CN117366270B - 一种低温工况用阀门密封组件 - Google Patents
一种低温工况用阀门密封组件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117366270B CN117366270B CN202311649057.XA CN202311649057A CN117366270B CN 117366270 B CN117366270 B CN 117366270B CN 202311649057 A CN202311649057 A CN 202311649057A CN 117366270 B CN117366270 B CN 117366270B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- clamping sleeve
- jacket
- shell
- spring
- seal assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 24
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 claims abstract description 8
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 6
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 5
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims description 3
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002493 poly(chlorotrifluoroethylene) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005023 polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) polymer Substances 0.000 claims description 3
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
- F16K5/0663—Packings
- F16K5/0689—Packings between housing and plug
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
- F16K27/06—Construction of housing; Use of materials therefor of taps or cocks
- F16K27/067—Construction of housing; Use of materials therefor of taps or cocks with spherical plugs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/08—Details
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
一种低温工况用阀门密封组件，涉及阀门密封技术领域，包括外壳和阀座，所述外壳和阀座之间设有空腔，所述空腔内设有密封组件，所述密封组件通过压盖封闭在空腔内，所述密封组件包括夹套一和夹套二，所述夹套一采用L型结构，L型夹套一的水平面与外壳之间设有弹簧一，所述夹套二采用∩型结构，∩型夹套二的内部设有弹簧二，夹套二位于夹套一竖直面的一侧，且与夹套一的水平面位置相对应，本发明中的密封组件在低温下的收缩对弹簧的性能影响不大，作用在阀座上的弹簧的载荷受温度影响较小，因此无需增加弹簧的厚度来增加其载荷，减少了摩擦力，不会影响部件间的相对运动，从而产生动态密封，允许微小的运动来补偿由压力和/或温度引起的变形。
Description
技术领域
本发明涉及阀门密封技术领域，具体涉及一种低温工况用阀门密封组件。
背景技术
在低温和超低温工况下，传统的橡胶密封件是无法使用的，随着温度的降低，橡胶材料逐渐失去弹性，变得易碎。例如，O型圈密封件的最低工作温度限制在 -50°C，低于这个温度，就会变得太硬而且易碎。
在橡胶密封件的温度极限以下，使用塑料密封件（通常为唇形密封件）进行密封。塑料密封件是由PTFE或其他塑料材质的夹套加上内部金属弹簧组成。优点是：一、金属弹簧受低温影响较小（弹性模量变化不大）；二、PTFE（特氟龙）制成的夹套可以使用于极低的温度，如-200℃。
尽管具有上述优点，但PTFE唇形密封件在超低温温度下（＜-110℃）的密封性能会降低：随着温度的降低，夹套材料的硬度增加，且比金属弹簧收缩更多（由于它们的热膨胀系数的差异，通常为10:1），夹紧弹簧并减少外密封接触面的载荷。如图1所示，密封件位于外壳1和阀座2之间的空腔3内，且通过压盖4将其封闭在空腔3内，密封件包括夹套5以及包裹在夹套5内的弹簧6，密封件的径向截面尺寸大于空腔3的径向截面尺寸，因此当密封件被安装至空腔3内时，夹套5和弹簧6被径向压缩，产生一定的压缩载荷：夹套5的内唇51顶着阀座2形成内密封，外唇52顶着外壳1形成外密封。由于温度过低，夹套5的收缩会减少外唇52作用在外壳1上的载荷，增大内唇51与阀座2接触面的载荷，把唇形密封件压在内密封面上，载荷增大摩擦力也就变大，导致唇形密封件被卡住无法移动，造成密封失效。
为了解决这个性能上的问题，设计人员通常会增加弹簧的载荷（例如增加弹簧的厚度或增加一个或多个弹簧）和/或减少夹套密封唇的厚度。然而，如果弹簧载荷增加，滑动摩擦也会增加，这可能会影响部件之间的相对运动；而且，可以施加到特定密封尺寸的载荷量是有限的，无法无限制的加大弹簧的厚度或减少夹套密封唇的厚度，一旦超过载荷，还是会造成泄漏。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低温工况用阀门密封组件，能够解决现有的密封件无法满足低温和超低温工况下密封要求的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低温工况用阀门密封组件，包括外壳和阀座，所述外壳和阀座之间设有空腔，所述空腔内设有密封组件，所述密封组件通过压盖封闭在空腔内，所述密封组件包括夹套一和夹套二，所述夹套一采用L型结构，L型夹套一的水平面与外壳之间设有弹簧一，所述夹套二采用∩型结构，∩型夹套二的内部设有弹簧二，所述夹套二位于夹套一竖直面的一侧，且与夹套一的水平面位置相对应。
优选地，所述夹套一的水平面与阀座之间形成径向密封。
优选地，所述夹套二左侧面与夹套一的竖直面相接触，右侧面与外壳侧面相接触，顶面与外壳顶面相接触。
优选地，所述压盖通过螺栓固定连接在外壳上。
优选地，所述夹套一和夹套二均采用高性能聚合物材料加工而成。
优选地，所述高性能聚合物材料为PTFE、PCTFE或PEEK。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明中的密封组件在低温下的收缩对弹簧的性能影响不大，作用在阀座上的弹簧的载荷受温度影响较小，因此无需增加弹簧的厚度来增加其载荷，减少了摩擦力，不会影响部件间的相对运动，从而产生动态密封，允许微小的运动来补偿由压力和/或温度引起的变形。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术的密封结构图；
图2为本发明的密封结构示意图；
图3为本发明的密封组件工作状态图。
附图标记说明：
1-外壳、2-阀座、3-空腔、4-压盖、5-夹套、51-内唇、52-外唇、6-弹簧、7-夹套一、8-夹套二、9-弹簧一、10-弹簧二。
具体实施方式
下面结合说明书附图，以举例的方式对本发明创造的内容作出详细描述，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。
实施例
如图2和图3所示，一种低温工况用阀门密封组件，包括外壳1和阀座2，所述外壳1和阀座2之间设有空腔3，所述空腔3内设有密封组件，所述密封组件通过压盖4封闭在空腔3内，所述压盖4通过螺栓固定连接在外壳1上。
所述密封组件包括夹套一7和夹套二8，所述夹套一7采用L型结构，L型夹套一7的水平面与外壳1之间设有弹簧一9，所述夹套一7的水平面与阀座2之间形成径向密封。所述夹套二8采用∩型结构，∩型夹套二8的内部设有弹簧二10，所述夹套二8位于夹套一7竖直面的一侧，且与夹套一7的水平面位置相对应。具体地，所述夹套二8左侧面与夹套一7的竖直面相接触，右侧面与外壳1侧面相接触，顶面与外壳1顶面相接触。
所述弹簧一9和弹簧二10可以采用V型弹簧或螺旋弹簧，在本实施例中，采用的是螺旋弹簧。
所述夹套一7和夹套二8均采用高性能聚合物材料加工而成，所述高性能聚合物材料优选为PTFE、PCTFE或PEEK。
应用时，弹簧一9的预载荷在夹套一7的水平面和阀座2之间产生一个压紧力，压紧力足够大以至于产生的接触压力高于流体压力；夹套二8中的弹簧二10也同样产生压紧力：弹簧二10的预载荷在夹套二8和外壳1侧面之间、夹套二8和夹套一7的竖直面之间产生压紧力，压紧力产生的接触压力高于流体压力。一旦流体压力进入空腔3，卡在空腔3内，如果流体压力增加，就会增加夹套二8和夹套一7水平面的压力，进而增加密封性能；当压力降至零时，流体就会逸出，不会卡在空腔3内。
由于弹簧一9下端与夹套一7的水平面相接触，上端直接与外壳1相接触，因此，即便在低温工况下夹套一7和弹簧一9均收缩，弹簧一9变硬，刚性增加，却仍能保持其载荷，因此无需增加弹簧一9的厚度来增加其载荷，减少了摩擦力，并且能够避免夹套一7的水平面卡在阀座2上不动，从而产生动态密封，允许微小的运动来补偿由压力和/或温度作用引起的变形。
夹套二8和弹簧二10组成静态密封，静态密封是不需要运动的，在低温工况下夹套二8和弹簧二10均收缩，弹簧二10的收缩量较小，通过增加弹簧二10的厚度或增加一个或多个弹簧二10来增加其预载荷，载荷量变大，即便温度下降，夹套二8的左面和右面也不会出现密封失效的问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其申请构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种低温工况用阀门密封组件，包括外壳（1）和阀座（2），所述外壳（1）和阀座（2）之间设有空腔（3），所述空腔（3）内设有密封组件，所述密封组件通过压盖（4）封闭在空腔（3）内，其特征在于：所述密封组件包括夹套一（7）和夹套二（8），所述夹套一（7）采用L型结构，L型夹套一（7）的水平面与外壳（1）之间设有弹簧一（9），所述夹套二（8）采用∩型结构，∩型夹套二（8）的内部设有弹簧二（10），所述夹套二（8）位于夹套一（7）竖直面的一侧，且与夹套一（7）的水平面位置相对应；
所述夹套一（7）的水平面与阀座（2）之间形成径向密封；
所述夹套二（8）左侧面与夹套一（7）的竖直面相接触，右侧面与外壳（1）侧面相接触，顶面与外壳（1）顶面相接触。
2.如权利要求1所述一种低温工况用阀门密封组件，其特征在于：所述压盖（4）通过螺栓固定连接在外壳（1）上。
3.如权利要求1所述一种低温工况用阀门密封组件，其特征在于：所述夹套一（7）和夹套二（8）均采用高性能聚合物材料加工而成。
4.如权利要求3所述一种低温工况用阀门密封组件，其特征在于：所述高性能聚合物材料为PTFE、PCTFE或PEEK。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311649057.XA CN117366270B (zh) | 2023-12-05 | 2023-12-05 | 一种低温工况用阀门密封组件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311649057.XA CN117366270B (zh) | 2023-12-05 | 2023-12-05 | 一种低温工况用阀门密封组件 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117366270A CN117366270A (zh) | 2024-01-09 |
| CN117366270B true CN117366270B (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=89396946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311649057.XA Active CN117366270B (zh) | 2023-12-05 | 2023-12-05 | 一种低温工况用阀门密封组件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117366270B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2301747A1 (fr) * | 1975-02-21 | 1976-09-17 | Greene Tweed & Co Inc | Joint frotteur pour tige de piston |
| CA2101694A1 (en) * | 1992-07-30 | 1994-01-31 | Arno Voit | Arrangement for the sealing-off of metallic cylindrical bodies |
| CN201827370U (zh) * | 2010-10-15 | 2011-05-11 | 航天材料及工艺研究所 | 塑料金属复合丁型皮碗密封件 |
| CN102484268A (zh) * | 2009-07-17 | 2012-05-30 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于氢存储和供应系统的改善密封性能 |
| CN111417806A (zh) * | 2017-11-30 | 2020-07-14 | 美国圣戈班性能塑料公司 | 密封件、组件及其使用方法 |
| CN218761386U (zh) * | 2022-10-09 | 2023-03-28 | 福建省三明市恒凯成套设备制造有限公司 | 一种炉头双作用力机械密封装置 |
| CN219062473U (zh) * | 2022-12-26 | 2023-05-23 | 山东宏丰智能装备有限公司 | 一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀 |
-
2023
- 2023-12-05 CN CN202311649057.XA patent/CN117366270B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2301747A1 (fr) * | 1975-02-21 | 1976-09-17 | Greene Tweed & Co Inc | Joint frotteur pour tige de piston |
| CA2101694A1 (en) * | 1992-07-30 | 1994-01-31 | Arno Voit | Arrangement for the sealing-off of metallic cylindrical bodies |
| CN102484268A (zh) * | 2009-07-17 | 2012-05-30 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 用于氢存储和供应系统的改善密封性能 |
| CN201827370U (zh) * | 2010-10-15 | 2011-05-11 | 航天材料及工艺研究所 | 塑料金属复合丁型皮碗密封件 |
| CN111417806A (zh) * | 2017-11-30 | 2020-07-14 | 美国圣戈班性能塑料公司 | 密封件、组件及其使用方法 |
| CN218761386U (zh) * | 2022-10-09 | 2023-03-28 | 福建省三明市恒凯成套设备制造有限公司 | 一种炉头双作用力机械密封装置 |
| CN219062473U (zh) * | 2022-12-26 | 2023-05-23 | 山东宏丰智能装备有限公司 | 一种顶装分体式超低温四偏心金属密封蝶阀 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117366270A (zh) | 2024-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8240672B2 (en) | Low breakout friction energized gasket | |
| US4014514A (en) | High pressure diaphragm valve | |
| CN102449367B (zh) | 一种用于阀的阀内件装置 | |
| US4289296A (en) | Bidirectional axially pliant pressure assisted seat for a valve | |
| KR101663531B1 (ko) | 레버 스프링 에너자이드 씰 | |
| US10767768B2 (en) | Trunnion-type ball valve, valve seal structure, and valve packing | |
| KR20080019706A (ko) | 립타입 시일 | |
| CN115854060B (zh) | 一种高性能金属密封球阀 | |
| CN117366270B (zh) | 一种低温工况用阀门密封组件 | |
| GB2288212A (en) | Seals | |
| CN213117571U (zh) | 一种硬密封固定球阀 | |
| WO2011024523A1 (ja) | コンタミシール装置 | |
| US20200182361A1 (en) | Non-pressure relieving ball valve | |
| CN202790658U (zh) | 固定球阀阀座 | |
| US3720234A (en) | Double seated regulating valve | |
| JP5126462B2 (ja) | 燃料電池用シール構造 | |
| JP4919027B2 (ja) | 密封装置 | |
| CN220354528U (zh) | 一种高温工况球阀用压力自紧金属密封件 | |
| CN209540038U (zh) | 机械密封用复合型辅助密封圈 | |
| CN220749042U (zh) | 一种防泄漏波纹管机械密封结构 | |
| CN220470628U (zh) | 一种防变形的橡胶密封件 | |
| CN220059847U (zh) | 一种气体增压装置的活塞密封结构 | |
| CN213899887U (zh) | 一种径向密封装置 | |
| RU2047799C1 (ru) | Герметизирующее устройство | |
| CN202746646U (zh) | 双止推垫片球阀 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |