CN103615586B - 一种高温环境用气体管道液态金属密封阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进型高温环境用气体管道液态金属密封阀，包括设置有进气口、出气口的阀体，所述阀体内设置连接有动作机构的隔离罩体结构，所述隔离罩体结构包括至少两层隔离罩单元，所述阀体底部设置对应数量的密封槽单元，所述密封槽单元内注有液体金属，所述密封槽单元错落设置，所述隔离罩单元的竖直尺寸适应所述密封槽单元的高度。本发明选用多道液体金属密封的密封形式，轻松实现了隔离罩单元的绝对密封的技术效果，而且隔离稳定系数高，能够适用于维修甚至停止供气的卸压情况，利用内部形成的稳压区，保证良好的液体密封效果，此设备使用周期长，损耗小，控制精准，成本低廉，具有很好的推广使用价值。

Description

一种高温环境用气体管道液态金属密封阀

技术领域

本发明涉及气体阀门技术领域，特别涉及一种高温环境用气体管道液态金属密封阀。

背景技术

高温气体系统管路通断控制部位的密封技术是目前有关领域亟待解决的问题，传统的控制方式一般采用碟式截止阀。碟式截止阀一是阀瓣与阀体之间间隙较大，二是易于磨损，三是容易生锈，因而密封性差，需经常维修、更换，造成购置成本、使用成本增加。此外，现有的截止阀，阀体与阀瓣配合的接触面通常设置为面积较大的平面，两个硬质平面接触密封，在高温、高压状态下，容易将废气处理过程中产生的物质或杂质积存在该平面上，导致接触面与阀瓣的吻合不严密，降低了密封性，特别是在温度达到400～600℃甚至更高温度的情况下，当前的阀体满足不了完全截止的要求，那么对于开闭可燃性气体甚至是有毒气体的情况下，长时间的泄露就有可能使得工人面临很大的安全隐患，甚至生命危险，不利于安全生产和操作工人的生命健康安全。尽管如此，高性能的截止阀联接法兰通常与壳体一体铸造并通过机加工制成，其结构厚重，生产成本高，而且不能从根本上解决相应的问题。也有人选用液体密封阀，使用起来非常方便，但是使用过程中液体密封阀罩在下降过程中液体受到不平衡气压的作用很容易飞溅，甚至造成液体溢出造成密封失效，而且液体选择限制了使用温度，一般溶液及其混合液较难在超过100℃条件下继续使用，难以在高温条件下有效发挥其有效密封特点。CN203023508U公开了一种平衡式高压截止阀，它包括由阀瓣和阀杆构成的导向密封机构，在导向密封机构与阀体的连接处设置外密封套机构，且导向密封机构的上部与传动机构相连接，在所述的传动机构中固定设置传动螺母，传动螺母与阀杆螺纹连接，且传动螺母上下安装推力轴承；在所述的阀杆上设有防止阀杆转动的阀杆防回转机构。但是上述平衡式高压截止阀属于两个硬质平面接触密封范畴，在高温、高压状态下，仍然容易吻合不严密，降低密封性，因此需要进一步的改进。

发明内容

为了解决上述缺陷，本发明提供一种绝对密封效果好、故障率低、使用寿命长、且能有效防止密封液体飞溅的高温环境用气体管道液态金属密封阀。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，包括设置有进气口、出气口的阀体，所述阀体内设置连接有动作机构的隔离罩体结构，所述隔离罩体结构包括至少两层隔离罩单元，所述阀体底部设置对应数量的密封槽单元，所述密封槽单元内注有液体金属。

所述密封槽单元错落设置，所述隔离罩单元的竖直尺寸适应所述密封槽单元的高度。

所述密封槽单元上端设置防溅挡环。

所述阀体内侧设置凹槽，所述凹槽尺寸大于所述隔离罩体结构最大尺寸。

所述动作机构包括阀杆和阀杆驱动装置，所述阀杆驱动装置的输出端通过阀杆连接所述隔离罩体结构。

所述阀杆驱动装置设置在阀体上的套筒上，所述阀杆驱动装置输出端通过联轴器连接所述阀杆。

所述阀杆驱动装置为液压缸或气缸或电动螺旋丝杆升降机。

所述阀杆上设置定导件，所述定导件周侧设置滑轨，所述定导件与滑轨间隙配合。

所述阀体上设置阀杆导向组件。

所述阀体周侧设置加热机构。

所述阀体外侧设置液位显示机构和/或液体补充机构。

所述高温环境用气体管道液态金属密封阀的使用方法，包括以下步骤：

1)竖直安装所述阀杆；

2)根据阀的通径、进出气端压力、压差及密封液体的种类设定液位的高度；

3)启动所述加热机构对所述阀体进行预热；

4)通过液体补充机构向所述密封槽单元内充装密封液体至设定高度；

5)根据需要通过所述阀杆驱动装置进行阀的启闭操作；

6)当所述密封槽单元内密封液体的液位低于设定的最低限位时，通过所述液体补充机构向所述密封槽单元内补加密封的液体金属。

本发明在使用时保证所述阀杆竖直向上安装，以确保所述隔离罩体结构与所述阀杆的正确垂直角度；根据阀的通径、进出气端压力、压差及密封液体的种类设定液体金属的高度；启动所述加热机构对阀体进行预热，通过液体补充机构向所述密封槽单元内充装液体金属至设定高度；根据需要通过所述阀杆驱动装置进行阀的启闭操作，当阀闭合时，若所述密封槽单元内密封的液体金属的液位低于设定的最低限位时，通过调整阀门进出端的压差或/和进行密封液体的补给，能够有效防止因液态金属缺少而造成阀门漏气，引起不必要的事故；所述阀体底部设置密封槽单元，所述密封槽单元内注有液体金属，采用低熔点的液体金属作为密封介质，所述密封用的液态金属比重大，挥发性低，无毒性，低熔点，同等体积压力大，密封效果好，并且采用与所述隔离罩单元对应数量的多组密封槽单元和所述隔离罩单元实现液体密封，能实现隔离罩单元与阀体之间的绝对密封，以解决目前高温气体阀门的绝对密封难的问题，最为重要的是所述多层隔离罩单元的设置形式使得所述内侧的隔离罩单元处于了稳定的压力区域，避免了进气端停止供气或者阀杆下降过程中，由于压力变化过大造成的液体金属飞溅或者液体金属被压回而失去液体密封效果；所述隔离罩单元的可以设置为三角形或椭圆形或圆形均可，特别是当气流从上部往下流动时可以有效降低阀杆压下时候的隔离罩单元承受的气流阻力，延长使用寿命，进一步的，所述密封槽单元错落设置，所述隔离罩单元的竖直尺寸适应所述密封槽单元的高度，如设置三组隔离罩单元，中部的所述隔离罩单元竖直尺寸较大，其先接触下部的液体金属，有效隔断了出气口和进气口的气体流动，则侧边的所述隔离罩单元下降密封过程就处于稳压阶段，有效避免了液体金属飞溅，而即便是中部隔离罩单元下降时候有液体金属飞溅出来也会进入侧边的所述密封槽单元内，而不会随着气流流走，对于阀内液体金属的长久稳定使用具有重要意义，而且多道密封效果更佳，所述密封槽单元上端设置防溅挡环，可以进一步防止液体金属飞溅甚至随着气流流走；所述阀体内侧设置凹槽，所述凹槽尺寸大于所述隔离罩体结构最大尺寸，在本发明所述的阀杆升起后，所述隔离罩体结构处于上位凹槽内，气流不会对其形成冲击，有效减少了凤舞震动和振动下的漏气；所述阀杆驱动装置的选择形式多样化，可以直接选用设置在阀体上的液压缸或气缸，输出端连接阀杆即可，也可以选择安装在阀体上的套筒上，所述阀杆驱动装置输出端通过联轴器连接所述阀杆，不仅操作简单、控制精确、省时省力，而且使用联轴器保证阀杆驱动装置可以选择多种工作形式，如液压缸或气缸或电动螺旋丝杆升降机，均可以使得所述阀杆直线升降而不会被迫旋转；所述阀杆上设置定导件，所述定导件设置有与之间隙配合的滑轨，不仅能防止阀杆旋转，且使阀杆正常进行上下运动，防止偏摆晃动导致运动轨迹不准确，特别是所述滑轨数量设置为至少三组方位控制效果更佳；所述阀体设置阀杆导向构件，共同起到导向作用，防止隔离罩体倾斜导致密封不严或者运动阻塞；所述阀体内侧设置密封构件，使其不漏气，密封效果好；所述阀体周侧设置加热机构，通用性强，针对高温气体管道正常使用时只用初次加热液态金属即可；所述阀体设置液体补充机构，不仅方便观察密封槽单元内的液位高低，而且能够方便添加液体，液体补充机构的下端设置三通阀，便于排除密封槽单元内的液体，进而快速清理密封槽单元，若所述液体补充机构设置有自动检测和加液装置效果更佳，更好的避免泄漏事故的发生。

本发明针对液体密封结构在高温高压条件下阀杆带动密封罩结构下移过程中容易出现的液体飞溅和压力不稳的问题，提出了新的可靠的技术方案，选用多道液体金属密封的密封形式，轻松实现了隔离罩单元的绝对密封的技术效果，而且隔离稳定系数高，能够适用于维修甚至停止供气的卸压情况，利用内部形成的稳压区，保证良好的液体密封效果，有效防止液体密封失效，此设备使用周期长，损耗小，控制精准，在有限的资源条件下实现了最大的技术效果和经济效益，具有很好的推广使用价值。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1是本发明实施例一的纵剖结构示意图；

图2是本发明实施例二的纵剖结构示意图；

图3是本发明实施例三的纵剖结构示意图；

图4是本发明实施例四的纵剖结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，包括设置有进气口1、出气口2的阀体3，所述阀体3上穿设有阀杆5，所述阀杆5上部连接阀杆驱动装置12，所述阀杆驱动装置12为气缸或液压缸，所述阀杆5下部连接隔离罩体结构，所述隔离罩体结构包括三层隔离罩单元6，所述阀体3底部设置三组密封槽单元7，所述密封槽单元7内注有液体金属9，所述密封槽单元7上端设置防溅挡环8，所述阀体3内侧设置凹槽10，所述凹槽10尺寸大于所述隔离罩体结构最大尺寸；所述阀体3上设置阀杆5导向组件151，所述阀体3周侧设置加热机构19，所述阀体3外侧设置液体补充机构17。

所述高温环境用气体管道液态金属密封阀的使用方法，包括以下步骤：

1)竖直安装所述阀杆5；

2)根据阀的通径、进出气端压力、压差及密封液体的种类设定液位的高度；

3)启动所述加热机构19对所述阀体3进行预热；

4)通过液体补充机构17向所述密封槽单元7内充装密封液体至设定高度；

5)根据需要通过所述阀杆驱动装置进行阀的启闭操作；

6)当所述密封槽单元7内密封液体的液位低于设定的最低限位时，通过所述液体补充机构17向所述密封槽单元7内补加密封的液体金属9。

实施例二

如图2所示，一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，包括设置有进气口1、出气口2的阀体3，所述阀体3上穿设有阀杆5，所述阀杆5上部连接阀杆驱动装置12，所述阀杆5下部连接隔离罩体结构，所述隔离罩体结构包括三层隔离罩单元6，所述阀体3底部设置三组密封槽单元7，所述密封槽单元7内注有液体金属9，所述密封槽单元7上端设置防溅挡环8，所述阀体3内侧设置凹槽10，所述凹槽10尺寸大于所述隔离罩体结构最大尺寸。所述阀杆驱动装置12设置在阀体3上的套筒11上，所述阀杆驱动装置12输出端通过联轴器13连接所述阀杆5，所述阀杆驱动装置12为电动螺旋丝杆升降机，所述阀杆5上设置定导件14，所述套筒11内侧设置滑轨16，所述定导件14与滑轨16间隙配合。所述阀体3上设置阀杆5导向组件151，所述阀体3周侧设置加热机构19，所述阀体3外侧设置液体补充机构17。

所述高温环境用气体管道液态金属密封阀的使用方法如实施例一。

实施例三

如图3所示，一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，与实施例一或二的区别在于：所述密封槽单元7错落设置，所述隔离罩单元6的竖直尺寸适应所述密封槽单元7的高度，所述进气口1处于下位。

实施例四

如图4所示，一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，与实施例一或二或三的区别在于：所述阀体3上设置阀杆导向组件152。

实施例五

一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，与实施例一的区别在于：所述液体补充机构17设置有液位显示机构。

实施例六

一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，与实施例三的区别在于：所述隔离罩体结构包括四层甚至更多的三层隔离罩单元6，所述阀体3底部设置对应数量组的密封槽单元7，所述密封槽单元7内注有液体金属9。

本发明针对液体密封结构在高温高压条件下阀杆带动密封罩结构下移过程中容易出现的液体飞溅和压力不稳的问题，提出了新的可靠的技术方案，选用多道液体金属密封的密封形式，轻松实现了隔离罩单元的绝对密封的技术效果，而且隔离稳定系数高，能够适用于维修甚至停止供气的卸压情况，利用内部形成的稳压区，保证良好的液体密封效果，有效防止液体密封失效，此设备使用周期长，损耗小，控制精准，在有限的资源条件下实现了最大的技术效果和经济效益，具有很好的推广使用价值。

Claims (7)

1.一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，包括设置有进气口、出气口的阀体，其特征在于：所述阀体内设置连接有动作机构的隔离罩体结构，所述隔离罩体结构包括至少两层隔离罩单元，所述阀体底部设置对应数量的密封槽单元，所述密封槽单元内注有液体金属，所述阀体周侧设置加热机构，所述动作机构包括阀杆和阀杆驱动装置，所述阀杆上设置定导件，所述定导件周侧设置滑轨，所述定导件与滑轨间隙配合。

2.如权利要求1所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于：所述密封槽单元错落设置，所述隔离罩单元的竖直尺寸适应所述密封槽单元的高度。

3.如权利要求1或2所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于：所述密封槽单元上端设置防溅挡环。

4.如权利要求1或2所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于：所述阀体内侧设置凹槽，所述凹槽尺寸大于所述隔离罩体结构最大尺寸。

5.如权利要求1所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于：所述阀杆驱动装置的输出端通过阀杆连接所述隔离罩体结构。

6.如权利要求1所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于：所述阀杆驱动装置设置在阀体上的套筒上，所述阀杆驱动装置输出端通过联轴器连接所述阀杆。

7.如权利要求1、5—6任一所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于：所述阀体上设置阀杆导向组件。