CN207161860U - 一种液态金属专用截止阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液态金属专用截止阀，包括由下至上依次连接的阀体、阀盖和支架，以及置于阀体内且贯穿阀盖和支架的阀杆，阀体具有相互连通的阀腔、阀门进口流道和阀门出口流道，阀门进口流道的中心线与阀门出口流道的中心线不在同一直线上，阀门进口流道的中心线与阀门出口流道的中心线之间形成一个钝角，阀腔的中心线与水平线之间形成一个锐角，阀体的外侧设置有电加热器，阀盖上开设有导流槽，导流槽的出口处安装有测漏接头。本实用新型能够使残留在阀腔内部的液态金属沿着阀门进口流道和阀门出口流道排出，有效解决了残留液态金属无法排出阀腔的弊端，提高了液态金属的利用率，保护了本截止阀的密封面，从而延长了本截止阀的使用寿命。

Description

一种液态金属专用截止阀

技术领域

本实用新型属于反应堆、科研、军工、化工、核工业等技术领域，涉及一种应用于易燃易爆、贵重金属、具有放射性、强腐蚀性液态金属的阀门，具体涉及一种液态金属专用截止阀。

背景技术

目前国内生产的液态金属截止阀具有以下几个缺陷：1、现有的液态金属截止阀采用直通式结构，由于介质是液态金属，其流动性受温度影响较大，当温度降低时，液态金属的流动性就会变小，而直通式结构的液态金属截止阀流阻相对较大，且液态金属极易在阀腔内存留。系统中如果安装多台这种液态金属截止阀，就会增加整个系统回路的流通阻力，额外损耗泵的功率，当系统停用后，阀腔内残留的液态金属无法有效的排出系统，降低了液态金属的利用率，增加了生产成本，而且长期残留在阀腔内的液态金属也会对液态金属截止阀密封面造成破坏，从而影响液态金属截止阀的使用寿命和可靠性。2、液态金属的熔融温度高，阀腔内的温度的变化对液态金属的流动性影响较大，当阀腔内的温度降至液态金属的熔融温度以下时，液态金属就会在阀腔内凝固，大大降低了液态金属的流动性。3、由于液态金属的性能特殊，特别是涉及易燃易爆、有放射性、强腐蚀性、贵重金属等液态金属，对液态金属截止阀的密封性能要求特别高，一旦液态金属截止阀泄漏，就会造成人身伤害和巨大的经济损失。4、由于液态金属截止阀的使用温度高，阀腔的温度通过热传递向阀门的驱动装置传递，若是手动驱动，阀体内部温度就会传递到手轮或是手柄上，工作人员将无法操作，若是电动驱动或是气动驱动，阀体内部温度就会传至电动装置或气动装置上，如果温度太高，将会损坏驱动装置，目前为了降低驱动装置的温度，常采用加高阀盖、支架，加长阀杆的方式，但是，采用此方式造成液态金属截止阀的体积大，生产成本大，且安装局限性大。为了解决以上缺陷，应该提供一种安全系数高、密封性能可靠的液态金属专用截止阀。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种液态金属专用截止阀，其结构简单、设计合理，能够使残留在阀腔内部的液态金属沿着阀门进口流道和阀门出口流道排出，有效解决了残留液态金属无法排出阀腔的弊端，提高了液态金属的利用率，保护了本截止阀的密封面，从而延长了本截止阀的使用寿命，避免造成液态金属泄露的现象，从而造成人员伤害和经济损失，能够降低液态金属的流阻，降低能源消耗，使用效果好。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种液态金属专用截止阀，包括由下至上依次连接的阀体、阀盖和支架、以及置于阀体内且贯穿阀盖和支架的阀杆，还包括用于防止液态金属从阀体泄露至阀盖内的波纹管密封组件和用于防止液态金属从阀盖泄露至外界的填料密封组件，所述支架内安装有阀杆螺母，所述阀杆置于阀体内的一端安装有阀瓣，所述阀杆的另一端与阀杆螺母螺纹连接，所述支架上设置有用于驱动阀杆螺母转动的驱动机构，其特征在于：所述阀体具有相互连通的阀腔、阀门进口流道和阀门出口流道，所述阀门进口流道的中心线与阀门出口流道的中心线不在同一直线上，所述阀门进口流道的中心线与阀门出口流道的中心线之间形成一个钝角，所述阀腔的中心线与水平线之间形成一个锐角，所述阀体的外侧设置有电加热器。

上述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述电加热器由两个结构相同的加热器本体扣合而成，所述加热器本体上开设有与阀体外形相匹配的安装槽。

上述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述钝角为150°～175°，所述锐角为40°～70°。

上述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述阀体上固定安装有温度计套管，所述温度计套管内安装有用于实时监测阀体温度的热电偶。

上述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述阀盖上开设有导流槽，所述导流槽的出口处安装有测漏接头，所述测漏接头内安装有用于检测液态金属的第一探头和第二探头。

上述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述阀盖的周向方向上设置有散热片，所述散热片的数量为多个，多个所述散热片沿着阀盖的长度方向平行布设。

上述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述波纹管密封组件包括位于阀体内部且套装在阀杆上的波纹管，所述波纹管的两端分别安装有第一密封环和第二密封环，所述第一密封环固定安装在阀杆上，所述第二密封环活动套装在阀杆上。

上述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述阀盖上开设有阀杆安装通孔和填料密封组件安装沉孔，所述填料密封组件安装沉孔与所述阀杆安装通孔同轴，所述填料密封组件包括依次套装在阀杆上的垫圈、压套和压板，所述垫圈和压套之间填充有填料，所述压板固定连接在阀盖的上端面上。

上述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述支架上开设有阀杆螺母安装腔，所述阀杆螺母安装腔与所述阀杆安装通孔同轴，所述阀杆螺母通过轴承安装在所述阀杆螺母安装腔内，所述阀杆螺母上套装有用于封闭所述阀杆螺母安装腔的轴承端盖，所述轴承端盖固定安装在支架上，所述阀杆螺母上套装有碟簧，所述碟簧位于所述阀杆螺母安装腔内。

上述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述驱动机构为电动头或手动轮，所述电动头或手动轮与阀杆螺母固定连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过将阀门进口流道的中心线与阀门出口流道的中心线设置在不同的直线上，且所述阀门进口流道的中心线与阀门出口流道的中心线之间形成一个钝角，因此，能够使残留在阀腔内部的液态金属沿着阀门进口流道和阀门出口流道排出，有效解决了残留液态金属无法排出阀腔的弊端，提高了液态金属的利用率，保护了本截止阀的密封面，从而延长了本截止阀的使用寿命，避免造成液态金属泄露的现象，从而造成人员伤害和经济损失，能够降低液态金属的流阻，降低能源消耗，使用效果好。

2、本实用新型通过在所述阀体的外侧设置有电加热器，使得液态金属在阀腔内完全呈熔融状态，能够降低液态金属的流阻，降低能源消耗，使用效果好。

3、本实用新型通过在阀盖上开设有导流槽，并在导流槽的出口处安装测漏接头，当液态金属通过阀体进入到阀盖内时，即说明用于防止液态金属从阀体泄露至阀盖内的波纹管密封组件发生损坏，液态金属将会通过导流槽进入侧漏接头，利用第一探头和第二探头检测侧漏接头内的液态金属，能够实现快速发现密封失效的问题，并实现快速检修，避免造成液态金属泄露的现象，从而造成人员伤害和经济损失。

4、本实用新型结构简单、设计合理，制造成本低，便于推广应用。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，能够使残留在阀腔内部的液态金属沿着阀门进口流道和阀门出口流道排出，有效解决了残留液态金属无法排出阀腔的弊端，提高了液态金属的利用率，保护了本截止阀的密封面，从而延长了本截止阀的使用寿命，避免造成液态金属泄露的现象，从而造成人员伤害和经济损失，能够降低液态金属的流阻，降低能源消耗，使用效果好。

下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的A处放大图。

图3为图1的B处放大图。

图4为本实用新型阀体的结构示意图。

图5为本实用新型电加热器的结构示意图。

附图标记说明:

1—阀体； 1-1—阀腔； 1-2—阀门进口流道；

1-3—阀门出口流道； 2—阀瓣； 3—圆柱销；

4—阀杆； 5—波纹管； 6—电加热器；

6-1—电加热器本体； 6-2—安装腔； 6-3—接线柱；

7—温度计套管； 8—侧漏接头； 9—阀盖；

9-1—导流槽； 10—垫圈； 11—填料；

12—压套； 13—压板； 14—支架；

15—键； 16—轴承； 17—阀杆螺母；

18—手动轮； 19—电动头； 20—轴承端盖；

21—碟簧； 22—第一密封环； 23—第二密封环；

24—散热片； 25—螺杆； 26—螺母；

27—第一探头； 28—第二探头； 29—热电偶。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型包括由下至上依次连接的阀体1、阀盖9和支架14、以及置于阀体1内且贯穿阀盖9和支架14的阀杆4，还包括用于防止液态金属从阀体1泄露至阀盖9内的波纹管密封组件和用于防止液态金属从阀盖9泄露至外界的填料密封组件，所述支架14内安装有阀杆螺母17，所述阀杆4置于阀体1内的一端安装有阀瓣2，所述阀杆 4的另一端与阀杆螺母17螺纹连接，所述支架14上设置有用于驱动阀杆螺母17转动的驱动机构，所述阀体1具有相互连通的阀腔1-1、阀门进口流道1-2和阀门出口流道1-3，所述阀门进口流道1-2的中心线与阀门出口流道1-3的中心线不在同一直线上，所述阀门进口流道1-2的中心线与阀门出口流道1-3的中心线之间形成一个钝角，所述阀腔1-1的中心线与水平线之间形成一个锐角，所述阀体1的外侧设置有电加热器6。

实际使用时，由于阀门进口流道1-2的中心线与阀门出口流道1-3的中心线不在同一直线上，所述阀门进口流道1-2的中心线与阀门出口流道 1-3的中心线之间形成一个钝角，因此，当系统停用后，残留在阀腔1-1 内部的液态金属在重力的作用下，将会沿着阀门进口流道1-2和阀门出口流道1-3排出，有效解决了残留液态金属无法排出阀腔1-1的弊端，提高了液态金属的利用率，保护了本截止阀的密封面，从而延长了本截止阀的使用寿命。

通过在所述阀体1的外侧设置有电加热器6，使得液态金属在阀腔1-1 内完全呈熔融状态，能够降低液态金属的流阻，降低能源消耗，使用效果好。

本实施例中，如图5所示，所述电加热器6由两个结构相同的加热器本体6-1扣合而成，所述加热器本体6-1上开设有与阀体1外形相匹配的安装槽，两个加热器本体6-1上的安装槽扣合形成供阀体1安装的安装腔 6-2，两个结构相同的加热器本体6-1通过螺栓和螺母连接，加热器本体 6-1上均设置有两个接线柱6-3，实际使用时，首先将阀体1放置在安装腔6-2内，再利用螺栓将两个加热器本体6-1连接为一体，最后将接线柱 6-3与电源接通，打开电源，即可对电加热器6进行电加热，操作简单，使用效果好。

本实施例中，如图1和图2所示，所述钝角为α，所述α为150°～175°，所述锐角为β，所述β为40°～70°。

本实施例中，所述阀瓣2通过圆柱销3与阀杆4固定连接。

本实施例中，所述阀体1上固定安装有温度计套管7，所述温度计套管7内安装有用于实时监测阀体1温度的热电偶29，通过热电偶29实时监测阀体1的温度，便于实时控制阀体1的温度，从而保证阀腔1-1内的液态金属呈熔融状态。

本实施例中，所述阀盖9上开设有导流槽9-1，所述导流槽9-1的出口处安装有测漏接头8，所述测漏接头8内安装有用于检测液态金属的第一探头27和第二探头28，实际使用时，当液态金属通过阀体1进入到阀盖9内时，即说明用于防止液态金属从阀体1泄露至阀盖9内的波纹管密封组件发生损坏，液态金属将会通过导流槽9-1进入侧漏接头8，利用第一探头27和第二探头28检测侧漏接头8内的液态金属，实际使用时，将第一探头27和第二探头28与现有的报警装置连接，当测漏接头8内有液态金属时，所述报警装置就会报警，能够实现快速发现密封失效的问题，并实现快速检修，避免造成液态金属泄露的现象，从而造成人员伤害和经济损失。

本实施例中，所述阀盖9的周向方向上设置有散热片24，所述散热片 24的数量为多个，多个所述散热片24沿着阀盖9的长度方向平行布设，实际使用时，散热片24的数量为3～6个，通过设置散热片24能够降低阀盖9的温度，不需要通过加长阀杆4的长度而降低本截止阀顶端的温度，因此，本截止阀高度低，体积小，节约了生产成本。

本实施例中，所述波纹管密封组件包括位于阀体1内部且套装在阀杆 4上的波纹管5，所述波纹管5的两端分别安装有第一密封环22和第二密封环23，所述第一密封环22固定安装在阀杆4上，所述第二密封环23 活动套装在阀杆4上。

实际使用时，由于第一密封环22固定安装在阀杆4上，第二密封环 23活动套装在阀杆4上，利用阀盖9的底端面紧压在第二密封环23上，当阀杆4上移或下移时，阀杆4能够在第二密封环23内滑动，而第一密封环22会随着阀杆4上移或下移，从而带动波纹管5压缩或拉伸，使得阀腔1-1处于密封状态，阀盖9与阀体1通过螺栓固定连接。

本实施例中，如图1和图3所示，所述阀盖9上开设有阀杆安装通孔和填料密封组件安装沉孔，所述填料密封组件安装沉孔与所述阀杆安装通孔同轴，所述填料密封组件包括依次套装在阀杆4上的垫圈10、压套12 和压板13，所述垫圈10和压套12之间填充有填料11，所述压板13固定连接在阀盖9的上端面上。

本实施例中，由于所述填料11为柔性石墨，因此通过在阀杆4上套装的垫圈10和压套12，所述垫圈10和压套12位于所述填料密封组件安装沉孔内，压板13紧压在压套12的上表面，所述压板13通过螺杆25和螺母26固定连接在阀盖9的上端面上，此时，填料11位于垫圈10和压套12之间，当有少量的液态金属通过阀杆4与所述阀杆安装通孔之间的间隙，进入所述填料密封组件中，所述填料11能够吸附液态金属，防止液态金属从阀盖9泄露至外界，起到很好的密封作用。

本实施例中，所述支架14上开设有阀杆螺母安装腔，所述阀杆螺母安装腔与所述阀杆安装通孔同轴，所述阀杆螺母17通过轴承16安装在所述阀杆螺母安装腔内，所述阀杆螺母17上套装有用于封闭所述阀杆螺母安装腔的轴承端盖20，所述轴承端盖20通过紧定螺钉固定安装在支架14 上，所述阀杆螺母17上套装有碟簧21，所述碟簧21位于所述阀杆螺母安装腔内。

实际使用时，所述阀杆4通过键15与支架14连接，所述键15能够防止阀杆4在支架14和阀盖9内转动，即阀杆4在阀杆螺母17的带动下，只能沿着阀盖9上的所述阀杆安装通孔上移或下移，而不会发生转动，所述阀杆4上开设有限位槽，所述键15插接在所述限位槽中，所述限位槽能够限定阀杆4上移或下移的最大距离，同时有助于保护波纹管5，防止波纹管5在阀杆4上移或下移的过程中被损坏。

本实施例中，如图1所示，所述驱动机构为电动头19或手动轮18。

实际使用时，所述电动头19或手动轮18与阀杆螺母17固定连接,当启动电动头19旋转或者手动转转手动轮18时，电动头19或手动轮18带动阀杆螺母17旋转，由于阀杆4和阀杆螺母17螺纹连接，因此，阀杆螺母17能够带动阀杆4沿着阀杆螺母17的长度方向上移或下移，从而带动阀瓣2打开或关闭本截止阀，操作简单，实用效果好。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液态金属专用截止阀，包括由下至上依次连接的阀体(1)、阀盖(9)和支架(14)、以及置于阀体(1)内且贯穿阀盖(9)和支架(14)的阀杆(4)，还包括用于防止液态金属从阀体(1)泄露至阀盖(9)内的波纹管密封组件和用于防止液态金属从阀盖(9)泄露至外界的填料密封组件，所述支架(14)内安装有阀杆螺母(17)，所述阀杆(4)置于阀体(1)内的一端安装有阀瓣(2)，所述阀杆(4)的另一端与阀杆螺母(17)螺纹连接，所述支架(14)上设置有用于驱动阀杆螺母(17)转动的驱动机构，其特征在于：所述阀体(1)具有相互连通的阀腔(1-1)、阀门进口流道(1-2)和阀门出口流道(1-3)，所述阀门进口流道(1-2)的中心线与阀门出口流道(1-3)的中心线不在同一直线上，所述阀门进口流道(1-2)的中心线与阀门出口流道(1-3)的中心线之间形成一个钝角，所述阀腔(1-1)的中心线与水平线之间形成一个锐角，所述阀体(1)的外侧设置有电加热器(6)。

2.按照权利要求1所述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述电加热器(6)由两个结构相同的加热器本体(6-1)扣合而成，所述加热器本体(6-1)上开设有与阀体(1)外形相匹配的安装槽。

3.按照权利要求1或2所述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述钝角为150°～175°，所述锐角为40°～70°。

4.按照权利要求1或2所述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述阀体(1)上固定安装有温度计套管(7)，所述温度计套管(7)内安装有用于实时监测阀体(1)温度的热电偶(29)。

5.按照权利要求1或2所述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述阀盖(9)上开设有导流槽(9-1)，所述导流槽(9-1)的出口处安装有测漏接头(8)，所述测漏接头(8)内安装有用于检测液态金属的第一探头(27)和第二探头(28)。

6.按照权利要求1或2所述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述阀盖(9)的周向方向上设置有散热片(24)，所述散热片(24)的数量为多个，多个所述散热片(24)沿着阀盖(9)的长度方向平行布设。

7.按照权利要求1或2所述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述波纹管密封组件包括位于阀体(1)内部且套装在阀杆(4)上的波纹管(5)，所述波纹管(5)的两端分别安装有第一密封环(22)和第二密封环(23)，所述第一密封环(22)固定安装在阀杆(4)上，所述第二密封环(23)活动套装在阀杆(4)上。

8.按照权利要求1或2所述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述阀盖(9)上开设有阀杆安装通孔和填料密封组件安装沉孔，所述填料密封组件安装沉孔与所述阀杆安装通孔同轴，所述填料密封组件包括依次套装在阀杆(4)上的垫圈(10)、压套(12)和压板(13)，所述垫圈(10)和压套(12)之间填充有填料(11)，所述压板(13)固定连接在阀盖(9)的上端面上。

9.按照权利要求1所述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述支架(14)上开设有阀杆螺母安装腔，所述阀杆螺母安装腔与所述阀杆安装通孔同轴，所述阀杆螺母(17)通过轴承(16)安装在所述阀杆螺母安装腔内，所述阀杆螺母(17)上套装有用于封闭所述阀杆螺母安装腔的轴承端盖(20)，所述轴承端盖(20)固定安装在支架(14)上，所述阀杆螺母(17)上套装有碟簧(21)，所述碟簧(21)位于所述阀杆螺母安装腔内。

10.按照权利要求1所述的一种液态金属专用截止阀，其特征在于：所述驱动机构为电动头(19)或手动轮(18)，所述电动头(19)或手动轮(18)与阀杆螺母(17)固定连接。