CN102563096A

CN102563096A - 一种超高压差严密切断调节阀

Info

Publication number: CN102563096A
Application number: CN2012100357791A
Authority: CN
Inventors: 苗同立; 朱荣挺; 白玉林; 熊雷雷; 汤锋
Original assignee: WUXI YADI FLUID CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUXI YADI FLUID CONTROL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2032-02-17
Also published as: CN102563096B

Abstract

本发明涉及一种超高压差严密切断调节阀，先导阀芯轴的底段安装在阀芯的内部，在位于阀芯内部的先导阀芯轴周壁上具有凸起的环状体，在环状体上开设有平衡孔，先导阀芯轴上升通过环状体能提起所述阀芯，在阀芯上开设有阀芯孔，环状体下端的先导阀芯轴选择性封堵所述阀芯孔。本发明使用套筒阀和上密封阀盖结构以及自密封阀座组合，并且使用先导阀芯轴结构，利用介质的压力实现上密封、阀座密封、严密关断的要求，既减少了执行机构推力要求，又满足了现场工况使用要求，同时也延长了阀门的使用寿命。

Description

一种超高压差严密切断调节阀

技术领域

本发明涉及一种阀门，尤其是一种超高压差严密切断调节阀。

背景技术

热电管网高压过热蒸汽调节切断阀长期以来一直依赖进口产品，针对这种特殊工况，使用单位一般采用进口的方式，一方面因为高温高压；另一方面因为位置重要，产品性能要求高；再者国内普通使用的套筒阀结构完全不能达到进口产品水平，一方面泄漏等级不能满足零泄漏要求；另一方面阀门所需推力过大、导致动作噪音大、使用寿命短等缺陷。所以国内使用单位一般都选择较为可靠的进口产品。但是即便是进口产品，也会出现执行机构过大的现象，所以国内很多使用单位都有强烈的期望在国内能够购买到取代进口的产品。

以前使用的这种场合的阀门，即使是进口的产品，基本上都是套筒阀结构。因为是超高压差使用场合，所以只能使用多级式套筒才能满足高压差的使用要求。但是因为此阀门除具有调节要求外，还需要在关闭时实现严密关断甚至零泄漏的目标，这个就具有很大的难度，因为是高温使用场合，不可能使用软密封结构，金属密封结构下靠执行机构的力进行严密关断确实困难。唯一的办法就是需要提高执行机构的推力，因此执行机构尺寸很大，并且大推力的执行机构快速关闭时容易对阀座密封面造成破坏。另外，采用平衡式阀芯结构时，阀芯与套筒的密封又是个大问题，一般都采用能够满足高温使用要求的柔性石墨材料，但是同时又带来了柔性石墨摩擦力过大和寿命不长的使用问题。对于密封面的冲击破坏和高温使用场合，国内外均采用堆焊硬质合金的方法进行，对于高温阀芯密封材料，基本上都采用柔性石墨材料，但是由于国内的堆焊工艺水平和柔性石墨材料性能和国外有很大的差距，因此在国内使用同样的结构很难满足现场工况使用要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可严密关断、延长使用寿命的超高压差严密切断调节阀。

按照本发明提供的技术方案，所述超高压差严密切断调节阀，在阀体上开设有介质进口孔与介质出口孔，在阀体上固定有阀盖，在阀盖上固定有填料箱，在填料箱内密封插接有先导阀芯轴，在阀盖上通过支架螺杆固定有执行机构座，在先导阀芯轴上安装有夹块，在阀体内安装有阀座，在填料箱的底端部一体连接有外套筒，在外套筒上开设有外套筒限流孔，在外套筒内部固定有套筒压板，在套筒压板上固定有内套筒，在内套筒上开设有内套筒限流孔，内套筒与外套筒之间具有间隙，内套筒限流孔与外套筒限流孔呈错位配合，在内套筒的内部设有阀芯，阀芯与阀座选择性密封配合，所述先导阀芯轴的底段安装在阀芯的内部，在位于阀芯内部的先导阀芯轴周壁上具有凸起的环状体，在环状体上开设有平衡孔，先导阀芯轴上升通过环状体能提起所述阀芯，在阀芯上开设有阀芯孔，环状体下端的先导阀芯轴选择性封堵所述阀芯孔。

在先导阀芯轴下方的阀芯内座有第一碟形弹簧，在第一碟形弹簧上设有碟簧隔套。

在内套筒上方的阀芯周壁开设有导向环安装环槽，在导向环安装环槽内安装有导向环，导向环安装环槽的高度大于导向环的厚度，导向环的外圆与所述内套筒的内壁接触；在导向环的内圆底端边角处开设有均压槽。

在阀座上固定有碟形弹簧压圈，在碟形弹簧压圈与阀座之间设有第二碟形弹簧与阀座密封圈，所述第二碟形弹簧的外圆与碟形弹簧压圈相抵，第二碟形弹簧的内圆与阀座密封圈的外圆相抵，阀座密封圈的内圆与阀座相抵。

在阀芯上螺接有阀芯螺母，先导阀芯轴上环状体的顶端面与阀芯螺母的底端面相抵以提起所述阀芯。

在阀盖的底端面上固定有四分环，在四分环的底端部设有阀盖密封环挡圈，在阀盖密封环挡圈的底端面上固定有阀盖自密封环，阀盖自密封环的内壁底端部为内圆锥面，阀盖自密封环位置的填料箱外壁具有外圆锥面，阀盖自密封环内壁底端部的内圆锥面与填料箱外壁的外圆锥面配合。

在填料箱的顶端部固定有填料压盖，填料压盖套在先导阀芯轴上，在填料压盖下方的先导阀芯轴上套接有填料压套，在填料压套与填料压盖之间设有第三碟形弹簧，第三碟形弹簧的上端部与填料压盖相抵，第三碟形弹簧的下端部与填料压套相抵。

在套筒压板上方的填料箱内设有若干套筒压套，套筒压套套接在先导阀芯轴上，在套筒压套上方的先导阀芯轴上套接有填料组，填料组的下端部与套筒压套相抵，填料组的上端部与填料压套相抵。

本发明使用套筒阀和上密封阀盖结构以及自密封阀座组合，并且使用先导阀芯轴结构，利用介质的压力实现上密封、阀座密封、严密关断的要求，既减少了执行机构推力要求，又满足了现场工况使用要求，同时也延长了阀门的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明中先导阀芯轴的结构图。

图3是本发明中导向环的结构图。

图4是本发明中自密封阀座的结构图；

图5是本发明中多级式套筒的内部结构图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图所示，本发明主要由阀体1、阀座2、内套筒3、内套筒限流孔3.1、填料箱4、外套筒4.1、外套筒限流孔4.2、导向环5、均压槽5.1、先导阀芯轴6、阀座密封圈7、阀芯8、第一碟形弹簧9、碟簧隔套10、阀芯螺母11、套筒压板12、固定销13、套筒压套14、阀盖自密封环15、阀盖密封环挡圈16、四分环17、阀盖18、填料组19、填料压套20、第三碟形弹簧21、填料压盖22、支架螺杆23、夹块24、执行机构座25、第二碟形弹簧26与碟形弹簧压圈27等部件构成。

该超高压差严密切断调节阀，在阀体1上开设有介质进口孔与介质出口孔，在阀体1上固定有阀盖18，在阀盖18上固定有填料箱4，在填料箱4内密封插接有先导阀芯轴6，在阀盖18上通过支架螺杆23固定有执行机构座25，在先导阀芯轴6上安装有夹块24，在阀体1内安装有阀座2，在填料箱4的底端部一体连接有外套筒4.1，在外套筒4.1上开设有外套筒限流孔4.2，在外套筒4.1内部固定有套筒压板12，在套筒压板12上固定有内套筒3，在内套筒3上开设有内套筒限流孔3.1，内套筒3与外套筒4.1之间具有间隙，内套筒限流孔3.1与外套筒限流孔4.2呈错位配合，在内套筒3的内部设有阀芯8，阀芯8与阀座2选择性密封配合，所述先导阀芯轴6的底段安装在阀芯8的内部，在位于阀芯8内部的先导阀芯轴6周壁上具有凸起的环状体，在环状体上开设有平衡孔6.1，先导阀芯轴6上升通过环状体能提起所述阀芯8，在阀芯8上开设有阀芯孔8.1，环状体下端的先导阀芯轴6选择性封堵所述阀芯孔8.1。

在先导阀芯轴6下方的阀芯8内座有第一碟形弹簧9，在第一碟形弹簧9上设有碟簧隔套10。

在内套筒3上方的阀芯8周壁开设有导向环安装环槽，在导向环安装环槽内安装有导向环5，导向环安装环槽的高度大于导向环5的厚度，导向环5的外圆与所述内套筒3的内壁接触；在导向环5的内圆底端边角处开设有均压槽5.1。

在阀座2上固定有碟形弹簧压圈27，在碟形弹簧压圈27与阀座2之间设有第二碟形弹簧26与阀座密封圈7，所述第二碟形弹簧26的外圆与碟形弹簧压圈27相抵，第二碟形弹簧26的内圆与阀座密封圈7的外圆相抵，阀座密封圈7的内圆与阀座2相抵。

在阀芯8上螺接有阀芯螺母11，先导阀芯轴6上环状体的顶端面与阀芯螺母11的底端面相抵以提起所述阀芯8。

在阀盖18的底端面上固定有四分环17，在四分环17的底端部设有阀盖密封环挡圈16，在阀盖密封环挡圈16的底端面上固定有阀盖自密封环15，阀盖自密封环15的内壁底端部为内圆锥面，阀盖自密封环15位置的填料箱4外壁具有外圆锥面，阀盖自密封环15内壁底端部的内圆锥面与填料箱4外壁的外圆锥面配合。

在填料箱4的顶端部固定有填料压盖22，填料压盖22套在先导阀芯轴6上，在填料压盖22下方的先导阀芯轴6上套接有填料压套20，在填料压套20与填料压盖22之间设有第三碟形弹簧21，第三碟形弹簧21的上端部与填料压盖22相抵，第三碟形弹簧21的下端部与填料压套20相抵。

在套筒压板12上方的填料箱4内设有若干套筒压套14，套筒压套14套接在先导阀芯轴6上，在套筒压套14上方的先导阀芯轴6上套接有填料组19，填料组19的下端部与套筒压套14相抵，填料组19的上端部与填料压套20相抵。

从图1可以看出，阀盖18密封采用的是自密封结构，通过阀盖自密封环15来实现阀盖18与阀体1的密封，而且介质压力越大，密封效果越好，介质的压力全部作用在填料箱4上面，达到压紧阀盖自密封环15，使阀盖自密封环15产生弹性变形，从而达到完全密封效果。通过阀盖18上面的六角螺母的并紧产生初始密封比压，然后通过介质的压力实现严格密封的效果，而且介质压力越大，密封效果越好。

从图5可以看出，高压介质经过外套筒4.1的外套筒限流孔4.2，然后经过外套筒4.1与内套筒3之间的环槽进入到内套筒3的内套筒限流孔3.1，然后流入阀座2的限流孔，从而达到多级降压的效果，满足高压差流体的控制需求，降低噪音和减少对阀芯8和阀座2密封面的冲刷及破坏。

从图2中可以看到，先导阀芯轴6的结构原理图，在先导阀芯轴6的下端有碟簧隔套10和第一碟形弹簧9，先导阀芯轴6上开有平衡孔6.1。打开时，先导阀芯轴6先行打开，此时阀芯8已经处于平衡状态，当先导阀芯轴6碰到阀芯螺母11时，带动阀芯8动作。

关闭时，阀芯8向下运动，直到与阀座2接触密封，此时先导阀芯轴6还没有关闭，因为先导阀芯轴6下面的第一碟形弹簧9预紧力大于阀芯8圆周的导向环5摩擦力，所以，只有当阀芯8关闭时，先导阀芯轴6才能关闭，当先导阀芯轴6关闭时，介质的压力全部作用在阀芯8上，产生严格密封效果，从而达到零泄漏的要求。

从图4中可以看出，采用的是自密封阀座结构。通过阀座2下面的阀座密封圈7来实现自密封效果，一方面通过阀座2上面的内套筒3压紧阀座2产生初始密封比压，另一方面通过阀座2外侧的第二碟形弹簧26产生的安装预紧力产生初始密封比压。关闭时执行机构产生的作用力和介质产生的向下的压力作用在阀座密封圈7上，从而产生阀座2部分的自密封效果，达到阀座2处严格密封的效果。

从图3可以看出，阀芯8外圆的导向环5具有很好的导向作用，导向环5上的均压槽5.1一方面可减少对这部分阀芯8的冲刷，另一方面起到压紧导向环5的效果，从而使导向环5更加贴紧内套筒3的内壁，产生很好的导向效果。避免出现振动现象，延长了阀门的使用寿命。

从图1和图5可以看出，必须使内套筒3的内套筒限流孔3.1和外套筒4.1的外套筒限流孔4.2错开位置才能实现很好的抗高压差效果，如果没有错开位置，则抗高压差效果就会大打折扣。因此为了实现位置的一致性，在内套筒3的上部与套筒压板12以及填料箱4的下部设置多个固定销13，因为外套筒4.2是固定的，因此通过固定销13的定位，内套筒3就不会因为介质的不平衡力而产生转动，从而保证了内套筒3、外套筒4.1限流孔的一致性，从而确保高压差介质的需求，降低了噪音和延长了阀门的使用寿命。

本发明采用多级套筒阀结构和自密封阀盖结构的结合，即使用多级套筒和多级阀座结构可实现对高压差流体的调节及切断要求，最大限度的降低介质对阀芯阀座的冲刷和破坏，也最大限度的降低阀门的噪音。自密封阀盖结构，利用介质特有的高压产生自密封效果，可避免产生任何外漏的风险，同时也降低了阀盖的成本和阀门装配试压成本，这种自密封结构在应对高压介质，尤其是1500#以上的介质尤为突出。

先导阀芯轴6结构确保了关闭时的绝对严密性。阀门打开时，先导阀芯轴6先行打开，打开后，阀芯8就成为平衡式阀芯；阀门关闭时，阀芯8先关闭，然后再关闭先导阀芯轴6，利用介质的高压实现零泄漏的要求。这种利用先导阀芯轴6和阀芯8的打开和关闭顺序的结构原理，可大大减少打开时所需要的推力以及更加可靠地保证阀门关闭时的严格密封性。从而减少执行机构的尺寸和确保关闭时的密封可靠性。

阀芯8圆周的多层导向环5结构确保了动作的稳定性和保证阀芯8、先导阀芯轴6的关闭顺序。导向环5具有均压槽5.1结构并且使用高镍合金制造的金属导向环5，可有效的起到阀芯8在整个行程中的导向作用，从而更加有效地保证阀芯8动作稳定性和阀芯8、阀座2的密封可靠性，防止阀芯8在高压下出现振动现象而导致关闭不严和寿命不长现象。导向环5的摩擦力小于先导阀芯轴6下面的第一碟形弹簧9的预紧碟簧力，因此确保在关闭时阀芯8先关闭，然后再关闭先导阀芯轴6的顺序。

阀座2的自密封结构确保了阀座2与阀体1的严格密封性。摒弃了普通套筒阀的垫圈密封结构，使用金属自密封结构。通过填料组19下部的套筒压板12压紧阀座2的阀座密封圈7以及阀座密封圈7外侧的第二碟形弹簧26产生的安装预紧力，可确保阀座密封圈7与阀体1的初始密封预紧力，最后通过介质的高压压紧阀座2和阀座密封圈7，从而达到阀座密封圈7与阀体1、阀座2严格密封的效果，确保了阀座2处的严格密封。

内套筒3的止转结构可确保多级套筒的小孔流道一致性。通过在内套筒3和套筒压板12以及填料函下部设置止转销的结构，可杜绝内套筒3的转动风险，从而确保内套筒3、外套筒4.1上限流孔的流道错位性，保证了阀门的流通能力和高压差的使用要求。

Claims

1. 一种超高压差严密切断调节阀，在阀体（1）上开设有介质进口孔与介质出口孔，在阀体（1）上固定有阀盖（18），在阀盖（18）上固定有填料箱（4），在填料箱（4）内密封插接有先导阀芯轴（6），在阀盖（18）上通过支架螺杆（23）固定有执行机构座（25），在先导阀芯轴（6）上安装有夹块（24），在阀体（1）内安装有阀座（2），在填料箱（4）的底端部一体连接有外套筒（4.1），在外套筒（4.1）上开设有外套筒限流孔（4.2），在外套筒（4.1）内部固定有套筒压板（12），在套筒压板（12）上固定有内套筒（3），在内套筒（3）上开设有内套筒限流孔（3.1），内套筒（3）与外套筒（4.1）之间具有间隙，内套筒限流孔（3.1）与外套筒限流孔（4.2）呈错位配合，在内套筒（3）的内部设有阀芯（8），阀芯（8）与阀座（2）选择性密封配合，其特征是：所述先导阀芯轴（6）的底段安装在阀芯（8）的内部，在位于阀芯（8）内部的先导阀芯轴（6）周壁上具有凸起的环状体，在环状体上开设有平衡孔（6.1），先导阀芯轴（6）上升通过环状体能提起所述阀芯（8），在阀芯（8）上开设有阀芯孔（8.1），环状体下端的先导阀芯轴（6）选择性封堵所述阀芯孔（8.1）。

2.如权利要求1所述的超高压差严密切断调节阀，其特征是：在先导阀芯轴（6）下方的阀芯（8）内座有第一碟形弹簧（9），在第一碟形弹簧（9）上设有碟簧隔套（10）。

3.如权利要求1所述的超高压差严密切断调节阀，其特征是：在内套筒（3）上方的阀芯（8）周壁开设有导向环安装环槽，在导向环安装环槽内安装有导向环（5），导向环安装环槽的高度大于导向环（5）的厚度，导向环（5）的外圆与所述内套筒（3）的内壁接触；在导向环（5）的内圆底端边角处开设有均压槽（5.1）。

4.如权利要求1所述的超高压差严密切断调节阀，其特征是：在阀座（2）上固定有碟形弹簧压圈（27），在碟形弹簧压圈（27）与阀座（2）之间设有第二碟形弹簧（26）与阀座密封圈（7），所述第二碟形弹簧（26）的外圆与碟形弹簧压圈（27）相抵，第二碟形弹簧（26）的内圆与阀座密封圈（7）的外圆相抵，阀座密封圈（7）的内圆与阀座（2）相抵。

5.如权利要求1所述的超高压差严密切断调节阀，其特征是：在阀芯（8）上螺接有阀芯螺母（11），先导阀芯轴（6）上环状体的顶端面与阀芯螺母（11）的底端面相抵以提起所述阀芯（8）。

6.如权利要求1所述的超高压差严密切断调节阀，其特征是：在阀盖（18）的底端面上固定有四分环（17），在四分环（17）的底端部设有阀盖密封环挡圈（16），在阀盖密封环挡圈（16）的底端面上固定有阀盖自密封环（15），阀盖自密封环（15）的内壁底端部为内圆锥面，阀盖自密封环（15）位置的填料箱（4）外壁具有外圆锥面，阀盖自密封环（15）内壁底端部的内圆锥面与填料箱（4）外壁的外圆锥面配合。

7.如权利要求1所述的超高压差严密切断调节阀，其特征是：在填料箱（4）的顶端部固定有填料压盖（22），填料压盖（22）套在先导阀芯轴（6）上，在填料压盖（22）下方的先导阀芯轴（6）上套接有填料压套（20），在填料压套（20）与填料压盖（22）之间设有第三碟形弹簧（21），第三碟形弹簧（21）的上端部与填料压盖（22）相抵，第三碟形弹簧（21）的下端部与填料压套（20）相抵。

8.如权利要求1所述的超高压差严密切断调节阀，其特征是：在套筒压板（12）上方的填料箱（4）内设有若干套筒压套（14），套筒压套（14）套接在先导阀芯轴（6）上，在套筒压套（14）上方的先导阀芯轴（6）上套接有填料组（19），填料组（19）的下端部与套筒压套（14）相抵，填料组（19）的上端部与填料压套（20）相抵。