клапане, в котором применяется конструкция уравновешенного затвора клапана, этот затвор очень часто движется в направлении, перпендикулярном к потоку среды. Однако специалисту в данной области техники будет понятно, что клапаны с другими компоновками, включая угловые клапаны, могут иметь технические характеристики, сходные с описанными здесь. В корпусе клапана камеры расположены таким образом, что текучая среда находится с обеих сторон затвора клапана. Это приводит к тому, что первое гидростатическое давление действует на движение затвора клапана с одной стороны, а второе гидростатическое давление действует на движение затвора клапана с другой стороны. Следовательно, силы, создаваемые гидростатическими давлениями, стремятся противодействовать друг другу, обеспечивая незначительное сопротивление открытию и закрытию клапана. Силы с каждой стороны затвора клапана в значительной степени определяются площадями отверстий, на которые действуют внутренние гидростатические давления в клапане. Таким образом, когда сводятся до минимума равнодействующие силы (результат вычитания силы от первого гидростатического давления из силы от второго гидростатического давления), действующие по сторонам затвора клапана, сводится до минимума размер исполнительного механизма, в результате чего обеспечивается более экономичное техническое решение в отношении клапана.

На фиг.2 показан в разрезе двухседельный клапан 20 с уравновешенным затвором клапана, сконструированным для удовлетворения требований ANSI Класса утечки V. Клапан 20 имеет затвор 21, установленный в определенное положение посредством штока 22 клапана. Шток 22 клапана, в свою очередь, соединен с исполнительным механизмом (не показан). Шток 22 клапана выступает из клапана 20 через крышку 23. Крышка 23 содержит сальниковую набивку 24, которая обеспечивает гидравлическое уплотнение и служит для направления штока 22 внутри клапана 20. Как показано, затвор 21 клапана имеет конструкцию, которая состоит их двух частей и содержит вспомогательный затвор 25 и главный затвор 26. Главный затвор 26 взаимодействует с отверстиями 27, образованными в коробке 28, и с нижним седельным кольцом 31 для регулирования потока текучей среды между входным отверстием 29 и выходным отверстием 30. Коробка 28 образует часть регулирующего узла клапана, который окружает затвор 21 клапана и обеспечивает регулирование потока текучей среды, проходящего через клапан. Регулирующий узел клапана обычно изменяет поток текучей среды. Главный затвор 26 поднимается от седельного кольца 31 шайбой 32, прикрепленной гайкой 33 к концу вспомогательного затвора 25. Главный затвор 26 поджимается к седельному кольцу 31 множеством пружин, как, например, пружинами 37 и 38, образуя гидравлическое уплотнение.

Вспомогательный затвор 25 включает отверстия 35 и 36, которые обеспечивают возможность уравновешивания гидростатических давлений над и под вспомогательным затвором 25. Таким образом, когда необходимо открыть клапан 20, силы, действующие на вспомогательный затвор 25 и создаваемые гидростатическим давлением с каждой стороны вспомогательного затвора 25, являются относительно уравновешенными. Шток 22 клапана поднимает вспомогательный затвор 25 от верхнего седла 34 клапана, которое образовано в главном затворе 26. Это обеспечивает возможность уравновешивания давления по обеим сторонам главного затвора 26 через отверстия 39, образованные в главном затворе 26.

Когда необходимо закрыть клапан 20, исполнительный механизм перемещает шток 22 клапана, который, в свою очередь, перемещает главный затвор 26 к седельному кольцу 31 для образования гидравлического уплотнения. Пружины 37 и 38 обеспечивают приложение силы между вспомогательным затвором 25 и главным затвором 26 клапана, чтобы оставлять открытым канал между вспомогательным затвором 25 и верхним седлом 34 клапана. Это обеспечивает поддержание давления по обеим сторонам главного затвора 26 в относительно уравновешенном состоянии до тех пор, пока главный затвор 26 не сядет на нижнее седло 31 клапана. Когда главный затвор 26 садится на нижнее седло 34 клапана, шток 22 клапана обеспечивает посадку вспомогательного затвора 25 на верхнее седло 34 клапана, тем самым завершая закрытие клапана 20. Эта двухседельная конструкция обеспечивает возможность закрытия клапана с достижением Класса V по утечке.

Недостатки такой двухседельной конструкции клапана заключаются в том, что она является сравнительно сложной и для выполнения этой уравновешенной конструкции требуются дорогостоящие, прецизионно обработанные детали. Кроме того, при определенных эксплуатационных условиях конструкции клапанов с вспомогательным затвором могут стать нестабильными.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание регулирующего клапана, который требует менее жестких допусков на детали, в отношении утечки удовлетворяет требованиям ANSI Класса утечки V и нуждается в уменьшенном усилии исполнительного механизма для открытия и закрытия клапана, что обеспечивает возможность использования меньших исполнительных механизмов.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения клапан содержит:

корпус клапана, имеющий входное отверстие и выходное отверстие,

седло клапана, расположенное в корпусе клапана, определяющее отверстие, взаимодействующее по текучей среде между входным отверстием и выходным отверстием,

шток клапана, проходящий через корпус клапана и перемещаемый через него вдоль оси,

затвор клапана, соединенный с одним концом штока клапана, при этом затвор клапана имеет закрытое положение, в котором затвор клапана взаимодействует с седлом клапана для образования первичного уплотнения, причем затвор клапана является передвижным из закрытого положения для контроля потока текучей среды через седло клапана, при этом затвор клапана включает канал для уравнивания давления затвора клапана и круговой канал,

уплотняющее кольцо, расположенное в круговом канале затвора клапана,

коробку клапана, расположенную в корпусе клапана и имеющую внутреннюю поверхность, имеющую размер для размещения затвора клапана, при этом зазор между коробкой клапана и затвором клапана определяет вторичный путь утечки, внутренняя поверхность коробки клапана включает многопрофильную внутреннюю круговую поверхность, имеющую по меньшей мере первую круговую поверхность и вторую круговую поверхность с первой переходной поверхностью, расположенной между первой круговой поверхностью и второй круговой поверхностью, причем вторая круговая поверхность выполнена в основном в виде цилиндрической стенки по существу концентричной с осью штока клапана и является ближайшей к затвору клапана для взаимодействия с возможностью уплотнения с уплотняющим кольцом, тем самым образуя вторичное уплотнение, ограничивающее утечку текучей среды через вторичный путь утечки, при этом первая круговая поверхность расположена дальше от затвора клапана, чем вторая круговая поверхность.

Многопрофильная внутренняя круговая поверхность коробки клапана дополнительно включает третью круговую поверхность и вторую промежуточную поверхность, расположенную между второй круговой поверхностью и третьей круговой поверхностью, причем третья круговая поверхность является по существу концентричной оси штока клапана и расположена ближе к затвору клапана.

При этом первая круговая поверхность коробки является по существу концентричной относительно оси штока клапана.

Предпочтительно, уплотняющее кольцо выполнено в виде кольца С-образного сечения, имеющего отверстие. Упомянутое кольцо С-образного сечения расположено таким образом, что текучая среда, проходящая через вторичный проход протечки, заполняет отверстие и прижимает кольцо С-образного сечения ко второй круговой поверхности для улучшения вторичного уплотнения.

Уплотнительное кольцо выполнено из материала, пригодного для работы при температурах, по меньшей мере, около 450°Ф. Предпочтительно, материалом является металл.

Клапан дополнительно может содержать поршневое кольцо, расположенное между коробкой клапана и затвором клапана для образования гидравлического уплотнения с коробкой клапана.

Уплотнительное кольцо выполнено с возможностью скольжения по второй круговой поверхности во время использования.

Предпочтительно, первая переходная поверхность имеет форму усеченного конуса, наклоненную под углом около 7,5 градусов относительно оси штока.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения клапан содержит:

корпус клапана, имеющий входное отверстие и выходное отверстие,

седло клапана, расположенное в корпусе клапана, определяющее отверстие, взаимодействующее по текучей среде между входным отверстием и выходным отверстием,

шток клапана, проходящий через корпус клапана и перемещаемый через него вдоль оси,

затвор клапана, соединенный с одним концом штока клапана, при этом затвор клапана имеет закрытое положение, в котором затвор клапана взаимодействует с седлом клапана для образования первичного уплотнения, причем затвор клапана является передвижным из закрытого положения для контроля потока текучей среды через седло клапана, при этом затвор клапана включает канал для уравнивания давления затвора клапана, и

коробку клапана, расположенную в корпусе клапана и имеющую внутреннюю поверхность, имеющую размер для размещения затвора клапана, при этом зазор между коробкой клапана и затвором клапана определяет вторичный путь утечки,

причем коробка клапана и затвор клапана являются вторичным уплотняющим несущим элементом, который включает канал, имеющий размер для размещения уплотняющего кольца,

при этом другие коробка клапана и затвор клапана являются вторичным уплотняющим сопряженным элементом, который включает многопрофильную внутреннюю круговую поверхность, причем многопрофильная внутренняя круговая поверхность имеет по меньшей мере первую круговую поверхность и вторую круговую поверхность с первой промежуточной поверхностью, расположенной между первой круговой поверхностью и второй круговой поверхностью, при этом вторая круговая поверхность выполнена в основном в виде цилиндрической стенки по существу концентричной с осью штока клапана и является ближайшей к уплотняющему несущему элементу для взаимодействия с возможностью уплотнения с уплотняющим кольцом, тем самым образуя вторичное уплотнение, ограничивающее утечку текучей среды через вторичный путь утечки, и первая круговая поверхность расположена дальше от уплотняющего несущего элемента, чем вторая круговая поверхность.

При этом вторичный уплотняющий несущий элемент содержит затвор и вторичный уплотняющий сопряженный элемент содержит коробку.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения клапан содержит:

корпус клапана, имеющий входное отверстие и выходное отверстие,

седло клапана, расположенное в корпусе клапана, определяющее отверстие, взаимодействующее по текучей среде между входным отверстием и выходным отверстием,

шток клапана, проходящий через корпус клапана и перемещаемый через него вдоль оси,

затвор клапана, соединенный с одним концом штока клапана, при этом затвор клапана имеет закрытое положение, в котором затвор клапана взаимодействует с седлом клапана для образования первичного уплотнения, причем затвор клапана является передвижным из закрытого положения для контроля потока текучей среды через седло клапана, при этом затвор клапана включает канал для уравнивания давления затвора клапана и круговой канал,

уплотняющее кольцо, расположенное в круговом канале затвора клапана,

коробку клапана, расположенную в корпусе клапана и имеющую внутреннюю поверхность, имеющую размер для размещения затвора клапана, при этом зазор между коробкой клапана и затвором клапана определяет вторичный путь утечки, причем внутренняя поверхность коробки клапана взаимодействует с возможностью уплотнения с уплотняющим кольцом в различных положениях затвора для образования вторичного уплотнения, ограничивающего утечку текучей среды через вторичный путь утечки, тем самым учитывая разницу в тепловом расширении между затвором клапана и коробкой клапана.

При этом внутренняя поверхность коробки клапана включает многопрофильную внутреннюю круговую поверхность, имеющую по меньшей мере первую круговую поверхность и вторую круговую поверхность, причем вторая круговая поверхность взаимодействует с возможностью уплотнения с уплотняющим кольцом в различных положениях затвора и первая круговая поверхность расположена дальше от затвора клапана, чем вторая круговая поверхность. Причем вторая круговая поверхность коробки выполнена в основном в виде цилиндрической стенки, по существу концентричной относительно оси штока клапана, и первая промежуточная поверхность расположена между первой круговой поверхностью и второй круговой поверхностью.

Предпочтительно, уплотнительное кольцо выполнено с возможностью скольжения по второй круговой поверхности во время использования, и вторичное уплотнение обеспечивает максимальную утечку текучей среды согласно стандарту ANSI класса V.

Вышеупомянутые отличительные признаки, преимущества и варианты настоящего изобретения будут очевидны из последующего описания изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 - схематический вид в разрезе обычного двухоконного клапана,

фиг.2 - схематический вид в разрезе обычного двухседельного клапана,

фиг.3 - схематический вид в разрезе клапана и регулирующего узла согласно одному аспекту настоящего изобретения,

фиг.3А - увеличенный вид в разрезе части регулирующего узла, показанного на фиг.3,

фиг.3В - вид сверху затвора клапана, показанного на фиг.3 и 3А, и

фиг.4 - увеличенный вид в разрезе части регулирующего узла согласно одному варианту осуществления изобретения.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения клапан обеспечивает более плотное и надежное перекрытие текучей среды, при этом одновременно соответствуя требованиям ANSI Класса утечки V. Клапана согласно настоящему изобретению обеспечивает регулирование потока текучей среды и включает коробку клапана, имеющую внутреннюю круговую поверхность, по существу параллельную штоку клапана. Затвор клапана соединен с одним концом штока, другой конец которого соединен с исполнительным механизмом. Уплотнительное кольцо, которое расположено в кольцевом пазу, образованном в затворе клапана, может перемещаться на выбранное расстояние по круговой поверхности коробки клапана. Это обеспечивает возможность вхождения затвора клапана в соприкосновение с седельным кольцом по более широкому диапазону возможных положений, при одновременном размещении главного седла на седельном кольце и вспомогательного седла на уплотнительном кольце.

Уплотнительное кольцо может быть в виде кольца С-образного сечения. Открытая часть кольца С-образного сечения обращена к поступающей текучей среде, проходящей через клапан. Таким образом, любая текучая среда, просачивающаяся за затвор клапана, собирается в кольце С-образного сечения и обеспечивает дополнительное давление, которое поджимает кольцо С-образного сечения к коробке клапана для усиления и улучшения уплотнения, способствуя, таким образом, препятствованию нежелательного потока текучей среды. Кроме того, вторая круговая поверхность коробки клапана по существу параллельна направлению перемещения затвора клапана. Это обеспечивает возможность перемещения уплотнительного кольца вдоль коробки клапана с приложением сравнительно небольшого воздействующего усилия. Меньшее воздействующее усилие может обеспечивать возможность уменьшения размера исполнительного механизма, используемого для перемещения затвора клапана для открытия и закрытия клапана.

На фиг.3, 3А, 3В и 4, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями, показан вариант регулирующего клапана согласно настоящему изобретению. Хотя настоящее изобретение будет описано со ссылкой на примерный вариант его осуществления, показанный на чертежах, необходимо учесть, что настоящее изобретение может быть воплощено во многих альтернативных вариантах. Специалист в данной области техники дополнительно сможет определить различные способы изменения параметров в изложенных вариантах осуществления изобретения, как, например, размера, формы или типа элементов или материалов, при этом, однако, не выходя за пределы существа настоящего изобретения и не отклоняясь от его объема.

На фиг.3 показан вид в разрезе клапана 40, изготовленного по техническим решениям согласно настоящему изобретению. Клапан 40 содержит корпус 41, имеющий первое отверстие 42 и второе отверстие 43, из которых одно отверстие может быть определено как входное отверстие, а другое отверстие - как выходное отверстие. Обозначение "входное" или «выходное" зависит от направления текучей среды, проходящей через клапан. Для направления потока, показанного стрелками 44, первое отверстие 42 является входным отверстием, а второе отверстие 43 - выходным отверстием.

Регулирующий узел 45, который расположен в камере, образованной в корпусе 41 клапана, регулирует поток текучей среды между первым отверстием 42 и вторым отверстием 43. Регулирующий узел 45 содержит затвор 47 клапана, коробку 48 клапана и нижнее седло клапана в виде седельного кольца 46. Седельное кольцо 46 имеет отверстие 49, а коробка 48 клапана имеет множество отверстий 50, через которые может проходить текучая среда, когда клапан 40 находится в открытом положении.

Крышка 51 соединена с корпусом 41 клапана крепежными деталями, как, например, болтами 52 и гайками 53. Первая прокладка 54 расположена между корпусом 41 клапана и седельным кольцом 46. Вторая прокладка 55 расположена между крышкой 51 и как коробкой 48 клапана, так и корпусом 41 клапана. Прокладки 54 и 55 обеспечивают предотвращение нежелательной утечки текучей среды из корпуса 41 клапана. Когда крышка 51 прикреплена к корпусу 41 клапана, она зажимает вторую прокладку 55 между собой и как корпусом 41 клапана, так и коробкой 48 клапана. Кроме того, крышка 51 зажимает первую прокладку 54 между седельным кольцом 46 и корпусом 41 клапана. Сжатие первой прокладки 54 и второй прокладки 55 обеспечивает сдерживание текучей среды, проходящей внутри корпуса 41 клапана. Крышка 51, кроме того, прижимает коробку 48 клапана к седельному кольцу 46 для удержания седельного кольца 46 внутри корпуса 41 клапана. Специалисту в данной области техники будет понятно, что возможны другие конструкции, включая использование дополнительных элементов, как, например, нагрузочных колец при изготовлении регулирующих клапанов. Настоящее изобретение, как таковое, не ограничивается конкретной примерной конструкцией, показанной на чертежах, а может включать известные варианты.

Шток 56 клапана проходит через крышку 51 в корпус 41 клапана. Вокруг штока 56 клапана могут быть предусмотрены обычная сальниковая набивка и уплотнения (не показаны) для того, чтобы шток 56 клапана мог совершать возвратно-поступательное движение в корпусе 41 клапана при незначительной утечке или ее полном отсутствии. Шток 56 клапана одним концом соединен с затвором 47 клапана, а другим концом - с исполнительным механизмом (не показан). Исполнительный механизм обеспечивает возвратно-поступательное движение штока 56 клапана в корпусе 41 клапана, тем самым перемещая затвор 47 клапана между открытым и закрытым положениями.

Затвор 47 клапана взаимодействует с седельным кольцом 46 для регулирования потока текучей среды через клапан 40. Когда затвор 47 клапана находится в закрытом или перекрывающем положении, он опирается на седельное кольцо 46. Затвор 47 клапана почти закрывает отверстия 50 коробки 48 клапана и находится в соприкосновении с седельным кольцом 63, обеспечивая перекрытие потока текучей среды от первого отверстия 42 ко второму отверстию 43. Когда затвор 47 клапана находится в открытом положении, он отсоединен от седельного кольца 46. При открытом положении клапана текучая среда может проходить от первого отверстия 42, через отверстия 50 в коробке 48 клапана и отверстие 49 в седельном кольце 46 во второе отверстие 43. Кроме того, затвор 47 клапана может содержать обычное поршневое кольцо 57 для сведения до минимума утечки между коробкой 48 клапана и его затвором 47, в то время как затвор клапана регулирует поток через клапан 40.

Как показано на фиг.3 и 3А, коробка 48 клапана имеет многопрофильную внутреннюю круговую поверхность. Например, многопрофильная внутренняя круговая поверхность включает первую круговую поверхность 58 коробки, вторую круговую поверхность 59 коробки и третью круговую поверхность 60 коробки. Радиус первой круговой поверхности 58 коробки больше, чем радиус второй круговой поверхности 59 коробки. Подобным же образом радиус второй круговой поверхности 59 коробки больше, чем радиус третьей круговой поверхности 60 коробки. Многопрофильная поверхность, кроме того, включает первую переходную поверхность 61, которая обеспечивает сравнительно постепенный переход от первой круговой поверхности 58 коробки ко второй круговой поверхности 59 коробки. Вторая переходная поверхность 62, также являющаяся частью многопрофильной поверхности, обеспечивает сравнительно постепенный переход от второй круговой поверхности 59 коробки к третьей круговой поверхности 60 коробки. Первая переходная поверхность 61 соединяет первую круговую поверхность 58 коробки со второй круговой поверхностью 59 коробки без применения крутого, острого или зазубренного края, который в противном случае мешал или препятствовал бы способности уплотнительного кольца 63 скользить от первой круговой поверхности 58 коробки ко второй круговой поверхности 59 коробки. Следовательно, не требуется, чтобы первая переходная поверхность была совершенно ровной, а скорее необходимо лишь, чтобы она была достаточно постепенной во избежание нежелательной помехи для движения уплотнительного кольца 63 по многопрофильной поверхности. Первая переходная поверхность 61 может также действовать как направляющая для направления уплотнительного кольца 63 в относительно более сжатое состояние, когда оно примыкает к одной из круговых поверхностей коробки, как, например, второй круговой поверхности 59 коробки.

Согласно одному варианту настоящего изобретения радиус первой круговой поверхности 58 коробки выбран таким, чтобы уплотнительное кольцо 63 могло пропускать первую круговую поверхность 58 коробки без образования какого-либо контакта или с образованием только минимального или незначительного контакта с ней. Следовательно, уплотнительное кольцо 63 не создает никакого дополнительного значительного трения с первой круговой поверхностью 58 коробки для действия против усилия исполнительного механизма, перемещающего затвор 47 клапана внутри клапана. Важнее то, что уплотнительное кольцо 63 не образует дополнительного контакта вдали от многопрофильных внутренних круговых поверхностей, что, таким образом, уменьшает износ уплотнительного кольца 63. Однако, когда затвор 47 клапана продолжает перемещаться вниз в закрытое положение, уплотнительное кольцо 63 касается или контактирует с первой переходной поверхностью 61. По мере того как затвор 47 клапана продолжает перемещаться вниз, как это показано на фиг.3, уплотнительное кольцо 63 скользит по первой переходной поверхности 61 и затем соприкасается со второй круговой поверхностью 59 коробки. Радиус второй круговой поверхности 59 коробки выбран таким образом, чтобы сдавливать уплотнительное кольцо 63 между круговой поверхностью 59 и кольцевым пазом или каналом 64, образованным в затворе 47 клапана с размещенным в нем уплотнительным кольцом 63.

Вторая круговая поверхность 59 коробки по существу параллельна направлению движения штока 56 клапана и, следовательно, затвора 47 клапана. Кроме того, вторая круговая поверхность 59 коробки обеспечивает протяженную область контакта, вдоль которой может скользить уплотнительное кольцо 63, пока затвор 47 клапана не будет соприкасаться с седельным кольцом 46 для расположения клапана в закрытом или перекрытом положении.

Уплотнительное кольцо 63 расположено в кольцевом пазу 64, образованном в затворе 47 клапана. Следовательно, стенки кольцевого паза 64 удерживают уплотнительное кольцо 63 на месте, когда затвор 47 клапана перемещается в закрытое положение. В этом положении уплотнительное кольцо 63 соприкасается со второй круговой поверхностью 59 коробки и с, по меньшей мере, двумя из трех стенок кольцевого паза 64 (открытая сторона уплотнительного кольца С-образного сечения 63 может не всегда сохранять контакт с кольцевым пазом 64 из-за силы давления текучей среды на уплотнительное кольцо 63). Протяженная вторая круговая поверхность 59 коробки обеспечивает возможность скольжения уплотнительного кольца 63 и не сдерживает перемещение затвора 47 клапана, что, таким образом, обеспечивает возможность затвору 47 клапана соприкасаться с седельным кольцом 47 в интервале возможных мест перекрытия. Конкретнее, когда затвор клапана перемещается по направлению к седельному кольцу 46, уплотнительное кольцо 63 вначале соприкасается со второй круговой поверхностью 59 коробки. Протяженная вторая круговая поверхность 59 коробки обеспечивает возможность уплотнительному кольцу 63 скользить по этой поверхности, пока затвор 47 клапана не образует герметизированный контакт с уплотнительным кольцом 46. Способность уплотнительного кольца 63 скользить в интервале положений затвора 47 клапана таким образом, что все же сохранялось уплотнение, обеспечивает возможность сравнительно смягченного допуска при механической обработке и сборке деталей клапана. Кроме того, эта конструкция позволяет получать клапан 40, который может удовлетворять необходимым уплотнительным характеристикам запорного клапана согласно ANSI Классу утечки V. Кроме того, уплотнительное кольцо 63 будет сдавливаться только тогда, когда затвор 47 клапана приближается к закрытому положению или находится в нем (т.е. когда оно примыкает ко второй круговой поверхности 59 коробки). Следовательно, износ уплотнительного кольца 63 сводится до минимума.

Уплотнительное кольцо 63 может принимать ряд форм. В одном варианте осуществления изобретения оно имеет форму уплотнительного кольца С-образного сечения. Однако специалисту в данной области техники будет понятно, что в связи с техническими решениями согласно настоящему изобретению могут быть использованы другие конфигурации и типы уплотнительного кольца. Ориентация уплотнительного кольца С-образного сечения 63, показанного на фиг.3, соответствует потоку через клапан 40 от первого отверстия 42 ко второму отверстию 43. Уплотнительное кольцо 63 обеспечивает уплотнение по существу гидравлического типа между затвором 47 клапана и коробкой 48 клапана, когда затвор 47 клапана расположен против уплотнительного кольца 46. Конкретнее, когда клапан 40 закрыт с расположением затвора 47 клапана против уплотнительного кольца 46, уплотнительное кольцо 63 обеспечивает уплотнение против утечки через клапан 40 между затвором 47 клапана и коробкой 48 клапана. Текучая среда, стремящаяся просочиться через клапан 40 между затвором 47 клапана и коробкой 48 клапана, входит в отверстие уплотнительного кольца 63 и плотнее прижимает уплотнительное кольцо 63 ко второй круговой поверхности 59 коробки и кольцевому пазу 64. Это действие усиливает уплотнение между затвором 47 клапана и коробкой 48 клапана. Кроме того, механическая пружинистость уплотнительного кольца 63 компенсирует ошибки в допусках на механическую обработку и изменения в размерах, вызванные изменениями температуры. Эта механическая пружинистость может быть повторена при противоположном направлении потока, если уплотнительное кольцо 63 перевернуть из положения, показанного на чертежах. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается потоком лишь в показанном направлении, а, как будет понятно специалисту в данной области техники, может осуществляться в разных направлениях потока посредством изменения направления отверстия в уплотнительном кольце 63 С-образного сечения.

Как показано на фиг.3 и 3В, затвор 47 клапана имеет каналы 66, образованные в нем для уравновешивания давлений, действующих по обеим сторонам затвора 47 клапана. Конкретнее, благодаря каналам 66 по существу уравниваются давления в первом пространстве 67 над затвором 47 клапана и втором пространстве 68 под затвором 47 клапана (гидростатическое давление действует только на площадь поверхности штока). Это приводит к приложению по существу равных, но противоположных сил давления текучей среды на затвор 47 клапана, за исключением неуравновешенной кольцевой области 69 затвора 47 клапана. Эта неуравновешенная кольцевая область 69 показана на фиг.3А.

Как показано на фиг.3А, регулирующий клапан содержит коробку 48 клапана, уплотнительное кольцо 63, кольцевой паз 64, затвор 47 клапана и седельное кольцо 46. Как показано, уплотнительное кольцо 63 прижато к кольцевому пазу 64 и второй круговой поверхности 59 коробки, когда клапан 40 находится в закрытом положении, а нижняя часть затвора 47 клапана посажена на седельное кольцо 46. Однако благодаря каналам 66 (фиг.3), которые проходят через затвор 47 клапана, давление на выходе прилагается как к верхней, так и к нижней сторонам затвора 47 клапана. Эти верхняя и нижняя стороны обычно имеют равные площади, за исключением площади штока поршня, которая может быть сведена до минимума. Так как давления в первом пространстве 67 и втором пространстве 68 являются равными и действуют на по существу равные площади, то эти давления вызывают по существу равные, но противоположные силы, действующие на затвор 47 клапана. Эти по существу равные, но противоположные силы компенсируют друг друга. Однако существует площадь затвора 47 клапана, подвергающаяся действию разных давлений. Эти разные давления приводят к приложению некомпенсированных сил к затвору 47 клапана. Следовательно, эта площадь образует неуравновешенную кольцевую область 69, показанную на фиг.3А.

Неуравновешенная кольцевая область 69 имеет наружный радиус, определяемый точкой, в которой уплотнительное кольцо 63 соприкасается со второй круговой поверхностью 59 коробки, и внутренний радиус, определяемый точкой, в которой нижняя часть затвора 47 клапана соприкасается с седельным кольцом 46. Нижняя сторона этой неуравновешенной кольцевой области 69 подвергается действию давления на входе вследствие утечки текучей среды между затвором 47 клапана и коробкой 48 клапана, которая будет заполнять уплотнительное кольцо 63. Верхняя сторона этой неуравновешенной кольцевой области 69 сверху затвора 47 клапана подвергается действию давления на выходе в первом пространстве 67. Когда эти давления являются разными, к затвору 47 клапана прилагается результирующая равнодействующая сила, которую для закрытия клапана должен преодолеть исполнительный механизм клапана. Равнодействующая сила пропорциональна разнице между этими давлениями, умноженной на неуравновешенную кольцевую область 69. Так как размер неуравновешенной кольцевой области 69 является сравнительно небольшим, то равнодействующая сила, действующая на затвор 47 клапана вследствие этой неуравновешенной кольцевой области 69, также является сравнительно небольшой. Кроме того, по сравнению с обычными клапанами появляется возможность использовать меньший исполнительный механизм для приближения затвора 47 клапана вплотную к седельному кольцу 46.

Показанный регулирующий узел 45 согласно настоящему изобретению также удовлетворяет ANSI Классу утечки V при перекрытии клапана, когда затвор 47 клапана расположен у седельного кольца 46 (например, расположен в закрытом положении). Уплотнительное кольцо 63 может быть изготовлено из подходящего материала, как например, Inconel X750 (промышленное обозначение №07750) или металла 718 (промышленное обозначение №07718), так что клапан 40 может выдерживать сравнительно высокие температуры (например, около 450°Ф и выше).

На фиг.4 показан один примерный вариант выполнения регулирующего узла 45 согласно настоящему изобретению. В этом примерном варианте выполнения регулирующий узел содержит первую круговую поверхность 58 коробки, вторую круговую поверхность 59 коробки и третью круговую поверхность 60 коробки. Радиус первой круговой поверхности 58 коробки больше, чем радиус второй круговой поверхности 59 коробки. Подобным же образом радиус второй круговой поверхности 59 коробки больше, чем радиус третьей круговой поверхности 60 коробки. Многопрофильная поверхность, кроме того, содержит первую переходную поверхность 61а, которая обеспечивает сравнительно постепенный переход от первой круговой поверхности 58 коробки ко второй круговой поверхности 59 коробки. Конкретнее, в этом примерном варианте выполнения клапана угол наклона первой переходной поверхности 61а к вертикальной центральной линии клапана составляет около 7,5 градусов. Кроме того, радиус в месте пересечения первой переходной поверхности 61а и второй круговой поверхности 59 коробки составляет около 0,25 дюйма. Вторая переходная поверхность 62, также являющаяся частью многопрофильной поверхности, дополнительно обеспечивает переход от второй круговой поверхности 59 коробки к третьей круговой поверхности 60 коробки. Необходимо отметить, что размеры угла и радиуса относятся к одному примерному варианту осуществления изобретения. Как понятно специалисту в этой области техники, заявитель считает, что объем настоящего изобретения распространяется за пределы этих конкретных размеров.

Первая переходная поверхность 61а соединяет первую круговую поверхность 58 коробки со второй круговой поверхностью 59 коробки без применения крутого, острого или зазубренного края. В противном случае такой край будет мешать или препятствовать способности уплотнительного кольца 63 скользить от первой круговой поверхности 58 коробки ко второй круговой поверхности 59 коробки. Кроме того, небольшой угол, равный около 7,5 градусов, действует как направляющая для направления уплотнительного кольца 63 в сравнительно более сжатое состояние, когда оно примыкает ко второй круговой поверхности 59 коробки.

Показанный регулирующий узел 45 согласно настоящему изобретению успешно обеспечивает более плотное перекрытие потока текучей среды при сравнительно меньших силах, требующихся для закрытия клапана 40 исполнительным механизмом. Уплотнительное кольцо 63, расположенное в кольцевом пазу 64 затвора 47 клапана, может быть изготовлено из материала, стойкого к высоким температурам, как, например, металла, чтобы обеспечить перекрытие высокотемпературной текучей среды по Классу утечки V. Кроме того, уплотнительное кольцо 63 может быть выполнено в виде кольца С-образного сечения. Открытая часть кольца С-образного сечения может быть обращена к потоку текучей среды, поступающему в клапан. Таким образом, любая текучая среда, просачивающаяся за затвор клапана, собирается в кольце С-образного сечения и обеспечивает дополнительное давление, прижимающее кольцо С-образного сечения к коробке клапана для усиления и улучшения уплотнения. Кроме того, вторая круговая поверхность коробки клапана по существу параллельна направлению перемещения затвора клапана. Это обеспечивает перемещение уплотнительного кольца по коробке клапана с приложением сравнительно небольшого воздействующего усилия. Это создает возможность для использования сравнительно небольшого исполнительного механизма для передвижения затвора в клапане при открывании и закрывании клапана. Кроме того, затвор клапана может быть совмещен с седельным кольцом на широком диапазоне расстояний перемещения затвора, и уплотнительное кольцо, однако, может сохранять надлежащее уплотнение со второй круговой поверхностью коробки клапана.

В свете вышеизложенного описания изобретения специалистам в данной области техники будут очевидны многочисленные изменения и альтернативные варианты осуществления изобретения. Таким образом, это описание следует рассматривать только как иллюстративное и с целью ознакомления специалистов в данной области техники с наилучшим вариантом осуществления настоящего изобретения. Элементы конструкции могут существенно изменяться без отступления от существа настоящего изобретения, при этом оговаривается исключительное использование всех модификаций, которые находятся в пределах прилагаемой формулы изобретения. Как полагают, настоящее изобретение ограничивается только до степени, определяемой прилагаемой формулой изобретения и применяемыми нормами закона.

Изобретение относятся к арматуростроению, в частности к регулирующим клапанам, и предназначено для регулирования потока рабочей среды и предотвращения утечки рабочей среды. Клапан содержит корпус с входным (42) и выходным (43) отверстиями, расположенное в корпусе седло с отверстием между входным и выходным отверстиями, проходящий через корпус шток. Затвор (47) соединен с одним концом штока и взаимодействует с седлом для образования первичного уплотнения. Затвор (47) является передвижным из закрытого положения для контроля потока текучей среды через седло клапана. Затвор (47) включает канал для уравнивания давления в затворе и круговой канал. Уплотняющее кольцо расположено в круговом канале затвора. Коробка (48) клапана расположена в корпусе и имеет внутреннюю поверхность для размещения затвора. Зазор между коробкой (48) и затвором (47) определяет вторичный путь утечки. Внутренняя поверхность коробки клапана включает многопрофильную внутреннюю круговую поверхность. Последняя имеет, по меньшей мере, первую круговую поверхность (58) и вторую круговую поверхность (59) с первой переходной поверхностью (61). Вторая круговая поверхность (59) в виде цилиндрической стенки концентрична оси штока и является ближайшей к затвору для взаимодействия с возможностью уплотнения с уплотняющим кольцом (63), тем самым образуя вторичное уплотнение. Первая круговая поверхность (58) расположена дальше от затвора, чем вторая круговая поверхность (59). Имеются два варианта выполнения регулирующего клапана. Изобретение направлено на уменьшение утечек за пределами величины, установленной согласно ANSI Классом утечки V, и на уменьшение приводного усилия на исполнительном механизме клапана. 3 н. и 28 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Клапан, содержащий корпус клапана, имеющий входное отверстие и выходное отверстие, седло клапана, расположенное в корпусе клапана, определяющее отверстие, взаимодействующее по текучей среде между входным отверстием и выходным отверстием, шток клапана, проходящий через корпус клапана и перемещаемый через него вдоль оси, затвор клапана, соединенный с одним концом штока клапана, при этом затвор клапана имеет закрытое положение, в котором затвор клапана взаимодействует с седлом клапана для образования первичного уплотнения, причем затвор клапана является передвижным из закрытого положения для контроля потока текучей среды через седло клапана, при этом затвор клапана включает канал для уравнивания давления затвора клапана и круговой канал, уплотняющее кольцо, расположенное в круговом канале затвора клапана, коробку клапана, расположенную в корпусе клапана и имеющую внутреннюю поверхность, имеющую размер для размещения затвора клапана, при этом зазор между коробкой клапана и затвором клапана определяет вторичный путь утечки, внутренняя поверхность коробки клапана включает многопрофильную внутреннюю круговую поверхность, имеющую, по меньшей мере, первую круговую поверхность и вторую круговую поверхность с первой переходной поверхностью, расположенной между первой круговой поверхностью и второй круговой поверхностью, причем вторая круговая поверхность выполнена в основном в виде цилиндрической стенки, по существу, концентричной с осью штока клапана и является ближайшей к затвору клапана для взаимодействия с возможностью уплотнения с уплотняющим кольцом, тем самым образуя вторичное уплотнение, ограничивающее утечку текучей среды через вторичный путь утечки, при этом первая круговая поверхность расположена дальше от затвора клапана, чем вторая круговая поверхность.2. Клапан по п.1, в котором многопрофильна внутренняя круговая поверхность коробки клапана дополнительно включает третью круговую поверхностью и вторую промежуточную поверхность, расположенную между второй круговой поверхностью и третьей круговой поверхностью, причем третья круговая поверхность является, по существу, концентричной оси штока клапана и расположена ближе к затвору клапана.3. Клапан по п.1, в котором первая круговая поверхность коробки является по существу концентричной относительно оси штока клапана.4. Клапан по п.1, в котором уплотняющее кольцо выполнено в виде кольца С-образного сечения, имеющего отверстие.5. Клапан по п.4, в котором кольцо С-образного сечения расположено таким образом, что текучая среда, проходящая через вторичный проход протечки, заполняет отверстие и прижимает кольцо С-образного сечения ко второй круговой поверхности для улучшения вторичного уплотнения.6. Клапан по п.1, в котором уплотнительное кольцо выполнено из материала, пригодного для работы при температурах, по меньшей мере, около 450°Ф.7. Клапан по п.6, в котором материалом является металл.8. Клапан по п.1, дополнительно содержащий поршневое кольцо, расположенное между коробкой клапана и затвором клапана для образования гидравлического уплотнения с коробкой клапана.9. Клапан по п.1, в котором уплотнительное кольцо выполнено с возможностью скольжения по второй круговой поверхности во время использования.10. Клапан по п.1, в котором первая переходная поверхность имеет форму усеченного конуса, наклоненную под углом около 7,5° относительно оси штока.11. Клапан, содержащий корпус клапана, имеющий входное отверстие и выходное отверстие, седло клапана, расположенное в корпусе клапана, определяющее отверстие, взаимодействующее по текучей среде между входным отверстием и выходным отверстием, шток клапана, проходящий через корпус клапана и перемещаемый через него вдоль оси, затвор клапана, соединенный с одним концом штока клапана, при этом затвор клапана имеет закрытое положение, в котором затвор клапана взаимодействует с седлом клапана для образования первичного уплотнения, причем затвор клапана является передвижным из закрытого положения для контроля потока текучей среды через седло клапана, при этом затвор клапана включает канал для уравнивания давления затвора клапана и круговой канал, коробку клапана, расположенную в корпусе клапана и имеющую внутреннюю круговую поверхность, имеющую размер для размещения затвора клапана, при этом зазор между коробкой клапана и затвором клапана определяет вторичный путь утечки, причем коробка клапана и затвор клапана являются вторичным уплотняющим несущим элементом, который включает канал, имеющий размер для размещения уплотняющего кольца, при этом другие коробка клапана и затвор клапана являются вторичным уплотняющим сопряженным элементом, который включает многопрофильную внутреннюю круговую поверхность, причем многопрофильная внутренняя круговая поверхность имеет, по меньшей мере, первую круговую поверхность и вторую круговую поверхность с первой поверхностью и второй круговой поверхностью, при этом вторая круговая поверхность выполнена в основном в виде цилиндрической стенки, по существу, концентричной с осью штока клапана и является ближайшей к уплотняющему несущему элементу для взаимодействия с возможностью уплотнения с уплотняющим кольцом, тем самым образуя вторичное уплотнение, ограничивающее утечку текучей среды через вторичный путь утечки, и первая круговая поверхность расположена дальше от уплотняющего несущего элемента, чем вторая круговая поверхностью.12. Клапан по п.11, в котором вторичный уплотняющий несущий элемент содержит затвор и вторичный уплотняющий сопряженный элемент содержит коробку.13. Клапан по п.11, в котором многопрофильная внутренняя круговая поверхность коробки клапана дополнительно включает третью круговую поверхностью и вторую промежуточную поверхность, расположенную между второй круговой поверхностью и третьей круговой поверхностью, причем третья круговая поверхность является по существу концентричной оси штока клапана и расположена ближе к затвору клапана.14. Клапан по п.11, в котором первая круговая поверхность коробки является по существу концентричной относительно оси штока клапана.15. Клапан по п.11, в котором уплотняющее кольцо выполнено в виде кольца С-образного сечения, имеющего отверстие.16. Клапан по п.15, в котором кольцо С-образного сечения расположено таким образом, что текучая среда, проходящая через вторичный проход протечки, заполняет отверстие и прижимает кольцо С-образного сечения ко второй круговой поверхности для улучшения вторичного уплотнения.17. Клапан по п.11, в котором уплотнительное кольцо выполнено из материала, пригодного для работы при температурах, по меньшей мере, около 450°Ф.18. Клапан по п.17, в котором материалом является металл.19. Клапан по п.11, дополнительно содержащий поршневое кольцо, расположенное между коробкой клапана и затвором клапана для образования гидравлического уплотнения с коробкой клапана.20. Клапан по п.11, в котором уплотнительное кольцо выполнено с возможностью скольжения по второй круговой поверхности во время использования.21. Клапан по п.11, в котором первая переходная поверхность имеет форму усеченного конуса, наклоненную под углом около 7,5° относительно оси штока.22. Клапан, содержащий корпус клапана, имеющий входное отверстие и выходное отверстие, седло клапана, расположенное в корпусе клапана, определяющее отверстие, взаимодействующее по текучей среде между входным отверстием и выходным отверстием, шток клапана, проходящий через корпус клапана и перемещаемый через него вдоль оси, затвор клапана, соединенный с одним концом штока клапана, при этом затвор клапана имеет закрытое положение, в котором затвор клапана взаимодействует с седлом клапана для образования первичного уплотнения, причем затвор клапана является передвижным из закрытого положения для контроля потока текучей среды через седло клапана, при этом затвор клапана включает канал для уравнивания давления затвора клапана и круговой канал, уплотняющее кольцо, расположенное в круговом канале затвора клапана, коробку клапана, расположенную в корпусе клапана и имеющую внутреннюю поверхность, имеющую размер для размещения затвора клапана, при этом зазор между коробкой клапана и затвором клапана определяет вторичный путь утечки, причем внутренняя поверхность коробки клапана взаимодействует с возможностью уплотнения с уплотняющим кольцом в различных положениях затвора для образования вторичного уплотнения, ограничивающего утечку текучей среды через второй путь утечки, тем самым учитывая разницу в тепловом расширении между затвором клапана и коробкой клапана.23. Клапан по п.22, в котором уплотнительное кольцо выполнено из материала, пригодного для работы при температурах, по меньшей мере, около 450°Ф.24. Клапан по п.22, в котором внутренняя поверхность коробки клапана включает многопрофильную внутреннюю круговую поверхность, имеющую, по меньшей мере, первую круговую поверхность и вторую круговую поверхность, причем вторая круговая поверхность взаимодействует с возможностью уплотнению с уплотняющим кольцом в различных положениях затвора и первая круговая поверхность расположена дальше от затвора клапана, чем вторая круговая поверхность.25. Клапан по п.24, в котором вторая круговая поверхность коробки выполнена в основном в виде цилиндрической стенки, по существу концентричной относительно оси штока клапана.26. Клапан по п.22, который дополнительно содержит первую промежуточную поверхность, расположенную между первой круговой поверхностью и второй круговой поверхностью.27. Клапан по п.22, в котором уплотняющее кольцо выполнено в виде кольца С-образного сечения, имеющего отверстие.28. Клапан по п.27, в котором кольцо С-образного сечения расположено таким образом, что текучая среда, проходящая через вторичный проход протечки, заполняет отверстие и прижимает кольцо С-образного сечения ко второй круговой поверхности для улучшения вторичного уплотнения.29. Клапан по п.22, в котором уплотняющее кольцо выполнено с возможностью скольжения по второй круговой поверхности во время использования.30. Клапан по п.22, в котором первая переходная поверхность имеет форму усеченного конуса, наклоненную под углом около 7,5° относительно оси штока.31. Клапан по п.22, в котором вторичное уплотнение обеспечивает максимальную утечку текучей среды согласно стандарту ANSI класса V.