CN102748483A

CN102748483A - 新型结构高压平衡阀

Info

Publication number: CN102748483A
Application number: CN2012102550331A
Authority: CN
Inventors: 王益民; 邓筑生
Original assignee: YUEYANG ZHUSHENG VALVE PIPELINE CO Ltd
Current assignee: YUEYANG ZHUSHENG VALVE PIPELINE CO Ltd
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2032-07-23
Also published as: CN102748483B

Abstract

本发明涉及一种新型结构高压平衡阀，包括阀体（1）、填料箱组件、阀杆组件、支架组件、手轮组件、四合环（10）和对开夹套（26），其中：阀体（1）顶孔内壁设有凹型槽，凹形槽内设置四合环（10），四合环（10）内环凸出凹形槽外，该凸出部分的底部接触填料箱组件的顶面；阀杆组件包括穿插在填料箱组件中的阀杆（9）以及阀瓣（2），阀杆（9）顶部通过对开夹套（26）连接支架组件，阀瓣（2）为圆柱形空腔，阀瓣（2）中设置按板，按板上部的阀瓣（2）内壁为螺纹，该螺纹连接螺纹挡套（31），阀杆（9）的底部插入螺纹挡套（31）内，且阀杆（9）底部凸出，螺纹挡套（31）底部凹进，两者配合使阀杆（9）与螺纹导套（31）松套连接；填料箱组件包括填料箱（7）、第一O型密封部分、第二O型密封部分及第三O性密封部分；O型密封圈为F4全包覆氟橡胶O型密封圈，且为轴向装配结构；阀瓣（2）中的按板及螺纹挡套（31）上开有流体平衡孔。本发明结构简单，操作方便，体积小。

Description

新型结构高压平衡阀

技术领域

本发明涉及石油、化工、火电等行业用平衡阀，特别指一种新型结构高压平衡阀。

背景技术

目前的高压平衡阀，填料箱依靠支架压紧，填料箱受高压介质作用，产生较大的向上的轴向力，支架承担了这个轴向力，这时支架要有足够的强度，因此支架十分笨重；支架的固定螺栓由于载荷较大，螺栓规格相应也大，因此拧紧螺母的扭矩相对也就较大，使得大阀门装配和维修困难；阀门用V型填料或石填料密封，阀门内件移动时的摩擦阻力较大，且装配填料时较为烦琐，有的阀门虽采用橡胶O型圈密封，但耐腐蚀、耐高温性能较差；阀瓣由于要受阀杆推、拉作用，传统的平衡阀门，阀瓣与阀杆的连接接头，是采用与阀瓣连为一整体结构，所以阀瓣的高度尺寸较大，且使得需要大部分包容该阀瓣的填料箱也需要做得较大，这样增加了两者的材料成本及加工切削量，传统高压平衡阀结构见图1。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种结构简单，操作方便，体积相对要小的新型高压平衡阀。

本发明技术方案是构造一种包括阀体、填料箱组件、阀杆组件、支架组件、手轮组件、四合环和对开夹套的新型结构高压平衡阀，

阀体内部为空腔，其上下面及一侧面开孔，流体经阀体的底孔进入阀体内，经测孔流出；阀体的顶孔中设置填料箱组件，填料箱组件对阀体内的高压介质密封和固定阀杆组件；阀杆组件穿插设置在填料箱组件中，阀杆组件上下运动实现阀门测孔的开启与闭合；阀体和填料箱组件的上部设置支架组件，支架组件固定在阀体上，并辅助连接填料箱组件；阀杆组件上部通过对开夹套连接支架组件，支架组件的开关螺杆顶部连接手轮组件，旋转手轮组件，通过支架组件上的开关螺杆及螺母传递控制阀杆组件的上下运动，其中：

上述的阀体顶孔内壁设有凹型槽，凹形槽内设置四合环，四合环内环凸出凹形槽外，该凸出部分的底部接触填料箱组件的顶面，使高压介质对填料箱组件向上的轴向力传入四合环中，并转移给了阀体，向外开放力变成了阀体的内力，减少了支架组件的受力；

上述的阀杆组件包括穿插在填料箱组件中的阀杆以及阀杆底部的阀瓣，阀杆顶部通过对开夹套连接支架组件，阀瓣为圆柱形空腔，阀瓣中设置按板，按板上部的阀瓣内壁为螺纹，该螺纹连接螺纹挡套，阀杆的底部插入螺纹挡套内，且阀杆底部凸出，螺纹挡套底部凹进，两者配合使阀杆与螺纹挡套松套连接；

上述的填料箱组件包括填料箱、第一O型密封部分、第二O型密封部分及第三O型密封部分，其中：第一O型密封部分设置在填料箱内壁与阀瓣外壁的连接处；第二O型密封部分设置在填料箱内壁与阀杆外壁连接处；第三0型密封部分设置在填料箱外壁与阀体内壁的连接处；

上述的O型密封圈为F4全包覆氟橡胶O型密封圈，且为轴向装配结构；

上述的阀瓣中的按板及螺纹挡套上开有流体平衡孔，阀瓣向下堵住阀体测孔时，流体经阀体的底孔进入阀瓣腔内，通过按板及螺纹挡套上的流体平衡孔进入填料箱与阀瓣顶面形成的密闭腔内，阀瓣顶部形成水压平衡其底部的水压，减轻了阀瓣关闭或开启时的瞬时操作力。

本发明具有以下优点和有益效果：

1、采用四合环承力：工作时，填料箱受高压介质作用，产生较大的向上的轴向力，传统平衡阀都是采用支架来承担这个轴向力，这时支架要有足够的强度，因此支架十分笨重；支架的拧入螺柱由于载荷较大，螺柱规格相应也大，因此拧紧螺母的扭矩相对也就较大，使得大阀门装配和维修困难。现采用四合环来承担这个轴向力并转移给阀体后，支架只承受相对较小的丝杆作用力即阀门密封面压紧力，这样，支架相对可以做得较小，降低成本；支架固定拧入用双头螺柱也可以使用相对较小规格，因而装配和维修操作方便，不但减轻重量，同时，也使整台阀门紧凑美观。

2、采用F4塑料全包覆氟橡胶的O形密封圈作为阀瓣和阀杆的动密封：F4塑料全包覆氟橡胶O形密封圈性能优越，与传统的橡胶O型密封圈相比，更加耐腐、耐磨、耐200℃高温；更突出的是摩擦系数低，与使用V型填料和石棉填料相比，可大大减轻阀门内件移动操作时的作用力，因此采用F4塑料全包覆氟橡胶的O形密封圈作为阀瓣和阀杆的动密封，不但提高了阀门的使用性能，而且使阀门在总个操作移动阀瓣过程中，操作轻松；而且结构简单，装配相对填料密封却十分方便。

3、F4塑料全包覆氟橡胶O形密封部分采用轴向装配结构：由于O形密封圈为F4塑料全包覆氟橡胶外壳材质较硬，不能扭曲和小曲率弯曲，也不能拉伸，这样对于相对较小的阀门，如果按常规进行径向装配F4塑料全包覆氟橡胶O形密封圈，则该F4塑料全包覆氟橡胶O形密封圈将会受到损坏，为了保护密封圈完好，确保密封圈性能，因此采用了O形密封圈轴向装配方法，有效地保证了阀门的密封性能和延长阀门的使用寿命。

4、采用埋入式、带平衡孔的阀杆与阀瓣连接用螺纹挡套：由于采用埋入式螺纹挡套，即将原阀瓣与阀杆的连接部位，由阀瓣有效长的外连接改为有效长的内连接，不但减小了阀瓣本身的总高度，同时也减小了阀瓣占用填料箱的内部空间，因此也就较大地减小了阀门内件体积，因而不但降低了成本，方便了阀瓣与填料箱的加工，更有由于减轻了阀门的运动内件重量，进一步减轻了阀门内件移动的操作作用力，但是采用了埋入式螺纹挡套后，缩短了的阀瓣就难以直接加工出从阀瓣下端通往填料箱上腔，没有障碍的压力平衡孔，如果没有这个平衡孔，整套阀门就失去平衡阀在关闭和开启瞬间相对省力的作用，然而只要在螺纹挡套上轴向也开出平衡孔，那么就完全改决了从阀瓣下端通往填料箱上腔的通路问题，这时平衡阀的特性就完且实现了。

附图说明

图1是传统高压平衡阀结构示意图。

图2是本发明高压平衡阀结构示意图。

图3是本发明四合环结构示意图。

图4是本发明填料箱组件结构示意图。

图5是本发明阀瓣结构示意图。

图6是本发明螺纹挡套结构示意图。

图7是本发明采用的O型密封圈。

图8是传统高压平衡阀所采用的径向装配O型圈方法示意图。

图9是本发明所采用的轴向装配O型密封圈方法示意图。

图10是本发明中开关螺杆与阀杆连接处的局部放大图。

具体实施方式

由图1至10可知，本发明包括阀体1、填料箱组件、阀杆组件、支架组件、手轮组件、四合环10和对开夹套26，其中：

阀体1内部为空腔，其上下面及一侧面开孔，流体经阀体1的底孔进入阀体1内，经测孔流出；阀体1的顶孔中设置填料箱组件，填料箱组件对阀体1内的高压介质密封和固定阀杆组件；阀杆组件穿插设置在填料箱组件中，阀杆组件上下运动实现阀体1测孔的开启与闭合；阀体1和填料箱组件的上部设置支架组件，支架组件固定在阀体1，并辅助连接填料箱组件；阀杆组件上部通过对开夹套26连接支架组件，支架组件的开关螺杆20顶部连接手轮组件，旋转手轮组件，通过支架组件的开关螺杆20及螺母18传递控制阀杆组件的上下运动，其特征在于：

所述的阀体1顶孔内壁设有凹型槽，凹形槽内设置四合环10，四合环10内环凸出凹形槽外，该凸出部分的底部接触填料箱组件的顶面，使高压介质对填料箱组件向上的轴向力传入四合环10中，并转移给了阀体1，向外开放力变成了阀体1的内力，减少了支架组件的受力；

所述的阀杆组件包括穿插在填料箱组件中的阀杆9以及阀杆9底部的阀瓣2，阀杆9顶部通过对开夹套26连接支架组件，阀瓣2为圆柱形空腔，阀瓣2中设置按板，按板上部的阀瓣2内壁为螺纹，该螺纹连接螺纹挡套31，阀杆9的底部插入螺纹挡套31内，且阀杆9底部凸出，螺纹挡套31底部凹进，两者配合使阀杆9与螺纹导套31松套连接；

所述的填料箱组件包括填料箱7、第一O型密封部分、第二O型密封部分及第三O性密封部分，其中：第一O型密封部分设置在填料箱7内壁与阀瓣2外壁的连接处；第二O型密封部分设置在填料箱7内壁与阀杆9外壁连接处；第三0型密封部分设置在填料箱7外壁与阀体1内壁的连接处；

所述的O型密封圈为F4全包覆氟橡胶O型密封圈，且为轴向装配结构；

所述的阀瓣2中的按板及螺纹挡套31上开有流体平衡孔，阀瓣2向下堵住阀体1测孔时，流体经阀体1的底孔进入阀瓣2腔内，通过按板及螺纹导套31上的流体平衡孔进入填料箱7与阀瓣2顶面形成的密闭腔内，阀瓣2顶部形成水压平衡其底部的水压，减轻了阀瓣关闭或开启时的瞬时操作力。

所述的支架组件包括设置在阀体1顶部的支架11、穿插在支架11中的开关螺杆20以及与开关螺杆20连接的开关螺母21，开关螺母21外与支架上端内壁螺纹连接，且通过紧定螺钉固定，开关螺母21与支架11连接处开孔，该孔内安装油杯22，以便给开关螺母21及开关螺杆20连接处添加润滑油，开关螺杆20底部连接阀杆9，顶部连接手轮组件。

所述的手轮组件为手轮16，手轮16中央开有方形孔，该孔与开关螺杆20上端的方形柱体连接，使得手轮16转动时带动开关螺杆20转动，开关螺杆20经与开关螺母21的旋合推动阀杆9上下运动，开关螺杆20上设置螺母18及垫片19轴向固定手轮16。

所述的对开夹套26连接开关螺杆20及阀杆9，开关螺杆20及阀杆9连接处为空腔，空腔内设置滚柱23，滚柱23的下端与阀杆9的上端为球面接触，对开夹套26外设置套环25，套环25将剖开的对开夹套26固定为一个整体，对开夹套26的上部设置轴用弹性挡圈24，阻止套环25从对开夹套26中脱出。

所述的填料箱组件中：第一O型密封部分包括第一O型密封圈5、第一O型挡圈6、第一定位挡圈4及第一螺纹挡圈3；第二O型密封部分包括包括第二O型密封圈29、第二O型挡圈30、第二定位挡圈28及第二螺纹挡圈27；第三O型密封部分为：第三O型密封圈8。

所述的四合环10分成四瓣，安装在阀体1的内孔槽内，四合环10能够承受填料箱7施加的向上的剪切力。

本发明的工作原理：

通过顺时针旋转手轮，带动开关螺杆旋转，开关螺杆在旋转过程中整体下降，从而通过对开夹套带动阀杆及阀瓣下降，直到阀杆的密封面与阀体的密封面接触且产生较大的压紧力，从而阻止流体通过，此时阀门为关闭状态，流体通过阀瓣及螺纹挡套的流体平衡孔进入阀瓣上方，起到平衡压力的作用，减小介质对阀杆及与之相连接的开关螺杆、支架、拧入用双头螺柱的轴向力。

当逆时针旋转手轮时，带动开关螺杆旋转，开关螺杆在旋转过程中整体上升，从而通过对开夹套带动阀杆及阀瓣上升，从而使阀瓣的密封面脱离阀体的密封面，打开流体通道，当阀杆上升到最高位置时，阀门为全开状态。

安装在填料箱中的O型密封圈，第一和第二为F4塑料全包覆氟橡胶O型密封圈，第三为氟橡胶O型密封圈，通过与阀杆、阀瓣、阀体紧密接触，从而能实现静密封及动密封。

本发明的工艺结构原理：

填料箱组件与阀杆组件包括填料箱、阀杆、阀瓣、第一O型密封圈5、第一O型挡圈6、第一定位挡圈4及第一螺纹挡圈3、第二O型密封圈29、第二O型挡圈30、第二定位挡圈28及第二螺纹挡圈27、第三O型密封圈8、螺纹挡套31及阀瓣头33截止阀没有阀瓣头，节流阀带阀瓣头33等。

第一O型密封圈5、第一O型挡圈6轴向装入填料箱7，用第一定位挡圈4及第一螺纹挡圈3压住限位，阀杆9置于阀瓣2上端孔中，用螺纹挡套31与阀瓣2内孔旋合，螺纹挡套31的内孔与阀杆9外圆配合，其端面为阀杆9提供限位，使阀杆9能带动阀瓣2既能上升，又能下降，开槽紧定螺钉32位于螺纹挡套31与阀瓣2的缝隙，阻止螺纹挡套31与阀瓣2之间相对转动，阀瓣2及阀杆9装入填料箱7中，在填料箱7的上端小孔中装入第二O型密封圈29、第二O型挡圈30，然后用第二定位挡圈28及第二螺纹挡圈27压住限位，填料箱7的外圆槽内装入第三O型密封圈8。

填料箱组件安装在阀体1内，四合环10分成四瓣，安装在阀体1的内孔槽内。四合环10能够承受填料箱7施加的向上的剪切力。

支架组件包括支架11、开关螺母21、开关螺杆20、油杯22、拧入用双头螺柱12及双头螺柱15，支架11安装在阀体1上，通过拧入双头螺柱12与阀体1固定连接，小规格的拧入用双头螺柱15拉起填料箱7，使之与四合环11接触。开关螺母21与支架11上端的内螺纹旋合，且用开槽平端紧定螺钉17固定，开关螺杆20与开关螺母21旋合，支架11与开关螺母21上配钻有孔，安装有油杯22，通过油杯22能给开关螺母21与开关螺杆20旋合的螺纹添加润滑油，通过手轮16施加转矩，开关螺杆20能相对开关螺母21在转动过程中上、下移动。

在开关螺杆20与阀杆9之间用对开夹套26连接，对开夹套26的上端连接开关螺杆20，下端连接阀杆9，在开关螺杆20的下端的孔内装有滚柱23，滚柱23与阀杆9上端的球面接触，套环25的内孔与对开夹套26的外圆配合，将两剖开的夹套固定为一整体，在对开夹套26的上方装有轴用弹性挡圈24，能阻止套环25从对开夹套26中脱出。

手轮16中心的方孔与开关螺杆20的方形柱体配合，用螺母18及垫片19固定其在开关螺杆上的轴向移动，通过旋转手,16，能带动开关螺杆20旋转，从而带动阀9、阀瓣2上下运动，完成阀门的开、闭动作。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims

1.一种新型结构高压平衡阀，包括阀体（1）、填料箱组件、阀杆组件、支架组件、手轮组件、四合环（10）和对开夹套（26），其中：

阀体（1）内部为空腔，其上下面及一侧面开孔，流体经阀体（1）的底孔进入阀体（1）内，经测孔流出；阀体（1）的顶孔中设置填料箱组件，填料箱组件对阀体（1）内的高压介质密封和固定阀杆组件；阀杆组件穿插设置在填料箱组件中，阀杆组件上下运动实现阀体（1）测孔的开启与闭合；阀体（1）和填料箱组件的上部设置支架组件，支架组件固定在阀体（1），并辅助连接填料箱组件；阀杆组件上部通过对开夹套（26）连接支架组件，支架组件的开关螺杆（20）顶部连接手轮组件，旋转手轮组件，通过支架组件的开关螺杆（20）及螺母（18）传递控制阀杆组件的上下运动，其特征在于：

所述的阀体（1）顶孔内壁设有凹型槽，凹形槽内设置四合环（10），四合环（10）内环凸出凹形槽外，该凸出部分的底部接触填料箱组件的顶面，使高压介质对填料箱组件向上的轴向力传入四合环（10）中，并转移给了阀体（1），向外开放力变成了阀体（1）的内力，减少了支架组件的受力；

所述的阀杆组件包括穿插在填料箱组件中的阀杆（9）以及阀杆（9）底部的阀瓣（2），阀杆（9）顶部通过对开夹套（26）连接支架组件，阀瓣（2）为圆柱形空腔，阀瓣（2）中设置按板，按板上部的阀瓣（2）内壁为螺纹，该螺纹连接螺纹挡套（31），阀杆（9）的底部插入螺纹挡套（31）内，且阀杆（9）底部凸出，螺纹挡套（31）底部凹进，两者配合使阀杆（9）与螺纹导套（31）松套连接；

所述的填料箱组件包括填料箱（7）、第一O型密封部分、第二O型密封部分及第三O性密封部分，其中：第一O型密封部分设置在填料箱（7）内壁与阀瓣（2）外壁的连接处；第二O型密封部分设置在填料箱（7）内壁与阀杆（9）外壁连接处；第三0型密封部分设置在填料箱（7）外壁与阀体（1）内壁的连接处；

所述的阀瓣（2）中的按板及螺纹挡套（31）上开有流体平衡孔，阀瓣（2）向下堵住阀体（1）测孔时，流体经阀体（1）的底孔进入阀瓣（2）腔内，通过按板及螺纹导套（31）上的流体平衡孔进入填料箱（7）与阀瓣（2）顶面形成的密闭腔内，阀瓣（2）顶部形成水压平衡其底部的水压，减轻了阀瓣关闭或开启时的瞬时操作力。

2. 根据权利要求1所述的一种新型结构高压平衡阀，其特征在于所述的支架组件包括设置在阀体（1）顶部的支架（11）、穿插在支架（11）中的开关螺杆（20）以及与开关螺杆（20）连接的开关螺母（21），开关螺母（21）外与支架上端内壁螺纹连接，且通过紧定螺钉固定，开关螺母（21）与支架（11）连接处开孔，该孔内安装油杯（22），以便给开关螺母（21）及开关螺杆（20）连接处添加润滑油，开关螺杆（20）底部连接阀杆（9），顶部连接手轮组件。

3. 根据权利要求1所述的一种新型结构高压平衡阀，其特征在于所述的手轮组件为手轮（16），手轮（16）中央开有方形孔，该孔与开关螺杆（20）上端的方形柱体连接，使得手轮（16）转动时带动开关螺杆（20）转动，开关螺杆（20）经与开关螺母（21）的旋合推动阀杆（9）上下运动，开关螺杆（20）上设置螺母（18）及垫片（19）轴向固定手轮（16）。

4. 根据权利要求1所述的一种新型结构高压平衡阀，其特征在于所述的对开夹套（26）连接开关螺杆（20）及阀杆（9），开关螺杆（20）及阀杆（9）连接处为空腔，空腔内设置滚柱（23），滚柱（23）的下端与阀杆（9）的上端为球面接触，对开夹套（26）外设置套环（25），套环（25）将剖开的对开夹套（26）固定为一个整体，对开夹套（26）的上部设置轴用弹性挡圈（24），阻止套环（25）从对开夹套（26）中脱出。

5. 根据权利要求1所述的一种新型结构高压平衡阀，其特征在于所述的填料箱组件中：第一O型密封部分包括第一O型密封圈（5）、第一O型挡圈（6）、第一定位挡圈（4）及第一螺纹挡圈(3)；第二O型密封部分包括包括第二O型密封圈（29）、第二O型挡圈（30）、第二定位挡圈（28）及第二螺纹挡圈(27)；第三O型密封部分为：第三O型密封圈（8）。

6. 根据权利要求1所述的一种新型结构高压平衡阀，其特征在于所述的四合环（10）分成四瓣，安装在阀体（1）的内孔槽内，四合环（10）能够承受填料箱（7）施加的向上的剪切力。