CN113007433B - 氨用阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氨用阀，涉及阀门技术领域，包括阀体、阀瓣、阀杆和阀盖，阀盖安装于阀体上，阀盖与阀体密封连接，阀体内设有阀座，阀座具有与阀瓣配合的通道，阀座上设有圈体，圈体围绕的面积大于或等于通道的截面积，阀杆穿过阀盖与阀瓣连接，阀杆与阀盖相对活动地密封连接，阀盖远离阀体的一端设有填料箱，填料箱内装填有填料，填料由压紧环压住，填料箱靠近阀体的一端连接有波纹管，波纹管远离填料箱的一端连接有滑动件，阀杆穿过波纹管和填料箱。本发明的氨用阀适用于输送氨气或液氨管路，采用简洁的结构解决了波纹管填料泄漏难以检测、阀体渗漏和内漏的问题。

Description

氨用阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种氨用阀。

背景技术

氨是一种易燃易爆、有毒、防火等级为乙A的化学危险品，由于氨的易燃易爆及有毒的特性，氨在储存输送过程中的安全生产尤为重要。氨用阀广泛应用于石化、钢铁、纺织、电力等氨生产或使用氨气产品或氨氮废水排出的企业，也可用于市政污水及垃圾渗滤液处理、化肥制造、合成纤维、制革、医药、塑料、染料等制造业中。目前，普通氨用阀的商业化使用中遇到的主要问题是阀体渗漏、内漏、填料泄漏、阀杆处损坏、弯曲等，这不仅不利于环境保护和安全生产，还必然影响工业生产的效率，增加了运营单位的维修成本。而且，由于普通氨用阀的阀体结构由钢材制成，难以从外部观察阀体内部变化。

公开号为CN110094249A的中国发明申请公开了一种氨气泄漏检测方法，该方法基于后处理系统中设置的第一NOx传感器和第二NOx传感器实现，可以在不设置氨传感器的情况下，实现氨气泄漏的检测。但该方法不适用于不排放NOx(氮氧化物的总称)的场合，且不能尽早发现氨气泄漏。

公开号为CN103324107A的中国发明申请公开了一种氨气泄漏保护装置，该装置为避免单一的氨气浓度检测装置的误判，设置了第一氨气检测单元和第二氨气检测单元，对浓度超标的位置处的氨气进行浓度检测。该发明申请的方案也是事后检测，氨气检测单元包括多个氨气探测器，增加了设备成本和运维成本，且不适用于开放空间。

发明内容

针对市售普通氨用阀的波纹管填料泄漏难以检测、阀体渗漏和内漏和难以尽早发现阀门泄漏的技术问题，本发明提供了一种氨用阀，它具有结构简洁、便于制造和长久使用不泄漏的优点。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

氨用阀，包括阀体、阀瓣、阀杆和阀盖，所述阀盖安装于所述阀体上，所述阀盖与所述阀体密封连接，所述阀体内设有阀座，所述阀座具有与阀瓣配合的通道，所述阀座上设有圈体，所述圈体围绕的面积大于或等于所述通道的截面积，所述阀杆穿过所述阀盖与所述阀瓣连接，所述阀杆与所述阀盖相对活动地密封连接，所述阀盖远离所述阀体的一端设有填料箱，所述填料箱内装填有填料，所述填料由压紧环压住，所述填料箱靠近阀体的一端连接有波纹管，所述波纹管远离填料箱的一端连接有滑动件，所述阀杆穿过所述波纹管和所述填料箱。

可选地，所述阀瓣上设有与所述圈体配合的凹槽。所述圈体为圆环形，所述凹槽的深度足以容纳所述圈体，所述凹槽中具有多个接触面，在阀门关闭时，所述多个接触面能够与所述圈体接触形成多个密封面，所述圈体在阀座之上部分的高度与凹槽的深度接近，圈体的顶部与凹槽紧密配合，同时，所述阀瓣下表面与所述阀座之间形成至少一个密封面，有效防止阀门内漏。

可选地，所述阀瓣连接有附瓣，所述附瓣与所述阀瓣为一体结构或分体结构。所述附瓣形状为圆柱形或圆台形，所述附瓣可根据需要与阀瓣采用相同材质一体加工成形，或者所述附瓣通过焊接、螺纹连接或螺栓连接等方式与阀瓣连接，以达成产品的灵活设计和产品使用中的维护便利。所述附瓣设有耐磨层，所述耐磨层在附瓣外周曲面上，所述耐磨层材质为钴基硬质合金。该耐磨层可改善附瓣与阀座的通道之间的紧密配合，加强阀门的密封性能。

可选地，所述阀杆在所述波纹管之中的阀杆外径大于所述阀杆在所述填料箱之中的阀杆外径。所述阀杆与填料箱中的填料为动密封，阀门开启和关闭过程中，阀杆与填料存在摩擦，为加强动密封的可靠性，将阀杆设计为变径结构，同时所述压紧环的内径设计为小于所述阀杆在所述波纹管之中的阀杆外径，所述压紧环能够限制阀杆的运动，起到限位作用，避免阀瓣与阀盖之间的过度碰撞。

可选地，所述阀座上设有安装所述圈体的安装槽，所述圈体与所述安装槽为螺纹连接或卡扣连接。所述圈体的外周面设有外螺纹，所述安装槽内设有与所述外螺纹配合的内螺纹，或者所述安装槽内还设有与所述圈体配合的卡接槽。可选地，所述圈体被软质密封圈代替，软质密封圈能够被嵌入所述安装槽内，所述阀瓣与所述软质密封圈接触，形成软密封，因此，所述安装槽的设置使得产品设计更加灵活。

可选地，所述圈体与所述安装槽之间设有弹性垫圈。当圈体与所述安装槽为螺纹连接时，弹性垫圈能够辅助安装定位，安装到位后弹性垫圈与圈体之间的摩擦力能对所述圈体起到止动的作用；当圈体与所述安装槽为卡扣连接时，所述弹性垫圈起到缓冲作用，使得安装后的圈体与阀瓣在使用中磨合到位，改善阀门密封效果。

可选地，所述波纹管具有依次连接的第一区段、第二区段和第三区段，所述第二区段的壁厚大于所述第一区段和第二区段的壁厚，或者所述第二区段的波距大于所述第一区段和第二区段的波距。波纹管在阀门开关过程中存在压缩变形，波纹管有可能发生非轴向扭曲，导致波纹管与阀杆或阀盖发生摩擦。第二区段的设置能够改变波纹管的屈服应力的分布特性，尽量减少应力集中导致的扭曲。所述第二区段的长度在所述波纹管总长度的占比为10％～50％。

可选地，所述阀杆包括上阀杆和下阀杆，所述上阀杆和所述下阀杆通过连接器活动连接，所述下阀杆与所述连接器连接的端部横截面为非圆形。一体式阀杆的缺点是整个阀杆都要转动，阀杆的转动使得与阀杆接触的填料和波纹管等部件承受一定的扭转力，分为上阀杆和下阀杆的分体式阀杆避免了该缺点，所述上阀杆通过连接器带动所述下阀杆纵向运动，上阀杆相对于连接器转动，必要时，可在连接器内添加润滑脂，而所述连接器与所述下阀杆的端部连接，下阀杆的端部横截面为正方形、六边形或椭圆形，所述连接器内部设置与下阀杆的端部相配合的容纳结构。

可选地，所述阀盖的侧壁上设有连通所述阀盖内部空间的通孔。所述阀盖为柱状结构，所述阀盖具有靠近阀体的一端和远离阀体的另一端，所述通孔靠近阀盖远离阀体的另一端，或者所述通孔靠近阀盖的中上部，在阀门开启或关闭时，所述通孔均可与阀盖与波纹管之间的空间连通。所述通孔的内径在靠近阀盖侧壁外表面处大于靠近阀盖侧壁内表面处，以便于安装部件。

可选地，所述通孔中设有检测器，所述检测器包括第一密封片和第二密封片，所述第一密封片和第二密封片之间设有弹性件。所述第一密封片和所述第二密封片为弹性膜片，所述第一密封片设在所述通孔靠近阀盖侧壁内表面一端，所述第二密封片设在所述通孔靠近阀盖侧壁外表面一端，所述第一密封片与所述弹性件之间设有定位件，所述第二密封片与所述弹性件之间也设有定位件，所述第一密封片、第二密封片、定位件和所述弹性件均位于通孔之中，当阀盖与波纹管之间的气压发生变化时，第一密封片的形变可通过定位件和弹性件传递给第二密封片，当形变超过所述弹性件的弹性极限时，第二密封片发生明显变形并凸出。在所述第二密封片的表面涂抹色漆或荧光漆，当第二密封片变形后在阀盖侧壁外表面形成凸起，容易被发现。该检测器能够检测到阀盖与波纹管之间的气压变化，当波纹管失效破损时，可能会有工艺介质泄漏到阀盖与波纹管之间，该检测器能够检测到压力异常，达成波纹管填料泄漏的及时检测。

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)结构简洁，便于加工制造，产品设计更加灵活，阀瓣可形成多种形式，以适应不同要求；圈体在阀座上的可拆卸式连接和弹性垫圈的设置有助于阀门的稳定运行和装配维修；

(2)通过设置凹槽、圈体和附瓣，可有效防止阀门内漏，阀门关闭时的密封效果显著提升，对阀瓣结构改动较小，工艺制造成本变动不大；

(3)通过设置阀杆的不同外径，使得阀杆在运动中仍能取得良好的密封效果，同时压紧环还能对阀杆起到限位效果；

(4)通过波纹管的不均匀设计，改善了波纹管的屈服应力分布特性，有利于减少波纹管异常扭曲发生的概率，延长了波纹管的使用寿命，提高了产品可靠性；

(5)通过分体式阀杆的设计，使得下阀杆能够纵向运动，并且下阀杆可依靠连接器的容纳结构实现与连接器的固定连接，保持阀盖中的阀杆结构完整；

(6)通过在阀盖上设置检测器，实现了阀盖内漏的及时检测，尽早发现波纹管破损。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更易于理解，提供部分较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例1提出的氨用阀结构示意图；

图2为本发明实施例2提出的氨用阀结构示意图；

图3为本发明实施例3提出的氨用阀结构示意图；

图4为本发明实施例提出的氨用阀中圈体俯视图；

图5为本发明实施例提出的氨用阀中圈体主视图；

图6为本发明实施例提出的氨用阀中波纹管剖视图；

图7为本发明实施例提出的氨用阀中检测器安装处截面图。

附图标记：1、圈体；3、阀瓣压盖；5、上阀杆；6、附瓣；7、滑动件；8、连接器；9、通孔；10、阀体；11、下阀杆；12、阀盖；13、阀瓣；14、波纹管；15、阀座；16、通道；17、卡舌；21、压紧环；23、填料；24、填料箱；25、垫片；26、止动垫圈；27、第一密封片；28、定位件；29、弹性件；30、第二密封片；31、第一区段；32、第二区段；33、第三区段。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

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”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

如图1所示的氨用阀，包括阀体10、阀瓣13、阀杆和阀盖12，阀盖12通过螺栓安装于阀体10上，阀盖12与阀体10之间设有垫片25以实现密封连接，阀体10内设有阀座15，阀座15具有与阀瓣13配合的通道16，阀座15上设有圈体1，圈体1围绕的面积等于通道16的截面积，阀杆穿过阀盖12与阀瓣13连接，阀瓣13上设有阀瓣压盖3，阀瓣压盖3与阀瓣13之间螺纹连接，阀瓣压盖3与阀瓣13之间设有止动垫圈26以防止阀瓣压盖3松动，阀杆与阀盖12相对活动地密封连接，阀杆在阀盖12之中在驱动力作用下能够纵向运动，阀盖12远离阀体10的一端设有填料箱24，填料箱24内装填有填料23，填料23由压紧环21压住，压紧环21与阀盖12之间螺栓连接，填料箱24靠近阀体10的一端连接有波纹管14，波纹管14远离填料箱24的一端连接有滑动件7，阀杆穿过波纹管14和填料箱24，阀瓣13上设有与圈体1配合的凹槽，圈体1在阀座15之上部分的高度与凹槽的深度接近，圈体1的顶部与凹槽紧密配合；阀门关闭时，阀杆在波纹管14之中的阀杆外径大于阀杆在填料箱24之中的阀杆外径，阀座15上设有安装圈体1的安装槽，圈体1与安装槽为螺纹连接，圈体1的外周面设有外螺纹，安装槽内设有与外螺纹配合的内螺纹，圈体1与安装槽之间设有弹性垫圈；波纹管14具有依次连接的第一区段31、第二区段32和第三区段33，第二区段32的壁厚大于第一区段31和第二区段32的壁厚，第二区段32的长度在波纹管14总长度的占比为10％；如图7所示，阀盖12的侧壁上设有连通阀盖12内部空间的通孔9，通孔9中设有检测器，检测器包括第一密封片27和第二密封片30，第一密封片27和第二密封片30之间设有弹性件29，第一密封片27与弹性件29之间设有定位件28，第二密封片30与弹性件29之间也设有定位件28。

实施例2

如图2所示的氨用阀，包括阀体10、阀瓣13、阀杆和阀盖12，阀盖12通过螺栓安装于阀体10上，阀盖12与阀体10之间设有垫片25以实现密封连接，阀体10内设有阀座15，阀座15具有与阀瓣13配合的通道16，阀座15上设有圈体1，圈体1围绕的面积大于通道16的截面积，通道16的截面积小于阀瓣13最大横截面处的截面积，阀杆穿过阀盖12与阀瓣13连接，阀杆与阀盖12相对活动地密封连接，阀盖12远离阀体10的一端设有填料箱24，填料箱24内装填有填料23，填料23由压紧环21压住，填料箱24靠近阀体10的一端连接有波纹管14，波纹管14远离填料箱24的一端连接有滑动件7，阀杆穿过波纹管14和填料箱24，阀瓣13上设有与圈体1配合的凹槽，圈体1在阀座15之上部分的高度与凹槽的深度接近，圈体1的顶部与凹槽紧密配合；阀瓣13连接有附瓣6，附瓣6形状为圆台形，附瓣6圆周面与水平面的夹角优选为75°，附瓣6与阀瓣13为分体结构，附瓣6与阀瓣13焊接、螺纹连接或螺栓连接，以达成产品的灵活设计和产品使用中的维护便利；阀杆在波纹管14之中的阀杆外径大于阀杆在填料箱24之中的阀杆外径，阀座15上设有安装圈体1的安装槽，圈体1与安装槽为卡扣连接，安装槽内还设有与圈体1配合的卡接槽；波纹管14具有依次连接的第一区段31、第二区段32和第三区段33，第二区段32的壁厚大于第一区段31和第二区段32的壁厚，第二区段32的长度在波纹管14总长度的占比为50％；如图7所示，阀盖12的侧壁上设有连通阀盖12内部空间的通孔9，通孔9中设有检测器，检测器包括第一密封片27和第二密封片30，第一密封片27和第二密封片30之间设有弹性件29，第一密封片27与弹性件29之间设有定位件28，第二密封片30与弹性件29之间也设有定位件28。

实施例3

如图3所示的氨用阀，包括阀体10、阀瓣13、阀杆和阀盖12，阀盖12安装于阀体10上，阀盖12与阀体10密封连接，阀体10内设有阀座15，阀座15具有与阀瓣13配合的通道16，阀座15上设有圈体1，圈体1围绕的面积大于通道16的截面积，阀杆包括上阀杆5和下阀杆11，上阀杆5和下阀杆11通过连接器8活动连接，下阀杆11穿过阀盖12与阀瓣13连接，下阀杆11与阀盖12相对活动地密封连接，阀盖12远离阀体10的一端设有填料箱24，填料箱24内装填有填料23，填料23由压紧环21压住，填料箱24靠近阀体10的一端连接有波纹管14，波纹管14远离填料箱24的一端连接有滑动件7，下阀杆11穿过波纹管14和填料箱24，阀瓣13上设有与圈体1配合的凹槽，圈体1为圆环形，圈体1在阀座15之上部分的高度与凹槽的深度接近，圈体1的顶部与凹槽紧密配合；阀瓣13连接有附瓣6，附瓣6与阀瓣13为一体结构，附瓣6形状为圆柱形或圆台形，优选为圆台形，附瓣6与阀瓣13采用相同材质一体加工成形，凹槽具有两个纵向壁面，其中一个壁面与圈体1紧密配合，另一个壁面与附瓣6的圆周面连接并平滑过渡，另一壁面与水平面的夹角优选为80°，附瓣6圆周面与水平面的夹角优选为80°；阀门关闭时，在波纹管14之中的下阀杆11外径大于在填料箱24之中的下阀杆11外径，阀座15上设有安装圈体1的安装槽，圈体1与安装槽为卡扣连接，圈体1与安装槽之间设有弹性垫圈，弹性垫圈优选设在圈体1的下方；波纹管14具有依次连接的第一区段31、第二区段32和第三区段33，第二区段32的壁厚大于第一区段31和第二区段32的壁厚，第二区段32的长度在波纹管14总长度的占比为30％；如图7所示，阀盖12的侧壁上设有连通阀盖12内部空间的通孔9，通孔9中设有检测器，检测器包括第一密封片27和第二密封片30，第一密封片27和第二密封片30之间设有弹性件29，第一密封片27与弹性件29之间设有定位件28，第二密封片30与弹性件29之间也设有定位件28。

在一种优选的实施方式中，阀瓣13的凹槽中具有三个接触面，在阀门关闭时，凹槽能够与圈体1接触形成三个密封面，同时，阀瓣13下表面与阀座15之间形成至少一个密封面，可有效防止阀门内漏。

在其他实施方式中，如图6所示的波纹管14具有依次连接的第一区段31、第二区段32和第三区段33，第二区段32的波距大于第一区段31和第二区段32的波距，第二区段的长度在波纹管总长度的占比为10％～50％。波纹管总长度为第一区段31、第二区段32和第三区段33在松弛状态下的波纹部分轴向长度总和，也称为波纹管有效长度。

在其他实施方式中，附瓣6设有耐磨层，耐磨层在附瓣6外周曲面上，耐磨层材质为钴基硬质合金或钨钢。该耐磨层可改善附瓣6与阀座15的通道16之间的紧密配合，加强阀门的密封性能。

在其他实施方式中，圈体1被软质密封圈代替，软质密封圈被嵌入安装槽内，阀瓣13上不设凹槽，阀瓣13与软质密封圈接触，形成软密封。

在其他实施方式中，圈体1朝向阀瓣的顶部的硬度低于圈体1的其他部位。

在其他实施方式中，如图4所示的圈体1具有卡舌17，圈体1为圆环形，卡舌17连接于圈体1的底部，卡舌17位于圈体1内周面或外周面，优选为位于圈体1内周面；如图5所示的圈体1主视图中，圈体1的顶部为弧形面，优选为半圆弧形，圈体1从弧形面开始向下厚度逐渐增大。

在其他实施方式中，阀杆包括上阀杆5和下阀杆11，上阀杆5和下阀杆11通过连接器8活动连接，在连接器8内添加润滑脂，下阀杆11与连接器8连接的端部横截面为非圆形，下阀杆11的端部横截面为正方形、六边形或椭圆形，优选为正方形，连接器8内部设置与下阀杆11的端部相配合的容纳结构。阀盖12上可以设有支架，该支架与连接器8活动连接，用来限制连接器8，在操作阀门时，防止连接器8随上阀杆5一起转动。

在其他实施方式中，阀盖12为柱状结构，阀盖12轴向中心具有圆柱形中空通道，通孔9连通中空通道所包围的内部空间，阀盖12具有靠近阀体10的一端和远离阀体10的另一端，通孔9靠近阀盖12远离阀体10的另一端，或者通孔9靠近阀盖12的中上部。

在其他实施方式中，如图7所示的检测器安装处截面图中，第一密封片27和第二密封片30为弹性膜片，第一密封片27设在通孔9靠近阀盖12侧壁内表面一端，第二密封片30设在通孔9靠近阀盖12侧壁外表面一端，第一密封片27和第二密封片30之间设有弹性件29，第一密封片27与弹性件29之间设有定位件28，第二密封片30与弹性件29之间也设有定位件28，第一密封片27、第二密封片30、定位件28和弹性件29均位于通孔9之中，在第二密封片30的表面涂抹色漆或荧光漆，当第二密封片30变形后在阀盖12侧壁外表面形成凸起，第二密封片30上的色漆或荧光漆容易被巡检人员发现。

在其他实施方式中，填料23为方形填料、V形填料或∧形填料，优选为V形填料。

以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.氨用阀，包括阀体、阀瓣、阀杆和阀盖，其特征在于，所述阀盖安装于所述阀体上，所述阀盖上设置能够检测到阀盖与波纹管之间的气压变化的检测器，所述检测器包括第一密封片和第二密封片，所述第一密封片和所述第二密封片之间设有弹性件，所述第一密封片和所述第二密封片为弹性膜片，所述第二密封片靠近阀盖侧壁外表面，当第二密封片变形后在阀盖侧壁外表面形成凸起，所述阀盖与所述阀体密封连接，所述阀体内设有阀座，所述阀座具有与阀瓣配合的通道，所述阀座上设有圈体，圈体的顶部为弧形面，圈体从弧形面开始向下厚度逐渐增大，所述阀瓣上设有与所述圈体配合的凹槽，所述凹槽中具有多个接触面，在阀门关闭时，所述多个接触面与所述圈体接触形成多个密封面，所述阀杆包括上阀杆和下阀杆，所述上阀杆和所述下阀杆通过连接器活动连接，所述下阀杆与所述连接器连接的端部横截面为非圆形，所述连接器内部设置与下阀杆的端部相配合的容纳结构，所述阀座上设有安装所述圈体的安装槽，所述圈体围绕的面积大于或等于所述通道的截面积，所述阀杆穿过所述阀盖与所述阀瓣连接，所述阀杆与所述阀盖相对活动地密封连接，所述阀盖远离所述阀体的一端设有填料箱，所述填料箱内装填有填料，所述填料由压紧环压住，所述填料箱靠近阀体的一端连接有波纹管，所述波纹管远离填料箱的一端连接有滑动件，所述阀杆穿过所述波纹管和所述填料箱，所述压紧环的内径小于所述阀杆在所述波纹管之中的阀杆外径，所述波纹管具有依次连接的第一区段、第二区段和第三区段，所述第二区段的壁厚大于所述第一区段和第二区段的壁厚，或者所述第二区段的波距大于所述第一区段和第二区段的波距；所述阀体上部的一侧具有竖直面，所述阀瓣靠近所述竖直面，阀杆上下移动时，所述阀瓣沿所述竖直面上下移动。

2.根据权利要求1所述的氨用阀，所述阀瓣连接有附瓣，所述附瓣与所述阀瓣为一体结构或分体结构。

3.根据权利要求1或2所述的氨用阀，所述阀杆在所述波纹管之中的阀杆外径大于所述阀杆在所述填料箱之中的阀杆外径。

4.根据权利要求3所述的氨用阀，所述圈体与所述安装槽为螺纹连接或卡扣连接。

5.根据权利要求4所述的氨用阀，所述圈体与所述安装槽之间设有弹性垫圈。

6.根据权利要求3所述的氨用阀，所述阀盖的侧壁上设有连通所述阀盖内部空间的通孔。

7.根据权利要求6所述的氨用阀，所述通孔中设有所述检测器。

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