CN205244592U - 一种波纹管截止阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种波纹管截止阀，包括自上而下设置的手轮、阀杆、填料组件、波纹管组件、阀盖、阀体和阀芯，填料组件包括填料函、填料环、填料和填料压盖，填料装在填料函中，并通过填料压盖使得填料与阀杆紧密接触，实现填料和阀杆之间的密封，在所述的填料环中设置有环形槽，并与填料函中设置的Z字型流道相连通，使得波纹管组件破裂时，截止阀中的流体介质可通过环形槽和Z字型流道流出至Z字型流道出口处设置的压力变送器，实现泄露报警。同时本实用新型设计了一种新型特种陶瓷阀芯连接结构，由于高韧性陶瓷的硬度较常规堆焊硬质合金阀芯硬度大大提升，极大提高了阀芯工作寿命。

Description

一种波纹管截止阀

技术领域

本实用新型属于阀门技术领域，主要应用于化工、冶炼行业的危险流体，例如含有剧毒、易燃、易爆、强腐蚀性的气体、液体或气液固混合流体，主要用于流体管路的切断和调节。

背景技术

化工行业用波纹管截止阀要求非常苛刻，急需具有调节功能的波纹管截止阀，在关断时又要实现零泄漏密封，因此对阀芯密封件要求非常高，现有的普通波纹管截止阀主要实现截止功能，在调节方面基本上不具备，如果强制调节的话，在此工况下介质对阀芯密封面的冲蚀非常严重，工作寿命很短；另外，波纹管截止阀常用于高危介质，要求波纹管寿命长，而且常规波纹管截止阀在破裂时不能报警，安全隐患大，又由于常规阀芯采用的是堆焊硬质合金结构，硬度在HRC40左右，难于长期工作在强冲刷场合，很容易被破坏，且常规阀芯结构不适于在小开度下进行压力调节，在阀门全开时，阀体和阀芯间隙很大，使气流大量冲刷波纹管，造成波纹管受介质冲刷严重，缩短了波纹管的工作寿命。有鉴于此，目前在化工行业迫切需要开发出一种兼具有波纹管破裂报警功能和调节功能且工作寿命长的波纹管截止阀。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有普通波纹管截止阀不具有波纹管破裂报警功能、安全隐患大以及在阀门全开时阀芯受介质冲刷严重等缺陷，提供一种结构合理、使用方便、安全性好且工作寿命长的新型波纹管截止阀。

本实用新型的具体技术方案如下：

一种波纹管截止阀，包括自上而下设置的手轮、阀杆、填料组件、波纹管组件、阀盖、阀体和阀芯，阀体上设置有相连通的入口、竖直孔和出口，在手轮的旋转作用下，阀杆带动阀芯在竖直孔中上下移动，实现入口和出口的导通或关闭，所述的填料组件包括填料函、填料环、填料和填料压盖，填料装在填料函中，并通过填料压盖使得填料与阀杆紧密接触，实现填料和阀杆之间的密封，在所述的填料环中设置有环形槽，并与填料函中设置的Z字型流道相连通，使得波纹管组件破裂时，截止阀中的流体介质可通过环形槽和Z字型流道流出至Z字型流道出口处设置的压力变送器，实现泄露报警。

上述波纹管截止阀中，阀芯采用陶瓷制成。

上述波纹管截止阀中，阀芯中部设置有通孔，阀芯和阀杆之间设置有阀芯转接头，阀芯转接头的一端与阀杆的下端联接，另一端穿过阀芯中部的通孔，并通过锁紧螺母和柔性石墨垫实现阀芯和阀芯转接头的联接和密封。

上述波纹管截止阀中，波纹管组件包括自上而下依次设置的上波纹管、波纹管接垫、下波纹管和波纹管下接垫，所述的波纹管接垫焊接在上波纹管和下波纹管之间，所述的波纹管下接垫焊接在下波纹管的底部，所述的波纹管组件和波纹管组件上端的填料函形成了对阀杆的密封。

上述波纹管截止阀中，在阀杆的上部设置有防转组件，所述的防转组件包括防转块和立柱，阀杆与防转块通过螺钉紧固在一起，防转块上设置有U型卡槽，所述U型卡槽卡在立柱上，对阀杆的转动进行限位。

上述波纹管截止阀中，阀芯密封锥角的半角为30度。

上述波纹管截止阀中，阀芯与阀体上设置的配合孔之间的间隙，比流经截止阀最大介质颗粒直径大0.1mm。

上述波纹管截止阀中，截止阀全开时阀芯上端面与阀盖之间的间隙为0.1-0.25mm。

上述波纹管截止阀中，阀体和阀盖通过螺栓联接，联接部位所形成的密封腔内设置有密封垫和缠绕垫片，实现阀体和阀盖之间的密封。

与现有的技术相比，本实用新型的技术方案其有益效果如下：

一、设计了的对波纹管的检漏机构，对波纹管破裂及时进行进报警，同时可确保抢修时的安全，消除了由于波纹管破裂带来的安全隐患。

二、设计了一种新型特种陶瓷阀芯连接结构，由于高韧性陶瓷的硬度较常规堆焊硬质合金阀芯硬度大大提升，极大提高了阀芯工作寿命。

三、波纹管截止阀的技术优势在于产品的小开度可调节性能和关闭状态的密封性能，设计的阀芯结构具有较大的调节行程，保证阀门在小开度下的可调节性，同时在全开状态下阀芯可以对波纹管形成保护，波纹管基本不受介质冲刷，可延长波纹管的工作寿命。

附图说明

图1为本实用新型波纹管截止阀的整体结构图；

图2为本实用新型填料组件结构示意图；

图3为本实用新型阀杆转接头结构及其与阀杆、阀杆联接示意图。

附图标记如下：

1－阀体；2－锁紧螺母；3－柔性石墨垫；4－阀芯；5－阀杆转接头；6－密封垫；7－缠绕垫片；8－波纹管下接垫；9－螺栓；10－阀盖；11－下波纹管；12－波纹管接垫；13－阀杆；14－填料函；15－填料环；16－螺母；17－填料；18－立柱；19－螺柱；20－填料压盖；21－防转块；22－螺钉；23－阀杆螺母座；24－阀杆螺母；25－螺母压盖；26－手轮；27－手轮锁紧螺母27；28－入口；29－出口；31－压力变送器；32－流道出口；33－Z字型流道；34－环形槽；35－阀杆上密封面；36－填料函下密封面。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的波纹管截止阀为一种低进高出的阀门，包括自上而下设置的手轮16、阀杆3、填料组件、波纹管组件、阀盖10、阀体1和阀芯4，阀体1上设置有相连通的入口28、竖直孔和出口29，在手轮16的旋转作用下，阀杆3带动阀芯4在竖直孔中上下移动，实现入口28和出口29的导通或关闭，为保证阀门的严密密封，该阀门的阀杆采用波纹管组件和填料两道密封。

如图2所示，填料组件包括填料函14、填料环15、填料17和填料压盖20，填料17装在填料函14中，并通过填料压盖20使得填料17与阀杆13紧密接触，实现填料17和阀杆13之间的密封。在填料环15中设置有环形槽34，并与填料函14中设置的Z字型流道33相连通，使得波纹管组件破裂时，截止阀中的流体介质可通过环形槽34和Z字型流道33流出至Z字型流道出口32处设置的压力变送器31，将控制信号反馈至控制室，实现泄露报警。在波纹管11破裂时，可通过填料17实现密封，确保抢修时的安全。

波纹管组件由下波纹管11、上波纹管30、波纹管接垫12和波纹管下接垫8焊接连接构成，将波纹管组件安装在阀杆13上后，然后将波纹管下接垫8与阀杆13进行密封焊接，这样就实现了波纹管组件和阀杆13的密封。波纹管组件中的波纹管11为一个弹性元件，在阀杆13上下移动的过程中可以压缩和拉伸，阀门关闭时阀芯4与阀体1阀座密封面吻合，波纹管11处于拉伸状态。反之阀门开启，波纹管元件处于压缩状态。

为了增加阀门的调节特性，阀芯行程较普通波纹管截止阀大故要求波纹管组件有较大的压缩行程，所以采用了两节波纹管以增加阀门的行程，该阀门波纹管组件高度270mm，而普通波纹管截止阀的波纹管组件高度约为130mm左右。该阀门的波纹管组件具体为上波纹管30、下波纹管11与波纹管接垫12、填料函14和波纹管下接垫8焊接连接形成波纹管组件，将波纹管组件安装好后，将填料函14与阀盖10焊接连接。

阀门的阀体1和阀盖10通过螺栓9进行连接，阀体1和阀盖10连接好后形成两个密封腔，这两个密封腔分别装入密封垫6和缠绕垫片7，阀体1内的介质由于缠绕垫片7的密封不会外漏，如若缠绕垫片7失效后，可有密封垫6保证密封，通过这两道密封确保阀门的阀体1和阀盖10密封可靠。

为而减小阀芯4和阀体阀座密封面的磨损，希望阀芯4在阀门开关过程中上下竖直运动，不要发生旋转运动，不和阀体阀座产生旋转摩擦，进而提高阀芯4和阀体阀座的工作寿命。基于以上原因，增加了一个阀杆防转结构。阀杆13与防转块21通过螺钉22紧固，而防转块22上的U型槽卡在立柱18上，只能上下运动，由于阀杆13与防转块21紧固因此也只能上下移动，故当手轮26转动时，阀杆上下运动，因此与阀杆13带动的阀芯4也只能上下移动，从而减小了阀芯4和阀体阀座密封面的磨损。

如图3所示，为了提高阀芯的抗腐蚀和耐冲刷能力，阀芯11采用高韧性特种陶瓷，可显著提升阀芯抗冲刷能力，但陶瓷加工难度大，故设计了一种易于加工的陶瓷阀芯结构，避免了陶瓷与金属的螺纹连接结构，不会在高温下因为金属和陶瓷的收缩率不同造成陶瓷因应力过大而造成破裂。由于陶瓷和金属的热膨胀系数差异较大，将陶瓷件与金属件通过螺纹连接容易发生热裂，故采用了一种新型的陶瓷阀芯阀杆连接结构：阀芯4中部设置有通孔，阀芯4和阀杆13之间设置有阀芯转接头5，阀芯转接头5的一端与阀杆13的下端联接，另一端穿过阀芯4中部的通孔，并通过锁紧螺母2和柔性石墨垫3实现阀芯4和阀芯转接头5的联接和密封。这种方案将难于加工的型面加工在阀芯转接头5上，通过阀芯转接头5将阀杆13和阀芯4可靠连接，通过一个锁紧螺母2和柔性石墨垫3实现阀芯4和阀芯转接头5的密封，同时的增加阀芯4的抗震性和整体韧性。

波纹管截止阀的技术优势在于产品的小开度可调节性能和关闭状态的密封性能，设计的阀芯4密封面锥角小，普通阀门锥角在60^。左右，该阀门的锥角为30度。锥面长度为普通截止阀的两倍多，具有较大的调节行程，保证阀门在小开度下的可调节性，同时确保阀门在全开时不会发生节流。

阀门在全开时由阀杆13上密封限位，阀杆的上密封面35与填料函的下密封面36实现密封并限位，同时保证阀芯4与阀盖10间隙很小，通过加工尺寸控制该间隙在0.1～0.25mm之间；陶瓷阀芯4与阀体1配合孔通过加工配合间隙比最大介质颗粒大0.1mm；以上两点保证阀门在全开状态时工作介质不会大量进入波纹管组件工作区域，从而不会对波纹管组件造成严重冲刷现象，可以对波纹管11形成保护，延长了波纹管截止阀的工作寿命。

Claims (9)

1.一种波纹管截止阀，包括自上而下设置的手轮(16)、阀杆(3)、填料组件、波纹管组件、阀盖(10)、阀体(1)和阀芯(4)，阀体(1)上设置有相连通的入口(28)、竖直孔和出口(29)，在手轮(16)的旋转作用下，阀杆(3)带动阀芯(4)在竖直孔中上下移动，实现入口(28)和出口(29)的导通或关闭，其特征在于：所述的填料组件包括填料函(14)、填料环(15)、填料(17)和填料压盖(20)，填料(17)装在填料函(14)中，并通过填料压盖(20)使得填料(17)与阀杆(13)紧密接触，实现填料(17)和阀杆(13)之间的密封；在所述的填料环(15)中设置有环形槽(34)，并与填料函(14)中设置的Z字型流道(33)相连通，使得波纹管组件破裂时，截止阀中的工作介质可通过环形槽(34)和Z字型流道(33)流出至Z字型流道出口(32)处设置的压力变送器(31)，实现泄露报警。

2.根据权利要求1所述的波纹管截止阀，其特征在于：所述的阀芯(4)采用陶瓷制成。

3.根据权利要求1或2所述的波纹管截止阀，其特征在于：阀芯(4)中部设置有通孔，阀芯(4)和阀杆(13)之间设置有阀芯转接头(5)，阀芯转接头(5)的一端与阀杆(13)的下端联接，另一端穿过阀芯(4)中部的通孔，并通过锁紧螺母(2)和柔性石墨垫(3)实现阀芯(4)和阀芯转接头(5)的联接和密封。

4.根据权利要求1所述的波纹管截止阀，其特征在于：所述的波纹管组件包括自上而下依次设置的上波纹管(30)、波纹管接垫(12)、下波纹管(11)和波纹管下接垫(8)，所述的波纹管接垫(12)焊接在上波纹管(30)和下波纹管(11)之间，所述的波纹管下接垫(8)焊接在下波纹管(11)的底部，所述的波纹管组件和波纹管组件上端的填料函(14)形成了对阀杆(13)的密封。

5.根据权利要求1所述的波纹管截止阀，其特征在于：在阀杆(13)的上部设置有防转组件，所述的防转组件包括防转块(21)和立柱(18)，阀杆(13)与防转块(21)通过螺钉紧固在一起，防转块上设置有U型卡槽，所述U型卡槽卡在立柱(18)上，对阀杆(13)的转动进行限位。

6.根据权利要求1所述的波纹管截止阀，其特征在于：所述阀芯(4)密封锥角的半角为30度。

7.根据权利要求1所述的波纹管截止阀，其特征在于：所述阀芯(4)与阀体(1)上设置的配合孔之间的间隙，比流经截止阀最大介质颗粒直径大0.1mm。

8.根据权利要求1所述的波纹管截止阀，其特征在于：截止阀全开时阀芯(4)上端面与阀盖(10)之间的间隙为0.1-0.25mm。

9.根据权利要求1所述的波纹管截止阀，其特征在于：阀体(1)和阀盖(10)通过螺栓(9)联接，联接部位所形成的密封腔内设置有密封垫(7)和缠绕垫片(7)，实现阀体(1)和阀盖(10)之间的密封。