CN210531639U - 一种快速启闭零泄漏呼吸阀密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速启闭零泄漏呼吸阀密封结构，该密封结构包括阀体、阀座、垫片、阀盘、配重、螺母和螺栓，所述的阀体和阀座连接，阀座与阀盘形成密封接头，阀盘上部设置配重，配重、阀盘、阀座和阀门均设有螺栓安装孔，通过螺母和螺栓进行安装。本实用新型根据对密封性的不同，利用发阀盘和阀座之间接触面的粗糙度或调整配重的重量实现不同的密封性要求，且该密封结构密封性好，应用范围广。

Description

一种快速启闭零泄漏呼吸阀密封结构

技术领域

本实用新型属于密封性机械结构，具体涉及一种快速启闭零泄漏呼吸阀密封结构。

背景技术

油品储罐内长时间存储了油品以后，会挥发出有害气体，如二氧化硫、三氧化硫、硫化氢、硫醇、一氧化氮、臭氧、氯、氯化氢、有机卤化物、碳氢化合物、苯、甲醛等。这些气体如果直接透过密封不好的呼吸阀排向大气，会导致大气环境的化学、物理、生物或者放射性等方面的特性改变，造成大气质量恶化的现象。从而影响大气的有效利用，危害人体健康或者破坏生态。

呼吸阀，由压力阀和真空阀组成，能随着储罐内油气正负压变化而自动启闭，使储罐内外气压差保持在允许值范围内。当罐内介质的压力在呼吸阀的控制操作压力范围之内时，呼吸阀不工作，保持油罐的密闭性；当往罐内补充介质，使罐内上部气体空间的压力升高，达到呼吸阀的操作正压时，压力阀被顶开，气体从呼吸阀呼出口逸出，使罐内压力不在继续增高；罐外的大气将顶开呼吸阀的负压阀盘。

目前通常的呼吸阀密封结构有两种。一种是呼吸阀阀体和阀座采用铸造的方式，密封面采用阀盘的重力加氟橡胶或者聚四氟乙烯垫片密封。另外一种是呼吸阀的阀体和阀座采用焊接的方式连接，垫片也采用的是氟橡胶或者聚四氟乙烯。在呼吸阀的机构上，现有技术中阀盘还包括采用倒扣锥形的聚四氟乙烯片。经过长期的使用和试验发现，现有技术的密封性比较差。

实用新型内容

发明目的：针对上述现有呼吸阀密封性不足问题，本实用新型提供一种快速启闭零泄漏呼吸阀密封结构，该呼吸阀密封结构密封性好，结构简单。

技术方案：一种快速启闭零泄漏呼吸阀密封结构，包括阀体、阀座、阀盘、配重、螺母和螺栓，所述阀座的下部与阀体连接，阀座的上端与阀盘接触，所述阀盘的上部为配重，所述配重、阀盘和阀体通过螺母和螺栓安装。

进一步的，所述的阀座和阀盘之间的接触面包括平面或波形结构，所述波形结构为半开放式结构；

进一步的，所述的阀盘与阀座之间的贴合密封方式包括直接平面接触或在阀盘的接触面上设置垫片；

进一步的，阀盘与阀座直接接触时接触面的表面粗糙Raz的值小于等于0.4。

进一步的，所述波形结构包括凸起、顶部、圆角、壁部和凹槽，所述顶部和壁部一体成型，壁部上边缘固定连接在顶部的外周，形成圆角，顶部和壁部共同形成半开放式结构。

更进一步的，所述垫片为FEP材料；所述垫片和所述波形结构阀盘形成一种带气垫的阀盘结构，这种气垫结构减小在阀盘回落的时候产生的震动对阀盘位置的影响，增加阀盘的密封性能。

更进一步的，所述的阀座和阀盘为不锈钢材质，两者的设置方式包括正面相对直接接触或在任一者上设置垫片的安装凹槽。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著的效果在于：第一、本实用新型阀座使用316L冷拔不锈钢管经过再次精加工而成，精密度高、表面易加工，同时能够承受较大压力，并且在反复外界作用力下不易变形，在气液环境中能够保持较好的刚性；第二、本实用新型中的阀座为与呼吸阀阀体安装直接接触，阀门安装后，与阀内液体分子形成自密封效果，密封效果好；第三、本实用新型中密封面之间有液膜，有一定的自润滑作用，所以不需要任何外来的润滑剂，密封面几乎无磨损；第四、本实用新型中的密封面结构简单，可以不需要其他任何垫片，不会因为垫片老化带来的密封面泄漏问题；第五、本实用新型中的不锈钢阀盘可以在储罐内10％超压的情况下开启。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型阀盘和阀座的局部放大示意图。

图3是本实用新型中波形结构示意图。

具体实施例

为了详细的说明本实用新型公开的技术方案，下面结合说明书附图和具体实施例做进一步的阐述。

本实用新型提供的是一种呼吸阀，如图1和图2所示，图1为本实用新型的结构示意图。呼吸阀密封结构包括阀体1、阀座2、垫片3、阀盘4、配重5、螺母6和螺栓7。呼吸阀的阀体1根据工艺要求和产品需要为碳钢或者不锈钢材质，阀座2采用直接插入阀体1预留的阀座圈内，阀盘4下端直接与阀座2上表面接触，形成密封结构，该密封结构包括阀盘4和阀座2的直接接触和在阀盘4底面设置垫片3,起到更好的密封效果，垫片3为FEP材料。在阀盘4的上面设置为配重5，配重5中间留有螺栓的安装孔，然后配重5通过螺栓7和螺母实现固定呼吸阀主体结构，配重(5)的重量的调节根据所安装在容器压力需求，该容器密封口处需要承受多大的压力进而替换配重5的重量或增加或减少配重5的数量。

结合上述结构特点，进一步的说明本实用新型的使用方法，本实用新型的阀座2为316L冷拔不锈钢管经过再次精加工而成。精密度高、表面易加工，同时能够承受较大压力，并且在反复外界作用力下不易变形，在气液环境中能够保持较好的刚性。本实用新型的阀座2不采用焊接方式是为了避免阀座的焊接变形，阀体直径越大，阀座的焊缝变形越大，对阀盘和密封圈的精度要求越高，增加加工难度和成本。本实用新型在呼吸阀的阀体1内壁加工台阶形槽，阀座2与台阶性槽外侧面的接触，通过重力形成径向自密封。阀座2是通过重力作用直接插入到阀体1中，当呼吸阀使用过若干年后，可以直接将阀座2拆下，和阀盘4一起更换。现有技术是采用铸造或者焊接阀座，那么则需要连阀体一起更换。

本实用新型中，阀座2和阀盘4通过贴合在一起，两个密封面的粗糙度都达到了小于等于Raz0.4μm，由此形成了一个金属密封面。因为蒸发作用，储罐中的液体以很小的分子状态向外发散，在本实用新型描述的阀座2和阀盘4形成的密封面之间形成细小的液膜。在液膜的表面张力和作用在轴向的配重5的重力使这个密封接触面始终保持摩擦接触，可以有效地防止液体分子从密封面穿透出去。这种稳定的接触可以防止从摩擦面间泄漏或使泄漏量减到最小，通常泄漏量只有含非金属密封垫片密封方式的1％。

本实用新型的阀盘4和阀座2也可根据工质和压力的要求采用垫片3，垫片 3的材料为FEP材料，FEP为四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物，兼有两种材料的优点，是常用的PTFE(聚四氟乙烯)的改性材料，与PTFE(聚四氟乙烯)相比，硬度、抗拉强度和摩擦系数都有所提高，同时耐腐蚀性和抗氧化性没有明显下降。另外FEP最重要的性能是在300℃时热加工性能优于PTFE，可以加工成与阀盘4 及阀座2密封面外形完美契合。阀盘4上根据呼吸阀的设定开启压力，增加配重 5，同样型号和尺寸的呼吸阀可以应用在不同的开启压力情况。

另一方面，阀盘4的密封接触面上包括设置波形结构103，该波形结构103 为半开放式的波形结构，如图3所示，该波形结构103构成反冲装置，波形结构 103能够截留更多的气体，形成更大的有效作用力，当超压值仅为10％时，就能开启。波形结构包括顶部102和壁部105，顶部102和壁部105一体成型，壁部105利用其上边缘固定连接于顶部102的外周，呈圆角104，顶部102和壁部 105共同形成一半开放式结构，当有气体冲向顶部时，由于顶部102的拦截，部分气体改变方向冲向壁部105，当冲向所述顶部102和壁部105的气体的共同作用力达到足够大时，阀盘4被向上推动。同时阀盘4的顶部102和壁部105的连接处呈圆角104，从而减少顶部102和壁部105之间连接处的应力集中，延长这种波形结构103的寿命。

波形结构103的顶部直径与该波形结构103的直径相同，所述波形结构103 利用其顶部102与所述阀座2的平面粘合为一体。阀盘4的底面设有环形凸起 101，顶部102的上面设有凹槽106，所述环形凸起101能够与所述凹槽106相互嵌合。本实用新型中密封面之间会产生液膜，有一定的自润滑作用，所以不需要任何外来的润滑剂，密封面几乎无磨损。

这种波形结构的顶部102和壁部105之间夹角为90°，能够起到更好的改变气体运动方向的作用。假如阀盘4的顶部102和壁部105之间的夹角大于90°，即为钝角，当夹角接近180°时，改变气体运动方向的作用消失；如果顶部102 和壁部105的夹角小于90°，即为锐角，当改夹角接近0°时，改变气体运动方向的作用也会消失。

壁部105的高度与顶部102直径之比取值范围是1:3到1:5之间，此时冲向壁部105的气体能够从壁部105的底部逃逸，能够给呼吸阀提供超压空间。如果壁部105的高度特别高，则阀盘4就接近密闭，不仅不能提供超压空间，还会对自身安全造成威胁。

另外，这种波形结构103，凸起101和凹槽106互相结合，能够有效防止阀盘4在阀座2上的滑动而产生的位移。此外，为了达到这种波形结构103的密封效果，也可以增加这种相互契合的凸起101和凹槽106的数量。

垫片3和波形结构103形成一种带气垫的阀盘结构，这种气垫结构能减小在阀盘回落的时候产生的震动对阀盘位置的影响，增加阀盘的密封性能。

经过试验的数据表明，这种结构的泄漏量，甚至可以小于API2000的泄漏量要求。实验选取了采用这种优选结构的DN150的呼吸阀，设定压力是+40mBar 和-50mBar，试验台上测量泄漏量，在+36.09mBar时为21.9sccm，等同于 0.001314m³/h，在-40.31mBar时，为8.8sccmm，等同于0.000528m³/h。

Claims (7)

1.一种快速启闭零泄漏呼吸阀密封结构，其特征在于：包括阀体(1)、阀座(2)、阀盘(4)、配重(5)、螺母(6)和螺栓(7)，所述阀座(2)的下部与阀体(1)连接，阀座(2)的上端与阀盘(4)接触，所述阀盘(4)的上部为配重(5)，所述配重(5)、阀盘(4)和阀体(1)通过螺母(6)和螺栓(7)安装。

2.根据权利要求1所述的快速启闭零泄漏呼吸阀密封结构，其特征在于：所述的阀座(2)和阀盘(4)之间的接触面包括平面或波形结构(103)，所述波形结构(103)为半开放式结构。

3.根据权利要求2所述的快速启闭零泄漏呼吸阀密封结构，其特征在于：所述波形结构(103)包括凸起(101)、顶部(102)、圆角(104)、壁部(105)和凹槽(106)，所述顶部(102)和壁部(105)一体成型，壁部(105)上边缘固定连接在顶部(102)的外周，形成圆角(104)，顶部(102)和壁部(105)共同形成半开放式结构。

4.根据权利要求1所述的快速启闭零泄漏呼吸阀密封结构，其特征在于：所述的阀盘(4)与阀座(2)之间的贴合密封方式包括直接平面接触或在阀盘(4)的接触面上设置垫片(3)。

5.根据权利要求1或4所述的快速启闭零泄漏呼吸阀密封结构，其特征在于：阀盘(4)与阀座(2)直接接触时接触面的表面粗糙Raz的值小于等于0.4。

6.根据权利要求4所述的快速启闭零泄漏呼吸阀密封结构，其特征在于：所述垫片(3)和波形结构(103)形成带气垫的阀盘结构，所述垫片(3)为FEP材料。

7.根据权利要求1所述的快速启闭零泄漏呼吸阀密封结构，其特征在于：所述的阀座(2)和阀盘(4)为不锈钢材质，包括正面相对直接接触或在任一者上设置垫片(3)的安装凹槽。

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