CN109357042A - 一种旋塞阀密封结构及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋塞阀密封结构及其使用方法，本发明的密封结构主要由金属弹性密封圈、弹簧和阀体密封槽组成；金属弹性密封圈的截面呈斜方槽型或方槽型，金属弹性密封圈以槽口侧嵌入阀体密封槽内，两槽相扣，两槽之间以弹簧相连，弹簧两端分别固定于金属弹性密封圈槽底与阀体密封槽槽底。本发明以弹簧弹力形成密封，避免了现有技术因加工精度误差及受热膨胀不均匀造成的不利影响。本发明的使用方法可以有效提高密封结构的使用寿命，保证密封良好。

Description

一种旋塞阀密封结构及其使用方法

技术领域

本发明属于阀门技术领域，具体地说，涉及一种旋塞阀密封结构及其使用方法。

背景技术

炼油厂延迟焦化装置中，在每两台焦炭塔前的进料位置和进料结合处，一般需要安装两台两通进料隔断阀和一台进料四通阀，用于对来自上游的高温渣油进料(温度一般为500～550℃)进行开关和切换进料操作，使之交替地进入两台焦炭塔。这样就使一台焦炭塔在生焦时另一台焦炭塔处于除焦状态，以保证延迟焦化装置连续生产。另外，在每两台焦炭塔的油气出口，一般还需要安装两台两通油气隔断阀、两台两通油气放空阀和一台油气环阀。上述的两通阀和四通阀通常采用高温球阀或高温旋塞阀，对于目前采用的旋塞阀，焦炭塔两侧阀门交替进料，阀门的操作压力和温度随之交替变化。另外，旋塞阀阀体一般采用铸造结构，阀门密封型式通常采用金属硬密封。在旋塞阀使用中，受加工精度误差、管口应力以及受热膨胀不均匀等因素影响，往往会出现阀门开关卡涩或密封蒸汽耗量过大等问题，从而影响高温旋塞阀的正常操作和使用。

发明内容

为了解决现有技术中旋塞阀因受加工精度误差、管口应力以及受热膨胀不均匀等影响而产生的阀门卡涩和蒸汽耗量过大的技术问题，本发明提供了一种旋塞阀密封结构及其使用方法。

本发明提供的旋塞阀密封结构主要由金属弹性密封圈、弹簧和阀体密封槽组成；金属弹性密封圈的截面呈斜方槽型或方槽型，金属弹性密封圈以槽口侧嵌入阀体密封槽内，两槽相扣，两槽之间以弹簧相连，弹簧两端分别固定于金属弹性密封圈槽底与阀体密封槽槽底。

金属弹性密封圈采用耐热金属材料制造，如0Cr19Ni9不锈钢等。

金属弹性密封圈槽口背面(即与旋塞外锥面接触的表面)设置有硬质合金表面硬化层。

金属弹性密封圈槽口背面与旋塞外锥面相配合，同样呈圆锥面，均采用大锥角设计。金属弹性密封圈槽口背面与阀体内锥面和旋塞外锥面在空间上平行。

金属弹性密封圈可以采用拼接式密封圈，也可以采用整体式密封圈，还可以采用分段式密封圈；上述各密封圈根据实际情况，可以单独使用，也可以组合使用。

所述拼接式密封圈由位于流道上方的上圈环形密封圈、位于流道下方的下圈环形密封圈和构成每个侧向出口两侧的条形密封条中的至少两根条形密封条拼接组合而成；为满足流道上、下两圈环形密封圈压紧和松驰时的收缩和膨胀，所述上下两圈环形密封圈上与条形密封条配合的对应位置预留有伸缩缝；每根条形密封条可以供一个侧向出口使用，也可供两个侧向出口共用；如：电动两通旋塞阀至少包含两根条形密封条，电动四通旋塞阀至少包含三根条形密封条。

所述整体式密封圈可以采用上下两侧为弧形、左右两侧为直边的圆锥截面型或采用周边均为弧形的椭球型。

所述分段式密封圈整体呈圆环形，由等长的2～6段圆弧段围成，圆弧段间留有伸缩缝。

所述弹簧为圆锥型弹簧或蝶型弹簧，采用高温耐热金属材料制成。

所述阀体密封槽上设置有蒸汽吹扫通道。

本发明还提供了一种旋塞阀密封结构的使用方法，该方法包括如下步骤：

1)阀门开关时，先启动电动提升执行机构，电动提升执行机构通过阀杆提升旋塞，使旋塞与金属弹性密封圈脱离接触；

2)启动电动旋转执行机构，电动旋转执行机构通过阀杆使旋塞旋转至阀门开关位置；

3)再次启动电动提升执行机构，电动提升执行机构通过阀杆落下旋塞，使旋塞下降压紧金属弹性密封圈，利用弹簧的弹力形成密封。

所述执行机构也可考虑采用电液或气动执行机构。

采用本发明，具有如下的有益效果：

(1)在阀门正常操作时，可通过电动提升执行机构和电动旋转执行机构控制旋塞阀旋塞的提升、旋转、下降操作。在阀门旋转时，旋塞与金属弹性密封圈不接触，在旋塞阀下降时，旋塞压紧金属弹性密封圈，利用弹簧弹力形成密封。

(2)与金属硬密封型式的旋塞阀相比，可通过设定电动提升执行机构和电动旋转执行机构的操作力矩，控制电动提升执行机构和电动旋转执行机构的输出力矩，从而间接调节和控制旋塞压紧金属弹性密封圈时施加于弹簧的弹簧力，从而既保证阀门密封可靠，又防止因弹簧压得过紧而产生过大的压紧力和摩擦力，造成阀门开关受阻。

(3)通过阀体密封槽上设置的蒸汽吹扫通道，对阀体密封槽与金属弹性密封圈对扣的凹槽内及其内装设的弹簧进行蒸汽吹扫，可有效防止介质、焦粉及其他异物进入，保证弹簧的可靠操作。

本发明主要用于炼油厂延迟焦化装置中的两通阀和四通阀，当然也可以用于三通阀以及其它具有更多通道的阀，如5～16通道的阀，当然也可用于其他含固体颗粒的高温旋塞阀。

附图说明

图1是本发明的密封结构的结构示意图；

图2是本发明密封结构中的拼接式密封圈用于四通旋塞阀时的结构示意图；

图3是图2中拼接式密封圈中的环形密封圈主视图的结构示意图；

图4是图3的俯视图的结构示意图；

图5是图2中拼接式密封圈中的条形密封条主视图的结构示意图；

图6是图5的右视图的结构示意图；

图7是图5俯视图的剖面结构示意图；

图8是本发明密封结构中的分段式密封圈的结构示意图；

图9是本发明密封结构中的圆锥截面型整体式密封圈和分段式密封圈组合使用时的结构示意图；

图10是图9中圆锥截面型整体式密封圈的结构示意图；

图11是图10的立体构造结构示意图；

图12是图10中A-A剖面的结构示意图；

图13是图10中B-B剖面的结构示意图；

图14是图10的轴测图所示的结构示意图；

图15是本发明密封结构中的椭球型整体式密封圈和分段式密封圈组合使用时的结构示意图；

图16是图15中椭球型整体式密封圈的主视结构示意图；

图17是图15中椭球型整体式密封圈的俯视结构示意图；

图18是图15中椭球型整体式密封圈的侧视结构示意图；

图19是本发明密封结构用于四通旋塞阀时安装位置的结构示意图。

图中：1-阀体，2-旋塞，3-阀体密封槽，4-弹簧，5-金属弹性密封圈，6-硬质合金表面硬化层，7-上圈环形密封圈，8-条形密封条，9-侧向出口，10-下圈环形密封圈，11-流道，12-圆锥截面型整体式密封圈，13-分段式密封圈，14-椭球型整体式密封圈，15-电动提升执行机构，16-电动旋转执行机构，17-阀杆，18-蒸汽吹扫通道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。

如图1所示，本发明的密封结构主要由金属弹性密封圈5、弹簧4和阀体密封槽组3成；阀体密封槽3设于阀体1上，金属弹性密封圈5槽口背面(即与旋塞2外锥面接触的表面)设置有硬质合金表面硬化层6。

图2～图7给出了本发明的密封结构采用拼接式密封圈用在四通旋塞阀上时的结构。四通旋塞阀设有一个底部进口和三个侧向出口。所用的拼接式密封圈由位于流道11上方的上圈环形密封圈7、位于流道11下方的下圈环形密封圈10和构成包括侧向出口9在内的三个侧向出口两侧的三根条形密封条8组成。上下两圈环形密封圈上与条形密封条8配合的对应位置各预留有三处伸缩缝。

图8给出了本发明密封结构的分段式密封圈的一种结构示意图。图中的分段式密封圈整体呈圆环形，由等长的4段圆弧段围成，圆弧段间留有伸缩缝。

图9～图14给出了是本发明密封结构中的圆锥截面型整体式密封圈和分段式密封圈组合使用时的结构示意图。图中，侧向出口9外围设置圆锥截面型整体式密封圈12，流道11下方设有分段式密封圈13。图14的轴测图清楚显示了该整体式密封圈呈圆锥截面型。

图15～图18给出了本发明密封结构中的椭球型整体式密封圈和分段式密封圈组合使用时的结构示意图。图中，侧向出口9的外围设置椭球型整体式密封圈14，流道11下方设有分段式密封圈13。图16～图18清楚显示了该整体式密封圈呈椭球型。

图19是本发明的密封结构用于四通旋塞阀时安装位置的结构示意图。下面结合图19对本发明密封结构的使用方法进行描述：

1)阀门开关时，先启动电动提升执行机构15，电动提升执行机构15通过阀杆17提升旋塞2，使旋塞2与金属弹性密封圈5脱离接触；

2)启动电动旋转执行机构16，电动旋转执行机构16通过阀杆17使旋塞2旋转至阀门开关位置；

3)再次启动电动提升执行机构15，电动提升执行机构15通过阀杆17落下旋塞2，使旋塞2下降压紧金属弹性密封圈5，利用弹簧4的弹力形成密封。

通过在阀体1的阀体密封槽上设置蒸汽吹扫通道18，对阀体密封槽3(见图1)与金属弹性密封圈5对扣的凹槽内及其内装设的弹簧4进行蒸汽吹扫，可有效防止介质、焦粉及其他异物进入，保证弹簧4的可靠操作。

Claims (14)

1.一种旋塞阀密封结构，其特征在于：主要由金属弹性密封圈、弹簧和阀体密封槽组成；金属弹性密封圈的截面呈斜方槽型或方槽型，金属弹性密封圈以槽口侧嵌入阀体密封槽内，两槽相扣，两槽之间以弹簧相连，弹簧两端分别固定于金属弹性密封圈槽底与阀体密封槽槽底。

2.根据权利要求1所述的旋塞阀密封结构，其特征在于：所述的金属弹性密封圈为拼接式密封圈、整体式密封圈或分段式密封圈。

3.根据权利要求2所述的旋塞阀密封结构，其特征在于：所述拼接式密封圈由位于流道上方的上圈环形密封圈、位于流道下方的下圈环形密封圈和构成每个侧向出口两侧的条形密封条中的至少两根条形密封条拼接组合而成；所述上下两圈环形密封圈上与条形密封条配合的对应位置预留有伸缩缝。

4.根据权利要求2所述的旋塞阀密封结构，其特征在于：所述整体式密封圈为上下两侧为弧形、左右两侧为直边的圆锥截面型或周边均为弧形的椭球型。

5.根据权利要求2所述的旋塞阀密封结构，其特征在于：所述分段式密封圈整体呈圆环形，由等长的2～6段圆弧段围成，圆弧段间留有伸缩缝。

6.根据权利要求1～5任一所述的旋塞阀密封结构，其特征在于：所述的金属弹性密封圈槽口背面设置有硬质合金表面硬化层。

7.根据权利要求1～5任一所述的旋塞阀密封结构，其特征在于：所述的金属弹性密封圈槽口背面与旋塞外锥面相配合，呈圆锥面、大锥角，金属弹性密封圈槽口背面与阀体内锥面和旋塞外锥面在空间上平行。

8.根据权利要求1～5任一所述的旋塞阀密封结构，其特征在于：所述阀体密封槽上设置有蒸汽吹扫通道。

9.根据权利要求1～5任一所述的旋塞阀密封结构，其特征在于：所述弹簧为圆锥型弹簧或蝶型弹簧，由高温耐热金属材料制成。

10.根据权利要求1～5任一所述的旋塞阀密封结构，其特征在于：所述金属弹性密封圈采用耐热金属材料制造。

11.一种权利要求1～5任一所述的旋塞阀密封结构的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

1)阀门开关时，先启动电动提升执行机构，电动提升执行机构通过阀杆提升旋塞，使旋塞与金属弹性密封圈脱离接触；

2)启动电动旋转执行机构，电动旋转执行机构通过阀杆使旋塞旋转至阀门开关位置；

3)再次启动电动提升执行机构，电动提升执行机构通过阀杆落下旋塞，使旋塞下降压紧金属弹性密封圈，利用弹簧的弹力形成密封。

12.一种权利要求6所述的旋塞阀密封结构的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

1)阀门开关时，先启动电动提升执行机构，电动提升执行机构通过阀杆提升旋塞，使旋塞与金属弹性密封圈脱离接触；

2)启动电动旋转执行机构，电动旋转执行机构通过阀杆使旋塞旋转至阀门开关位置；

3)再次启动电动提升执行机构，电动提升执行机构通过阀杆落下旋塞，使旋塞下降压紧金属弹性密封圈，利用弹簧的弹力形成密封。

13.一种权利要求7所述的旋塞阀密封结构的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

1)阀门开关时，先启动电动提升执行机构，电动提升执行机构通过阀杆提升旋塞，使旋塞与金属弹性密封圈脱离接触；

2)启动电动旋转执行机构，电动旋转执行机构通过阀杆使旋塞旋转至阀门开关位置；

3)再次启动电动提升执行机构，电动提升执行机构通过阀杆落下旋塞，使旋塞下降压紧金属弹性密封圈，利用弹簧的弹力形成密封。

14.一种权利要求8所述的旋塞阀密封结构的使用方法，其特征在于包括如下步骤：

1)阀门开关时，先启动电动提升执行机构，电动提升执行机构通过阀杆提升旋塞，使旋塞与金属弹性密封圈脱离接触；

2)启动电动旋转执行机构，电动旋转执行机构通过阀杆使旋塞旋转至阀门开关位置；

3)再次启动电动提升执行机构，电动提升执行机构通过阀杆落下旋塞，使旋塞下降压紧金属弹性密封圈，利用弹簧的弹力形成密封。