[發(fā)明專利]高壓調(diào)節(jié)球閥壓力平衡式金屬閥座密封結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510073372.1
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104653809A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳彥;史強(qiáng)修;何甜庭;王文明
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫智能自控工程股份有限公司
• 主分類號: F16K5/06
• 分類號: F16K5/06;F16K5/20
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅;徐永雷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及閥座密封結(jié)構(gòu)，具體地說是一種高壓調(diào)節(jié)球閥壓力平衡式金屬閥座密封結(jié)構(gòu)，屬于流體控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高壓調(diào)節(jié)球閥在電廠、鋼鐵、煉油、煤化工等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。由于球閥特有的整球、同心旋轉(zhuǎn)、雙閥座等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得其比其他形式的閥門能承受更大的壓力和壓差，目前高壓調(diào)節(jié)球閥的公稱壓力等級可以達(dá)到ANSI?4500LB，而其他形式閥門通常只能在小于ANSI?1500LB的公稱壓力下工作。加上球閥具有流通能力大、壓力損失小、密封效果好、制造及維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，使得高壓調(diào)節(jié)球閥在一些壓力較高、需要頻繁動(dòng)作的使用場合需求量不斷攀升。

在目前已有技術(shù)中，高壓調(diào)節(jié)球閥通常采用蝶形彈簧或圓柱彈簧作為金屬閥座的彈性補(bǔ)償元件，依靠彈簧提供的彈力將金屬閥座壓緊在閥球表面，以此來保證良好的密封效果所必須的比壓。在閥門動(dòng)作過程中，金屬閥座與閥球始終處于高壓摩擦狀態(tài)，使得高壓球閥需要較大的操作扭矩，同時(shí)金屬閥座與閥球密封面非常容易因頻繁動(dòng)作而損傷，因此采用上述結(jié)構(gòu)的高壓球閥比較適用于動(dòng)作頻率較低、特殊狀況下需要緊急切斷的使用場合。如果將上述閥門應(yīng)用于需要長期頻繁動(dòng)作的調(diào)節(jié)工況，會(huì)導(dǎo)致閥門使用壽命大大縮短，其中金屬閥座密封結(jié)構(gòu)已成為此類高壓調(diào)節(jié)工況中球閥動(dòng)作靈活性及使用壽命的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高壓調(diào)節(jié)球閥壓力平衡式金屬閥座密封結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，采用該密封結(jié)構(gòu)的高壓調(diào)節(jié)球閥性能可靠，適合于在需要頻繁動(dòng)作的苛刻工況下使用，具有扭矩適中、耐磨損、動(dòng)作靈活、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，保證裝置長期高效、安全穩(wěn)定運(yùn)行。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案：高壓調(diào)節(jié)球閥壓力平衡式金屬閥座密封結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括壓力平衡式金屬閥座、前密封環(huán)、金屬彈性增能環(huán)和后密封環(huán)，所述壓力平衡式金屬閥座內(nèi)端設(shè)有與閥球表面相配合的密封面；所述壓力平衡式金屬閥座外周壁上設(shè)置有臺肩，所述閥體內(nèi)腔內(nèi)周壁上設(shè)置有臺階，所述金屬彈性增能環(huán)設(shè)置在臺肩與臺階之間；所述壓力平衡式金屬閥座上設(shè)有平衡孔，所述平衡孔內(nèi)端開口位于密封面上，平衡孔外端開口位于臺肩平面上；所述前密封環(huán)和后密封環(huán)均密封裝配在壓力平衡式金屬閥座外周壁與閥座內(nèi)腔內(nèi)周壁之間，前密封環(huán)位于金屬彈性增能環(huán)外側(cè)，后密封環(huán)位于金屬彈性增能環(huán)內(nèi)側(cè)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓力平衡式金屬閥座外端的外周壁上設(shè)置有第一環(huán)形溝槽，壓力平衡式金屬閥座內(nèi)端的外周壁上設(shè)置有第二環(huán)形溝槽，所述前密封環(huán)嵌裝在第一環(huán)形溝槽內(nèi)，所述后密封環(huán)嵌裝在第二環(huán)形溝槽內(nèi)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述金屬彈性增能環(huán)為空心結(jié)構(gòu)，其空腔內(nèi)充滿惰性氣體。

本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，采用該密封結(jié)構(gòu)的高壓調(diào)節(jié)球閥性能可靠，適合于在需要頻繁動(dòng)作的苛刻工況下使用，具有扭矩適中、耐磨損、動(dòng)作靈活、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，保證裝置長期高效、安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2、本發(fā)明中的金屬彈性增能環(huán)能夠依靠金屬彈性變形及惰性氣體壓縮變形所產(chǎn)生的彈力對壓力平衡式金屬閥座進(jìn)行預(yù)緊，當(dāng)閥門空載時(shí)以較低的比壓使壓力平衡式金屬閥座貼合在閥球表面；

3、本發(fā)明中的金屬彈性增能環(huán)為氣囊壓縮結(jié)構(gòu)，使得其使用壽命相比普通碟形彈簧或圓柱彈簧得以大幅度提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例金屬閥座密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為應(yīng)用圖1中金屬閥座密封結(jié)構(gòu)的閥門處于關(guān)閉位置時(shí)的狀態(tài)圖。

圖3為應(yīng)用圖1中金屬閥座密封結(jié)構(gòu)的閥門處于打開位置時(shí)的狀態(tài)圖。

圖4為圖1中壓力平衡式金屬閥座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖1中金屬彈性增能環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1-閥體、1a-臺階、2-壓力平衡式金屬閥座、2a-臺肩、2b-平衡孔、2c-第一密封凹槽、2d-第二密封凹槽、3-閥球、4-前密封環(huán)、5-金屬彈性增能環(huán)、5a-空腔、6-后密封環(huán)、PV-閥座背壓、P1-閥入口處壓力、P2-閥腔壓力。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖所示：實(shí)施例中的高壓調(diào)節(jié)球閥壓力平衡式金屬閥座密封結(jié)構(gòu)主要由閥座2、前密封環(huán)4、金屬彈性增能環(huán)5和后密封環(huán)6組成。