CN205745321U - 一种阶梯阀芯结构的高温高压单座阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种阶梯阀芯结构的高温高压单座阀，属于阀类部件技术领域。它解决了现有单座阀生产成本高等技术问题。本单座阀包括阀体、阀芯和阀杆，阀体内具有安装孔，阀体两侧分别开设有与安装孔相连通的进水孔和出水孔，阀芯位于安装孔内且能够阻断进水孔和出水孔的相互导通，安装孔内间隔设有阀座和压圈，阀座位于进水孔和出水孔之间，进水孔位于阀座和压圈之间，阀芯包括用于与阀座密封连接的密封部、用于与压圈滑动连接的导向部、位于密封部和导向部之间的导流部以及用于与阀杆连接的连接部，导流部和连接部的直径均小于密封部和导向部的直径。本实用新型中底座阀通过改变阀芯结构减少了耗材，从而降低了其生产成本。

Description

一种阶梯阀芯结构的高温高压单座阀

技术领域

本实用新型属于控制阀技术领域，涉及一种单座阀，特别是一种阶梯阀芯结构的高温高压单座阀。

背景技术

阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能；从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。阀门可用于控制空气、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。单座阀阀体内有一个阀芯和一个阀座，具有泄漏量小的特点，该阀不平衡力大，其允许压差较双座阀小，在高压差、大口径时，最好配上阀门定位器。公称通径≥25mm的阀为双导向结构，只要改变阀杆与阀芯的连接位置就可实现气开或气闭。

一般的单座阀都是采用上导向设计结构，在阀芯开启和关闭过程中，借助压圈对阀芯的导向作用，使得阀芯关闭过程中，与阀座有很好的同轴度，保证单座阀的密封性能。可见，阀芯的导向是必不可少的，而且起到非常重要的作用；对于高温高压的单座阀，一般采用耐高温的锻件材料，设计结构形式决定原材料的多少，又因为耐高温的原材料价格比较贵，因此，结构形式对阀门的成本影响很大；市场上现有的单座阀的阀芯轴径与阀杆轴径相差较大，一般设计为阀芯和阀杆分体式，然后组装在一起成为阀芯组件，这样可以节省原材料。阀芯组件的阀芯下面是与阀座相密封面的部分，为保证强度，有一定的厚度，而往上的部分为一个轴径，轴径的外表面直接成为导向圆柱面，轴径内部加工成内螺纹，与阀杆端的外螺纹相联接，成为阀芯组件；由于阀芯的这种设计结构形式，既要保证阀芯与阀杆联接强度，又要考虑流道的通流能力的满足，因此轴径一般不大，与轴径进行导向的压圈为实心的锻件，后加工出相配合的孔。阀芯上部一个轴径的设计形式结构，使压圈采用实心锻件，而耐高温的原材料价格比较贵，因此阀门成本高。

我国专利(公告号：CN202612662U，公开日：2012-12-19)公开了一种高温型单座阀，包括阀体，阀体上设有阀盖组件，阀体内设置有阀座，阀座上设有阀芯组件，阀芯组件与阀体之间设有导向套座组件，导向套座组件与阀体之间设有齿形垫，阀芯组件上设有连接杆，连接杆中间设有弹性销，阀杆与连接杆相连接，阀杆的外部设有阀盖组件，阀杆上端设有隔套，隔套下设有填料垫，填料垫上侧设有成型盘根填料，隔套右侧设有两个螺堵，阀杆顶端设有行程指示器，行程指示器与阀杆接触部设有薄螺母，行程指示器下侧设有填料压盖和填料压板，螺柱与阀盖组件接触部设有圆螺母和螺母。

上述专利文献中公开的阀芯组件用料较多，生产成本高。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在的上述问题，提供一种阶梯阀芯结构的高温高压单座阀，本实用新型所要解决的技术问题是：如何降低单座阀的生产成本。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种阶梯阀芯结构的高温高压单座阀，包括阀体、阀芯和阀杆，所述阀体内具有安装孔，所述阀体两侧分别开设有与所述安装孔相连通的进水孔和出水孔，所述阀芯位于所述安装孔内且能够阻断所述进水孔和出水孔的相互导通，其特征在于，所述安装孔内间隔设有阀座和压圈，所述阀座位于所述进水孔和出水孔之间，所述进水孔位于所述阀座和压圈之间，所述阀芯包括用于与所述阀座密封连接的密封部、用于与压圈滑动连接的导向部、位于密封部和导向部之间的导流部以及用于与阀杆连接的连接部，所述导流部和连接部的直径均小于所述密封部和导向部的直径。

其原理如下：本技术方案中密封部与阀座相贴靠形成密封，起到阻断进水孔和出水孔的密封作用；导向部与压圈相贴靠并滑动连接，起到导向作用；导流部比密封部和导向部都细，能够满足流道的通流能力；而连接部的直径小于密封部和导向部的直径，只是起到连接阀杆的作用，直径小能够节约材料。本技术方案中对单座阀的阀芯进行结构改进，将阀芯分为多个不同直径的部分，在不增加阀芯的外径和保证流道的通流能力的条件下，阀芯与压圈具有很好的导向作用，使得阀芯关闭过程中与阀座有很好的同轴度，保证单座阀的密封性能；同时减少了阀芯的生产制造材料，降低单座阀的成本，提高产品在市场中的竞争力。

进一步的，阀杆采用棒料加工而成，阀杆的一端与执行机构连接，另一端与阀芯固连。

在上述的阶梯阀芯结构的高温高压单座阀中，所述密封部和导向部的外周面上均具有堆焊。提高阀芯密封部的密封面抗冲刷能力以及导向部外周面的耐磨性；进一步的，密封部具有一定的高度，为保证密封处的强度和刚度。

在上述的阶梯阀芯结构的高温高压单座阀中，所述连接部的端面上开设有内螺纹孔，所述阀杆的端部具有外螺纹；所述连接部的侧面还螺接有定位螺钉且所述定位螺钉能够伸入所述内螺纹孔内。阀杆与连接部通过螺纹连接，便于组装，连接牢固；通过定位螺钉对阀杆进行定位，防止其周向转动而松动。

在上述的阶梯阀芯结构的高温高压单座阀中，所述压圈采用锻件一体加工成型。本技术方案中压圈采用空心锻件的结构，节约压圈的原材料，进而进一步节约单座阀的生产成本。

在上述的阶梯阀芯结构的高温高压单座阀中，所述阀体上通过螺栓一连接有阀盖，所述阀盖能够封堵所述安装孔，所述阀杆的一端位于所述安装孔内，另一端穿过所述阀盖伸出所述安装孔。

在上述的阶梯阀芯结构的高温高压单座阀中，所述阀盖上具有由所述阀盖的端面沿阀盖轴向向内的填料孔，所述阀杆穿过所述填料孔，所述填料孔内由所述阀盖的端面向内依次填有填料压套、填料和填料垫，所述阀杆上还设有填料压盖，所述填料压盖通过螺栓二固设在所述阀盖的端面上。

螺栓二上还套设有蝶形弹簧，碟形弹簧起到避免由于震动等力，使填料压盖连接松动引起介质外漏；在安装时，碟形弹簧有一定的压缩变形，当有震动等外界力作用时，碟形弹簧的压缩变形减小，碟形弹簧受力变小，但仍使得螺母与螺栓二之间保持相应的拧紧力，可以使填料的压缩变形不变，有效保证了填料的密封性能；填料通过一定的压缩变形，起到密封的效果，防止介质的外漏；填料垫是放在填料的下面，保证填料的接触面的平整；填料压套是放在填料之上，填料压套把来自填料压盖的力传递给填料，将填料进行压缩变形；填料压盖在填料压套之上，通过螺柱二和螺母固定在阀盖上；填料压盖与填料压套的接触面为球面接触，使力均匀的传递给填料，保证填料在横截面上的变形量相同。

在上述的阶梯阀芯结构的高温高压单座阀中，所述阀座与阀体之间设有耐高温高压的缠绕垫片一；所述压圈的端面与所述阀盖的端面相贴靠，所述压圈与阀盖之间设有耐高温高压的缠绕垫片二。通过设置缠绕垫片一和缠绕垫片二，起到防止介质在阀座阀体、阀座与压圈连接处外漏的作用。

进一步的，阀座在高温高压工况下采用锻件加工而成，阀座下端加工有安放缠绕垫片一的槽；单座阀组装时，将缠绕垫片一放在槽内，避免由于介质的冲刷导致缠绕垫片一发生侧向的位移，消除密封不良的隐患；压圈在高温高压工况下采用锻件加工而成，通过单座阀的阀盖压紧于阀体内；压圈的上端加工有安放缠绕垫片二的槽；单座阀组装时，将缠绕垫片二放在槽内，避免由于介质的冲刷导致缠绕垫片二发生侧向的位移，消除密封不良的隐患。压圈内圆周面是与导向部的外圆周面进行导向，为了提高压圈内圆周面在高温高压下的耐磨性能，压圈进行整体的渗氮处理。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型中将阀芯分为多个不同直径的部分，在不增加阀芯的外径和保证流道的通流能力的条件下，阀芯与压圈具有很好的导向作用，使得阀芯关闭过程中与阀座有很好的同轴度，保证单座阀的密封性能；同时减少了阀芯的生产制造材料，降低单座阀的成本，提高产品在市场中的竞争力。

2、本实用新型中在阀芯四分部分中，只有导向部加工精度和表面粗超度要求高，加工后在磨床上对其进行磨削加工，其余部分均不需要进行磨削加工，大大减少了磨削面积；本阀芯减少了加工量，降低了加工的难度，减少了堆焊的面积，节省了堆焊材料，节约了成本，提高了产品的加工效率。

3、本实用新型中压圈采用空心锻件，节省很多材料，尤其是高温高压工况时，材料单重价格高，因此，空心锻件的压圈，可以大大节约成本，而且也极大的减少了机械加工量，节省加工时间，提高机械加工的效率。

附图说明

图1是本单座阀关闭时的剖视结构示意图。

图2是图1中局部放大结构示意图。

图3是本单座阀打开时的剖视结构示意图。

图中，1、阀体；11、安装孔；12、进水孔；13、出水孔；2、阀芯；21、密封部；22、导流部；23、导向部；24、连接部；24a、内螺纹孔；3、阀杆；4、阀座；5、压圈；6、定位螺钉；7、阀盖；71、填料孔；81、填料压套；82、填料；83、填料垫；84、填料压盖；9、缠绕垫片一；10、缠绕垫片二。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2和图3所示，本实施例中的单座阀包括阀体1、阀芯2和阀杆3，阀体1内具有安装孔11，阀体1两侧分别开设有与安装孔11相连通的进水孔12和出水孔13，阀芯2位于安装孔11内且能够阻断进水孔12和出水孔13的相互导通，安装孔11内间隔设有阀座4和压圈5，阀座4位于进水孔12和出水孔13之间，进水孔12位于阀座4和压圈5之间，阀芯2包括用于与阀座4密封连接的密封部21、用于与压圈5滑动连接的导向部23、位于密封部21和导向部23之间的导流部22以及用于与阀杆3连接的连接部24，导流部22和连接部24的直径均小于密封部21和导向部23的直径；本实施例中密封部21与阀座4相贴靠形成密封，起到阻断进水孔12和出水孔13的密封作用；导向部23与压圈5相贴靠并滑动连接，起到导向作用；导流部22比密封部21和导向部23都细，能够满足流道的通流能力；而连接部24的直径小于密封部21和导向部23的直径，只是起到连接阀杆3的作用，直径小能够节约材料。本实施例中对单座阀的阀芯2进行结构改进，将阀芯2分为多个不同直径的部分，在不增加阀芯2的外径和保证流道的通流能力的条件下，阀芯2与压圈5具有很好的导向作用，使得阀芯2关闭过程中与阀座4有很好的同轴度，保证单座阀的密封性能；同时减少了阀芯2的生产制造材料，降低单座阀的成本，提高产品在市场中的竞争力；进一步的，阀杆3采用棒料加工而成，阀杆3的一端与执行机构连接，另一端与阀芯2固连。

如图2所示，密封部21和导向部23的外周面上均具有堆焊。提高阀芯2密封部21的密封面抗冲刷能力以及导向部23外周面的耐磨性；进一步的，密封部21具有一定的高度，为保证密封处的强度和刚度；连接部24的端面上开设有内螺纹孔24a，阀杆3的端部具有外螺纹；连接部24的侧面还螺接有定位螺钉6且定位螺钉6能够伸入内螺纹孔24a内。阀杆3与连接部24通过螺纹连接，便于组装，连接牢固；通过定位螺钉6对阀杆3进行定位，防止其周向转动而松动。

本实施例中压圈5采用锻件一体加工成型。本实施例中压圈5采用空心锻件的结构，节约压圈5的原材料，进而进一步节约单座阀的生产成本。

如图3所示阀体1上通过螺栓一连接有阀盖7，阀盖7能够封堵安装孔11，阀杆3的一端位于安装孔11内，另一端穿过阀盖7伸出安装孔11；阀盖7上具有由阀盖7的端面沿阀盖7轴向向内的填料孔71，阀杆3穿过填料孔71，填料孔71内由阀盖7的端面向内依次填有填料压套81、填料82和填料垫83，阀杆3上还设有填料压盖84，填料压盖84通过螺栓二固设在阀盖7的端面上；螺栓二上还套设有蝶形弹簧，碟形弹簧起到避免由于震动等力，使填料压盖84连接松动引起介质外漏；在安装时，碟形弹簧有一定的压缩变形，当有震动等外界力作用时，碟形弹簧的压缩变形减小，碟形弹簧受力变小，但仍使得螺母与螺栓二之间保持相应的拧紧力，可以使填料82的压缩变形不变，有效保证了填料82的密封性能；填料82通过一定的压缩变形，起到密封的效果，防止介质的外漏；填料垫83是放在填料82的下面，保证填料82的接触面的平整；填料压套81是放在填料82之上，填料压套81把来自填料压盖84的力传递给填料82，将填料82进行压缩变形；填料压盖84在填料压套81之上，通过螺柱二和螺母固定在阀盖7上；填料压盖84与填料压套81的接触面为球面接触，使力均匀的传递给填料82，保证填料82在横截面上的变形量相同。

如图1所示，阀座4与阀体1之间设有耐高温高压的缠绕垫片一9；压圈5的端面与阀盖7的端面相贴靠，压圈5与阀盖7之间设有耐高温高压的缠绕垫片二10；通过设置缠绕垫片一9和缠绕垫片二10，起到防止介质在阀座4阀体1、阀座4与压圈5连接处外漏的作用；阀座4在高温高压工况下采用锻件加工而成，阀座4下端加工有安放缠绕垫片一9的槽；单座阀组装时，将缠绕垫片一9放在槽内，避免由于介质的冲刷导致缠绕垫片一9发生侧向的位移，消除密封不良的隐患；压圈5在高温高压工况下采用锻件加工而成，通过单座阀的阀盖7压紧于阀体1内；压圈5的上端加工有安放缠绕垫片二10的槽；单座阀组装时，将缠绕垫片二10放在槽内，避免由于介质的冲刷导致缠绕垫片二10发生侧向的位移，消除密封不良的隐患。压圈5内圆周面是与导向部23的外圆周面进行导向，为了提高压圈5内圆周面在高温高压下的耐磨性能，压圈5进行整体的渗氮处理。

在不背离本实用新型的精髓的前提下，本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种阶梯阀芯结构的高温高压单座阀，包括阀体(1)、阀芯(2)和阀杆(3)，所述阀体(1)内具有安装孔(11)，所述阀体(1)两侧分别开设有与所述安装孔(11)相连通的进水孔(12)和出水孔(13)，所述阀芯(2)位于所述安装孔(11)内且能够阻断所述进水孔(12)和出水孔(13)的相互导通，其特征在于，所述安装孔(11)内间隔设有阀座(4)和压圈(5)，所述阀座(4)位于所述进水孔(12)和出水孔(13)之间，所述进水孔(12)位于所述阀座(4)和压圈(5)之间，所述阀芯(2)包括用于与所述阀座(4)密封连接的密封部(21)、用于与压圈(5)滑动连接的导向部(23)、位于密封部(21)和导向部(23)之间的导流部(22)以及用于与阀杆(3)连接的连接部(24)，所述导流部(22)和连接部(24)的直径均小于所述密封部(21)和导向部(23)的直径。

2.根据权利要求1所述的阶梯阀芯结构的高温高压单座阀，其特征在于，所述密封部(21)和导向部(23)的外周面上均具有堆焊。

3.根据权利要求1或2所述的阶梯阀芯结构的高温高压单座阀，其特征在于，所述连接部(24)的端面上开设有内螺纹孔(24a)，所述阀杆(3)的端部具有外螺纹；所述连接部(24)的侧面还螺接有定位螺钉(6)且所述定位螺钉(6)能够伸入所述内螺纹孔(24a)内。

4.根据权利要求1或2所述的阶梯阀芯结构的高温高压单座阀，其特征在于，所述压圈(5)采用锻件一体加工成型。

5.根据权利要求1或2所述的阶梯阀芯结构的高温高压单座阀，其特征在于，所述阀体(1)上通过螺栓一连接有阀盖(7)，所述阀盖(7)能够封堵所述安装孔(11)，所述阀杆(3)的一端位于所述安装孔(11)内，另一端穿过所述阀盖(7)伸出所述安装孔(11)。

6.根据权利要求5所述的阶梯阀芯结构的高温高压单座阀，其特征在于，所述阀盖(7)上具有由所述阀盖(7)的端面沿阀盖(7)轴向向内的填料孔(71)，所述阀杆(3)穿过所述填料孔(71)，所述填料孔(71)内由所述阀盖(7)的端面向内依次填有填料压套(81)、填料(82)和填料垫(83)，所述阀杆(3)上还设有填料压盖(84)，所述填料压盖(84)通过螺栓二固设在所述阀盖(7)的端面上。

7.根据权利要求6所述的阶梯阀芯结构的高温高压单座阀，其特征在于，所述阀座(4)与阀体(1)之间设有耐高温高压的缠绕垫片一(9)；所述压圈(5)的端面与所述阀盖(7)的端面相贴靠，所述压圈(5)与阀盖(7)之间设有耐高温高压的缠绕垫片二(10)。