CN116624611A - 上装式阀门及流体输送系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种上装式阀门，包括阀芯组件、外壳体、阀盖和阀杆，阀盖连接有支架，阀盖与支架相配合固定填料压盖以及第一弹性件，从而使填料压盖在第一弹性件的弹力作用下压紧密封填料；与此同时，阀杆与阀芯组件相连的一端与阀盖密封抵接，在输送流体的压力作用下，阀杆与阀盖的抵接面贴合更加紧密，阀杆与阀盖密封抵接加之密封填料的密封作用，保证了阀门的密封性能，还能够使密封填料的变形保持在合理范围内，在保证密封效果的前提下，缓解阀杆磨损程度，延长阀杆使用寿命。本发明还提供一种流体输送系统，包括上述的上装式阀门和输送管路，在保证阀门密封性能的同时，延长阀门的使用寿命，提高流体输送系统的工作可靠性。

Description

上装式阀门及流体输送系统

技术领域

本发明涉及阀门及其周边配套设施技术领域，特别是涉及一种上装式阀门及流体输送系统。

背景技术

阀门是工业管路上控制介质流动的一种重要附件，可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。

现有技术中，阀门多采用阀杆带动阀芯运动，实现阀门的启闭。为了防止阀杆处的流体向外泄漏，通常在阀杆和阀盖之间设置石墨填料，这种石墨填料为柔性并可压缩变形。碟形弹簧在支架和填料压盖形成的空间被压缩，被压缩碟形弹簧产生的轴向力推动填料压盖向下压缩石墨填料，被压缩的石墨填料产生径向膨胀，从而消除了石墨填料与阀杆、石墨填料与阀盖之间的间隙，阻止了流体向外泄漏。但是，如果碟形弹簧弹力小，石墨填料径向膨胀小，则不能消除相应间隙从而产生泄漏；如果碟形弹簧弹力过大，则阀杆与石墨填料之间产生很大的摩擦力，阀杆扭矩增大，则需要使用更大功率的电机，同时阀杆容易磨损，降低阀门的使用寿命。

因此，如何改变现有技术中，阀门的密封性能以及使用寿命难以同时兼顾的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种上装式阀门及流体输送系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高阀门的密封性能，延长阀门的使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种上装式阀门，包括：

阀芯组件；

外壳体，所述阀芯组件与所述外壳体可拆卸连接；所述外壳体具有流体通道；

阀盖，所述阀盖与所述外壳体相连且二者之间设置密封元件；

阀杆，所述阀杆可转动地穿过所述阀盖并与所述阀芯组件相连，且所述阀杆与所述阀盖密封抵接，所述阀杆与所述阀盖之间设置密封填料并利用填料压盖压紧，所述填料压盖可滑动地套装于所述阀杆外部，所述阀盖还连接有支架，所述填料压盖设置于所述支架与所述阀盖之间，所述支架与所述填料压盖之间还设置第一弹性件，所述支架与所述阀盖相配合以固定所述填料压盖以及所述第一弹性件的位置，并使所述填料压盖在所述第一弹性件的弹力作用下压紧所述密封填料。

优选地，所述支架具有容置孔，所述填料压盖远离所述密封填料的一端伸入所述容置孔中，所述第一弹性件设置于所述填料压盖与所述容置孔的顶壁之间。

优选地，所述支架利用连接螺杆与所述阀盖相连，所述连接螺杆的一端与所述阀盖螺纹连接，所述支架具有安装孔，所述连接螺杆的另一端穿过所述安装孔后利用紧固螺母锁紧。

优选地，所述阀杆与所述阀芯组件相连的一端具有裙部，所述裙部的上表面与所述阀盖密封相抵，且二者的抵接面为球面。

优选地，所述密封元件为矩形，所述密封元件的截面形状为C形，所述密封元件由金属材质制成。

优选地，所述阀芯组件包括球体和对称设置于所述球体两侧的左阀体、右阀体，所述球体与所述阀杆相连，所述左阀体与所述球体之间、所述右阀体与所述球体之间均设置阀座，所述左阀体和所述右阀体均具有阀体通道，转动所述球体能够控制所述阀体通道的启闭；所述左阀体与所述阀座之间、所述右阀体与所述阀座之间均设置石墨圈，所述左阀体以及所述右阀体均设置有密封圈，所述密封圈与所述外壳体抵接并封堵所述阀芯组件与所述外壳体之间的缝隙。

优选地，所述外壳体具有凹槽状的安装位，所述安装位的开口面积较底部面积大，所述左阀体以及所述右阀体设置有所述密封圈的侧面均为倾斜面。

优选地，所述左阀体与所述阀座之间、所述右阀体与所述阀座之间均设置第二弹性件，所述第二弹性件的变形方向平行于所述阀体通道的轴线方向。

优选地，所述球体与所述阀座的密封抵接面为球面，所述抵接面具有合金结构层；

所述球体的上下两端均套设有轴套，所述轴套具有凸环，所述左阀体以及所述右阀体均具有与所述凸环相适配的环槽。

进一步地，本发明还提供一种流体输送系统，包含上述的上装式阀门，还包括输送管路，所述外壳体与所述输送管路相连，且所述输送管路与所述流体通道相连通。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的上装式阀门，利用填料压盖压紧密封填料，以实现阀杆与压盖之间的密封，阀盖连接有支架，阀盖与支架相配合固定填料压盖以及第一弹性件，从而使填料压盖在第一弹性件的弹力作用下压紧密封填料；与此同时，阀杆与阀芯组件相连的一端与阀盖密封抵接，在输送流体的压力作用下，阀杆与阀盖的抵接面贴合更加紧密，阀杆与阀盖密封抵接加之密封填料的密封作用，保证了阀门的密封性能，还能够使密封填料的变形保持在合理范围内，在保证密封效果的前提下，缓解阀杆磨损程度，延长阀杆使用寿命；另外，阀芯组件与外壳体可拆卸连接，方便了阀门的拆装维护，进一步提高了阀门的适应性。

与此同时，本发明还提供一种流体输送系统，包括上述的上装式阀门和输送管路，在保证阀门密封性能的同时，延长阀门的使用寿命，提高流体输送系统的工作可靠性。

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为本发明实施例中所公开的上装式阀门的轴测图；

图2为本发明实施例中所公开的上装式阀门的剖视图；

图3为本发明实施例中所公开的上装式阀门的阀杆以及阀盖的结构示意图；

图4为本发明实施例中所公开的上装式阀门的阀芯组件的结构示意图；

图5为本发明实施例中所公开的密封元件的结构示意图；

图6为本发明实施例中所公开的密封元件的截面示意图。

其中，1为阀芯组件，2为外壳体，3为阀盖，4为阀杆，5为密封元件，6为密封填料，7为填料压盖，8为支架，9为容置孔，10为第一弹性件，11为连接螺杆，12为紧固螺母，13为裙部，14为密封槽，15为球体，16为左阀体，17为右阀体，18为阀座，19为流体通道，20为阀体通道，21为石墨圈，22为密封圈，23为第二弹性件，24为轴套，25为凸环。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

本发明的目的是提供一种上装式阀门及流体输送系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高阀门的密封性能，延长阀门的使用寿命。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种上装式阀门，包括阀芯组件1、外壳体2、阀盖3和阀杆4，其中，阀芯组件1与外壳体2可拆卸连接；外壳体2具有流体通道19；阀盖3与外壳体2相连且二者之间设置密封元件5；阀杆4可转动地穿过阀盖3并与阀芯组件1相连，且阀杆4与阀盖3密封抵接，阀杆4与阀盖3之间设置密封填料6并利用填料压盖7压紧，填料压盖7可滑动地套装于阀杆4外部，阀盖3还连接有支架8，填料压盖7设置于支架8与阀盖3之间，支架8与填料压盖7之间还设置第一弹性件10，支架8与阀盖3相配合以固定填料压盖7以及第一弹性件10的位置，并使填料压盖7在第一弹性件10的弹力作用下压紧密封填料6。

本发明的上装式阀门，利用填料压盖7压紧密封填料6，以实现阀杆4与压盖之间的密封，阀盖3连接有支架8，阀盖3与支架8相配合固定填料压盖7以及第一弹性件10，从而使填料压盖7在第一弹性件10的弹力作用下压紧密封填料6；与此同时，阀杆4与阀芯组件1相连的一端与阀盖3密封抵接，在输送流体的压力作用下，阀杆4与阀盖3的抵接面贴合更加紧密，阀杆4与阀盖3密封抵接加之密封填料6的密封作用，保证了阀门的密封性能，还能够使密封填料6的变形保持在合理范围内，在保证密封效果的前提下，缓解阀杆4磨损程度，延长阀杆4使用寿命；另外，阀芯组件1与外壳体2可拆卸连接，方便了阀门的拆装维护，进一步提高了阀门的适应性。

其中，支架8具有容置孔9，填料压盖7远离密封填料6的一端伸入容置孔9中，第一弹性件10设置于填料压盖7与容置孔9的顶壁之间，在第一弹性件10恢复形变的作用力下，填料压盖7压紧密封填料6，密封填料6可选用石墨填料，密封填料6在压力作用下轴向压缩径向膨胀，膨胀的密封填料6充满阀杆4与阀盖3之间的间隙，阻止流体向外泄漏，保证密封可靠性。还需要说明的是，密封填料6可选用石墨材质或其他材质制成，以满足不同工况；第一弹性件10可选用碟形弹簧，安装便捷。

在本具体实施方式中，支架8利用连接螺杆11与阀盖3相连，连接螺杆11的一端与阀盖3螺纹连接，支架8具有安装孔，连接螺杆11的另一端穿过安装孔后利用紧固螺母12锁紧，利用连接螺杆11可将支架8固定于阀盖3上，以使支架8与阀盖3相配合，固定第一弹性件10以及填料压盖7的位置，提高阀门结构稳定性。除此之外，阀杆4与填料压盖7之间、填料压盖7与阀盖3之间均还设置有密封垫，在调整填料压盖7的过程中，保证其与阀杆4、阀盖3之间的密封性，进一步增强阀门的密封性能。

还需要说明的是，阀杆4与阀芯组件1相连的一端具有裙部13，裙部13的上表面与阀盖3密封相抵，且二者的抵接面为球面，阀杆4的裙部13具有凸球面，阀盖3的顶部内壁具有凹球面，凸球面与凹球面相抵，增大接触面积，且在输送流体的压力作用下，阀杆4与阀盖3贴合更加紧密，实现阀杆3的自密封，进一步提高了阀门密封可靠性。

具体地，外壳体2具有能够容纳密封元件5的密封槽14，密封元件5设置于密封槽14内，密封元件5为矩形，缩小了密封面积，节约了生产成本。需要强调的是，密封元件5的截面形状为C形，且C形密封元件5的开口朝向密封槽14的侧壁，如图6所示，阀盖3与外壳体2连接时，密封元件5的上下表面分别与阀盖3、外壳体2线接触形成密封，产生预紧密封比压，当阀门内压升高时，由C形开口进入密封元件5内的流体，对密封元件5施加压力，密封元件5产生轴向扩张变形，使密封元件5产生轴向自紧力，使密封比压增大到自紧密封的效果。在本具体实施方式中，密封元件5由金属材质制成，使阀门能够适应高温流体的输送。其中，密封元件5包括本体和表层，表层包裹本体，本体由耐腐蚀耐高温的高温合金制成，表层由银材质制成，银材质的硬度较高温合金的硬度小，使密封元件5具备一定的变形能力，受压变形后封堵阀盖3和外壳体2的对应平面的微观坑洼(微观坑洼指阀盖3和外壳体2表面尺寸较小的凹陷和凸起，采用本具体实施方式的密封元件5，有利于降低阀盖3和外壳体2的密封面的加工难度)，形成更加可靠的密封结构。

更具体地，阀芯组件1包括球体15和对称设置于球体15两侧的左阀体16、右阀体17，球体15与阀杆4相连，球体15可转动地设置于左阀体16与右阀体17之间，左阀体16与球体15之间、右阀体17与球体15之间均设置阀座18，左阀体16和右阀体17均具有阀体通道20，转动球体15能够控制阀体通道20的启闭，在本具体实施方式中，左阀体16和右阀体17通过定位销和螺钉连接成一个整体，提高阀芯组件1的结构稳定性。其中，左阀体16与阀座18之间、右阀体17与阀座18之间均设置石墨圈21，左阀体16以及右阀体17均设置有密封圈22，密封圈22与外壳体2抵接并封堵阀芯组件1与外壳体2之间的缝隙，保证阀芯组件1的密封性。

为了方便阀芯组件1与外壳体2的拆装定位，外壳体2具有凹槽状的安装位，安装位的开口面积较底部面积大，左阀体16以及右阀体17设置有密封圈22的侧面均为倾斜面，安装位设置为上宽下窄的开口凹槽状结构，进一步方便阀芯组件1的整体拆装，在拆装过程中，避免安装位侧壁对密封圈22造成切割损伤，保证阀门密封可靠性，延长阀门的使用寿命。除此之外，在实际应用中，为了方便阀门整体以及阀芯组件1的安装拆卸，可在支架8、左阀体16以及右阀体17上均设置吊装孔，在吊装孔处安装吊环，提高阀门的操作便捷性，降低操作人员劳动负担。

还需要说明的是，左阀体16与阀座18之间、右阀体17与阀座18之间均设置第二弹性件23，第二弹性件23的形变方向平行于阀体通道20的轴线方向，在流体压力以及第二弹性件23的作用下，阀座18与球体15紧密接触实现密封，第二弹性件23可选择碟簧或其它形式的弹性体。在本具体实施方式中，球体15与阀座18的密封抵接面为球面，增大了接触面积，阻止流体外漏；另外，在实际应用中，抵接面可设置合金结构层，合金结构层采用喷涂等方式制成，合金结构层由耐腐蚀、耐高温的合金制成，增强阀门的工作可靠性。

另外，球体15的上下两端均套设有轴套24，轴套24具有凸环25，左阀体16以及右阀体17均具有与凸环25相适配的环槽，轴套24利用凸环25与左阀体16、右阀体17相连，同时起到轴向定位的作用。

进一步地，本发明还提供一种流体输送系统，包含上述的上装式阀门，还包括输送管路，外壳体2与输送管路相连，且输送管路与流体通道19相连通，通过调节填料压盖7对密封填料6的压紧程度，在保证密封性的同时，延长阀门使用寿命，提高阀门以及流体输送系统的工作可靠性。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种上装式阀门，其特征在于，包括：

阀芯组件；

外壳体，所述阀芯组件与所述外壳体可拆卸连接；所述外壳体具有流体通道；

阀盖，所述阀盖与所述外壳体相连且二者之间设置密封元件；

阀杆，所述阀杆可转动地穿过所述阀盖并与所述阀芯组件相连，且所述阀杆与所述阀盖密封抵接，所述阀杆与所述阀盖之间设置密封填料并利用填料压盖压紧，所述填料压盖可滑动地套装于所述阀杆外部，所述阀盖还连接有支架，所述填料压盖设置于所述支架与所述阀盖之间，所述支架与所述填料压盖之间还设置第一弹性件，所述支架与所述阀盖相配合以固定所述填料压盖以及所述第一弹性件的位置，并使所述填料压盖在所述第一弹性件的弹力作用下压紧所述密封填料。

2.根据权利要求1所述的上装式阀门，其特征在于：所述支架具有容置孔，所述填料压盖远离所述密封填料的一端伸入所述容置孔中，所述第一弹性件设置于所述填料压盖与所述容置孔的顶壁之间。

3.根据权利要求1所述的上装式阀门，其特征在于：所述支架利用连接螺杆与所述阀盖相连，所述连接螺杆的一端与所述阀盖螺纹连接，所述支架具有安装孔，所述连接螺杆的另一端穿过所述安装孔后利用紧固螺母锁紧。

4.根据权利要求1所述的上装式阀门，其特征在于：所述阀杆与所述阀芯组件相连的一端具有裙部，所述裙部的上表面与所述阀盖密封相抵，且二者的抵接面为球面。

5.根据权利要求1所述的上装式阀门，其特征在于：所述密封元件为矩形，所述密封元件的截面形状为C形，所述密封元件由金属材质制成。

6.根据权利要求1-5任一项所述的上装式阀门，其特征在于：所述阀芯组件包括球体和对称设置于所述球体两侧的左阀体、右阀体，所述球体与所述阀杆相连，所述左阀体与所述球体之间、所述右阀体与所述球体之间均设置阀座，所述左阀体和所述右阀体均具有阀体通道，转动所述球体能够控制所述阀体通道的启闭；所述左阀体与所述阀座之间、所述右阀体与所述阀座之间均设置石墨圈，所述左阀体以及所述右阀体均设置有密封圈，所述密封圈与所述外壳体抵接并封堵所述阀芯组件与所述外壳体之间的缝隙。

7.根据权利要求6所述的上装式阀门，其特征在于：所述外壳体具有凹槽状的安装位，所述安装位的开口面积较底部面积大，所述左阀体以及所述右阀体设置有所述密封圈的侧面均为倾斜面。

8.根据权利要求6所述的上装式阀门，其特征在于：所述左阀体与所述阀座之间、所述右阀体与所述阀座之间均设置第二弹性件，所述第二弹性件的变形方向平行于所述阀体通道的轴线方向。

9.根据权利要求6所述的上装式阀门，其特征在于：所述球体与所述阀座的密封抵接面为球面，所述抵接面具有合金结构层；

所述球体的上下两端均套设有轴套，所述轴套具有凸环，所述左阀体以及所述右阀体均具有与所述凸环相适配的环槽。

10.一种流体输送系统，包括权利要求1-9任一项所述的上装式阀门，其特征在于：还包括输送管路，所述外壳体与所述输送管路相连，且所述输送管路与所述流体通道相连通。