CN212338192U - 一种耐高温开关阀装置 - Google Patents

Abstract

一种耐高温开关阀装置，包括气缸运动组件、阀杆组件和阀体组件，阀杆组件包括轴套、阀杆和水套，阀体组件包括阀座和阀芯，所述水套与轴套之间预留有冷却腔，水套上设有与冷却腔连通的冷却介质出入接口；气缸运动组件包括缸体和活塞杆，活塞杆在活塞的作用力下带动阀杆运动，从而控制阀座内腔的启闭状态；活塞杆与阀杆的内部设有连通的冷却通道，活塞杆于远离阀杆的一端延伸至缸体外，延伸出缸体的活塞杆上设有与冷却通道连通的冷却介质出入接口；轴套的内壁上设有与阀杆外壁配合的密封件，当阀杆在轴套内运动时，冷却腔和冷却通道内流动的冷却介质可对密封件的安装区域进行降温。本实用新型采用双冷却通路进行降温，提高了稳定性和使用寿命。

Description

一种耐高温开关阀装置

技术领域

本实用新型涉及高温关断阀技术领域，具体涉及一种耐高温开关阀装置。

背景技术

现有技术的开关阀，如角座阀、同轴阀、球阀，其在常温下虽然具有良好的密封性能，但在高温介质下(特别是温度180℃以上)，开关阀内部的密封件很容易因高温而老化，从而使开关阀的开关不顺畅或者完全卡顿，而密封件失效则会产生安全隐患，导致高温介质泄露。

在现有技术的脉冲疲劳试验机中一般需要采用开关阀作为安全配套装置，用于截断、接通管路中流动的高温试验介质，且需要开关阀具有良好的控制特性和关闭密封性能，而且在高温脉冲疲劳试验中，需要开关阀一直处于高频的开关动作状态，这便对开关阀的性能具有很高的要求。

为了保证脉冲疲劳试验的顺利进行，亟需一种耐高温、可靠性高的开关阀装置。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种耐高温开关阀装置，以解决现有开关阀在高温介质下，因高温环境使得密封件容易老化，从而不能满足高频、高精度控制需求的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种耐高温开关阀装置，包括气缸运动组件、阀杆组件和阀体组件，其中：

阀杆组件包括轴套、套设在轴套内的阀杆，以及套设在轴套上的水套，阀体组件包括阀座和设置在阀座内腔中的阀芯，轴套与阀座相连，阀杆延伸至阀座内腔并与阀芯连接，水套与轴套之间预留有冷却腔，水套上设有与冷却腔连通的冷却介质出入接口；

气缸运动组件包括缸体和设置在缸体内的活塞杆，缸体于远离阀座的一端与轴套相连，阀杆与活塞杆同轴连接，活塞杆在活塞的作用力下带动阀杆运动，从而控制阀座内腔的启闭状态；活塞杆与阀杆的内部设有连通的冷却通道，活塞杆于远离阀杆的一端延伸至缸体外，延伸出缸体的活塞杆上设有与冷却通道连通的冷却介质出入接口；

轴套的内壁上设有与阀杆外壁配合的密封件，当阀杆在轴套内运动时，冷却腔和冷却通道内流动的冷却介质可对密封件的安装区域进行降温，从而对密封件进行降温。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述轴套包括第一套管，以及连接在第一套管一端的第一安装座，第一套管通过第一安装座与阀座锁紧连接，第一安装座与阀座之间压紧有用于密封的铜垫。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述水套包括第二套管，以及分别连接在第二套管两端的第二安装座和第三安装座，第二套管套设在第一套管外部，第二套管的一端通过第二安装座与第一安装座锁紧且密封连接，第二套管的另一端通过第三安装座与缸体锁紧连接，且第三安装座与第一套管之间密封套接，以使第一套管和第二套管之间的冷却腔呈密封腔体。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述冷却腔连通的冷却介质出入接口中的入口和出口分别设置在第二安装座和第三安装座上。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述密封件包括高温密封填料和压力密封填料，高温密封填料位于第一套管的内壁上且靠近阀体组件的一侧，压力密封填料位于第一套管的内壁上且靠近气缸运动组件的一侧，高温密封填料和压力密封填料均围绕第一套管的内壁并呈环状设置。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述高温密封填料在第一套管的内壁上设有五组，五组高温密封填料依次间隔设置，压力密封填料在第一套管的内壁上至少为一组。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述第一套管的内壁上还设有导向环，导向环用于对阀杆进行导向以保证阀杆运动的同心度。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述阀座与阀杆同轴的底部端面，以及阀座的侧面各设有一个与阀座内腔连通的外部接口，外部接口包括连接在阀座外壁上的法兰，以及压紧在法兰与阀座之间进行密封的法兰密封铜片，两个外部接口之间于阀座内腔中的通断状态由阀芯控制。

作为本实用新型的进一步优选技术方案，所述阀芯的头部为锥形，阀座的内腔中设有锥形的密封孔，密封孔与阀芯的头部配合使用以控制阀座内腔的启闭状态，进而控制两个外部接口在阀座内腔中的通断状态。

本实用新型的耐高温开关阀装置，通过采用上述技术方案，可以达到如下有益效果：

1)本实用新型采用了双冷却通路，有效防止阀杆部分的密封件在高温状态下快速老化，而造成阀门失效，导致设备无法正常运行的问题，因此提高了装置工作稳定性和使用寿命；

2)本实用新型采用的双冷却通路，还降低了密封件的对温度依赖，节省了成本；

3)本实用新型的介质流量大，开启关断频率快，适合于介质长期高温下的压力疲劳试验；

4)本实用新型通过采用上述结构，使得其适用于高温输送流体工程领域，高温介质可达180℃以上。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型耐高温开关阀装置提供的一实例的结构示意图；

图2为图1中耐高温开关阀装置的正视图；

图3为图2的A-A剖视图。

图中：1、法兰；2、铜片；3、阀座；4、阀芯；5、阀杆；6、铜垫；7、轴套；8、高温密封填料；9、水套；10、活塞杆；11、缸体；12、活塞；13、压力密封填料；14、导向环；

100、气缸运动组件；200、阀杆组件；300、阀体组件。

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种耐高温开关阀装置，包括依次组装连接的气缸运动组件、阀杆5组件和阀体组件；

阀杆5组件包括轴套7、套设在轴套7内的阀杆5，以及套设在轴套7上的水套9，阀体组件包括阀座3和设置在阀座3内腔中的阀芯4，阀座3用于与外部管路连接，阀芯4为阀座3上的密封体，阀芯4与阀座3配合以对流经阀座3的介质进行通断控制，轴套7与阀座3相连，阀杆5延伸至阀座3内腔并与阀芯4连接，水套9与轴套7之间预留有冷却腔，水套9上设有与冷却腔连通的冷却介质出入接口；

气缸运动组件包括缸体11和设置在缸体11内的活塞杆10，缸体11于远离阀座3的一端与轴套7相连，阀杆5与活塞杆10同轴连接，活塞杆10在活塞12的作用力下带动阀杆5运动，从而控制阀座3内腔的启闭状态；活塞杆10与阀杆5的内部设有连通的冷却通道，活塞杆10于远离阀杆5的一端延伸至缸体11外，延伸出缸体11的活塞杆10上设有与冷却通道连通的冷却介质出入接口；

轴套7的内壁上设有与阀杆5外壁配合的密封件，密封件用于防止阀座3内的介质沿阀杆5上窜，以及防止缸体11内的气压沿阀杆5下窜，以使活动的阀杆5在气缸运动组件和阀体组件之间与轴套7密封。若流经阀座3的介质为高温介质，当阀杆5在轴套7内运动时，冷却腔和冷却通道内流动的冷却介质可对密封件的安装区域进行降温，从而对密封件进行降温，进而使得密封件在一个相对低温的环境下工作，不仅延长或者减小了因高温引起密封件的老化速度，而且提高了本实施例耐高温开关阀装置的使用寿命。

在一具体实施例中，冷却腔和冷却通道内采用的冷却介质为水，相应的冷却介质出入接口分别与外部水管接通，参阅图3所示，冷却介质出入接口上的箭头对应冷却介质的流出与流入。当然，根据冷却需求，还可以采用其他类型的冷却介质，如低冷却油、冷却空气等等，在此不做一一例举。

具体地，轴套7包括第一套管，以及连接在第一套管一端的第一安装座，第一安装座与阀座3通过螺栓锁紧连接，第一安装座与阀座3之间压紧有用于密封的铜垫6，用于提高密封性，以防止阀座3内流动的高压介质从第一安装座与阀座3之间泄露出去。

所述水套9包括第二套管，以及分别连接在第二套管两端的第二安装座和第三安装座，第二套管套设在第一套管外部，第二安装座与第一安装座通过螺栓锁紧且密封连接，第三安装座与缸体11通过螺栓锁紧连接，且第三安装座与第一套管之间通过加设密封圈进行密封套接，以使第一套管和第二套管之间的冷却腔呈密封腔体。

在另一具体实施中，冷却腔连通的冷却介质出入接口中的入口和出口分别设置在第二安装座和第三安装座上，即流经冷却腔的冷却介质从第二安装座上的入口流入，然后从第三安装座上的出口流出，以确保冷却介质在冷却腔内顺畅流动，无死角，即提高了冷却介质的利用率以及冷却效果。

优选地，密封件包括高温密封填料8和压力密封填料13，高温密封填料8位于第一套管的内壁上且靠近阀体组件的一侧，压力密封填料13位于第一套管的内壁上且靠近气缸运动组件的一侧，高温密封填料8和压力密封填料13均围绕第一套管的内壁并呈环状设置。由于阀体组件的阀座3用于流通高温介质，高温密封填料8在高温环境下具有耐高温特性，同时密封，从而有效防止了阀座3内的高温介质沿阀杆5往上窜；而气缸运动组件的缸体11内靠高压气体推动活塞12，进而带动活塞杆10及阀杆5运动，因此设置为耐压材质的压力密封填料13，防止高温介质沿着阀杆5往上窜，双重压力密封(第一密封为高温密封填料8，第二密封为压力密封填料13)。

进一步优选地，高温密封填料8在第一套管的内壁上设有五组，五组高温密封填料8依次间隔设置，压力密封填料13在第一套管的内壁上至少为一组，其具体组数根据实际需求而定，这样便根据实际需求进行了多道密封防护，从而提升了稳定性和耐久性。

进一步优选地，第一套管的内壁上还设有导向环14，导向环14用于对阀杆5进行导向以保证阀杆5运动的同心度。在本实施例中，导向环14于第一套管的内壁上并位于高温密封填料8的设置区域与压力密封填料13的设置区域之间。

具体实施中，所述阀座3与阀杆5同轴的底部端面，以及阀座3的侧面各设有一个与阀座3内腔连通的外部接口，外部接口包括连接在阀座3外壁上的法兰1，以及压紧在法兰1与阀座3之间进行密封的法兰1密封铜片2，两个外部接口之间于阀座3内腔中的通断状态由阀芯4控制。

优选地，所述阀芯4的头部为锥形，阀座3的内腔中设有锥形的密封孔，密封孔与阀芯4的头部配合使用以控制阀座3内腔的启闭状态，进而控制两个外部接口在阀座3内腔中的通断状态。当然，在具体实施中，所述阀芯4的头部还可以为其它形状，在此对其形状不做限定。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本实用新型的原理和实质，本实用新型的保护范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (9)

1.一种耐高温开关阀装置，其特征在于，包括气缸运动组件、阀杆组件和阀体组件，其中：

阀杆组件包括轴套、套设在轴套内的阀杆，以及套设在轴套上的水套，阀体组件包括阀座和设置在阀座内腔中的阀芯，轴套与阀座相连，阀杆延伸至阀座内腔并与阀芯连接，水套与轴套之间预留有冷却腔，水套上设有与冷却腔连通的冷却介质出入接口；

气缸运动组件包括缸体和设置在缸体内的活塞杆，缸体于远离阀座的一端与轴套相连，阀杆与活塞杆同轴连接，活塞杆在活塞的作用力下带动阀杆运动，从而控制阀座内腔的启闭状态；活塞杆与阀杆的内部设有连通的冷却通道，活塞杆于远离阀杆的一端延伸至缸体外，延伸出缸体的活塞杆上设有与冷却通道连通的冷却介质出入接口；

轴套的内壁上设有与阀杆外壁配合的密封件，当阀杆在轴套内运动时，冷却腔和冷却通道内流动的冷却介质可对密封件的安装区域进行降温，从而对密封件进行降温。

2.根据权利要求1所述的耐高温开关阀装置，其特征在于，所述轴套包括第一套管，以及连接在第一套管一端的第一安装座，第一套管通过第一安装座与阀座锁紧连接，第一安装座与阀座之间压紧有用于密封的铜垫。

3.根据权利要求2所述的耐高温开关阀装置，其特征在于，所述水套包括第二套管，以及分别连接在第二套管两端的第二安装座和第三安装座，第二套管套设在第一套管外部，第二套管的一端通过第二安装座与第一安装座锁紧且密封连接，第二套管的另一端通过第三安装座与缸体锁紧连接，且第三安装座与第一套管之间密封套接，以使第一套管和第二套管之间的冷却腔呈密封腔体。

4.根据权利要求3所述的耐高温开关阀装置，其特征在于，所述冷却腔连通的冷却介质出入接口中的入口和出口分别设置在第二安装座和第三安装座上。

5.根据权利要求4所述的耐高温开关阀装置，其特征在于，所述密封件包括高温密封填料和压力密封填料，高温密封填料位于第一套管的内壁上且靠近阀体组件的一侧，压力密封填料位于第一套管的内壁上且靠近气缸运动组件的一侧，高温密封填料和压力密封填料均围绕第一套管的内壁并呈环状设置。

6.根据权利要求5所述的耐高温开关阀装置，其特征在于，所述高温密封填料在第一套管的内壁上设有五组，五组高温密封填料依次间隔设置，压力密封填料在第一套管的内壁上至少为一组。

7.根据权利要求2至6任一项所述的耐高温开关阀装置，其特征在于，所述第一套管的内壁上还设有导向环，导向环用于对阀杆进行导向以保证阀杆运动的同心度。

8.根据权利要求1至6任一项所述的耐高温开关阀装置，其特征在于，所述阀座与阀杆同轴的底部端面，以及阀座的侧面各设有一个与阀座内腔连通的外部接口，外部接口包括连接在阀座外壁上的法兰，以及压紧在法兰与阀座之间进行密封的法兰密封铜片，两个外部接口之间于阀座内腔中的通断状态由阀芯控制。

9.根据权利要求8所述的耐高温开关阀装置，其特征在于，所述阀芯的头部为锥形，阀座的内腔中设有锥形的密封孔，密封孔与阀芯的头部配合使用以控制阀座内腔的启闭状态，进而控制两个外部接口在阀座内腔中的通断状态。

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