CN204083487U - 一种用于阀体、阀盖密封的楔形密封圈 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于阀体、阀盖密封的楔形密封圈，主要技术方案为：圆环形、非金属材质的楔形密封圈其下侧为内锥面或外锥面，该锥面在装配后与阀盖或阀体上相应的锥面相接触；楔形密封圈的上端面为凹V形，而在楔形密封圈的上侧设置的压环，其下端面为凸V形，该凸V形下端面在装配后与楔形密封圈上端面的凹V形表面相接触。在楔形密封圈的三个楔形部位和压环、阀盖或阀体的对应的楔形部位设置有一定的角度差，在密封圈未压紧时该角度差使得密封圈的三个楔角是楔尖部位的锥面表面与相邻零件的锥面表面接触。有益效果是：能够明显改善阀门中腔的密封性能、提高密封可靠性，更有利于杜绝阀门中腔部位出现外漏的可能性。

Description

一种用于阀体、阀盖密封的楔形密封圈

技术领域

本实用新型涉及一种阀门结构，具体涉及一种用于阀体、阀盖密封的密封圈结构。

背景技术

阀门的阀体、阀盖部位的密封性能决定了阀门在使用时能否杜绝外漏，通常中低压阀门的中法兰处采用非金属垫片或缠绕垫片便能满足使用要求，而高压阀门除了采油和石化等应用工况所使用的部分产品采用金属环垫密封外，口径较大一些的高压阀门一般均采用压力密封结构来满足高压工况时阀门中腔的密封要求，即采用在安装于阀门中腔上端环槽内的四开环和阀盖外表下端的圆锥形密封表面之间设置楔形的密封圈来实现密封(图1)。采用这种楔形密封圈的密封结构由于可籍助介质压力辅助密封，因而要比通常的垫片密封的密封性能要好，从实际使用效果来看，这种具有压力密封功能的楔形密封圈基本能满足一般工况的使用要求，但压力密封结构的阀门在长期和大量的应用中也出现过不少中腔泄漏的使用问题。由于现行结构的楔形密封圈只将密封圈的下端设置为能够在楔紧后对阻断介质泄漏起主要和关键作用，高压介质一旦突破密封圈下端的封阻后便可能产生外泄，对于要求杜绝介质外泄漏这一阀门的基本而又重要的密封要求来说，密封结构设计的冗余度偏低，尤其是当阀门使用在腐蚀性介质、对人和环境有害的介质或者是高温高压介质等使用工况、对控制介质的外泄漏有更严格的要求的场合时，现行的这种压力密封的楔形密封圈结构在密封可靠性方面是有欠缺的。因此，如果能够对现有结构进行优化和改进以提高阀门中腔密封结构的密封可靠性，将有利于杜绝阀门中腔部位出现外漏的可能性。

对于口径较小的高压阀门来说，由于结构和空间的限制，阀门中腔部位的密封往往难以采用压力密封结构，目前这类阀门在中腔部位基本都是采用缠绕垫片密封，密封可靠性不佳。

发明内容

为了克服现有的高压阀门中腔部位的密封结构所存在的上述的不足之处，本实用新型提供了一种能够明显改善阀门中腔的密封性能和密封可靠性、杜绝中腔部位的外漏的楔形密封圈结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于阀体、阀盖密封的楔形密封圈，主要技术方案为：所述的楔形密封圈为圆环形、非金属材质，安装于阀盖外侧和阀体中腔孔上部，其下侧为内锥面或外锥面；当楔形密封圈下侧为内锥面时该内锥面在装配后与阀盖上相应的外锥面相接触，而当楔形密封圈下侧为外锥面时该外锥面在装配后与阀体上相应的内锥面相接触；楔形密封圈的上端面为凹V形，在楔形密封圈的上侧设置有压环，压环的下端面为凸V形，所述的压环的凸V形下端面在装配后与楔形密封圈上端面的凹V形表面相接触；

作为优选，楔形密封圈下侧的锥面和上端的两个锥面与密封圈内、外圆所构成的三个角度为锐角的楔角，与压环、阀盖或阀体上的对应的楔角之间均有一定的角度差，在密封圈未压紧时，该角度差使得楔形密封圈的三个楔角的楔尖部位的锥面表面与相邻零件的锥面表面接触，而楔形密封圈的三个楔角的远离楔尖部位的锥面表面与相邻零件的锥面表面之间则有一定的间隙。

本实用新型的有益效果是：采用本实用新型所提出的阀体、阀盖密封的楔形密封圈结构，能够明显改善阀门中腔的密封性能、提高密封可靠性，更有利于杜绝阀门中腔部位出现外漏的可能性。

附图说明

图1是现行高压阀门阀体、阀盖部位压力密封的楔形密封圈结构示意图。

图2是本实用新型实施例一的阀体、阀盖部位压力密封的楔形密封圈结构示意图。

图3是本实用新型实施例一的楔形密封圈的结构放大图。

图4是本实用新型实施例二的阀体、阀盖部位的楔形密封圈结构示意图。

图中，1、阀盖；2、阀体；3、楔形密封圈；4、压环。

具体实施方式

下面结合附图和二个实施例对本实用新型作进一步的阐述。

实施例一

如图2所示为采用了本实用新型所提出的楔形密封圈结构的大口径高压闸阀的中腔压力密封结构的示意图。

新结构的楔形密封圈(3)为圆环形，采用柔性石墨夹镍丝模压而成，安装于阀盖(1)外侧和阀体(2)中腔孔上部，其外圆与阀体(2)的内腔孔配合、内孔则套装于阀盖(1)外侧的一段外圆上；楔形密封圈(3)的下侧为内锥面，内锥面与密封圈外圆构成楔形结构，该内锥面在装配、压紧后与阀盖(1)上相应的外锥面相接触；楔形密封圈(3)的上端面为凹V形，凹V形的两个锥面亦与密封圈内、外圆构成两个对称的楔形结构。在楔形密封圈(3)的上侧设置有压环(4)，压环(4)的下端面为凸V形，该凸V形下端面在装配、压紧后与楔形密封圈(3)上端面的凹V形表面相接触。

如图3所示，楔形密封圈(3)下侧的锥面和上端的两个锥面与密封圈内、外圆所构成的三个角度为锐角的楔角，与阀盖(1)、压环(4)上的对应的楔角之间均有一定的角度差，在密封圈未压紧时，该角度差使得楔形密封圈(3)的三个楔角的楔尖部位的锥面表面与相邻零件的锥面表面接触，而楔形密封圈(3)的三个楔角的远离楔尖部位的锥面表面与相邻零件的锥面表面之间则有一定的间隙。本实施例中，楔形密封圈(3)的三个楔形结构的楔角均为45°，而阀盖(1)、压环(4)上的对应的楔角均为47.5°，在密封圈己装配而未压紧时，前述的角度差为2.5°。

在楔形密封圈(3)和阀盖(1)、压环(4)的对应的楔形部位设置上述角度差的作用为：楔形密封圈(3)的内、外圆和阀盖(1)、阀体(2)上相应的内、外圆在密封圈己装配而未压紧时，存在一定的间隙，为了保证密封，该间隙需要依靠密封圈在压紧时产生变形来消除。对于楔形密封圈的三个楔形部位来说，越往楔形的尖部其材料“厚度”也越小、产生变形的能力也越强，因此，合理的做法应该是，密封圈压紧时主要依靠楔形部位的前段产生需要的变形来消除间隙并产生足够的压紧比压以保证密封。

在图1所示的现行压力密封的楔形密封圈结构中，出于保证和增强密封能力的考虑，在楔形部位同样也会设置一定的角度差，因而楔形密封圈(3)对阻断介质泄漏起主要和关键作用的部位是密封圈楔形部位的前段。高压介质要从阀盖(1)和阀体(2)的间隙中越过楔形密封圈(3)向外泄漏，在密封圈周围可能的泄漏通道有两个：从密封圈外圆处往上和通过锥面处再往上，在这两个可能的泄漏通道上，对阻断介质泄漏所设置的关键作用点均只有一处；而在图2所示的采用了本实用新型所提出的楔形密封圈结构的中腔压力密封结构中，在相同的两个可能的泄漏通道上，除了下端的楔形部位是阻断介质泄漏的关键作用点外，上端的两个楔形部位也能起到相同的作用，即每个可能的泄漏通道上对阻断介质泄漏所设置的关键作用点均有二处、均能构成保证密封的“双保险”，因而能够使阀门中腔部位达到更好的密封状态。

实施例二

如图4所示是采用了本实用新型所提出的楔形密封圈结构的一种小口径高压阀门的中腔密封结构的示意图。

由于该阀门的使用介质为强氧化性的腐蚀介质，因此楔形密封圈(3)采用PTFE模压烧结成型。本实施例中楔形密封圈(3)在结构和作用原理上与实施例一不同的是，楔形密封圈(3)的下侧为外锥面，阀盖(1)以外圆柱面与楔形密封圈(3)的内孔配合，而在阀体(2)的内腔设置内锥面，楔形密封圈(3)下端的外锥面在装配后与阀体(2)上相应的内锥面相接触；楔形密封圈(3)的上端面以凹V形与压环(4)下端面上相应的凸V形接触。阀门装配后，通过拧紧安装在阀盖(1)中法兰处的一组螺钉来压紧压环(4)和楔形密封圈(3)，保证阀门中腔部位的密封。

本实施例在楔形密封圈(3)的三个楔形部位和阀体(2)、压环(4)的对应的楔形部位同样设置有一定的角度差。由于PTFE的变形能力相对于柔性石墨来说要小一些，因此所述的角度差也比柔性石墨密封圈要小：楔形密封圈(3)的三个楔形结构的楔角也为45°，而阀体(2)、压环(4)上的对应的楔角均按46°加工，密封圈未压紧时，所述的角度差为1°。

与实施例一相同的是，在两个可能的泄漏通道上，对阻断介质泄漏起主要和关键作用的作用点同样均有二处、籍此构成了保证密封的“双保险”，与采用垫片密封相比，这一结构可以使阀门中腔部位达到更好的密封状态。

以上结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本实用新型的范围。本技术领域的技术人员应该知晓，本实用新型不受上述实施例的限制，其保护范围由所附的权利要求书所界定，任何在不超出本实用新型权利要求书所界定的范围内的各种改动、变型所形成的技术方案，都没有偏离本实用新型的精神和技术实质，仍然会属于本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (2)

1.一种用于阀体、阀盖密封的楔形密封圈，其特征在于：安装于阀盖(1)外侧和阀体(2)中腔孔上部的圆环形、非金属材质的楔形密封圈(3)，其下侧为内锥面或外锥面，当楔形密封圈(3)下侧为内锥面时该内锥面在装配后与阀盖(1)上相应的外锥面相接触，而当楔形密封圈(3)下侧为外锥面时该外锥面在装配后与阀体(2)上相应的内锥面相接触；楔形密封圈(3)的上端面为凹V形，在楔形密封圈(3)的上侧设置有压环(4)，压环(4)的下端面为凸V形，所述的压环(4)的凸V形下端面在装配后与楔形密封圈(3)上端面的凹V形表面相接触。 

2.根据权利要求1所述的用于阀体、阀盖密封的楔形密封圈，其特征在于：楔形密封圈(3)下侧的锥面和上端的两个锥面与密封圈内、外圆所构成的三个角度为锐角的楔角，与压环(4)、阀盖(1)或阀体(2)上的对应的楔角之间均有一定的角度差，在密封圈未压紧时，该角度差使得楔形密封圈(3)的三个楔角的楔尖部位的锥面表面与相邻零件的锥面表面接触，而楔形密封圈(3)的三个楔角的远离楔尖部位的锥面表面与相邻零件的锥面表面之间则有一定的间隙。