CN215258148U - 一种用于氢气介质的高压阀门 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于氢气介质的高压阀门，包括阀体、分段式阀杆和密封填料，分段式阀杆设置在阀体内，分段式阀杆包括上段阀杆和下段阀杆，上段阀杆的直径小于下段阀杆的直径，且上段阀杆与下段阀杆的连接过渡位置为锥形面；密封填料套设于所述上段阀杆，密封填料与上段阀杆密封接触配合连接，且密封填料下部开设有与锥形面密封接触配合的内倒锥形面。本分段式阀杆分为上段密封段，下段辅助密封段，上段密封时由密封填料挤压抱紧上段阀杆形成密封，下段辅助密封时通过下段阀杆的锥形面顶住密封填料中底部的密封垫片，使密封垫片除压紧螺母带来的预紧力外，在密封的关键位置获得一个外部压力，使阀杆与密封填料的配合更紧密，密封更可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及阀门技术领域，具体是一种用于氢气介质的高压阀门。
背景技术
通常截止阀(针阀)的阀杆是被圆形的密封填料包裹，而密封填料是由金属垫片和密封垫片组成，在密封填料阀座底部有一个金属垫片作为支撑作用，往上则是一至两片密封垫片，再往上则是压紧密封垫片的金属垫片，再往上则是提供预紧力的压紧螺母或其他压紧机构(如图1-3)，截止阀(针阀) 的填料结构在阀杆做上下往复动作时(阀门的开关过程)密封填料只会受到阀杆带来的摩擦力，密封性能完全取决于上方压紧螺母的预紧力；在阀门关闭和阀门打开时密封填料的密封性能无变化。
目前传统的截止阀(针阀)在阀门的密封结构上，通常采用的是如图1 中的结构，这种结构适用于普通介质，常用液体介质例如：水、油等等；常用气体介质例如：空气、天然气、氮气等等，以上介质的密封和分子大小均大于氢气，所以满足此类介质的阀门并不代表满足氢气介质的使用。
具体在于，传统结构的阀门如用于氢气介质时需要增强自身的密封性能，仅能通过增加装配扭矩来加大压紧螺母的预紧力和更换密封垫片的结构来实现(通常密封垫片的材质为PTFE或者石墨)，这种方式不仅使密封垫片承受过大压力而降低了自身的弹性，长期使用后可能存在密封失效的风险，且这种加大装配扭矩的方式会使阀杆与密封填料的配合变紧，增大两者之间的摩擦力增加了磨损，也会导致密封性能下降。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、密封可靠、使用方便的氢气介质使用的高压阀门。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种用于氢气介质的高压阀门，包括：
阀体；
分段式阀杆，其设置在阀体内，所述分段式阀杆包括上段阀杆和下段阀杆，所述上段阀杆的直径小于下段阀杆的直径，且所述上段阀杆与下段阀杆的连接过渡位置为锥形面；
密封填料，其套设于所述上段阀杆，所述密封填料与上段阀杆密封接触配合连接，且密封填料下部开设有与锥形面密封接触配合的内倒锥形面。
作为本实用新型进一步的方案：所述锥形面的角度为10°-40°。
作为本实用新型进一步的方案：所述锥形面的角度为25°。
作为本实用新型进一步的方案：所述锥形面的垂直方向的角度为大于 50°。
作为本实用新型进一步的方案：所述密封填料包括外锥形密封垫片和位于外锥形密封垫片上部的内锥形密封垫片，所述内倒锥形面设在外锥形密封垫片的内孔下部，所述外锥形密封垫片的外表面为倾斜锥形面，所述内锥形密封垫片开设有与倾斜锥形面密封接触配合的倒倾斜锥形面。
作为本实用新型进一步的方案：所述倾斜锥形面的角度为35°-60°。
作为本实用新型进一步的方案：所述倾斜锥形面的角度为40°。
作为本实用新型进一步的方案：所述密封填料还包括位于外锥形密封垫片下端的导向金属垫片、以及位于内锥形密封垫片上端的T型金属垫片，所述T型金属垫片上端设置有用于提供装配预计力的压紧组件。
作为本实用新型进一步的方案：所述压紧组件包括压紧螺母，所述压紧螺母与内锥形密封垫片之间设有波形金属垫片；通过金属波形垫片提供备用预紧力，使密封性能更稳定。
作为本实用新型进一步的方案：所述分段式阀杆上端设有驱动阀杆，所述驱动阀杆上端设有手柄。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供的一种用于氢气介质的高压阀门，其使用的是分段式阀杆，上段主要用于与密封填料进行密封，在阀门关闭时，密封填料通过压紧螺母的预紧力形成密封(与常用截止阀/针阀一致)，在阀门开启后，下段的阀杆与上段阀杆过渡位置是一个锥形面，该锥形面会在阀门开启后与密封填料底部的密封垫片形成挤压，在密封填料原有的预紧力下再从密封填料下方加持一个预紧力，使密封填料在此时形成一个较紧的状态，从而加强此处(上密封)的密封性能。另外，由于氢气为小分子气体所以在阀门打开后有氢气介质会源源不断的流通且压力不会因此降低，所以本专利的高压阀门针对常规截止阀(针阀)在用于氢气介质时阀门有更好的密封性能。
附图说明
图1为传统截止阀(针阀)的结构示意图；
图2为传统截止阀(针阀)的关闭时局部结构示意图；
图3为传统截止阀(针阀)的打开时局部结构示意图；
图4为本实用新型公开的一种用于氢气介质的高压阀门的关闭时局部结构示意图；
图5为本实用新型公开的一种用于氢气介质的高压阀门的打开时局部结构示意图；
图6为本实用新型公开的一种用于氢气介质的高压阀门的结构示意图；
图7为锥形面和倾斜锥形面的角度示意图。
图中：1-分段式阀杆，2-密封填料，3-锥形面，4-内倒锥形面，5-阀芯， 6-阀体，7-驱动阀杆，8-手柄，11-上段阀杆，12-下段阀杆，22-导向金属片，23-外锥形密封垫片，24-内锥形密封垫片，25-T型金属垫片，26-波形金属垫片，27-压紧螺母。
具体实施方式
请参阅图3-6所示，本实用新型实施例中，一种用于氢气介质的高压阀门，包括阀体6、分段式阀杆1和密封填料2；分段式阀杆1下端设有阀芯5；密封填料2为楔形填料；分段式阀杆1上端设有驱动阀杆7，驱动阀杆7上端设有手柄8。
分段式阀杆1设置在阀体6内，分段式阀杆1包括上段阀杆11和下段阀杆12，上段阀杆11的直径小于下段阀杆12的直径，且上段阀杆11与下段阀杆12的连接过渡位置为锥形面4；密封填料2套设于所述上段阀杆11，密封填料2与上段阀杆11密封接触配合连接，且密封填料2下部开设有与锥形面 3密封接触配合的内倒锥形面4。该高压阀门使用的分段式阀杆结构，该分段式阀杆分为上段密封段，下段辅助密封段，上段密封时由密封填料2挤压抱紧上段阀杆11形成密封，下段辅助密封时有上段阀杆11与下段阀杆12过渡位置的斜面(锥形面3)顶住密封填料2中底部的外锥形密封垫片23，使外锥形密封垫片23除压紧螺母7带来的预紧力外，在密封的关键位置获得一个外部压力，使此处的阀杆与密封填料的配合更紧密，密封更可靠，且此处的紧密配合在阀门关闭时会直接分开，不会形成高挤压下的磨损。
在本实施例中，密封填料2包括外锥形密封垫片23和位于外锥形密封垫片23上部的内锥形密封垫片24，内倒锥形面4设在外锥形密封垫片23的内孔下部，外锥形密封垫片23的外表面为倾斜锥形面，内锥形密封垫片24开设有与倾斜锥形面密封接触配合的倒倾斜锥形面。
如图7所示，分段式阀杆2的锥形3与外锥形密封垫片23的内倒锥形面角度取值范围为10°～40°，最佳角度为25°；由于该处的辅助密封是使用阀门开启后最后一段行程进行压缩，所以需要在较短的行程内完成密封垫片的挤压，因阀杆时手动开启，通常手动开启阀门的力矩不大，所以阀杆挤压密封填料的主要方向是朝圆心外，且与轴向的角度大于50°，最佳角度为 65°。
外锥面密封垫片23与内锥面密度垫片24配合角度取值范围为30°～60°，最佳角度40°，在互相压紧时，密封垫片径向的变形补偿大于轴向的变形补偿，对阀杆与密封垫片配合后(辅助密封后)，有较好的恢复能力。
在本实施例中，所述密封填料2还包括位于外锥形密封垫片23下端的导向金属垫片22、以及位于内锥形密封垫片24上端的T型金属垫片25，所述T 型金属垫片25上端设置有用于提供装配预计力的压紧组件；所述压紧组件包括压紧螺母27，所述压紧螺母27与内锥形密封垫片25之间设有波形金属垫片26；通过金属波形垫片26提供备用预紧力，使密封性能更稳定。外锥形密封垫片23与内锥形密封垫片24的主要作用为增加两者之间的弹性变形，该结构也可使用其他楔形结构以达到此目的，在T型金属垫片25与压紧螺母27 之间的是金属波形垫片26，该金属波形垫片26主要是提供分段式阀杆1与外锥形密封垫片23重复挤压后的还原，因存在频繁操作阀门开关的可能，该波形金属垫片26可以提供长期的备用预紧力，即可以防止压紧螺母27松动，又可以为密封填料提供持续的预紧力，以保障该阀门的密封性能。
本高压阀门关闭时与常规截止阀(针阀)的密封结构一致，密封所需的预紧力由上方的压紧螺母27提供。该阀门开启后，分段式阀杆1上段与下段过渡位置的斜角(锥形面3)会顶在外锥形密封垫片23的内侧，此时通过两个角度的配合，分段式阀杆1会对外形线密封垫片23有一个向上向外的挤压变形，使外锥形密封垫片23在导向金属垫片22及内锥形密封垫片24之间有一个额外的挤压，让此处的密封配合更紧密，该阀门仅在开启后才会使分段式阀杆1斜面位置与外锥面密封垫片23接触形成挤压，且不会有有长距离的相对运动造成磨损，在需要关闭阀门时，分段式阀杆1的斜面与外锥面密封垫片23是一个分开的动作，所以在关闭时也不需要大力旋转阀门手柄(与正常旋转阀门手柄的力度接近)。相对常用的截止阀(针阀)既不需要加大压紧螺母的扭矩，也不会增大阀杆与密封填料之间的摩擦力使损坏密封面，且增加密封填料的预紧力还会加大旋转阀门手柄的力度(开关阀门时会用到大于正常旋转阀门手柄的力度)。
以上所述的，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揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于氢气介质的高压阀门，其特征在于，包括：
阀体(6)；
分段式阀杆(1)，其设置在阀体(6)内，所述分段式阀杆(1)包括上段阀杆(11)和下段阀杆(12)，所述上段阀杆(11)的直径小于下段阀杆(12)的直径，且所述上段阀杆(11)与下段阀杆(12)的连接过渡位置为锥形面(3)；
密封填料(2)，其套设于所述上段阀杆(11)，所述密封填料(2)与上段阀杆(11)密封接触配合连接，且密封填料(2)下部开设有与锥形面(3)密封接触配合的内倒锥形面(4)。
2.根据权利要求1所述的用于氢气介质的高压阀门，其特征在于：所述锥形面(3)的角度为10°-40°。
3.根据权利要求2所述的用于氢气介质的高压阀门，其特征在于：所述锥形面(3)的角度为25°。
4.根据权利要求1所述的用于氢气介质的高压阀门，其特征在于：所述锥形面(3)的垂直方向的角度为大于50°。
5.根据权利要求1所述的用于氢气介质的高压阀门，其特征在于：所述密封填料(2)包括外锥形密封垫片(23)和位于外锥形密封垫片(23)上部的内锥形密封垫片(24)，所述内倒锥形面(4)设在外锥形密封垫片(23)的内孔下部，所述外锥形密封垫片(23)的外表面为倾斜锥形面，所述内锥形密封垫片(24)开设有与倾斜锥形面密封接触配合的倒倾斜锥形面。
6.根据权利要求5所述的用于氢气介质的高压阀门，其特征在于：所述倾斜锥形面的角度为35°-60°。
7.根据权利要求6所述的用于氢气介质的高压阀门，其特征在于：所述倾斜锥形面的角度为40°。
8.根据权利要求1所述的用于氢气介质的高压阀门，其特征在于：所述密封填料(2)还包括位于外锥形密封垫片(23)下端的导向金属垫片(22)、以及位于内锥形密封垫片(24)上端的T型金属垫片(25)，所述T型金属垫片(25)上端设置有用于提供装配预计力的压紧组件。
9.根据权利要求8所述的用于氢气介质的高压阀门，其特征在于：所述压紧组件包括压紧螺母(27)，所述压紧螺母(27)与内锥形密封垫片(24)之间设有波形金属垫片(26)。
10.根据权利要求1所述的用于氢气介质的高压阀门，其特征在于：所述分段式阀杆(1)上端设有驱动阀杆(7)，所述驱动阀杆(7)上端设有手柄(8)。
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| CN202120199822.2U CN215258148U (zh) | 2021-01-25 | 2021-01-25 | 一种用于氢气介质的高压阀门 |
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