高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置的製作方法

2023-07-27 21:46:21

專利名稱：高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及閥門的密封結構，具體地說是一種高溫高壓大口徑水冷平板 閘閥的密封裝置。
背景技術：
現有我國生產的水冷平板閘閥(也稱進氣閘閥)大多只適合在中、低壓下使
用，其工作介質的溫度控制在40(TC以下。用於飛機發動機渦輪試驗裝置中的 高溫高壓大口徑水冷平板閘閥，其工作壓力在5.0Mpa，工作溫度在 1000k(727°C)，密封要求很高，不允許有任何洩漏。高溫高壓大口徑水冷平板 閘閥除了在飛機發動機渦輪試驗裝置應用以外，也應用在其他的渦輪試驗裝 置中。另外，其在中石油、中石化、高溫高壓裝備上也被應用廣泛。目前國 內無法生產上述高溫高壓大口徑平板閘閥，依靠進口來滿足國內需求。
對於渦輪試驗裝置中的727r高溫、工作壓力5.0Mpa、風量60米V秒、 風速380米/秒的熱介質流，對平板閘閥來說，其密封是一個技術難題，不但 要閘住熱介質流，不讓其洩漏，且在防止洩漏的同時還要考慮由於金屬的熱 變形對密封的影響，密封結構必須隨金屬的線漲變形而浮動。在727'C的高溫 下，只有高溫合金和司太立硬質合金才能適應，但要做成密封面和閘閥中閘 板相配做成密封付，對液體介質或要求不高的閥門，還可以應付，但對熾熱 的燃燒氣體，又在這樣高的工作壓力下，氣流和流速都很大，想要絕對密封 是不可能的。因為閘板表面的硬度和司太立硬質合金的硬度都在HRC45以上， 就算把它們表面加工到平整度的最高級O.Olmm，它們接觸的表面間隙直徑也 比氣體的分子直徑大30倍，故硬對硬配對密封無法對熾熱的燃燒氣體進行密 封。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種
軟對硬配合的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，其能對727"C高溫的燃燒 氣體進行有效密封。
為此，本發明採用如下的技術方案高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝 置，包括閥體和位於閥體一側的閘板，其特徵在於靠近閘板密封面的閥體上 開有一凹槽， 一底部與閘板密封面配合的軟密封件置於所述的凹槽內，閥體 上開有一冷卻水通道和一氣體通道，氣體通道與所述凹槽的底部相通，閘板 上裝有水冷裝置，所述的冷卻水通道和閘板將軟密封件的三個面包圍。本發 明中的冷卻水通道和閘板(冷卻水通道和水冷裝置中通入冷水)形成一個半 包圍結構的冷循環，其將軟密封件置於所述的冷循環中，將軟密封件與閥體 內的熱介質流(高溫燃燒氣體)隔離開，使軟密封件的工作溫度始終《10(TC， 氣體通道內通入氣體，軟密封件在氣體作用下頂在閘板密封面上，實現了軟 密封件與閘板密封面之間的軟對硬的配對密封，軟密封在氣體壓力下可以填 補密封面之間的間隙。
所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，軟密封件下部的側面設有 位於凹槽內的隔熱防護圈，所述隔熱防護圈的一端與閘板密封面配合，另一 端牴觸在軟密封件上。隔熱防護圈起到隔熱作用，將位於閘板密封面處的熱 介質流的大部分熱量擋在防護圈外面，能有效避免熱介質流對軟密封件造成 損壞，延長軟密封件的使用壽命；防護圈同時對軟密封件的下部起定位作用， 防止軟密封件的下部向兩側擴張。
所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，隔熱防護圈的外側設有阻 止隔熱防護圈向外擴的擋板，所述的擋板用螺釘固定在閥體上。擋板對隔熱 防護圈起定位作用。
所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，隔熱防護圈的外側壁上開
有限位槽，所述擋板的一端置於所述的限位槽內。
所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，氣體通道呈"L"形，其內
通惰性氣體， 一般採用氮氣；冷卻水通道呈"T"形。"L"形和"T"形的通
道方便從外向內分別通入惰性氣體和冷卻水。
所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，水冷裝置為冷卻水套或冷
卻水進、出管，安裝在閥體上。通過水冷裝置使閘板的溫度控制在IO(TC以內。 所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，所述軟密封件的頂部開有
一位於凹槽內的三角形槽，該三角形槽與所述的氣體通道相通，三角形槽用
於增加氣體與軟密封件的接觸面積。
所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，軟密封件為氟橡膠，氟橡
膠的工作溫度可到30(TC，其緻密性好，彈性也好。
所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，閘板的密封面經高溫負離 子氮化處理，表面的洛氏硬度HRC在55-60，適應在700多度的高溫下使用。
本發明具有以下有益效果實現了軟密封件與閘板密封面之間的軟對硬 的配對密封，軟密封件置於冷卻水通道、隔熱防護圈、閘板之間形成的半包 圍結構的冷循環中，使軟密封件的工作溫度始終《10(TC，軟密封在氣體壓力 下可以填補密封面之間的間隙，從而對727"C高溫的熱介質流能進行有效密 封，完全無洩漏現象。
下面結合說明書附圖和實施例對本發明作進一步的說明。


圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式
如圖所示的大口徑冷水平板閘閥的密封裝置，位於閥體1 一側的閘板2， 靠近該閘板密封面的閥體上開有一凹槽3， 一底部與閘板密封面配合的軟密封 件4置於所述的凹槽3內，閥體上開有一 "T"形冷卻水通道5和一 "L"形
氣體通道6，冷卻水通道5內通入冷卻水，氣體通道6通入氮氣。閘板2上焊 接一冷卻水套7。軟密封件4下部的側面有位於凹槽內的隔熱防護圈8，所述 隔熱防護圈8的一端與閘板密封面配合，另一端牴觸在軟密封件4上。隔熱 防護圈8的外側設有阻止隔熱防護圈8向外擴的擋板9，擋板9用螺釘10固 定在閥體1上。防護圈8的外側壁上開有限位槽11，擋板9的一端置於所述 的限位槽ll內。軟密封件的頂部開有一個三角形槽，該三角形槽與所述的氣 體通道相通。所述的軟密封件為氟橡膠，氟橡膠的工作溫度可到30(TC，其致 密性好，彈性也好。閘板的密封表面經高溫負離子氮化處理，表面的洛氏硬 度HRC在55-60，適應在700多度的高溫下使用。
本發明中的冷卻水通道、隔熱防護圈和閘板形成一個半包圍結構的冷循 環，將氟橡膠的三個面包圍，使氟橡膠置於所述的冷循環中，將氟橡膠與閥 體內的熱介質流12隔離開，由於位於氟橡膠的第4個面的閥體與空氣接觸， 一般為室溫，從而使整個氟橡膠(即4個面)的工作溫度始終《10(TC，氟橡 膠在氣體作用下將隔熱防護圈頂在閘板密封面上，同時也將其緊緊牴觸在閘 板密封面上，實現了氟橡膠與閘板密封面之間的軟對硬的配對密封，軟密封 在氣體壓力下可以填補密封面之間的間隙。當熱介質流12流入閘板密封面與 閥體之間，由於位於氟橡膠附近的閘板和閥體都被冷卻水控制在《10(TC，熱 介質流被快速降溫，隔熱防護圈進一步降低熱介質流的溫度，當熱介質流到 達氟橡膠處時，溫度在IO(TC以內，氟橡膠完全都適應此溫度，且由於軟對硬 的密封效果好，使熱介質流無法穿過氟橡膠，完全無洩漏現象。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而己，並非對本發明的結構作任何 形式上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修 改、等同變化與修飾，均落入本發明的保護範圍內。
權利要求
1、高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，包括閥體(1)和位於閥體一側的閘板(2)，其特徵在於靠近閘板密封面的閥體上開有一凹槽(3)，一底部與閘板密封面配合的軟密封件(4)置於所述的凹槽(3)內，閥體上開有一冷卻水通道(5)和一氣體通道(6)，氣體通道(6)與所述凹槽(3)的底部相通，閘板(2)上裝有水冷裝置，所述的冷卻水通道(5)和閘板(2)將軟密封件(4)的三個面包圍。
2、 根據權利要求l所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，其特徵 在於軟密封件(4)下部的側面設有位於凹槽(3)內的隔熱防護圈(8)，所述隔熱防 護圈(8)的一端與閘板密封面配合，另一端牴觸在軟密封件(4)上。
3、 根據權利要求2所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，其特徵 在於所述隔熱防護圈(8)的外側設有阻止隔熱防護圈向外擴的擋板(9)，所述的 擋板(9)用螺釘(10)固定在閥體上。
4、 根據權利要求3所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，其特徵 在於所述隔熱防護圈的外側壁上開有限位槽(11)，所述擋板(9)的一端置於所述 的限位槽(ll)內。
5、 根據權利要求l所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，其特徵 在於所述的氣體通道(6)呈"L"形，其內通惰性氣體；所述的冷卻水通道(5) 呈"T"形。
6、 根據權利要求l所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，其特徵 在於所述的水冷裝置為冷卻水套(7)或冷卻水進、出管，安裝在閥體上。
7、 根據權利要求2所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，其特徵 在於所述軟密封件(4)的頂部開有一位於凹槽內的三角形槽，該三角形槽與所 述的氣體通道(6)相通。
8、 根據權利要求l、 2或7所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置， 其特徵在於所述的軟密封件(4)為氟橡膠。
9、 根據權利要求l所述的高溫高壓大口徑平板閘閥的密封裝置，其特徵 在於閘板的密封面經高溫負離子氮化處理，表面的洛氏硬度HRC在55-60。
全文摘要
本發明公開了一種高溫高壓大口徑水冷平板閘閥的密封裝置。目前國內的大口徑平板閘閥的密封結構無法對熾熱的燃燒氣體進行密封，依靠進口來滿足國內需求。本發明包括閥體和位於閥體一側的閘板，其特徵在於靠近閘板密封面的閥體上開有一凹槽，一底部與閘板密封面配合的軟密封件置於所述的凹槽內，閥體上開有一冷卻水通道和一氣體通道，氣體通道與所述凹槽的底部相通，閘板上裝有水冷裝置，所述的冷卻水通道和閘板將軟密封件的三個面包圍。本發明實現了軟密封件與閘板密封面之間的軟對硬的配對密封，且使軟密封件的工作溫度始終≤100℃，完全無洩漏現象。
文檔編號F16K3/02GK101377241SQ200710070578
公開日2009年3月4日 申請日期2007年8月29日 優先權日2007年8月29日
發明者文體傑, 菲 王, 章賢根 申請人:浙江高中壓閥門有限公司