CN202834105U - 流体介质切断阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种流体介质切断阀，有效防止在封堵时，介质从阀杆与阀盖之间密封薄弱部位向外泄露。同时避免在维护时，将阀体内的介质完全卸空才能进行相应操作的不便。本实用新型的结构包括套接有阀盖的阀杆，阀杆与阀盖之间设有密封填料。阀盖的一端设有施力部件，阀盖的另一端贯通设有阀体，两者的接触面为密封连接。阀体的腔体内设有阀座，阀座将其分隔为上腔体和下腔体。阀杆的一端与施力部件连接，施力部件可带动阀杆轴向位移；阀杆的另一端依次穿过阀体内部的上腔体以及阀座，位于下腔体中。在位于下腔体的阀杆端处设有阀芯。阀座的下表面以及阀芯的上表面为封堵面，阀芯通过施力部件的带动使其上表面可回压于阀座的下表面，进而形成封堵状态。

Description

流体介质切断阀

技术领域

本实用新型涉及一种流体介质的密封结构，具体为一种用于流体介质的切断阀。

背景技术

对于流体介质，尤其是像LNG（液化天然气）这一类低温易燃、易爆、有毒的介质，需要配备有低温紧急切断阀的罐车进行运输。现有切断阀的介质流向采用高进低出的形式。实现这一形式的结构如图1中所示，包括套接在阀盖中的阀杆8。阀杆8的一端设有阀芯13，该阀芯13设置在阀体11中。阀体11被阀座12分隔成上下两个腔体。其中，上腔体18包括阀座12的上表面、介质流入口17以及阀体11与阀杆8的贯通端；下腔体19则包括阀座12的下表面以及介质流出口18。阀杆8上所设置的阀芯13在现有技术中位于阀体11的上腔体18中。由于阀杆8上套接有阀盖，阀盖的一端与阀体11贯通连接，为防止介质1从阀盖处外流，所以通过下述两种措施进行相应的密封：一、在阀盖与阀体11的连接处通过设置阀盖垫圈10实现密封连接；二、在阀盖与阀杆8的杆身之间设置阀杆填料7，实现阀杆8与阀盖之间的密封。当关闭阀座12时，操作设置在阀杆8另一端的施力部件，阀杆8能够轴向位移。由于阀芯13位于阀体11的上腔体18中，所以阀芯13的封堵面为下表面，也就是说阀杆8需要向下位移，阀芯13才能够与阀座12的上表面重合，进而实现封堵。通过上述可知，现有技术中的切断阀，介质1是从介质流入口17进入阀体11的上腔体18中（如图1中箭头所示方向），由于受到重合的阀芯13与阀座12的封堵，介质21会停留在上腔体18中，以此实现了流体介质1切断封堵的目的。在现有技术中阀芯13的下表面以及阀座12的上表面为封堵面。当需要释放介质1时，将阀芯13开启，使介质1从阀体11的下腔体19中流出即可。上述过程即是所谓的高进低出。

但现有技术中所存在的问题是：从图1中可以看出，为了防止介质外流出切断阀，虽然在阀盖与阀体11之间设置了阀盖垫圈10形成密封连接，以及在阀杆8与阀盖之间设置了阀杆填料7。但是，当介质1流进阀体11的上腔体18后，会同时进入与阀体11贯通的阀盖中，也就是阀杆8与阀盖之间的间隙。所以无论阀座与阀芯是处于开启还是关闭的状态，外部罐体与切断阀之间的管路，即阀杆与阀盖之间，始终承受着与阀体相同的介质压力。而在阀盖与阀体之间的阀盖垫圈、阀盖与阀杆之间的阀杆填料，这两个部位由于采用的是密封材料，所以耐压能力不高，对于切断阀整体来说是薄弱部位，也是潜在的介质泄露点。当密封失效或是阀盖受到碰撞等机械事故损坏后，介质很可能会沿着密封失效部位或受损部位大量泄露，进而可能引发中毒或爆炸等安全事故。另外，按照现有技术中切断阀的结构，如果对阀杆填料或阀盖垫圈进行更换，还需要将阀体拆开，将阀体的上下腔体中以及阀盖与阀杆间隙中的介质压力进行彻底释放才能够开始维护作业。整个过程耗时较长，而且操作步骤繁多，在更换时需要考虑的生产安全因素较多，为操作人员带来了极大的不便。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种流体介质切断阀，能够使介质低进高出，有效避免阀体在封堵时，阀盖与阀门的连接密封处、阀盖与阀杆的密封填充处同时受到介质压力而容易受损泄露的情况。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是，一种流体介质切断阀，包括套接有阀盖的阀杆，阀盖的一端贯通设有阀体，且阀盖与阀体之间的接触面密封连接；阀盖的另一端设有施力部件；所述阀体内部设有阀座，阀座将阀体分隔为上腔体和下腔体；所述阀杆的杆身与阀盖之间密封有阀杆填料，阀杆的一端与施力部件连接，施力部件可带动阀杆轴向位移，阀杆的另一端依次穿过阀体内部的上腔体以及阀座，位于下腔体中；所述位于下腔体的阀杆端处设有阀芯，所述阀座的下表面以及阀芯的上表面为封堵面，所述阀芯通过施力部件的带动使其上表面可回压于阀座的下表面，形成封堵状态。

进一步，所述阀体为四通结构，包括相对设置的介质流入口和介质流出口以及相对设置的贯通口和安装孔，该贯通口与所述阀盖连接，所述安装孔上设有阀体下盖，安装孔与阀体下盖之间密封连接。

进一步，所述阀体安装孔的直径大于阀芯的直径。

进一步，所述阀芯与阀杆之间设有调心滚珠，阀芯与阀杆形成调心式活动连接，用于调整阀芯与阀座封堵面的重合程度。

进一步，所述阀芯的中心位置设有轴孔，所述阀杆的端头设置在该轴孔中形成间隙配合；所述轴孔的孔壁以及阀杆的杆身之间设有滚珠环槽，所述调心滚珠设置在滚珠环槽中，所述调心滚珠的直径小于滚珠环槽的直径，调心滚珠的个数至少为三个，且均匀分布于滚珠环槽内；调心滚珠的球心位于同一个平面内，且该平面与阀座的封堵面平行。

进一步，所述轴孔与阀杆之间的间隙为0.2~0.5mm。

进一步，所述施力部件为气动执行器，该气动执行器包括设置在机罩内部的气动活塞、压簧以及设置在机罩端部的手轮；所述气动活塞的一端与手轮连接，另一端则通过同轴连接件与伸出阀盖的阀杆连接；所述压簧套接在同轴连接件上，压簧的一端与气动活塞的下表面接触，另一端与气动执行器机罩底部设置的支撑部件相抵。

进一步，所述气动执行器上设有开关指示器，用于指示阀芯与阀座密封面的开启/关闭。

进一步，所述开关指示器包括展示窗口以及指针，所述展示窗设置在气动执行器机罩的侧壁上包括开启/关闭两种标志，所述指针设置在伸出阀盖的阀杆上，用于指示开启/关闭的状态，所述展示窗口中的开启/关闭标志分别对应于阀芯与阀座密封面的开启/关闭状态。

与现有技术相比，本实用新型将阀杆贯穿阀座，并将阀芯设置在阀体的下腔体中，通过施力部件的带动使阀芯的上表面与阀座的下表面，即阀芯与阀座的密封面紧密贴合实现封堵。由于介质流进阀体后被封堵在阀体的下腔体中，不会从阀体中流进阀杆与阀盖之间的间隙，所以阀座处于被封堵状态时，除了阀体的下腔体以及阀芯会受到介质压力外，与阀盖相关的部位不会受到此压力。也就不会出现介质从切断阀的薄弱密封部位向外泄露，整个设备安全可靠。同时，对本实用新型除位于阀座下腔体以外的部件进行维修更换时，不需要将阀体拆开使介质完全卸空，有效的节约了人力资源，提高了工作效率。

附图说明

图1是现有技术结构示意图；

图2是本实用新型结构示意图。

图中：1、介质，2、手轮，3、压簧，4、气动活塞，5、指针，6、展示窗口，7、阀杆填料，8、阀杆，9、加长阀盖，10、阀盖垫圈，11、阀体，12、阀座，13、阀芯，14、调心滚珠，15、安装孔，16、阀体下盖，17、介质流入口，18、介质流出口，19、上腔体，20、下腔体，21、气动执行器。

具体实施方式

本实用新型的核心思路是将切断阀从原来介质的高进低出状态，改变为低进高出的状态。具体体现于阀芯在阀体中所设置的位置，即阀芯从原来位于上腔体中的按压式封堵，转变为现在的位于下腔体中的回压式封堵。这样的设置，能够使阀座在受到阀芯封堵后，介质不会对与阀盖相关的部件施加介质压力，避免了介质从阀盖与阀体密封连接处、阀盖与阀杆密封填充处等薄弱部位向外泄露。有效增加了切断阀的安全性能。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图2，一种流体介质切断阀，包括套接有阀盖的阀杆8。阀盖为加长阀盖9，加长阀盖9与阀杆8的杆身之间设有阀杆填料7，用于密封加长阀盖9与阀杆8之间的间隙。加长阀盖9的一端设有施力部件，阀杆8与施力部件连接，施力部件能够带动阀杆8沿加长阀盖9轴向位移。加长阀盖9的另一端设有阀体11，加长阀盖9与阀体11之间贯通连接，并且在连接端的边沿，即接触面之间设置阀盖垫圈10，以此形成密封连接的状态。阀体11的腔体内设置有阀座12，该阀座12将阀体11上的介质流入口17和介质流出口18分隔开来，使阀体11的内部形成两个腔体，分别为上腔体19和下腔体20。其中上腔体19包括介质流出口18、阀体11与加长阀盖9的贯通口；下腔体20包括介质流入口17。阀杆8的一端伸出加长阀盖9，同时伸入阀体11的内部，并依次穿过上腔体19以及阀座12，最后位于阀体11的下腔体20中。在位于下腔体20中阀杆8的端头处设置有阀芯13。通过上述阀芯13在阀体8中所处的位置可知，阀芯13对阀座12进行封堵需要回压。也就是说，阀芯13通过施力部件的带动，使其上表面和阀座12的下表面接触，进而形成封堵状态，即阀芯13的上表面以及阀座12的下表面为封堵面。

在本实用新型中，由于阀芯13位于下腔体20中，为了便于阀芯13的安装，所以将阀体11设置为一个四通结构。该四通结构包括相对设置的介质流入口17和介质流出口18，以及相对设置的贯通口和安装孔15，该贯通口与加长阀盖9连接。安装孔15的直径大于阀芯的直径。安装阀芯13的步骤是：

步骤一、将阀杆8的一端伸出加长阀盖9，并从阀体11的贯通口处伸入阀体11的腔体内；

步骤二、将阀杆8依次伸入上腔体19以及阀座12，使阀杆8的端头位于下腔体20中；

步骤三、将阀杆8从安装孔15中伸出至阀体11的外部；

步骤四、在阀杆8贯穿伸出阀体11的端头处安装阀芯13；

步骤五、安装完成后，回缩阀杆8直至使阀芯13位于下腔体20中；

步骤六、在安装孔15上密封设置阀体下盖16，将阀芯13密封在下腔体20中。其中，安装孔15与阀体下盖16通过法兰连接，并且安装孔15与阀体下盖16之间为密封连接。

本实用新型的另一个重点是阀芯13与阀杆8的连接结构。具体如下：

由于阀杆8的长度较长，所以在实行封堵时，阀杆8不能保证稳定的同轴度。一般会具有0.2~0.5mm之间的偏差。如果按照现有技术中阀杆8与阀芯13之间相互固定的连接形式，当阀杆8具有一定偏差时，阀芯13也不可避免的会产生相应偏差。由于阀体11中阀座12的位置固定不变，阀芯13一旦发生偏差就不能对阀座12进行完全封堵，这样必然会对切断阀的封堵效果造成不良影响。

本实用新型针对这一问题在阀芯13与阀杆8的连接结构上也做了相应改进。改进方式为：在阀杆8与阀芯13之间设置调心滚珠14，通过调心滚珠14的连接使阀芯13与阀杆8形成调心式活动连接，让阀芯13能够自动调整与阀座12之间封堵面的重合度。以此解决由阀杆8的偏移而造成封堵不完全的问题。具体结构如下：

在阀芯13的中心位置设置一个轴孔，使阀杆8的端头设置在该轴孔中，并且形成间隙配合，该间隙存于轴孔与阀杆8的所有相对面，即轴孔的孔壁与阀杆8的杆身之间，以及轴孔的孔底与阀杆8的端面之间。该间隙大小取值为0.2~0.5mm。

为了使调心滚珠l4能够很好的实现调心作用，所以在轴孔的孔壁以及阀杆8的杆身之间设置了滚珠环槽。调心滚珠14便设置在滚珠环槽中。调心滚珠14的直径一定是小于滚珠环槽的直径。为了使调心滚珠14的调心效果稳定，所以调心滚珠14的个数至少设置为三个，并且均匀分布于滚珠环槽内。多个调心滚珠14的球心位于同一个平面内，该平面与阀座的下表面，即封堵面保持平行的。

通过阀杆8与阀芯13之间的调心式活动连接的设置，无论阀杆8是否产生偏差，都能够使阀芯13与阀座12之间的封堵面达到完全重合。也就是说，通过调心滚珠14的调节能够使阀芯13的上表面与阀座12的下表面达到完全重合。对于调心滚珠14个数的设置，可通过轴孔以及阀杆8的直径大小做具体调整。

在本实用新型中，施力部件设置为气动执行器21，该气动执行器21通过其中的气动活塞4可带动阀芯13实现回压式封堵，其具体结构为：

气动执行器21包括机罩，机罩的内部设置有气动活塞4以及压簧3，机罩的一端套接在加长阀盖9上，另一端则设有手轮2。位于机罩内的气动活塞4一端与手轮2连接，另一端通过同轴连接件与阀杆8连接，该端阀杆8同样伸出加长阀盖9。作为弹性部件的压簧3套接在同轴连接件上。压簧3的一端与气动活塞4的下表面接触，另一端与气动执行器21机罩底部设置的支撑部件相抵。支撑部件的作用在于，当压簧3受压变形时，一方面稳固压簧3不会产生径向位移，另一方面为压簧3提供反作用力。

在本实用新型中，操作手轮2会向压簧3施加压力。当压簧3的回复力最大时，阀芯13与阀座12的封堵面处于开启的状态；当压簧3的回复力逐渐减少时，阀芯13逐渐向阀座12移动；当压簧3的回复力最小时，阀芯13与阀座12的封堵面关闭且紧密重合，以实现封堵的目的。

为了向操作人员直观的展示本实用新型是处于关闭还是开启的状态，在气动执行器21上设置有开关指示器。该开关指示器包括一个展示窗口6以及一个指针5。其中，展示窗口6设置在气动执行器21机罩的侧壁上，包括开启/关闭两种标志。指针5则设置在伸出加长阀盖9的阀杆8上，用于指示开启/关闭的状态。展示窗口6中所标识的开启/关闭分别对应于阀芯13与阀座12的开启状态以及关闭状态。

本实用新型的工作原理是：介质进入本实用新型的状态为低进高出，所以当阀芯13将阀座12封堵后，介质由于高压的作用会从罐车中被压入至阀体11中，即介质从介质流入口17流入下腔体20（图2中箭头所示的方向为介质的流入方向）。由于阀芯13为回压式封堵，所以介质仅仅能够停留在下腔体20中，而不会进入上腔体19中。也就不会通过阀体11的贯通端进入加长阀盖9与阀杆8的间隙中。这样就能够避免介质对于加长阀盖9的相关部位，即加长阀盖9与阀体11的连接端的密封垫圈，以及加长阀盖9与阀杆8杆身之间的阀杆填料7施加介质压力。有效的消除在阀体11处于封堵状态时，介质从切断阀的薄弱部位向外泄露的隐患。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种流体介质切断阀，包括套接有阀盖的阀杆，阀盖的一端贯通设有阀体，且阀盖与阀体之间的接触面密封连接；阀盖的另一端设有施力部件；所述阀体内部设有阀座，阀座将阀体分隔为上腔体和下腔体；所述阀杆的杆身与阀盖之间密封有阀杆填料，阀杆的一端与施力部件连接，施力部件可带动阀杆轴向位移；其特征在于：阀杆的另一端依次穿过阀体内部的上腔体以及阀座，位于下腔体中；所述位于下腔体的阀杆端处设有阀芯，所述阀座的下表面以及阀芯的上表面为封堵面，所述阀芯通过施力部件的带动使其上表面可回压于阀座的下表面，形成封堵状态。

2.如权利要求1所述的流体介质切断阀，其特征在于：所述阀体为四通结构，包括相对设置的介质流入口和介质流出口以及相对设置的贯通口和安装孔，该贯通口与所述阀盖连接，所述安装孔上设有阀体下盖，安装孔与阀体下盖之间密封连接。

3.如权利要求2所述的流体介质切断阀，其特征在于：所述阀体安装孔的直径大于阀芯的直径。

4.如权利要求1所述的流体介质切断阀，其特征在于：所述阀芯与阀杆之间设有调心滚珠，阀芯与阀杆形成调心式活动连接，用于调整阀芯与阀座封堵面的重合程度。

5.如权利要求4所述的流体介质切断阀，其特征在于：所述阀芯的中心位置设有轴孔，所述阀杆的端头设置在该轴孔中形成间隙配合；所述轴孔的孔壁以及阀杆的杆身之间设有滚珠环槽，所述调心滚珠设置在滚珠环槽中，所述调心滚珠的直径小于滚珠环槽的直径，调心滚珠的个数至少为三个，且均匀分布于滚珠环槽内；调心滚珠的球心位于同一个平面内，且该平面与阀座的封堵面平行。

6.如权利要求5所述的流体介质切断阀，其特征在于：所述轴孔与阀杆之间的间隙为0.2~0.5mm。 

7.如权利要求1所述的流体介质切断阀，其特征在于：所述施力部件为气动执行器，该气动执行器包括设置在机罩内部的气动活塞、压簧以及设置在机罩端部的手轮；所述气动活塞的一端与手轮连接，另一端则通过同轴连接件与伸出阀盖的阀杆连接；所述压簧套接在同轴连接件上，压簧的一端与气动活塞的下表面接触，另一端与气动执行器机罩底部设置的支撑部件相抵。

8.如权利要求7所述的流体介质切断阀，其特征在于：所述气动执行器上设有开关指示器，用于指示阀芯与阀座密封面的开启/关闭。

9.如权利要求8所述的流体介质切断阀，其特征在于：所述开关指示器包括展示窗口以及指针，所述展示窗设置在气动执行器机罩的侧壁上包括开启/关闭两种标志，所述指针设置在伸出阀盖的阀杆上，用于指示开启/关闭的状态，所述展示窗口中的开启/关闭标志分别对应于阀芯与阀座密封面的开启/关闭状态。 

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