[發明專利]一種海底高壓球閥密封結構

在審

• 申請號: 202110276396.2
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113048258A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 王同棣;牛振文;于化順
• 申請（專利權）人: 濱州永泰不銹鋼制品有限公司
• 主分類號: F16K5/06
• 分類號: F16K5/06;F16K5/20;F16K5/08;F16K27/06;F16K31/54;F16K41/06
• 代理公司: 濟南鼎信專利商標代理事務所(普通合伙) 37245
• 代理人: 陳文水

本發明公開了一種海底高壓球閥密封結構，包括閥蓋、纏繞墊片、閥體、球體、閥座、導柱、二級密封組件、閥桿、鎖緊螺栓、油道、密封圈。所述閥座與球體之間采用球面密封組件進行密封，所述球面密封組件外側設置有二級密封組件，所述二級密封組件的另一側與閥體緊密相抵接，所述二級密封組件與閥體之間設置有閥體密封墊，所述閥體密封墊整體呈階梯型設置，所述閥體密封墊的外側設置有壓套，所述二級密封組件的矩形槽內部設置有彈簧，所述彈簧的支撐桿與石墨擋圈相抵接，所述石墨擋圈的另一側與球面密封組件進行密封相連，所述彈簧采用空氣彈簧。所述本發明通過增設二級密封組件，通過二級密封組件與球面密封組件配合使用，進行密封，所述本發明結構設計合理、密封性能好、不易泄漏。

技術領域

本發明是一種海底高壓球閥密封結構，具體涉及閥門技術領域。

背景技術

球閥是20世紀50年代問世的一種閥門。經過半個世紀的發展，現在已經成為一種主要的閥類，主要應用在航天、石油化工、長輸管線、輕工食品、建筑等行業。海洋石油工業近年來迅猛發展，由于海洋采油面臨著氯離子腐蝕、300多℃高溫、高達40—105MPa氣體介質等高參數工況，常規閥門對耐腐蝕性、耐高溫和高壓氣體密封等難題不能很好解決，另外，由于海洋工況閥門不同于陸地閥門，維護成本極高，因此，對閥門的密封性能和可靠性也提出來更高的要求。由此，隨著海洋科學技術的研究與發展，球閥的應用也越來越受到重視。球閥與其他閥類相比，具有許多突出的優點，受到科學技術人員的歡迎，球閥的主要特點如下：

l、流體阻力小。球閥一般有縮徑和不縮徑通道兩種結構，但是無論哪種結構，球閥的流阻系數都比較小。可以說，在所有閥門中，全流量型球閥即不縮徑球閥的流阻是最小的。

2、開關迅速、方便，容易實現遠程自動化控制。由于球閥在一般情況下只需球體旋轉90。就完成了全開或者全閉動作，很容易實現快速啟閉；同時由于開閉動作簡單，也很容易實現遠程控制和自動化控制。

3、可靠性高，由于球體與閥座一對密封副不會發生擦傷、急劇磨損等故障，因此球閥的可靠性比較高。

抗腐蝕能力是深海高壓閥門必須具備的一個特征。深海閥門工作在深海中，其材料不僅受到海水的腐蝕，還受到閥門內部高壓、高速介質的腐蝕。深海閥門用材料在其工作環境中必須面臨 H2O 腐蝕、CO2 腐蝕以及 Cl-腐蝕、電極腐蝕以及運輸介質中因工藝需要而添加的各種化學試劑腐蝕等，這些因素會給金屬和非金屬材料帶來各種不利的影響，破壞閥門各個零部件的表面質量與結構強度，導致閥門的使用壽命降低。但目前常用的普通球閥閥門材料容易生銹，經不起海水沖刷很容易泄露報廢，造成頻繁更換，費時費力，以及目前常用的球閥在使用的過程中存在結構設置不合理，密封性能差，容易發生泄漏，工作不可靠，使用壽命短。

但是，關于深海球閥密封性能差，以及通球閥閥門材料容易生銹，經不起海水沖刷很容易泄露報廢，造成頻繁更換，費時費力的問題，也是現在深海球閥急需解決的問題，如中國發明專利公開號：CN 112081947 A公開了一種海洋工況用高溫高壓油氣硬密封球閥，所述金屬閥座圈通過第一耐高溫唇形密封圈與閥座安裝槽的內壁面之間構成密封；第一石墨自緊密封圈背離第一金屬壓環端與金屬閥座圈連接。上述技術方案，結構設計合理、密封性能好、不易泄漏、工作可靠、使用壽命長且實用性好。但是對于球閥的密封性能以及耐腐蝕性依然沒有得到很好地解決。

但是，關于深海球閥密封性能差，以及通球閥閥門材料容易生銹，經不起海水沖刷很容易泄露報廢，造成頻繁更換，費時費力的問題，也是現在深海球閥急需解決的問題，如中國發明專利公開號：CN 211820831 U公開了是一種上裝式深海自密封球閥，本裝置采用整體鍛制，可進行高壓介質輸送。整體鍛制閥門，閥體缺陷小，克避因缺陷部位造成的應力集中。但是對于球閥的密封性能以及耐腐蝕性依然沒有得到很好地解決。

發明內容