CN102563199A

CN102563199A - 阀门填料密封装置

Info

Publication number: CN102563199A
Application number: CN2010106060563A
Authority: CN
Inventors: 陈晓光; 孟翠娥; 顷永宏; 李会珠; 刘利斌; 刘杰; 周永利
Original assignee: QINHUANGDAO METALLURGICAL HEAVY INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: QINHUANGDAO METALLURGICAL HEAVY INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种阀门填料密封装置，包括密封座、填料箱和填料压盖，所述密封座内腔的下部设有套设在阀杆上的浮动环，所述填料箱设在所述密封座内腔的上部，所述填料箱内设置填料，所述填料压盖压紧在所述填料上，其中，所述填料箱的外径小于所述密封座内腔的上部的直径，所述填料箱能够随着所述阀杆的径向移动在所述密封座内腔中径向浮动。本发明的阀门填料密封装置中的浮动环、填料箱与密封座的内腔之间存在间隙，因此浮动环、填料箱、填料和填料压盖在阀门关闭过程中，随着阀板承受介质压力的作用，并与阀杆一同作径向移动，从而使阀杆不受径向力，阀板就紧密贴在密封面上，达到良好的密封效果。

Description

阀门填料密封装置

技术领域

本发明属于密封领域，具体涉及一种应用于管线热风阀、竖型闸阀上的阀杆填料密封装置。

背景技术

阀门是管线中必不可少的设备。阀门填料处的密封结构一般包括密封座、填料箱和填料压盖，所述密封座内腔的下部设有套设在阀杆上的浮动环，所述填料箱设在所述密封座内腔的上部，所述填料箱内设置填料，所述填料压盖压紧在所述填料上。阀门的阀杆填料处泄漏是阀门使用中经常出现的问题，因此设备维修人员需要经常更换密封填料。由于现有的密封座、填料箱的主体结构为一体的圆筒状，在更换填料或浮动环时，需要将密封座、填料箱、填料压盖及其外部的零部件全部一一拆卸下来才能进行，从而制约了更换填料的速度，延长了更换所需的时间。如何能够快速、有效地更换填料、保证阀门阀杆无泄漏，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种方便密封填料安装、更换、大大缩短维修时间和节省维修费用的阀门填料密封装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种阀门填料密封装置，包括密封座、填料箱和填料压盖，所述密封座内腔的下部设有套设在阀杆上的浮动环，所述填料箱设在所述密封座内腔的上部，所述填料箱内设置填料，所述填料压盖压紧在所述填料上，其中，所述填料箱的外径小于所述密封座内腔的上部的直径，所述填料箱能够随着所述阀杆的径向移动在所述密封座内腔中径向浮动。

作为优选，所述密封座外部的上部设有第一法兰，所述填料箱外部设有第二法兰，所述第一法兰上设有多个U型开口，所述第二法兰上设置与所述U型开口相对应的连接孔，所述第一法兰和所述第二法兰通过穿过所述U型开口和连接孔的螺栓连接，所述螺栓位于所述U型开口内的栓杆上套设一球面套环，所述球面套环与所述螺栓的六角头之间设置一底面直径大于所述U型开口的宽度的球面垫圈。

作为优选，所述螺栓中部的两侧开设有相对应的卡槽，所述卡槽内安装一卡板。

作为优选，所述密封座由两个半体结构组合而成；所述填料箱由两个半体结构组合而成。

作为优选，所述密封座的两个半体结构关于所述密封座的中垂面对称；所述填料箱的两个半体结构关于所述填料箱的中垂面对称。

作为优选，所述密封座的两个半体结构上分别设有一对凸耳，分别对接在一起的所述凸耳之间通过紧固件连接。

作为优选，所述填料箱的两个半体结构的外圆面上均对应开设有至少二个第一环形凹槽，所述第一环形凹槽内嵌设用于将两个所述半体结构紧固在一起的弹性挡圈或弹簧。

作为优选，所述密封座下部的内壁上开设有数量与所述浮动环的数量相对应的第二环形凹槽，所述浮动环设于所述第二环形凹槽内，并且能够随着所述阀杆的径向移动在所述第二环形凹槽内径向浮动。

作为优选，所述第二环形凹槽的内径大于所述浮动环的外径。

作为优选，所述密封座外部下端设有与所述阀门的阀盖上的阀杆孔处的沉孔配合的圆柱面和下端面，所述密封座外部的下部设有第三法兰，所述密封座能够通过所述第三法兰与所述阀门的阀盖连接。

作为优选，所述浮动环是由多个环段首尾拼接而成的圆环，由多个环段首尾拼接而成的所述浮动环的外圆周上开设有第三环形凹槽，所述第三环形凹槽内嵌设有用于将多个环段紧固拼接在一起的弹簧。

作为优选，所述环段的端面均与所述浮动环的内圆柱面相切。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明的阀门填料密封装置中的填料箱与密封座的内腔之间存在间隙，因此填料箱、填料和填料压盖这些软密封部位在阀门关闭过程中，随着阀板承受介质压力的作用，并与阀杆一同作径向移动，从而使阀杆不受径向力，阀板就紧密贴在密封面上，达到良好的密封效果。

2、由于本发明的阀门填料密封装置中的密封座及填料箱均采用分体式结构，因此方便了填料箱内填料的安装和更换，大大缩短了维修时间，节省了维修费用，从而也给设备维护和检修带来了极大的方便。

3、本发明的阀门填料密封装置中的浮动环的设置结构及设置方式有效的保证了密封效果。

附图说明

图1为本发明的阀门填料密封装置的俯视结构示意图。

图2为图1的A-A向剖面图。

图3为本发明的阀门填料密封装置中的密封座的半体结构的立体结构示意图。

图4为本发明的阀门填料密封装置中的填料箱的半体结构的立体结构示意图。

图5为本发明的阀门填料密封装置中的密封座的半体结构与填料箱的半体结构结合在一起的立体结构示意图。

图6为本发明的阀门填料密封装置中的密封座的半体结构与填料箱的半体结构结合在一起的另一个方向的立体结构示意图。

图7为本发明的阀门填料密封装置中的浮动环的结构示意图。

图8为本发明的阀门填料密封装置中的螺栓的结构示意图。

图9为本发明的阀门填料密封装置中的球面套环的立体结构示意图。

图10为本发明的阀门填料密封装置中的球面垫圈的结构示意图。

图11为本发明的阀门填料密封装置中的螺栓与球面套环、球面垫圈的组装图。

图12为本发明的阀门填料密封装置中的螺栓的另一种结构示意图。

图13为本发明的阀门填料密封装置的使用状态剖视图。

图14为图13中C部分的放大图。

图15本发明的阀门填料密封装置的使用状态的另一个方向的剖视图。

标记说明

1-密封座 2-浮动环

3-第一弹簧 4-“O”型密封圈

5-填料箱 6-第二弹簧

7-填料 8-填料压盖

9-第一紧固件 10-第二紧固件

11-第三紧固件 12-第四紧固件

13-给油口 14-金属密封圈

15-密封座内腔 18-凸耳

19-第一环形凹槽 20-第二环形凹槽

21-环段 22-端面

23-第三环形凹槽 24-第一法兰

25-第二法兰 26-阀盖

27-阀杆 28-圆柱面

29-第三法兰 30-U型开口

31-连接孔 32-螺栓

33-栓杆 34-球面套环

35-六角头 36-球面垫圈

37-卡槽 38-卡板

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

图1为本发明的阀门填料密封装置的俯视结构示意图。图2为图1的A-A向剖面图。如图1和图2所示，本发明的阀门填料密封装置，包括密封座1、填料箱5和填料压盖8，密封座1的内腔的下部设有在使用状态下将套设在阀门的阀杆上的浮动环2，填料箱5设在密封座1的内腔的上部，填料箱5内设置填料7，填料7的上方设置用于将填料7压紧在填料箱5内的填料压盖8。填料压盖8通过第四紧固件12固定在填料箱5上，并且可以通过第四紧固件12调整填料7在填料箱5内的紧密程度。本实施例中的第四紧固件12采用螺栓、螺母和垫片的组合，调节螺栓的旋入或旋出便可以调整填料7的紧密程度。

如图2所示，填料箱5的外径小于密封座1的内腔15的上部的直径，填料箱5能够随着所述阀杆的径向移动在密封座1的内腔15中径向浮动。图3为本发明的阀门填料密封装置中的密封座的半体结构的立体结构示意图。图4为本发明的阀门填料密封装置中的填料箱的半体结构的立体结构示意图。图5为本发明的阀门填料密封装置中的密封座的半体结构与填料箱的半体结构结合在一起的立体结构示意图。如图3至图5所示，密封座1由如图3所示的两个半体结构组合而成，填料箱5由如图4所示的两个半体结构组合而成。即改变原有技术中一体式的结构。

如图3所示，密封座1的这种半体结构方便了浮动环2的安装和更换。作为本发明的一种优选方案，密封座1的两个半体结构关于密封座1的中垂面对称，这样的两个半体结构使浮动环2的安装更加方便，而且其自身的加工制造也更加方便。如图1所示，密封座1的两个半体结构可以采用第一紧固件9连接，并可进一步用销钉定位(图中未示出)。本实施例中的第一紧固件9为螺栓、螺母和垫片的组合。为了将两个半体结构可拆卸式紧固在一起形成密封座1，本实施例采用了这样的结构：如图1所示，密封座1的两个半体结构上分别设有一对凸耳18，分别对接在一起的凸耳18之间通过第一紧固件9连接。

如图4所示，这种分体式的填料箱5的结构方便填料7的安装和更换。作为本发明的一种优选方案，为了加工和组装的方便，填料箱5的两个半体结构关于填料箱5的中垂面对称。为了将两个半体结构可拆卸式紧固在一起形成填料箱5，本实施例采用了这样的结构：填料箱5的两个半体结构的外圆面上均对应开设有至少二个第一环形凹槽19，第一环形凹槽19内嵌设用于将两个所述半体结构紧固在一起的弹性挡圈或弹簧。即围绕组合在一起形成填料箱5的两个半体结构的外圆面开设有至少一个第一环形凹槽19。第一环形凹槽19的开设数量，也就是弹性挡圈或弹簧的设置数量可以根据需要确定，如果填料箱5较长、宽度较大时则需要设置的第一环形凹槽19的数量则较多，反之则较少。本实施例中第一环形凹槽19的数量为2个。如图2所示，本实施例中用于将两个所述半体结构紧固在一起采用的是第一弹簧3。当然，也可以采用其他方式将两个所述半体结构紧固在一起，只要能达到方便拆卸且紧固效果牢固即可。

如图7所示，浮动环2是由多个环段21首尾拼接而成的圆环，由多个环段21首尾拼接而成的浮动环2的外圆周上开设有第三环形凹槽23，第三环形凹槽23内嵌设有用于将多个环段21紧固拼接在一起的第二弹簧6。当然，也可以采用其他方式将多个环段21紧固在一起，例如在多个环段21内部穿设能将其收拢为圆环状又能在需要时使其外扩的弹性部件。

作为本实施例的一种优选方案，多个环段21的端面22均与浮动环2的内圆柱面相切。也就是浮动环2沿切向分成多个环段21，然后再将多个环段21紧固在一起。在本实施例中的环段21共为三个，当然也可以为四个以上。浮动环2的这种环段结构便于组装，同时，气体容易从径向方向向外泄漏，沿切线方向剖切不影响密封性能。

如图2、图3和图5所示，由于密封座1采用两个半体结构组合而成，因此浮动环2在密封座1的空腔15的下部的设置就非常方便。为了达到更好的密封效果。在密封座1内腔15的下部的内壁上开设有数量与浮动环2的数量相对应的第二环形凹槽20，浮动环2设于第二环形凹槽20内，并且能够随着阀杆的径向移动在第二环形凹槽20内径向浮动。作为本实施例的一种优选方案，第二环形凹槽20的内径大于浮动环2的外径，而不是像现有技术中直接将浮动环2设置在密封座内腔15的下部内。为了起到更好的密封效果，本发明优选采用在密封座1内设置多个浮动环2，形成浮动环组。每个浮动环2分别设置在一个第二环形凹槽20内。多个第二环形凹槽20形成了迷宫形式，从而增加了密封性。本实施例中的浮动环2为三个，相应的，第二环形凹槽20也为三个。

如图2至图6所示，为了实现填料箱5能在密封座1的内腔15中径向移动，并保证填料箱5在密封座1内不发生纵向位移，密封座1的外部的上部设有第一法兰24，填料箱5外部设有第二法兰25，第一法兰24上设有多个U型开口30，第二法兰25上设置与U型开口30相对应的连接孔31，第一法兰24和第二法兰25通过穿过U型开口30和连接孔31的螺栓32连接。螺栓32可以采用图8中所示的结构，其是在现有螺栓的栓杆33的中部的两侧开设有相对应的卡槽37。螺栓32位于U型开口30内的栓杆33上套设一如图9所示的球面套环34，球面套环34与螺栓32的六角头35之间设置一底面直径大于U型开口30的宽度的图10中示出的球面垫圈36。球面套环34、球面垫圈36与螺栓32组装在一起如图11所示。

卡槽37内安装一卡板38，卡板38的长度大于U型开口30的宽度。卡板38可以防止当填料压盖8在提升时螺栓32脱落，同时也可以限制螺栓32的转动范围，有利于螺栓32的安装。

螺栓也可以采用自制的方式取得，如图12所示，自制的螺栓在使用时则不需要六角头，而是将头部直接做成球面。

为了配合填料箱5在径向的移动，连接孔31在阀杆径向方向为长圆孔。

为了进一步保证本发明的阀门填料密封装置具有良好的密封效果，在密封座1的上部与填料箱底端接触的端面设置方形槽或燕尾槽，在填料箱5与密封座1之间设置位于槽内的“O”型密封圈4。本实施例中示出的为在密封座1的上端设有方形槽，“O”型密封圈4设置在方形槽内。

为了保证本发明全浮动密封装置的润滑，在两个浮动环2之间的密封座1上设置1-2个给油口13或油杯。

图13为本发明的阀门填料密封装置的使用状态剖视图。图14为图13中C部分的放大图。图15本发明的阀门填料密封装置的使用状态的另一个方向的剖视图。如图13、图14和图15所示，密封座1外部下端设有与阀门的阀盖26上的阀杆27处的沉孔配合的圆柱面28和下端面，密封座1的下端面与阀体的沉孔之间设置金属密封圈或耐温橡胶垫14，并用耐高温胶粘接。密封座1外部的下部设有第三法兰29，密封座1能够通过第三法兰29与阀门的阀盖26通过第三紧固件11连接。

在使用过程中，浮动环2始终抱紧阀杆27，并随阀杆27在密封座1内作垂直于轴线的方向移动(浮动，即不固定)，在阀杆27沿轴线移动时还能刮除掉黏附在阀杆27上的灰尘及其它脏污。另外浮动环2还能起到阻尼减压的作用，阻尼减压，使阀腔内的压力传递到阀杆27与填料7间的压力减小，使填料7容易密封阀杆27。

同时填料箱5的外径小于密封座1的内腔15的上部的直径，当阀杆27在密封座1内作垂直于轴线的方向移动(浮动，即不固定)时，填料箱5、填料7和填料压盖8软密封部位随着阀板承受介质压力的作用，与阀杆27一同作径向移动(浮动)。从而减少阀杆所受的径向力，阀板就紧密贴在密封面上，达到良好的密封效果。

参照图2，当填料箱5向左侧运动时，因此第二法兰25将带动螺栓32向左运动，由于螺栓32的球面套环34与U型开口30相接处，因此使得螺栓32能在U型开口30内转动，从而实现了填料箱5向左的运动。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种阀门填料密封装置，包括密封座、填料箱和填料压盖，所述密封座内腔的下部设有套设在阀杆上的浮动环，所述填料箱设在所述密封座内腔的上部，所述填料箱内设置填料，所述填料压盖压紧在所述填料上，其特征在于，所述填料箱的外径小于所述密封座内腔的上部的直径，所述填料箱能够随着所述阀杆的径向移动在所述密封座内腔中径向浮动。

2.根据权利要求1所述的阀门填料密封装置，其特征在于，所述密封座外部的上部设有第一法兰，所述填料箱外部设有第二法兰，所述第一法兰上设有多个U型开口，所述第二法兰上设置与所述U型开口相对应的连接孔，所述第一法兰和所述第二法兰通过穿过所述U型开口和连接孔的螺栓连接，所述螺栓位于所述U型开口内的栓杆上套设一球面套环，所述球面套环与所述螺栓的六角头之间设置一底面直径大于所述U型开口的宽度的球面垫圈。

3.根据权利要求2所述的阀门填料密封装置，其特征在于，所述螺栓中部的两侧开设有相对应的卡槽，所述卡槽内安装一卡板。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的阀门填料密封装置，其特征在于，所述密封座由两个半体结构组合而成；所述填料箱由两个半体结构组合而成。

5.根据权利要求4所述的阀门填料密封装置，其特征在于，所述密封座的两个半体结构关于所述密封座的中垂面对称；所述填料箱的两个半体结构关于所述填料箱的中垂面对称。

6.根据权利要求4所述的阀门填料密封装置，其特征在于，所述密封座的两个半体结构上分别设有一对凸耳，分别对接在一起的所述凸耳之间通过紧固件连接。

7.根据权利要求4所述的阀门填料密封装置，其特征在于，所述填料箱的两个半体结构的外圆面上均对应开设有至少二个第一环形凹槽，所述第一环形凹槽内嵌设用于将两个所述半体结构紧固在一起的弹性挡圈或弹簧。

8.根据权利要求4所述的阀门填料密封装置，其特征在于，所述密封座下部的内壁上开设有数量与所述浮动环的数量相对应的第二环形凹槽，所述浮动环设于所述第二环形凹槽内，并且能够随着所述阀杆的径向移动在所述第二环形凹槽内径向浮动。

9.根据权利要求8所述的阀门填料密封装置，其特征在于，所述第二环形凹槽的内径大于所述浮动环的外径。

10.根据权利要求4所述的阀门填料密封装置，其特征在于，所述密封座外部下端设有与所述阀门的阀盖上的阀杆孔处的沉孔配合的圆柱面和下端面，所述密封座外部的下部设有第三法兰，所述密封座能够通过所述第三法兰与所述阀门的阀盖连接。