CN114542726A - 高温压力平衡式截止阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于截止阀技术领域，具体涉及一种高温压力平衡式截止阀，包括阀体、位于阀体内的阀座和阀瓣、与阀体相连接的阀盖、穿过阀盖伸入阀体内与阀瓣相连接的阀杆、用于驱动阀杆上下移动的执行机构，所述阀杆外套设有波纹管，所述波纹管两端分别与阀瓣和阀盖相连接形成平衡腔室，所述阀瓣上设有连通平衡腔室且外端开口位于阀瓣下端面的过流孔道。高温压力平衡式截止阀采用波纹管式压力平衡结构，阀门关闭时阀瓣上下介质压力平衡，阀杆只需提供一个阀座密封力，阀门开关力矩轻。

Description

高温压力平衡式截止阀

技术领域

本发明属于截止阀技术领域，具体涉及一种高温压力平衡式截止阀。

背景技术

阀门对其所在的管路中的介质起着切断和节流的重要作用,截止阀作为一种极其重要的截断类阀门大量运用与石油、化工、天然气、电力等行业。普通截止阀由于关闭时阀瓣上下存在较大的压力差，阀门关闭时，手轮、阀杆需克服阀瓣下方高压介质的作用力以及阀座的密封力才能使阀门关闭密封，且入口通道介质的作用力占主要比重，一般介质作用力与阀座密封力的占比为5:1~20:1，故，常规截止阀在实现阀门关闭时需要的力矩极大，这导致高压大口径的截止阀关闭操作极其困难，不适用于管道的截断。常规压力平衡式截止阀虽然在常规截止阀的功能基础上降低了阀门开关力矩，但压力平衡式截止阀的压力平衡部件通常采用氟橡胶或者四氟乙烯作为动作的密封元件，当介质温度大于等于150℃时，压力平衡密封元件失效，即压力平衡功能失效。因此开发一种高温压力平衡式截止阀对解决石油、化工、天然气、电力等行业高温管道运行需求具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种高温压力平衡式截止阀。

本发明所采取的技术方案如下：一种高温压力平衡式截止阀，包括阀体、位于阀体内的阀座和阀瓣、与阀体相连接的阀盖、穿过阀盖伸入阀体内与阀瓣相连接的阀杆、用于驱动阀杆上下移动的执行机构，所述阀杆外套设有波纹管，所述波纹管两端分别与阀瓣和阀盖相连接形成平衡腔室，所述阀瓣上设有连通平衡腔室且外端开口位于阀瓣下端面的过流孔道。

所述阀体设有进口流道和出口流道，所述过流孔道外端开口与进口流道相连通。

所述阀瓣包括下端面与阀座密封配合的阀瓣主体、连接于阀瓣主体上端面的连接部，所述阀瓣主体上端面外径大于连接部外径，所述波纹管连接于阀瓣主体上端面；所述连接部设有供阀杆伸入的连接槽，所述连接部上端固连有阀瓣压盖，所述阀瓣压盖对阀杆形成限位使阀杆端部保持在连接槽内。

所述过流孔道包括位于阀瓣主体上且两端分别位于连接槽和阀瓣主体下端面的第一直孔道、位于连接部上且两端分别位于连接槽和连接部侧周面和/或上端面的第二直孔道。

所述进口流道内设有位于阀瓣下方的防紊流笼套，所述防紊流笼套为中心轴与阀杆中心轴重合或相平行的环状结构，包括位于防紊流笼套侧壁上的与进口流道相连通的若干节流孔、位于防紊流笼套靠近阀瓣一端端面的流出口。

所述阀体下端设有用于安装防紊流笼套的下安装口，所述阀体可拆卸连接有用于密封下安装口的底盖。

所述底盖与阀体之间通过螺栓件连接紧固。

所述阀盖上端部与阀杆之间通过填料和填料压盖密封，所述阀盖外周设有若干间隔分布的散热片。

所述波纹管两端分别与阀瓣和阀盖焊接连接。

本发明的有益效果如下：本发明提供的高温压力平衡式截止阀采用波纹管式压力平衡结构，阀门关闭时阀瓣上下介质压力平衡，阀杆只需提供一个阀座密封力，阀门开关力矩轻。另外，密封结构为多层金属伸缩波纹管与阀盖、阀瓣组成，在使用过程中不受介质温度的限制。本发明解决了高温管道设备运行的需求，保证石油、化工、天然气、电力等行业高温管道设备长期安全有效的运行。

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性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明一种实施例的结构示意图；

图2为本发明一种实施例中波纹管式压力平衡结构的结构示意图；

图3为本发明一种实施例打开时波纹管式压力平衡结构中流体示意图；

图4为本发明一种实施例关闭时波纹管式压力平衡结构中流体示意图；

图5为本发明一种实施例阀瓣与阀杆、波纹管相连接的结构示意图；

图6为本发明一种实施例中防紊流笼套的结构示意图；

图7为本发明一种实施例中防紊流笼套作用示意图；

图中，1，阀体；101，进口流道；102，出口流道；2，底盖；3，防紊流笼套；301，节流孔；302，流出口；4，阀座；5，阀瓣；501，过流孔道；502，阀瓣主体；503，连接部；504，连接槽；505，第一直孔道；506，第二直孔道；6，对开环；7，阀瓣压盖；8.波纹管；9，阀盖；10，阀杆；11，散热片；12，填料；13，填料压盖；14，导向块；15，支架；16，阀杆螺母；17，手轮；18，平衡腔室。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是 为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二” 仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再 一一说明。

本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。

一种高温压力平衡式截止阀，如图1所示，包括阀体1、位于阀体1内的阀座4和阀瓣5、与阀体1相连接的阀盖9、穿过阀盖9伸入阀体1内与阀瓣5相连接的阀杆10、用于驱动阀杆10上下移动的执行机构，在本实施例中，所述执行机构为设置在支架15上的套设在阀杆10外的阀杆螺母16和驱动使阀杆螺母16转动的手轮17，支架15与阀盖9相连接。

所述阀杆10外套设有波纹管8，所述波纹管8两端分别与阀瓣5和阀盖9相连接形成平衡腔室18，所述阀瓣5上设有连通平衡腔室18且外端开口位于阀瓣5下端面的过流孔道501。阀门关闭时阀瓣上下介质压力平衡，阀杆只需提供一个阀座密封力，阀门开关力矩轻。另外，密封结构为多层金属伸缩波纹管与阀盖、阀瓣组成，在使用过程中不受介质温度的限制。

如图2所示，所述阀体1设有进口流道101和出口流道102，所述过流孔道501外端开口与进口流道101相连通。

当阀门为关闭状态时，平衡腔室18中的压力与阀瓣5下方的压力相当，阀瓣5上下无明显压差，因此，此时打开，阀杆10阀杆只需提供一个阀座密封力，开关力矩轻。阀瓣5与阀座4相分离后，如图3所示，进口流道101和出口流道102相连通，平衡腔室18中的流体通过过流孔道501流出，因此在阀杆10向上驱动的过程中，平衡腔室18的内压不会发生明显变化，不会明显增大阀门开关力矩。关闭时，如图4所示，进口流道101的流体通过过流孔道501流入平衡腔室18中，直至平衡腔室18中的压力与阀瓣5下方的压力相当。

如图5所示，所述阀瓣5包括下端面与阀座4密封配合的阀瓣主体502、连接于阀瓣主体502上端面的连接部503，所述阀瓣主体502上端面外径大于连接部503外径，所述波纹管8连接于阀瓣主体502上端面；所述连接部503设有供阀杆10伸入的连接槽504，所述连接部503上端固连有阀瓣压盖7，所述阀瓣压盖7对阀杆10形成限位使阀杆10端部保持在连接槽内。

所述过流孔道501包括位于阀瓣主体502上且两端分别位于连接槽和阀瓣主体502下端面的第一直孔道505、位于连接部503上且两端分别位于连接槽和连接部503侧周面和/或上端面的第二直孔道506。这样设置，便于加工。

所述进口流道101内设有位于阀瓣5下方的防紊流笼套3，如图6所示，所述防紊流笼套3为中心轴与阀杆10中心轴重合或相平行的环状结构，包括位于防紊流笼套3侧壁上的与进口流道101相连通的若干节流孔301、位于防紊流笼套3靠近阀瓣5一端端面的流出口302。介质通过防紊流笼套3环周壁均布的节流孔均匀进入防紊流套，再经阀座阀瓣流出，介质过流阀门密封副时介质流向均匀，不产生局部紊流冲刷阀座、阀瓣，阀门密封副使用寿命长。

所述阀体1下端设有用于安装防紊流笼套3的下安装口，所述阀体1可拆卸连接有用于密封下安装口的底盖1。

所述底盖1与阀体1之间通过螺栓件连接紧固。当阀腔有介质污物堆积时可取下下盖清理，方便阀门清理维护。

所述阀盖9上端部与阀杆10之间通过填料12和填料压盖13密封，所述阀盖9外周设有若干间隔分布的散热片11。阀盖与阀杆之间介质温度在散热片与空气对流的交换作用下下降，此结构使填料不受高温氧化且阀门使用寿命长。

所述波纹管8两端分别与阀瓣5和阀盖9焊接连接。由于阀盖、波纹管及阀瓣之间采用高强度焊接结构，本质使用温度能达到816℃，满足高温环境使用需求。

本实施例工作过程具体如下：

开阀：逆时针转动手轮17，阀杆螺母16在手轮17的旋转带动下旋转使阀杆10上升，阀杆10、阀瓣5上升的同时阀盖、波纹管及阀瓣5中间压力平衡腔室18的介质通过阀瓣5上均布的过流孔道501排出。阀瓣5上升，阀瓣5密封面与阀座4与脱离，阀门入口端的介质通过防紊流笼套3环周壁均布的节流孔均匀进入防紊流笼套3内，再经阀座4与阀瓣5之间的环形通道流出实现开阀过流；

关阀：顺时针转动手轮17，阀杆螺母16在手轮17的旋转带动下使阀杆10下降，阀杆10、阀瓣5下降的同时介质经阀瓣5上均布的过流孔道501进入压力平衡腔室18。阀瓣5下降，阀瓣5密封面与阀座4密封面贴合，实现阀门关阀节流。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种高温压力平衡式截止阀，包括阀体（1）、位于阀体（1）内的阀座（4）和阀瓣（5）、与阀体（1）相连接的阀盖（9）、穿过阀盖（9）伸入阀体（1）内与阀瓣（5）相连接的阀杆（10）、用于驱动阀杆（10）上下移动的执行机构，其特征在于：所述阀杆（10）外套设有波纹管（8），所述波纹管（8）两端分别与阀瓣（5）和阀盖（9）相连接形成平衡腔室（18），所述阀瓣（5）上设有连通平衡腔室（18）且外端开口位于阀瓣（5）下端面的过流孔道（501）。

2.根据权利要求1所述的高温压力平衡式截止阀，其特征在于：所述阀体（1）设有进口流道（101）和出口流道（102），所述过流孔道（501）外端开口与进口流道（101）相连通。

3.根据权利要求1或2所述的高温压力平衡式截止阀，其特征在于：所述阀瓣（5）包括下端面与阀座（4）密封配合的阀瓣主体（502）、连接于阀瓣主体（502）上端面的连接部（503），所述阀瓣主体（502）上端面外径大于连接部（503）外径，所述波纹管（8）连接于阀瓣主体（502）上端面；所述连接部（503）设有供阀杆（10）伸入的连接槽（504），所述连接部（503）上端固连有阀瓣压盖（7），所述阀瓣压盖（7）对阀杆（10）形成限位使阀杆（10）端部保持在连接槽内。

4.根据权利要求3所述的高温压力平衡式截止阀，其特征在于：所述过流孔道（501）包括位于阀瓣主体（502）上且两端分别位于连接槽和阀瓣主体（502）下端面的第一直孔道（505）、位于连接部（503）上且两端分别位于连接槽和连接部（503）侧周面和/或上端面的第二直孔道（506）。

5.根据权利要求2所述的高温压力平衡式截止阀，其特征在于：所述进口流道（101）内设有位于阀瓣（5）下方的防紊流笼套（3），所述防紊流笼套（3）为中心轴与阀杆（10）中心轴重合或相平行的环状结构，包括位于防紊流笼套（3）侧壁上的与进口流道（101）相连通的若干节流孔（301）、位于防紊流笼套（3）靠近阀瓣（5）一端端面的流出口（302）。

6.根据权利要求5所述的高温压力平衡式截止阀，其特征在于：所述阀体（1）下端设有用于安装防紊流笼套（3）的下安装口，所述阀体（1）可拆卸连接有用于密封下安装口的底盖（1）。

7.根据权利要求6所述的高温压力平衡式截止阀，其特征在于：所述底盖（1）与阀体（1）之间通过螺栓件连接紧固。

8.根据权利要求1所述的高温压力平衡式截止阀，其特征在于：所述阀盖（9）上端部与阀杆（10）之间通过填料（12）和填料压盖（13）密封，所述阀盖（9）外周设有若干间隔分布的散热片（11）。

9.根据权利要求1所述的高温压力平衡式截止阀，其特征在于：所述波纹管（8）两端分别与阀瓣（5）和阀盖（9）焊接连接。

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