CN105626956B - 波形填料密封结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种波形填料密封结构，位于阀盖的填料函内，包括设置在填料函内的至少一组填料组和两个填料衬垫，两个填料衬垫分别设置在所述填料组的底部和顶部，阀杆轴向贯穿所述填料组和填料衬垫，所述填料组包括至少两个波形填料，所述波形填料为环形，环形波形填料的内侧面与阀杆外表面倾斜且接触，环形波形填料的外侧面与填料函内壁倾斜且接触，且环形波形填料的截面为平滑起伏和下降的波形，相邻两个波形填料相互层叠且吻合。本发明的波形填料受挤压时易发生形变，能够贴紧阀杆和填料函内壁，波形填料的内侧面和外侧面与阀杆相互倾斜的补偿角的设计减少了阀杆与填料的接触面积，降低摩擦力，延长填料的使用寿命。

Description

波形填料密封结构
技术领域
本发明涉及一种填料密封结构，特别涉及一种直行程调节阀上使用的波形填料密封结构。
背景技术
目前阀门上使用的填料容易因为磨损导致阀门外漏，通常的补救办法是拧紧填料压盖上的锁紧螺母，压紧填料，维持填料的密封性能。但这样维持的时间较短，且大大增加了填料与阀杆间的摩擦力，容易导致阀门爬行，影响阀门性能，所以更换填料的次数比较频繁。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有填料在压紧时阀杆与填料间的摩擦力增大以及不能补救填料磨损的不足，本发明提供一种波形填料密封结构，挤压易变形且摩擦力小。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种波形填料密封结构，位于阀盖的填料函内，包括设置在填料函内的至少一组填料组和两个填料衬垫，两个填料衬垫分别设置在所述填料组的底部和顶部，阀杆轴向贯穿所述填料组和填料衬垫，所述填料组包括至少两个波形填料，所述波形填料为环形，环形波形填料的内侧面与阀杆外表面倾斜且接触，环形波形填料的外侧面与填料函内壁倾斜且接触，且环形波形填料的截面为平滑起伏的波形，相邻两个波形填料相互层叠且吻合。本发明的波形填料的内侧面与阀杆外表面倾斜，环形波形填料的外侧面与填料函内壁倾斜，有效减少波形填料与阀杆、填料函的接触面积，并且波形填料截面为波形，因此挤压易变形且摩擦力小，同时，当波形填料受到挤压时易发生形变，与填料函和阀杆倾斜的补偿角设计可以有效减少波形填料与阀杆和填料函的接触面积，当波形填料磨损严重时，再次压紧波形填料，波形填料的内侧面和外侧面与阀杆、填料函相互倾斜的补偿角会减小，没有磨损的部分会再次与阀杆和填料函接触达到初始密封效果，提高了密封效果。
所述波形填料在被挤压之前，环形波形填料的截面起伏的倾斜角α为22°～28°。在这一角度范围内，波形填料的表面起伏相对比较平缓，而且填料受挤压时易变形，不需要特别大的压紧力。
所述波形填料在被挤压之前，环形波形填料的内侧面和外侧面均与其中心轴线相互倾斜6°～8°。当填料受挤压时，由于横向和纵向综合挤压效果，该角度会减小，但与填料函和阀杆接触面积增加，在该角度变化范围内，填料对阀杆的摩擦力较小。
所述波形填料在被挤压之前，环形波形填料的截面起伏的倾斜角α为25°，且环形波形填料的内侧面和外侧面均与其中心轴线相互倾斜7°。当填料压紧力达到一定程度，波形填料与中心轴线倾斜的补偿角β会从7°减小到0°，而此时倾斜角α会从25°减小到18°或者更小，但填料作用于阀杆的摩擦力增大。从摩擦力角度分析，补偿角β为7°和倾斜角α为25°的组合，变形量密封效果最好，而且摩擦力不至于过大。
每组填料组由从上至下依次设置的上衬垫、波形填料和下衬垫组成，所述上衬垫的下表面具有与相邻的波形填料的上表面吻合的第一凹陷，所述下衬垫的上表面具有与相邻的波形填料的下表面吻合的第二凹陷。
每组填料组的上衬垫和下衬垫之间设置有三个所述的波形填料。
两个填料衬垫之间设置有两组填料组，且两组填料组之间具有减压环。
所述减压环的内侧壁和外侧壁上均设置有截面为矩形的环形凹槽。介质进入环形凹槽内，由于空间瞬间增大，介质流向会改变，并起到缓冲和减压作用。当第一组填料组无法完全密封时，介质到达并通过减压环时其压力和流速被降低，使第二组填料组达到更好的密封效果。
设置在填料组顶部的填料衬垫上设置有填料压盖。利用填料压盖将填料组压紧，实现可靠密封。
所述填料压盖的外侧壁上设有第一凹槽，所述填料压盖的内侧壁上设有第二凹槽，所述填料压盖通过设置在第一凹槽内的O型圈与填料函密封，所述填料压盖通过设置在第二凹槽内的微密封元件与阀杆密封。O型圈和微密封元件构成一道密封，确保填料部分的密封性能。
本发明的有益效果是，本发明的波形填料密封结构，波形填料受挤压时易发生形变，能够贴紧阀杆和填料函内壁，波形填料的内侧面和外侧面与阀杆相互倾斜的补偿角的设计减少了阀杆与波形填料的接触面积，降低摩擦力，延长波形填料的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的波形填料密封结构最优实施例的结构示意图。
图2是本发明的波形填料密封结构中的其中一组填料组的结构示意图。
图3是图2中波形填料的外形图。
图4是图2中波形填料的局部截面图。
图5是本发明的波形填料密封结构中的减压环的结构示意图。
图中1.阀盖，2.填料组，3.减压环，4.填料衬垫，5.填料压盖，6.防尘圈，7.O型圈，8.微密封元件，9.上衬垫，10.波形填料，11.下衬垫，12.第一凹陷，13.第二凹陷，14.阀杆，15.环形凹槽，16.螺栓，17.螺母，α.倾斜角，β.补偿角。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，本发明的一种波形填料密封结构，位于阀盖1的填料函内，包括设置在填料函内的两组填料组2和两个填料衬垫4，两个填料衬垫4分别设置在所述填料组2的底部和顶部，即两组填料组2设置在两个填料衬垫4之间，阀杆14轴向贯穿所述填料组2和填料衬垫4，两组填料组2之间具有减压环3。如图5所示，所述减压环3的内侧壁和外侧壁上均设置有截面为矩形的环形凹槽15。介质进入环形凹槽15内，由于空间瞬间增大，介质流向会改变，并起到缓冲和减压作用。当第一组填料组无法完全密封时，介质到达并通过减压环时其压力和流速会被降低，使第二组填料组达到更好的密封效果。
设置在填料组2顶部的填料衬垫4上设置有填料压盖5。所述填料压盖5的外侧壁上设有第一凹槽，所述填料压盖5的内侧壁上设有第二凹槽，所述填料压盖5通过设置在第一凹槽内的O型圈7与填料函密封，所述填料压盖5通过设置在第二凹槽内的微密封元件8与阀杆14密封，并利用螺栓16和螺母17压紧填料。其中，微密封元件8可以是X形氟橡胶密封圈。
如图2所示，每组填料组2由从上至下依次设置的上衬垫9、波形填料10和下衬垫11组成，所述上衬垫9的下表面具有与相邻的波形填料10的上表面吻合的第一凹陷12，所述下衬垫11的上表面具有与相邻的波形填料10的下表面吻合的第二凹陷13。每组填料组2的上衬垫9和下衬垫11之间设置有三个波形填料10。
所述波形填料10为环形，环形波形填料10的内侧面与阀杆14外表面倾斜且接触，环形波形填料10的外侧面与填料函内壁倾斜且接触，且环形波形填料10的截面为平滑起伏的波形，相邻两个波形填料10相互层叠且吻合。如图3、图4所示，所述波形填料10在被挤压之前，环形波形填料10的截面起伏的倾斜角α为25°，且环形波形填料10的内侧面和外侧面均与其中心轴线相互倾斜4°，即图中所标的补偿角β。波形填料10的内侧面与阀杆14外表面倾斜，环形波形填料10的外侧面与填料函内壁倾斜，有效减少波形填料10与阀杆14、填料函的接触面积，并且波形填料10截面为波形，因此挤压易变形且摩擦力小，同时，当波形填料10受到挤压时易发生形变，与填料函和阀杆14倾斜的补偿角设计可以有效减少波形填料10与阀杆14和填料函的接触面积，当波形填料10磨损严重时，再次压紧波形填料10，波形填料10的内侧面和外侧面与阀杆14、填料函相互倾斜的补偿角会减小，没有磨损的部分会再次与阀杆14和填料函接触达到初始密封效果，提高了密封效果。
三个波形填料10和上衬垫9、下衬垫11构成一组填料组，减压环3上部和下部各放置一组填料组，利用填料压盖5将两组填料组压紧，两组填料组构成两道密封，填料压盖5上的微密封元件8和O型圈7构成第三道密封，确保填料部分的密封性能。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种波形填料密封结构，位于阀盖(1)的填料函内，其特征在于：包括设置在填料函内的两个填料衬垫(4)，两个填料衬垫(4) 之间设置有两组填料组(2)，且两组填料组(2)之间具有减压环(3)；
所述减压环(3) 的内侧壁和外侧壁上均设置有截面为矩形的环形凹槽(15)；
两个填料衬垫(4)分别设置在所述填料组(2)的底部和顶部，阀杆(14)轴向贯穿所述填料组(2)和填料衬垫(4)，所述填料组(2)包括至少两个波形填料(10)，所述波形填料(10)为环形，环形波形填料(10)的内侧面与阀杆(14)外表面倾斜且接触，环形波形填料(10)的外侧面与填料函内壁倾斜且接触，且环形波形填料 (10)的截面为平滑起伏的波形，相邻两个波形填料(10)相互层叠且吻合。
2.如权利要求1所述的波形填料密封结构，其特征在于：所述波形填料(10)在被挤压之前，环形波形填料(10)的截面起伏的倾斜角α为22°～28°。
3.如权利要求2所述的波形填料密封结构，其特征在于：所述波形填料(10) 在被挤压之前，环形波形填料(10)的内侧面和外侧面均与其中心轴线相互倾斜6°～8°。
4.如权利要求3所述的波形填料密封结构，其特征在于：所述波形填料(10) 在被挤压之前，环形波形填料(10)的截面起伏的倾斜角α为25°，且环形波形填料(10)的内侧面和外侧面均与其中心轴线相互倾斜7°。
5.如权利要求1-4中任一项中所述的波形填料密封结构，其特征在于：每组填料组(2)由从上至下依次设置的上衬垫(9)、波形填料(10)和下衬垫(11) 组成，所述上衬垫(9)的下表面具有与相邻的波形填料(10)的上表面吻合的第一凹陷(12)，所述下衬垫(11)的上表面具有与相邻的波形填料(10)的下 表面吻合的第二凹陷(13)。
6.如权利要求5所述的波形填料密封结构，其特征在于：每组填料组(2) 的上衬垫(9)和下衬垫(11)之间设置有三个所述的波形填料(10)。
7.如权利要求1所述的波形填料密封结构，其特征在于：设置在填料组(2)顶部的填料衬垫(4)上设置有填料压盖(5)。
8.如权利要求7所述的波形填料密封结构，其特征在于：所述填料压盖(5)的外侧壁上设有第一凹槽，所述填料压盖(5)的内侧壁上设有第二凹槽，所述填料压盖(5)通过设置在第一凹槽内的O型圈(7)与填料函密封，所述填料压盖(5)通过设置在第二凹槽内的微密封元件(8)与阀杆(14)密封。
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