CN87205115U - 防物料在密封面上结疤的阀门 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种改进过密封结构的阀门。a、在阀座密封处采用复合密封，其中软密封部分由两个非金属的弹性密封环组成面对线的弹性线密封，并使其阀门关闭时有2～3mm的压缩弹性变形量，以使粘结其上的物料疤块自行剥落；b、在阀杆密封段设有防护套，其端部装有刮料环，刮削阀杆上的结疤，以保护阀杆密封面。通过上述a、b项的改进，来防止物料在阀门密封面上凝结影响密封的疤块，达到阀门无内外泄漏的目的，以适应制碱等化学工业的需要。

Description

防物料在密封面上结疤的阀门

本实用新型是一种防物料在密封面上结疤的阀门，特别是防止碱液、盐液等在阀座——阀瓣密封面上和在阀杆密封面上粘附结疤的化工用截止阀，是对截止阀的阀座密封和阀杆密封的改进。

化学工业的某些物料，如碱液、盐液、甲铵液，特别是制碱工业的氯化钠、碳酸氢钠、氯化铵、碳酸氢铵等过饱和混合液物料，其中还含有20％～25％的结晶固体颗粒，在工作温度50～70℃、工作压力0.2～0.6MPa的工况条件下，这些物料较易粘附在金属上，凝结成固态晶体的疤块。控制这些物料的一般工业阀门，如外冷式碳化塔上的放料阀，物料容易粘附凝结在阀门的密封面上，形成坚固的，不均匀的固体结晶疤块。当阀门关闭时，粘结在阀座、阀瓣密封面上的这些疤块，阻碍了阀座与阀瓣密封面的严密接触，或造成密封面的机械损伤，迫使其间形成若干间隙，导至阀门关闭不严，产生内漏，不能实现截止阀的截止功能；粘结在阀杆密封面上的疤块，损伤了阀杆密封面，亦易将填料拉成沟槽，加剧了填料磨损，破坏其密封功能，导至阀门外漏。

这些内漏和外漏，影响化工工艺的正常运行，造成物料浪费，腐蚀设备，污染环境，是制碱工艺极力避免的。改进这些阀门的密封结构，阻止碱液等化工物料在阀门密封面上凝结的疤块愈来愈厚，避免导至日益严重的阀门内外泄漏，已成为制碱工业紧迫的需要。

与本实用新型最相近的一种阀门密封结构是复合密封结构。即在阀座与阀瓣间设置非金属的密封环，与阀座或／和阀瓣的金属基体一道，组成金属对金属的硬密封和非金属对金属的软密封。硬密封主要用来承受密封压差，软密封主要借助其材料的弹性变形，用来弥补物料中固体颗粒物造成的密封障碍，从而实现完全不泄漏的阀门内密封。

这种具有复合密封结构的阀门，由于在金属对非金属密封副的金属密封面上，仍然容易凝结碱液等物料的结晶疤块，且日积月累，愈来愈厚，当达到非金属密封材料的弹性补偿极限时，若不及时停车检修清除这些疤块，阀门仍然要发生内泄漏，这对化工连续运行工艺来说，显然是不相宜的。

本实用新型通过改进阀门的阀座与阀杆的密封结构，设计出一种适合上述物料和工况条件使用的阀门，经过3年的研制，其中包括两年的工业性试验和试用的考核，鉴定证明成功地解决了某些物料（如碱液、盐液等）在阀门密封面上结疤，影响阀门密封，造成阀门内、外泄漏的问题，受到了制碱厂和化工设计院的肯定和关注。

本实用新型的目的，在于通过改进阀门阀座密封和阀杆密封的结构，来解决碱液、盐液等物料在阀门密封面上粘附凝结成坚固的、不均匀的固体结晶疤块，并且日益增厚扩大，至使阀门不能完全密封和关死，造成阀门内、外泄漏的问题，以满足化工连续生产和安全环保的要求。

本实用新型的阀门结合附图说明如下：该阀门由阀体（1）、阀座（2）、阀瓣（3）、阀杆（8）、填料密封（10）和执行机构（11）等主要零部件组成。

本实用新型的阀门是在阀座——阀瓣密封面上采用了金属对金属和非金属对非金属的复合密封结构。并在阀杆——填料密封上采用了阀杆密封套和刮料环结构。借助阀门关闭时弹性软密封相互挤压变形，使其粘结其上的物料疤块自行剥落；借助阀杆防护套和刮料环以保护阀杆填料密封段的表面免结疤块，从而获得阀门在碱液、盐液等易结疤块的物料下长期工作，仍能保持密封严密、完全无内、外泄漏的优良效果。

所说的在阀座——阀瓣密封面上采用的复合密封结构，是在阀座密封面上，借助金属压环（6）和螺钉装上“L”形的非金属的弹性软密封环（7）。并同时在阀瓣密封面上，借助金属压环（4）和螺钉装上“L”形的非金属弹性软密封环（5），组成一副非金属对非金属的弹性软密封副。与两个“L”形软密封环相嵌合的金属部份（阀座、阀瓣和两个压环），都应加工成与“L”形软密封环相对应的弧形型面，以使密封环受压均匀而不变形。压环（6）与阀瓣（3）相对应的平面部份。经过精密加工，组成一副金属对金属的平面硬密封副。这样，就构成了阀座——阀瓣间的复合密封结构。所述的硬密封副的作用，主要是承受阀门关闭时工作介质的压差，并对阀门的关闭行程终点限位，保护软密封环不至因超压过变形受损。所述的软密封副的作用，主要是利用其有较大弹性变形的特性，其一是完全密封即当物料中有固体颗粒和小的疤块时，两软密封面也能相互紧密贴合，达到完全密封的功能；其二是自动脱疤，即由于两软密封面在阀门完全关闭时，相互都有较大的挤压变形量，这就使得粘结其上的疤块，特别是粘结于密封面上的疤块自动剥落。这样，每关闭一次就自动清除一次疤块，不至让疤块愈结愈厚，愈结愈大，从而达到阀门在长期连续工作条件下，能实现完全关死，不发生内泄漏的效果，而这种效果是化工连续生产工艺所必须的。

所说的阀杆——填料密封上采用防护套和刮料环结构，是在填料密封箱的底端，即在阀体内的一端。延伸出一段保护阀杆密封面的金属防护套，如附图的A部份，防护套的端部兼作支撑和导向，其端部用螺钉连接一个较硬较耐磨的金属刮料环（9），该环兼作预密封，由于导向支撑和刮料环与阀杆之间的径向间隙较小，物料的饱和液最易在该间隙首先结晶，最先堵封入口，使物料进不了防护套的内腔，因而对内腔中的阀杆起到了密封保护的作用。当阀门关闭时，这段经保护的阀杆进入填料密封中，从而获得了较长期的完全无泄漏的密封效果。当阀杆伸入填料时，刮料环将外露于物料中的这段阀杆表面的物料结疤刮削掉，以避免把物料带入防护套内。经在一中型制碱厂的工业性考核，证明保护套内的这段阀杆得到了明显的保护，其上没有明显的结疤现象，原工艺要求3个月连续可靠工作，实际可达1年。

在上述的阀座——阀瓣密封结构上，由非金属对非金属组成弹性软密封副，有平面对平面，圆弧面对圆弧面和平面对圆弧面三种基本型式。本实用新型采用平面对圆弧面密封，如密封环（7）为平面，密封环（5）为圆弧面所示，组成了面对线的线密封。这种密封型式有两个好处：一是易于对中（与圆弧面对圆弧面密封比较），二是有较大的弹性压缩变形量（与平面对平面密封比较），这使粘结其上的物料疤块易于剥落。这种非金属弹性密封环的材料可以由某种橡胶，也可以由某种塑料模压成型，这将根据物料的种类、腐蚀性能、工作温度、工作压力和执行机构最大作用力等因素来选取。

上述的非金属弹性密封环的密封面，均应设计成比相应的金属硬密封面凸出1～2mm为宜。凸出量过多，则受压变形量也过大，这样易于损伤密封环，降低了使用寿命；凸出量过小，压缩变形量亦小，则达不到完全密封和使物料疤块自动剥落的效果。

本实用新型的优点和效果：经在一中型制碱厂工业性考核证明，安装使用期达2年，累计运行时间达180天，其中连续运行90.3天（设计指标是连续运行90天），仍能确保无任何内、外泄漏、经卸下拆散全面检查，各密封件完好，仍能保持良好的密封功能、与原用的一般工业阀门（金属硬密封或一般复合密封的阀门）比较，原阀门工作不到30天就不得不停车卸下进行清洗，更换损坏的密封零部件甚至整台阀门，因此本实用新型的优点和效果是明显的，它主要表现在：

a、解决了物料在密封面上结疤，造成密封不严的问题。本阀能连续不泄漏工作1年以上，免去了中途停车检修，满足了制碱工业要求至少3个月以上连续运行工艺的必需；

b、增加了产量，提高了生产效率，节约了物料和能源，保护了环境，防止了污染；

c、减少了阀门的检修工作量和阀门及其零部件的消耗量。

本实用新型的实施例说明如下：附图表示的阀门可作为用在制碱工业钢制外冷式碳化塔上的公称通径为600mm的放料阀的实施例，其物料和工况条件在前面背景技术部份已述。两个非金属弹性密封环的材料为氯丁橡胶，密封环（7）的密封平面宽度为5～10mm，圆弧面密封环（5）的圆弧半径为5～8mm，阀杆防护套（A）段的长度略大于阀杆的最大行程，防护套内与阀杆之间的单边间隙为2～3mm，刮料环的材料用1Cr18Ni12Mo2Ti不锈钢，并经冷作硬化处理，刮削后角为6°～10°。

Claims (3)

1、一种防物料在密封面上结疤的阀门，由阀体、阀座、阀瓣、阀杆、填料密封、执行机构等组成，其特征是：

a、在阀座和阀瓣上，分别用压环各装有一个非金属的弹性软密封环，并与阀瓣基体、压环一道，组成金属对金属(硬密封)和非金属对非金属(弹性软密封)的复合密封结构。

b、在阀杆的填料密封箱的底端，延伸出一段保护阀杆密封面的防护套，并在其端部装有一个刮料环。

2、如权利要求1所述的阀门，其特征是由两个非金属弹性密封环组成的密封面中，其中一个为平面，另一个为圆弧面，构成平面对圆弧面的弹性线密封。

3、如权利要求1或2所述的阀门，其特征是所述的每个弹性软密封环的密封面，均高出金属硬密封面1～2mm，使阀门在全关闭时，两个弹性密封面共有2～3mm的轴向最大压缩变形量。

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