Конструкция вставки седла в шаровой кран для криогенных применений Российский патент 2023 года по МПК F16K5/06 F16K5/20 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Клапаны используются для управления потоком жидкости в широком диапазоне применений. Шаровые краны обычно используются в случаях, где требуется прерывание потока жидкости через шаровой кран. Прерывание и установление потока жидкости через шаровой кран осуществляется за счет избирательного срабатывания шара внутри шарового крана. Как правило, вставка седла внутри шарового крана обеспечивает герметичность шара и части корпуса шарового крана. Однако, когда шаровой кран подвергается воздействию экстремальных условий окружающей среды, таких как криогенные температуры, вставка седла и/или другие части шарового крана могут сжиматься, деформироваться или иным образом изменяться, что приводит к утечке жидкости через шаровой кран. Соответственно, промышленность по-прежнему требует усовершенствования технологии шаровых кранов для таких применений.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

Варианты осуществления настоящего изобретения в целом относятся к шаровому крану, имеющему вставку седла, выполненного для обеспечения герметичности в работе при криогенных температурах или при их воздействии, и, более конкретно, к шаровому крану, имеющему седло, сформированное внутри корпуса клапана, которое включает в себя полость, имеющую наклонную стенку и вставку седла, расположенную, по меньшей мере, частично внутри полости и имеющую первую уплотняющую поверхность, которая образует первую уплотняющую поверхность с шаром для предотвращения утечки через первый путь утечки, и вторую уплотняющую поверхность, которая образует вторую уплотняющую поверхность с наклонной стенкой для предотвращения утечки через второй путь утечки при эксплуатации при криогенных температурах или при воздействии на шаровой кран. Пружина, действующая на фиксирующую пластину, может прижимать вставку седла к наклонной стенке, а наклонная стенка может перемещать или толкать вставку седла вверх, тем самым увеличивая уплотняющую силу между вставкой седла и наклонной стенкой седла, чтобы предотвратить утечку через вторичный путь утечки, когда криогенные температуры могут привести к уменьшению размера седла, вставки седла или их комбинации.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Чтобы способ, которым достигаются признаки и преимущества вариантов осуществления, можно было понять более подробно, может быть приведено более подробное описание со ссылкой на их варианты осуществления, которые проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Однако чертежи иллюстрируют только некоторые варианты осуществления и, следовательно, не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения, поскольку могут существовать и другие столь же эффективные варианты осуществления.

На фиг. 1 представлен частичный вид в поперечном сечении клапана в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 2 представлен частичный вид в поперечном сечении клапана в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

На фиг. 3 представлена блок-схема способа предотвращения утечки в клапане в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Использование одних и тех же условных обозначений на разных графических материалах указывает на аналогичные или идентичные варианты осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО(ЫХ)

ВАРИАНТА(ОВ) ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 показан частичный разрез клапана 100 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Клапан 100, как правило, может содержать шаровой кран и корпус 102 клапана, имеющий продольную ось 104 вдоль пути 105 потока через клапан 100, и шар 106, избирательно вращающийся внутри корпуса 102 клапана, чтобы выборочно обеспечить поток жидкости вдоль пути 105 потока и через клапан 100. Клапан 100 может также содержать седло 108, содержащее полость 110, образованную внутри корпуса 102 клапана, и вставку 112 седла, по меньшей мере, частично расположенную внутри полости 110. В некоторых вариантах осуществления вставка 112 седла может иметь профиль и/или форму, дополняющую полость 110 седла 108. Соответственно, следует понимать, что седло 108 и вставка 112 седла могут быть сконструированы таким образом, чтобы предотвращать утечку жидкости через каждый из первого пути утечки (обозначенного как «1» на фиг. 1) и второго пути утечки (обозначенного как «2» на фиг. 1), когда шар 106 избирательно вращается, чтобы предотвратить протекание жидкости по пути 105 потока и через клапан 100. Кроме того, клапан 100 может также содержать фиксирующую пластину 128 и одну или несколько пружин 132.

В некоторых вариантах осуществления полость 110 может содержать первую основную поверхность 114 (вверху), вторую основную поверхность 116 (внизу), противоположную первой основной поверхности 114, и наклонную стенку 118, расположенную между первой основной поверхностью 114 и второй основной поверхностью 116. В некоторых вариантах осуществления первая основная поверхность 114 и/или вторая основная поверхность 116 могут быть, по существу, плоскими. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления первая основная поверхность 114 и вторая основная поверхность 116 могут быть, по существу, параллельны. Однако в других вариантах осуществления первая основная поверхность 114 и/или вторая основная поверхность 116 могут быть неплоскими.

В некоторых вариантах осуществления наклонная стенка 118 может быть, по существу, плоской. В других вариантах осуществления наклонная стенка 118 может быть не плоской (например, изогнутой). В еще других вариантах осуществления наклонная стенка 118 может содержать любую комбинацию, по существу, плоских и неплоских элементов. В некоторых вариантах осуществления наклонная стенка 118 может образовывать с продольной осью 104 угол не менее 5 градусов, не менее 10 градусов, не менее 15 градусов, не менее 20 градусов, не менее 25 градусов, не менее 30 градусов, не менее 35 градусов, не менее 40 градусов, не менее 45 градусов, не менее 50 градусов, не менее 55 градусов, не менее 60 градусов, не менее 65 градусов, не менее 70 градусов или не менее 75 градусов. В некоторых вариантах осуществления наклонная стенка 118 может образовывать с продольной осью 104 угол, который не более 90 градусов, не более 85 градусов, не более 80 градусов, не более 75 градусов, не более 70 градусов, не более 65 градусов, не более 60 градусов, не более 55 градусов, не более 5 0 градусов, не более 45 градусов, не более 40 градусов, не более 35 градусов или не более 30 градусов. Кроме того, следует понимать, что наклонная стенка 118 может образовывать с продольной осью 104 угол между любыми из этих минимальных и максимальных значений, например не менее 5 градусов и не более 90 градусов.

В некоторых вариантах осуществления вставка седла 112 может содержать первую основную поверхность 120 (вверху), примыкающую к первой основной поверхности 114 полости 110, вторую основную поверхность 122 (нижнюю), противоположную первой основной поверхности 120 и примыкающую ко второй основная поверхность 116 полости 110, первую уплотняющую поверхность 124, расположенную между первой основной поверхностью 120 и второй основной поверхностью 122 и прилегающую к шару 106, и вторую уплотняющую поверхность 126, расположенную между первой основной поверхностью 120 и второй основной поверхностью поверхности 122, противоположной первой уплотняющей поверхности 124 и прилегающей к наклонной стенке 118. В некоторых вариантах осуществления вставка седла 112 может также содержать удлинение 134, отходящее от первой основной поверхности 120. В некоторых вариантах осуществления первая основная поверхность 120 и/или вторая основная поверхность 122 могут быть, по существу, плоскими. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления первая основная поверхность 120 и вторая основная поверхность 122 могут быть, по существу, параллельны. Однако в других вариантах осуществления первая основная поверхность 120 и/или вторая основная поверхность 122 могут быть неплоскими. В некоторых вариантах осуществления первая уплотняющая поверхность 124 и/или вторая уплотняющая поверхность 126 могут быть, по существу, плоскими. Однако в других вариантах осуществления первая уплотняющая поверхность 124 и/или вторая уплотняющая поверхность 126 могут быть неплоскими (например, изогнутыми). В еще других вариантах осуществления первая уплотняющая поверхность 124 и/или вторая уплотняющая поверхность 126 могут содержать любую комбинацию, по существу, плоских и неплоских элементов.

Следует понимать, что первая уплотняющая поверхность 124 может быть спроектирована так, чтобы образовывать первую уплотняющую поверхность контакта с шаром 106 для предотвращения утечки через первый путь утечки (показан как «1» на фиг. 1), а вторая уплотняющая поверхность 126 может быть предназначена для образования второго уплотняющего интерфейса с наклонной стенкой 118 для предотвращения утечки через второй путь утечки (показан как «2» на фиг. 1), когда шар 106 избирательно вращается, чтобы предотвратить протекание жидкости по пути 105 потока и через клапан 100. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления вторая уплотняющая поверхность 126 может иметь профиль, дополняющий наклонную стенку 118, так что в вариантах осуществления, где наклонная стенка 118 изогнута, вторая уплотняющая поверхность 126 может быть изогнутой, а в вариантах осуществления, где наклонная стенка 118 плоская, вторая уплотняющая поверхность 126 может быть изогнутой, плоской или их комбинацией.

Первая уплотняющая поверхность 124 и вторая уплотняющая поверхность 126 могут образовывать уплотняющий угол. В некоторых вариантах осуществления уплотняющий угол может быть определен как угол между первой уплотняющей поверхностью 124 и второй уплотняющей поверхностью 126. Для вариантов осуществления, имеющих одну или несколько плоских уплотняющих поверхностей, уплотняющий угол может быть определен с использованием плоского вектора одной или нескольких уплотняющих поверхностей. Для вариантов осуществления, имеющих одну или несколько изогнутых уплотняющих поверхностей, уплотняющий угол может быть определен с использованием касательного вектора, проходящего от средней точки одной или нескольких изогнутых уплотняющих поверхностей. В некоторых вариантах осуществления уплотняющий угол может составлять не менее 45 градусов, не менее 50 градусов, не менее 55 градусов, не менее 60 градусов, не менее 65 градусов, не менее 70 градусов или не менее 75 градусов, не менее 80 градусов, не менее 85 градусов или не менее 90 градусов. В некоторых вариантах осуществления уплотняющий угол может быть не более 135 градусов, не более 130, не более 125 градусов, не более 120 градусов, не более 115 градусов, не более 110 градусов или не более 95 градусов. Кроме того, следует понимать, что уплотняющий угол может находиться между любыми из этих минимальных и максимальных значений, например, не менее 45 градусов и не более 135 градусов.

В некоторых вариантах осуществления первая уплотняющая поверхность 124 может образовывать первый уплотняющий угол с продольной осью 104, а вторая уплотняющая поверхность 126 может образовывать второй уплотняющий угол с продольной осью 104. В некоторых вариантах осуществления первый уплотняющий угол может быть больше второго уплотняющего угла. В других вариантах осуществления второй уплотняющий угол может быть больше, чем первый уплотняющий угол. В еще других вариантах осуществления первый уплотняющий угол и второй уплотняющий угол могут быть, по существу, равными.

В некоторых вариантах осуществления вставка седла 112 может быть изготовлена из полимерного материала. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления вставка седла 112 может быть изготовлена из ПТФЭ, фторполимера, перфторполимера, ПТФЭ, ПВФ, ПВДФ, ПХТФЭ, ПФА, ФЭП, ЭТФЭ, ЭКТФЭ, ПХТФЭ, полиарилкетона, такого как ПЭЭК, ПЭК или ПЕКК, полисульфона, такого как ППС, ППСУ, ПСУ, ППЭ или ППО, ароматических полиамидов, таких как ППА, термопластичных полиимидов, таких как ПЭИ или ТПИ, или любой их комбинации. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления вставка седла 112 может быть изготовлена из одного или нескольких материалов, перечисленных выше, которые модифицированы по меньшей мере одним наполнителем (например, волокнами).

В некоторых вариантах осуществления фиксирующая пластина 128 может быть соединена с корпусом 102 клапана 100 и/или объединена с ним. В некоторых вариантах осуществления фиксирующая пластина 128 может образовывать дополнительную полость 130 внутри полости 110 седла 108. Одна или несколько пружин 132 (изготовленных из титана, нержавеющей стали, углеродистой стали, других сплавов или их комбинаций), как правило, могут быть расположены во вторичной полости 130. В показанном варианте осуществления пружина 132 может представлять собой отдельную пружину сжатия и располагаться во вторичной полости 130 между удлинением 134 вставки седла 112 и фиксирующей пластиной 128. Таким образом, пружина 132 может прижимать удлинение 134 вставки седла 112 к фиксирующей пластине 128, тем самым прижимая вставку седла 112 к наклонной стенке 118 и заставляя вторую уплотняющую поверхность 126 контактировать с наклонной стенкой 118. В свою очередь, наклонная стенка 118 толкает вставку седла 112 вверх, тем самым заставляя первую основную поверхность 120 вставки седла 112 контактировать с первой основной поверхностью 114 полости 110 седла 108. Получающийся в результате контакт, таким образом, существенно снижает и/или предотвращает утечку через вторичный путь утечки.

В некоторых вариантах осуществления, по сравнению с традиционным клапаном без угловой уплотняющей поверхности, наклонная стенка 118 может увеличить силу уплотнения между вставкой седла 112 и седлом 108, когда условия криогенной температуры вызывают усадку вставки 112 в размере, деформацию, или иным образом меняют профиль или форму. В некоторых вариантах осуществления наклонная стенка 118 может увеличивать силу уплотнения между вставкой седла 112 и седлом 108 не менее, чем на 1%, не менее, чем на 2%, не менее, чем на 3%, не менее, чем на 4%, не менее, чем на 5%, не менее, чем на 10%, не менее, чем на 15%, не менее, чем на 20%, не менее, чем на 25%, не менее, чем на 30%, не менее, чем на 35%, не менее, чем на 40%, не менее, чем на 45%, не менее, чем на 50%, не менее, чем на 55%, не менее, чем на 60%, не менее, чем на 65%, не менее, чем на 70%, не менее, чем на 75%, не менее, чем на 80%, не менее, чем на 90%, не менее, чем на 95%, не менее, чем на 100%, не менее, чем на 125% или не менее, чем на 150%. В некоторых вариантах осуществления наклонная стенка 118 может увеличивать силу уплотнения между вставкой седла 112 и седлом 108 не более, чем на 500%, не более, чем на 400%, не более, чем на 300%, не более, чем на 200% или не более, чем на 100%. Кроме того, следует понимать, что наклонная стенка 118 может увеличить силу уплотнения между любыми из этих минимальных и максимальных значений, например, не менее, чем на 1% и не более, чем на 500%.

На фиг. 2 показан частичный разрез клапана 200 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Клапан 200 и его компоненты могут быть, по существу, аналогичны клапану 100. Клапан 200 может содержать шаровой кран и корпус 202 клапана, имеющий продольную ось 204 вдоль пути 205 потока через клапан 200, шар 206, избирательно вращающийся внутри корпуса 202 клапана, чтобы избирательно обеспечивать поток жидкости вдоль пути 205 потока и через клапан 200, седло 208, содержащее полость 210 (имеющую первую основную поверхность 214, вторую основную поверхность 216 и наклонную стенку 218), образованную внутри корпуса 202 клапана, вставку 212 седла (имеющую первую основную поверхность 220, вторую основную поверхность 222, первую уплотняющую поверхность 224, вторую уплотняющую поверхность 226 и удлинение 234), не менее частично расположенное внутри полости 210, фиксирующую пластину 228, образующую вторичную полость 230, и одну или более пружин 232. Однако в показанном варианте осуществления пружина 232 встроена в удлинение 234 вставки седла 212.

Удлинение 234 обычно может содержать полость 236. В некоторых вариантах осуществления полость 236 может представлять собой U-образную полость, образованную между парой ножек 238, 240. Однако в других вариантах осуществления полость 236 может представлять собой полость прямоугольной формы, полость V-образной формы или полость другой формы, образованную между парой ножек 238, 240. Одна или несколько пружин 232 (из титана, нержавеющей стали, углеродистой стали или их комбинации) обычно могут быть расположены внутри U-образной полости 236. В показанном варианте осуществления пружина 232 может содержать пружину сжатия U-образной формы и располагаться внутри U-образной полости 236 между парой ножек 238, 240. Однако в других вариантах осуществления пружина 232 может иметь любой другой профиль и/или форму, дополняющую полость 236. Следует понимать, что удлинение 234 (с ножками 238, 240) и/или пружина 232 могут иметь посадку с натягом во вторичной полости 230. Как таковая, пружина 232 может прижимать первую ножку 238 к фиксирующей пластине 228 и прижимать вторую ножку 240 к внутренней стенке вторичной полости 230, тем самым подталкивая вставку седла 212 к наклонной стенке 218 и подталкивая вторую уплотняющую поверхность 226 в контакт с наклонной стенкой 218. В свою очередь, наклонная стенка 218 толкает вставку седла 212 вверх, тем самым заставляя первую основную поверхность 220 вставки седла 212 контактировать с первой основной поверхностью 214 полости 210 седла 208. Получающийся в результате контакт, таким образом, существенно уменьшает и/или предотвращает утечку через вторичный путь утечки, в то же время предотвращая утечку через первичный путь утечки.

Подобно наклонной стенке 118 клапана 100, наклонная стенка 218 клапана 200 может увеличить силу уплотнения между вставкой 212 седла и седлом 208, когда условия криогенной температуры вызывают усадку вставки 212 в размере, деформацию или иное изменение в профиле или форме. В некоторых вариантах осуществления наклонная стенка 218 может увеличивать силу уплотнения между вставкой седла 112 и седлом 108 не менее, чем на 1%, не менее, чем на 2%, не менее, чем на 3%, не менее, чем на 4%, не менее, чем на 5%, не менее, чем на 10%, не менее, чем на 15%, не менее, чем на 20%, не менее, чем на 25%, не менее, чем на 30%, не менее, чем на 35%, не менее, чем на 40%, не менее, чем на 45%, не менее, чем на 50%, не менее, чем на 55%, не менее, чем на 60%, не менее, чем на 65%, не менее, чем на 70%, не менее, чем на 75%, не менее, чем на 80%, не менее, чем на 90%, не менее, чем на 95%, не менее, чем на 100%, не менее, чем на 125% или не менее, чем на 150%. В некоторых вариантах осуществления наклонная стенка 218 может увеличивать силу уплотнения между вставкой седла 212 и седлом 208 не более, чем на 500%, не более, чем на 400%, не более, чем на 300%, не более, чем на 200% или не более, чем на 100%. Кроме того, следует понимать, что наклонная стенка 218 может увеличить силу уплотнения между любыми из этих минимальных и максимальных значений, например, не менее, чем на 1% и не более, чем на 500%.

На фиг. 3 показана блок-схема способа 300 предотвращения утечки в клапане 100, 200 согласно варианту осуществления изобретения. Способ 300 может начинаться в блоке 302 путем предоставления клапана 100, 200, содержащего корпус клапана 102, 202, шар 106, 206, избирательно вращающийся внутри клапана 100, 200, седло 112, 212, сформированное внутри корпуса клапана 102, 202, и содержит полость, имеющую наклонную стенку 118, 218 и вставку седла 112, 212, по меньшей мере частично расположенную внутри полости 110, 210, и имеющую первую уплотняющую поверхность 124, 224 и вторую уплотняющую поверхность 126, 226. Способ 300 может быть продолжен в блоке 304 путем работы клапана 100, 200 в криогенных температурных условиях. Способ 300 может продолжаться на этапе 306 путем выборочного вращения шара 106, 206 для предотвращения протекания жидкости по пути 105, 205 потока через клапан 100, 200. Способ 300 может быть продолжен на этапе 308 путем формирования и/или сохранения первого уплотняющего интерфейса между первой уплотняющей поверхностью 124, 224 вставки седла 112, 212 и шаром 106, 206 для предотвращения утечки через первый путь утечки (показан как «1» на фиг. 1 и 2) и одновременное формирование и/или поддержание второго уплотняющего интерфейса между второй уплотняющей поверхностью 126, 226 и наклонной стенкой 118, 218 для предотвращения утечки через второй путь утечки (обозначенный цифрой 2 на фиг. 1 и 2), в то время как шар 106, 206 избирательно вращается, чтобы предотвратить протекание жидкости по пути потока 105, 205 через клапан 100, 200.

В других вариантах клапан 100, 200 может включать один или несколько следующих вариантов:

Вариант осуществления 1. Клапан, содержащий: корпус клапана; шар, избирательно вращающийся внутри корпуса клапана; седло, выполненное внутри корпуса клапана и содержащее полость с наклонной стенкой; и вставку седла, расположенную, по меньшей мере, частично внутри полости и имеющую первую уплотняющую поверхность, которая образует первую уплотняющую поверхность контакта с шаром для предотвращения утечки через первый путь утечки, и вторую уплотняющую поверхность, которая образует вторую уплотняющую поверхность контакта с наклонной стенкой для предотвращения утечки с целью предотвратить утечку через второй путь утечки.

Вариант осуществления 2. Клапан по варианту осуществления 1, в котором первая уплотняющая поверхность является изогнутой, плоской или их комбинацией.

Вариант осуществления 3. Клапан по любому из вариантов осуществления 1-2, в котором вторая уплотняющая поверхность имеет профиль, соответствующий наклонной стенке.

Вариант осуществления 4. Клапан по варианту осуществления 3, в котором наклонная стенка изогнута, и в котором вторая уплотняющая поверхность изогнута.

Вариант осуществления 5. Клапан по варианту осуществления 3, в котором наклонная стенка является плоской, и в котором вторая уплотняющая поверхность является изогнутой, плоской или их комбинацией.

Вариант осуществления 6. Клапан по любому из вариантов осуществления 1-5, в котором наклонная стенка образует с продольной осью угол, составляющий не менее 5 градусов и не более 90 градусов.

Вариант осуществления 7. Клапан по варианту осуществления 6, в котором наклонная стенка образует угол с продольной осью, который составляет не менее 5 градусов, не менее 10 градусов, не менее 15 градусов, не менее 20 градусов, не менее 25 градусов, не менее 30 градусов, не менее 35 градусов, не менее 40 градусов, не менее 45 градусов, не менее 50 градусов, не менее 55 градусов, не менее 60 градусов, не менее 65 градусов, не менее 70 градусов или не менее 75 градусов.

Вариант осуществления 8. Клапан по любому из вариантов осуществления 6-7, в котором наклонная стенка образует с продольной осью угол не более 90 градусов, не более 85 градусов, не более 80 градусов, не более 75 градусов, не более 70 градусов, не более 65 градусов, не более 60 градусов, не более 55 градусов, не более 50 градусов, не более 45 градусов, не более 40 градусов, не более 35 градусов или не более 30 градусов.

Вариант осуществления 9. Клапан по любому из вариантов осуществления 1-8, в котором вставка седла имеет первую основную поверхность и вторую основную поверхность, при этом первая уплотняющая поверхность расположена между первой основной поверхностью и второй основной поверхностью, и при этом вторая уплотняющая поверхность расположен между первой основной поверхностью и второй основной поверхностью.

Вариант осуществления 10. Клапан по варианту осуществления 9, в котором первая уплотняющая поверхность расположена напротив второй уплотняющей поверхности.

Вариант осуществления 11. Клапан по любому из вариантов осуществления 1-10, в котором первая уплотняющая поверхность и вторая уплотняющая поверхность образуют уплотняющий угол.

Вариант осуществления 12. Клапан по варианту осуществления 11, в котором уплотняющий угол составляет не менее 45 градусов и не более 135 градусов.

Вариант осуществления 13. Клапан по варианту осуществления 12, в котором уплотняющий угол составляет не менее 45 градусов, не менее 50 градусов, не менее 55 градусов, не менее 60 градусов, не менее 65 градусов, не менее 70 градусов или не менее 75 градусов, не менее 80 градусов, не менее 85 градусов или не менее 90 градусов.

Вариант осуществления 14. Клапан по любому из вариантов осуществления 12-13, в котором уплотняющий угол составляет не более 135 градусов, не более 130, не более 125 градусов, не более 120 градусов, не более 115 градусов, не более 110 градусов или не более 95 градусов.

Вариант осуществления 15. Клапан по любому из вариантов осуществления 1-14, в котором корпус клапана содержит фиксирующую пластину.

Вариант осуществления 16. Клапан по варианту осуществления 15, в котором фиксирующая пластина образует дополнительную полость внутри полости седла.

Вариант осуществления 17. Клапан по варианту осуществления 16, дополнительно содержащий пружину, расположенную во вторичной полости.

Вариант осуществления 18. Клапан по варианту осуществления 17, в котором пружина прижимает вставку седла к наклонной стенке.

Вариант осуществления 19. Клапан по варианту осуществления 18, в котором наклонная стенка толкает вставку седла вверх, чтобы предотвратить утечку через вторичный путь утечки.

Вариант осуществления 20. Клапан по варианту осуществления 19, в котором наклонная стенка увеличивает силу уплотнения между вставкой седла и седлом, когда условия криогенной температуры вызывают усадку седла, вставки седла или их комбинации в размере.

Вариант осуществления 21. Клапан по любому из вариантов осуществления 17-20, в котором пружина представляет собой автономную пружину.

Вариант осуществления 22. Клапан по варианту осуществления 21, в котором пружина расположена между удлинением вставки седла и фиксирующей пластиной.

Вариант осуществления 23. Клапан по варианту осуществления 22, в котором пружина прижимает удлинение вставки седла к фиксирующей пластине, чтобы прижать вставку седла к наклонной стенке.

Вариант осуществления 24. Клапан по любому из вариантов осуществления 17-20, в котором пружина встроена во вставку седла.

Вариант осуществления 25. Клапан по варианту осуществления 24, в котором пружина расположена во вторичной полости внутри U-образной полости удлинения вставки седла.

Вариант осуществления 26. Клапан по варианту 25, в котором пружина расположена между парой ножек U-образной полости.

Вариант осуществления 27. Клапан по варианту осуществления 26, в котором пружина прижимает внутреннюю ножку U-образной полости к фиксирующей пластине, чтобы прижать вставку седла к наклонной стенке.

Вариант осуществления 28. Клапан по варианту осуществления 27, в котором удлинение содержит посадку с натягом во вторичной полости.

Вариант осуществления 29. Клапан по любому из вариантов осуществления 17-28, в котором пружина изготовлена из титана, нержавеющей стали, углеродистой стали или их комбинации.

Вариант осуществления 30. Клапан по любому из вариантов осуществления 1-29, в котором вставка седла изготовлена из ПТФЭ, фторполимера, перфторполимера, ПТФЭ, ПВФ, ПВДФ, ПХТФЭ, ПФА, ФЭП, ЭТФЭ, ЭКТФЭ, ПХТФЭ, полиарилкетона, такого как ПЭЭК, ПЭК или ПЭКК, полисульфона, такого как ППС, ППСУ, ПСУ, ППЭ или ППО, ароматических полиамидов, таких как ППА, термопластичныхе полиимидов, таких как ПЭИ и ТПИ, или любой их комбинации.

Вариант осуществления 31. Клапан по варианту осуществления 30, в котором вставка седла выполнена из материала, модифицированного по меньшей мере одним наполнителем.

Вариант осуществления 32. Клапан, содержащий: корпус клапана, имеющий продольную ось вдоль пути потока через клапан; шар, выборочно вращающийся внутри корпуса клапана, чтобы выборочно обеспечить поток жидкости через клапан; седло, выполненное внутри корпуса клапана и содержащее полость с наклонной стенкой; и вставку седла, расположенную, по меньшей мере, частично внутри полости и имеющую первую уплотняющую поверхность, которая образует первую уплотняющую поверхность контакта с шаром для предотвращения утечки через первый путь утечки, и вторую уплотняющую поверхность, которая образует вторую уплотняющую поверхность контакта с наклонной стенкой для предотвращения утечки через второй путь утечки, в то время как шар избирательно вращается, чтобы предотвратить протекание жидкости через клапан.

Вариант осуществления 33. Клапан по варианту осуществления 32, в котором наклонная стенка увеличивает силу уплотнения между вставкой седла и седлом, когда условия криогенной температуры вызывают усадку седла, вставки седла или их комбинации в размере.

Вариант осуществления 34. Клапан по любому из вариантов осуществления 20 и 33, в котором наклонная стенка увеличивает силу уплотнения между вставкой седла и седлом не менее, чем на 1%, не менее, чем на 2%, не менее, чем на 3%, не менее, чем на 4%, не менее, чем на 5%, не менее, чем на 10%, не менее, чем на 15%, не менее, чем на 20%, не менее, чем на 25%, не менее, чем на 30%, не менее, чем на 35%, не менее, чем на 40%, не менее, чем на 45%, не менее, чем на 50%, не менее, чем на 55%, не менее, чем на 60%, не менее, чем на 65%, не менее, чем на 70%, не менее, чем на 75%, не менее, чем на 80%, не менее, чем на 90%, не менее, чем на 95%, не менее, чем на 100%, не менее, чем на 125% или не менее, чем на 150%.

Вариант осуществления 35. Клапан по варианту осуществления 34, в котором наклонная стенка увеличивает силу уплотнения между вставкой седла и седлом не более, чем на 500%, не более, чем на 400%, не более, чем на 300%, не более, чем на 200% или не более, чем на 100%.

Вариант осуществления 36. Способ предотвращения утечки в клапане, включающий: создание клапана, содержащего корпус клапана, шар, избирательно вращающийся внутри клапана, седло, образованное внутри корпуса клапана и содержащее полость, имеющую наклонную стенку, и вставку седла, по меньшей мере, частично расположенную внутри полости и имеющую первую уплотняющую поверхность и вторую уплотняющую поверхность; работа клапана в криогенных температурных условиях; выборочное вращение шара для предотвращения потока жидкости вдоль пути потока через клапан; и формирование или поддержание первого уплотняющего интерфейса между первой уплотняющей поверхностью вставки седла и шаром для предотвращения утечки через первый путь утечки и одновременно формирование или поддержание второго уплотняющего интерфейса между второй уплотняющей поверхностью и наклонной стенкой для предотвращения утечки через второй путь утечки, в то время как шар избирательно вращается, чтобы предотвратить протекание жидкости по пути потока через клапан.

В этом письменном описании используются примеры для раскрытия вариантов осуществления, включая наилучший вариант, а также для того, чтобы позволить специалистам в данной области техники создать и использовать изобретение. Патентоспособный объем определяется формулой изобретения и может включать другие примеры, которые определяются специалистами в данной области. Предполагается, что такие другие примеры входят в объем формулы изобретения, если они имеют структурные элементы, которые не отличаются от буквальных формулировок в формуле изобретения, или если они включают эквивалентные структурные элементы с незначительными отличиями от буквальных формулировок в формуле изобретения.

Следует отметить, что не все действия, описанные выше в общем описании или примерах, необходимы, что часть конкретных действий может не требоваться, и что можно выполнять одно или более дополнительных действий в дополнение к описанным выше. Кроме того, порядок, в котором перечислены действия, не обязательно является порядком, в котором их выполняют.

В предшествующем описании концепции были описаны со ссылкой на конкретные варианты осуществления. Однако специалисту в данной области техники понятно, что могут быть сделаны различные модификации и изменения без отклонения от объема изобретения, изложенного в формуле изобретения ниже. Соответственно, описание и чертежи следует рассматривать в иллюстративном, а не ограничительном смысле, и предполагается, что все такие модификации включены в объем изобретения.

В контексте настоящего документа термины «содержит», «содержащий», «включает», «включающий», «имеет», «имеющий» или любые другие их варианты предназначены для обозначения неисключительного включения. Например, процесс, способ, изделие или устройство, включающие набор признаков, не обязательно ограничены исключительно этими признаками, но могут включать другие признаки, явным образом не указанные или не присущие такому процессу, способу, изделию или устройству. Кроме того, если явным образом не указано иное, термин «или» означает включающее «или», а не исключающее «или». Например, условию «А или Б» соответствует любое из следующих утверждений: «А является истинным (или присутствует), а Б является ложным (или не присутствует)», «А является ложным (или не присутствует), а Б является истинным (или присутствует)», и «как А, так и Б являются истинными (или присутствуют)».

Также для описания элементов и компонентов, описываемых в данном документе, используют формы единственного числа. Это сделано только лишь для удобства и подачи общего смысла объема изобретения. Это описание следует читать как включающее одно или по меньшей мере одно, и единственное число также включает множественное число, если не очевидно, что имеется в виду иное.

Полезные свойства, другие преимущества и решения проблем были описаны выше по отношению к конкретным вариантам осуществления. При этом указанные полезные свойства, преимущества, решения проблем и любой(ые) признак(и), которые могут приводить к получению каких-либо полезных свойств, преимуществ или решений, не следует рассматривать как критически важные, необходимые или существенные признаки любого или всех пунктов формулы изобретения.

После прочтения описания специалисты в данной области поймут, что некоторые признаки, которые для ясности описаны здесь в контексте отдельных вариантов осуществления, также могут быть предоставлены в комбинации в одном варианте осуществления. И наоборот, различные признаки, которые для краткости описаны в контексте одного варианта осуществления, также могут быть предоставлены отдельно или в любой подкомбинации. Кроме того, использование величин с указанием их числовых диапазонов охватывает каждое и любое значение в пределах указанного диапазона.

Изобретение относится к клапану. Клапан содержит корпус клапана, шар, избирательно вращающийся внутри корпуса клапана, седло, выполненное внутри корпуса клапана и содержащее полость с наклонной стенкой, и вставку седла. Вставка расположена частично внутри полости и имеет первую уплотняющую поверхность, которая образует первую уплотняющую поверхность контакта с шаром для предотвращения утечки через первый путь утечки, и вторую уплотняющую поверхность, которая образует вторую уплотняющую поверхность контакта с наклонной стенкой для предотвращения утечки через второй путь утечки. Корпус клапана содержит фиксирующую пластину, которая образует вторичную полость внутри полости седла. Также содержится пружина, расположенная во вторичной полости и выполненная с возможностью прижимать вставку седла к наклонной стенке. Техническим результатом является предотвращение утечки клапана. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Клапан, содержащий:

корпус клапана;

шар, избирательно вращающийся внутри корпуса клапана;

седло, выполненное внутри корпуса клапана и содержащее полость с наклонной стенкой; и

вставку седла, расположенную, по меньшей мере, частично внутри полости и имеющую первую уплотняющую поверхность, которая образует первую уплотняющую поверхность контакта с шаром для предотвращения утечки через первый путь утечки, и вторую уплотняющую поверхность, которая образует вторую уплотняющую поверхность контакта с наклонной стенкой для предотвращения утечки через второй путь утечки, причем корпус клапана содержит фиксирующую пластину, которая образует вторичную полость внутри полости седла, и

отличающийся тем, что содержит пружину, расположенную во вторичной полости и выполненную с возможностью прижимать вставку седла к наклонной стенке.

2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что первая уплотняющая поверхность является изогнутой, плоской или их комбинацией.

3. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что вторая уплотняющая поверхность имеет профиль, дополняющий наклонную стенку.

4. Клапан по п. 3, отличающийся тем, что наклонная стенка является изогнутой, плоской или их комбинацией и в котором вторая уплотняющая поверхность является изогнутой, плоской или их комбинацией.

5. Клапан по п. 4, отличающийся тем, что наклонная стенка образует угол с продольной осью, который составляет не менее 5 градусов и не более 90 градусов.

6. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что вставка седла содержит первую основную поверхность и вторую основную поверхность, при этом первая уплотняющая поверхность расположена между первой основной поверхностью и второй основной поверхностью, при этом вторая уплотняющая поверхность расположена между первой основной поверхностью и второй основной поверхностью, причем первая уплотняющая поверхность расположена напротив второй уплотняющей поверхности.

7. Клапан по п. 6, отличающийся тем, что первая уплотняющая поверхность и вторая уплотняющая поверхность образуют уплотняющий угол не менее 45 градусов и не более 135 градусов.

8. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что наклонная стенка толкает вставку седла вверх, чтобы предотвратить утечку через вторичный путь утечки.

9. Клапан по п. 8, отличающийся тем, что наклонная стенка увеличивает силу уплотнения между вставкой седла и седлом, когда условия криогенной температуры вызывают усадку седла, вставки седла или их комбинации в размере.

10. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что пружина содержит отдельную пружину и расположена между удлинением вставки седла и фиксирующей пластиной, и при этом пружина смещает удлинение вставки седла к фиксирующей пластине, чтобы прижать вставку седла к угловой стене.

11. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что пружина встроена во вставку седла и расположена во вторичной полости внутри U-образной полости удлинения вставки седла, и при этом пружина прижимает внутреннюю часть U-образной полости к фиксирующей пластине, чтобы прижать вставку седла к наклонной стене.

12. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что вставка седла изготовлена из фторполимера, перфторполимера, полиарилкетона, полисульфона, ароматических полиамидов, термопластичных полиимидов или любой их комбинации.

13. Клапан по п. 12, отличающийся тем, что вставка седла выполнена из материала, модифицированного по меньшей мере одним наполнителем.