阀和操作阀的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103032598 A (43)申请公布日 2013.04.10 C N 1 0 3 0 3 2 5 9 8 A *CN103032598A* (21)申请号 201210367163.4 (22)申请日 2012.09.28 1116966.1 2011.10.03 GB F16K 5/06(2006.01) F16K 5/20(2006.01) (71)申请人国民油井华高英国有限公司 地址英国曼彻斯特 (72)发明人卡尔理查德伍德 (74)专利代理机构北京安信方达知识产权代理 有限公司 11262 代理人张华卿 郑霞 (54) 发明名称 阀和操作阀的方法 (57)。

2、 摘要 本发明涉及阀及操作阀的方法。用于油或气 井的阀具有可移动构件如球，其在打开和关闭构 型之间可移动且具有切割装置，其布置成当球在 打开和关闭构型之间移动时靠着砧座构件剪切； 密封构件，当可移动构件在关闭构型中时其提供 安置可移动构件的底座。当可移动构件从打开构 型移动到关闭构型时砧座构件和密封构件相对于 彼此可移动，因此在打开和关闭期间当切割装置 接合砧座构件时密封构件移位远离切割装置(通 常是孔内表面)。在当可移动构件切割面移过砧 座构件时的行程上的点处密封构件被推离可移动 构件和砧座到与可移动构件的最大分离位置，因 此当切割面接合砧座构件时密封构件移动不接触 球且当切割面经过砧座构件。

3、且球密封面与密封构 件对准时向后移动与球接触。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书6页 附图11页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 11 页 1/2页 2 1.一种用于在油井或气井中使用的阀，所述阀包括可移动构件(5)，所述可移动构件 (5)被配置成在所述阀的打开构型和关闭构型之间移动，以在相应的打开构型和关闭构型 中允许和阻挡流体穿过所述阀的流动，所述阀具有密封构件(10)，当所述可移动构件(5) 在所述关闭构型中时，所述密封构件(10)提供用于安置所述可移动构件(5)的底座；所述 可移动构。

4、件(5)具有切割面(6h)，所述切割面(6h)被设置成当所述可移动构件(5)在所述 打开构型和所述关闭构型之间移动时靠着砧座构件(15)剪切；其中所述阀具有密封构件 位移机构(20)，所述密封构件位移机构(20)被配置成当所述可移动构件(5)在所述打开构 型和所述关闭构型之间移动时改变所述密封构件(10)和所述可移动构件(5)之间的间隔。 2.如权利要求1所述的阀，其中在所述可移动构件(5)在所述打开构型和所述关闭构 型之间的行程期间，所述密封构件(10)移动远离所述可移动构件(5)。 3.如权利要求1或权利要求2所述的阀，其中所述密封构件(10)所述密封构件(10) 保持从所述可移动构件(5。

5、)轴向隔开，直到所述可移动构件(5)的所述切割面(6h)已经移 动经过所述密封构件(10)的所述底座，该点之后，所述密封构件(10)压靠所述可移动构件 (5)以将所述可移动构件(5)接合在所述密封构件(10)的所述底座上。 4.如权利要求1-3中任一项所述的阀，其中所述阀具有带有轴线的孔，且其中所述密 封构件(10)在所述孔内相对于所述可移动构件(5)轴向移动。 5.如权利要求1-4中任一项所述的阀，其中所述阀是具有带有通孔的球(5)的球阀，且 所述阀在所述打开构型和所述关闭构型之间的移动是旋转移动，以使穿过所述球(5)的孔 相对于所述阀的所述通孔在对准构型和不对准的构型之间旋转。 6.如权利。

6、要求1-5中任一项所述的阀，其中所述密封构件位移机构包括具有带有非圆 形轮廓的凸轮表面的一个或多个凸轮装置(20)，且其中所述可移动构件(5)从所述打开构 型到所述关闭构型的移动旋转所述凸轮装置(20)或每个凸轮装置(20)，并在所述密封构 件(10)上移动非圆形的凸轮表面，从而当所述密封构件(10)沿所述非圆形的凸轮表面移 动时，增加所述密封构件(10)和所述可移动构件(5)之间的位移。 7.如权利要求6所述的阀，其中所述凸轮装置(20)被配置成在当所述切割面(6h)正 经过所述砧座构件(15)时所述可移动构件(5)的行程上的该点处将所述密封构件(10)移 动到与所述可移动构件(5)的最大分。

7、离位置。 8.如权利要求6-7中任一项所述的阀，其中所述凸轮表面或每个凸轮表面包括从所述 可移动构件(5)的外表面延伸的非圆形突起。 9.如权利要求6-8中任一项所述的阀，其中所述阀是具有球(5)的球阀，且其中所述凸 轮装置(20)被布置为所述球(5)上的弦杆，所述弦杆在所述球(5)的外表面上且在所述球 (5)的中心和其外表面之间被径向隔开。 10.如权利要求6-9中任一项所述的阀，其中所述凸轮装置(20)或每个凸轮装置(20) 被布置在所述可移动构件(5)上，与所述砧座构件(15)不对准，借此使所述凸轮装置(20) 或每个凸轮装置(20)与所述密封构件(10)接合的所述凸轮装置(20)的移动。

8、不使所述凸 轮装置(20)或每个凸轮装置(20)与所述砧座构件(15)接合。 11.如权利要求6-10中任一项所述的阀，其中所述凸轮装置(20)或每个凸轮装置 (20)的所述非圆形的凸轮表面包括外支撑表面，在所述可移动构件(5)在所述打开构型和 所述关闭构型之间的行程期间，所述外支撑表面靠着所述密封构件(10)滑动，以轴向推动 权 利 要 求 书CN 103032598 A 2/2页 3 所述密封构件(10)远离所述可移动构件(5)。 12.如权利要求11所述的阀，其中所述凸轮装置(20)或每个凸轮装置(20)的所述外 支撑表面被布置在所述可移动构件上，与所述密封构件(10)上的所述底座不对准。

9、，借此在 所述可移动构件(5)在所述打开构型和所述关闭构型之间的行程期间，所述凸轮装置(20) 或每个凸轮装置(20)与所述密封构件(10)的所述底座不接合。 13.如权利要求1-12中任一项所述的阀，其中所述砧座构件(15)和所述密封构件 (10)同中心地布置，同时所述砧座构件(15)径向地位于所述密封构件(10)的内侧，且所述 密封构件(10)包围所述砧座构件(15)。 14.如权利要求1-13中任一项所述的阀，其中所述密封构件(10)通过弹性装置(11) 朝所述可移动构件(5)轴向偏置，且其中所述可移动构件(5)从所述打开构型到所述关闭 构型的移动施力于所述弹性装置(11)。 15.一种。

10、操作油井或气井阀的方法，所述阀包括可移动构件(5)，所述可移动构件(5) 被配置成在所述阀的打开构型和关闭构型之间移动，以当所述阀在所述打开构型中时允许 流体通过所述阀的流动，且当所述阀在所述关闭构型中时阻挡流体通过所述阀的流动，所 述阀具有密封构件(10)，当所述可移动构件(5)在所述关闭构型中时，所述密封构件(10) 提供用于安置所述可移动构件(5)的底座；所述可移动构件(5)具有切割面(6h)，所述切 割面(6h)被布置成当所述可移动构件(5)在所述打开构型和所述关闭构型之间移动时靠 着砧座构件(15)剪切； 其中所述方法包括在所述可移动构件(5)在所述打开构型和所述关闭构型之间的行 程。

11、期间，改变所述密封构件(10)和所述可移动构件(15)之间的间隔。 权 利 要 求 书CN 103032598 A 1/6页 4 阀和操作阀的方法 0001 本发明涉及阀，通常是球阀，且特别涉及用在油井或气井中，通常在干预或井控管 柱(well control string)中的球阀。 0002 在向下钻进的井孔中，通过井的主孔和其它流动管道的流动路径通常由阀控制。 阀通常靠着底座关闭和打开，底座提供了密封面以与阀中的可移动构件接合并防止流体的 流动。通常，底座用弹性材料贴面(face)，该材料与阀的密封面一致以产生密封。 0003 当阀的底座被可移动构件在其打开和关闭构型之间的移动损坏时，问。

12、题出现。通 常，在球阀中，阀通过球的旋转在其打开和关闭构型之间移动，以将球中的孔旋转为与球阀 位于其中的管道的孔对齐或不对齐。当球的孔旋转为不对准管件的孔时，孔的边缘有时可 磨损或以其它方式损坏球抵住密封的底座，从而可能磨损该底座的表面上的弹性材料。 0004 当球阀需要切割随着其在打开和关闭构型之间移动正通过孔的线或其它细长构 件时，这是特别有问题的，因为穿过球的孔的内边缘通常由于线的剪切而开始损坏，且被损 坏的边缘接着擦过(rakes across)密封件上的更易受损的安置面，通常导致对在该部件上 使用的更柔软材料的磨损以及其它损坏。当球阀已关闭且阀的孔不对准管件的孔时，球的 密封面经常不。

13、靠着底座的被损坏的表面足够地密封，且当行程已经完成时，泄漏紧接着发 生。 0005 根据本发明，提供了一种用于在油井或气井中使用的阀，该阀包括可移动构件，其 被配置以在阀的打开构型和关闭构型之间移动，以在相应的打开构型和关闭构型中允许和 阻挡流体通过阀的流动，可移动构件具有切割面(cutting surface)，其适合于当可移动构 件在打开和关闭构型之间移动时靠着砧座构件(anvil member)剪切(shear against)； 阀具有密封构件，当可移动构件在关闭构型中时该密封构件提供用于安置可移动构件的底 座；其中阀具有密封构件位移机构(sealing member displace。

14、mentmechanism)，其被配置 成当可移动构件在打开和关闭构型之间移动时改变密封构件和可移动构件之间的间隔。 0006 本发明还提供了一种操作油井或气井阀的方法，阀包括可移动构件，其被配置以 在阀的打开和关闭构型之间移动，以当阀在打开构型中时允许流体通过阀的流动，且以当 阀在关闭构型中时阻挡流体通过阀的流动，阀具有密封构件，当可移动构件在关闭构型中 时该密封构件提供用于安置可移动构件的底座；可移动构件具有切割面，其被布置以当可 移动构件在打开和关闭构型之间移动时靠着砧座构件剪切；其中该方法包括在可移动构件 在打开构型和关闭构型之间的行程期间改变密封构件和可移动构件之间的间隔。 0007。

15、 通常，在可移动构件在打开和关闭构型之间的行程期间，密封构件移动远离可移 动构件，通常移动使得当切割面接合砧座构件时，密封构件被移位而离开可移动构件的切 割面(通常是孔的内表面)。通常，密封构件是可移动的且砧座构件位于固定的位置。然 而，在某些实施方式中，砧座构件可以相对于固定的密封构件是可移动的。通常，密封构件 和砧座中的一个在轴向方向上是可移动的，该轴向方向平行于阀的通孔的轴线。 0008 通常，阀是球阀，且阀在打开和关闭构型之间的移动是可旋转的移动，以使穿过球 阀的孔相对于阀位于其中的管道的孔在对准和不对准构型之间旋转。 0009 通常，密封构件位移机构包括具有非圆形轮廓的凸轮装置，其推。

16、动密封件远离可 说 明 书CN 103032598 A 2/6页 5 移动构件。通常，凸轮构件被布置以在当可移动构件的切割面移动经过砧座构件时可移动 构件的行程上的该点处，将密封构件推动到与可移动构件最大分离的位置。 0010 通常，凸轮构件位于阀的旋转部分上，通常在球阀的球上。通常，球是球形的，且凸 轮构件是非圆形的。通常，凸轮构件位于可移动构件的一部分上，以便凸轮构件与密封构件 接合，但不与砧座构件接合。 0011 通常，砧座和密封构件同中心地布置，通常使砧座构件径向地位于密 封构件的内 部且密封构件包围砧座构件。 0012 通常，可以设置多于一个凸轮构件。凸轮构件可以可选择地单独形成，并。

17、随后附接 到可移动构件，或可以包括以从可移动构件的外表面的非圆形突起形式的可移动构件的完 整部分。 0013 可选择地，一对凸轮构件可被设置在球上。通常，该对凸轮构件可以互相平行，且 通常可以具有相同的非圆形的布置，使得可移动构件的移动同时靠着密封构件移动凸轮构 件中的每一个。凸轮构件通常被布置为在球上的弦杆(chord)，其在球的外表面上且在球的 中心和其外表面之间径向间隔开。通常，弦杆式凸轮构件可被布置在球的中心与外周之间 的任何位置处，且不需要位于这些点之间的中间。可选择地，凸轮构件可形成为在球上的切 线形式(tangential formation)或可以靠近切线位置。 0014 凸轮。

18、构件通常被设置有外支撑表面，其靠着密封构件滑动，以在可移动构件在打 开和关闭构型之间的行程期间轴向地推动密封构件远离可移动构件。支撑表面通常是光滑 的且通常具有相对低的摩擦系数，而且因此通常靠着密封构件的底座滑动而基本上不使底 座变形。 0015 通常，密封构件通过弹性装置，通常是弹簧，例如螺旋弹簧，抵住可移动构件偏置， 虽然气压弹簧(gas spring)和其它弹性装置可以被采用以使密封构件轴向地压紧可移动 构件。通常，凸轮构件以这样的方式移动密封构件，以施力于抵住可移动构件偏置密封构件 的弹性装置。通常，凸轮构件克服弹簧等的力以轴向相对于阀位于其中的管件的孔径向向 后移动密封构件，当其横穿。

19、砧座构件时移动密封构件底座上的密封面远离硬质贴面(hard faced)的切割面。 0016 通常，当切割面接合砧座构件时，密封构件被凸轮移动而不接触可移动构件，并且 当切割面已通过密封构件且可移动构件的密封面(例如球的外表面)与密封构件对准时， 向后移动而与可移动构件接触。 0017 然后，当切割面已通过砧座构件和密封构件时，抵住可移动构件偏置密封构件的 弹性装置通常靠着可移动构件的密封面推动密封构件以密封抵住流体穿过阀的通道。 0018 通常，砧座构件具有与可移动构件的切割面的紧密配合，并提供剪切功能以剪切 穿过阀的孔的任何线或其它纵向构件。通常，砧座构件和切割面以及可移动构件的相对面 可。

20、以用硬质材料贴面，如碳化钨、金刚石，等等。 0019 将凸轮构件径向地间隔在砧座构件的外面，但具有小于密封构件的外直径的径向 间隔，是指用于旋转凸轮构件的球的旋转可以使凸轮构件与密封构件接合，但可避免靠着 砧座构件反作用于凸轮构件。因此，因为球的旋转，密封构件可以被轴向地推动远离球，而 不接合砧座构件和减小从凸轮构件可得到的力。 0020 通常，凸轮构件在密封套筒上的弹性密封件的径向外部位置处接合密封套筒。通 说 明 书CN 103032598 A 3/6页 6 常，在可移动构件在打开和关闭构型之间的行程期间，凸轮构件不接合弹性密封件。 0021 通常，密封构件保持从可移动构件轴向地间隔开，直。

21、到可移动构件的切割面已经 移动经过密封构件上的弹性密封件，在该点处，密封构件可以被向后移动为与可移动构件 接触以再一次靠着可移动构件压缩弹性密封件。 0022 正如相关领域技术人员将理解的，本发明的各个方面可以单独或结合其它方面中 的一个或多个来实践。本发明的各个方面可以选择地被设置与本发明的其它方面的可选功 能中的一个或多个结合。另外，与一种实施方式有关的所述可选功能通常可以单独或与本 发明的不同实施方式中的其它功能一起结合。 0023 现将参照附图详细描述本发明的各种实施方式和方面。还有，从其整个描述包括 示出了多个示范性实施方式和方面以及实现方式的附图中，本发明的其它方面、特征和优 点是。

22、很明显的。本发明还可以有其它以及不同的实施方式和方面，并且其若干细节可以在 各个方面修改，全部在不脱离本发明的精神和范围的情况下。因此，附图和描述在本质上被 视为说明性的，而不视为限制性的。此外，本文中使用的术语和措辞仅用于描述的目的，并 且不应解释为在范围上的限制。措辞例如“包括”、“包含”、“具有”、“含有”或“涉及”及其 变体，意在广泛的且包括其后列出的主题、等同物 和未被列举的另外的主题，而且不意在 排除其它的添加物、组件、整体或步骤。同样，术语“包含”被认为与用于适用的法律目的的 术语“包括”或“包含”是同义的。 0024 包括在本说明书中的文件、行为、材料、设备、物品及类似物的任何。

23、讨论仅用于提 供用于本发明的内容的目的。不暗示或不表示这些主题的任何或全部形成现有技术基础的 部分或是与本发明相关的领域中的普通常识。 0025 在本公开中，每当过渡短语“包括”置于组分、元件或一组元件之前时，应理解，也 考虑与置于组分、元件或元件组的列举之前的过渡短语“基本上由组成”、“组成”、 “从由组成的组中选择”、“包括”或“是”相同的组分、元件或元件组，且反之亦然。 0026 在本公开中，所有数值被理解为按“大约”修改。本文中描述的元件或任何其它组 件的所有单数形式被理解为包括其复数形式，且反之亦然。 0027 现将借助实施例并参照附图描述本发明的实施方式，其中： 0028 图1、图。

24、2和图3是在打开构型中的阀的平面图、端视图和侧视图； 0029 图4和图5分别是图1和图3的放大视图； 0030 图6和图7是阀在打开和关闭构型之间的移动期间处于过渡构型中的图1阀的平 面图和侧视图； 0031 图8和图9分别是图6和图7的放大视图； 0032 图10和图11是在关闭构型中的图1阀的平面图和侧视图； 0033 图12和图13分别是图10和图11的放大视图； 0034 图14和图15是在球的不同旋转位置中的图1阀的球的透视图；以及 0035 图16是第二阀的平面图。 0036 现在参照附图，并特别参照图1至图5，在打开构型中，阀V具有通孔T，通孔T由 以顺序布置在阀V中的球构件B。

25、1和B2的形式的第一和第二可移动构件打开和关闭，且被 布置以在球构件中的一个失效的情况下提供备份。每个球构件B包括安装在横向轴2上的 大致为球形的球5。轴 2在阀V中互相平行，并垂直于通孔T的轴线延伸，其允许球5围绕 说 明 书CN 103032598 A 4/6页 7 轴2的旋转。每个球5具有通孔6，其可以被置于与通孔T不对齐。球5围绕轴2的旋转会 将通孔6旋转为与阀的通孔T对准或不对准，从而将阀V从打开构型移动到关闭构型，在打 开构型中每个球5的通孔6与阀的通孔T对准，在关闭构型中每个球5的通孔6与阀的通 孔T不对准(且通常是与其垂直)。 0037 每个球5靠着密封套筒10形式的密封构件安。

26、置。密封套筒10通常具有端面，端 面在其与球5接合的位置带有以最接近球5的倾斜内表面形式的底座。端部的倾斜内表面 被配置以匹配球5s的密封面，以产生拒绝流体经过球5的密封件。通常，倾斜内表面带有 弹性密封件，如保持在密封凹槽中的O环形密封件。当阀关闭时，该密封件被压缩在套筒10 的倾斜面和球的密封面之间。密封套筒10在平行于通孔T的轴线方向上是轴向可移动的， 且被弹簧11偏置在球5的密封面5s上。这将套筒10的内部倾斜表面上的弹性密封件压 缩在套筒10和球5之间，以阻挡流体的通过。套筒10的在倾斜内表面外部的端面通常具 有平坦的表面，其通常垂直于通孔的轴线。通常，平坦的端面用作支撑表面，并可设。

27、置有减 小摩擦的涂层。端部支撑表面通常位于弹性密封件外部，与密封件径向地隔开。 0038 密封套筒10具有与通孔T同轴的中心孔。在密封套筒10的孔内设置以砧座套筒 15的形式的砧座构件，其通常也具有与阀的通孔T同轴的通孔，且通常被配置以当球5处于 打开定向时允许穿过阀V的流体的通过。最接近球5的砧座套筒15的颈部内表面具有以 硬质贴面环15h形式的切割面，硬质贴面环15h由硬化材料例如陶瓷材料、金刚石或碳化钨 等形成。通常，环15h设置在砧座套筒15的内表面上。通常，砧座套筒15被固定在通孔T 内，以便其不是轴向可移动的，且适合于抵抗倾向于移动它的轴向力。其可以通过螺纹或通 过夹头或止动销等连。

28、接在孔T内。通常，当密封套筒10相对于通孔T轴向移动时，砧座套 筒15保持固定在位置上。 0039 球5的外表面通常具有至少一个凸轮构件20。凸轮构件通常相对于球5圆周地延 伸，在距离与密封套筒10的平坦支撑端面的一部分对准的球的中心的径向间隔处，但从砧 座套筒15径向地向外隔开，且不与其对准。 通常，两个凸轮构件20被设置在球5的外表 面上的弦线或切线位置处，位于在密封套筒10的每一侧处接合密封套筒10的平坦端面的 间隔处，但是使得凸轮构件20的每一个之间的侧向间隔大于在凸轮构件20之间通过的砧 座套筒15的外直径。凸轮构件20通常被布置成平行于穿过每个球5的孔的通孔6，以便 当球5围绕轴2。

29、旋转时，凸轮构件20同时被旋转。球5的每一侧上的凸轮构件20在其凸 轮轮廓上通常是对称的，使得当凸轮轮廓随旋转改变时球的旋转呈现均匀的侧面轮廓。凸 轮构件通常具有非圆形的侧面轮廓，如图3、图5、图7、图9、图11、图13、图14和图15中最 佳示出的。通常，凸轮构件使倾斜内表面外部的密封套筒10的平坦端面上的支撑表面接合 弹性密封件，且因此凸轮表面通常不接触平坦端面内部的具有弹性密封件的较易受损的底 座。 0040 球5借助轴2的旋转使每个凸轮构件20旋转，以便与密封套筒10的平坦的端部 支撑表面接合的凸轮构件20的部分的凸轮轮廓随着球5的旋转位置而改变。当阀V处于 图1-5和图16中示出的打。

30、开构型时，凸轮装置20的侧面轮廓非常接近球5的标称外周，并 对密封套筒10的轴向移动具有很小或(通常)没有影响，其保持强压在球5的密封面5s 上，压缩弹性密封件并密封通孔。然而，当球5开始从打开位置旋转到关闭位置且球5的切 割面6h的对准开始相对于密封套筒10改变时，压靠密封套筒10的平坦的端部支撑表面的 说 明 书CN 103032598 A 5/6页 8 凸轮构件20的轮廓也开始改变，而且凸轮构件20的凸轮轮廓开始增加超出球的标称外直 径，从而随着旋转进行以及对准中变化的继续，反抗弹簧11的力在箭头A的方向上轴向推 动密封套筒10远离球。凸轮轮廓的轴向位移在图9中示出的点处达到峰值。在该阶。

31、段，通 过球5的通孔6的内表面上的硬质贴面环6h即将靠着砧座套筒15上的硬质贴面环15h剪 切，以便切割保持在阀V的通孔T内的任何线、电缆或其它细长构件。由于凸轮构件20的 作用，硬质贴面环6h远离密封套筒10的倾斜内表面上的易损弹性密封件轴向隔开，并因此 当其相对于砧座套筒15旋转时，其不能擦过底座或损坏弹性密封件。 0041 在该阶段，凸轮构件20正接近或可选择地已到达其远离球的标称外表面的最大 位移，且其已经在箭头A的方向上轴向向后推动密封套筒10 以抵抗弹簧11的力，从而压缩 弹簧，并在密封套筒10的端部的倾斜内表面处推动具有易损弹性密封件的底座轴向地远 离移动切割面6h。当球5旋转经。

32、过图9中示出的切割点时，凸轮构件的增加的轴向位移继 续，直到硬质面6h和15h已经经过彼此，且穿过球5的孔6的内表面上的硬质面6h已旋转 经过密封套筒10的外直径且可不再擦过位于密封套筒10的倾斜端部密封面处的底座。因 此，对于只要移动切割面6h与套筒10的倾斜端面上的弹性密封件对准，凸轮20就保持密 封套筒10远离球5间隔开。因此，当切割面6h在密封套筒10的直径内部时，密封套筒10 和切割面6h被间隔开，且切割面不能擦过弹性密封件。通常，凸轮20保持密封套筒10被远 离可移动构件轴向隔开，至少直到球5上的切割面已经旋转经过密封套筒10，但其对于维 持分离直到旋转切割面6h的全部已移动经过套。

33、筒10的外径是特别有用的，因此套筒10的 端面被保持轴向远离球上的旋转切割面6h。最大位移点之后，凸轮构件20上的凸轮轮廓开 始缩小，以减小凸轮相对于球5的标称外直径的轴向位移，这当凸轮20减小其位移时允许 弹簧11向后推动密封套筒10与球的密封面5s接合。在该点处，由于球已经旋转经过切割 面与密封套筒10对准的点，套筒上的易损的密封面永远不能接触球5的切割面，所以即使 移动切割面6h最终通过切割过程所需的大力而变得变形或带有毛边，当阀打开和关闭时， 切割面上的毛边或表面变形也不干扰套筒10上的易损弹性密封件。然后阀V处于图11至 图16所示的构型中，其中因为硬质贴面切割边6h已移动为不与密封。

34、套筒10的易损密封面 对准，所以弹簧11在箭头B的方向上迫使密封套筒10紧靠在球5的密封面5s上。 0042 阀V自动返回到其打开构型的行程反向移动凸轮构件20，促使密封套筒10轴向远 离球5，因此，在旋转期间，密封套筒10的易损弹性密封面不被球5上的硬质贴面6h擦过。 0043 凸轮构件20可以是完全圆周的，围绕整个圆周延伸，或根据需要可以只围绕圆周 的一部分延伸。一个凸轮构件可以满足需要，但两个凸轮构件更对称的布置施加更均匀的 力，且从而实现密封套筒10的更均匀的移动。 0044 在某些阀中，可移动构件，例如球，可以不对称地布置在穿过阀的轴线的相对侧 上。在某些实施方式中，球的公差(tol。

35、erance)在一侧上与轴线的另一侧相比是不同的。 通常，球在轴线的不同侧上具有差别的密封区域，其在压力下导致球在压力差的力作用下 从一侧移动到另一侧。通常，球还具有停止构件，其设置在轴线的一侧上，通常在球被不对 称的差别推进到的轴线的侧部上。通常，停止构件接合具有非常精确公差的球，其比球和阀 的其它部分之间，例如球和容纳球的窝之间的公差更精确。可移动构件的两侧之间的这种 不对称布置通常意味着在组装期间，球可以固定在窝内，而停止构件在窝内的某一位置中 接合球，该位置由球和停止构件之间的精确公差而不是由例如球和窝之间的较不精确的公 说 明 书CN 103032598 A 6/6页 9 差限定。此。

36、外，在负载下的可移动构件的行程期间，通常导致球朝停止构件移动且在窝内的 该精确位置中接合停止构件的不对称布置使窝中的球能够具有更高的可靠位置，因为在负 载下，球优先移动以接合停止构件，与停止构件一起，球具有非常精确的公差。因此，在负载 下，当球与精确公差的停止构件接合时，由于两者之间的加工公差，球较不易出现窝中的球 的不受控制的振荡或难以察觉的“晃动”，所以当球在两侧之间的不对称性青睐的方向上被 优先移动且被停止构件和球之间的精确公差保持在精确的位置时，行程期间球的位置比较 一致且比较可预测。一般，球和窝之间的加工公差是非常严格的，因为切割面和砧座构件 之间的接触点保持尽可能接近纯剪切而没有弯。

37、曲和拖尾效应(smearing effect)通常是重 要的。这只有通过确保球上的切割面和砧座构件上的剪切面之间的紧密配合、良好的同心 度等是可实现的。已发现，在球中引入不对称性增加了球和砧座的相对位置的可预测性，特 别是在流体压力下在趋于在特定轴向方向上推进球的轴向方向上。该差异对于肉眼来说不 需要是易看见的，且在某些实施方式中，非常小的不对称差异可能足以引入所需的偏置，并 提高压力下的球的移动的可预测性。图16示出了一个这样的实例。参照图16，改进的阀 V通常类似于阀V，且类似的特征将在图16中用相同的参考数字标示，但该数字被增加了 100。阀V在轴102上具有至少一个球105，球105在。

38、通孔T中是可旋转的，轴102在S1 和S2处被密封，以便将球105中的通孔106旋转为与通孔T对齐或不对齐，以用如前对 于在前的阀V描述的相同方式打开和 关闭阀V。阀V具有由弹簧111推进的密封套筒 110和砧座套筒115，其全部基本上如对于在前的阀V的描述一样起作用。图16阀V和 在前面的图中公开的阀V之间的差异在于，在阀V中，球105不对称地布置在通孔T中。 特别地，轴105的外直径在阀V中通常是不对称的，其在S1和S2处的O形环或其它密封 件之间产生了不同的密封区域。在该实例中，阀的左侧上在轴上的外直径，在S2处略微地 大于在S1处在阀的右侧上在轴上的相应外直径。因此，左侧上的S2处的密。

39、封区域的直径 大于右侧上的S1处的密封区域的直径。此外，在左侧，被从S2径向向外移位的轴102的端 面与以轴承101形式的停止构件接合。轴承101通常是球轴承，但可以使用其它种类的轴 承，例如止推轴承等。轴承101和轴102的端面之间的公差具有非常精确的公差，因此当轴 102的端面与轴承101接合时，由于轴承101和轴102的端面之间的精确公差，球105相对 于通孔T的中心轴线的位移被非常精确地知道。因为球105相对于通孔T的轴线的定 向依赖停止构件101和轴102的精确公差，所以在不需要提高窝内球105的其它特征的公 差的情况下，整体系统的公差被显著提高，在不损害阀V性能的情况下其通常可以被。

40、设计 为较不精确的公差。当球105如前面描述的一样旋转时，S1和S2之间的不同密封区域移 动球105，优先移向与停止构件101更紧密接合的左侧密封件S2。由于停止构件101和轴 102的端面具有参考前面的精确公差，关于负载下的球105的位置有明显更大的确定性。停 止构件101和轴102的端面的精确公差可以相对容易地被操控，而且在阀V的主体内用于 容纳球的窝的其余部分在不损害阀的整体功能的情况下可被形成较不精确的公差。在本实 施方式中，停止构件由轴承101提供，其通常是球轴承，但可使用其它间隔物，而且在本发 明的可替代实施方式中可以采用其它非对称的特性(有或没有间隔物)。 0045 在不脱离本发。

41、明的范围的情况下，可并入修改和改进。例如，密封构件可被除凸轮 装置以外的装置移动，例如液压缸。 说 明 书CN 103032598 A 1/11页 10 图1 说 明 书 附 图CN 103032598 A 10 2/11页 11 图2 图3 说 明 书 附 图CN 103032598 A 11 3/11页 12 图4 图5 说 明 书 附 图CN 103032598 A 12 4/11页 13 图6 说 明 书 附 图CN 103032598 A 13 5/11页 14 图7 图8 说 明 书 附 图CN 103032598 A 14 6/11页 15 图9 说 明 书 附 图CN 103032598 A 15 7/11页 16 图10 说 明 书 附 图CN 103032598 A 16 8/11页 17 图11 图12 说 明 书 附 图CN 103032598 A 17 9/11页 18 图13 图14 说 明 书 附 图CN 103032598 A 18 10/11页 19 图15 说 明 书 附 图CN 103032598 A 19 11/11页 20 图16 说 明 书 附 图CN 103032598 A 20 。