CN111706709A - 用于高压阀门的低渗漏密封垫圈 - Google Patents

Abstract

本发明介绍一种用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，属于调节阀密封技术领域，若干个螺母、螺栓连接阀门的中法兰形成外间隙和内间隙；阀体与阀盖两者之间预设有榫槽，内、外间隙位于榫槽的边角；榫槽内置低渗漏密封垫圈；低渗漏密封垫圈的内边缘与外边缘分别各镶嵌有三角形形状的三角挡环；两个三角挡环分别对应堵住榫槽边角的两处间隙；榫槽整体为环形，环形榫槽的垂直截面为长方形，榫槽内壁与低渗漏密封垫圈表面吻合接触；由金属材料制成的三角挡环包括外三角挡环和内三角挡环，三挡角环起到阻止密封垫圈产出的塑性变形从两处间隙溢出。应用本发明的调节阀，受压力后平衡状态良好，阻止高压下的低渗漏，可承受32兆帕~35兆帕的压强。

Description

用于高压阀门的低渗漏密封垫圈

技术领域

本发明涉及一种密封垫，特别是涉及一种用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，主要用于高压阀门法兰阻止低渗漏，属于调节阀密封技术领域。

背景技术

调节阀调节阀又名控制阀，在工业自动化过程控制领域中，通过接受调节控制单元输出的控制信号，借助动力操作去改变介质流量、压力、温度、液位等工艺参数的最终控制元件。一般由执行机构和阀门组成。如果按行程特点，调节阀可分为直行程和角行程；按其所配执行机构使用的动力，可以分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀三种；按其功能和特性分为线性特性，等百分比特性及抛物线特性三种。调节阀适用于空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品等介质。调节阀有气动调节阀，电动调节阀，液动调节阀，自力式调节阀，在管道中起可变阻力的作用，它改变工艺流体的紊流度或者在层流情况下提供一个压力降，压力降是由改变阀门阻力或“摩擦”所引起的。

密封垫片，是一种用于机械、设备、管道只要是有流体的地方就是用的密封备件，使用内外部，起密封作用的材料。密封垫片是以金属或非金属板状材质，经切割，冲压或裁剪等工艺制成，用于管道之间的密封连接，机器设备的机件与机件之间的密封连接。按材质可分为金属密封垫片和非金属密封垫片。金属的有铜垫片，不锈钢垫片，铁垫片，铝垫片等。非金属的有石棉垫片，非石棉垫片，纸垫片，橡胶垫片等。

垫片密封在现代工业企业中占有很重要的地位，密封的好坏直接关系到生产的连续、财产的安全、节能与环保以及人们的身心健康，因此垫片的发展越来越受到人们的重视。随着现代工业特别是近代石油、化学工业、原子能工业、大型电站的兴起，压力容器向高温、高压、高真空、深冷和大型化、多系列方向发展，对垫片密封不断提出新的要求，各种新型材料新型结构不断出现，其密封性能也是千差万别。此外，压力的波动，温度的变化，螺栓预紧力的松弛，法兰的倾斜、错位，密封面的缺陷，介质的腐蚀都会对密封效果产生很大的影响。

选用合适的密封垫片是保证密封效果的关键之所在。

为了克服现有技术中仅仅使用软密封环易被破坏导致调节阀泄露、难以承受压强高于10兆帕的工况，有必要设计一种用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，应用这种密封垫圈的调节阀，阻止高压下的低渗漏，可以承受30兆帕及以上的压强。

现有技术中，在调节阀内采用多层金属密封垫圈或三层混合结构密封垫圈（其上下两层金属垫加中间一层非金属材料的软密封），使用时间久了，由于这些密封垫圈受压力不够均匀，在中法兰内壁结合的间隙处容易发生轻微渗漏。

发明内容

现代化工厂的控制中，调节阀起着十分重要的作用。调节阀泄露等级的高低直接影响最终的产品的质量和经济效益，为了解决调节阀在严密切断工况下达到低渗漏的目的，国内各控制阀厂商通常的做法是在阀座和阀芯密封面处直接嵌入聚四氟乙烯密封环，达到高的泄露等级的要求，但是这种结构有一些弊端，此类结构首先要限定阀座密封力的大小，如果密封力过大则导致阀座处的密封环出现难以逆转的变形，再次开启后关闭时就容易失效，其次阀芯、阀杆等组件在调节过程中对密封环多次冲击造成密封环表面冲蚀破坏，压强高于10兆帕时，密封效果不良，容易导致渗漏，所以此类结构难以承受压强高于10兆帕的工况。

1．要解决的技术问题

冷流是在常温下，塑料、橡胶、金属等固体在负荷下发生形变，去负荷后不能恢复原形的变形现象。

针对“冷流；现有技术中仅仅使用软密封环易被破坏导致调节阀泄露、难以承受压强高于10兆帕的工况；密封垫圈受压力不够均匀，在中法兰内壁结合的间隙处容易发生轻微渗漏。”等问题，申请人发明构想一种用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，本发明的密封垫圈的外表面与榫槽内壁吻合接触，其内边缘与外边缘分别各镶嵌有金属材料制成的挡环，两个挡环分别对应堵住榫槽内两处间隙（即为：中法兰内壁结合的间隙处），高压应用中，本发明的密封垫圈整体上保持受力均匀，可以阻止高压下的低渗漏，可以承受30兆帕及以上的压强，甚至35兆帕的压强。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

本发明所申请的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，适用的高压阀门包括相对于芯杆组件上下对称的下腔室与上腔室，所适用的高压阀门还包括中法兰，所述中法兰由阀盖和阀体两者构成，阀盖与芯杆组件之间竖向排布有填料函，阀盖与位于上腔室上方的阀体二者通过若干个螺母、螺栓固定连接并压紧，若干个螺母、螺栓连接中法兰形成间隙，所述间隙包括外间隙和内间隙；所述阀体与所述阀盖两者之间预设有榫槽，所述外间隙位于榫槽的外上角，所述内间隙位于榫槽的内下角；

所述榫槽内放置低渗漏密封垫圈；所述低渗漏密封垫圈的内边缘与外边缘分别各镶嵌有三角形形状的三角挡环；两个三角挡环分别对应堵住所述榫槽边角的“外间隙和内间隙”。

本发明申请的低渗漏密封垫圈整体作用主要是密封，具体而言，当上腔室充满高压介质时，本发明申请的低渗漏密封垫圈整体阻止高压介质从中法兰内的间隙、溢出及渗漏。

更为优选的是：所述榫槽整体为环形，所述环形榫槽的垂直截面为长方形，所述榫槽内壁与所述低渗漏密封垫圈表面吻合接触；

所述三角挡环为两个，分别是外三角挡环和内三角挡环，三角挡环由金属材料制成。

所述低渗漏密封垫圈由外三角挡环、软密封圈和内三角挡环三者组合安装构成一体，三者安装顺序是，内三角挡环先平放，接着把软密封圈与内三角挡环套接吻合，使得二者底面位于同一水平面，最后再安装外三角挡环，外三角挡环与软密封圈二者的上表面吻合一致形成同一水平面，使得三者紧密贴合且构成一体的低渗漏密封垫圈整体为圆环状，所述软密封圈由非金属材料制成；由于软密封圈采用非金属材料，其密封及抗渗漏效果良好。

外三角挡环、内三角挡环二者为间距相等的同心圆环，即为：外三角挡环、内三角挡环二者同一圆心，二者间距均等，二者分别位于低渗漏密封垫圈的外、内边缘，两者的最小垂直截面均为直角三角形。所述低渗漏密封垫圈受挤压变形产生密封力起到密封作用；使用状态下，本发明申请的密封垫圈受挤压变形并对内三角挡环、外三角挡环产生挤压，其内三角挡环、外三挡角环起到阻止密封垫圈产出的塑性变形从所述两处间隙溢出。

在以上技术方案中，更为优选的是，俯视水平放置的所述低渗漏密封垫圈，其水平方向的环形宽面上，外三角挡环与软密封圈宽度比的范围是“1：7至1：3”。

在以上技术方案中，更为优选的是，其水平的环形宽面上，外三角挡环与软密封圈宽度比的范围是1：5。

在以上技术方案中，更为优选的是，水平放置所述低渗漏密封垫圈，其垂直方向的环形的内外两侧面上，即低渗漏密封垫圈的高度所在侧面，内三角挡环、外三角挡环两者与软密封圈宽度比相同，该宽度比范围是“1：6至1：4.5”。

在以上技术方案中，在所述低渗漏密封垫圈环形的内外两侧面上，内三角挡环、外三角挡环两者与软密封圈宽度比均为1：4。

在以上技术方案中，进一步的，所述内三角挡环、外三角挡环两者均为金属材料制成的挡环，所述软密封圈采用聚四氟乙稀材料。

在以上技术方案中，更具体的是，所述内三角挡环、外三角挡环为不锈钢材料和或碳素钢材料。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本申请的密封垫圈由内外两侧的金属挡环与软密封圈三者构成，三者分别受压力其合力使密封垫圈整体保持平衡，外三角挡环与内三角挡环对应堵住榫槽内两处间隙，减轻冷流的影响。

（2）本发明申请的密封垫圈，其内、外边缘分别镶嵌有金属挡环，一方面金属挡环耐磨，另一方面金属挡环抗压，内外两侧的金属挡环与软密封圈三者组合安装构成一体的密封垫整体，该密封垫整体在高压下变形较小，密封效果优良。

（3）使用状态下，本发明申请的密封垫圈受挤压变形并对内三角挡环、外三角挡环产生挤压，其内三角挡环、外三挡角环起到阻止密封垫圈产出的塑性变形从所述两处间隙溢出的作用。

（4）应用本申请的密封垫圈的调节阀，受压力后该密封垫圈整体平衡状态良好，阻止高压下的低渗漏，可以承受32兆帕~35兆帕的压强。

附图说明

图1为按照本发明的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈的一实施例的整体剖面结构示意图；

图2为按照本发明的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈的另一实施例中的“榫槽”结构局部放大结构示意图；

图3为按照本发明的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈的一优选实施例中的“密封垫”结构俯视图；

图4为按照本发明的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈的一实施例中的“密封垫”整体结构示意图；

图5为按照本发明的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈的一实施例中的“外三角挡环”受力示意图；

图6为按照本发明的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈的一实施例中的“软密封圈”受力示意图；

图7为按照本发明的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈的一实施例中的“内三角挡环”受力示意图。

图中标号说明：

101下腔室，102芯杆组件，103螺母，104螺栓，105填料函，106阀盖，107榫槽，107-1外间隙，107-3内间隙；

108低渗漏密封垫圈，1081外三角挡环，1082软密封圈，1083内三角挡环；

109阀体，1010上腔室。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下再列举出几个优选实施例或应用实施例，以帮助本领域技术人员更好的理解本发明的技术内容以及本发明相对于现有技术所做出的技术贡献：

优选实施例一：

如图1-图7所示，本实施例提供的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，高压阀门包括相对于芯杆组件102上下对称的下腔室101与上腔室1010，高压阀门还包括中法兰，中法兰由阀盖106和阀体109两者构成，阀盖106与芯杆组件102之间竖向排布有填料函105，阀盖106与位于上腔室1010上方的阀体109二者通过若干个螺母103、螺栓104固定连接并压紧，其特征在于：

若干个螺母103、螺栓104连接中法兰形成间隙，间隙包括外间隙107-1和内间隙107-3；阀体109与阀盖106两者之间预设有榫槽107，外间隙107-1位于榫槽107的外上角，内间隙107-3位于榫槽107的内下角；

榫槽107内放置低渗漏密封垫圈108；低渗漏密封垫圈108的内边缘与外边缘分别各镶嵌有三角形形状的三角挡环；两个三角挡环分别对应堵住榫槽107边角的两处间隙107-1、107-3。

本发明申请的低渗漏密封垫圈108整体作用主要是密封，具体而言，当上腔室1010充满高压介质时，本发明申请的低渗漏密封垫圈108整体阻止高压介质从中法兰内的间隙107-1、107-3溢出及渗漏；

在本实施例中，榫槽107整体为环形，环形榫槽107的垂直截面为长方形，榫槽107内壁与低渗漏密封垫圈108表面吻合接触；

三角挡环为两个，分别是外三角挡环1081与内三角挡环1083，两个三角挡环均由金属材料制成。

在本实施例中，低渗漏密封垫圈108由外三角挡环1081、软密封圈1082和内三角挡环1083三者组合安装构成一体，软密封圈1082由非金属材料制成；由于软密封圈1082采用非金属材料，其密封及抗渗漏效果良好。

外三角挡环1081、内三角挡环1083二者为间距相等的同心圆环，即为：外三角挡环1081、内三角挡环1083二者同一圆心，二者间距均等，二者分别位于低渗漏密封垫圈108的外、内边缘，两者的最小垂直截面均为直角三角形。

优选实施例二：

如图1-图7所示，本实施例提供的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，与优选实施例一原理相同，在本实施例中，俯视水平放置的低渗漏密封垫圈108，其水平方向的环形宽面上，外三角挡环1081与软密封圈1082宽度比的范围是“1：7至1：3”。

在本实施例中，其水平的环形宽面上，外三角挡环1081与软密封圈1082宽度比的范围是1：5。

优选实施例三：

如图1-图7所示，本实施例提供的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，与优选实施例一原理相同，在本实施例中，水平放置低渗漏密封垫圈108，其垂直方向的环形的内外两侧面上即低渗漏密封垫圈108的高度所在侧面，内三角挡环1083、外三角挡环1081两者与软密封圈1082宽度比相同，该宽度比范围是“1：6至1：4.5”。

更为具体的，在本实施例中，低渗漏密封垫圈108环形的内外两侧面上，内三角挡环1083、外三角挡环1081两者与软密封圈1082宽度比均为1：4。

优选实施例四：

如图1-图7所示，本实施例提供的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，与优选实施例一原理相同，在本实施例中，内三角挡环1083、外三角挡环1081两者均为金属材料制成的挡环，软密封圈1082采用聚四氟乙稀材料。

优选实施例五：

如图1-图7所示，本实施例提供的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，与优选实施例一原理相同，在本实施例中，内三角挡环1083、外三角挡环1081均为不锈钢材料。

优选实施例六：

如图1-图7所示，本实施例提供的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，与优选实施例一原理相同，在本实施例中，内三角挡环1083、外三角挡环1081均为碳素钢材料。

本发明使用说明及注意事项：

本发明申请的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈使用之前，参照说明书附图3、附图4，先组装：首先，平放内三角挡环1083，接着把软密封圈1082与内三角挡环1083套接吻合，使得二者底面位于同一水平面，最后安装外三角挡环1081，使外三角挡环1081与软密封圈1082二者的上表面吻合一致形成同一水平面，使得三者紧密贴合且构成一体。

本发明申请的低渗漏密封垫圈108整体作用主要是密封，具体而言，当上腔室1010充满高压介质时，本发明申请的低渗漏密封垫圈108整体阻止高压介质从中法兰内的间隙107-1、107-3溢出及渗漏；

低渗漏密封垫圈108受挤压变形产生密封力起到密封作用；密封垫圈1082受挤压变形并对内三角挡环1081、外三角挡环1083产生挤压，其内三角挡环1081、外三挡角环1083阻止密封垫圈1082产出的塑性变形从间隙107-1、107-3溢出。

把组装完成的密封垫圈108，放入阀体109与所述阀盖106两者之间预设的榫槽107内，使得榫槽107内壁与密封垫圈108表面吻合接触；

逐步固定连接中法兰的若干个螺母103、螺栓104，先拧紧两条交叉的对角线方向上的所有螺母103和螺栓104，再全部对称拧上并紧固。

以上，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，所述高压阀门包括相对于芯杆组件（102）上下对称的下腔室（101）与上腔室（1010），所述高压阀门还包括中法兰，所述中法兰由阀盖（106）和阀体（109）两者构成，阀盖（106）与芯杆组件（102）之间竖向排布有填料函（105），阀盖（106）与位于上腔室（1010）上方的阀体（109）二者通过若干个螺母（103）、螺栓（104）固定连接并压紧，其特征在于：

若干个螺母（103）、螺栓（104）连接中法兰形成间隙，所述间隙包括外间隙（107-1）和内间隙（107-3）；所述阀体（109）与所述阀盖（106）两者之间预设有榫槽（107），所述外间隙（107-1）位于榫槽（107）的外上角，所述内间隙（107-3）位于榫槽（107）的内下角；

所述榫槽（107）内放置低渗漏密封垫圈（108）；所述低渗漏密封垫圈（108）的内边缘与外边缘分别各镶嵌有三角形形状的三角挡环；两个三角挡环分别对应堵住所述榫槽（107）边角的两处间隙（107-1、107-3）。

2.根据权利要求1所述的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，其特征在于：所述榫槽（107）整体为环形，所述环形榫槽（107）的垂直截面为长方形，所述榫槽（107）内壁与所述低渗漏密封垫圈（108）表面吻合接触；

三角挡环包括外三角挡环（1081）、内三角挡环（1083），三角挡环由金属材料制成。

3.根据权利要求2所述的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，其特征在于，

所述低渗漏密封垫圈（108）由外三角挡环（1081）、软密封圈（1082）和内三角挡环（1083）三者组合安装构成一体，所述软密封圈（1082）由非金属材料制成；

外三角挡环（1081）、内三角挡环（1083）二者为间距相等的同心圆环，二者分别位于低渗漏密封垫圈（108）的外、内边缘，两者的最小垂直截面均为直角三角形。

4.根据权利要求3所述的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，其特征在于，俯视水平放置的所述低渗漏密封垫圈（108），其水平方向的环形宽面上，外三角挡环（1081）与软密封圈（1082）宽度比的范围是“1：7至1：3”。

5.根据权利要求4所述的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，其特征在于，其水平的环形宽面上，外三角挡环（1081）与软密封圈（1082）宽度比的范围是1：5。

6.根据权利要求3所述的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，其特征在于，水平放置所述低渗漏密封垫圈（108），其垂直方向的环形的内外两侧面上，内三角挡环（1083）、外三角挡环（1081）两者与软密封圈（1082）宽度比相同，该宽度比范围是“1：6至1：4.5”。

7.根据权利要求6所述的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，其特征在于，所述低渗漏密封垫圈（108）环形的内外两侧面上，内三角挡环（1083）、外三角挡环（1081）两者与软密封圈（1082）宽度比均为1：4。

8.根据权利要求1至7任一项所述的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，其特征在于，所述内三角挡环（1083）、外三角挡环（1081）两者均为金属材料制成的挡环，所述软密封圈（1082）采用聚四氟乙稀材料。

9.根据权利要求8所述的用于高压阀门的低渗漏密封垫圈，其特征在于，所述内三角挡环（1083）、外三角挡环（1081）为不锈钢材料和或碳素钢材料。

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