CN105387217A - 一种零泄漏磁性液体密封柱塞式阀门 - Google Patents

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Abstract

一种零泄漏磁性液体密封柱塞式阀门，属于机械工程阀门领域,适用于输送压力不高的危险化学气体和液体的管道阀门，也可用于对密封要求很高的管道的真空阀门。该阀门采用磁性液体密封原理，可达到零泄漏，并在阀体上安装端盖，在磁性液体减少时可通过注射器将磁性液体注入到密封间隙中。解决了柱塞阀因开机、停机所产生热胀冷缩效应产生微量滴漏现象，避免了密封有毒介质时产生泄漏会导致严重后果。对解决在特殊环境中柱塞阀的应用问题以及拓宽磁性液体密封的应用广度，具有重要的意义。

Description

一种零泄漏磁性液体密封柱塞式阀门
技术领域
本发明属于柱塞阀技术领域，尤其适用于输送压力不高的危险化学气体和液体的管道阀门，也可用于对密封要求很高的管道真空阀门。
背景技术
柱塞阀是使用极为普遍的一种阀门，是截止阀的变型产品，继承了截止阀结构简单，制造工艺良好的优点。其工作原理是通过旋转手轮，驱动阀杆转动，进而带动柱塞升、降起到开启和关闭阀门的作用。现有技术中柱塞阀密封方式是通过柱塞与上、下密封环在阀盖紧固螺栓施加在阀盖上的预紧力所产生的径向过盈配合来实现的，其密封环通常采用柔性石墨，聚四氟乙烯等非金属材料制成。当柱塞阀在蒸汽管路中使用时，因开机、停机所产生热胀冷缩效应必然会影响到柱塞与密封圈之间的密封效果，使两者间产生微量滴漏现象，尤其是上密封圈与柱塞间发生外漏，在密封有毒介质时产生泄漏会导致严重后果。而其他类型的阀门除采用上述方法密封外，有的采用金属密封，有的则采用橡胶密封。这些材料在使用过程中都会被逐渐磨损，且在输送具有腐蚀性介质时还会受到一定程度的腐蚀，这也将加剧其密封失效。因此提高阀门的密封性能和使用寿命一直是阀门研究的热点内容。
磁性液体密封具有严密的密封性、不可测量的泄漏率、长寿命、可靠性高、没有污染等特点；磁性液体密封即使在中断运行时，也不像弹性密封在停机期间受增速和弛豫的影响等优点，正因如此，磁性液体密封在很多行业有着重要的不可替代的作用。
柱塞阀的开闭是通过手轮的旋转带动柱塞做直线往复运动实现的，但是柱塞的往复运动会带走一些磁性液体，长时间的往复运动最终会因为密封间隙内磁性液体量的减少导致密封失效。为了解决上述问题，本发明在阀体上加工螺纹孔并制作端盖与其配合，当阀门工作达到一定时间密封间隙中的磁性液体减少，可通过并注射器将磁性液体注入阀体内部，磁性液体受到磁力作用吸附在上下极靴上，避免了因密封件系内磁性液体量减少导致的密封失效。大大提高了柱塞阀的密封可靠性。拓展了柱塞阀的应用广度。对解决其他阀类的密封问题具有借鉴意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：
解决传统柱塞阀密封性能不足、应用范围受限的问题，提高阀门的密封性能和使用寿命。同时解决在磁性液体密封往复运动中磁性液体量减少导致密封失效的问题。
本发明解决其技术问题的技术方案：
一种零泄漏磁性液体密封柱塞式阀门，其特征在于：该阀门包括手轮螺母、手轮、螺钉、阀杆螺母、阀盖、阀杆、螺柱、螺母、上极靴、上永磁体、孔架、柱塞、端盖、下极靴、下永磁体、柔性石墨密封环、阀体。
手轮与阀杆通过手轮螺母采用螺纹连接固定；
阀杆与阀盖通过阀杆螺母连接；
阀盖与阀体通过螺栓连接；
柱塞与阀杆连接；
上极靴与上永磁体和下极靴、下永磁体、柔性石墨密封环被孔架夹装在阀盖和阀体之间，通过螺栓施加在阀盖上的载荷把密封环压牢；
在阀体闭合时磁液在柱塞和上极靴，还有柱塞和下极靴之间的间隙处形成密封。当阀门程开启状态时，柱塞仅与上磁靴形成磁性液体密封，而柱塞和下极靴之间的磁液随着柱塞的上移都汇集到下极靴与下永磁体之间的凹槽中，不具有密封性并且可防止磁液被介质冲走。
本发明所具有的有益效果：
由于磁性液体密封的自身优势，采用磁性液体密封的柱塞阀在阀门闭合及介质输送过程中，密封介质相对于阀体外部空间可以达到零泄漏。当阀门工作达到一定时间密封间隙中的磁性液体减少，可通过注射器将磁性液体注入阀体内部，磁性液体受到磁力作用吸附在上下极靴上，避免了因密封件系内磁性液体量减少导致的密封失效。大大提高了柱塞阀的密封可靠性。在实际应用中获得了很好的效果，对解决在特殊环境中柱塞阀的应用问题以及拓宽磁性液体密封的应用广度，具有重要的意义。对解决其他阀类的密封问题具有重要借鉴意义。
附图说明
图1磁性液体柱塞式阀门总装配图。
图中：手轮螺母(1)、手轮(2)、螺钉(3)、阀杆螺母(4)、阀盖(5)、阀杆(6)、螺柱(7)、螺母(8)、上极靴(9)、上永磁体(10)、孔架(11)、柱塞(12)、端盖(13)、下极靴(14)、下永磁体(15)、柔性石墨密封环(16)、阀体(17)。
图2图1中I处的局部放大图。
结合附图对本发明作进一步说明。
一种零泄漏磁性液体密封柱塞式阀门，其特征在于：该阀门包括手轮螺母(1)、手轮(2)、螺钉(3)、阀杆螺母(4)、阀盖(5)、阀杆(6)、螺柱(7)、螺母(8)、上极靴(9)、上永磁体(10)、孔架(11)、柱塞(12)、端盖(13)、下极靴(14)、下永磁体(15)、柔性石墨密封环(16)、阀体(17)。
手轮(2)与阀杆(6)通过手轮螺母(1)采用螺纹连接固定；
阀杆(6)与阀盖(5)通过阀杆螺母(4)连接；
阀盖(5)与阀体(17)通过螺栓(7)、(8)连接；
柱塞(12)与阀杆(6)连接；
上极靴(9)与上永磁体(10)和下极靴(14)、下永磁体(15)、柔性石墨密封环(16)被孔架(11)夹装在阀盖和阀体之间，通过螺栓(7)、(8)施加在阀盖(5)上的载荷把密封环压牢；
在阀体闭合时磁液在柱塞(12)和上极靴(9)，还有柱塞(12)和下极靴(14)之间的间隙处形成密封。当阀门程开启状态时，柱塞(12)仅与上磁靴(9)形成磁性液体密封，而柱塞(12)和下极靴(14)之间的磁液随着柱塞(12)的上移都汇集到下极靴(14)与下永磁体(15)之间的凹槽中，不具有密封性并且可防止磁液被介质冲走。
当阀门工作达到一定时间后密封间隙中的磁性液体减少，通过注射器将磁性液体注入阀体内部，磁性液体受到磁力作用吸附在上下极靴上，避免了因密封件内磁性液体量减少导致的密封失效。

Claims (2)

1.一种零泄漏磁性液体密封柱塞式阀门，其特征在于：该阀门包括手轮螺母(1)、手轮(2)、螺钉(3)、阀杆螺母(4)、阀盖(5)、阀杆(6)、螺柱(7)、螺母(8)、上极靴(9)、上永磁体(10)、孔架(11)、柱塞(12)、端盖(13)、下极靴(14)、下永磁体(15)、柔性石墨密封环(16)、阀体(17)。
手轮(2)与阀杆(6)通过手轮螺母(1)采用螺纹连接固定；
阀杆(6)与阀盖(5)通过阀杆螺母(4)连接；
阀盖(5)与阀体(17)通过螺栓(7)、(8)连接；
柱塞(12)与阀杆(6)连接；
上极靴(9)与上永磁体(10)和下极靴(14)、下永磁体(15)、柔性石墨密封环(16)被孔架(11)夹装在阀盖和阀体之间，通过螺栓(7)、(8)施加在阀盖(5)上的载荷把密封环压牢；
在阀体闭合时磁液在柱塞(12)和上极靴(9)，还有柱塞(12)和下极靴(14)之间的间隙处形成密封。当阀门程开启状态时，柱塞(12)仅与上磁靴(9)形成磁性液体密封，而柱塞(12)和下极靴(14)之间的磁液随着柱塞(12)的上移都汇集到下极靴(14)与下永磁体(15)之间的凹槽中，不具有密封性并且可防止磁液被介质冲走。
2.根据权利要求1所述的一种采用磁性液体密封的零泄漏柱塞式阀门，其特征在于制作端盖(13)与阀体(17)上螺纹孔配合。当阀门工作达到一定时间密封间隙中的磁性液体减少时，可通过并注射器将磁性液体注入阀体内部，磁性液体受到磁力作用吸附在上下极靴上，避免了因密封件系内磁性液体量减少导致的密封失效。
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