CN113464660B - 超低温波纹管闸阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及闸阀技术领域，具体涉及超低温波纹管闸阀，包括阀体，所述阀体一侧设置有进液口，所述阀体另一侧设置有出液口；所述阀体内设置有上下间隔布置的进液腔及出液腔，所述进液腔与进液口连通，所述出液腔与出液口连通；所述进液腔及出液腔之间设置有阀座，所述阀座内设置有上下贯通的连通通道，所述阀座上端设置有能够堵住连通通道的阀板；本发明通过挡液环组件及耐低温密封圈设置，能够实现阀杆与阀盖之间的二次密封，提高密封效果，避免低温高压的液体天然气有少量泄露的情况，进而避免导致外部含水分的空气与其在阀杆与阀盖上端碰撞凝结成冰的情况，使得闸阀能够正常使用。

Description

超低温波纹管闸阀
技术领域
本发明涉及闸阀技术领域，具体涉及超低温波纹管闸阀。
背景技术
随着液化天然气(LNG)的大力发展，LNG接收站及运输设备上的流体控制设备也越来越多，如超低温闸阀，作为LNG接收站和运输设备流体管路不可或缺的装置，常常处于超低温状态下工作。
现有技术中密封圈一般利用弹性体本体如橡胶进行密封，即靠橡胶材，料加工成的密封圈本身的弹性提供密封力。然而单纯采用橡胶材质制成的密封圈会因为外界环境如压力、温度的变化或长时间的磨损及材料老化等原因造成密封圈的弹性降低或消失，进而导致密封性变差，而且在超低温环境中，橡胶会收缩并且失去弹性变的硬脆，进而影响到整体的密封效果；同时，目前的超低温闸阀在使用过程中，由于阀杆温度低于周边环境温度，环境中的水分遇到低温阀杆与阀盖处凝结成冰，容易导致阀杆开闭受阻，影响阀门正常使用。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了超低温波纹管闸阀，能够有效地解决现有技术中由于环境中的水分遇到低温阀杆与阀盖处凝结成冰，容易导致阀杆开闭受阻的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明提供超低温波纹管闸阀,包括阀体，所述阀体一侧设置有进液口，所述阀体另一侧设置有出液口；所述阀体内设置有上下间隔布置的进液腔及出液腔，所述进液腔与进液口连通，所述出液腔与出液口连通；所述进液腔及出液腔之间设置有阀座，所述阀座内设置有上下贯通的连通通道，所述阀座上端设置有能够堵住连通通道的阀板；所述阀体上端设置有阀盖，所述阀盖通过其外周布置的压板及螺栓与阀体固定连接；所述阀板上端连接有阀杆，所述阀杆穿过阀盖延伸至阀体外与外部的手柄连接，所述阀盖上设置有与阀杆匹配的贯通孔；所述阀杆与贯通孔之间从上到下依次设置有防漏隔离网、耐低温密封圈及挡液环组件，所述耐低温密封圈及挡液环组件与阀杆之间为密封配合；所述防漏隔离网为套于阀杆外的环状中空金属网，所述防漏隔离网与阀杆之间为间隙配合且其内填充有防潮填料。
使用时，超低温液体从进液口进入进液腔并移动至阀座处，通过旋转手柄来带动阀杆转动上移，进而使得阀板上移，打开阀座的连通通道，使得超低温液体能够经过连通通道进入出液腔后从出液口排出；通过挡液环组件及耐低温密封圈设置，能够实现阀杆与阀盖之间的二次密封，提高密封效果，避免低温高压的液体天然气有少量泄露的情况，进而避免导致外部含水分的空气与其在阀杆与阀盖上端碰撞凝结成冰的情况，使得闸阀能够正常使用；设置与阀杆间隙配合的防漏隔离网，一方面，避免其与阀杆碰撞导致阀杆刮花，另一方面，也能够有效收拢放置防潮填料，使其能够吸收阀盖上端周围的水汽，避免在阀杆与阀盖之间结冰影响正常使用。
进一步地，所述挡液环组件为柔性金属材料模压而成的金属密封垫。由于挡液环组件为柔性金属材料制成，金属材料在超低温下的收缩量较小，不仅能够避免超低温情况下收缩量过大影响密封性能，而且其还具有较高的抗冲击能力，因此满足高压环境中的使用需求。
进一步地，所述阀盖内设置有容纳耐低温密封圈的密封槽，所述耐低温密封圈包括由金属材料制成的内密封环及由橡胶材料制成的外密封环，所述外密封环截面呈“7”字形，所述内密封环包覆于外密封环内侧面且其内侧面与阀杆之间密封配合；所述内密封环上端呈水平状且能够将外密封环上端包覆于其内部，所述内密封环下端向外侧折弯且延伸至外密封环下端内部与外密封环连接成一体；所述外密封环中部外侧及下部外侧均设置斜向上延伸的第一密封唇，所述第一密封唇与密封槽的侧面之间端面密封。通过内密封环及外密封环的设置，由于内密封环为金属材料制成，因此在超低温环境下，内密封环能够提高支撑力及反向的弹力，避免外密封环整体向内收缩而且产生的向心挤压力，进而避免外密封环收缩量过大导致的密封效果降低甚至损坏外密封环的情况，保证密封性能的同时提高使用寿命；通过两组第一密封唇的设置，在阀杆挤压内密封环时，内密封环带动外密封环向密封槽移动，进而使得第一密封唇与密封槽的侧面紧密贴合，提高了密封效果。
进一步地，中部的第一密封唇与外密封环上端之间的空间构成安装槽，所述安装槽内设置有环形的螺旋弹簧，所述安装槽开口处的最小距离小于螺旋弹簧的直径。通过螺旋弹簧的设置，一方面，螺旋弹簧本身产生向内的收缩力，能够将内密封环的内侧面与阀杆表面紧贴，提高内侧的密封效果；同时螺旋弹簧本身还能够对上层的第一密封唇产生一个与液体流动方向相反的弹力，阻碍第一密封的变形，进而提高外侧的密封效果。
进一步地，所述外密封环下端朝向阀杆一侧设置有外高内低的倾斜面，所述倾斜面上端延伸至内密封环折弯处，所述倾斜面下端与阀杆之间存在间隙，所述倾斜面及内密封环折弯处的内侧面与阀杆外壁之间空腔构成充液腔。通过充液腔的设置，能够使得低温高压液体直接充满充液腔，进而使得外密封环及内密封环下端绕内密封环折弯处向外侧产生少量偏转，因此不仅能够使得第一密封唇更加紧密的贴在密封槽内壁；由于为了安装方便，外密封环的整体高度略小于密封槽的高度，因此外密封环下端与密封槽下端之间是分离状态的，因此当充液腔充满液体后，作用在倾斜面上的力能够产生向下的分力，因此能够使得外密封环下端与密封槽端面贴合，进而在液体流至第一密封唇前增加一次密封，极大的增加了整体的密封效果。
进一步地，所述第一密封唇之间设置有截面为U形的环形金属弹片，所述环形金属弹片的开口朝外。通过环形金属弹片的设置，能够增加下侧的第一密封唇挤压力，进而提高密封效果。
进一步地，所述第一密封唇的自由端均设置有向环形金属弹片端部延伸并包覆其端部的凸缘。通过凸缘的设置，不仅能够包覆环形金属弹片，避免环形金属弹片端部在随第一密封唇动作时刮花密封槽内壁，进而保证密封效果，而且能够将环形金属弹片限制在第一密封唇之间，使得第一密封唇与环形金属弹片形成一个整体，因此当超低温环境下，环形金属弹片的弹力能够补充第一密封唇收缩的向心力，避免第一密封唇收缩过大而影响密封性能的情况。
进一步地，所述倾斜面下方的外密封环上设置有朝斜下方延伸的第二密封唇，所述第二密封唇能够与密封槽底面贴合。通过第二密封唇的设置，能够进一步提高外密封环下端与密封槽下端的贴合度，进而保证密封效果。
有益效果
本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
本发明通过挡液环组件及耐低温密封圈设置，能够实现阀杆与阀盖之间的二次密封，提高密封效果，避免低温高压的液体天然气有少量泄露的情况，进而避免导致外部含水分的空气与其在阀杆与阀盖上端碰撞凝结成冰的情况，使得闸阀能够正常使用。
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。
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的剖视图；
图3为图2中A处的局部放大图；
图4为本发明中所使用的耐低温密封圈的立体图；
图5为本发明中所使用的耐低温密封圈的剖视图。
图中的标号分别代表：1、阀体；2、进液口；3、出液口；4、压板；5、阀盖；6、阀杆；7、进液腔；8、出液腔；9、阀座；10、阀板；11、防潮填料；12、防漏隔离网；13、耐低温密封圈；131、内密封环；132、外密封环；133、第一密封唇；134、螺旋弹簧；135、安装槽；136、环形金属弹片；137、第二密封唇；138、凸缘；139、倾斜面；14、挡液环组件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例：
如图1-图5所示，超低温波纹管闸阀，超低温波纹管闸阀,包括阀体1，所述阀体1一侧设置有进液口2，所述阀体1另一侧设置有出液口3；所述阀体1内设置有上下间隔布置的进液腔7及出液腔8，所述进液腔7与进液口2连通，所述出液腔8与出液口3连通；所述进液腔7及出液腔8之间设置有阀座9，所述阀座9内设置有上下贯通的连通通道，所述阀座9上端设置有能够堵住连通通道的阀板10；所述阀体1上端设置有阀盖5，所述阀盖5通过其外周布置的压板4及螺栓与阀体1固定连接；所述阀板10上端连接有阀杆6，所述阀杆6穿过阀盖5延伸至阀体1外与外部的手柄连接，所述阀盖5上设置有与阀杆6匹配的贯通孔；所述阀杆6与贯通孔之间从上到下依次设置有防漏隔离网12、耐低温密封圈13及挡液环组件14，所述耐低温密封圈13及挡液环组件14与阀杆6之间为密封配合；所述防漏隔离网12为套于阀杆6外的环状中空金属网，所述防漏隔离网12与阀杆6之间为间隙配合且其内填充有防潮填料11。
使用时，超低温液体从进液口2进入进液腔7并移动至阀座9处，通过旋转手柄来带动阀杆6转动上移，进而使得阀板10上移，打开阀座9的连通通道，使得超低温液体能够经过连通通道进入出液腔8后从出液口3排出；通过挡液环组件14及耐低温密封圈13设置，能够实现阀杆6与阀盖5之间的二次密封，提高密封效果，避免低温高压的液体天然气有少量泄露的情况，进而避免导致外部含水分的空气与其在阀杆6与阀盖5上端碰撞凝结成冰的情况，使得闸阀能够正常使用；设置与阀杆6间隙配合的防漏隔离网12，一方面，避免其与阀杆6碰撞导致阀杆6刮花，另一方面，也能够有效收拢放置防潮填料11，使其能够吸收阀盖5上端周围的水汽，避免在阀杆6与阀盖5之间结冰影响正常使用。
作为一种可选的方案，所述挡液环组件为柔性金属材料模压而成的金属密封垫。由于挡液环组件为柔性金属材料制成，金属材料在超低温下的收缩量较小，不仅能够避免超低温情况下收缩量过大影响密封性能，而且其还具有较高的抗冲击能力，因此满足高压环境中的使用需求。
作为一种可选的方案，所述阀盖5内设置有容纳耐低温密封圈13的密封槽，所述耐低温密封圈13包括由金属材料制成的内密封环131及由橡胶材料制成的外密封环132，所述外密封环132截面呈“7”字形，所述内密封环131包覆于外密封环132内侧面且其内侧面与阀杆6之间密封配合；所述内密封环131上端呈水平状且能够将外密封环132上端包覆于其内部，所述内密封环131下端向外侧折弯且延伸至外密封环132下端内部与外密封环132连接成一体；所述外密封环132中部外侧及下部外侧均设置斜向上延伸的第一密封唇133，所述第一密封唇133与密封槽的侧面之间端面密封。通过内密封环131及外密封环132的设置，由于内密封环131为金属材料制成，因此在超低温环境下，内密封环131能够提高支撑力及反向的弹力，避免外密封环132整体向内收缩而且产生的向心挤压力，进而避免外密封环132收缩量过大导致的密封效果降低甚至损坏外密封环132的情况，保证密封性能的同时提高使用寿命；通过两组第一密封唇133的设置，在阀杆6挤压内密封环131时，内密封环131带动外密封环132向密封槽移动，进而使得第一密封唇133与密封槽的侧面紧密贴合，提高了密封效果。
作为一种可选的方案，中部的第一密封唇133与外密封环132上端之间的空间构成安装槽135，所述安装槽135内设置有环形的螺旋弹簧134，所述安装槽135开口处的最小距离小于螺旋弹簧134的直径。通过螺旋弹簧134的设置，一方面，螺旋弹簧134本身产生向内的收缩力，能够将内密封环131的内侧面与阀杆6表面紧贴，提高内侧的密封效果；同时螺旋弹簧134本身还能够对上层的第一密封唇133产生一个与液体流动方向相反的弹力，阻碍第一密封的变形，进而提高外侧的密封效果。
作为一种可选的方案，所述外密封环132下端朝向阀杆6一侧设置有外高内低的倾斜面139，所述倾斜面139上端延伸至内密封环131折弯处，所述倾斜面139下端与阀杆6之间存在间隙，所述倾斜面139及内密封环131折弯处的内侧面与阀杆6外壁之间空腔构成充液腔。通过充液腔的设置，能够使得低温高压液体直接充满充液腔，进而使得外密封环132及内密封环131下端绕内密封环131折弯处向外侧产生少量偏转，因此不仅能够使得第一密封唇133更加紧密的贴在密封槽内壁；由于为了安装方便，外密封环132的整体高度略小于密封槽的高度，因此外密封环132下端与密封槽下端之间是分离状态的，因此当充液腔充满液体后，作用在倾斜面139上的力能够产生向下的分力，因此能够使得外密封环132下端与密封槽端面贴合，进而在液体流至第一密封唇133前增加一次密封，极大的增加了整体的密封效果。
作为一种可选的方案，所述第一密封唇133之间设置有截面为U形的环形金属弹片136，所述环形金属弹片136的开口朝外。通过环形金属弹片136的设置，能够增加下侧的第一密封唇133挤压力，进而提高密封效果。
作为一种可选的方案，所述第一密封唇133的自由端均设置有向环形金属弹片136端部延伸并包覆其端部的凸缘138。通过凸缘138的设置，不仅能够包覆环形金属弹片136，避免环形金属弹片136端部在随第一密封唇133动作时刮花密封槽内壁，进而保证密封效果，而且能够将环形金属弹片136限制在第一密封唇133之间，使得第一密封唇133与环形金属弹片136形成一个整体，因此当超低温环境下，环形金属弹片136的弹力能够补充第一密封唇133收缩的向心力，避免第一密封唇133收缩过大而影响密封性能的情况。
作为一种可选的方案，所述倾斜面139下方的外密封环132上设置有朝斜下方延伸的第二密封唇137，所述第二密封唇137能够与密封槽底面贴合。通过第二密封唇137的设置，能够进一步提高外密封环132下端与密封槽下端的贴合度，进而保证密封效果。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.超低温波纹管闸阀，其特征在于，包括阀体(1)，所述阀体(1)一侧设置有进液口(2)，所述阀体(1)另一侧设置有出液口(3)；所述阀体(1)内设置有上下间隔布置的进液腔(7)及出液腔(8)，所述进液腔(7)与进液口(2)连通，所述出液腔(8)与出液口(3)连通；所述进液腔(7)及出液腔(8)之间设置有阀座(9)，所述阀座(9)内设置有上下贯通的连通通道，所述阀座(9)上端设置有能够堵住连通通道的阀板(10)；所述阀体(1)上端设置有阀盖(5)，所述阀盖(5)通过其外周布置的压板(4)及螺栓与阀体(1)固定连接；所述阀板(10)上端连接有阀杆(6)，所述阀杆(6)穿过阀盖(5)延伸至阀体(1)外与外部的手柄连接，所述阀盖(5)上设置有与阀杆(6)匹配的贯通孔；所述阀杆(6)与贯通孔之间从上到下依次设置有防漏隔离网(12)、耐低温密封圈(13)及挡液环组件(14)，所述耐低温密封圈(13)及挡液环组件(14)与阀杆(6)之间为密封配合；所述防漏隔离网(12)为套于阀杆(6)外的环状中空金属网，所述防漏隔离网 (12)与阀杆(6)之间为间隙配合且其内填充有防潮填料(11)；
所述阀盖(5)内设置有容纳耐低温密封圈 (13)的密封槽，所述耐低温密封圈 (13)包括由金属材料制成的内密封环(131)及由橡胶材料制成的外密封环(132)，所述外密封环(132)截面呈“7”字形，所述内密封环(131)包覆于外密封环(132)内侧面且其内侧面与阀杆(6)之间密封配合；所述内密封环(131)上端呈水平状且能够将外密封环(132)上端包覆于其内部，所述内密封环(131)下端向外侧折弯且延伸至外密封环(132)下端内部与外密封环(132)连接成一体；所述外密封环(132)中部外侧及下部外侧均设置斜向上延伸的第一密封唇 (133)，所述第一密封唇(133)与密封槽的侧面之间端面密封；
中部的第一密封唇(133)与外密封环(132)上端之间的空间构成安装槽(135)，所述安装槽(135)内设置有环形的螺旋弹簧(134)，所述安装槽(135)开口处的最小距离小于螺旋弹簧(134)的直径；
所述外密封环(132)下端朝向阀杆(6)一侧设置有外高内低的倾斜面(139)，所述倾斜面(139)上端延伸至内密封环(131)折弯处，所述倾斜面(139)下端与阀杆(6)之间存在间隙，所述倾斜面(139)及内密封环(131)折弯处的内侧面与阀杆(6)外壁之间空腔构成充液腔；
所述第一密封唇(133)之间设置有截面为U形的环形金属弹片(136)，所述环形金属弹片(136)的开口朝外。
2.根据权利要求1所述的超低温波纹管闸阀，其特征在于，所述挡液环组件(14)为柔性金属材料模压而成的金属密封垫。
3.根据权利要求2所述的超低温波纹管闸阀，其特征在于，所述第一密封唇(133)的自由端均设置有向环形金属弹片(136)端部延伸并包覆其端部的凸缘(138)。
4.根据权利要求3所述的超低温波纹管闸阀，其特征在于，所述倾斜面(139)下方的外密封环(132)上设置有朝斜下方延伸的第二密封唇(137)，所述第二密封唇(137)能够与密封槽底面贴合。
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