專利名稱：截止閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥門領(lǐng)域，特別地，涉及一種水冷式超高溫截止閥。
技術(shù)背景
在許多高溫流體的管路系統(tǒng)中需要裝配截止閥，由于這種截止閥應(yīng)用于高溫環(huán)境中，其各種物理性能和機(jī)械性能都將發(fā)生變化，導(dǎo)致高溫截止閥在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇方面非常嚴(yán)格。當(dāng)截止閥的使用溫度超過450°C時(shí)，截止閥容易出現(xiàn)蠕動(dòng)和斷裂。目前，高溫截止閥主要是由耐高溫的材料制成，但當(dāng)使用的最高工作溫度超過730°C時(shí)，該截止閥不再適用。另一方面，當(dāng)前高溫截止閥通常采用閥體與截止閥控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)單獨(dú)設(shè)計(jì)，且重點(diǎn)在于閥瓣與閥座密封面的冷卻上，忽視了閥芯密封結(jié)構(gòu)和閥門控制機(jī)構(gòu)的冷卻，這使得閥芯密封結(jié)構(gòu)容易失效，且隨著熱量的繼續(xù)傳遞，對閥門控制機(jī)構(gòu)也容易造成威脅，使其難以勝任更高的工作溫度。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種截止閥，以解決現(xiàn)有截止閥的閥芯遇高溫容易變形、密封效果減弱的技術(shù)問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種截止閥，包括閥體和閥芯， 閥體包括閥腔和密封錐面，閥體上設(shè)置有流體入口接嘴和流體出口接嘴，流體入口接嘴和流體出口接嘴分別與閥腔連通；閥芯包括密封錐頭，閥芯設(shè)置在閥腔內(nèi)，密封錐頭可活動(dòng)地設(shè)置在密封錐面處，密封錐頭和密封錐面之間密封配合；閥體上還設(shè)置有冷卻液入口接嘴和冷卻液出口接嘴，閥體內(nèi)設(shè)置有第一冷卻液管路，閥芯內(nèi)設(shè)置有第二冷卻液管路，冷卻液入口接嘴、第一冷卻液管路、第二冷卻液管路和冷卻液出口接嘴依次連通。
進(jìn)一步地，閥芯的周壁上設(shè)置有冷卻液入口和冷卻液出口，第一冷卻液管路和第二冷卻液管路通過冷卻液入口連通，第二冷卻液管路和冷卻液出口接嘴通過冷卻液出口連ο
進(jìn)一步地，閥體在冷卻液入口和閥腔之間的內(nèi)壁上設(shè)置有第一密封圈和第二密封圈，第一密封圈和第二密封圈均為金屬密封圈。
進(jìn)一步地，閥體還設(shè)置有第一集液腔、第二集液腔和第三集液腔，第一集液腔設(shè)置在第一密封圈和第二密封圈的外周，第二集液腔設(shè)置在冷卻液入口與閥體相連接的位置， 第三集液腔設(shè)置在冷卻液出口接嘴與冷卻液出口之間。
進(jìn)一步地，閥芯的第二端設(shè)置有臺(tái)肩，閥體和閥芯以及臺(tái)肩圍成的空間形成第一氣腔，閥體上設(shè)置有第一氣孔接嘴，第一氣孔接嘴與第一氣腔連接；截止閥還包括閥蓋，閥蓋套蓋在閥體的端部，閥蓋與閥芯之間圍成的空間形成第二氣腔，閥蓋上設(shè)置有第二氣孔接嘴，第二氣孔接嘴與第二氣腔連接。
進(jìn)一步地，第二集液腔和第三集液腔之間的閥體內(nèi)壁上設(shè)置有第三密封圈；第三集液腔和第一氣腔之間的閥體內(nèi)壁上設(shè)置有第四密封圈；第一氣腔和第二氣腔之間的閥體內(nèi)壁上設(shè)置有第五密封圈。
進(jìn)一步地，閥體包括閥座和閥筒，閥座和閥筒固定連接；閥座上設(shè)置有定位凸臺(tái)和有孔板，閥筒和閥座通過定位凸臺(tái)和有孔板定位裝配。
進(jìn)一步地，閥芯包括閥頭和閥桿，閥頭和閥桿固定連接；閥桿上設(shè)置有定位槽，閥桿與閥頭通過定位槽定位裝配。
進(jìn)一步地，閥頭的內(nèi)部為空腔，閥桿的第二端設(shè)置為空心管路，閥桿的第二端伸入到空腔內(nèi)，閥桿的第二端外周壁與空腔的內(nèi)周壁之間設(shè)置有間隙；閥桿的第二端外周壁與空腔的內(nèi)周壁之間的間隙和閥桿的第二端的空心管路構(gòu)成第二冷卻液管路。
進(jìn)一步地，閥座、閥筒、閥頭和閥桿使用高溫合金整體切削而成；閥座和閥筒通過焊接固定連接，閥頭和閥桿通過焊接固定連接。
本發(fā)明具有以下有益效果
1、本發(fā)明在閥體與閥芯中設(shè)置了一條冷卻液體的回路，可以同時(shí)對閥體、閥芯以及兩者的密封面進(jìn)行冷卻，這樣，大大加強(qiáng)了截止閥的冷卻效果，使得該截止閥適用于更高的工作溫度。
2、本發(fā)明在閥體與閥芯之間設(shè)置了三個(gè)集液腔，而該三個(gè)集液腔之間的冷卻液流道相對比較狹小，使得在能夠保證冷卻液充足的條件下，流路中的冷卻液流速相對較高，這樣可以防止死水區(qū)的形成，并增強(qiáng)冷卻換熱效果。
3、第一集液腔和第二集液腔間的孔板兩側(cè)壓差可使冷卻水從四周均勻流入第二級集液腔，保證冷卻的均勻性；開孔位置靠近壁面，可進(jìn)一步增強(qiáng)對壁面的冷卻。
4、第二集液腔和第三集液腔在充當(dāng)閥芯冷卻通道入口、出口的同時(shí)可對閥芯、閥桿以及閥筒實(shí)施冷卻，防止熱量傳遞至閥筒上部而造成氣體腔密封結(jié)構(gòu)失效以及操縱氣溫度、壓力的急劇變化，給閥門控制帶來不確定性。
5、本發(fā)明的截止閥在閥體與閥芯以及閥蓋之間設(shè)置了兩個(gè)氣體腔，對該兩個(gè)氣體腔中沖入或者排除高壓氣體，以推動(dòng)閥芯上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)截止閥的開閉，使得截止閥的控制機(jī)構(gòu)更加簡單，且控制操作更加方便簡捷。
除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。 下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中
圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的截止閥的截面結(jié)構(gòu)示意圖；以及
圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的閥座的截面結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的閥芯的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
參見圖1，本發(fā)明的截止閥，主要用于高溫流體管路中，實(shí)現(xiàn)對高溫流體的通斷，該截止閥包括閥體1和閥芯2，閥體1內(nèi)設(shè)置有高溫流體通路，閥芯2設(shè)置在閥體1內(nèi)，并且閥芯2在閥體1內(nèi)可以沿軸向往返移動(dòng)。閥芯2與閥體1之間設(shè)置有密封機(jī)構(gòu)，當(dāng)高溫流體流經(jīng)閥體1內(nèi)時(shí)，可以通過閥芯2與閥體1的接合而使高溫流體截止。
結(jié)合參見圖2和圖3，閥體1內(nèi)部設(shè)置有閥腔101和密封錐面102，閥體1上設(shè)置有流體入口接嘴103和流體出口接嘴104，流體入口接嘴103和流體出口接嘴104分別與閥腔101連通，即流體入口接嘴103、閥腔101和流體出口接嘴104構(gòu)成高溫流體在該截止閥內(nèi)的流路。閥芯2的第一端設(shè)置有密封錐頭201，閥芯2的第一端裝配在閥腔101內(nèi)，密封錐頭201可活動(dòng)地設(shè)置在密封錐面102處，密封錐頭201和密封錐面102之間密封配合。 當(dāng)需要截止高溫流體時(shí)，將密封錐頭201靠近密封錐面102移動(dòng)并使兩者緊密貼合，實(shí)現(xiàn)流體截止；當(dāng)需要使高溫流體暢通時(shí)，將密封錐頭201遠(yuǎn)離密封錐面102移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)流體暢通。
閥體1上還設(shè)置有冷卻液入口接嘴105和冷卻液出口接嘴106，閥體1內(nèi)設(shè)置有第一冷卻液管路107。閥芯2內(nèi)設(shè)置有第二冷卻液管路202，冷卻液入口接嘴105、第一冷卻液管路107、第二冷卻液管路202和冷卻液出口接嘴106依次連通，構(gòu)成該截止閥的冷卻流路。冷卻液入口接嘴105設(shè)置在閥體1上的與流體出口接嘴104相對的側(cè)壁上；第一冷卻液管路107設(shè)置在閥腔101以及閥體1的閥芯2安裝腔的周圍；第二冷卻液管路202設(shè)置在閥芯2的內(nèi)部。優(yōu)選地，第二冷卻液管路202在閥芯2內(nèi)設(shè)置為折回形管路，即第二冷卻液管路202先沿閥芯2的周圍流到密封錐頭201處，再沿閥芯2的軸線流到冷卻液出口接嘴106，形成一條幾字形冷卻流路。當(dāng)該冷卻流路中有冷卻液流過時(shí)，可對該閥芯實(shí)施有效冷卻，防止因高溫蠕變而造成密封面失效。同時(shí)，對閥芯壁面的冷卻可減輕高溫對與之接觸的第一密封圈11和第二密封圈12造成的威脅。
請參照圖3，優(yōu)選地，閥芯2的周壁上設(shè)置有冷卻液入口 203和冷卻液出口 204，第一冷卻液管路107和第二冷卻液管路202通過冷卻液入口 203連通，第二冷卻液管路202和冷卻液出口接嘴106通過冷卻液出口 204連通。冷卻液入口 203與閥腔101之間的閥體1 內(nèi)壁上設(shè)置有第一密封圈11和第二密封圈12，第一密封圈11和第二密封圈12實(shí)現(xiàn)高溫流體和冷卻液的密封，阻止兩種液體相互滲透。第一密封圈11與高溫流體接觸，用于阻止高溫流體向閥芯2第二端滲透，第二密封圈12與冷卻液接觸，用于阻止冷卻液向閥腔101滲透。在冷卻液入口 203與閥腔101之間的閥體1內(nèi)壁上設(shè)置兩道密封圈，使得閥體1與閥芯2之間的密封效果更好；當(dāng)?shù)谝幻芊馊?1由于受高溫流體的影響而失效時(shí)，高溫流體滲透到第一密封圈11和第二密封圈12之間，這時(shí)第二密封圈12接著起到密封高溫流體的作用；同時(shí)，由于冷卻液通過第二密封圈12間接地降低滲透過來的高溫流體的溫度，使得該滲透過來的高溫流體的熱破壞作用大大地減小，這樣使得該截止閥不會(huì)由于第一密封圈11 失效而導(dǎo)致整個(gè)截止閥失效。優(yōu)選地，第一密封圈11和第二密封圈12均為金屬密封圈，更有選為青銅密封圈，這樣密封圈的耐高溫效果更好。
優(yōu)選地，閥體1上還設(shè)置有第一集液腔13、第二集液腔14和第三集液腔15。第一集液腔13設(shè)置在第一密封圈11和第二密封圈12的外周，在該區(qū)域集聚冷卻液，對密封槽實(shí)施冷卻，可有效降低第一密封圈11和第二密封圈12的工作溫度，從而大大增強(qiáng)了第一密封圈11和第二密封圈12的密封效果和抗高溫能力。第二集液腔14設(shè)置在冷卻液入口 203 與閥體1相連接的位置，第三集液腔15設(shè)置在冷卻液出口接嘴106與冷卻液出口 204之間， 第二集液腔14和第三集液腔15逐級地對閥體1和閥芯2進(jìn)行冷卻降溫，并且確保第一冷卻液管路107和第二冷卻液管路202中冷卻液的流通順暢。優(yōu)選地，第二集液腔14和第三集液腔15之間的閥體1內(nèi)壁上設(shè)置有第三密封圈18，這樣防止冷卻液直接從第二集液腔 14滲透到第三集液腔15內(nèi)而不流經(jīng)第二冷卻液管路202，使得閥芯2的內(nèi)部得不到充分的冷卻降溫，該第三密封圈18優(yōu)選為氟橡膠0形圈。
優(yōu)選地，閥芯2的第二端設(shè)置有臺(tái)肩205，閥體1和閥芯2以及臺(tái)肩205圍成的空間形成第一氣腔16，閥體1上設(shè)置有第一氣孔接嘴108，第一氣孔接嘴108與第一氣腔16 連通。該截止閥還包括閥蓋3，閥蓋3套蓋在閥體1的端部，閥蓋3與閥芯2之間圍成的空間形成第二氣腔17，閥蓋3上設(shè)置有第二氣孔接嘴301，第二氣孔接嘴301與第二氣腔17 連通。當(dāng)向第一氣腔16內(nèi)充入氣體并將第二氣腔17內(nèi)的氣體排除時(shí)，閥芯2上的臺(tái)肩205 在第一氣腔16和第二氣腔17的壓力差作用下向閥蓋3移動(dòng)，并帶動(dòng)閥芯2向閥蓋3移動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)密封錐頭201和密封錐面102分離；相反地，當(dāng)向第二氣腔17內(nèi)充入氣體并將第一氣腔16內(nèi)的氣體排除時(shí)，閥芯2在第二氣腔17和第一氣腔16的壓力差作用下向閥腔101移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)密封錐頭201和密封錐面102接觸。優(yōu)選地，第三集液腔15和第一氣腔16之間的閥體1內(nèi)壁上設(shè)置有第四密封圈19 ；第一氣腔16和第二氣腔17之間的閥體1內(nèi)壁上設(shè)置有第五密封圈20。第四密封圈19和第五密封圈20實(shí)現(xiàn)第一氣腔16和第二氣腔17的氣密封，第四密封圈19和第五密封圈20優(yōu)選為氟橡膠0形圈。
請參照圖2，作為另外的實(shí)施例，閥體1包括閥座4和閥筒5，閥座4和閥筒5固定連接；閥座4上設(shè)置有定位凸臺(tái)41和有孔板42，閥筒5和閥座4通過定位凸臺(tái)41和有孔板42定位裝配。這樣，閥體1分成閥座4和閥筒5兩部分，使得閥體1在制作時(shí)更加方便， 特別是在閥體1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的加工時(shí)，更加省時(shí)省力，也更容易加工實(shí)現(xiàn)精確加工。閥芯2 包括閥頭6和閥桿7，閥頭6和閥桿7固定連接；閥桿7上設(shè)置有定位槽71，閥桿7與閥頭 6通過定位槽71定位裝配。這樣，閥芯2分成閥頭6和閥桿7兩部分，使得閥頭6和閥桿 7的加工制作更加方便容易。優(yōu)選地，閥座4、閥筒5、閥頭6和閥桿7使用高溫合金整體切削而成，閥座4和閥筒5通過焊接固定連接，閥頭6和閥桿7通過焊接固定連接。優(yōu)選地， 閥頭6的內(nèi)部為空腔61，閥桿7的第二端設(shè)置為空心管路，閥桿7的第二端伸入到空腔61 內(nèi)，閥桿7的第二端外周壁與空腔61的內(nèi)周壁之間設(shè)置有間隙；閥桿7的第二端外周壁與空腔61的內(nèi)周壁之間的間隙和閥桿7的第二端的空心管路構(gòu)成第二冷卻液管路202。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種截止閥，包括閥體(1)和閥芯O)，所述閥體(1)包括閥腔(101)和密封錐面 (102)，所述閥體(1)上設(shè)置有流體入口接嘴(103)和流體出口接嘴(104)，所述流體入口接嘴(103)和所述流體出口接嘴(104)分別與所述閥腔(101)連通；所述閥芯(2)包括密封錐頭001)，所述閥芯(2)設(shè)置在所述閥腔(101)內(nèi)，所述密封錐頭(201)可活動(dòng)地設(shè)置在所述密封錐面(10 處，所述密封錐頭(201)和所述密封錐面 (102)之間密封配合；其特征在于，所述閥體(1)上還設(shè)置有冷卻液入口接嘴(105)和冷卻液出口接嘴(106)，所述閥體 (1)內(nèi)設(shè)置有第一冷卻液管路(107)，所述閥芯( 內(nèi)設(shè)置有第二冷卻液管路002)，所述冷卻液入口接嘴(105)、所述第一冷卻液管路(107)、所述第二冷卻液管路(20 和所述冷卻液出口接嘴(106)依次連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的截止閥，其特征在于，所述閥芯( 的周壁上設(shè)置有冷卻液入口(20 和冷卻液出口 004)，所述第一冷卻液管路(107)和所述第二冷卻液管路(20 通過所述冷卻液入口(20 連通，所述第二冷卻液管路(20 和所述冷卻液出口接嘴(106)通過所述冷卻液出口(204)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的截止閥，其特征在于，所述閥體(1)在所述冷卻液入口(20 和所述閥腔(101)之間的內(nèi)壁上設(shè)置有第一密封圈(11)和第二密封圈(12)，所述第一密封圈(11)和所述第二密封圈(1 均為金屬密封圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的截止閥，其特征在于，所述閥體(1)還設(shè)置有第一集液腔(13)、第二集液腔(14)和第三集液腔(15)，所述第一集液腔(1 設(shè)置在所述第一密封圈(11)和所述第二密封圈(1 的外周，所述第二集液腔(14)設(shè)置在所述冷卻液入口(203)與所述閥體(1)相連接的位置，所述第三集液腔(15) 設(shè)置在所述冷卻液出口接嘴(106)與所述冷卻液出口(204)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的截止閥，其特征在于，所述閥芯⑵的第二端設(shè)置有臺(tái)肩005)，所述閥體(1)和所述閥芯(2)以及所述臺(tái)肩 (205)圍成的空間形成第一氣腔(16)，所述閥體(1)上設(shè)置有第一氣孔接嘴(108)，所述第一氣孔接嘴(108)與所述第一氣腔(16)連接；所述截止閥還包括閥蓋(3)，所述閥蓋C3)套蓋在所述閥體(1)的端部，所述閥蓋(3) 與所述閥芯(2)之間圍成的空間形成第二氣腔(17)，所述閥蓋(3)上設(shè)置有第二氣孔接嘴 (301)，所述第二氣孔接嘴(301)與所述第二氣腔(17)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的截止閥，其特征在于，所述第二集液腔(14)和所述第三集液腔(1 之間的所述閥體(1)內(nèi)壁上設(shè)置有第三密封圈(18)；所述第三集液腔(1 和所述第一氣腔(16)之間的所述閥體(1)內(nèi)壁上設(shè)置有第四密封圈(19)；所述第一氣腔(16)和所述第二氣腔(17)之間的所述閥體(1)內(nèi)壁上設(shè)置有第五密封圈 00)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的截止閥，其特征在于，所述閥體⑴包括閥座⑷和閥筒(5)，所述閥座(4)和所述閥筒(5)固定連接； 所述閥座⑷上設(shè)置有定位凸臺(tái)Gl)和有孔板(42)，所述閥筒(5)和所述閥座⑷通過所述定位凸臺(tái)Gl)和所述有孔板0 定位裝配。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的截止閥，其特征在于，所述閥芯⑵包括閥頭(6)和閥桿(7)，所述閥頭(6)和所述閥桿(7)固定連接； 所述閥桿(7)上設(shè)置有定位槽(71)，所述閥桿(7)與所述閥頭(6)通過所述定位槽 (71)定位 裝配。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的截止閥，其特征在于，所述閥頭(6)的內(nèi)部為空腔(61)，所述閥桿(7)的第二端設(shè)置為空心管路，所述閥桿 (7)的第二端伸入到所述空腔(61)內(nèi)，所述閥桿(7)的第二端外周壁與所述空腔(61)的內(nèi)周壁之間設(shè)置有間隙；所述閥桿(7)的第二端外周壁與所述空腔(61)的內(nèi)周壁之間的間隙和所述閥桿(7) 的第二端的空心管路構(gòu)成所述第二冷卻液管路(202)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的截止閥，其特征在于，所述閥座G)、所述閥筒(5)、所述閥頭(6)和所述閥桿(7)使用高溫合金整體切削而成；所述閥座(4)和所述閥筒( 通過焊接固定連接，所述閥頭(6)和所述閥桿(7)通過焊接固定連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種截止閥，包括閥體(1)和閥芯(2)，閥體(1)包括閥腔(101)和密封錐面(102)，閥體(1)上設(shè)置有流體入口接嘴(103)和流體出口接嘴(104)，閥體(1)上還設(shè)置有冷卻液入口接嘴(105)和冷卻液出口接嘴(106)，閥體(1)內(nèi)設(shè)置有第一冷卻液管路(107)，閥芯(2)內(nèi)設(shè)置有第二冷卻液管路(202)，冷卻液入口接嘴(105)、第一冷卻液管路(107)、第二冷卻液管路(202)和冷卻液出口接嘴(106)依次連通。本發(fā)明在閥體與閥芯中設(shè)置了一條冷卻液體的回路，可以同時(shí)對閥體、閥芯以及兩者的密封面進(jìn)行冷卻，這樣，大大加強(qiáng)了截止閥的冷卻效果，使得該截止閥適用于更高的工作溫度。
文檔編號F16K27/00GK102518869SQ201110455658
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者劉衛(wèi)東, 潘余, 王博 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)