[發明專利]一種閥桿密封結構

有效

• 申請號: 201010149169.5
• 申請日: 2010-04-12
• 公開（公告）號: CN101806375A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 陳建成
• 申請（專利權）人: 陳建成
• 主分類號: F16K41/00
• 分類號: F16K41/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 徐皂蘭

技術領域

本發明涉及一種閥桿的密封結構。

背景技術

當前工農業及生活中使用的各種閥門，都是通過閥桿傳遞扭力，完成閥門對管道流體的開啟、關閉。為了實現閥門內外密封的零泄漏，節省能源，保護環境和提高工作效率，閥門必須具有可靠的密封性能。閥門的密封部位主要有啟、閉件與閥座兩密封面間的接觸處、閥桿和閥蓋接觸處、閥桿密封處、閥體與閥蓋之間的墊片接觸處等。其中啟閉件與閥座兩密封面間的泄漏稱為閥門內漏，而閥桿與閥蓋、閥桿密封及閥體與閥蓋密封面的泄漏稱為閥門的外漏。閥門的內漏將影響閥門截斷介質的能力。閥門的外漏會造成輸運介質的損失或污染環境，嚴重時會造成重大事故。對易燃、易爆、有毒或具有放射性的介質閥門的外漏更不允許的。

1、民用低溫、低壓閥，小型閥對閥桿與閥蓋之間密封采用橡膠軟密封環，聚四氟乙烯等此類材料，一般具有膨脹系數高、不良傳導性、易老化、耐溫較低、閥桿與閥蓋之間易生銹卡死，不可抽出保養。

2、現在在工業中，大量普遍在大中型，高、中壓閥門閥桿與閥蓋之間的密封是靠壓緊外部填料蓋實現的。從密封機理上講，這種密封層強制密封或是一種堵漏式被動密封，填料裝入填料函后，經壓蓋對其施加軸向壓力。由于填料的塑性使其產生徑向力，并與閥桿緊密接觸，但這種接觸并不是非常均勻的，有些部位接觸的緊，有些部位接觸的松，還有些部位沒有接觸上，接觸的部位同非接觸的部位交替出現，起到阻止壓力介質外泄的作用。閥門在使用過程中，閥桿同填料之間存在相對(轉動)運動。隨著開啟次數的增加，轉動的次數也隨之增多，填料接觸壓力逐漸減弱，加上填料的自身老化等原因，在高溫、高壓和滲透性強的流體介質影響下，就會造成外漏。閥門在使用中閥桿不可抽出保養。

3、“波紋管閥”的閥桿部位采用了“波紋管”密封，常用于對閥桿密封要求嚴格的場合，提高閥門閥桿部位的密封性能。“波紋管”是一種具有橫向波紋和撓性的多功能薄壁管殼零件，在外力及力矩的作用下能產生軸向、角向、側向及組合移位，即有彈性又有密封特性，“波紋管”在閥門中為閥桿與閥體內提供可軸向移動的金屬殼體，形成動密封，“波紋管”隨閥桿移動而壓縮拉伸，確保閥桿密封處在中短期內能實現零泄漏。“波紋管”的疲勞壽命是隨閥桿從全開(壓縮)到全閉(拉伸)再到全開(壓縮)的運動，同時承受流體介質的工作壓力。在閥門中使用的金屬“波紋管”壽命2000——1萬次后便產生裂紋，失去對閥桿的密封作用。

因此采用“波紋管”密封閥桿方式：使用壽命短、金屬易疲勞開裂、成本高，使用范圍小，安裝維修不便。閥桿不可抽出保養。

4、隔膜閥(抗菌閥)：主要用在制藥、發酵等抗菌行業使用，其設有隔膜片，并有一定彈性的有機材料做成，在閥門開啟或關閉過程中，閥桿的螺紋部位均不與閥門內任何工作介質直接接觸，避免了閥門介質與閥桿的接觸，并取消填料及壓蓋，減少了閥蓋阻力。但缺點是：使用有機材料耐溫低、易老化、成本高，在工業中使用不廣泛，不易普及。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：設計一種閥桿的密封結構，以改變現有技術閥桿的密封方式，克服現有技術易老化、耐溫較低、閥桿與閥蓋之間易生銹卡死，不可抽出保養等問題。

解決本發明問題所采取的技術方案是：將閥桿設計成兩部分，即上閥桿和下閥桿；下閥桿由下瓷環和瓷環座組成，下瓷環鑲嵌在瓷環座上端，瓷環座中間有一個三角形或四邊形或多邊形凹槽，用于與上閥桿連接；瓷環座下部為一三角形或四邊形或多邊形柱體，用于與閥芯上的轉動凹槽連接；在閥蓋內側鑲嵌有一個與下瓷環相對應的上瓷環，兩個瓷環相對應的面均為拋光面，上瓷環與下瓷環的接觸面為密封面；上閥桿上端穿過上瓷環和閥蓋連接閥門手柄，下端插接在下瓷環的瓷環座中間的凹槽中；閥門彈簧套在瓷環座下部的柱體上，安裝在瓷環座與閥芯之間。

為了使上瓷環與閥蓋、下瓷環與瓷環座緊密連接，將上瓷環與閥蓋、下瓷環與瓷環座之間的安裝連接錐度設計為3-5度。

本發明的積極效果是：結構簡單，操作輕便，成本低，密封性能好，使用壽命長，磨損系數低；上閥桿在閥門使用中無論開啟、關閉時，都可以將其從閥體中抽出保養，以改傳統閥門在使用中不可對閥桿抽出保養維修的缺憾；該設計適用與由上向下流通即上進下出的閥門，在關閉閥門時能借流體力和彈簧力共同達到密合瓷面的目的。

附圖說明

附圖為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

本發明結構如附圖所示，將閥桿設計成兩部分，即上閥桿1和下閥桿；下閥桿由下瓷環4和瓷環座5組成，下瓷環4鑲嵌在瓷環座5上端，瓷環座5中間有一方形凹槽，用于與上閥桿1連接；瓷環座5下部為一四棱柱體7，用于與閥芯8上面的轉動凹槽連接，撥動閥芯8轉動；在閥蓋2內側鑲嵌有一個與下瓷環4相對應的上瓷環3，兩個瓷環3、4相對應的面均為拋光面；上閥桿1上端穿過上瓷環3和閥蓋2連接閥門手柄，下端穿過下瓷環4的連接瓷環座5中間的凹槽中；閥門彈簧6安裝在瓷環座5與閥芯8之間；上瓷環3與下瓷環4的接觸面為密封面。本發明的閥門閥桿結構較適用與流體上進下出的閥門，閥門的密封依靠上瓷環3與下瓷環4的接觸面在閥門彈簧6和流體壓力作用下實現。為了使上瓷環3與閥蓋2、下瓷環4與瓷環座5緊密連接，將上瓷環3與閥蓋2、下瓷環4與瓷環座5之間的安裝連接錐度設計為3-5度。