CN112984179B - 一种高压耐腐蚀安全阀 - Google Patents

一种高压耐腐蚀安全阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压耐腐蚀安全阀，包括阀体，所述阀体上方设置有阀盖，所述阀体下部设有进口流道，侧部设有出口流道，所述进口流道的出口端设置有阀座；所述阀盖内竖直设置有阀杆，所述阀杆上套设有弹簧，所述阀盖与所述阀体连接处设有导向密封结构，所述阀杆的下端穿过导向密封结构延伸至阀体内，所述阀杆的下端连接有反冲盘，所述反冲盘下部连接有与阀座匹配的阀瓣，所述反冲盘上部连接有波纹管，所述波纹管通过固定环固定于阀体上，所述固定环设置在导向密封结构下方。本发明能够很好地兼顾密封性能和耐腐蚀性能，同时避免阀杆卡涩，且结构简单紧凑，适用于各种高压高腐蚀应用场合。

Description

一种高压耐腐蚀安全阀
技术领域
本发明涉及一种安全阀，尤其涉及一种高压耐腐蚀安全阀。
背景技术
安全阀是一种用于压力系统超压保护的特种设备，是一种自动阀门。当系统压力达到整定压力时，它不借助任何外力，而是利用介质本身的力来排出一定额定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值。当压力恢复正常时，阀门将再行关闭以防止介质继续流出。现有的安全阀存在如下缺点：1、在高压状态下密封性能不足，造成泄露；2、耐腐蚀性能不足，在有些腐蚀性很强的行业中，生产过程中的原料、工艺介质及成品等均具有极强的化学腐蚀性。在电、化学介质的酸、碱、盐环境中，现有的碳钢安全阀会很快被腐蚀掉，即使是不锈钢安全阀，也会被腐蚀。此外，考虑到生产成本，安全阀结构不能过于复杂，且要保证阀杆可靠运行。因此，如何有效兼顾密封性能和耐腐蚀性能，同时避免阀杆卡涩，更好地满足各种高压高腐蚀应用场合，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高压耐腐蚀安全阀，能够很好地兼顾密封性能和耐腐蚀性能，同时避免阀杆卡涩，且结构简单紧凑，适用于各种高压高腐蚀应用场合。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种高压耐腐蚀安全阀，包括阀体，所述阀体上方设置有阀盖，所述阀体下部设有进口流道，侧部设有出口流道，所述进口流道的出口端设置有阀座；所述阀盖内竖直设置有阀杆，所述阀杆上套设有弹簧，所述弹簧下部设有弹簧座，所述弹簧上部设置有压座，所述阀盖与所述阀体连接处设有导向密封结构，所述阀杆的下端穿过导向密封结构延伸至阀体内，所述阀杆的下端连接有反冲盘，所述反冲盘下部连接有与阀座匹配的阀瓣，所述反冲盘上部连接有波纹管，所述波纹管通过固定环固定于阀体上，所述固定环设置在导向密封结构下方。
进一步地，所述导向密封结构包括导向挡板、第一密封圈和压环，所述导向挡板上部边缘与阀体内壁间形成有楔形的第一密封槽，所述第一密封圈为与第一密封槽匹配的楔形密封圈，所述第一密封圈设置在第一密封槽中，所述压环设置在第一密封槽中且位于第一密封圈的上方，所述阀盖设置在压环上方将压环与第一密封圈压紧到第一密封槽；所述导向挡板与阀杆接触的内壁设置有第二密封圈，所述第二密封圈的两侧设置有导向圈。
进一步地，所述导向挡板整体呈圆柱体，所述导向挡板底部直径大于顶部直径，所述导向挡板连接底部和顶部的中部呈圆台形，所述导向挡板底部直径与阀体顶部内径匹配，所述导向挡板设置在阀体中时，所述导向挡板上部与阀体内壁间形成楔形的第一密封槽；所述压环呈环状，所述压环的外径与导向挡板的底部外径匹配，所述压环的内径与导向挡板的顶部外径匹配；所述压环将第一密封圈压紧到密封槽。
进一步地，所述导向挡板与阀杆接触的内壁沿周向设置有与第二密封圈匹配的第二密封槽，所述第二密封圈设置在第二密封槽中；所述第二密封槽的两侧沿周向设置有与导向圈匹配的导向槽，所述导向圈设置在导向槽中。
进一步地，所述波纹管套设在阀杆外，所述波纹管与固定环将阀杆隔离；所述波纹管为防腐蚀的波纹管，所述波纹管的材质为聚四氟乙烯，所述固定环为聚四氟乙烯环。
进一步地，所述阀体进口流道和出口流道内壁设有耐腐蚀层，所述耐腐蚀层材质为聚四氟乙烯。
进一步地，所述阀体和阀盖的连接处设有密封垫片，所述阀盖通过阀盖螺栓和阀盖螺母锁紧到阀体上，所述阀盖设有插入阀体的凸台，所述阀体设置有与凸台匹配的凹槽，所述密封垫片设置在凹槽与凸台的水平接触面上。
进一步地，所述密封垫片包括内层聚四氟乙烯薄膜和外层聚四氟乙烯薄膜，所述内层聚四氟乙烯薄膜和外层聚四氟乙烯薄膜之间设置有石墨烯薄膜层；所述内层聚四氟乙烯薄膜和外层聚四氟乙烯薄膜的内侧边缘部表面形成有突出的微钩。
进一步地，所述反冲盘下部设置有环形的蓄压槽，所述蓄压槽沿阀瓣周向设置，所述蓄压槽的截面为梯形。
进一步地，所述阀杆的上端穿过阀盖设置在阀帽中，所述阀杆上端套设有压力调整套，所述压力调整套的下端穿过阀盖抵住压座，所述压力调整套调整压座与弹簧座的距离来调整弹簧压力，进而调整阀瓣的压力。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的高压耐腐蚀安全阀，具有以下优点：1、导向挡板与阀体间形成楔形密封槽，并通过设置匹配的楔形密封圈进行密封，在压力增大时，推动导向挡板上移，导向挡板挤压密封圈，由于导向挡板与密封圈为斜面接触，压力使得密封圈与导向挡板及阀体接触更紧密，压力越高，密封性能越好；2、在导向挡板与阀杆接触处设置密封圈和导向圈保证密封性能的同时进行阀杆的导向，避免阀杆卡涩；3、阀盖与阀体处设置密封垫片进一步进行防护，防止泄漏；4、阀杆外设置防腐蚀的波纹管，将阀杆等与流体隔离，防止阀杆等被腐蚀，延长使用寿命；5、阀体流道内壁设有耐腐蚀层，增强阀体耐腐蚀性能，延长使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例中高压耐腐蚀安全阀结构示意图；
图2为本发明实施例中密封垫片剖面放大结构示意图；
图3为本发明实施例中阀座剖面放大结构示意图。
图中：
1、阀体；2、阀盖；3、阀座；4、阀瓣；5、阀杆；6、弹簧；7、导向挡板；8、第一密封圈；9、压环；10、第二密封圈；11、导向圈；12、弹簧座；13、压座；14、反冲盘；15、波纹管；16、固定环；17、阀帽；18、压力调整套；19、锁定螺母；20、密封垫片；21、阀盖螺栓；22、阀盖螺母；201、内层聚四氟乙烯薄膜；202、石墨烯薄膜层；203、外层聚四氟乙烯薄膜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明实施例中高压耐腐蚀安全阀结构示意图。
请参见图1，本发明实施例的高压耐腐蚀安全阀，包括阀体1，所述阀体1上方设置有阀盖2，所述阀体1下部设有进口流道，侧部设有出口流道，所述进口流道的出口端设置有阀座3；所述阀盖2内竖直设置有阀杆5，所述阀杆5上套设有弹簧6，所述弹簧6下部设有弹簧座12，所述弹簧6上部设置有压座13，所述阀盖2与所述阀体1连接处设有导向密封结构，所述阀杆5的下端穿过导向密封结构延伸至阀体1内，所述阀杆5的下端连接有反冲盘14，所述反冲盘14下部连接有与阀座3匹配的阀瓣4，所述反冲盘14上部连接有波纹管15，所述波纹管15通过固定环16固定于阀体1上，所述固定环16设置在导向密封结构下方。
请继续参见图1，本发明实施例的高压耐腐蚀安全阀，导向密封结构包括导向挡板7、第一密封圈8和压环9，所述导向挡板7上部边缘与阀体1内壁间形成有楔形的第一密封槽，所述第一密封圈8为与第一密封槽匹配的楔形密封圈，所述第一密封圈8设置在第一密封槽中，所述压环9设置在第一密封槽中且位于第一密封圈8的上方，所述阀盖2设置在压环9上方将压环9与第一密封圈8压紧到第一密封槽；所述导向挡板7与阀杆5接触的内壁设置有第二密封圈10，所述第二密封圈10的两侧设置有导向圈11。
具体地，导向挡板7整体呈圆柱体，所述导向挡板7底部直径大于顶部直径，所述导向挡板7连接底部和顶部的中部呈圆台形，所述导向挡板7底部直径与阀体1顶部内径匹配，所述导向挡板7设置在阀体1中时，所述导向挡板7上部与阀体1内壁间形成楔形的第一密封槽；所述压环9呈环状，所述压环9的外径与导向挡板7的底部外径匹配，所述压环9的内径与导向挡板7的顶部外径匹配；所述压环9将第一密封圈8压紧到密封槽。导向挡板7与楔形的第一密封圈8角度相吻合，在压力增大时，推动导向挡板7上移，导向挡板7挤压第一密封圈8，由于导向挡板7与第一密封圈8为斜面接触，压力使得第一密封圈8与导向挡板7及阀体1接触更紧密，压力越高，密封性能越好。
优选地，导向挡板7与第一密封圈8接触的斜面上设置有微孔，第一密封圈8与导向挡板接触的斜面上设置有微型凸起，在压力增大导向挡板7上移时，第一密封圈8上的微型凸起产生形变与导向挡板7上的微孔配合，使得导向挡板7与第一密封圈8接触更紧密，进一步提升密封性能；微型凸起和微孔的外径大小20-100um，既不影响导向挡板7的移动，同时也易于加工；在压力减小导向挡板7回落时，也能保持导向挡板7与第一密封圈8的密封性能。
具体地，导向挡板7与阀杆5接触的内壁沿周向设置有与第二密封圈10匹配的第二密封槽，所述第二密封圈10设置在第二密封槽中；所述第二密封槽10的两侧沿周向设置有与导向圈11匹配的导向槽，所述导向圈11设置在导向槽中。第二密封槽10保证导向挡板7与阀杆5之间的密封效果，同时通过导向圈11进行导向保证阀杆5运动的可靠性，同时避免阀杆5运动卡涩或卡顿。
具体地，阀体1和阀盖2的连接处设有密封垫片20，所述阀盖2设有插入阀体1的凸台，所述阀体1设置有与凸台匹配的凹槽，所述密封垫片20设置在凹槽与凸台的水平接触面上；所述阀盖2通过阀盖螺栓21和阀盖螺母22锁紧到阀体1时密封垫片20产生塑性变形，形成密封，防止介质的泄漏。密封垫片20包括内层聚四氟乙烯薄膜201和外层聚四氟乙烯薄膜203，所述内层聚四氟乙烯薄膜201和外层聚四氟乙烯薄膜203之间设置有石墨烯薄膜层202，如图2所示；从而在高压工作环境下产生更好地产生柔性形变，既能增加密封效果，又能更好地覆盖贴合在凹槽与凸台的水平接触面上，防止极少量泄漏介质对阀体1和阀盖2造成腐蚀。进一步地，所述内层聚四氟乙烯薄膜201和外层聚四氟乙烯薄膜203的内侧边缘部表面形成有突出的微钩；在高压形变过程中，内层聚四氟乙烯薄膜201和外层聚四氟乙烯薄膜203的内侧边缘部相互挤压，使得各自内侧边缘部表面的微钩相互拉扯牵连形成立体网状结构，可紧密包覆石墨烯薄膜层202，防止层状结构错位并可有效锁住少量泄漏介质；所述内侧边缘部由膨化聚四氟乙烯纱线通过经纬编织形成，单丝纱线的直径为0.10-0.30mm，弹性较好；所述微钩通过拉断衬纬组织形成，工艺简单，易于实施，不会显著增加成本。
具体地，波纹管15套设在阀杆5外，所述波纹管15与固定环16将阀杆5隔离；所述波纹管15为防腐蚀的波纹管，所述波纹管15的材质为聚四氟乙烯，所述固定环16为聚四氟乙烯环；优选地，所述聚四氟乙烯环外套设有柔性石墨环形成抗压保护层；既能保证固定环16的耐压耐腐蚀性，又能保证其具有较好的弹性形变和波纹管15紧密贴合。波纹管15与固定环16将阀杆5等部件与流体隔离，防止阀杆5等被腐蚀，延长使用寿命。所述阀体1进口流道和出口流道内壁设有耐腐蚀层，所述耐腐蚀层材质为聚四氟乙烯，增强阀体1耐腐蚀性能，延长使用寿命。
优选地，阀瓣4的材质为镍基合金，防腐蚀性能好。
优选地，反冲盘14下部设置有环形的蓄压槽，所述蓄压槽沿阀瓣4周向设置，所述蓄压槽的截面为梯形。蓄压槽的内凹梯形结构能够积蓄一定的压力，当安全阀开启时，阀瓣4上升，由于蓄压槽内的压力，使向上的力增加，开启行程更大，增大排放量，增加安全性。
较优地，阀座3整体呈圆台形，阀座3底部外径较大保证与阀体1连接面积，保证与阀体1连接可靠，阀座3顶部外径较小与阀瓣4匹配，给反冲盘14的蓄压槽预留空间；进一步地，阀座3外侧面向外凸起形成弧形面，通过增加接触面积来分散蓄压槽中积蓄的压力对阀座3的反向作用力，减小冲击，提高使用寿命，如图3所示。
优选地，阀杆5的上端穿过阀盖2设置在阀帽17中，所述阀杆5上端套设有压力调整套18，所述压力调整套18的下端穿过阀盖2抵住压座13，所述压力调整套18调整压座13与弹簧座12的距离来调整弹簧6压力，进而调整阀瓣4的压力；压力调整套18调节完成后通过锁定螺母19锁定。
综上所述，本发明实施例的高压耐腐蚀安全阀，导向挡板7与阀体1间形成楔形密封槽，并通过设置匹配的楔形密封圈进行密封，在压力增大时，推动导向挡板7上移，导向挡板7挤压密封圈，由于导向挡板7与密封圈为斜面接触，压力使得密封圈与导向挡板7及阀体1接触更紧密，压力越高，密封性能越好；在导向挡板7与阀杆5接触处设置密封圈和导向圈11保证密封性能的同时进行阀杆5的导向，避免阀杆5卡涩；阀盖2与阀体1处设置密封垫片20，防止泄漏；阀杆5外设置防腐蚀的波纹管15，将阀杆5等与流体隔离，防止阀杆5等被腐蚀，延长使用寿命；阀体1流道内壁设有耐腐蚀层，增强阀体1耐腐蚀性能，延长使用寿命。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种高压耐腐蚀安全阀，其特征在于，包括阀体，所述阀体上方设置有阀盖，所述阀体下部设有进口流道，侧部设有出口流道，所述进口流道的出口端设置有阀座；所述阀盖内竖直设置有阀杆，所述阀杆上套设有弹簧，所述弹簧下部设有弹簧座，所述弹簧上部设置有压座，所述阀盖与所述阀体连接处设有导向密封结构，所述阀杆的下端穿过导向密封结构延伸至阀体内，所述阀杆的下端连接有反冲盘，所述反冲盘下部连接有与阀座匹配的阀瓣，所述反冲盘上部连接有波纹管，所述波纹管通过固定环固定于阀体上，所述固定环设置在导向密封结构下方；
所述导向密封结构包括导向挡板、第一密封圈和压环，所述导向挡板上部边缘与阀体内壁间形成有楔形的第一密封槽，所述第一密封圈为与第一密封槽匹配的楔形密封圈，所述第一密封圈设置在第一密封槽中，所述压环设置在第一密封槽中且位于第一密封圈的上方，所述阀盖设置在压环上方将压环与第一密封圈压紧到第一密封槽；所述导向挡板与阀杆接触的内壁设置有第二密封圈，所述第二密封圈的两侧设置有导向圈；
所述阀盖通过阀盖螺栓和阀盖螺母锁紧到阀体上，所述阀体和阀盖的连接处设有密封垫片，所述阀盖设有插入阀体的凸台，所述阀体设置有与凸台匹配的凹槽，所述密封垫片设置在凹槽与凸台的水平接触面上；
所述密封垫片包括内层聚四氟乙烯薄膜和外层聚四氟乙烯薄膜，所述内层聚四氟乙烯薄膜和外层聚四氟乙烯薄膜之间设置有石墨烯薄膜层；所述内层聚四氟乙烯薄膜和外层聚四氟乙烯薄膜的内侧边缘部表面形成有突出的微钩。
2.如权利要求1所述的高压耐腐蚀安全阀，其特征在于，所述导向挡板整体呈圆柱体，所述导向挡板底部直径大于顶部直径，所述导向挡板连接底部和顶部的中部呈圆台形，所述导向挡板底部直径与阀体顶部内径匹配，所述导向挡板设置在阀体中时，所述导向挡板上部与阀体内壁间形成楔形的第一密封槽；所述压环呈环状，所述压环的外径与导向挡板的底部外径匹配，所述压环的内径与导向挡板的顶部外径匹配；所述压环将第一密封圈压紧到密封槽。
3.如权利要求1所述的高压耐腐蚀安全阀，其特征在于，所述导向挡板与阀杆接触的内壁沿周向设置有与第二密封圈匹配的第二密封槽，所述第二密封圈设置在第二密封槽中；所述第二密封槽的两侧沿周向设置有与导向圈匹配的导向槽，所述导向圈设置在导向槽中。
4.如权利要求1所述的高压耐腐蚀安全阀，其特征在于，所述波纹管套设在阀杆外，所述波纹管与固定环将阀杆隔离；所述波纹管为防腐蚀的波纹管，所述波纹管的材质为聚四氟乙烯，所述固定环为聚四氟乙烯环。
5.如权利要求1所述的高压耐腐蚀安全阀，其特征在于，所述阀体进口流道和出口流道内壁设有耐腐蚀层，所述耐腐蚀层材质为聚四氟乙烯。
6.如权利要求1所述的高压耐腐蚀安全阀，其特征在于，所述反冲盘下部设置有环形的蓄压槽，所述蓄压槽沿阀瓣周向设置，所述蓄压槽的截面为梯形。
7.如权利要求1所述的高压耐腐蚀安全阀，其特征在于，所述阀杆的上端穿过阀盖设置在阀帽中，所述阀杆上端套设有压力调整套，所述压力调整套的下端穿过阀盖抵住压座，所述压力调整套调整压座与弹簧座的距离来调整弹簧压力，进而调整阀瓣的压力。
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