CN208204043U - 一种低温铝角阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低温铝角阀，其能解决现有普通低温铝角阀在超低温高压差环境下使用时，阀盖与阀体之间以及阀座和阀体之间容易密封失效，并且阀门容易泄露超标的问题。其包括阀体，阀体的阀腔内设有阀座和阀芯，阀体上部安装有阀盖，阀杆插装于阀盖内并与阀盖上部动密封，阀杆的下部与阀芯固接，阀芯的下端可向下插入并堵死阀座上的流体通道，阀盖外包裹有套筒；阀盖与阀体之间通过弹簧蓄能密封圈一密封，阀腔内由上至下依次同轴设置有平衡缸、迷宫套筒和阀座，阀盖通过平衡缸和迷宫套筒将阀座压紧于出口流道的入口处，平衡缸与阀盖之间、阀座与阀体之间分别通过弹簧蓄能密封圈二密封；阀芯间隙配合插装于平衡缸和迷宫套筒内。

Description

一种低温铝角阀

技术领域

本实用新型涉及铝角阀领域，具体为一种低温铝角阀。

背景技术

角阀就是角式截止阀，其阀体流道采用直角形，即阀体进口与阀体出口呈90°直角，是目前广泛使用的截止阀，其中，阀体采用铝合金材质的角阀称为铝角阀。

低温铝角阀是一种应用于低温环境下的铝角阀，如空气分离冷箱以及大型低温液体贮槽内，图1和图2为一种常规的低温铝角阀的结构示意图。其包括阀体1’、阀杆2’、阀座3’、 阀芯4’、阀盖5’和套筒6’，阀体内设有阀腔101’以及与阀腔连通且互相垂直的进口流道102’和出口流道103’；阀座与阀体通过螺纹连接，通过挤压阀体密封面实现阀座与阀体之间的密封；阀盖与阀体通过螺栓连接，通过挤压金属O型圈26实现密封；阀芯的下端为由上至下的渐缩结构，阀杆与阀芯固接，通过外部驱动装置驱动阀杆上下运动，可改变阀芯与阀座上的流体通道之间的流通面积，实现流量调节，当阀芯的下端完全插入阀座上的流体通道时，二者之间实现密封，从而切断流体；套筒固定在阀体上并包裹阀盖，安装时通过在套筒内填充导热系数小的材料27（通常为珠光砂），实现阀门的绝热。

但是，此种结构的角阀在超低温高压差环境下使用时存在以下缺点：1）金属O型圈由于热胀冷缩，容易导致阀盖与阀体之间的密封失效；2）阀座和阀体由于热胀冷缩，也容易导致二者之间的密封面密封失效；3）由于流体进入阀腔后直接冲刷阀芯与阀座之间的密封面，当该密封面承受长时间高压差的流体介质冲刷后，密封面很容易被破坏，导致阀门泄露超标。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种低温铝角阀，其能解决现有普通低温铝角阀在超低温高压差环境下使用时，阀盖与阀体之间以及阀座和阀体之间容易密封失效，并且阀门容易泄露超标的问题。

其技术方案是这样的：一种低温铝角阀，其包括阀体和阀杆，所述阀体内设有阀腔以及与所述阀腔连通且互相垂直的进口流道和出口流道，所述阀腔内设有阀座和阀芯，所述阀体上部安装有与所述阀腔连通的阀盖，所述阀杆插装于所述阀盖内并与所述阀盖上部动密封，所述阀杆的下部与所述阀芯固接，所述阀芯的下端可向下插入并堵死所述阀座上的流体通道，所述阀盖外包裹有套筒；其特征在于：所述阀盖与所述阀体之间通过弹簧蓄能密封圈一密封，所述阀腔内由上至下依次同轴设置有平衡缸、迷宫套筒和所述阀座，所述阀盖通过所述平衡缸和所述迷宫套筒将所述阀座压紧于所述出口流道的入口处，所述平衡缸与所述阀盖之间、所述阀座与所述阀体之间分别通过弹簧蓄能密封圈二密封；所述阀芯间隙配合插装于所述平衡缸和所述迷宫套筒内。

其进一步特征在于：

所述弹簧蓄能密封圈一安装于所述阀盖的底面与所述阀体之间，所述弹簧蓄能密封圈二分别安装于所述阀盖的底面与所述平衡缸之间以及所述阀座的底面与所述阀体之间，所述弹簧蓄能密封圈一与所述弹簧蓄能密封圈二的开口方向相对。

所述阀芯为空心圆筒状结构，其外侧壁包覆有硬质合金层，所述阀芯的下端外侧壁为由上至下渐缩的锥形面一；所述阀座的流体通道的上端内侧壁上沿其周向设有一圈硬质合金层，所述流体通道的上端内侧壁为由上至下渐缩的锥形面二，所述锥形面一的中心角小于所述锥形面二的中心角，所述阀芯向下插入所述流体通道后，所述锥形面一与所述锥形面二相抵密封。

所述阀盖包括由上至下依次焊接为一体的上阀盖、加长颈和下阀盖，所述下阀盖与所述阀体通过阀体螺栓固接，所述套筒包裹所述加长颈和所述下阀盖，所述套筒的下端通过螺栓与所述阀体的侧壁固接。

所述套筒的中部安装有支承架。

其还包括浮动套，所述浮动套的上端套装在所述上阀盖上并通过卡箍一锁紧，所述浮动套的下端套装在现有空气分离冷箱或大型低温液体贮槽的角阀安装孔上并通过卡箍二锁紧。

所述阀杆的上端伸出所述阀盖，所述阀杆与所述阀盖的上部之间由下至上依次安装有填料座、填料、填料隔套、填料和压盖，位于所述压盖上方的所述阀杆上套装有压板，所述压板固接在所述阀盖上并压紧所述压盖，所述压板与所述压盖之间设有防尘圈。

所述弹簧蓄能密封圈的密封唇为聚三氟氯乙烯，所述弹簧蓄能密封圈的蓄能弹簧为Inconel718合金。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的低温铝角阀，通过在阀盖与阀体之间、阀盖与平衡缸之间、阀座与阀体之设置弹簧蓄能密封圈进行密封，弹簧蓄能密封圈能够根据温度和压力的变化实现动态密封，从而在超低温环境下也能达到非常好的密封效果；通过增加迷宫套筒，保护了阀芯与阀座之间的密封面，避免了高压差的流体介质对阀芯、阀座的冲刷和汽蚀，可提高阀门的耐冲刷性能，减少阀门在低温、高压差环境下的泄露，同时迷宫套筒也可避免流体产生巨大噪音。

附图说明

图1为常规低温铝角阀的主剖视图；

图2为图1中A区域的放大图；

图3为本实用新型的低温铝角阀的主剖视图；

图4为图3中B区域的放大图；

图5为图4中C区域的放大图；

图6为图3中D区域的放大图；

图7为图3中E区域的放大图；

图8为图3中G区域的放大图；

图9为迷宫套筒的主视图；

图10为沿图9中F-F线的剖视图。

附图标记：1-阀体；2-阀杆；101-阀腔；102-进口流道；103-出口流道；3-阀座；301-流体通道；4-阀芯；5-阀盖；51-密封圈槽一；501-上阀盖；502-加长颈；503-下阀盖；6-套筒；7-弹簧蓄能密封圈一；8-平衡缸；81-密封圈槽二；9-迷宫套筒；91-沟槽；10-弹簧蓄能密封圈二；11-蓄能弹簧；12-密封唇；13-支承架；14-浮动套；15-卡箍一；16-现有空气分离冷箱或大型低温液体贮槽；17-卡箍二；18-填料座；19-填料；20-填料隔套；22-压盖；23-压板；24-防尘圈； 25-硬质合金层；M-锥形面一；N-锥形面二。

具体实施方式

见图3至图10，本实用新型的一种低温铝角阀，其包括阀体1和阀杆2，阀体1内设有阀腔101、进口流道102和出口流道103，进口流道102和出口流道103分别与阀腔101连通，进口流道102和出口流道103互相垂直；阀腔101内设有阀座3和阀芯4，阀体1上部安装有与阀腔101连通的阀盖5，阀杆2插装于阀盖5内并与阀盖5上部动密封，阀杆2的下部与阀芯4的上端固接，阀芯4的下端可向下插入并堵死阀座3上的流体通道301，阀盖5外包裹有套筒6；阀盖5与阀体1之间通过弹簧蓄能密封圈一7密封，阀腔101内由上至下依次同轴设置有平衡缸8、迷宫套筒9和阀座3，阀盖5通过平衡缸8和迷宫套筒9将阀座3压紧于出口流道103的入口处，平衡缸8与阀盖5之间、阀座3与阀体1之间分别通过弹簧蓄能密封圈二10密封；阀芯4间隙配合插装于平衡缸8和迷宫套筒9内。其中，图3、图7、图8、图9中的空心箭头方向均为流体流动方向，弹簧蓄能密封圈和迷宫套筒均为现有技术。迷宫套筒是由多片迷宫芯片叠加后经真空钎焊而成。芯片的结构如图10所示，芯片表面刻有多条弯曲的沟槽91，弯曲的沟槽增加了流体运动的阻尼，起到了多级降压作用，使压降平均分布在各个拐角处，从而达到有效控制流速的目的。采用迷宫套筒后，低温铝角阀的压力-速度曲线变得平稳过渡，避免流体产生巨大的噪音以及对阀芯、阀座的冲刷和汽蚀等严重不良后果，既达到调节降压和调节流量的目的，又消除了不良后果，提高了阀门寿命。

见图4和8，弹簧蓄能密封圈一7安装于阀盖5的底面与阀体1之间，弹簧蓄能密封圈二10分别安装于阀盖5的底面与平衡缸8之间以及阀座3的底面与阀体1之间，弹簧蓄能密封圈一7与弹簧蓄能密封圈二10的开口方向相对。具体的，阀体1的顶部开设有阀盖安装槽，阀盖5下端插装于阀盖安装槽内，阀盖5的与阀盖安装槽相接处的底面上开设有密封圈槽一51，弹簧蓄能密封圈一7安装于密封圈槽一51内。平衡缸8的上端插装于阀盖5内，平衡缸8的与阀盖5底面相接处的顶面上开设有密封圈槽二81，弹簧蓄能密封圈二10安装于密封圈槽二81内。出口流道103的入口处开设有阀座安装槽，阀座3插装于阀座安装槽内，阀座3的与阀体1相接触的底面上也开设有密封圈槽二81，该密封圈槽二81内安装有弹簧蓄能密封圈二10。见图8，高压介质在压力的作用下外逸，外逸的气体或者液体沿着图8中各部件之间的缝隙扩散，到达弹簧蓄能密封圈位置后，由于蓄能弹簧11的预紧作用，其密封唇12被撑紧压在部件外壁上，使压力稍低的介质不能透过该屏障，随着介质的逐渐增多，密封圈槽内的压力逐渐上升，此时的弹簧蓄能密封圈在压力的作用下，密封唇12更好的贴合在零件内外壁上，最终弹簧蓄能密封圈实现密封。阀座与阀体之间的密封原理同上。

见图4和图5，阀芯4为空心圆筒状结构，其外侧壁包覆有硬质合金层25，阀芯4的下端外侧壁为由上至下渐缩的锥形面一M；阀座3的流体通道301的上端内侧壁上沿其周向设有一圈硬质合金层25，流体通道301的上端内侧壁为由上至下渐缩的锥形面二N，锥形面一M的中心角小于锥形面二N的中心角，阀芯4向下插入流体通道301后，锥形面一M与锥形面二N相抵密封。如此设计，阀芯和阀座的抗冲刷性能更好，并可实现有效密封。

见图3，阀盖5包括由上至下依次焊接为一体的上阀盖501、加长颈502和下阀盖503，下阀盖503与阀体1通过阀体螺栓固接，套筒6包裹加长颈502和下阀盖503，套筒6的下端通过螺栓与阀体1的侧壁固接。阀盖通过采用三段焊接形式，可以减少生产成本，否则需要按照最大外径的整个圆棒加工出来，浪费材料也增加加工难度。

优选的，套筒6的中部安装有支承架13。支承架用于低温铝角阀安装时起到中部支撑作用。

见图6，本实用新型的低温铝角阀还包括浮动套14，浮动套14的上端套装在上阀盖501上并通过卡箍一15锁紧，浮动套14的下端套装在现有空气分离冷箱或大型低温液体贮槽16的角阀安装孔上并通过卡箍二17锁紧。如此设计，安装方便、快速。

见图7，阀杆2的上端伸出阀盖5，阀杆2与阀盖5的上部之间由下至上依次安装有填料座18、填料19、填料隔套20、填料19和压盖22，位于压盖22上方的阀杆2上套装有压板23，压板23固接在阀盖5上并压紧压盖22，压板23与压盖22之间设有防尘圈24。如此设计，便于实现二者之间的动密封，密封效果好。

优选的，弹簧蓄能密封圈的密封唇11为聚三氟氯乙烯，弹簧蓄能密封圈的蓄能弹簧12为Inconel718合金。

Claims (8)

1.一种低温铝角阀，其包括阀体和阀杆，所述阀体内设有阀腔以及与所述阀腔连通且互相垂直的进口流道和出口流道，所述阀腔内设有阀座和阀芯，所述阀体上部安装有与所述阀腔连通的阀盖，所述阀杆插装于所述阀盖内并与所述阀盖上部动密封，所述阀杆的下部与所述阀芯固接，所述阀芯的下端可向下插入并堵死所述阀座上的流体通道，所述阀盖外包裹有套筒；其特征在于：所述阀盖与所述阀体之间通过弹簧蓄能密封圈一密封，所述阀腔内由上至下依次同轴设置有平衡缸、迷宫套筒和所述阀座，所述阀盖通过所述平衡缸和所述迷宫套筒将所述阀座压紧于所述出口流道的入口处，所述平衡缸与所述阀盖之间、所述阀座与所述阀体之间分别通过弹簧蓄能密封圈二密封；所述阀芯间隙配合插装于所述平衡缸和所述迷宫套筒内。

2.根据权利要求1所述的一种低温铝角阀，其特征在于：所述弹簧蓄能密封圈一安装于所述阀盖的底面与所述阀体之间，所述弹簧蓄能密封圈二分别安装于所述阀盖的底面与所述平衡缸之间以及所述阀座的底面与所述阀体之间，所述弹簧蓄能密封圈一与所述弹簧蓄能密封圈二的开口方向相对。

3.根据权利要求1或2所述的一种低温铝角阀，其特征在于：所述阀芯为空心圆筒状结构，其外侧壁包覆有硬质合金层，所述阀芯的下端外侧壁为由上至下渐缩的锥形面一；所述阀座的流体通道的上端内侧壁上沿其周向设有一圈硬质合金层，所述流体通道的上端内侧壁为由上至下渐缩的锥形面二，所述锥形面一的中心角小于所述锥形面二的中心角，所述阀芯向下插入所述流体通道后，所述锥形面一与所述锥形面二相抵密封。

4.根据权利要求1或2所述的一种低温铝角阀，其特征在于：所述阀盖包括由上至下依次焊接为一体的上阀盖、加长颈和下阀盖，所述下阀盖与所述阀体通过阀体螺栓固接，所述套筒包裹所述加长颈和所述下阀盖，所述套筒的下端通过螺栓与所述阀体的侧壁固接。

5.根据权利要求1或2所述的一种低温铝角阀，其特征在于：所述套筒的中部安装有支承架。

6.根据权利要求4所述的一种低温铝角阀，其特征在于：其还包括浮动套，所述浮动套的上端套装在所述上阀盖上并通过卡箍一锁紧，所述浮动套的下端套装在现有空气分离冷箱或大型低温液体贮槽的角阀安装孔上并通过卡箍二锁紧。

7.根据权利要求1或2所述的一种低温铝角阀，其特征在于：所述阀杆的上端伸出所述阀盖，所述阀杆与所述阀盖的上部之间由下至上依次安装有填料座、填料、填料隔套、填料和压盖，位于所述压盖上方的所述阀杆上套装有压板，所述压板固接在所述阀盖上并压紧所述压盖，所述压板与所述压盖之间设有防尘圈。

8.根据权利要求1或2所述的一种低温铝角阀，其特征在于：所述弹簧蓄能密封圈的密封唇为聚三氟氯乙烯，所述弹簧蓄能密封圈的蓄能弹簧为Inconel718合金。