CN112283439B - 直行程梯度形填料密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直行程梯度形填料密封结构，包括上阀盖，其具有容置腔；阀杆，其穿过上阀盖的容置腔；填料部件，其位于容置腔内，且套设在阀杆上；填料压盖，其套设在阀杆上，且其底部插设进容置腔开口处；填料部件包括位于其底部设置的填料底垫、下衬垫，位于其顶部设置的上衬垫，位于其中部设置的解压环；解压环的内圈开设有压力分解槽，且其顶面外侧斜边的角度与其顶面内侧斜边的角度不一致；填料部件中间设计了一道高硬度非对称稳杆的解压环，解压环的内、外密封扩充角设计为非对称结构，从而使得填料获得稳定的外径静密封力，随动的内径动密封力，满足了阀杆在阀门全行程运行过程中平稳、无爬行和无偏移。

Description

直行程梯度形填料密封结构

技术领域

本发明涉及直行程常温高压调节阀，具体是直行程梯度形填料密封结构。

背景技术

常温常压工况对于阀门填料密封来说是比较容易满足的，对于填料的选用来说可选的范围也比较宽，但是合理新型的填料密封结构，可以更加有效的提高填料的密封性能、降低摩擦力且能提高填料的使用寿命；

综上，如何实现填料密封的合理设计成为了本公司研究人员急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何实现填料密封的合理设计；

为了解决上述技术方案，本发明采用如下技术方案：

本发明是直行程梯度形填料密封结构，包括上阀盖，其具有一容置腔；阀杆，其穿过上阀盖的容置腔；填料部件，其位于容置腔内，且套设在阀杆上；填料压盖，其套设在阀杆上，且其底部插设进容置腔开口处；填料部件包括位于其底部设置的填料底垫、下衬垫，位于其顶部设置的上衬垫，位于其中部设置的解压环；V型填料组件，其位于下衬垫与解压环之间，以及上衬垫与解压环之间；解压环的内圈开设有压力分解槽，且其顶面外侧斜边的角度与其顶面内侧斜边的角度不一致；

在本方案中，填料部件套设在阀杆上，填料压盖将填料盖设在容置腔内，填料底垫起到支撑作用，上、下衬垫起到保护填料部件的作用；填料部件中间设计了一道高硬度非对称稳杆的解压环，从而将填料密封由一级密封转换成梯度形二级密封，并且解压环的内、外密封扩充角设计为非对称结构(内外径密封扩充角是依据填料的硬度通过工厂试验测试，确定的最佳角度)，从而使得填料获得稳定的外径静密封力，随动的内径动密封力，满足了阀杆在阀门全行程运行过程中更平稳、无爬行和无偏移，实现了调节阀填料使用寿命十万次后泄漏小于50ppm。

为了说明解压环的具体结构，本发明采用解压环顶面外侧斜边的角度为38°，解压环顶面内侧斜边的角度为42°。

为了说明V型填料组件的的具体结构，本发明采用V型填料组件包括结构一致且堆叠的第一V型填料、第二V型填料；第一V型填料顶面两侧边的夹角与其底面两侧边的夹角不一致；位于第一V型填料底面两侧边的夹角中心处向上开设有引压环槽；

填料组件的组配中的第一V型填料(材料采用四氟填料)、第二V型填料(材料采用复合填料)采用填料硬度交错式组配结构来弥补各自的不足提高填料的密封性能和使用寿命，V型填料的设计采用合适的上下角度差(上下角度尺寸的给定，是通过多次的试验测试及理论分析而得的)及引压环槽(内凹式引压自膨胀结构)来为填料提供稳定可靠的密封力。

为了说明V型填料组件结构的具体数值，本发明采用第一V型填料顶面两侧边的夹角为81°±20′；第一V型填料底面两侧边的夹角为79°±20′。

在阀门工作过程中，经常发生由于平衡簧被腐蚀断裂而导致密封填料组件失去密封预紧力而产生的填料泄漏问题，为了解决此类问题的发生，本填料密封结构采用了平衡碟簧置于填料之上，从而给填料组件提供持久稳定的预紧力，同时也有效的防止填料压紧力过大而产生的填料压塌问题。

本发明的有益效果：本发明是直行程梯度形填料密封结构，填料部件中间设计了一道高硬度非对称稳杆的解压环，从而将填料密封由一级密封转换成梯度形二级密封，并且解压环的内、外密封扩充角设计为非对称结构，从而使得填料获得稳定的外径静密封力，随动的内径动密封力，满足了阀杆在阀门全行程运行过程中更平稳、无爬行和无偏移。

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是本发明的结构示意图；

图2是本发明填料部件结构示意图；

图3是本发明解压环结构示意图；

图4是本发明第一(二)V型填料结构示意图；

图中：1-上阀盖、2-阀杆、3-填料部件、4-填料压盖、5-填料底垫、6-下衬垫、7-上衬垫、8-解压环、9-压力分解槽、10-第二V型填料、11-第一V型填料、12-引压环槽、13-平衡碟簧。

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1-3所示，本发明是直行程梯度形填料密封结构，包括上阀盖1，其具有一容置腔；阀杆2，其穿过上阀盖1的容置腔；填料部件3，其位于容置腔内，且套设在阀杆2上；填料压盖4，其套设在阀杆2上，且其底部插设进容置腔开口处；填料部件3包括位于其底部设置的填料底垫5、下衬垫6，位于其顶部设置的上衬垫7，位于其中部设置的解压环8；V型填料组件，其位于下衬垫6与解压环8之间，以及上衬垫7与解压环8之间；解压环8的内圈开设有压力分解槽9，且其顶面外侧斜边的角度与其顶面内侧斜边的角度不一致；

在本方案中，填料部件套设在阀杆上，填料压盖将填料盖设在容置腔内，填料底垫起到支撑作用，上、下衬垫起到保护填料部件的作用；填料部件中间设计了一道高硬度非对称稳杆的解压环，从而将填料密封由一级密封转换成梯度形二级密封，并且解压环的内、外密封扩充角设计为非对称结构(内外径密封扩充角是依据填料的硬度通过工厂试验测试，确定的最佳角度)，从而使得填料获得稳定的外径静密封力，随动的内径动密封力，满足了阀杆在阀门全行程运行过程中更平稳、无爬行和无偏移，实现了调节阀填料使用寿命十万次后泄漏小于50ppm。

如图3所示，为了说明解压环的具体结构，本发明采用解压环8顶面外侧斜边的角度为38°，解压环8顶面内侧斜边的角度为42°。

如图4所示，为了说明V型填料组件的的具体结构，本发明采用V型填料组件包括结构一致且堆叠的第一V型填料11、第二V型填料10；第一V型填料11顶面两侧边的夹角与其底面两侧边的夹角不一致；位于第一V型填料11底面两侧边的夹角中心处向上开设有引压环槽12；

填料组件的组配中的第一V型填料(材料采用四氟填料)、第二V型填料(材料采用复合填料)采用填料硬度交错式组配结构来弥补各自的不足提高填料的密封性能和使用寿命，V型填料的设计采用合适的上下角度差(上下角度尺寸的给定，是通过多次的试验测试及理论分析而得的)及引压环槽(内凹式引压自膨胀结构)来为填料提供稳定可靠的密封力。

如图4所示，为了说明V型填料组件结构的具体数值，本发明采用第一V型填料11顶面两侧边的夹角为81°±20′；第一V型填料11底面两侧边的夹角为79°±20′。

如图1所示，在阀门工作过程中，经常发生由于平衡簧被腐蚀断裂而导致密封填料组件失去密封预紧力而产生的填料泄漏问题，为了解决此类问题的发生，本填料密封结构采用了平衡碟簧13置于填料组件之上，从而给填料组件提供持久稳定的预紧力，同时也有效的防止填料压紧力过大而产生的填料压塌问题。

本发明是直行程梯度形填料密封结构，填料部件中间设计了一道高硬度非对称稳杆的解压环，从而将填料密封由一级密封转换成梯度形二级密封，并且解压环的内、外密封扩充角设计为非对称结构，从而使得填料获得稳定的外径静密封力，随动的内径动密封力，满足了阀杆在阀门全行程运行过程中更平稳、无爬行和无偏移。

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 (5)

1.直行程梯度形填料密封结构，其特征在于：包括

上阀盖，其具有一容置腔；

阀杆，其穿过所述上阀盖的容置腔；

填料部件，其位于所述容置腔内，且套设在所述阀杆上；

填料压盖，其套设在所述阀杆上，且其底部插设进所述容置腔开口处；

所述填料部件包括位于其底部设置的填料底垫、下衬垫，位于其顶部设置的上衬垫，位于其中部设置的解压环；

V型填料组件，其位于所述下衬垫与所述解压环之间，以及所述上衬垫与所述解压环之间；

所述解压环的内圈开设有压力分解槽，且其顶面外侧斜边的角度与其顶面内侧斜边的角度不一致。

2.根据权利要求1所述的直行程梯度形填料密封结构，其特征在于：所述解压环顶面外侧斜边的角度为38°，所述解压环顶面内侧斜边的角度为42°。

3.根据权利要求1所述的直行程梯度形填料密封结构，其特征在于：所述V型填料组件包括结构一致且堆叠的第一V型填料、第二V型填料；

所述第一V型填料顶面两侧边的夹角与其底面两侧边的夹角不一致；

位于所述第一V型填料底面两侧边的夹角中心处向上开设有引压环槽。

4.根据权利要求3所述的直行程梯度形填料密封结构，其特征在于：所述第一V型填料顶面两侧边的夹角为81°±20′；

所述第一V型填料底面两侧边的夹角为79°±20′。

5.根据权利要求1所述的直行程梯度形填料密封结构，其特征在于：所述填料压盖与所述上衬垫之间设置有平衡碟簧。

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