專利名稱：：一種高溫高壓雙向平衡截止閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種閥門，特別是一種能夠用于截斷或接通高溫高壓管道中雙向流動介質(zhì)的雙向壓力自平衡截止閥。
背景技術(shù)：
：石化、油田、冶金、熱電廠等管道中的傳統(tǒng)技術(shù)截止閥，主要由閥體、閥瓣、閥蓋和閥桿等組成。該傳統(tǒng)技術(shù)截止閥關(guān)閉時，閥體入口的介質(zhì)壓力作用于閥瓣一側(cè)，并直接傳遞至操作閥桿上，使得閥門操作力很大，嚴重影響了閥門的密封性能和使用壽命，也制約了截止閥在高壓、大通徑管道上的應(yīng)用。為了解決這一問題，專利ZL036278053.2提供了一種可耐高溫的壓力自平衡截止閥，該閥門采用柔性石墨等高溫密封材料制作密封圈，并通過設(shè)置壓環(huán)壓緊密封圈的方法來彌補該類高溫密封材料的低密度問題，實現(xiàn)了密封圈對閥瓣外圓與閥體之間的密封，閥門不僅操作輕松而且能用于高溫介質(zhì)環(huán)境，由于該密封結(jié)構(gòu)并不具備壓力自密封特性，密封圈對閥瓣的密封程度完全依賴于壓環(huán)對密封圈的壓緊程度，使用過程中其密封程度將隨著閥瓣對密封圈的磨損而下降，因此該專利還不能滿足高壓管道或操作頻繁工況的實際應(yīng)用要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能夠用于截斷或接通高溫高壓管道中雙向流動介質(zhì)且操作頻繁的雙向壓力自平衡截止閥，它在不提高現(xiàn)有閥門生產(chǎn)成本的條件下，通過改變閥門的密封結(jié)構(gòu)，使其密封圈不僅耐高溫、耐高壓，而且具有雙向壓力自密封和磨損自動補償功能，使得本發(fā)明的閥門操作十分輕松、密封性能好、使用壽命長，不僅適用于各種單向壓力管道，還特別適用于雙向流動的高溫、高壓和操作頻繁的壓力管道，且工作可靠和制法簡便。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種高溫高壓雙向平衡截止閥，它包括閥體、閥瓣、壓環(huán)、閥蓋和閥桿，其中閥體內(nèi)依次分為內(nèi)腔、中腔和上腔，閥體內(nèi)設(shè)有上通道、下通道及內(nèi)通道，在內(nèi)通道的上端面上設(shè)有第一密封面，閥瓣設(shè)置在內(nèi)腔中，閥瓣的下端面上設(shè)有第二密封面，壓環(huán)通過螺紋聯(lián)接設(shè)置在上腔內(nèi)，閥桿穿過閥蓋，閥桿的下端部與閥瓣活動聯(lián)接，閥蓋與閥體固定聯(lián)接，在中腔與閥瓣的外圓及壓環(huán)之間所構(gòu)成的環(huán)形溝槽內(nèi)，自上而下依次設(shè)有上墊圈、上密封圈、上隔環(huán)、阻斷圈、下隔環(huán)、下密封圈和下墊圈，通過旋緊壓環(huán)使得上墊圈和上隔環(huán)共同向內(nèi)擠壓上密封圈，通過旋緊壓環(huán)使得下隔環(huán)和下墊圈共同向內(nèi)擠壓下密封圈。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點1、雙向高溫高壓自密封結(jié)構(gòu)，通過對低密度高溫密封材料(如柔性石墨類)的預緊密封和利用介質(zhì)的自身壓力，實現(xiàn)了密封圈對閥瓣的壓力自密封及密封圈的磨損自動補償問題，解決了高溫環(huán)境下的滑動密封技術(shù)難題，使得本發(fā)明能夠用于現(xiàn)有自平衡截止閥技術(shù)還無法使用的高溫、高壓及操作頻繁的雙向流動的壓力管道；2、雙向壓力自平衡結(jié)構(gòu)，使得閥瓣上承受的介質(zhì)壓力自平衡，閥門操作十分輕松，不僅降低了手動閥門的人工操作勞動強度，而且顯著降低了電動、氣動閥門的輔助裝置能耗，還極大的拓寬了截止閥在雙向流動的大通徑高壓管道上的應(yīng)用；3、采用不同材料制作，可廣泛適用于各種雙向流動的高溫、高壓及腐蝕性介質(zhì)管道。附圖是本發(fā)明一種高溫高壓雙向平衡截止閥的一種結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。本發(fā)明高溫高壓雙向平衡截止閥，它包括閥體1、閥瓣4、壓環(huán)16、閥蓋17和閥桿19，其中閥體1內(nèi)依次分為內(nèi)腔6、中腔9和上腔15，閥體1內(nèi)設(shè)有上通道3、下通道34及內(nèi)通道36，在內(nèi)通道36的上端面上設(shè)有第一密封面2，閥瓣4設(shè)置在內(nèi)腔6中，閥瓣4的下端面35上設(shè)有第二密封面33，壓環(huán)16通過螺紋聯(lián)接設(shè)置在上腔15內(nèi)，閥桿19穿過閥蓋17，閥桿19的下端部與閥瓣4活動聯(lián)接，閥蓋17與閥體1固定聯(lián)接，平衡孔21設(shè)置在閥瓣4或閥桿19上，在中腔9與閥瓣4的外圓5及壓環(huán)16之間所構(gòu)成的環(huán)形溝槽內(nèi)，自上而下依次設(shè)有上墊圈14、上密封圈13、上隔環(huán)12、阻斷圈11、下隔環(huán)10、下密封圈8和下墊圈7，通過旋緊壓環(huán)16使得上墊圈14和上隔環(huán)12共同向內(nèi)擠壓上密封圈13，通過旋緊壓環(huán)16使得下隔環(huán)10和下墊圈7共同向內(nèi)擠壓下密封圈8。本發(fā)明高溫高壓雙向平衡截止閥，閥體1上所設(shè)第一密封面2，其形狀為平面、圓錐面或球面。閥瓣4上所設(shè)第二密封面33，其形狀為平面、圓錐面或球面。上墊圈14上所設(shè)第一下端面22，其形狀為圓錐面或球面。上隔環(huán)12上所設(shè)第一上端面25，其形狀為圓錐面或球面。下隔環(huán)10上所設(shè)第二下端面29，其形狀為圓錐面或球面。下墊圈7上所設(shè)第二上端面32，其形狀為圓錐面或球面。上墊圈14與壓環(huán)16可分別制成兩個獨立的零件或合制成同一個零件。本發(fā)明的原理是本發(fā)明的截止閥與壓力管道聯(lián)接后，當截止閥處于關(guān)閉狀態(tài)時，在閥桿的推動下，閥瓣下端面上所設(shè)密封面與閥體內(nèi)通道上端面上所設(shè)密封面貼緊構(gòu)成密封，當壓力介質(zhì)從閥體上通道進入時，對介質(zhì)的密封原理介質(zhì)沿下墊圈與閥體中腔之間的縫隙滲入預緊力較小的下密封圈的外圓表面形成擠壓，迫使下密封圈的內(nèi)圓表面與閥瓣的外圓進一步貼緊，構(gòu)成下密封圈對閥瓣的壓力自密封，設(shè)置的阻斷圈則阻斷了介質(zhì)沿下密封圈的外圓表面繼續(xù)上行的通道，實現(xiàn)了對閥門上通道的密封，對介質(zhì)的壓力自平衡原理介質(zhì)壓力作用在閥瓣的外圓表面上形成相互抵消的徑向力，實現(xiàn)了介質(zhì)對閥瓣的壓力自平衡，當壓力介質(zhì)從閥體下通道進入時，對介質(zhì)的密封原理介質(zhì)通過閥瓣或閥桿上所設(shè)平衡孔傳遞至閥體、閥蓋聯(lián)接腔，再沿上墊圈與閥體中腔之間的縫隙滲入預緊力較小的上密封圈的外圓表面形成擠壓，迫使上密封圈的內(nèi)圓表面與閥瓣的外圓進一步貼緊，構(gòu)成上密封圈對閥瓣的壓力自密封，設(shè)置的阻斷圈則阻斷了介質(zhì)沿上密封圈的外圓表面繼續(xù)下行的通道，實現(xiàn)了對閥門下通道的密封，對介質(zhì)的壓力自平衡原理介質(zhì)壓力作用在閥瓣的下端面的同時，又通過閥瓣或閥桿上所設(shè)平衡孔傳遞至閥體、閥蓋聯(lián)接腔并作用在閥瓣的上端面，沿閥瓣的軸向形成一對方向相反、相互抵消的軸向力，實現(xiàn)了介質(zhì)對閥瓣的壓力自平衡，當本發(fā)明處于開啟狀態(tài)時，在閥桿的拉動下，閥瓣被提起直至完全開啟閥門。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例。結(jié)合附圖，本發(fā)明主要由閥體1、閥瓣4、平衡孔21、壓環(huán)16、上墊圈14、上密封圈13、上隔環(huán)12、阻斷圈11、下隔環(huán)10、下密封圈8、下墊圈7、閥蓋17和閥桿19等組成。閥體1設(shè)有上通道3、下通道34及內(nèi)通道36，在內(nèi)通道36的上端面設(shè)有密封面2，其形狀為平面、圓錐面或球面；閥瓣4設(shè)置在閥體1內(nèi)腔6中，閥瓣4下端面35上設(shè)有密封面33，其形狀為平面、圓錐面或球面，與閥體1上所設(shè)密封面2構(gòu)成密封，閥瓣4上設(shè)有平衡孔21，使置于閥瓣4下端面35下方的閥體1下通道34與置于閥瓣4上端面20上方的閥體1、閥蓋17聯(lián)接腔18溝通；壓環(huán)16通過螺紋聯(lián)接設(shè)置在閥體1上腔15內(nèi)，上墊圈14、上密封圈13、上隔環(huán)12、阻斷圈11、下隔環(huán)10、下密封圈8和下墊圈7自上而下的均設(shè)置在閥體1中腔9與閥瓣4外圓5及壓環(huán)16之間所構(gòu)成的環(huán)形溝槽內(nèi)，其中，上密封圈13設(shè)置在上墊圈14與上隔環(huán)12之間，上墊圈14的下端面22和上隔環(huán)12的上端面25的形狀呈向內(nèi)擠壓上密封圈13的圓錐面，阻斷圈11設(shè)置在上隔環(huán)12與下隔環(huán)10之間，上隔環(huán)12的下端面26和下隔環(huán)10的上端面28的形狀呈向外擠壓阻斷圈11的圓錐面，下密封圈8設(shè)置在下隔環(huán)10與下墊圈7之間，下隔環(huán)10的下端面29和下墊圈7的上端面32的形狀呈向內(nèi)擠壓下密封圈8的圓錐面，通過旋緊壓環(huán)16分別使得上墊圈14及上隔環(huán)12向內(nèi)擠壓上密封圈13、上隔環(huán)12及下隔環(huán)10向外擠壓阻斷圈11、下隔環(huán)10及下墊圈7向內(nèi)擠壓下密封圈8，并在上密封圈13的內(nèi)圓表面24獲得較其外圓表面23更大的密封預緊力、在下密封圈8的內(nèi)圓表面31獲得較其外圓表面30更大的密封預緊力，以及在阻斷圈11的外圓表面27獲得足夠的密封阻斷力；閥桿19穿過閥蓋17，閥桿19下端部與閥瓣4活動聯(lián)接，閥桿19可攜帶閥瓣4在閥體1內(nèi)腔6中作上下移動，形成本發(fā)明截止閥的開啟或關(guān)閉；閥蓋17與閥體1固定聯(lián)接。本發(fā)明不僅極大的拓展了現(xiàn)有平衡截止閥技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，而且能夠確保實際應(yīng)用過程中的安全性，例如向鍋爐、礦井、油井等補水用的高壓水泵前必須配置的高壓閥，一般情況下，當泵供水時需開啟閥門使得管道暢通，而當泵停止供水時又需關(guān)閉閥門以防止所供高壓水倒流，若此處高壓閥配置的是現(xiàn)有單向自平衡截止閥或內(nèi)旁通截止閥，該類閥門能夠確保泵供水時的正常的開啟或關(guān)閉，而當泵停止供水時，關(guān)閉后的該類閥門卻無法阻止所供高壓水的倒流和因此引發(fā)生產(chǎn)及安全事故，又如熱電廠的發(fā)電過程中，需將多個鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽分別通過高壓閥門送入共用母管中，當需停止部分鍋爐供氣時，同樣需要關(guān)閉閥門以防止高溫高壓蒸汽的回流，因此現(xiàn)有單向自平衡截止閥或內(nèi)旁通截止閥也不適用此類工況。實際上，石化、油田、冶金或電廠等管道系統(tǒng)，一般都存在大量的雙向流動的高溫高壓管道，本發(fā)明已通過大量的雙向高溫高壓密封性能及可靠性實驗，各項試驗數(shù)據(jù)均超過國家相關(guān)標準，部分關(guān)鍵數(shù)據(jù)已超過國際先進標準，由于目前國際上還沒有同時具有耐高溫和耐高壓的雙向平衡截止閥產(chǎn)品，本發(fā)明具有十分廣闊的應(yīng)用前景。以下是本發(fā)明的高溫高壓雙向平衡截止閥與同參數(shù)現(xiàn)有截止閥的性能對比(基本參數(shù)閥門通徑100mm、工作壓力32MPa、工作溫度彡570°C)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注1、表中現(xiàn)有截止閥數(shù)據(jù)摘自《實用閥門設(shè)計手冊》機械工業(yè)出版社陸培文主編2002.9；2、表中本發(fā)明數(shù)據(jù)來源于大量的雙向高溫高壓密封性能及可靠性實驗。權(quán)利要求一種高溫高壓雙向平衡截止閥，其特征在于它包括閥體[1]、閥瓣[4]、壓環(huán)[16]、閥蓋[17]和閥桿[19]，其中閥體[1]內(nèi)依次分為內(nèi)腔[6]、中腔[9]和上腔[15]，閥體[1]內(nèi)設(shè)有上通道[3]、下通道[34]及內(nèi)通道[36]，在內(nèi)通道[36]的上端面上設(shè)有第一密封面[2]，閥瓣[4]設(shè)置在內(nèi)腔[6]中，閥瓣[4]的下端面[35]上設(shè)有第二密封面[33]，壓環(huán)[16]通過螺紋聯(lián)接設(shè)置在上腔[15]內(nèi)，閥桿[19]穿過閥蓋[17]，閥桿[19]的下端部與閥瓣[4]活動聯(lián)接，閥蓋[17]與閥體[1]固定聯(lián)接，在中腔[9]與閥瓣[4]的外圓[5]及壓環(huán)[16]之間所構(gòu)成的環(huán)形溝槽內(nèi)，自上而下依次設(shè)有上墊圈[14]、上密封圈[13]、上隔環(huán)[12]、阻斷圈[11]、下隔環(huán)[10]、下密封圈[8]和下墊圈[7]，通過旋緊壓環(huán)[16]使得上墊圈[14]和上隔環(huán)[12]共同向內(nèi)擠壓上密封圈[13]，通過旋緊壓環(huán)[16]使得下隔環(huán)[10]和下墊圈[7]共同向內(nèi)擠壓下密封圈[8]。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓雙向平衡截止閥，其特征在于平衡孔[21]設(shè)置在閥瓣[4]或閥桿[19]上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓雙向平衡截止閥，其特征在于閥體[1]上所設(shè)第一密封面[2]，其形狀為平面、圓錐面或球面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓雙向平衡截止閥，其特征在于閥瓣[4]上所設(shè)第二密封面[33]，其形狀為平面、圓錐面或球面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓雙向平衡截止閥，其特征在于上墊圈[14]上所設(shè)第一下端面[22]，其形狀為圓錐面或球面。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓雙向平衡截止閥，其特征在于上隔環(huán)[12]上所設(shè)第一上端面[25]，其形狀為圓錐面或球面。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓雙向平衡截止閥，其特征在于下隔環(huán)[10]上所設(shè)第二下端面[29]，其形狀為圓錐面或球面。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓雙向平衡截止閥，其特征在于下墊圈[7]上所設(shè)第二上端面[32]，其形狀為圓錐面或球面。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓雙向平衡截止閥，其特征在于上墊圈[14]與壓環(huán)[16]可分別制成兩個獨立的零件或合制成同一個零件。全文摘要本發(fā)明公開了一種高溫高壓雙向平衡截止閥。它由閥體、閥瓣、平衡孔、壓環(huán)、上墊圈、上密封圈、上隔環(huán)、阻斷圈、下隔環(huán)、下密封圈、下墊圈、閥蓋和閥桿等組成，本發(fā)明具有的雙向高溫高壓自密封結(jié)構(gòu)，使其能夠用于現(xiàn)有自平衡截止閥技術(shù)還無法使用的高溫、高壓及操作頻繁的雙向流動的壓力管道；本發(fā)明具有的雙向壓力自平衡結(jié)構(gòu)，使得閥瓣上承受的介質(zhì)壓力自平衡，閥門操作十分輕松，不僅降低了手動閥門的人工操作勞動強度，而且顯著降低了電動、氣動閥門的輔助裝置能耗，還極大的拓寬了截止閥在雙向流動的大通徑高壓管道上的應(yīng)用。本發(fā)明采用不同材料制作，可廣泛適用于各種單向或雙向流動的高溫、高壓及腐蝕性介質(zhì)管道，且工作可靠和制法簡便。文檔編號F16K39/02GK101806363SQ201010160830公開日2010年8月18日申請日期2010年4月30日優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日發(fā)明者周君申請人:南京理工大學;周君