[發明專利]一種用于超低溫工況下的填料自密封組件及其方法

有效

• 申請號: 202010724417.8
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111853341B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 金志江;林振浩;李軍業;龔寶龍;錢錦遠
• 申請（專利權）人: 浙江大學;中核蘇閥科技實業股份有限公司
• 主分類號: F16K41/04
• 分類號: F16K41/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明公開了一種用于超低溫工況下的填料自密封組件及其方法，包括閥蓋、第一壓板和自密封模塊，閥蓋固定套設于目標閥體的閥桿上，在閥蓋的內壁上部環繞閥桿開設環形的第一凹槽，自密封模塊位于第一凹槽中；自密封模塊包括從上到下依次貼合設置的填料、墊片、彈簧、第二壓板和節流元件，均同軸套于閥桿的外部；節流通道的直徑沿進氣孔到出氣孔的方向逐漸減小，能使流體在節流通道內通過節流降壓作用變為氣體。本發明利用了超低溫流體介質的節流降壓作用，有效實現了填料的自密封性能，保證了密封填料的溫度始終處于0℃以上；同時自密封組件還避免了填料在目標閥體不工作時仍處于加緊密封的狀態，從而延長了填料的使用壽命。

技術領域

本發明屬于閥門裝置領域，特別涉及一種用于超低溫工況下的填料自密封組件及其方法。

背景技術

隨著液化天然氣(LNG)的大力發展，LNG接收站及運輸設備上的流體控制設備也越來越多，尤其是超低溫閥門，作為LNG接收站和運輸設備流體管路不可或缺的裝置，常常處于超低溫狀態下工作。密封裝置作為閥門中重要的組成部分，其密封性能的好壞決定著閥門質量的優劣。在超低溫工況下工作的閥門，閥門密封結構易受到低溫介質的影響，閥門各部分極易受到冷收縮的作用，使得閥門密封結構發生變形，甚至破壞。在超低溫球閥中，閥桿處的填料密封有著嚴格的溫度要求，必須保證填料始終處于0℃以上。

隨著技術的發展，工業對密封提出了更為嚴格的要求，頻換拆卸更換密封填料會造成維修成本的上升，為節約維修成本，現階段閥門密封研究不僅要求密封的高可靠性，而且要求具有長期的工作壽命。因此，研究適合密封效果良好、使用壽命長的密封結構具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，并提供一種用于超低溫工況下的填料自密封組件及其方法，本發明借助低溫流體的節流降壓作用實現了填料的自壓緊，并加強了填料的密封作用。

本發明的技術方案如下：

一種用于超低溫工況下的填料自密封組件，其包括閥蓋、第一壓板和自密封模塊，所述閥蓋固定套設于目標閥體的閥桿上，在閥蓋的內壁上部環繞所述閥桿開設環形的第一凹槽；所述自密封模塊為環形，位于所述第一凹槽中，與第一凹槽的底部平齊；所述第一壓板套設于所述閥桿上，與所述閥蓋的出口側固定連接；沿第一壓板的內壁周向固定有環形壓蓋，壓蓋的下端伸入第一凹槽中并與所述自密封模塊的頂部緊密貼合；

所述自密封模塊包括從上到下依次貼合設置的填料、墊片、彈簧、第二壓板和節流元件，均同軸套于所述閥桿的外部；所述節流元件包括節流通道，在節流元件的底部開設節流通道的進氣孔，閥桿和閥蓋之間溢出的超低溫流體能通過所述進氣孔進入節流通道，節流元件的外側壁上部開設節流通道的出氣孔；節流元件的外側壁上部與所述閥蓋內壁之間留有空隙，在第二壓板的蓋合作用下，構成相對封閉的氣體腔室；所述節流通道的直徑沿進氣孔到出氣孔的方向逐漸減小，能使流體在節流通道內通過節流降壓作用變為氣體；所述彈簧能沿所述閥桿軸向伸縮，且始終處于壓縮狀態；彈簧的一側壓合于所述第二壓板上，另一側壓合于所述墊片上，墊片、彈簧和第二壓板均能在所述第一凹槽中沿所述閥桿的軸向移動；所述填料的內外側壁分別與所述閥桿和閥蓋內壁緊密貼合，并且填充完全；填料的上下面分別被壓蓋和墊片擠壓，填料呈現徑向變大的趨勢。

作為優選，所述閥蓋通過法蘭組固定套設于目標閥桿上，所述第一壓板通過螺栓組與所述閥蓋連接固定。

作為優選，所述壓蓋的內外側壁沿周向分別開設第二凹槽，用于放置第一O型圈進行密封，使壓蓋與所述閥桿和閥蓋內壁的貼合處均具有氣密性。

作為優選，所述墊片的內外側壁沿周向分別開設第三凹槽，用于放置第二O型圈進行密封；所述節流元件內外側壁的下部沿周向分別開設第四凹槽，用于放置第三O型圈進行密封。

作為優選，所述彈簧采用碟形彈簧。

作為優選，所述節流通道為多個，在所述節流元件上周向均勻布設。