CN114962778A - 一种低阻高密封的波纹管仪表截止阀 - Google Patents

一种低阻高密封的波纹管仪表截止阀 Download PDF

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王旭升
段勇
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Abstract

本发明公开了一种低阻高密封的波纹管仪表截止阀，包括阀体，阀体与阀盖相连，阀体上设有进口流道与出口流道，进口流道、出口流道均与阀盖内的腔体连通，腔体内设有阀瓣，阀瓣控制进口流道与出口流道之间的通断，其特征在于，阀盖内的腔体的下方设有波纹管组件，所述的波纹管组件包括接头座、波纹管和波纹管接头，阀瓣套设于波纹管组件内，接头座与腔体底部焊接相连，波纹管接头与阀瓣的连接面焊接相连，阀瓣的顶部与上阀杆相连，上阀杆为阶梯轴，阶梯轴的轴肩上方设有密封填料，密封填料的上方设有填料压盖，阀盖的顶部设有压盖螺母，压盖螺母与密封填料之间设有碟形弹簧，上阀杆穿过阀盖顶部的压盖螺母并与手柄相连。

Description

一种低阻高密封的波纹管仪表截止阀
技术领域
本发明涉及一种低阻高密封的波纹管仪表截止阀。
背景技术
现阶段已投入商业运行的核电厂中,使用的高温、高压核级仪表阀多为国 外进口产品,仅有少量国产化。为减少核级仪表阀产品对国外企业的依赖，国 家在积极推进核级仪表阀的国产化工作。
核级仪表阀用于反应堆冷却剂或硼酸系统时,该系统的设计压力为 17.2MPa,设计温度不高于343℃。用于二回路系统时,该设计压力为8.6MPa, 设计温度不高于316℃。参照上述环境条件,大多仪表管阀件不超过1500LB。 但目前在一些新建核电项目中，对2000LB核级仪表阀提出了要求。国内目前 少有的2000LB的仪表截止阀均为填料密封，波纹管密封仪表截止阀具有波纹 管与填料双重密封的优势，远远优于填料密封截止阀。波纹管截止阀由于波纹 管在阀门开关过程中既要承受拉伸和压缩轴向力，承受介质对它的压力以及冲 击力，又要操作方便，要实现2000LB的公称压力，难度较大，若运用工艺阀 的结构型式，体积又较大，结构工艺复杂，成本高。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种低阻高密封的波 纹管仪表截止阀。
一种低阻高密封的波纹管仪表截止阀，包括阀体，阀体与阀盖相连，阀体 上设有进口流道与出口流道，进口流道、出口流道均与阀盖内的腔体连通，腔 体内设有阀瓣，阀瓣控制进口流道与出口流道之间的通断，其特征在于，阀盖 内的腔体的下方设有波纹管组件，所述的波纹管组件包括接头座、波纹管和波 纹管接头，阀瓣套设于波纹管组件内，接头座与腔体底部焊接相连，波纹管接 头与阀瓣的连接面焊接相连，阀瓣的顶部与上阀杆相连，上阀杆为阶梯轴，阶 梯轴的轴肩上方设有密封填料，密封填料的上方设有填料压盖，阀盖的顶部设 有压盖螺母，压盖螺母与密封填料之间设有碟形弹簧，上阀杆穿过阀盖顶部的压盖螺母并与手柄相连，上阀杆的底部设有盲孔，盲孔的底部设有锥形槽，盲 孔的侧壁上设有若干个垂直于盲孔的通孔，通孔内设有钢球Ⅰ，下阀杆的顶部 设有一圈环形槽，下阀杆通过钢球Ⅰ与环形槽的卡接配合与上阀杆相连，下阀 杆的顶部与锥形槽之间设有钢球Ⅱ。
作为进一步改进，所述的波纹管为6层薄壁U形波纹管。
作为进一步改进，波纹管与接头座、波纹管与波纹管接头均采用自熔焊的 方式相连。
作为进一步改进，所述的接头座与波纹管焊接处的结构为U形结构。
作为进一步改进，所述的密封填料的材料为柔性石墨环填料或柔性石墨编 织填料。
有益效果：
本发明结构简单，性能稳定，操作灵活的高压核级波纹管仪表截止阀。现 有技术的核级波纹管仪表截止阀公称压力只有1500LB，能承受较高压力的波纹 管工艺截止阀体积大，结构和工艺复杂，成本高。本发明改进了核级波纹管仪 表截止阀结构型式，改进了波纹管结构及波纹管组件的连接方式，通过设计计 算对整体结构尺寸进行了优化，并通过公称压力为2000LB的鉴定试验与地震 载荷为4.8g/6g(OBE/SSE)抗震分析，满足核电厂仪表管路系统的要求。该结 构高压核级仪表截止阀结构简单，体积小，成本低，且能满足2000LB高压和 地震条件下要求，可广泛用于核电厂仪表管路系统中。
附图说明
图1是一种低阻高密封的波纹管仪表截止阀的总体结构示意图；
图2是现有波纹管组件的结构示意图；
图3是耐高压的波纹管组件的结构示意图；
1.手柄2.碟形弹簧3.填料4.上阀杆5.阀盖6.波纹管组件61.波纹管 接头62.波纹管63.支撑环64.接头座7.阀瓣8.阀体9.压盖螺母10.填料 压盖。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详 述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1～3所示，一种低阻高密封的波纹管仪表截止阀，包括手柄1、碟形 弹簧2、填料3、上阀杆4、阀盖5、波纹管组件6、波纹管接头61、波纹管62、 支撑环63、接头座64、阀瓣7、阀体8、压盖螺母9和填料压盖10。
一种低阻高密封的波纹管仪表截止阀，包括阀体8，阀体8与阀盖5相连， 阀体8上设有进口流道与出口流道，进口流道、出口流道均与阀盖5内的腔体 连通，腔体内设有阀瓣7，阀瓣7控制进口流道与出口流道之间的通断，其特 征在于，阀盖5内的腔体的下方设有波纹管组件6，所述的波纹管组件6包括 接头座64、波纹管和波纹管接头61，阀瓣7套设于波纹管组件6内，接头座 64与腔体底部焊接相连，波纹管接头61与阀瓣7的连接面焊接相连，阀瓣7 的顶部与上阀杆4相连，上阀杆4为阶梯轴，阶梯轴的轴肩上方设有密封填料 3，密封填料3的上方设有填料压盖10，阀盖5的顶部设有压盖螺母9，压盖 螺母9与密封填料3之间设有碟形弹簧2，上阀杆4穿过阀盖5顶部的压盖螺 母9并与手柄1相连，上阀杆的底部设有盲孔，盲孔的底部设有锥形槽，盲孔 的侧壁上设有若干个垂直于盲孔的通孔，通孔内设有钢球Ⅰ，下阀杆的顶部设 有一圈环形槽，下阀杆通过钢球Ⅰ与环形槽的卡接配合与上阀杆相连，下阀杆 的顶部与锥形槽之间设有钢球Ⅱ。
其中，所述的波纹管为6层薄壁U形波纹管。
其中，波纹管与接头座64、波纹管与波纹管接头61均采用自熔焊的方式 相连。
其中，所述的接头座64与波纹管焊接处的结构为U形结构。
其中，所述的密封填料3的材料为柔性石墨环填料3或柔性石墨编织填料 3。
金属波纹管密封是波纹管仪表截止阀防止泄露的核心组成部分，为了提升 波纹管的承压能力，本发明对金属波纹管组件6结构进行了改进，图2为现有 的满足1500LB的波纹管组件6，图3为耐高压的能满足2000LB的波纹管组件 6。
由于磅级增加，为满足性能，通过设计计算，增加了2000LB波纹管的壁 厚，为了减小波纹管应力和刚度，采用6层薄壁U形波纹管，在满足波纹管拉 伸压缩行程的条件下，减小波纹管的长度，去掉中间加强支撑环63，既能增加 波纹管整体强度，又能避免由于厚度增加和中间加强支撑环63的作用导致的 整体刚度过大。
波纹管端部采用平行于接头座64的结构型式，如图2～3，该种型式的端部 结构，可以将波纹管接头61，支撑环63与波纹管整体进行自熔焊，一方面增 加了焊接的稳定性，提升了强度，另一方面，也可减少了焊接点的个数，减少 了密封薄弱部位。同时，接头座64由构形槽改为U形结构，更易于加工，焊 接更方便。
该种型式的波纹管组件6已通过试验验证，波纹管寿命可达5000次，公 称压力达2000LB,额定行程为3mm,：刚度为200±30％N/mm，既能满足2000LB 公称压力，又能满足刚度要求。
其工作原理为：顺时针旋转手柄1，带动上阀杆4旋转上升，阀瓣7只上 升不旋转，波纹管拉伸，阀门开启，介质充满波纹管内腔，朝出口流动。逆时 针旋转阀门，带动上阀杆4旋转下降，阀瓣7下降，波纹管压缩，阀门关闭。 在整个工作过程中，承压部件主要是阀体8和波纹管组件6，密封采用波纹管 与填料3双重密封，且填料压盖10上配蝶形弹簧，减小过大磅级对填料3的 冲击力，减小填料3磨损。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低阻高密封的波纹管仪表截止阀，包括阀体，阀体与阀盖相连，阀体上设有进口流道与出口流道，进口流道、出口流道均与阀盖内的腔体连通，腔体内设有阀瓣，阀瓣控制进口流道与出口流道之间的通断，其特征在于，阀盖内的腔体的下方设有波纹管组件，所述的波纹管组件包括接头座、波纹管和波纹管接头，阀瓣套设于波纹管组件内，接头座与腔体底部焊接相连，波纹管接头与阀瓣的连接面焊接相连，阀瓣的顶部与上阀杆相连，上阀杆为阶梯轴，阶梯轴的轴肩上方设有密封填料，密封填料的上方设有填料压盖，阀盖的顶部设有压盖螺母，压盖螺母与密封填料之间设有碟形弹簧，上阀杆穿过阀盖顶部的压盖螺母并与手柄相连，上阀杆的底部设有盲孔，盲孔的底部设有锥形槽，盲孔的侧壁上设有若干个垂直于盲孔的通孔，通孔内设有钢球Ⅰ，下阀杆的顶部设有一圈环形槽，下阀杆通过钢球Ⅰ与环形槽的卡接配合与上阀杆相连，下阀杆的顶部与锥形槽之间设有钢球Ⅱ。
2.根据权利要求1所述的一种低阻高密封的波纹管仪表截止阀，其特征在于，所述的波纹管为6层薄壁U形波纹管。
3.根据权利要求1所述的一种低阻高密封的波纹管仪表截止阀，其特征在于，波纹管与接头座、波纹管与波纹管接头均采用自熔焊的方式相连。
4.根据权利要求1所述的一种低阻高密封的波纹管仪表截止阀，其特征在于，所述的接头座与波纹管焊接处的结构为U形结构。
5.根据权利要求1所述的一种低阻高密封的波纹管仪表截止阀，其特征在于，所述的密封填料的材料为柔性石墨环填料或柔性石墨编织填料。
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