CN104806775B - 硬密封控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬密封控制阀，旨在解决现有的控制阀密封部件容易出现腐蚀的现象，使用寿命短，控制阀密封性能不佳的不足。该发明包括阀体组件、执行机构，阀体组件包括阀体、阀套、阀芯、阀杆，阀套设置在阀体内，阀套外壁上设有阀孔，阀芯套接在阀套内，阀套内壁设有支撑环，阀芯下端设有一圈凸环，凸环外壁密封贴合在支撑环内壁上，阀芯下端密封抵接在支撑环上端面上，支撑环内壁上设有下密封槽，下密封槽内安装有密封环，密封环与凸环外壁密封配合，阀套内凸环下方套接有伸缩挡圈，伸缩挡圈外壁与支撑环内壁密封配合，伸缩挡圈上端面密封抵接在凸环下端面上，伸缩挡圈上连接有推动伸缩挡圈运动盖合密封环的伸缩机构。

Description

硬密封控制阀

技术领域

本发明涉及一种控制阀，更具体地说，它涉及一种密封性好的硬密封控制阀。

背景技术

控制阀是自动控制领域中非常重要的终端元件，控制阀准确正常地工作对保证工艺装置的正常运行和安全生产有着重要的意义。控制阀主要包括阀体组合件和执行机构组合件，阀体组合件用于阀芯的设置和介质的流通，执行机构组合件用于控制阀体的通断。密封性能是控制阀的重要技术指标之一，控制阀使用时间长了，密封面容易磨损、腐蚀，从而大大降低密封性能，容易出现泄漏的情况。现在使用的很多控制阀密封环容易出现腐蚀的现象，使用寿命短，控制阀密封性能不佳，容易出现泄漏的情况。

中国专利公告号CN201090749Y，公开了一种气缸式直行程控制阀，包括阀体、伸入阀体内的阀杆和与阀杆的阀芯配合设置在阀体内的阀座，阀杆和阀芯为一体结构，阀体内开有阀座安装槽，阀座活动设置在阀座安装槽内，阀座包括与阀芯硬密封配合的底座和底座上设置的压盖，底座和压盖之间设置有与阀芯软密封配合的软阀座环。这种结构的控制阀的阀芯和阀杆不会脱离，阀芯和阀座能够自动调整到同心，加工装配简单。但是密封部件容易出现腐蚀的现象，使用寿命短，控制阀密封性能不佳，容易出现泄漏的情况。

发明内容

本发明克服了现有的控制阀密封部件容易出现腐蚀的现象，使用寿命短，控制阀密封性能不佳，容易出现泄漏的情况的不足，提供了一种硬密封控制阀，控制阀的密封环不易出现腐蚀的现象，使用寿命长，控制阀密封性能好，既有金属对金属的硬密封，又有密封环对金属的静密封，控制阀使用过程中不易出现泄漏的情况。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种硬密封控制阀，包括阀体组件、连接在阀体组件上的执行机构，阀体组件包括阀体、安装在阀体内的阀套、设置在阀套内的阀芯以及与阀芯连接的阀杆，阀杆上端与执行机构连接，阀体内设有进口阀腔和出口阀腔，阀套设置在进口阀腔和出口阀腔之间，阀套下端开口和出口阀腔连通，阀套外壁上设有与进口阀腔连通的阀孔，阀芯呈筒状结构且活动套接在阀套内，阀套内壁靠近下端位置设有一圈凸起的支撑环，阀芯下端靠近内壁位置设有一圈凸环，凸环外壁密封贴合在支撑环内壁上，阀芯下端密封抵接在支撑环上端面上，支撑环内壁上设有一圈下密封槽，下密封槽内安装有密封环，密封环与凸环外壁密封配合，阀套内凸环下方套接有伸缩挡圈，伸缩挡圈下端外壁上设有一圈凸起的限位环，伸缩挡圈外壁与支撑环内壁密封配合，限位环外壁与阀套内壁密封配合，伸缩挡圈上端面密封抵接在凸环下端面上，伸缩挡圈上连接有推动伸缩挡圈运动盖合密封环的伸缩机构，伸缩机构连接在阀体上；阀芯靠近上端的外壁上设有上密封槽，上密封槽内安装有密封圈，密封圈与阀套内壁密封配合。

气动控制执行机构运动从而带动阀杆上下移动，实现控制阀的开启与关闭。控制阀关闭状态时，阀芯将阀孔完全盖合住，在伸缩机构的作用下伸缩挡圈上端紧紧地抵接在凸环下端面上，阀芯下端面与支撑环上端面之间以及凸环下端面与伸缩挡圈上端面之间均为金属接触密封，密封环与凸环外壁之间静密封，密封环被封闭在凸环外壁和下密封槽之间，不会与阀体内的介质接触。同时密封圈静密封在阀套内壁和阀芯外壁之间。控制阀开启时，阀芯向上移动，阀孔打开，介质从进口阀腔进入，依次经过阀孔、阀芯、伸缩挡圈后到达出口阀腔，最后从出口阀腔流出。阀芯在向上运动的同时，伸缩机构推动伸缩挡圈向上移动直到限位环上端面抵接到支撑环下端面，在限位环上端面抵接到支撑环下端面之前，伸缩挡圈上端面始终与凸环的下端面贴合在一起，使密封环始终封闭起来，不会与阀体内的介质接触，避免了被介质腐蚀的现象发生。控制阀在整个使用过程中，密封环始终处于封闭状态，均未与阀体内介质接触，避免了被介质腐蚀情况的发生，使用寿命长。而且，控制阀密封性能好，既有金属对金属的硬密封，又有密封环、密封圈对金属的静密封，控制阀使用过程中不易出现泄漏的情况。

作为优选，伸缩机构包括底座、推动杆、抵接弹簧，推动杆下端设有弹簧保护孔，底座上设有插接孔，插接孔中间设有T形的弹簧支座，推动杆下端插接在插接孔内，抵接弹簧设置在弹簧保护孔内并支撑在弹簧支座上，底座固定连接在出口阀腔内。底座焊接在阀体上，推动杆在抵接弹簧的作用下使伸缩挡圈始终处于被压紧的状态，推动该下端在插接孔内上下移动，运动平稳可靠，不易出现偏离现象。

作为优选，密封圈包括充气内圈和充气外圈，充气内圈设置在充气外圈内部，充气内圈外壁和充气外圈内壁之间的腔体内设有彩色粉末，充气内圈和充气外圈上均设有充气头，充气内圈上的充气头穿出充气外圈，上密封槽内设有两个和充气头适配的充气连接孔，充气连接孔延伸到阀芯的上端，充气连接孔一端与充气头紧密连接，充气连接孔另一端连接密封塞。

密封圈在套接到阀芯上之前不必充气，将两密封圈的两充气头分别紧密插接到充气连接孔的一端，套接完成后从充气连接孔的另一端对充气外圈和充气内圈分别进行充气，充气完成后在充气连接孔上连接密封塞。充气连接孔部件方便了密封圈的充气，而且充气头插接在充气连接孔内对密封圈起到了很好的定位作用。当充气外圈出现漏气后，充气内圈在压力的作用下膨胀，保证密封圈的密封效果，确保控制阀的使用安全。而在充气内圈和充气外圈之间放置了彩色粉末，充气外圈出现漏气的部位能够清楚地显露出来，方便查找漏气点。

作为优选，充气内圈、充气外圈与充气头的连接位置均设置有单向充气机构，单向充气机构包括单向阀片、密封套，充气头内靠近后端位置设有T形孔，T形孔的小径孔内和大径孔的过渡位置设有插接筒，插接筒和T形孔内壁之间通过均布设置的若干根连接筋连接，柔性的单向阀片前端插接在插接孔内，单向阀片后端部分密封贴合在T形孔的过渡面上，T形孔的大径孔内壁上设有出气孔，出气孔连通到充气头外壁，密封套紧密套接在充气头上出气孔位置的外壁上且密封套盖住出气孔开口，T形孔后端紧密连接后盖。

单向充气机构使充气头只能向内充气而不会出现向外放气的情况，充气时在气体压力的作用下单向阀片被推开，使单向阀片和T形孔的过渡面之间出现间隙，气体从该位置充入，再经过出气孔充到密封圈内，密封套对出气孔进行密封，实现出气孔位置的单向进气。这种单向充气机构实现了双重单向进气，有效防止在充气头位置出现漏气现象。

作为优选，伸缩挡圈中间位置设有连接座，连接座与伸缩挡圈之间通过若干根均布设置的连接筋连接，推动杆连接在连接座上。伸缩挡圈和伸缩机构的连接结构简单，装配方便。

作为优选，阀体上端设有上装配孔，进口阀腔和出口阀腔之间设有下装配孔，上装配孔和下装配孔同轴设置，阀套上端安装在上装配孔内，阀体下端安装在下装配孔内，阀套上端安装阀盖，阀盖抵接在阀套上并通过螺钉与阀体连接紧固。阀套安装在上装配孔和下装配孔之间，装配方便、可靠。阀盖一方面实现了阀套的连接紧固，另一方面方便了执行机构的安装。

作为优选，阀芯上端中间位置设有连接套，连接套和阀芯之间通过若干根均布设置的连接筋连接，阀杆连接在连接套上。连接套方便了阀杆与阀芯的连接，阀杆推动阀芯运动平稳可靠。

作为优选，阀孔靠近阀套的下端设置且若干个阀孔均布设置在阀套上。阀孔设置合理，介质在阀体内流动更加畅通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：硬密封控制阀的密封环不易出现腐蚀的现象，使用寿命长；（2）控制阀密封性能好，既有金属对金属的硬密封，又有密封环对金属的静密封，控制阀使用过程中不易出现泄漏的情况。

附图说明

图1是本发明的控制阀闭合状态的结构示意图；

图2是本发明的控制阀开启状态的结构示意图；

图3是本发明的密封圈的结构示意图；

图4是本发明的密封圈的单向充气机构的剖视图；

图中：1、阀体组件，2、执行机构，3、阀体，4、阀套，5、阀芯，6、阀杆，7、进口阀腔，8、出口阀腔，9、阀孔，10、支撑环，11、凸环，12、下密封槽，13、密封环，14、伸缩挡圈，15、限位环，16、伸缩机构，17、上密封槽，18、密封圈，19、底座，20、推动杆，21、抵接弹簧，22、弹簧保护孔，23、插接孔，24、弹簧支座，25、充气内圈，26、充气外圈，27、充气头，28、充气连接孔，29、密封塞，30、单向阀片，31、密封套，32、T形孔，33、插接筒，34、出气孔，35、连接座，36、上装配孔，37、下装配孔，38、阀盖，39、连接套。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1：一种硬密封控制阀（参见附图1、附图2），包括阀体组件1、连接在阀体组件上的执行机构2，阀体组件包括阀体3、安装在阀体内的阀套4、设置在阀套内的阀芯5以及与阀芯连接的阀杆6，阀杆上端与执行机构连接，阀体内设有进口阀腔7和出口阀腔8，其特征是，阀套设置在进口阀腔和出口阀腔之间，阀套下端开口和出口阀腔连通，阀套外壁上设有与进口阀腔连通的阀孔9，阀芯呈筒状结构且活动套接在阀套内，阀套内壁靠近下端位置设有一圈凸起的支撑环10，阀芯下端靠近内壁位置设有一圈凸环11，凸环外壁密封贴合在支撑环内壁上，阀芯下端密封抵接在支撑环上端面上，支撑环内壁上设有一圈下密封槽12，下密封槽内安装有密封环13，密封环与凸环外壁密封配合，阀套内凸环下方套接有伸缩挡圈14，伸缩挡圈下端外壁上设有一圈凸起的限位环15，伸缩挡圈外壁与支撑环内壁密封配合，限位环外壁与阀套内壁密封配合，伸缩挡圈上端面密封抵接在凸环下端面上，伸缩挡圈上连接有推动伸缩挡圈运动盖合密封环的伸缩机构16，伸缩机构连接在阀体上。阀芯靠近上端的外壁上设有上密封槽17，上密封槽内安装有密封圈18，密封圈与阀套内壁密封配合。伸缩机构包括底座19、推动杆20、抵接弹簧21，推动杆下端设有弹簧保护孔22，底座上设有插接孔23，插接孔中间设有T形的弹簧支座24，推动杆下端插接在插接孔内，抵接弹簧设置在弹簧保护孔内并支撑在弹簧支座上，底座固定连接在出口阀腔内。伸缩挡圈中间位置设有连接座35，连接座与伸缩挡圈之间通过若干根均布设置的连接筋连接，推动杆连接在连接座上。阀体上端设有上装配孔36，进口阀腔和出口阀腔之间设有下装配孔37，上装配孔和下装配孔同轴设置，阀套上端安装在上装配孔内，阀体下端安装在下装配孔内，阀套上端安装阀盖38，阀盖抵接在阀套上并通过螺钉与阀体连接紧固。阀芯上端中间位置设有连接套39，连接套和阀芯之间通过若干根均布设置的连接筋连接，阀杆连接在连接套上。阀孔靠近阀套的下端设置且若干个阀孔均布设置在阀套上，支撑环设置在阀孔下方靠近阀孔位置。

气动控制执行机构运动从而带动阀杆上下移动，实现控制阀的开启与关闭。控制阀关闭状态时，阀芯将阀孔完全盖合住，在伸缩机构的作用下伸缩挡圈上端紧紧地抵接在凸环下端面上，阀芯下端面与支撑环上端面之间以及凸环下端面与伸缩挡圈上端面之间均为金属接触密封，密封环与凸环外壁之间静密封，密封环被封闭在凸环外壁和下密封槽之间，不会与阀体内的介质接触。同时密封圈静密封在阀套内壁和阀芯外壁之间。控制阀开启时，阀芯向上移动，阀孔打开，介质从进口阀腔进入，依次经过阀孔、阀芯、伸缩挡圈后到达出口阀腔，最后从出口阀腔流出。阀芯在向上运动的同时，伸缩机构推动伸缩挡圈向上移动直到限位环上端面抵接到支撑环下端面，此时伸缩挡圈上端面在支撑环上端面的上方。在限位环上端面抵接到支撑环下端面之前，伸缩挡圈上端面始终与凸环的下端面贴合在一起，使密封环始终封闭起来，不会与阀体内的介质接触，避免了被介质腐蚀的现象发生。控制阀在整个使用过程中，密封环始终处于封闭状态，均未与阀体内介质接触，避免了被介质腐蚀情况的发生，使用寿命长。而且，控制阀密封性能好，既有金属对金属的硬密封，又有密封环、密封圈对金属的静密封，控制阀使用过程中不易出现泄漏的情况。

实施例2：一种硬密封控制阀，其结构与实施例1相似，主要不同点在于：本实施例中密封圈包括充气内圈25和充气外圈26（参见附图3），充气内圈设置在充气外圈内部，充气内圈外壁和充气外圈内壁之间的腔体内设有彩色粉末，充气内圈和充气外圈上均设有充气头27，充气内圈上的充气头穿出充气外圈，上密封槽内设有两个和充气头适配的充气连接孔28，充气连接孔延伸到阀芯的上端，充气连接孔一端与充气头紧密连接，充气连接孔另一端连接密封塞29。充气内圈、充气外圈与充气头的连接位置均设置有单向充气机构（参见附图4），单向充气机构包括单向阀片30、密封套31，充气头内靠近后端位置设有T形孔32，T形孔的小径孔内和大径孔的过渡位置设有插接筒33，插接筒和T形孔内壁之间通过均布设置的若干根连接筋连接，柔性的单向阀片前端插接在插接孔内，单向阀片后端部分密封贴合在T形孔的过渡面上，T形孔的大径孔内壁上设有出气孔34，出气孔连通到充气头外壁，密封套紧密套接在充气头上出气孔位置的外壁上且密封套盖住出气孔开口，T形孔后端紧密连接后盖。其它结构与实施例1相同。

密封圈在套接到阀芯上之前不必充气，将两密封圈的两充气头分别紧密插接到充气连接孔的一端，套接完成后从充气连接孔的另一端对充气外圈和充气内圈分别进行充气，充气完成后在充气连接孔上连接密封塞。充气连接孔部件方便了密封圈的充气，而且充气头插接在充气连接孔内对密封圈起到了很好的定位作用。当充气外圈出现漏气后，充气内圈在压力的作用下膨胀，保证密封圈的密封效果，确保控制阀的使用安全。而在充气内圈和充气外圈之间放置了彩色粉末，充气外圈出现漏气的部位能够清楚地显露出来，方便查找漏气点。单向充气机构使充气头只能向内充气而不会出现向外放气的情况，充气时在气体压力的作用下单向阀片被推开，使单向阀片和T形孔的过渡面之间出现间隙，气体从该位置充入，再经过出气孔充到密封圈内，密封套对出气孔进行密封，实现出气孔位置的单向进气。这种单向充气机构实现了双重单向进气，有效防止在充气头位置出现漏气现象。

以上所述的实施例只是本发明的两种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种硬密封控制阀，包括阀体组件、连接在阀体组件上的执行机构，阀体组件包括阀体、安装在阀体内的阀套、设置在阀套内的阀芯以及与阀芯连接的阀杆，阀杆上端与执行机构连接，阀体内设有进口阀腔和出口阀腔，其特征是，阀套设置在进口阀腔和出口阀腔之间，阀套下端开口和出口阀腔连通，阀套外壁上设有与进口阀腔连通的阀孔，阀芯呈筒状结构且活动套接在阀套内，阀套内壁靠近下端位置设有一圈凸起的支撑环，阀芯下端靠近内壁位置设有一圈凸环，凸环外壁密封贴合在支撑环内壁上，阀芯下端密封抵接在支撑环上端面上，支撑环内壁上设有一圈下密封槽，下密封槽内安装有密封环，密封环与凸环外壁密封配合，阀套内凸环下方套接有伸缩挡圈，伸缩挡圈下端外壁上设有一圈凸起的限位环，伸缩挡圈外壁与支撑环内壁密封配合，限位环外壁与阀套内壁密封配合，伸缩挡圈上端面密封抵接在凸环下端面上，伸缩挡圈上连接有推动伸缩挡圈运动盖合密封环的伸缩机构，伸缩机构连接在阀体上；阀芯靠近上端的外壁上设有上密封槽，上密封槽内安装有密封圈，密封圈与阀套内壁密封配合。

2.根据权利要求1所述的硬密封控制阀，其特征是，伸缩机构包括底座、推动杆、抵接弹簧，推动杆下端设有弹簧保护孔，底座上设有插接孔，插接孔中间设有T形的弹簧支座，推动杆下端插接在插接孔内，抵接弹簧设置在弹簧保护孔内并支撑在弹簧支座上，底座固定连接在出口阀腔内。

3.根据权利要求1所述的硬密封控制阀，其特征是，密封圈包括充气内圈和充气外圈，充气内圈设置在充气外圈内部，充气内圈外壁和充气外圈内壁之间的腔体内设有彩色粉末，充气内圈和充气外圈上均设有充气头，充气内圈上的充气头穿出充气外圈，上密封槽内设有两个和充气头适配的充气连接孔，充气连接孔延伸到阀芯的上端，充气连接孔一端与充气头紧密连接，充气连接孔另一端连接密封塞。

4.根据权利要求3所述的硬密封控制阀，其特征是，充气内圈、充气外圈与充气头的连接位置均设置有单向充气机构，单向充气机构包括单向阀片、密封套，充气头内靠近后端位置设有T形孔，T形孔的小径孔内和大径孔的过渡位置设有插接筒，插接筒和T形孔内壁之间通过均布设置的若干根连接筋连接，柔性的单向阀片前端插接在插接孔内，单向阀片后端部分密封贴合在T形孔的过渡面上，T形孔的大径孔内壁上设有出气孔，出气孔连通到充气头外壁，密封套紧密套接在充气头上出气孔位置的外壁上且密封套盖住出气孔开口，T形孔后端紧密连接后盖。

5.根据权利要求2所述的硬密封控制阀，其特征是，伸缩挡圈中间位置设有连接座，连接座与伸缩挡圈之间通过若干根均布设置的连接筋连接，推动杆连接在连接座上。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的硬密封控制阀，其特征是，阀体上端设有上装配孔，进口阀腔和出口阀腔之间设有下装配孔，上装配孔和下装配孔同轴设置，阀套上端安装在上装配孔内，阀体下端安装在下装配孔内，阀套上端安装阀盖，阀盖抵接在阀套上并通过螺钉与阀体连接紧固。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的硬密封控制阀，其特征是，阀芯上端中间位置设有连接套，连接套和阀芯之间通过若干根均布设置的连接筋连接，阀杆连接在连接套上。

8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的硬密封控制阀，其特征是，阀孔靠近阀套的下端设置且若干个阀孔均布设置在阀套上。