CN2861656Y - 角行程阀门的阀座、阀芯密封结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种角行程阀门的阀座、阀芯密封结构,所述阀座对应阀芯的部位延伸出一弹性元件,所述弹性元件与阀座是整体,其特征在于该弹性元件是波纹管结构,具有至少两个弹性变形段;所述波纹管呈塔形结构;所述波纹管的管壁纵截面也呈塔形结构。优点是密封效果达到VI级泄漏等级,阀座的强度高,弹性元件耐疲劳,使用寿命长。
Description
技术领域
本实用新型涉及阀门,尤其是它的阀座与阀芯间的密封结构,该结构适用于角行程阀门例如偏心球阀、蝶阀。
背景技术
传统角行程阀门的阀座、阀芯间的密封结构是钢性面接触或线接触硬密封,由于阀座、阀芯不可能完全同心,阀门关闭时,阀座、阀芯不能很好吻合,不可避免地存在间隙,其泄漏等级只能达到III-IV级,密封效果不是很好,不能用于对密封性能要求很高的场合。目前,国内、外一些阀门生产厂家开发出一种弹性硬密封阀门,参见图1,其阀座1被设计成端口外卷的异径管结构,其纵截面是“J”形,成为一个管弹簧,阀门关闭时,该管弹簧与阀芯线接触并被压缩,利用弹性元件万向退让特性,使阀座1与阀芯2吻合,形成完整的环形密封线,并利用其弹性产生一定的密封压力,因而没有间隙,显著地改善了密封效果,在普通工况下能达到VI级泄漏等级(最高泄漏等级,习惯称“零”泄漏)。但美中不足的是:
1.由于该阀座1是只有一个弹性变形段的管弹簧,为了使阀座1具有足够地弹性,管壁被设计得很薄;且由于阀座1是用钢板冲压成型,管壁各处的厚度是一样的,因此,阀座1的整体强度较差,在复杂、恶劣工况(高温、高压、大压差、大温差、腐蚀性介质、不干净介质等)下,阀座1容易损坏;同时,由于弹性变形的位移量集中在一个弹性变形段,该管弹簧容易疲劳,失去弹性,两个因素都影响阀座的使用寿命。而且,众所周知,阀座1与阀体装配时通常是永久性固定连接,不可拆卸,阀座1损坏或弹性失效,就意味着阀门报废,必须更换整只阀门,导致用户的使用成本很高。
2.为了保证阀座1的强度和弹性,不得不选用力学性能极好的特殊材料,并采用与材料相应的复杂、困难的热处理工艺,导致阀门的生产成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的意在提供一种没有上述缺点的角行程阀门的阀座、阀芯密封结构。
实现本实用新型目的的技术解决方案是:
一种角行程阀门的阀座、阀芯密封结构,所述阀座对应阀芯的部位延伸出一弹性元件,所述弹性元件与阀座是整体,其特征在于,该弹性元件是波纹管结构,具有至少两个弹性变形段。
所述波纹管呈塔形结构,即波纹管是锥管,其大头段位于阀座端,各波纹段的直径由大头段向小头段顺序递减,其锥度与阀芯受力点的发线方向相适应。
所述波纹管的管壁纵截面呈塔形结构,即其大头位于阀座端,各波纹段管壁纵截面的幅值由大头段向小头段顺序递减。
另外,所述阀座是将钢坯用机床切削而成,其本体部分的厚度不受波纹管管壁厚度的限制,根据强度设计的需要确定。
本实用新型的有益效果:
由于阀座的波纹管弹簧具有至少两个变形段,在获得同等弹性的前提下,即可增大波纹管的壁厚;且阀座是将钢坯用机床切削而成,其本体部分的厚度不受波纹管管壁厚度的限制,是根据强度设计的需要确定的,故阀座的整体强度大幅度提高,能满足在各种复杂、恶劣工况下的使用要求;同样由于阀座的弹性元件具有至少两个变形段,变形位移总量被分解到各变形段,每一变形段的变形位移量相对变小,波纹管弹簧不易疲劳,阀座的使用寿命大幅度延长。波纹管的壁厚增大以后,就可降低对材质的要求,简化热处理工艺,在获得同等使用性能的前提下,大幅度降低产品成本。
另外,由于波纹管弹簧是锥形管弹簧,当阀门关闭时,弹簧变形位移的方向基本与阀芯受力点的法线方向一致,环形密封线上各点受力均匀,密封效果好。
再有,由于波纹管的管壁纵截面呈塔形结构,弹簧被压缩时,动态稳定性好,变形位移的方向稳定,摆动幅度小,不仅有利改善密封效果,也可延缓弹簧疲劳,延长使用寿命。
经实验测试表明,本结构的阀门达到VI级泄漏等级,下面是一只DN 150阀门的实验结果:
阀门设计参 数实验测试参数
介质 任意 天然气
公称压力 10MP 13MPa
压差 ≤6MPa 8MPa
介质温度 ≤350℃ 350℃
启闭次数 5万次无泄漏 >5万次无泄漏
附图说明
下面结合附图和具体实施方式详细说明本实用新型。
图1是现有弹性硬密封阀座的结构示意图。
图2是本发明的一种结构示意图(三个变形段的波纹管弹簧)。
图3是本发明的另一种结构图(两个变形段的波纹管弹簧)。
具体实施方式
参见图2:阀座1对应阀芯3的一侧延伸出一波纹管弹簧2,该波纹管弹簧2具有三个波纹段,每个波纹段构成一个弹性变形段。此外还有两个特点:
一.波纹管呈塔形,即它是一个锥形波纹管,其大头段位于阀座端,各波纹段的公称直径φ不同,由大头段向小头段顺序递减(φ1>φ2>φ3),具有锥度α,锥度α根据阀芯3的球面半径计算得出,当阀门关闭时,阀芯3
上的密封受力点A的法线L基本与α角的边重合,这样,环形密封线上各点受力均匀,密封效果好。
二.锥形波纹管的截面形状也呈塔形,各波纹段的幅值h不同,由大头段向小头段顺序递减(h1>h2>h3),这样,波纹管弹簧被压缩时,动态稳定性好,变形位移的方向稳定,摆动幅度小,不仅有利改善密封效果,也可延缓弹簧疲劳,延长使用寿命。
本阀座1加工工艺与现有的端口外卷的异径管阀座截然不同,不是采用冲压工艺(其结构复杂,也无法冲压),而是采用切削工艺,将钢坯在机床上切削而成,波纹管2的壁厚δ与阀座1本体的厚度Δ互不干扰,阀座1本体的厚度Δ是根据阀座强度设计的需要确定。加工成型后,将波纹管弹簧2热处理,需要特别指出,波纹管弹簧2的表面硬度应大于阀芯3的表面硬度,以减轻其磨损,因其是与阀体永久性固定连接,不可拆卸,而阀芯3磨损后更换方便。
参见图3:通常,波纹管弹簧2具有两个变形段就可满足VI级泄漏要求,只有在使用环境特别恶劣,或阀门通径特别大,两个变形段无法达到VI级泄漏标准时,才应考虑采用三个或三个以上变形段。变形段越多,对材质要求越高,加工工艺越复杂,成本越高。
需要说明,上述阀芯3是一种泛称,对于球阀而言,是指偏心球;对于蝶阀而言,是指阀板。
Claims (3)
1.一种角行程阀门的阀座、阀芯密封结构,所述阀座对应阀芯的部位延伸出一弹性元件,所述弹性元件与阀座是整体,其特征在于:该弹性元件是波纹管结构,具有至少两个弹性变形段。
2.根据权利要求1所述的阀座、阀芯密封结构,其特征在于:所述波纹管呈塔形结构,即波纹管是锥管,其大头段位于阀座端,各波纹段的直径由大头段向小头段顺序递减,其锥度与阀芯受力点的发线方向相适配。
3.根据权利要求2所述的阀座、阀芯密封结构,其特征在于:所述波纹管的管壁纵截面呈塔形结构,即其大头位于阀座端,各波纹段管壁纵截面的幅值由大头段向小头段顺序递减。
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CN 200520036780 CN2861656Y (zh) | 2005-12-30 | 2005-12-30 | 角行程阀门的阀座、阀芯密封结构 |
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CN 200520036780 CN2861656Y (zh) | 2005-12-30 | 2005-12-30 | 角行程阀门的阀座、阀芯密封结构 |
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CN2861656Y true CN2861656Y (zh) | 2007-01-24 |
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CN (1) | CN2861656Y (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN100351563C (zh) * | 2005-12-30 | 2007-11-28 | 德阳华林仪表有限公司 | 角行程阀门的阀座、阀芯密封结构 |
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2005
- 2005-12-30 CN CN 200520036780 patent/CN2861656Y/zh not_active Expired - Lifetime
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