CN104455499A - 组合密封截止阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合密封截止阀，包括阀芯、阀杆、阀盖、阀套、执行机构和具有进水口和出水口的阀体，阀芯为回转体结构，其上部设有环形上凸起缘，下部设有环形下凸起缘；阀套具阀套进水口和肋，上部的肋与环形上凸起缘抵触形成上密封面，下部的肋与环形下凸起缘抵触形成下密封面；阀芯中段的外表面设有与阀套内部空间相通的通流槽，阀芯与环形上凸起缘相接处的阀芯段形成倾斜面，倾斜面与中部的肋抵触形成主密封面；执行机构与阀杆通过柔性连接组件连接。本截止阀将阀芯、阀套的密封结构设计成由上密封、下密封、主密封等三道密封面，将阀体的节流部分和密封部分分开，使闪蒸、气蚀损害不发生在密封处，从而保护密封面并提高了其密封性。

Description

组合密封截止阀

技术领域

本发明涉及一种截止阀，尤其是涉及一种高参数超临界、超超临界发电机组及经常启停的燃气轮机联合循环发电机组的组合密封截止阀。

背景技术

目前在高参数超临界、超超临界发电机组及带联合循环的燃气轮机电厂中，由于机组启停次数多、疏水温度压力高、运行工况恶劣等问题，造成用于高温高压疏水及排污的截止阀使用寿命很短，原来国内外用于疏水、排污的截止阀一般采用在阀体上加工出阀座，并采取堆焊的方式提高硬度。这种设计阀座与阀芯接合处既是密封面，又是阀门在开关过程的节流面。阀芯一般采用锥形密封。损坏后更换阀门工作量大，成本高。一般高温高压疏水阀常见的损坏现象及原因有：

1、阀门密封面被冲蚀。开关过程中阀门密封面处作为节流面，工质在此处被节流，引起压力、流速、温度的变化，从而发生闪蒸、气蚀等情况，原来参数低，开关次数少的情况下，此种损害不是很严重，但在高温高压或频繁开关的工况下，此损害成为截止阀损坏的主要原因。

2、阀门密封面一旦发生泄漏，因为该泄露处更易形成气蚀该泄露会迅速扩大，以致影响机组的正常运行。

3、现有技术中，安装人员在安装测试时，在阀门关闭到位后要把执行机构回转一点，以避免执行机构卡死，但在这过程中经常会导致阀芯和阀座的密封面之间没有足够的压紧力而形成小泄露，该小泄露极易形成气蚀，会快速损坏阀门密封面，这种情况下阀门在高温高压的情况下短短几天即可被气蚀损坏。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，而提供一种组合密封截止阀，该阀能解决密封面在开关阀过程中受到闪蒸气蚀损害的问题；解决了密封面一旦损坏、泄露急速扩大的问题；通过可更换内件设计使阀门万一损坏，不需割焊阀体，只需更换阀内件；通过柔性连接设计，解决了因安装调试原因阀门关闭不到位的情况。

本发明是通过以下技术方案来实现的：组合密封截止阀，包括阀芯、阀杆、阀盖、阀套和具有进水口和出水口的阀体，阀杆一端与阀芯相连，另一端连接有用于关紧或松开阀杆的执行机构，阀套安装在阀体内腔且可沿阀套内腔上下移动，阀芯套设在阀套内，进水口和出水口采用高进低出结构，所述阀芯为回转体结构，其上部设有环形上凸起缘，下部设有环形下凸起缘；所述阀套具有与进水口连通的阀套进水口，阀套设有将其内部空间分隔开的肋，上部的肋与环形上凸起缘抵触形成上密封面，下部的肋与环形下凸起缘抵触形成下密封面；阀芯中段的外表面设有通流槽，通流槽与阀套内部空间相通，阀芯与环形上凸起缘相接处的阀芯段形成倾斜面，倾斜面与中部的肋抵触形成主密封面；所述执行机构与阀杆通过柔性连接组件连接。

阀芯与阀套为节流式设计，其结构采用上密封、下密封、主密封等三道密封面，使流体在阀内经过每一道密封时进行节流，从而使节流部分与密封部分分开，使闪蒸、气蚀损害不发生在密封面处，从而保护密封面。阀门在关闭时的密封顺序为下密封、上密封、主密封依次关闭，开阀时相反，从而保护主密封不会在开关阀过程中损坏。三道密封的设置可使本阀门有了泄漏后保护，即使阀门主密封因某种原因而损坏后，上密封和下密封还能保证阀门的泄漏量只有阀芯和阀套的间隙形成泄露。阀芯为回转体结构，其主密封面为线性密封，形成零泄漏。通流槽用于在阀门开启时与阀套进水口联通，使得流体进入阀芯下部与阀套之间的空腔；柔性连接组件的设置，可使阀门在调试、安装过程中不会出现未关到位的情况。

所述环形下凸起缘设置有用于与阀套形成密封的密封环。密封环可使间隙泄露量减小。

所述柔性连接组件为碟簧。碟簧具有弹性，在阀门调试或安装过程中会被压缩，其弹力可使截止阀有足够的压紧力使阀门完全关闭。

所述阀芯与阀杆通过螺纹连接。

在阀门关闭状态：流体从阀体进水口流入，沿阀套外侧和阀体中的空腔进入阀套进水口，然后流入阀套内部，在阀套内部被阀芯阻隔，但依然有一小部分流体沿阀套和阀芯之间的间隙流至主密封处。主密封处通过线密封完全封闭，形成零泄漏。

阀门开启过程：阀芯随阀杆上移，主密封处首先打开，使主密封处泄压，不受高温高压流体冲刷；然后随着阀芯上移，阀芯上的通流槽与阀套进水口联通，流体进入阀芯下部空腔，此时下密封尚未打开，上密封和主密封处不会产生节流，不会发生气蚀损坏，阀芯继续上移，下密封处打开，流体从下密封处流出，在此过程中，下密封处的流通面积始终小于主密封处，保证主密封处不会发生气蚀损坏。

阀门关闭过程：与阀门开启过程相反，保证全过程主密封处不会形成节流，不会发生气蚀及闪蒸损坏。

在阀门主密封已受损的情况下：如阀门主密封已经受损，阀门不能达到零泄漏，流体通过上密封处阀芯和阀套之间的间隙、下密封处阀芯和阀套之间的间隙行程漏流，此漏流量约为阀门总流量的1/1000，此时由于在下密封处设置了密封环，进一步降低漏流量，使漏流量仅为总流量的1/1500。且由于上下密封均有大于3mm的厚度，能使该状态保持相当长的时间(远大于阀门设计寿命)。

本发明的优点在于：本截止阀将阀芯、阀套的密封结构设计成由上密封、下密封、主密封等三道密封面，将阀体的节流部分和密封部分分开，使闪蒸、气蚀损害不发生在密封处，从而保护密封面，大大提高了其密封性，将内漏降低到很小的状态；阀套、阀芯均为可更换设计，阀体在内件损坏后只需更换阀件，不需割焊阀体，减低维护成本及工作量。

附图说明

图1为本发明实施例阀门关闭时的俯视图；

图2为图1的A-A向主视图；

图3为图2的B-B向剖视图；

图4为本发明实施例阀门半开时的主视图；

图5为图4的B’-B’向剖视图；

图6为本发明实施例阀门全开时的主视图；

图7为图6的B”-B”向剖视图；

图8为本发明实施例阀门关闭时的局部示意图；

图9为本发明实施例阀门全开时的局部示意图。

图中附图标记含义：1、阀芯；2、阀杆；3、阀盖；4、阀套；5、进水口；6、出水口；7、阀体；8、环形上凸起缘；9、环形下凸起缘；10、阀套进水口；11、肋；12、通流槽；13、倾斜面；14、柔性连接组件；15、密封环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例

参阅图1至图9，为一种组合密封截止阀，包括阀芯1、阀杆2、阀盖3、阀套4和具有进水口5和出水口6的阀体7，阀杆2一端与阀芯1相连，另一端连接有用于旋紧或松开阀杆2的执行机构(图中未示出)，阀套4内置于阀体7内腔，阀芯1安装在阀套4内且可沿阀套4内腔上下移动，进水口5和出水口6采用高进低出结构，阀芯1为回转体结构，其上部设有环形上凸起缘8，下部设有环形下凸起缘9；阀套4具有与进水口5连通的阀套进水口10，阀套4设有将其内部空间分隔开的肋11，上部的肋11与环形上凸起缘8抵触形成上密封面，下部的肋11与环形下凸起缘9抵触形成下密封面；阀芯1中段的外表面设有通流槽12，通流槽12与阀套4内部空间相通，阀芯1与环形上凸起缘8相接处的阀芯1段形成倾斜面13，倾斜面13与中部的肋11抵触形成主密封面；执行机构与阀杆2通过柔性连接组件14连接。

阀芯1与阀套4为节流式设计，其结构采用上密封、下密封、主密封等三道密封面，使流体在阀内经过每一道密封时进行节流，从而使节流部分与密封部分分开，使闪蒸、气蚀损害不发生在密封面处，从而保护密封面。阀门在关闭时的密封顺序为下密封、上密封、主密封依次关闭，开阀时相反，从而保护主密封不会在开关阀过程中损坏。三道密封的设置可使本阀门有了泄漏后保护，即使阀门主密封因某种原因而损坏后，上密封和下密封还能保证阀门的泄漏量只有阀芯1和阀套5的间隙形成泄露。阀芯1为回转体结构，其主密封面为线性密封，形成零泄漏。通流槽12用于在阀门开启时与阀套进水口10联通，使得流体进入阀芯1下部与阀套4之间的空腔；柔性连接组件14的设置，可使阀门在调试、安装过程中不会出现未关到位的情况。

环形下凸起缘9设置有用于与阀套4形成密封的密封环15。密封环15可使间隙泄露量减小。

柔性连接组件14为碟簧。碟簧具有弹性，在阀门调试或安装过程中会被压缩，其弹力可使截止阀有足够的压紧力使阀门完全关闭。

阀芯1与阀杆2通过螺纹连接。

阀套4与阀芯1为可更换阀件。可更换的阀套4与阀芯1的设计，可在内件损坏后只需更换阀内件，不需割焊阀体，降低维护成本和工作量。

在阀门关闭状态：参阅图2、图3及图8，流体从阀体7进水口5流入，沿阀套4外侧和阀体7中的空腔进入阀套进水口10，然后流入阀套4内部，在阀套4内部被阀芯1阻隔，但依然有一小部分流体沿阀套4和阀芯1之间的间隙流至主密封处。主密封处通过线密封完全封闭，形成零泄漏。

阀门开启过程：参阅图4至图7及图9，阀芯1随阀杆4上移，主密封处首先打开，使主密封处泄压，不受高温高压流体冲刷；然后随着阀芯1上移，阀芯1上的通流槽12与阀套进水口10联通，流体进入阀芯1下部空腔，此时下密封尚未打开，上密封和主密封处不会产生节流，不会发生气蚀损坏，阀芯继续上移，下密封处打开，流体从下密封处流出，在此过程中，下密封处的流通面积始终小于主密封处，保证主密封处不会发生气蚀损坏。

阀门关闭过程：与阀门开启过程相反，保证全过程主密封处不会形成节流，不会发生气蚀及闪蒸损坏。

在阀门主密封已受损的情况下：如阀门主密封已经受损，阀门不能达到零泄漏，流体通过上密封处阀芯1和阀套4之间的间隙、下密封处阀芯1和阀套4之间的间隙行程漏流，此漏流量约为阀门总流量的1/1000，此时由于在下密封处设置了密封环，进一步降低漏流量，使漏流量仅为总流量的1/1500。且由于上下密封均有大于3mm的厚度，能使该状态保持相当长的时间(远大于阀门设计寿命)。

调试过程：在阀门关闭到位时，柔性连接组件中的碟簧被压缩，此时回转执行机构，只是使碟簧变形恢复一部分，从而保证依然有足够的压紧力使阀门完全关闭。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.组合密封截止阀，包括阀芯、阀杆、阀盖、阀套和具有进水口和出水口的阀体，阀杆一端与阀芯相连，另一端连接有用于关紧或松开阀杆的执行机构，阀套内置于阀体内腔，阀芯安装在阀套内且可沿阀套内腔上下移动，进水口和出水口采用高进低出结构，其特征在于：所述阀芯为回转体结构，其上部设有环形上凸起缘，下部设有环形下凸起缘；所述阀套具有与进水口连通的阀套进水口，阀套设有将其内部空间分隔开的肋，上部的肋与环形上凸起缘抵触形成上密封面，下部的肋与环形下凸起缘抵触形成下密封面；阀芯中段的外表面设有通流槽，通流槽与阀套内部空间相通，阀芯与环形上凸起缘相接处的阀芯段形成倾斜面，倾斜面与中部的肋抵触形成主密封面；所述执行机构与阀杆通过柔性连接组件连接。

2.根据权利要求1所述的组合密封截止阀，其特征在于：所述环形下凸起缘设置有用于与阀套形成密封的密封环。

3.根据权利要求1所述的组合密封截止阀，其特征在于：所述柔性连接组件为碟簧。

4.根据权利要求1所述的组合密封截止阀，其特征在于：所述阀芯与阀杆通过螺纹连接。