[實用新型]軍工極高壓氧氣閥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320479725.4
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN203421193U
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳清流;樂精華;靳國平;蓋廣平;張琳;張曉軍;陳文鑫;郝宏達(dá);張娜;張國鋒;董霞;康世屏;王萬斌;高福;趙啟州
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州高壓閥門有限公司
• 主分類號: F16K1/32
• 分類號: F16K1/32;F16K27/02;F16K51/00
• 代理公司: 甘肅省知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 馬英

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于航天領(lǐng)域極高壓力氧氣閥制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能可靠使用在極高壓力工業(yè)級純氧氣苛刻、復(fù)雜工況下用的氧氣閥。

背景技術(shù)

在冶金系統(tǒng)氧氣閥門使用領(lǐng)域，氧氣閥門壓力一般不高于PN40，公稱通徑一般不高于DN500；在煤化工系統(tǒng)氧氣閥門使用領(lǐng)域，氧氣閥門壓力一般不高于CL1500或PN250，公稱通徑一般不高于DN300。而在航天領(lǐng)域由于用途的特殊性，對閥門的壓力和口徑要求都高。目前壓力一般不低于CL2500或PN420，通徑為DN10～DN500。由于航天領(lǐng)域氧氣閥的氣體在極高壓力（“極高壓力”一詞是歐洲制氧行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語，常指壓力超過11MPa的氧氣）下呈現(xiàn)出不同于常溫，中壓的流體特性和高危險性，即具有極強(qiáng)的滲透性和一旦泄漏就會發(fā)生著火爆炸的危險，因此進(jìn)行高效密封是這類閥關(guān)注的焦點之一。普通民用氧氣閥的填料一般采用無油的柔性石墨或者PTFE。閥瓣密封面采用平面型，即密封面相互平行。這種結(jié)構(gòu)對于中低壓的常溫氧氣閥效果尚可，但對于航天領(lǐng)域“極高壓力”氧氣閥效果則完全不能滿足密封的要求。這是因為航天領(lǐng)域“極高壓力”氧氣閥所要求的密封力大，氣流容易產(chǎn)生渦流、紊流和“絕熱壓縮”等特殊流體現(xiàn)象，所以除要求材料具有極高的阻燃性外，還必須要求具有極高的密封性能。而平面型密封面由于研磨精度的限制，對易滲透的極高壓力和流速的氧氣密封效果差。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供一種可靠使用在航天領(lǐng)域極高壓力工業(yè)級純氧氣苛刻、復(fù)雜工況下用的氧氣閥，密封性能可靠、安全性能好。

本實用新型采取的技術(shù)方案是：一種軍工極高壓氧氣閥，包括閥體閥座和閥瓣之間的密封結(jié)構(gòu)，所述閥體閥座和閥瓣之間的密封結(jié)構(gòu)是具有2°~5°角度差的差角密封副；同時閥桿密封為復(fù)合填料密封結(jié)構(gòu)。

所述閥體閥座密封面的錐度為42°～50°，閥瓣密封面的錐度為40°～45°。

所述閥體閥座密封面和閥瓣密封面具有硬度差。

所述復(fù)合填料密封結(jié)構(gòu)為：中間為填料隔環(huán)，該填料隔環(huán)上下由軟填料和金屬填料順序添加而成。

所述填料隔環(huán)中部設(shè)有導(dǎo)電鋼球和彈簧；該導(dǎo)電鋼球和閥桿接觸。

所述填料隔環(huán)上下端設(shè)有彈簧蓄能密封圈。

本實用新型采用的差角密封副，使兩個配對的密封面接觸時形成一個極其窄的線密封環(huán)帶，作用很小的密封力就會形成很大的密封比壓，密封性能優(yōu)良，對驅(qū)動力的要求比較低。從而使本實用新型完全滿足航天領(lǐng)域極高壓力工業(yè)級純氧氣苛刻、復(fù)雜的工況，達(dá)到安全使用的目的。

本實用新型的氧氣閥可以換裝不同的驅(qū)動裝置：例如；電動，氣動裝置可實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能控制。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是圖1中閥體密封座圖；

圖3是圖1中閥瓣圖；

圖4是圖1中復(fù)合填料圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

參照圖1和圖2、3，一種軍工極高壓氧氣閥，包括閥體閥座和閥瓣之間的密封結(jié)構(gòu)，所述閥體閥座和閥瓣之間的密封結(jié)構(gòu)是具有2°~5°角度差的差角密封副；差角密封副不同于普通閥門的密封副。該結(jié)構(gòu)是基于密封效果和減少密封力兩個方面的綜合考慮設(shè)計而成的。該密封副由兩個成一定角度的密封面組成，即閥體密封面1-1和閥瓣密封面2-1的角度不同，兩個密封面之間總是存在2°、3°、4°或5°的角度差。密封副材料按照國際氧氣閥標(biāo)準(zhǔn)選用抗阻燃極高的MONEL合金制成，兩個配對的密封面接觸時會形成一個極其窄的線密封環(huán)帶，作用很小的密封力就會形成很大的密封比壓，為避免密封失效，密封面間具有硬度差，由材料的硬度決定，硬度差控制在50~65HB,通常閥瓣的硬度比閥體密封座的硬度高。該結(jié)構(gòu)使氧氣閥的密封效果出色。另外從降低閥桿作用力的角度考慮，一般閥體密封面1-1的錐度為40°、41°、42°43°、44°或45°，閥瓣密封面2-1的錐度為42°、43°、44°、45°、46°、47°、48°、49°或50°，這樣的配合可使差角密封副構(gòu)成的受力面積變小，減小介質(zhì)低進(jìn)高出時所施加的密封力。

本實用新型經(jīng)歷了生產(chǎn)實踐的檢驗。產(chǎn)品裝配后按照API598檢驗標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，依照閥體流向箭頭的指示用水進(jìn)行密封施壓，在閥門出口端放置一個量杯進(jìn)行測量，在規(guī)定的時間內(nèi)，測量泄漏的介質(zhì)體積并和其它的結(jié)構(gòu)形成的密封效果進(jìn)行對比，對比結(jié)果如下表：