双向截流的液流控制阀.pdf

本发明公开一种具有双向截止能力的球型控制阀(20)。该球阀包括入口(31)和出口(32)，球元件(80)和密封组件(50)。当关闭阀门时，偏心安装在轴(90，91)上的球绕密封组件旋转。当关闭时，包括密封壳(52)，主密封件(64)以及弹性元件(70)的密封组件在主密封件处接触球元件，同时弹性元件朝向球元件偏置主密封件。密封组件还包括主密封件和密封壳之间的辅助流道(72)，其由两个单向密封环(60a，60b)所限制。

1、  一种阀门，包括：
具有入口和出口的壳体；
球元件，偏心地安装在壳体中且适于在流体地断开入口与出口的关闭位置与流体地连通入口和出口的开启位置之间移动；
密封组件，包括在阀门的开启和关闭期间适于与球元件接合的受偏压的主密封件；以及
设置在主密封件和壳体之间的第一设计间隔，从而控制球元件和主密封件之间的接合的角度。

2、  根据权利要求1所述的阀门，其中，球元件包括V形凹口。

3、  根据权利要求1所述的阀门，其中，密封组件中的密封体包括偏置的内表面，适于补偿球元件的偏心移动。

4、  根据权利要求3所述的阀门，其中，一对齐装置相对于球元件径向地定位所述偏置的内表面。

5、  根据权利要求1所述的阀门，其中，密封组件适于抵抗从入口和出口进入的流体流密封阀门。

6、  根据权利要求1所述的阀门，其中，偏压是由弹性元件产生的。

7、  根据权利要求6所述的阀门，其中，弹性元件是波状弹簧。

8、  根据权利要求1所述的阀门，其中，密封组件包括第一和第二弹性密封环。

9、  根据权利要求8所述的阀门，其中，第一和第二弹性密封环适于相对于球元件对齐主密封件。

10、  根据权利要求8所述的阀门，其中，各密封环剖面呈U形并以对置关系定向。

11、  根据权利要求8所述的阀门，其中，密封组件包括贯穿其中的流道，弹性体密封环阻止经由该流道的流动。

12、  根据权利要求6所述的阀门，其中，当处于关闭位置时，主密封件通过偏压弹性件移动而与所述球接合。

13、  根据权利要求1所述的阀门，其中，阀门组件包括设置在主密封件和密封壳之间的第二设计间隔，从而提供测量第一设计间隔的手段。

14、  根据权利要求6所述的阀门，其中，当阀门处于开启位置时，主密封件通过偏压弹性元件相对于壳体移动，从而防止第一设计间隔的填塞。

15、  根据权利要求1所述的阀门，其中，阀门组件包括脊部，从而使主密封件上流体液流转向。

16、  根据权利要求15所述的阀门，其中，主密封件沿朝向和远离球元件方向的运动受到壳体和脊部的限制。

17、  一种阀门，包括：
具有入口和出口的壳体；
邻近球元件安装的密封组件，该密封组件包括贯穿其中的流道；以及
阻止通过该流道流动的第一和第二弹性密封环。

18、  根据权利要求17所述的阀门，其中，第一和第二弹性密封环适于抵抗从入口和出口进入的流体密封阀门。

19、  根据权利要求17所述的阀门，其中，第一和第二弹性密封环是相同的环。

20、  根据权利要求17所述的阀门，其中，第一和第二弹性密封环适于将球元件对齐密封组件。

21、  根据权利要求17所述的阀门，其中，密封环剖面呈U形并以对置关系定向。

22、  根据权利要求17所述的阀门，其中，密封组件包括主密封件和密封壳，其间设置有偏压弹性元件。

23、  根据权利要求22所述的阀门，其中，弹性元件是波状弹簧。

24、  一种阀门，其包括：
具有入口和出口的壳体，该壳体还包括密封组件；
球元件，偏心地安装在壳体中且适于在流体地断开入口与出口的关闭位置与流体地连通入口和出口的开启位置之间移动，该密封组件邻近球元件安装并且包括穿过其中的流道；以及
阻止通过该流道流动的第一和第二弹性密封环。

25、  根据权利要求24所述的阀门，其中，球元件包括至少一个V形凹口。

26、  根据权利要求24所述的阀门，其中，密封组件中的密封体包括适于对球元件上的偏心运动进行补偿的偏置内表面。

27、  根据权利要求24所述的阀门，其中，密封组件适于抵抗从入口和出口进入的流体密封阀门。

28、  根据权利要求24所述的阀门，其中，第一和第二弹性密封环适于将球元件对齐密封组件。

29、  根据权利要求24所述的阀门，其中，所述各密封环剖面呈U形并以对置关系定向。

30、  根据权利要求24所述的阀门，其中，密封组件包括主密封件和阀门壳，其间设置有偏压弹性元件。

31、  根据权利要求30所述的阀门，其中，弹性元件是波状弹簧。

32、  根据权利要求30所述的阀门，其中，在处于关闭位置时，主密封件通过偏压弹性件移动而与所述球接合。

33、  根据权利要求24所述的阀门，其中，第一和第二弹性密封环适于对阀门进行密封以防止通过密封组件流道的流动。

34、  根据权利要求24所述的阀门，其中，第一和第二弹性密封环是相同的环。

35、  一种操作阀门的方法，包括：
提供具有入口和出口的阀体；
在入口和出口之间相对于阀体偏心地安装球元件；
在阀门的开启和关闭期间偏压包括受偏压的主密封件的密封组件抵靠球元件；
提供一设计间隔，设置在主密封件和阀体之间，从而球元件和主密封件之间的接合角度受到控制；以及
从开启位置向关闭位置旋转球元件。

36、  根据权利要求35所述的方法，还包括邻近球元件安装密封组件以及在执行旋转步骤的同时移动球元件而与密封组件脱离接合的步骤。

37、  根据权利要求35所述的方法，其中，密封组件包括其间具有辅助流道的第一和第二密封体，以及在阀门关闭时朝向球元件偏压第一密封体的弹性元件。

38、  根据权利要求35所述的方法，还包括当阀门处于关闭位置时防止流体流过阀门入口和出口的步骤。

39、  根据权利要求37所述的方法，其中，密封元件包括位于辅助流道中的第一和第二弹性密封环。

40、  根据权利要求39所述的方法，其中，所述密封环剖面呈U形，具有第一和第二腿，第一密封环靠近阀门入口，其各腿朝向阀门入口敞开，第二密封环靠近阀门出口，其各腿朝向阀门出口敞开。

41、  根据权利要求35所述的方法，还包括当阀门处于打开位置时朝向壳体偏压主密封件的步骤，从而防止设计间隔的填塞。

42、  根据权利要求35所述的方法，还包括利用位于密封组件上的脊部保护主密封件免受流体流的步骤。

43、  根据权利要求42所述的方法，还包括通过阀体和脊部限制主密封件沿朝向球元件和远离球元件的方向运动的步骤。

44、  一种操作阀门的方法，包括：
提供具有入口和出口的阀体；
相对于密封组件旋转球元件；以及
利用第一和第二弹性密封环经由通过密封组件中的流道的流动。

45、  根据权利要求44所述的方法，其中，密封组件包括其间具有流道的第一和第二密封体，以及在阀门被关闭时朝向球元件偏压第一密封体的弹性元件。

46、  根据权利要求44所述的方法，其中，所述密封环剖面呈U形，具有第一和第二腿，第一密封环靠近阀门入口，其各腿朝向阀门入口敞开，第二密封环靠近阀门出口，其各腿朝向阀门出口敞开。

47、  一种操作阀门的方法，包括：
提供具有入口和出口的阀体；
在阀体中偏心地安装球元件；
朝向球元件偏压密封组件；
相对于密封组件从开启位置向关闭位置旋转球元件；以及
利用第一和第二弹性密封环阻止经由密封组件中的流道的流动。

48、  根据权利要求47所述的方法，其中，密封组件包括其间具有流道的第一和第二密封体，以及在阀门关闭时朝向球元件偏压第一密封体的弹性元件。

49、  根据权利要求47所述的方法，还包括在阀门处于关闭位置时，防止流体流过阀门入口和出口的步骤。

50、  根据权利要求47所述的方法，其中，第一和第二密封环是相同的环。

51、  根据权利要求47所述的方法，其中，所述密封环剖面呈U形，具有第一和第二腿，第一密封环靠近阀门入口，其各腿朝向阀门入口敞开，第二密封环靠近阀门出口，其各腿朝向阀门出口敞开。

52、  一种操作阀门的方法，包括：
提供具有入口、出口以及密封组件的阀体，其中密封组件包括主密封件；
朝向球元件偏压主密封件；
将球元件偏心地安装在阀体中；以及
测量密封壳和主密封件之间的间隔以确保正确的容差，该间隔可从阀门的外表面接近。

53、  根据权利要求52所述的方法，其中，通过移动球元件以及相应地设定致动器或致动器连杆对测量的间隔进行设定。

54、  一种操作阀门的方法，包括：
提供具有入口、出口以及密封组件的阀体，其中密封组件包括主密封件；
朝向球元件偏压主密封件；
将球元件偏心地安装在阀体中；以及
在相对于密封组件从开启位置向关闭位置旋转球元件时，通过提供主密封件的设计止挡限制主密封件与球元件的接合。

55、  根据权利要求54所述的方法，其中，所述止挡是阀体的凸缘。

56、  一种操作阀门的方法，包括：
提供具有入口、出口以及密封组件的阀体，其中密封组件包括主密封件；
朝向邻近阀体安装的球元件偏压主密封件；
在沿垂直于主密封件的方向移动球元件的同时相对于主密封件旋转球元件，在球元件和主密封件之间形成变动尺寸的流道，球元件会同主密封件趋向于切断流经流道的介质中的任何颗粒。

57、  根据权利要求56所述的方法，其中，球元件被偏心地安装。

双向截流的液流控制阀
技术领域
本发明涉及流体阀，且特别地涉及球型流体阀。
背景技术
球阀用于多种处理控制系统应用中，以控制处理流体的某些参数(该流体可能是某种液体、气体、浆体等)。虽然该处理控制系统可使用控制阀来最终控制流体的压力、高度、pH值或其它预期的参数，但控制阀基本上控制流体流动的速率。
典型地，球阀可以包括由球元件分开的流体入口和流体出口，该球元件通过绕固定的轴旋转并且邻靠密封组件来控制穿过其中的流体流动的量。在操作过程中，处理控制系统，或控制控制阀的操作人员手动地，旋转抵靠着密封组件表面的球元件，因此敞开流动通道，从而提供流过入口和出口以及从而球阀的预期流体流。
包括球元件和组件的各球阀部件典型地是由金属所构成的；这在用于高压和/或高温场合中时尤其如此。在该阀门的操作过程中，由于阀门重复和不断的循环操作许多部件经受着磨损，具体而言是球元件和密封组件，由于在阀门的关闭和开启过程中的连续磨擦接触。因磨损所导致的问题包括但并不限于，阀门部件寿命的减少、在球元件和密封组件之间的增加了的磨擦力以及球元件和密封组件之间的不希望地泄漏。类似地，当磨擦力随着部件所经历的磨损量而相对增加时，阀门内的动力性能和控制特性会恶化，从而导致阀门效率和精度的降低。
在过去，已经尝试着在密封组件中结合一受偏压的主密封件来克服上述问题。但是，这导致了对该阀门应用的限制，包括将阀门限制于受限制的双向密封能力。而且，由于受偏压的主密封件抵靠于球元件所产生的额外的力和压力，会在球元件和密封组件特别是主密封件之间产生额外磨损。还已经作出了其他尝试，通过将球元件安装在凸轮上，使得球元件在开启和关闭阀门的初始阶段不是通过旋转而是通过沿垂直于球元件表面的方向从主密封件移开而脱离与主密封件的接合，来克服上述问题。但是，这会导致进一步复杂化，诸如在球元件和主密封件之间夹杂碎片。例如，当流经该阀门的介质包含诸如浆料或颗粒的纤维物料时，在阀门的关闭过程中，该纤维物料会夹杂在球元件和主密封件之间，实际上造成经由阀门的泄漏通道。
因此，一直存在着对改进流动具有球元件和密封组件的球阀门的需求，其能够双向密封流体、能够减少主密封件和球元件之间的磨损、保持有效的动力性能和控制特性以及防止纤维物料或颗粒夹杂在球元件和主密封件之间。
发明内容
根据所公开的一个方面，提供了一种球阀，具有流体入口和流体出口。该阀门的开启和闭合通过围绕一轴线偏心地旋转球元件以抵靠密封元件来实现。该密封元件包括受偏压的主密封件和一组设置在主密封件和密封壳之间的双向密封环，使得该阀可双向使用。
根据所公开的另一方面，提供了一种具有入口和出口的球阀的操作方法。该方法包括，在入口和出口之间将球元件偏心安装到轴上，并且从开启位置向闭合位置旋转该球元件。
附图说明
图1是根据公开教导构造的球阀的俯视图；
图2是沿图1中线2-2截取的图1球阀的剖面图；
图3是沿图1中线3-3截取的图1球阀的剖面图，并以虚线示出了当该阀门处于开启位置时球元件的位置；
图4是图3一部分的放大、局部剖面视图，示出处于关闭位置的球阀，包括主密封件，一组两个密封环，弹簧元件以及密封壳；
图4A是图4的详细剖面视图，示出一密封环；
图5是类似于图4的视图，但示出球阀开启，包括主密封件、两个密封环、弹簧元件以及密封壳；
图6是局部剖面视图，示出处于关闭位置的球阀，包括主密封件，单个密封环，弹簧元件以及密封壳；
图7是密封壳的俯视图；
图8是沿图7中线8-8截取的图6密封壳的剖面视图；
图9是主密封件的剖面视图；
图10是图9的主密封件的放大、局部剖面视图；
图11是波状弹簧的俯视图；以及
图12是图11波状弹簧的侧视图。
具体实施方式
虽然所公开的内可以有各种修改和其它构造，但是其特定示范性实施例已经示出在附图中并且会在下面作出详细地说明。可是，应该认识到的是，无意将公开的内容限制为所公开的特定形式，而是旨在覆盖所有的修改、替代结构以及落入由所附权利要求所限定的公开的精神和范围内的等同物。
现在参照附图，特别是参照图1至图3，根据公开内容的教导构成的球阀一般由附图标记20指示。正如附图中所示的那样，球阀20包括在入口31和出口32之间有主流道33的壳体30、主密封件组件50以及安装在可旋转轴90和91上的球元件(ball element)80。
通常具有圆筒形的壳体30限定用于流体流过其中的主流道33。如图2所示方向，在壳体30的底部是主流道33的出口32，出口32由出口凸缘38所环绕。在壳体30的中间部分，通孔40穿过壳体30的右壁，以及盲孔41朝向壳体30的内部敞开，孔40和41彼此同中心并且适于分别容纳轴90和91。设置在驱动轴90和壳体30右侧外壁或“驱动端”之间的是压紧环套(packing follower)42，一组密封环44和轴承43a。设置在从动轴91和壳体30左侧内壁或“从动端”之间的是轴承43b。位于壳体30驱动端并且适于与紧固件35接合的是轴凸缘34。还是如图2所示方向，现在转向壳体30的顶部，是形成主流道33的入口31并适于容纳密封组件50的沉孔39。环绕入口31的是入口凸缘36，该入口凸缘36适于紧固到输入管(未示出)。关于这一点应该注意的是，入口凸缘36和出口凸缘38可以部分地或整个地去除，并且入口31和出口32之间的连接可用多种方法实现。
最佳如图4-6所示，密封组件50包括第一密封体，优选是主密封件64，以及第二密封体，优选是密封壳52。如上所述，该密封组件50被设置在壳体30的沉孔39中，而且更明确的是，密封壳52的外表面54被固定地装设于沉孔39中。在密封壳52的内部表面53(图7和图8)上的是一对环形槽55a和55b，它们分别适于容纳第一密封环60a和第二密封环60b。正如图4和图5中所示的那样，该密封组件50还包括诸如波状弹簧的弹性元件70，以及主密封件64。所述对密封环60a和60b以及弹性元件70将主密封件64操作连接到密封壳52。该弹性元件70被设置在主密封件64(图9和图10)和密封壳52之间，在主密封件64上产生朝向球元件80的偏压，借此形成在主密封件64和密封壳52之间的一隐含辅助流道72。所述对密封环60a和60b也可以被设置在主密封件64和密封壳52之间，形成对流体流经辅助流道72的的流动限制。
当阀门20处于关闭位置时，抵靠主密封件64的是球元件80(图4)。该球元件80包括球形表面82以及优选的一V形槽口部分83(图1)，能使阀门20逐渐地开启和关闭。分别通过通孔84a和84b连接到球元件80的是从动轴91和驱动轴90。
如上所述，辅助轴90和91对齐并且旋转的是轴承43a和43b，它们分别设置在壳体30和轴90和91之间。再一次，如图2所示方向，从动轴91被设置在壳体30从动端的盲孔41中。与从动轴91接合并且设置在壳体30从动端和球元件80之间的是轴承43b，以及设置在壳体30驱动端和球元件80之间的是轴承43a。驱动轴90于是经由通孔40穿过壳体30的驱动端，并且在伸出壳体30外侧之前与密封环44和压紧环套42配合。在轴90的外侧端部92，轴90可适于与开启和关闭机构相接合。
在一个例子中，正如图3所示，球元件80安装在轴90上，从而使球元件80偏心旋转。例如，球元件80具有固有一枢转点，其是球元件80绕之旋转的点，从而使球元件80的球形表面82上的所有点与该固有枢转点等距离。可是，当球元件偏心旋转时，球元件80的球形表面82上的各点与该固有枢转点不是等距离的，因此是偏心的。
应当指出，正如本领域技术人员所知晓的，球元件80的偏心可以通过若干种方法形成，包括但不限于，相对球元件80的固有枢转点将轴90和91的中心偏置。相似地，球元件80的偏心运动可以采用偏心安扎的各元件的组合来实现，这样会有额外的益处。例如，通过相对于球元件80的固有枢转点偏置轴90和91的中心与相对于阀门壳体30偏置轴90和91相结合产生的偏心运动，可以消除对密封组件50进行改变的需要，诸如在密封壳52上形成不同心的通孔，以补偿在阀门20中由单一偏心运动所产生的球元件80的偏置位移。
在图4中，球元件80偏心地旋转以抵靠主密封件64，从而在接触点66处形成主流道33的流动限制。优选地，如图4和图5所示，当球元件80压靠主密封件64时，该主密封件64可以通过压缩弹性元件70被移入密封壳52中。为了确保主密封件64的相对于球元件80和密封壳52的正确运动和操作，形成在主密封件64和密封壳52之间的预设或经计算的间隙71可以精心地予以设定。该间隔71可以精心地予以设定以当阀门20处于关闭位置时确保主密封件64与球元件80相接触。与间隔71协同操作以确保阀门20正确运动和操作的是形成在主密封件64和壳体30之间的间隔73。当阀门20被打开和关闭时，该间隔73确保主密封件64在适当的时间与壳体30直接接触。例如，如果间隔73太大，在阀门20的开启和关闭过程中，主密封件64会以一延长时段保持与球元件接触，从而在主密封件64和球元件80之间导致不希望和可避免的磨擦和磨损量。类似地，如果间隔73太小，在阀门20的开启和关闭期间，主密封件64会过快地接触壳体，实际上阻止主密封件64接触球元件80，因此在阀门20中产生泄漏。
为了设定间隔71，轴90和91以及球元件80可以通过使用致动器或致动器连杆(未示出)旋转。例如，当偏心安装的球元件80朝向关闭位置旋转时，该球元件80会接触主密封件64，从而导致球元件80越旋转进入完全封闭的位置，间隔71变得越小。当球元件80被旋转时，以及当间隔71变小时，可以对间隔71进行测量，于是可以通过在致动器或致动器连杆处设置止挡来设定该间隔。
在另一个例子中，间隔71可以被用来确保阀门20各元件之间的正确尺寸，并且用来验定间隔73的尺寸。更具体地说，阀门20的每个元件以及这些元件内的各种特征具有尺寸和公差以确保阀门20各元件之间的正确配合。但是，即使在不同元件的加工过程中遵守所有的尺寸和公差，但是公差的累计或叠加会产生某种安装误差或某种情况，而防碍阀门20的正确操作。因此，可通过简单地将一组金属量规放置在间隔71中，一个位于可接受范围的高端，而另一个位于可接受范围的低端，来测量间隔71并且将间隔71设定在可接受的范围内和位置上，阀门20可以被容易地组装起来，始终确保阀门20各元件之间的正确对齐和运动。而且，计算的间隔71以及从而间隔73可以重复测量、对齐和设定。这是由于间隔71从阀门20的外侧或外表面的可接近性。因此，为了正确地调整间隔71，阀门20无需被折开。
图4和图5还示出辅助流道72，其隐含地形成在主密封件64和密封壳52之间，用来容纳弹性元件70。为了避免通过辅助流道72的渗流，优选地，两个单向性密封环60a和60b被设置在主密封件64和密封壳52之间，并且更具体地是分别设置在密封壳52的内表面53上的环形槽55a和55b中。每个密封环60a和60b(图4)优选地具有第一腿61a和第二腿61b，这些腿在其间限定了流体容纳区域63并且适于容纳流体，并且因此将腿61a和61b偏压分开，以密封辅助流道72。该密封环60a和60b可用橡胶、塑料或金属材料制成，或用任何其它能够正确自作用的材料形成。密封环60a和60b也可串连设置，以在阀门20从入口或出口加压时防止流体流过辅助流道72。但是，应该认识到的是，以串联设置的两个单向密封环是限制流体双向流过辅助流道72的多种方法中的一种。在其它的解决方案中，例如，密封环可并列设置，或所述对密封环可以由如图6所示的单个双向密封环62所代替，优选地设置在单个环形槽56中。而且，因为密封环60a和60b被设置在密封壳52和主密封件64之间，使得该主密封件64能够正确地与球元件80对齐。
在另一个例子中，如图7和图8所示，密封壳52具有偏置的内部表面53。如上所述，主密封件64可动地连接到密封壳52。优选地，该主密封件64在密封壳52中滑动地移动，允许主密封件与球元件80相接触。由密封壳52的内表面53的不同心所形成的上述偏置，以及密封壳52的外部表面54有助于阀门20的封闭和密封，从而内部表面53设置成使得在球元件80抵靠主密封件64时，该球元件80和内部表面53对齐。但是，如上所述，偏心运动组合的采用可以将球元件80对齐主密封件64，而不需要内部表面对于外表面54的非同心设置或偏置。
在操作中，球阀20可被用于各种介质的多种场合，在这里的描述将针对控制含有包括但不限于用在纸浆和造纸工业中的木纤维和水悬浮物的颗粒的高压流体。在使用阀门20之前或在使用阀门20期间，诸如在检查或日常维护期间，间隔71可以由装配工人或维护工人进行测量和设置。间隔71可以被设定成确保不同阀门元件的正确公差，从而各阀门元件之间的保持正确配合，但是也可以在阀门20已经进行操作之后对间隔71进行测量和设置，由此确保阀门20的正确连续操作。
当阀门20处于打开位置时，在流体流经主流道33时，对流体来说存在着有限数量的限制。位于密封壳52上的脊部58限制主密封件64对流体的反作用。更具体地说，当流体流经阀门20时，特别是当流体从入口31流到出口32时，脊部58通过使液流从辅助流道72转向进入主流道33，而为辅助流道72和主密封件64提供一屏障。例如，当流体流过阀门20时，该流体在没有脊部58存在的情况下，可能受迫直接进入辅助流道72，而在脊部58存在的情况下，该流体受到制约而不进入辅助流道72并且继续通过阀门20。获自脊部58的多种益处之一是辅助流道72中“固体颗粒填塞”的减少。正如该名称所示意的那样，当诸如浆料和/或颗粒等纤维材料积聚在辅助流道72中时，将发生固体颗粒填塞，因此产生了一些问题，包括但并不限于，减小了主密封件64的运动范围，以及在密封组件50中造成了磨擦和不希望的力。但是，固体颗粒填塞并不限于位于阀门20的间隔71附近的辅助流道72，而是也可能发生在位于间隔73附近的辅助流道72中。基本上消除间隔73可以防止纤维材料或颗粒积聚在间隔73和靠近间隔73的辅助流道72中。更具体地讲，当阀门20处于打开位置时，弹性元件70会朝向凸缘81迫压主密封件64，从而基本上消除间隔73并且防止流体进入间隔73以及辅助流道72。
但是，当阀门20关闭时，球元件80通过绕轴90旋转以及逐渐地将球元件80的球形表面82移入主流道33中而缓慢地开始限制通过主流道33的流动。球元件80上的V槽口83通过形成渐缩封闭的流动限制允许流经主流道33的流体得以适当地控制，直至流道33被完全地限制。
但是，当球元件80旋转进入关闭位置时，在关闭过程邻近结束时，球形表面82仅在接触点66处接触密封组件50。该球元件80旋转进入距密封组件50某一距离的封闭位置。该球形表面82在球元件80完全限制主流道33之前，可能仅在一计算的距离上接触密封组件50。从球元件80和主密封件64之间接触时起，直到阀门20处于关闭位置，该球元件80以及从而球形表面82将保持与主密封件64接触。
在上述示例中，在不与密封组件50接触的情况下球元件80的旋转是通过将球元件80偏心安装到轴90和91上实现的。具体而言，通过孔径84a和84b球元件80的固有枢转点分别相对于轴90和91被偏置，使得轴90和91靠近球元件80的固有枢转点安装在球元件80上，但是远离密封组件50以及远离球元件80向之枢转的一侧。另外，轴90和91也可以相对于壳体30偏心安装，从而由第一偏心作用产生的球元件80的不希望的偏置通过第二偏心作用抵销。
通过这样作，将会理解，球元件80可以能够相对于主密封件64旋转，而同时移入垂直于密封64的方向。其结果，当移动进入封闭位置时，予以处理的介质中的任何颗粒或纤维在球元件80和主密封件64之间被剪切，因此确保正确的密封。更具体地讲，当球元件80接触主密封件64时，颗粒和/或纤维可能卡在主密封件64和球元件80之间。当球元件80继续关闭时，任何颗粒和/或纤维通过球元件80和主密封件64之间的连续接触而被切断，使得V形槽口83的似刀边缘可进一步促成这种切断。
为了确保密封组件50和球元件80之间的正确封闭，主密封件64滑动地装接于密封壳52，并且相对于球元件80定位，使得在球元件80接触主密封件64时，通过压缩弹性元件70该主密封件64被移入密封壳52。
在阀门20的开启和关闭过程中，可移动的主密封件64、壳体30以及间隔70结合偏心安装的球元件80可合作来控制球元件80和主密封件64之间的接合的适当角度。这里所述的接合角度是在球元件80的球形表面82与主密封件64接触期间，球元件80的旋转度数。例如，当球元件80朝向关闭位置旋转时，球形表面82将最终与主密封件64接触。从球形表面82接触主密封件64的时刻直至球元件80停止从而封闭阀门20，球元件80经历的旋转度数是接合角度。类似地，当球元件80从闭合位置转向开启位置时，球形表面82将最终终止与主密封件64的接触。从球元件80开始旋转直至球形表面82终止与主密封件64的接触，球元件经历的旋转度数页是接合角度。
主密封件、壳体30、间隔73以及球元件80可通过在密封壳52和主密封件64之间设置适当尺寸的间隔71协同控制适当的接合角度。位于阀门20外侧的间隔71，在测量和设定时，可指明位于阀门20中的间隔73的尺寸。间隔73的尺寸可以决定接合角度的大小，因此较大的间隔可以产生较大的接合角度，而较小的间隔可以产生较小的接合角度。例如，当球元件80处于关闭位置时，主密封件64可以移入密封壳52，使得弹性元件70被压缩，并且主密封件64受偏压而抵靠球元件80。在这个关闭位置上，间隔73在尺寸上可以等于球元件使主密封件64移动的距离的大小。当阀门20打开而球元件80开始旋转时，球元件80会经受的偏心运动会导致球元件80从密封组件64移离。在这个运动期间，主密封件64可以保持与球元件80的接触，因为弹性元件70朝向球元件80偏压主密封件64。更具体地，当球元件80从密封组件64后退时，弹性元件70会减压，因此使主密封件64保持与球元件80的接触。
主密封件64会一直保持与球元件80的接触直至主密封件64被阻止朝向球元件80进一步运动。一种可以阻止主密封件64朝向球元件80进一步运动的方法是为主密封件64设置一止挡，使得在主密封件64被限制时允许球元件80进一步从密封组件撤回。构成间隔73一侧的壳体30可形成止挡。更具体地，如图4所示，壳体30包括呈凸缘81形式的止挡，使得主密封件64接触凸缘81并抵靠凸缘81而触底，因此防止弹性元件70进一步减压以及防止主密封件64进一步运动而与球元件80接触。因此，通过设置凸缘81而更具体地说通过设置相对于凸缘81可调整的主密封件64，从而可以控制和调整主密封件64之于球元件80的相对接合与分离以及从而接合的角度。
通过填加弹性元件70，辅助流道72形成在主密封件64和密封壳52之间。在主密封件64和密封壳52之间设置在辅助流道中的是密封环60a和60b。该密封环60a和60b是弹性的并且能够沿径向和轴向扩展和收缩。
密封环60a和60b也有助于球元件80与主密封件64的对齐。这是在阀门20的关闭期间当球元件80在接触点66处接触主密封件64时实现的。此时，球元件80在主密封件64上施加力并且试图相对于密封壳52的内表面53移动置主密封件64。密封环60a和60b允许主密封件轴向地以及径向地移动，同时保持球元件80和主密封件64对齐，从而形成主流道33的流动限制。
但是，为了适当地利用球元件80偏心作用的充分潜能，必须认识到，正如上面所述的那样，由于偏心的特性，在阀门20的关闭位置主密封件64可能不与球元件80对齐，正如如果球元件80绕该球元件的固有枢转点旋转将会出现的那样。因此，为了允许球元件80偏心旋转到关闭位置，密封壳52的内表面53相对于密封壳52的外部表面54被偏置，使得密封壳52的内表面53和外表面54不同心。
为了保障球元件80相对于内表面53的对齐，可使用图3所示的诸如销等的对齐装置57。该对齐销57可固定地装接于壳体30，且更具体地说，可被压入环绕入口31外围设置的沉孔中，使得密封壳52可以被旋转，以使位于密封壳52上的沉孔与对齐销57相接合。相反地，如果阀门20包括双偏心机构，从而两个独立的偏心机构协作而产生一个运动，内表面53可不必与密封壳52的外表面不同心。
当球阀20处于关闭位置时，在入口31处产生高压力。压力的增加可能迫使处理流体绕过主流道的限制并且受迫流过辅助流道72。防止流体穿过辅助流道72的是密封环60a，设置成使得密封环腿61a和61b面向流入的流体。类似地，压力的增加可能会开始使轴90和91朝向流动方向变形或弯曲。当轴90和91弯曲时，球元件80可能开始沿相对于密封组件50的垂直方向移动。在移动的球元件80和主密封件64之间防止泄露的是在球元件80被移动时朝向球元件80偏压主密封件64的弹性元件70。当压力增加时，轴90和91可能进一步弯曲，从而进一步增加球元件80的位移。主密封件64会继续受偏移而抵靠于球元件80，直至主密封件64被挡住，或弹性元件70被完全解压。但是，高压期间弹性元件70在与主密封件64脱离接合之前不会被完全地解压。该弹性元件70由于流体所产生的、作用在主密封件64上的压力而不会完全解压。因此，间隔73可以是足够的大，从而确保主密封件64不会在间隔73的下部被凸缘81阻挡，因此即使在高压情况下，在主密封件64和球元件80之间保持连续的接触。
不过，正如前面所指出的，高压可能产生在出口32处，这取决于流体流过主流道33的方向。如果主流道33被反向，流体会从辅助流道72的另一侧围绕弹性元件70穿过，并且由密封环60b限制进一步穿过，密封环60b也设置成使得密封环腿61a和61b面向流入的流体。类似地，高压流体可变形或弯曲轴90和91，因此朝向密封组件和主密封件64移动球元件80。再一次，防止流体在球元件80和主密封件64之间泄漏的可以是将球元件80偏压抵靠于主密封件64的弹性元件70。当压力增加时，从而朝向密封组件50进一步地弯曲球元件80，主密封件64可最终于密封壳52上触底，因此基本上消除间隔71。
上面所给出的详细说明仅用于清楚地理解，不应理解为不必要的限制，因为修改对本领域技术人员来说是显而易见的。