[發明專利]一種復合密封低溫球閥

有效

• 申請號: 201410521325.4
• 申請日: 2014-09-30
• 公開（公告）號: CN104455524B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 江樹勇;張艷秋;趙亞楠;張春芳;錢玉峰;錢存根
• 申請（專利權）人: 江蘇億閥集團有限公司
• 主分類號: F16K5/06
• 分類號: F16K5/06;F16K5/08
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司32102
• 代理人: 何朝旭

技術領域

本發明涉及一種球閥，尤其涉及一種復合密封低溫球閥，屬于流體控制閥門技術領域。

背景技術

球閥結構簡單、密封應力均勻、密封性可靠、啟閉迅速、維修和操作方便，因此得到廣泛的應用。

隨著石油、化工和燃氣行業的迅速發展，尤其是液化天然氣(LNG)作為一種新興能源的廣泛應用，使得LNG用超低溫閥門的需求量迅速增加。由于LNG常壓下的溫度為-162℃，且易燃易爆，因此在設計LNG超低溫閥門時，對其密封性能提出了更高和更嚴格的要求。球閥因其上述特點，成為LNG用閥門的首選對象。

然而，常溫下工作的球閥均采用金屬-非金屬密封副。由于非金屬材料的彈性大，使得密封所需的比壓小，因此密封性好。但是在低溫狀態下，非金屬材料的膨脹系數較金屬材料大得多，使得其低溫時的收縮量與金屬密封件、閥體等配合件的收縮量相差較大，從而導致密封比壓嚴重降低而產生無法密封的結果。并且大多數非金屬材料在深冷溫度下會變硬和變脆，失去韌性，從而導致冷流和應力松弛。金屬材料在低溫條件下的強度和硬度提高，塑性和韌性降低，表現出不同程度的低溫冷脆現象，嚴重影響到閥門的性能和安全。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述現有技術面臨的難題，通過密封材料與密封結構相互有機結合的改進，提出一種可以在超低溫環境確保可靠密封的復合密封低溫球閥。

為了達到上述目的，本發明復合密封低溫球閥包括具有圓管狀進口流道和出口流道的閥體(10)，所述閥體(10)的進口流道和出口流道的內端分別安裝與之具有外圓配合面的閥座(23)，所述閥座(23)的相對端具有球弧表面，兩相對的球弧表面之間裝有控制流道通斷的球體(17)，所述球弧表面嵌裝外表面緊貼球體(17)的閥座密封圈(24)，所述球體(17)與垂直于流道的閥桿(1)固連，所述閥桿(1)與固定在閥體(10)上的閥蓋(9)構成旋轉副，其改進之處在于：所述閥體(10)與閥座(23)之間裝有使閥座(23)產生靠近球體(17)趨勢的彈性結構件(22)，所述閥體(10)的進口流道和出口流道與閥座(23)的配合面外端具有縮徑密封段，所述縮徑密封段的內段安裝復合密封圈(18)，外段安裝定位環(19)；所述復合密封圈(18)包括改性聚三氟氯乙烯材質的密封圈夾套(18-1)，所述密封圈夾套(18-1)開口朝外的環形嵌裝槽內嵌入開口方向一致的C形截面金屬蓄能簧(18-2)，所述金屬蓄能簧(18-2)內嵌入金屬橡膠圈(18-3)。

采用本發明后，不僅由于在閥座彈簧圈的作用下，可以保持閥座與球體之間的密封；而且改性聚三氟氯乙烯塑料可以在低溫下保持很好的彈性，金屬橡膠圈中的金屬材質與金屬蓄能簧相同，因此妥善解決了非金屬與金屬密封件等低溫收縮量相差大的難題；尤其是，本發明的復合密封圈結構使得金屬蓄能簧同時與其內芯的金屬橡膠圈有機結合，在對金屬橡膠圈起到一定保護作用的同時，共同起到產生內部撐擴彈性的作用，密封圈夾套則在開口側的介質壓力以及內部撐擴彈性的雙重作用下，得以保持低溫下與密封面可靠的貼合。

進一步，所述金屬蓄能簧和金屬橡膠圈中的金屬絲均采用鎳基合金材質。尤其是，所述鎳基合金為鎳鈦形狀記憶合金。

再進一步，所述彈性結構件包括安裝在閥座內端的彈簧盤環，所述彈簧盤環與閥體具有垂直于流道的相對端面，兩相對端面之間裝有閥座彈簧圈。

更進一步，所述密封圈夾套的開口端內側一邊延伸出卡住金屬蓄能簧外緣的擋檐。并且，所述密封圈夾套的開口端外側還可以延伸出圓弧凸起。

又進一步，所述縮徑密封段的外段通過銷釘固定安裝定位環。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

圖1為本發明一個實施例的結構示意圖。

圖2為圖1的Ⅲ處局部放大結構示意圖。

圖3為圖2中Ⅳ處的局部放大結構示意圖。

圖4為圖1的Ⅱ處局部放大結構示意圖。

圖5為圖1的Ⅰ處局部放大結構示意圖。

以上圖中主要構件包括：閥桿1、泄壓旋塞2、襯套3、復合密封圈4、防靜電裝置5、閥體柱螺栓6、閥體柱螺母7、復合密封圈8、閥蓋9、閥體10、銷釘11、環形螺母12、滴水盤13、軸承14、止推墊圈15、軸承16、球體17、復合密封圈18、定位環19、銷釘20、彈簧盤環21、閥座彈簧圈22、閥座23和閥座密封圈24。

具體實施方式

實施例一