CN207584171U - 一种阀杆低泄露填料密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种阀杆低泄露填料密封结构，包括杆体、套装在所述杆体上的盘根、设置在所述盘根上的填充密封件、设置在所述填充密封件前段的填料压套和设置在所述填料压套前端的压盖；所述填充密封件为多层密封结构，其包括：第一密封单元，所述第一密封单元套设在所述杆体上且位于所述盘根的一侧，其为柔性设置；第二密封单元，所述第二密封单元套设在所述杆体上且位于所述第一密封单元的下方，其为柔性设置；以及隔环，所述隔环设置在所述第一密封单元与所述第二密封单元之间，其为硬性设置；本实用新型解决了其密封性无法满足ISO 15848及TA‑LAFT标准要求的技术问题。

Description

一种阀杆低泄露填料密封结构

技术领域

本实用新型涉及阀杆技术领域，尤其涉及一种阀杆低泄露填料密封结构。

背景技术

全球工业化的发展对环境的影响日益显现，而工业温室气体和污染物的排放是环境污染和温室气体排放的主要来源。阀门作为介质输送的重要控制元件，其泄漏作为泄漏源头之一，经阀门发生的逸散性泄漏占总泄漏量的51%以上，国内外已实施了控制挥发性气体排放的相关标准或规范，如美国环境保护属的《METHOD 21》、ISO 15848、德国TA-LUFT、GB/T 24681等，均对阀门的逸散性泄漏要求做了明确的标准。

我国近年来对阀门逸散性泄漏要求越来越重视，对石化行业，特别是对易燃易爆、有毒等特殊介质的管道，对阀门逸散性泄漏已是强制性要求，但国内极少有阀门厂家能够达到ISO 15848或TA-LUFT标准的要求，随着石化工业的发展和对使用产品需求结构的变化，阀门逸散性低泄漏结构的的研发势在必行。

专利号为CN205173689U的专利文献公开了一种低泄漏球阀，包括：阀体、端盖、阀杆、球体、阀座和压盖，由于采用了新 的阀杆三重密封结构；阀杆下部密封、阀杆中下部密封、阀杆中上部密封以及阀体与端盖处的端盖密封结构，从而具有以下优点：针对现有球阀中存在的易发生的外漏的问题，加强了阀杆处 的密封和阀体与端盖处的密封，防止介质从阀杆处及阀体与端盖处发生泄漏，特别是在温度和压力变化时，避免了球阀发生外漏的危险，保证了球阀的安全性和可靠性，延长了球阀的使用寿命。

但是，在实际使用过程中，发明人发现其密封性无法满足ISO 15848及TA-LAFT标准要求的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处，通过通过设置填充密封件采用泄漏模压成型组合式增强柔性石墨密封环，上下两端采用高碳纤维盘根环，次端密封环a采用30°高密封石墨自密封环，中间密封环b采用45°高密度菱形石墨环，从而解决了其密封性无法满足ISO 15848及TA-LAFT标准要求的技术问题，进而实现了使填料在预紧的同时具有很好的自补偿力、提高阀杆的密封性的效果。

针对以上技术问题，采用技术方案如下：一种阀杆低泄露填料密封结构，包括杆体、套装在所述杆体上的盘根、设置在所述盘根上的填充密封件、设置在所述填充密封件前段的填料压套和设置在所述填料压套前端的压盖；

所述填充密封件为多层密封结构，其包括：

第一密封单元，所述第一密封单元套设在所述杆体上且位于所述盘根的一侧，其为柔性设置；

第二密封单元，所述第二密封单元套设在所述杆体上且位于所述第一密封单元的下方，其为柔性设置；以及

隔环，所述隔环设置在所述第一密封单元与所述第二密封单元之间，其为硬性设置。

作为一种优选，所述第一密封单元包括：

密封环a，所述密封环a设置在所述盘根一侧且其一端朝外方向呈斜角a，所述斜角a角度为α；以及

密封环b，所述密封环b设置在所述密封环b下侧，其靠近密封环a一侧呈斜角b，所述斜角b角度为β且并排设置两组；

作为一种优选，所述第二密封单元包括：

密封环c，所述密封环c匹配设置在所述隔环下侧，其一端朝外方向呈斜角c，所述斜角c角度为γ且并排设置两组；以及

密封环d，所述密封环d设置在所述密封环c下侧且其靠近密封环c朝内一侧呈斜角d，所述斜角d角度为ε。

作为一种优选，所述斜角a的角度α和斜角d的角度ε均为60°，所述斜角b的角度β和斜角c角度γ均为45°。

作为一种优选，所述阀杆填料的有效密封长度为L1，阀杆直径为L2，所述L1≥1.25L2。

作为一种优选，所述所述盘根设置两组且分别设置在密封环a和密封环d的外侧。

作为一种优选，所述压盖通过螺栓固定安装在阀体上。

作为一种优选，所述压盖采用分体式万向节结构且其螺栓处设有补偿碟簧。

作为一种优选，所述压盖和填料压套接触面采用万向节结构。

作为一种优选，所述填充密封件设置在所述杆体的前端两侧且在所述杆体的后端两侧设置若干盘根。

作为又一种优选，所述所述隔环与上下设置的密封环b配合设置，其倾斜角度相同。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型中通过设置填充密封件采用泄漏模压成型组合式增强柔性石墨密封环，上下两端采用高碳纤维盘根环，次端密封环a、密封环d采用30°高密封石墨自密封环，中间密封环b、密封环c采用45°高密度菱形石墨环，使填料在预紧的同时具有很好的自补偿力；填料可滤去氯化物小于100ppm，采用双层密封结构，两组填料中间设置隔环，提高阀杆的密封性；

（2）本实用新型中通过设置填充密封件的有效密封长度不低于杆体直径的1.25倍，填料预紧时，采用专用工装对每一圈填料进行预紧，确保每圈填料密封的有效性；

（3）本实用新型中为了避免填充密封件受力不均匀，隔环上部分受长期抱紧力，导致磨损甚至报废，通过设置隔环为高密度菱形石墨环，即刚性材料，进而使得填充密封件受力均匀，提高部件使用寿命，从而实现双层密封；

（4）本实用新型中通过设置压盖采用分体式结构且其螺栓处设有补偿碟簧，其目的在当填料发生微量磨损时，补偿碟簧能够自行补偿再预紧，提高使用寿命；

（5）本实用新型中通过设置压盖采用分体式，压盖和填料压套接触面采用万向节结构，防止预紧填料时由于受力不均造成压盖和填料压套咬伤杆体；

（6）本实用新型中通过设置阀杆精加工完成后，采用数控磨床精密研磨，使表面光洁度至少达到Ra0.4，填料函内孔采用滚压工艺，内表面光洁度至少达到Ra0.4，最大限度的提高填料密封的可靠性；

（7）本实用新型中通过设置阀体和其阀体部件间的密封采用榫槽面的连接方式，保证密封有效性的同时最大限度的减少密封垫片受介质的影响。

综上所述，该设备具有低泄漏，密封性好的优点，尤其适用于阀杆技术领域。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为实施例一的剖视示意图。

图2为填充密封件的结构示意图。

图3为低泄露阀杆填料密封结构B处的放大示意图。

图4为低泄露阀杆填料密封结构A处的放大示意图。

图5为杆体与填充密封件的部分剖视示意图。

图6为密封环a的结构示意图。

图7为密封环b的结构示意图。

图8为密封环c的结构示意图。

图9为密封环d的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

如图1、图2、图6、图7、图8、图9所示，一种阀杆低泄露填料密封结构，包括杆体1、套装在所述杆体1上的盘根31、设置在所述盘根31上的填充密封件3、设置在所述填充密封件3前段的填料压套4和设置在所述填料压套4前端的压盖5；所述填充密封件3采用双层密封结构，其包括：

第一密封单元50，所述第一密封单元50套设在所述杆体1上且位于所述盘根31的一侧，其为柔性设置；

第二密封单元60，所述第二密封单元60套设在所述杆体1上且位于所述第一密封单元50的下方，其为柔性设置；以及

隔环34，所述隔环34设置在所述第一密封单元50与所述第二密封单元60之间，其为硬性设置。

进一步，如图2所示，所述第一密封单元50包括：

密封环a32，所述密封环a32设置在所述盘根31一侧且其一端朝外方向呈斜角a10，所述斜角a10角度为α；以及

密封环b33，所述密封环b33设置在所述密封环b33下侧，其靠近密封环a32一侧呈斜角b20，所述斜角b20角度为β且并排设置两组；

进一步，如图2所示，所述第二密封单元60包括：

密封环c35，所述密封环c35匹配设置在所述隔环34下侧，其一端朝外方向呈斜角c30，所述斜角c30角度为γ且并排设置两组；以及

密封环d36，所述密封环d36设置在所述密封环c35下侧且其靠近密封环c35朝内一侧呈斜角d40，所述斜角d40角度为ε。

在本实施例中，通过设置填充密封件3采用泄漏模压成型组合式增强柔性石墨密封环，上下两端采用高碳纤维盘根环，次端密封环a32、密封环d36采用30°高密封石墨自密封环，中间密封环b33、密封环c35采用45°高密度菱形石墨环，使填料在预紧的同时具有很好的自补偿力；填料可滤去氯化物小于100ppm，采用双层密封结构，两组填料中间设置隔环，提高阀杆的密封性。

进一步，如图7、图6、图8、图9所示，所述斜角a10的角度α和斜角d40的角度ε均为60°，所述斜角b20的角度β和斜角c30角度γ均为45°；在是本实施例中，该角度为最优角度配合组，其他角度组合仍在保护范围内。

进一步，如图2所示，所述盘根31设置两组且分别设置在密封环a32和密封环d36的外侧。

进一步，如图5所示，所述填充密封件3的有效密封长度为L1，杆体1的直径为L2，所述L1≥1.25L2。

在本实施例中，通过设置填充密封件3的有效密封长度不低于杆体1直径的1.25倍，填料预紧时，采用专用工装对每一圈填料进行预紧，确保每圈填料密封的有效性。

进一步，如图4所示，所述压盖5通过螺栓固定安装在阀体6上。

进一步，如图4所示，所述压盖5采用分体式结构且其螺栓处设有补偿碟簧51，其目的在当填料发生微量磨损时，补偿碟簧能够自行补偿再预紧，提高使用寿命。

进一步，所述压盖5和填料压套4接触面采用万向节结构。

在本实施例中，通过设置压盖5采用分体式，压盖5和填料压套4接触面采用万向节结构，防止预紧填料时由于受力不均造成压盖5和填料压套4咬伤杆体1。

进一步，如图1所示，所述填充密封件3设置在所述杆体1的前端两侧且在所述杆体1的后端两侧设置若干盘根31。

进一步，如图1所示，所述杆体1后方设置有限位件11且所述限位件11位于所述阀体6内，其目的在于防止阀板61中心偏移及防阀杆1飞出。

进一步，所述阀体6与其部件间的密封采用榫槽面的连接方式。

在本实施例中，通过设置阀体6和阀盖7之间的其余阀体6部件间的密封采用榫槽面的连接方式，保证密封有效性的同时最大限度的减少密封垫片受介质的影响。

进一步，所述隔环34与上下设置的密封环b33和密封环c35配合设置，其倾斜角度相同。

值得一提的是，为了避免填充密封件3受力不均匀，隔环34上部分受长期抱紧力，导致磨损甚至报废，在本实施例中，通过设置隔环34为高密度菱形石墨环，即刚性材料，进而使得填充密封件3受力均匀，提高部件使用寿命。

本实施例中的阀杆精加工完成后，采用数控磨床精密研磨，使表面光洁度至少达到Ra0.4，填料函内孔采用滚压工艺，内表面光洁度至少达到Ra0.4，最大限度的提高填料密封的可靠性。

总之，生产后的本实施例中的阀杆应用于球阀时，其阀门规格DN80-DN1200，公称压力为PN10-PN5.0，且其使用温度不大于400℃。

实施例二

其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：

进一步，所述阀杆应用于蝶阀时，其阀门规格为DN50-DN800，公称压力为PN16-PN11.0，且其使用温度不大于400℃。

实施例三

其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例三与实施例一的不同之处在于：

进一步，所述阀杆应用于闸阀时，其阀门规格为DN50-DN1000，公称压力为PN16-PN11.0；且其使用温度不大于400℃。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。

当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种阀杆低泄露填料密封结构，包括杆体（1）、套装在所述杆体（1）上的盘根（31）、设置在所述盘根（31）上的填充密封件（3）、设置在所述填充密封件（3）前段的填料压套（4）和设置在所述填料压套（4）前端的压盖（5）；其特征在于，

所述填充密封件（3）为多层密封结构，其包括：

第一密封单元（50），所述第一密封单元（50）套设在所述杆体（1）上且位于所述盘根（31）的一侧，其为柔性设置；

第二密封单元（60），所述第二密封单元（60）套设在所述杆体（1）上且位于所述第一密封单元（50）的下方，其为柔性设置；以及

隔环（34），所述隔环（34）设置在所述第一密封单元（50）与所述第二密封单元（60）之间，其为硬性设置。

2.根据权利要求1所述的一种阀杆低泄露填料密封结构，其特征在于，所述第一密封单元（50）包括：

密封环a（32），所述密封环a（32）设置在所述盘根（31）一侧且其一端朝外方向呈斜角a（10），所述斜角a（10）角度为α；以及

密封环b（33），所述密封环b（33）设置在所述密封环b（33）下侧，其靠近密封环a（32）一侧呈斜角b（20），所述斜角b（20）角度为β且并排设置两组。

3.根据权利要求2所述的一种阀杆低泄露填料密封结构，其特征在于，所述第二密封单元（60）包括：

密封环c（35），所述密封环c（35）匹配设置在所述隔环（34）下侧，其一端朝外方向呈斜角c（30），所述斜角c（30）角度为γ且并排设置两组；以及

密封环d（36），所述密封环d（36）设置在所述密封环c（35）下侧且其靠近密封环c（35）朝内一侧呈斜角d（40），所述斜角d（40）角度为ε。

4.根据权利要求3所述的一种阀杆低泄露填料密封结构，其特征在于，所述斜角a（10）的角度α和斜角d（40）的角度ε均为60°。

5.根据权利要求3所述的一种阀杆低泄露填料密封结构，其特征在于，所述斜角b（20）的角度β和斜角c（30）角度γ均为45°。

6.根据权利要求1所述的一种阀杆低泄露填料密封结构，其特征在于，所述盘根（31）设置两组且分别设置在密封环a（32）和密封环d（36）的外侧。

7.根据权利要求1所述的一种阀杆低泄露填料密封结构，其特征在于，所述填充密封件（3）的有效密封长度为L₁，杆体（1）的直径为L₂，所述L₁≥1.25L₂。

8.根据权利要求1所述的一种阀杆低泄露填料密封结构，其特征在于，所述压盖（5）采用分体式结构且通过螺栓固定安装在阀体（6）上，其螺栓处设有补偿碟簧（51）。

9.根据权利要求1所述的一种阀杆低泄露填料密封结构，其特征在于，所述填充密封件（3）设置在所述杆体（1）的前端两侧且在所述杆体（1）的后端两侧设置若干盘根（31）。

10.根据权利要求2所述的一种阀杆低泄露填料密封结构，其特征在于，所述隔环（34）与上下设置的密封环b（33）和密封环c（35）配合设置，其倾斜角度相同。