CN112066022A - 燃气系统的值班气控制阀 - Google Patents

Abstract

一种燃气系统的值班气控制阀，包括阀体、阀座、阀盖、套筒、阀芯以及波纹管组件，套筒安装在安装腔内且套装在所述阀座外部，阀体的两端开设进口与出口形成输送通道，阀芯与阀座之间设置双密封结构，所述阀芯与套筒之间设置正向密封件与反向密封件，所述正向密封件包括第一格莱圈、正向平衡密封圈、星型圈，反向密封件包括反向平衡密封圈与第二格莱圈，正向平衡密封圈设置开口朝上的金属弹簧及O型圈，所述反向平衡密封圈设置开口朝下的金属弹簧及O型圈，所述星型圈具有凸出的密封部，所述密封部与内衬套、套筒密封相接。本发明设置双向密封结构，能够实现正向压力与反向全压下的零泄漏。

Description

燃气系统的值班气控制阀

技术领域

本发明涉及燃气系统领域，尤其是指一种燃气系统的值班气控制阀。

背景技术

燃气系统由天然气紧急切断阀、天然气控制阀、值班气控制阀、天然气放散阀和天然气燃烧器组成。值班气控制阀也是一种紧密不漏、故障安全的截止阀。它除了控制值班气的质量流量外，还是排放气体密封中的一部分。在预混燃烧模式下，保证可靠的引燃火焰，此外，它也是液压控制的，具有关断功能。现有的值班气控制阀仍具有密封不严的缺点，容易发生泄露，尤其是在一些高压、高温工况下，其密封效果更不理想。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种燃气系统的值班气控制阀。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种燃气系统的值班气控制阀，包括阀体、阀座、阀盖、套筒、阀芯以及波纹管组件，所述阀盖安装在阀体上部，阀盖与阀体之间形成安装腔，阀芯安装在波纹管组件的一端，套筒安装在安装腔内且套装在所述阀座外部，阀芯与套筒之间设置内衬套，所述阀体的两端开设进口与出口，进口与出口连通形成输送通道，所述输送通道与安装腔连通，所述阀芯与阀座之间设置双密封结构，所述阀芯与套筒之间设置正向密封件与反向密封件，所述正向密封件包括从下向上间隔设置的第一格莱圈、正向平衡密封圈、星型圈，所述反向密封件包括从下向上间隔设置的反向平衡密封圈与第二格莱圈，所述正向平衡密封圈设置开口朝上的金属弹簧以及位于所述金属弹簧内的O型圈，所述反向平衡密封圈设置开口朝下的金属弹簧以及位于该金属弹簧内的O型圈，所述金属弹簧被压缩积蓄弹性势能，所述星型圈具有凸出的密封部，所述密封部分别与对应的内衬套、套筒密封相接。

较佳的，所述内衬套设置下部密封槽，星型圈位于该下部密封槽内，星型圈的密封部包括上下两两对称设置的上密封部与下密封部，所述上密封部与下密封部与套筒之间形成弧形槽，与套筒密封接触一侧的上密封部具有两个密封面，其中一个密封面与内衬套之间具有径向接触应力形成一级密封，另一个密封面与套筒之间具有轴向接触应力形成二级密封。

较佳的，所述星型圈与内衬套密封接触一侧的上密封部具有两个密封面，其中一个密封面与内衬套之间具有径向接触应力形成一级密封，另一个密封面与内衬套之间具有轴向接触应力形成二级密封。

较佳的，所述内衬套与套筒之间设置上部密封槽，所述正向平衡密封圈密封的安装在套筒与阀芯之间且通过所述内衬套在轴向压紧限位，所述反向平衡密封圈密封安装在上部密封槽内且其底部与内衬套之间形成轴向压紧力。

较佳的，所述燃气系统的值班气控制阀还设置阀芯压板，所述阀芯压板通过连接件固定安装在阀芯上部，阀芯压板外周设置压板密封槽，阀芯在对应正向平衡密封圈下部的位置设置阀芯密封槽，所述第一格莱圈安装在阀芯密封槽内，第二格莱圈安装在压板密封槽内。

较佳的，所述双密封结构包括设置在阀体与阀座之间的O型密封圈与设置在阀座顶部的阀座密封圈，所述阀座密封圈包括平行两个设置的密封环及连接在密封环之间的连接环，位于上部的密封环具有双密封面，所述双密封面包括一个竖直设置的环形密封面以及与环形密封面相交的锥形密封面。

较佳的，阀座顶部设置环槽，所述阀座密封圈位于下部的密封环安装在该环槽内，所述阀座密封圈位于上部的密封环被压紧在套筒与阀座的顶部之间。

较佳的，所述套筒在对应第一格莱圈与阀座密封圈之间的位置设置回流孔，所述套筒与阀芯之间在对应第一格莱圈与阀座密封圈之间的位置处形成回流腔室，所述回流腔室与回流孔连通，所述回流孔与输送通道连通。

本发明的有益效果在于：设置双向密封结构，阀芯与阀座之间的配合形成导引式密封，该正向平衡密封圈与星型圈相互配合，星型圈有效的对正向平衡密封圈的形变进行压力补偿，实现正向压力全压下零泄漏；正向平衡密封圈与反向平衡密封圈相互配合，使得阀芯与套筒之间的轴向压力平衡，在反向压力全压下时，正向平衡密封圈与反向平衡密封圈之间的轴向压力相互补偿，能够实现反向压力全压下的零泄露；所述星型圈的上密封部同时具有径向接触应力与轴向接触应力，形成双密封，保证了更佳的密封效果，同时，该成角度的径向接触应力与轴向接触应力使得所述星型圈恒具有紧靠套筒且与套筒成倾斜角的补偿力，有效的防止星型圈的卷曲变形，在长期使用后也能具有共较佳的密封效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为本发明结构示意图；

附图2为图1中A处放大图；

附图3为图1中B处放大图；

附图4为图1中C处放大图；

附图5为图1中D处放大图。

附图6为图2中E处放大图。

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。

下面将结合说明书附图对本发明做进一步描述。

本发明提供如下技术方案：

如附图1～4所示，本发明公开了一种燃气系统的值班气控制阀，包括阀体1、阀座2、阀盖3、套筒4、阀芯5以及波纹管组件51，所述阀盖3安装在阀体1的上部，阀盖3与阀体1之间形成安装腔6，阀芯5安装在波纹管组件51的一端，套筒4安装在安装腔6内且套装在所述阀座2外部，阀芯2与套筒4之间设置内衬套7，所述阀体1的两端开设进口8与出口9，进口8与出口9连通形成输送通道10。进口8的中心线与出口9的中心线位于同一水平只想。本发明所述燃气系统的值班气控制阀是一种截止阀。波纹管组件51上下压缩时带动所述阀芯移动进而关断所述输送通道10或者导通所述输送通道10。所述输送通道10与安装腔6连通。波纹管组件51上部与一阀杆连接，所述阀杆与阀盖之间设置填料，填料上部设置填料压盖。波纹管作为密封元件是用在要求严格控制泄漏的场合，如介质为有毒有害的液体或气体。阀盖采用波纹管密封结构，可彻底消除工艺介质从阀杆运动间隙向外泄漏的可能性。波纹管组件一端焊接在阀杆上而另一端焊接在阀芯上。由于波纹管组件51本身的变形性和卓著的抗老化性，完全克服了调节阀通常存在的填料老化和温差敏感等弱点。

如图2所示，所述阀芯5与阀座2之间设置双密封结构11，所述阀芯5与套筒4之间设置正向密封件12与反向密封件13，所述正向密封件12包括从下向上间隔设置的第一格莱圈121、正向平衡密封圈122、星型圈123，所述反向密封件13包括从下向上间隔设置的反向平衡密封圈131与第二格莱圈132，所述正向平衡密封圈122设置开口朝上的金属弹簧1221以及位于所述金属弹簧内的O型圈1222，所述反向平衡密封圈131设置开口朝下的金属弹簧以及位于该金属弹簧内的0型圈。所述正向平衡密封圈与反向平衡密封圈在安装时，所述金属弹簧被压缩积从而积蓄弹性势能是的正向平衡密封圈与反向平衡密封圈能够具有压紧套筒的力。所述星型圈123具有凸出的密封部1230，所述密封部1230分别与对应处的内衬套7、套筒4密封相接。

对阀门进行密封性能试验，采用的介质为气体，正向压力38barg，反向压力24bar.g，检测结果均为零泄漏。也就是说，通过设置所述双向密封结构，阀芯5与阀座2之间配合形成导引式密封，阀门在开关时导向性能佳，噪音小；该正向平衡密封圈122与星型圈123相互配合，星型圈123有效的对正向平衡密封圈122的形变进行压力补偿，实现正向压力全压下零泄漏；正向平衡密封圈与反向平衡密封圈131相互配合，使得阀芯5与套筒4之间的轴向压力平衡，在反向压力全压下时，正向平衡密封圈122与反向平衡密封圈131之间的轴向压力相互补偿，能够实现反向压力全压下的零泄露。

所述内衬套7设置下部密封槽71，星型圈123位于该下部密封槽71内，星型圈123的密封部1230包括上下两两对称设置的上密封部1231与下密封部1232，也就是说，所述星型圈123具有4个密封部，所述4个密封部上下对应设置，位于上部的为上密封部1231，位于下部的为下密封部1232。所述上密封部1231、下密封部1232与套筒4之间形成弧形槽14，与套筒4密封接触一侧的上密封部1231具有两个密封面，其中一个密封面1231-1与内衬套7之间具有径向接触应力形成一级密封，另一个密封面1231-2与套筒4之间具有轴向接触应力形成二级密封。这样设置之后，能够从径向与轴向两个方向进行压力补偿，所述两个密封面与内衬套7以及套筒4的合力恒能朝向斜上方压紧所述套筒5。这样设置之后，相较于仅具有轴向应力或者径向应力的密封结构而言，其密封性能更佳，结构更稳定。

如图2所示，所述星型圈123与内衬套7密封接触一侧的上密封部1231具有两个密封面，其中一个密封面1231-3与内衬套7之间具有径向接触应力形成一级密封，另一个密封面1231-4与内衬套7之间具有轴向接触应力形成二级密封。这样设置之后，由于在星形圈123的密封部1231同时具有轴向接触应力与径向接触应力，在其密封部1231上有较好的压力分布，从而可获得非常好的密封效果；所述上密封部1231、下密封部1232与套筒4之间形成弧形槽14，密封槽14的形成有助于润滑容腔，改善了启动状况；所述星型圈的上密封部同时具有径向接触应力与轴向接触应力，形成双密封，保证了更佳的密封效果，同时，该成角度的径向接触应力与轴向接触应力使得所述星型圈恒具有紧靠套筒4且与套筒4成倾斜角的补偿力，有效的防止星型圈的卷曲变形，在长期使用后也能具有共较佳的密封效果。

为了使密封系统能在低压、抗腐蚀的状况下能仍保持较佳的密封性能，本发明中，将现有技术中的V型填料做了改进设计，如图5所示，将V型填料的改成U型槽23，在填料压盖上放置了防尘密封圈和O形圈。具体的，这种结构防止了附着在阀杆外露表面的杂质随阀杆进入填料函内部并对阀杆及填料造成破坏，同时又起到了辅助密封作用。该结构使填料与阀杆间径向接触压力沿轴向的分布趋于均匀，使各圈填料都能够起到密封作用，易于实现密封。在阀杆中部，则易形成较厚的液膜，起到良好的润滑作用，可以减轻填料对阀杆的磨损，延长阀门的使用寿命。实践证明：改进后的填料弹性更好，更有利于密封。

具体的，所述内衬套7与套筒4之间设置上部密封槽15，所述正向平衡密封圈122密封的安装在套筒4与阀芯5之间且通过所述内衬套7在轴向压紧限位，所述反向平衡密封圈131密封安装在上部密封槽15内且其底部与内衬套7之间形成轴向压紧力。所述正向平衡密封圈122在其主要在其下部开口处具有较大的预压力，所述方向平衡密封圈131主要在其上部开口处形成较大的预压力。所述正向平衡密封圈122、反向平衡密封圈131与星型圈123相配合，在压力补偿的同时形成较佳的导向性，使得套筒4与阀芯5的径向力与轴向力平衡，结构更加稳定，不会出现单侧磨损严重的情形，阀门的使用寿命更长。

所述燃气系统的值班气控制阀还设置阀芯压板16，所述阀芯压板16通过连接件固定安装在阀芯5的上部，阀芯压板16外周设置压板密封槽17，阀芯5在对应正向平衡密封圈122下部的位置设置阀芯密封槽18，所述第一格莱圈121安装在阀芯密封槽18内，第二格莱圈132安装在压板密封槽17内。

如图3所示，所述双密封结构11包括设置在阀体1与阀座2之间的O型密封圈110与设置在阀座2顶部的阀座密封圈111。所述O型密封圈110主要对阀座3的外侧与阀体1之间进行密封。在具体实施时，如图3所示，在阀体1设置用于容纳O型密封圈110的槽。所述阀座密封圈111包括平行两个设置的密封环1112及连接在密封环1112之间的连接环1113，位于上部的密封环1112具有双密封面，所述双密封面包括一个竖直设置的环形密封面20以及与环形密封面20相交的锥形密封面21。所述锥形密封面在竖直方向下圆锥交为60°，这样设置之后能够保持较佳的结构稳定性。具体的，阀座2的顶部设置环槽，所述阀座密封圈111位于下部的密封环1112安装在该环槽内，所述阀座密封圈1112位于上部的密封环1112被压紧在套筒4与阀座2的顶部之间。

为了方便由于高压流入套筒4与阀芯5之间的介质回流，所述套筒4在对应第一格莱圈121与阀座2密封圈之间的位置设置回流孔19，所述套筒4与阀芯5之间在对应第一格莱圈121与阀座密封圈111之间的位置处形成回流腔室22，所述回流腔室22与回流孔19连通，所述回流孔19与输送通道10连通。所述回流孔19可以如本申请附图4所示，设置多个，且多个回流孔沿着水平方向平行开设，这样设置之后，使得回流的介质对阀芯5形成较小的冲击，进而实现对阀芯5的压力保护。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种燃气系统的值班气控制阀，包括阀体、阀座、阀盖、套筒、阀芯以及波纹管组件，所述阀盖安装在阀体上部，阀盖与阀体之间形成安装腔，阀芯安装在波纹管组件的一端，套筒安装在安装腔内且套装在所述阀座外部，阀芯与套筒之间设置内衬套，所述阀体的两端开设进口与出口，进口与出口连通形成输送通道，所述输送通道与安装腔连通，其特征在于：所述阀芯与阀座之间设置双密封结构，所述阀芯与套筒之间设置正向密封件与反向密封件，所述正向密封件包括从下向上间隔设置的第一格莱圈、正向平衡密封圈、星型圈，所述反向密封件包括从下向上间隔设置的反向平衡密封圈与第二格莱圈，所述正向平衡密封圈设置开口朝上的金属弹簧以及位于所述金属弹簧内的O型圈，所述反向平衡密封圈设置开口朝下的金属弹簧以及位于该金属弹簧内的O型圈，所述金属弹簧被压缩积蓄弹性势能，所述星型圈具有凸出的密封部，所述密封部分别与对应的内衬套、套筒密封相接。

2.根据权利要求1所述的燃气系统的值班气控制阀，其特征在于：所述内衬套设置下部密封槽，星型圈位于该下部密封槽内，星型圈的密封部包括上下两两对称设置的上密封部与下密封部，所述上密封部、下密封部与套筒之间形成弧形槽，与套筒密封接触一侧的上密封部具有两个密封面，其中一个密封面与内衬套之间具有径向接触应力形成一级密封，另一个密封面与套筒之间具有轴向接触应力形成二级密封。

3.根据权利要求2所述的燃气系统的值班气控制阀，其特征在于：所述星型圈与内衬套密封接触一侧的上密封部具有两个密封面，其中一个密封面与内衬套之间具有径向接触应力形成一级密封，另一个密封面与内衬套之间具有轴向接触应力形成二级密封。

4.根据权利要求1或2所述的燃气系统的值班气控制阀，其特征在于：所述内衬套与套筒之间设置上部密封槽，所述正向平衡密封圈密封的安装在套筒与阀芯之间且通过所述内衬套在轴向压紧限位，所述反向平衡密封圈密封安装在上部密封槽内且其底部与内衬套之间形成轴向压紧力。

5.根据权利要求2所述的燃气系统的值班气控制阀，其特征在于：所述燃气系统的值班气控制阀还设置阀芯压板，所述阀芯压板通过连接件固定安装在阀芯上部，阀芯压板外周设置压板密封槽，阀芯在对应正向平衡密封圈下部的位置设置阀芯密封槽，所述第一格莱圈安装在阀芯密封槽内，第二格莱圈安装在压板密封槽内。

6.根据权利要求1或2所述的燃气系统的值班气控制阀，其特征在于：所述双密封结构包括设置在阀体与阀座之间的O型密封圈与设置在阀座顶部的阀座密封圈，所述阀座密封圈包括平行两个设置的密封环及连接在密封环之间的连接环，位于上部的密封环具有双密封面，所述双密封面包括一个竖直设置的环形密封面以及与环形密封面相交的锥形密封面。

7.根据权利要求6所述的燃气系统的值班气控制阀，其特征在于：阀座顶部设置环槽，所述阀座密封圈位于下部的密封环安装在该环槽内，所述阀座密封圈位于上部的密封环被压紧在套筒与阀座的顶部之间。

8.根据权利要求6所述的燃气系统的值班气控制阀，其特征在于：所述套筒在对应第一格莱圈与阀座密封圈之间的位置设置回流孔，所述套筒与阀芯之间在对应第一格莱圈与阀座密封圈之间的位置处形成回流腔室，所述回流腔室与回流孔连通，所述回流孔与输送通道连通。

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