補償式高密封閥門的製作方法

2023-10-25 16:19:02 4

本發明涉及閥門的技術領域，特別涉及一種補償式高密封閥門。

背景技術：

閥門是一種重要的控制管道組件，主要功能是調節管道內流體的啟閉、流量、流動方向、壓力等。閥門作為整個裝置和系統的關鍵部分，特別是在石油、化工等行業，一旦失效或介質洩露可能會導致劇毒釋放、爆炸等災難性事件的發生，將造成重大經濟損失以及人員傷亡。因此，對於閥門，選擇合適的密封材料以及密封結構至關重要。

閥門密封中，閥杆與閥體之間的密封在很大程度上影響了閥門整體的密封效果。閥杆與閥體間的密封一般採用環形彈性密封材料(如橡膠)或用填料填充於閥杆與閥體之間，通過彈性材料或壓實的填料的變形補償閥杆與閥體間的間隙起到密封的效果。但由於彈性材料本身的蠕變鬆弛及長時間使用造成的磨損，會造成密封效果的下降，從而影響閥門整體密封效果。現有結構中，會設置填料鬆動時手動加載機構或通過可調節壓蓋結構定期人為加載，消除閥杆和填料損耗造成的間隙。無論哪種結構，都無法保證閥杆密封的可靠性，造成洩漏。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種補償式高密封閥門，本發明提供的補償式高密封閥門具有高耐磨性、防腐蝕性地特點，且能自動補償閥杆和密封件之間的磨損，延長密封件的壽命，提高密封性能。

本發明提供的一種補償式高密封閥門，包括閥杆、閥蓋、閥體，閥杆設於閥體中且穿過閥蓋內孔，閥蓋與閥體通過螺栓或法蘭連接，還包括填料壓蓋、彈性元件和密封件，填料壓蓋端部與閥蓋相連，另一端與彈性元件端部相連，彈性元件另一端與密封件相連，彈性元件處於壓緊的狀態，密封件設於閥杆和閥體之間。密封件設於閥杆和閥體之間，與閥杆和閥體密封接觸，通過彈性元件的預緊力將密封件壓緊，提高密封性能。在使用過程中，閥杆與密封件反覆的摩擦會產生磨損，可以通過本方案中彈性元件的預緊力通過填料擋圈繼續將密封件壓實，自動補償產生的磨損，提高密封能力，延長密封件的壽命。

在一些實施方式中，彈性元件為彈簧或C型橡膠。彈簧包括螺旋彈簧、蝶形彈簧、氣體彈簧和橡膠彈簧，也包括單彈簧和多彈簧。其中，優選不鏽鋼螺旋彈簧可以在不同的工況下使用，由於其耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕且耐酸、鹼、鹽等化學浸蝕，而且預緊力強，長時間不失效，壽命長。

在一些實施方式中，密封件為摻有陶瓷顆粒的聚四氟乙烯。本發明採用聚四氟乙烯，利用其耐高溫、耐腐蝕的特性，同時摻入陶瓷顆粒，如氧化矽、碳化矽、氧化鋁，以提高其硬度以及耐磨性。

在一些實施方式中，還包括填料擋圈，填料擋圈設於密封件和彈性元件之間。填料擋圈優選為不鏽鋼材料，這樣的設計有利於彈性元件對密封件施力。

在一些實施方式中，密封件為圓錐形密封件，圓錐形密封件與閥杆和閥體密封接觸。該方案中的閥體設計為與圓錐形密封件相配合密封的圓錐形，在彈性元件的軸向預緊力下，使得錐形密封件沿著閥體的圓錐面壓緊，有效的彌補閥杆與圓錐形密封件之間的磨損。

在一些實施方式中，圓錐形密封件為層狀結構，由多個圓錐形環組成，圓錐形環底部的直徑與相鄰的下一層的圓錐形環頂部的直徑一樣。層狀結構的圓錐形密封件，在彈性元件的軸向預緊力下，使得層狀的錐形密封環之間沿著閥體的圓錐面壓緊，能更有效的彌補閥杆與圓錐形密封件之間的磨損。

在一些實施方式中，圓錐形密封環具有開口結構，開口沿著徑向將圓錐形密封環分為第一半體和第二半體，第一半體和第二半體的內圈與閥杆密封接觸，第一半體和第二半體的外圈與閥體密封接觸，相鄰兩層圓錐形密封環的開口相互錯開。設有開口結構，能夠使得圓錐形密封件在彈性元件的軸向預緊力下，使得圓錐形密封環的兩個半體沿著周向變形、壓緊，能更有效的彌補閥杆與圓錐形密封件之間的磨損。

在一些實施方式中，圓錐形環兩端面設有向心溝槽或密布的向心紋路。如此設計是為了防止由於閥杆的轉動造成圓錐形密封環周向位置的變化。

附圖說明

圖1為本發明一實施方式中補償式高密封閥門的局部結構示意圖；

圖2為本發明一實施方式中補償式高密封閥門的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖，對本發明進行進一步詳細的說明。

如圖1和2所示，

一種補償式高密封閥門，包括閥杆1、閥蓋2、閥體5，閥杆1設於閥體5中且穿過閥蓋2的內孔，閥蓋2閥體5相連，還包括填料壓蓋6、彈性元件3和密封件4，填料壓蓋6端部與閥蓋相連2，另一端與彈性元件3端部相連，彈性元件3另一端與密封件4相連，密封件4設於閥杆1和閥體5之間。

在閥杆1和閥體5出現磨損時，為了實現閥門的自補償的效果，彈性元件3為彈簧或C型橡膠。彈性元件處於壓緊狀態。

密封件4為摻有陶瓷顆粒的聚四氟乙烯。陶瓷顆粒包括氧化矽、碳化矽、氧化鋁等。如此，既利用了聚四氟乙烯耐高溫、耐腐蝕的特性，同時摻入陶瓷顆粒，如氧化矽、碳化矽、氧化鋁，以提高其硬度以及耐磨性。

密封件4為圓錐形密封件，圓錐形密封件與閥杆1和閥體5密封接觸。該方案中的閥體5設計為與圓錐形密封件4相配合密封的圓錐形，在彈性元件3的軸向預緊力下，使得錐形密封件4沿著閥體的圓錐面壓緊，能有效的彌補閥杆與圓錐形密封件之間的磨損。

為了有利於彈性元件對密封件施力，還包括不鏽鋼材料製備的填料擋圈7，填料擋圈7設於密封件4和彈性元件3之間。

圓錐形密封件4為層狀結構，由多個圓錐形環組成，上一層圓錐形環底部的直徑與下一層圓錐形環頂部的直徑一樣。設計成層狀結構的圓錐形密封件4，是為了實現在彈性元件3的軸向預緊力下，使得層狀的錐形密封環6之間沿著閥體的圓錐面壓緊，能更有效的彌補閥杆1與圓錐形密封件4之間的磨損。

圓錐形密封環6具有開口結構，開口沿著徑向將圓錐形密封環分為第一半體9和第二半體10，第一半體9和第二半體10的內圈與閥杆1密封接觸，第一半體和第二半體的外圈與閥體5密封接觸，相鄰兩層圓錐形密封環6的開口相互錯開。設有開口結構，是為了使圓錐形密封件4在彈性元件3的軸向預緊力下，使得圓錐形密封環6的兩個半體9和10沿著周向變形、壓緊，能更有效的彌補閥杆1與圓錐形密封件4之間的磨損。

圓錐形環兩端面設有向心溝槽或密布的向心紋路。如此設計是為了防止由於閥杆1的轉動造成圓錐形密封環周向位置的變化。

在一些實施案例中，補償式高密封結構應用於閘閥、截止閥、節流閥、儀表閥、柱塞閥、隔膜閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、止回閥、減壓閥、安全閥、疏水閥、調節閥、底閥、過濾器、排汙閥。

實施案例1：一種補償式高密封閥門，包括閥杆1、閥蓋2、閥體5，閥杆1設於閥體5中且穿過閥蓋2的內孔，閥蓋2與閥體5通過法蘭連接，還包括填料壓蓋6、不鏽鋼填料擋圈、不鏽鋼螺旋彈簧3和錐形密封件4，填料壓蓋6一端與閥蓋2連接，另一端與不鏽鋼螺旋彈簧3連接，不鏽鋼螺旋彈簧3和錐形密封件4之間設有填料擋圈7，螺旋彈簧3處於壓緊狀態。其中圓錐形密封件4為層狀結構，由五個圓錐形環組成，上一層圓錐形環底部的直徑與下一層圓錐形環頂部的直徑一樣。其中，圓錐形密封環具有開口結構，開口沿著徑向將圓錐形密封環分為第一半體和第二半體，第一半體和第二半體的內圈與閥杆1密封接觸，第一半體和第二半體的外圈與閥體5密封接觸，相鄰兩層圓錐形密封環的開口相互錯開。圓錐形環的上下兩個端面設有向心溝槽。其中，圓錐形密封環為摻入氧化矽顆粒的聚四氟乙烯模壓成型。

當閥杆1與密封件4經過長時間運作，發生磨損時，不鏽鋼螺旋彈簧3通過預緊力壓緊錐形密封環，錐形密封環的兩個半體沿著周向變形、壓緊，彌補閥杆1和密封件4周向的磨損，同時錐形密封環沿著錐形面向軸向壓緊，彌補閥杆1和密封件4軸向的磨損。

本發明提供的實施方案中的補償式高密封閥門，由於使用摻入氧化矽顆粒，聚四氟乙烯的圓錐形密封環的硬度和耐磨性均得到提高，加上自補償的密封結構，延長了密封件的壽命，提高了密封性能。

以上表述僅為本發明的優選方式，應當指出，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些也應視為本發明的保護範圍之內。