CN114215949A - 一种用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置 - Google Patents

一种用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置，包括：阀体和阀盖；阀体与阀盖通过紧固件连接，阀盖内朝向阀体的侧面沿轴向依次设有内径依次减小的第一台阶、第二台阶和第三台阶，第一台阶上设有与阀体紧贴的第一压环，第二台阶上设有与阀体紧贴的第二压环，第一压环套设在第二压环外部，第三台阶孔面上设有套筒，套筒内设有与第二压环端面相抵的弹簧；第二压环上设有第四台阶和第五台阶，第四台阶上设有与阀体紧贴的密封垫，第五台阶上设有与第一压环紧贴的密封环。本发明提供结构简单，能够依靠介质可以提供稳定的密封压力，保证可靠的密封效果。

Description

一种用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，特别涉及一种用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置。
背景技术
目前阀门阀体和阀盖的密封技术主要有两种：第一种是强制密封，即两者之间设置一道密封垫片，通过连接螺栓提供的预紧力使密封垫片压缩变形，从而达到密封效果。该方式的不足之处在于，当高温蠕变或其他因素导致螺栓负荷减小、垫片松弛、密封性能下降时，由于介质压力不变，介质便会出现外漏。当介质危险性较高时，介质外漏可能造成非常严重的后果。
第二种是自密封，该密封技术将阀盖设置成可活动的，其在介质压力下压紧密封件，从而实现自密封。该方式的不足之处在于：①对阀门类型有限制，适用范围不广，比如球阀的阀盖是与管道固定连接的，无法靠该方式实现自密封；②对于阀盖上连接有执行器的阀门，考虑靠执行器的重量和其他因素，自密封效果会减小很多。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置，结构简单，在高温高压工况螺栓预紧力下降、垫片松弛的情况下，能够依靠介质提供稳定的密封压力，保证可靠的密封效果，并且不受阀门类型限制，适用范围广。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置，包括：阀体和阀盖；
所述阀体与阀盖通过紧固件连接，所述阀盖内朝向阀体的侧面沿轴向依次设有内径依次减小的第一台阶、第二台阶和第三台阶，所述第一台阶上设有与阀体紧贴的第一压环，所述第二台阶上设有与阀体紧贴的第二压环，所述第一压环套设在第二压环外部，所述第三台阶孔面上设有套筒，套筒内设有与第二压环端面相抵的弹簧；
所述第二压环上设有第四台阶和第五台阶，所述第四台阶上设有与阀体紧贴的密封垫，所述第五台阶上设有与第一压环紧贴的密封环。
有益效果：阀体与第二压环之间的密封通过密封垫实现第一道密封，密封力除了紧固件以及弹簧提供的预紧力以外，依靠介质压力提供另一部分密封作用力；并且压环二与阀盖之间的密封通过密封环实现第二道密封，密封力除了紧固件以及弹簧提供的预紧力以外，同样也可以依靠介质压力提供密封作用力，当高温高压工况下螺栓预紧力下降、垫片松弛时，介质依然可以提供稳定的密封压力，保证可靠的密封效果。
进一步地，所述紧固件包括螺柱和螺母，阀盖与阀体通过螺母和螺柱连接。有益效果：通过设置螺柱和螺母，拆卸安装方便，提高了安装效率和工作效率。
进一步地，所述第一压环通过螺钉与阀盖连接。有益效果：通过螺钉连接拆卸方便。
进一步地，所述第二压环与密封环之间设有相互接触的抵接斜面，所述第五台阶为斜面。
进一步地，所述密封环的外径大于密封垫的内径。
进一步地，所述第四台阶靠近阀体设置，第五台阶靠近阀盖设置。
进一步地，所述弹簧两端分别与第二压环和阀盖相抵，所述弹簧为圆柱螺旋弹簧。
进一步地，所述阀体上相对密封垫设有第六台阶，密封垫分别与第六台阶和第四台阶紧贴。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图中标记：1、阀体，1、过滤箱，2、阀盖，201、第一台阶，202、第二台阶，203、第三台阶，3、螺母，4、螺柱，5、螺钉，6、密封环，7、第一压环，8、第二压环，801、第四台阶，802、第五台阶，9、套筒，10、弹簧，11、密封垫。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1-2，本发明提供一种用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置，包括：阀体1和阀盖2，所述阀体1与阀盖2通过紧固件连接，所述阀盖2内朝向阀体1的侧面沿轴向依次设有内径依次减小的第一台阶201、第二台阶202和第三台阶203，所述第一台阶201上设有与阀体1紧贴的第一压环7，所述第二台阶202上设有与阀体1紧贴的第二压环8，所述第一压环7套设在第二压环8外部，所述第三台阶203孔面上设有套筒9，套筒9内设有与第二压环8端面相抵的弹簧10；
所述第二压环8上设有第四台阶801和第五台阶802，所述第四台阶801上设有与阀体1紧贴的密封垫11，所述第五台阶802上设有与第一压环7紧贴的密封环6，所述密封环6的外径大于密封垫11的内径。
具体的，所述第四台阶801靠近阀体1设置，第五台阶802靠近阀盖2设置，第四台阶801的外径小于第五台阶802的外径，所述阀体1上相对密封垫11设有第六台阶101，密封垫11分别与第六台阶101和第四台阶801紧贴。
此外，所述紧固件包括螺柱4和螺母3，阀盖2与阀体1通过螺母3和螺柱4连接，通过设置螺柱4和螺母3，拆卸安装方便，提高了安装效率和工作效率，阀盖2设有与螺柱4配合的螺纹通孔，阀体1上设有与螺柱4配合的螺纹沉孔，所述螺柱4为全螺纹，所述第一压环7通过螺钉5与阀盖2连接。
阀体1和第二压环8之间的第一道密封，介质依靠密封垫11实现阻断，阀体1与阀盖2之间采用螺纹紧固，使阀盖2将第二压环8推向压缩密封垫11的方向，提供部分密封预紧力；弹簧10依靠弹力将第二压环8推向压缩密封垫11的方向，提供部分预紧密封力，而且该预紧密封力不受高温工况的影响，密封环6的径向位置相对密封垫11靠外，这使得第二压环8与阀盖2之间的介质压力边界大于第二压环8与阀体1之间的介质压力边界，第二压环8受到一个沿压缩密封垫11方向的介质作用力，介质压力越高，介质作用力越大，密封效果越好，因此，在弹簧10和螺纹连接提供的预紧密封力基础上通过介质自密封大大提高了第二压环8与阀体1间的密封效果。
阀盖2与第二压环8之间的第二道密封，介质依靠密封环6实现阻断，密封环6分别与阀盖2和第二压环8的密封面紧密贴合，通过螺钉5将第一压环7固定在阀盖2的第一台阶201上，第一压环7通过压紧密封环6为其提供了一个预紧密封力；弹簧10依靠弹力将第二压环8推向压缩密封环6的方向，螺钉5和弹簧10分别给密封环6提供了一个密封作用力，并且阀盖2与第二压环8之间的介质压力对阀盖2和第二压环8分别产生一个作用力，第二压环8受到的作用力使第二压环8压缩密封环6，阀盖2受到的作用力使阀盖2带动第一压环7压缩密封环6，两个由介质提供的作用力都能起到了利于密封的作用，保证了阀体1与第二压环8之间的自密封，介质压力越大，密封环6变形量越大，密封效果越好。
本申请通过压力边界的布置和结构设计，利用介质压力实现阀体1和阀盖2间的自密封，削弱了螺栓预紧力在密封过程中的作用，保证了在高温、高压工况下依然可以实现很好的密封效果，并且该申请不仅对阀门类型适用范围广泛，同时还保证了阀门使用过程中外密封的安全可靠，本申请未详述部分均为现有技术。
当然，本发明并不仅限于上述所介绍的实施方式，以下还提供了几种基于本发明的设计构思其他的实施方式。
例如，在其他实施方式中，与上述介绍的实施方式不同的是，如图1和图2所示，所述紧固件也可为螺栓，阀盖2与阀体1通过螺栓连接，所述第二压环8与密封环6之间设有相互接触的抵接斜面，所述第五台阶802为斜面，在介质压力的作用下，第二压环8与密封环6之间为相互接触的抵接斜面，从而使得密封效果更好。
例如，在其他实施方式中，与上述介绍的实施方式不同的是，如图1和图2所示，所述弹簧10两端分别与第二压环8和阀盖2相抵，所述弹簧10为圆柱螺旋弹簧、碟簧或波簧。
需要说明的是，上述实施例仅用来说明本发明，但本发明并不局限于上述实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置，其特征在于，包括：阀体（1）和阀盖（2）；
所述阀体（1）与阀盖（2）通过紧固件连接，所述阀盖（2）内朝向阀体（1）的侧面沿轴向依次设有内径依次减小的第一台阶（201）、第二台阶（202）和第三台阶（203），所述第一台阶（201）上设有与阀体（1）紧贴的第一压环（7），所述第二台阶（202）上设有与阀体（1）紧贴的第二压环（8），所述第一压环（7）套设在第二压环（8）外部，所述第三台阶（203）孔面上设有套筒（9），套筒（9）内设有与第二压环（8）端面相抵的弹簧（10）；
所述第二压环（8）上设有第四台阶（801）和第五台阶（802），所述第四台阶（801）上设有与阀体（1）紧贴的密封垫（11），所述第五台阶（802）上设有与第一压环（7）紧贴的密封环（6）。
2.根据权利要求1所述的用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置，其特征在于：所述紧固件包括螺柱（4）和螺母（3），阀盖（2）与阀体（1）通过螺母（3）和螺柱（4）连接。
3.根据权利要求1所述的用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置，其特征在于：所述第一压环（7）通过螺钉（5）与阀盖（2）连接。
4.根据权利要求1所述的用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置，其特征在于：所述第二压环（8）与密封环（6）之间设有相互接触的抵接斜面，所述第五台阶（802）为斜面。
5.根据权利要求1所述的用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置，其特征在于：所述密封环（6）的外径大于密封垫（11）的内径。
6.根据权利要求1所述的用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置，其特征在于：所述第四台阶（801）靠近阀体（1）设置，第五台阶（802）靠近阀盖（2）设置。
7.根据权利要求1所述的用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置，其特征在于：所述弹簧（10）两端分别与第二压环（8）和阀盖（2）相抵，所述弹簧（10）为圆柱螺旋弹簧。
8.根据权利要求1所述的用于高温高压工况防止阀门外漏的自密封装置，其特征在于：所述阀体（1）上相对密封垫（11）设有第六台阶（101），密封垫（11）分别与第六台阶（101）和第四台阶（801）紧贴。
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