一種零泄漏磁性液體密封柱塞式閥門的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于柱塞閥技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于輸送壓力不高的危險(xiǎn)化學(xué)氣體和液體的管道閥門，也可用于對(duì)密封要求很高的管道真空閥門。
【背景技術(shù)】
[0002]柱塞閥是使用極為普遍的一種閥門，是截止閥的變型產(chǎn)品，繼承了截止閥結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝良好的優(yōu)點(diǎn)。其工作原理是通過旋轉(zhuǎn)手輪，驅(qū)動(dòng)閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)柱塞升、降起到開啟和關(guān)閉閥門的作用。現(xiàn)有技術(shù)中柱塞閥密封方式是通過柱塞與上、下密封環(huán)在閥蓋緊固螺栓施加在閥蓋上的預(yù)緊力所產(chǎn)生的徑向過盈配合來實(shí)現(xiàn)的，其密封環(huán)通常采用柔性石墨，聚四氟乙烯等非金屬材料制成。當(dāng)柱塞閥在蒸汽管路中使用時(shí)，因開機(jī)、停機(jī)所產(chǎn)生熱脹冷縮效應(yīng)必然會(huì)影響到柱塞與密封圈之間的密封效果，使兩者間產(chǎn)生微量滴漏現(xiàn)象，尤其是上密封圈與柱塞間發(fā)生外漏，在密封有毒介質(zhì)時(shí)產(chǎn)生泄漏會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。而其他類型的閥門除采用上述方法密封外，有的采用金屬密封，有的則采用橡膠密封。這些材料在使用過程中都會(huì)被逐漸磨損，且在輸送具有腐蝕性介質(zhì)時(shí)還會(huì)受到一定程度的腐蝕，這也將加劇其密封失效。因此提高閥門的密封性能和使用壽命一直是閥門研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。
[0003]磁性液體密封具有嚴(yán)密的密封性、不可測(cè)量的泄漏率、長壽命、可靠性高、沒有污染等特點(diǎn)；磁性液體密封即使在中斷運(yùn)行時(shí)，也不像彈性密封在停機(jī)期間受增速和弛豫的影響等優(yōu)點(diǎn)，正因如此，磁性液體密封在很多行業(yè)有著重要的不可替代的作用。
[0004]柱塞閥的開閉是通過手輪的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)柱塞做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，但是柱塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)會(huì)帶走一些磁性液體，長時(shí)間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)最終會(huì)因?yàn)槊芊忾g隙內(nèi)磁性液體量的減少導(dǎo)致密封失效。為了解決上述問題，本發(fā)明在閥體上加工螺紋孔并制作端蓋與其配合，當(dāng)閥門工作達(dá)到一定時(shí)間密封間隙中的磁性液體減少，可通過并注射器將磁性液體注入閥體內(nèi)部，磁性液體受到磁力作用吸附在上下極靴上，避免了因密封件系內(nèi)磁性液體量減少導(dǎo)致的密封失效。大大提高了柱塞閥的密封可靠性。拓展了柱塞閥的應(yīng)用廣度。對(duì)解決其他閥類的密封問題具有借鑒意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:
[0006]解決傳統(tǒng)柱塞閥密封性能不足、應(yīng)用范圍受限的問題，提高閥門的密封性能和使用壽命。同時(shí)解決在磁性液體密封往復(fù)運(yùn)動(dòng)中磁性液體量減少導(dǎo)致密封失效的問題。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案:
[0008]一種零泄漏磁性液體密封柱塞式閥門，其特征在于:該閥門包括手輪螺母、手輪、螺釘、閥桿螺母、閥蓋、閥桿、螺柱、螺母、上極靴、上永磁體、孔架、柱塞、端蓋、下極靴、下永磁體、柔性石墨密封環(huán)、閥體。
[0009]手輪與閥桿通過手輪螺母采用螺紋連接固定；
[0010]閥桿與閥蓋通過閥桿螺母連接；[0011 ] 閥蓋與閥體通過螺栓連接；
[0012]柱塞與閥桿連接；
[0013]上極靴與上永磁體和下極靴、下永磁體、柔性石墨密封環(huán)被孔架夾裝在閥蓋和閥體之間，通過螺栓施加在閥蓋上的載荷把密封環(huán)壓牢；
[0014]在閥體閉合時(shí)磁液在柱塞和上極靴，還有柱塞和下極靴之間的間隙處形成密封。當(dāng)閥門程開啟狀態(tài)時(shí)，柱塞僅與上磁靴形成磁性液體密封，而柱塞和下極靴之間的磁液隨著柱塞的上移都匯集到下極靴與下永磁體之間的凹槽中，不具有密封性并且可防止磁液被介質(zhì)沖走。
[0015]本發(fā)明所具有的有益效果:
[0016]由于磁性液體密封的自身優(yōu)勢(shì)，采用磁性液體密封的柱塞閥在閥門閉合及介質(zhì)輸送過程中，密封介質(zhì)相對(duì)于閥體外部空間可以達(dá)到零泄漏。當(dāng)閥門工作達(dá)到一定時(shí)間密封間隙中的磁性液體減少，可通過注射器將磁性液體注入閥體內(nèi)部，磁性液體受到磁力作用吸附在上下極靴上，避免了因密封件系內(nèi)磁性液體量減少導(dǎo)致的密封失效。大大提高了柱塞閥的密封可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中獲得了很好的效果，對(duì)解決在特殊環(huán)境中柱塞閥的應(yīng)用問題以及拓寬磁性液體密封的應(yīng)用廣度，具有重要的意義。對(duì)解決其他閥類的密封問題具有重要借鑒意義。
【附圖說明】
[0017]圖1磁性液體柱塞式閥門總裝配圖。
[0018]圖中:手輪螺母(1)、手輪(2)、螺釘(3)、閥桿螺母(4)、閥蓋(5)、閥桿(6)、螺柱
(7)、螺母(8)、上極靴(9)、上永磁體(10)、孔架(11)、柱塞(12)、端蓋(13)、下極靴(14)、下永磁體(15)、柔性石墨密封環(huán)(16)、閥體(17)。
[0019]圖2圖1中I處的局部放大圖。
[0020]結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021]一種零泄漏磁性液體密封柱塞式閥門，其特征在于:該閥門包括手輪螺母(1)、手輪⑵、螺釘(3)、閥桿螺母⑷、閥蓋(5)、閥桿(6)、螺柱(7)、螺母⑶、上極靴(9)、上永磁體(10)、孔架(11)、柱塞(12)、端蓋(13)、下極靴(14)、下永磁體(15)、柔性石墨密封環(huán)
(16)、閥體(17)。
[0022]手輪⑵與閥桿(6)通過手輪螺母⑴采用螺紋連接固定；
[0023]閥桿(6)與閥蓋(5)通過閥桿螺母⑷連接；
[0024]閥蓋(5)與閥體(17)通過螺栓(7)、⑶連接；
[0025]柱塞(12)與閥桿(6)連接；
[0026]上極靴(9)與上永磁體(10)和下極靴(14)、下永磁體(15)、柔性石墨密封環(huán)(16)被孔架(11)夾裝在閥蓋和閥體之間，通過螺栓(7)、⑶施加在閥蓋(5)上的載荷把密封環(huán)壓牢；
[0027]在閥體閉合時(shí)磁液在柱塞(12)和上極靴(9)，還有柱塞(12)和下極靴(14)之間的間隙處形成密封。當(dāng)閥門程開啟狀態(tài)時(shí)，柱塞(12)僅與上磁靴(9)形成磁性液體密封，而柱塞(12)和下極靴(14)之間的磁液隨著柱塞(12)的上移都匯集到下極靴(14)與下永磁體(15)之間的凹槽中，不具有密封性并且可防止磁液被介質(zhì)沖走。
[0028] 當(dāng)閥門工作達(dá)到一定時(shí)間后密封間隙中的磁性液體減少，通過注射器將磁性液體注入閥體內(nèi)部，磁性液體受到磁力作用吸附在上下極靴上，避免了因密封件內(nèi)磁性液體量減少導(dǎo)致的密封失效。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種零泄漏磁性液體密封柱塞式閥門，其特征在于:該閥門包括手輪螺母(1)、手輪(2)、螺釘(3)、閥桿螺母⑷、閥蓋(5)、閥桿(6)、螺柱(7)、螺母⑶、上極靴(9)、上永磁體(10)、孔架(11)、柱塞(12)、端蓋(13)、下極靴(14)、下永磁體(15)、柔性石墨密封環(huán)(16)、閥體(17)。 手輪(2)與閥桿(6)通過手輪螺母(1)采用螺紋連接固定； 閥桿(6)與閥蓋(5)通過閥桿螺母⑷連接； 閥蓋(5)與閥體(17)通過螺栓(7)、⑶連接； 柱塞(12)與閥桿(6)連接； 上極靴(9)與上永磁體(10)和下極靴(14)、下永磁體(15)、柔性石墨密封環(huán)(16)被孔架(11)夾裝在閥蓋和閥體之間，通過螺栓(7)、⑶施加在閥蓋(5)上的載荷把密封環(huán)壓牢； 在閥體閉合時(shí)磁液在柱塞(12)和上極靴(9)，還有柱塞(12)和下極靴(14)之間的間隙處形成密封。當(dāng)閥門程開啟狀態(tài)時(shí)，柱塞(12)僅與上磁靴(9)形成磁性液體密封，而柱塞(12)和下極靴(14)之間的磁液隨著柱塞(12)的上移都匯集到下極靴(14)與下永磁體(15)之間的凹槽中，不具有密封性并且可防止磁液被介質(zhì)沖走。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用磁性液體密封的零泄漏柱塞式閥門，其特征在于制作端蓋(13)與閥體(17)上螺紋孔配合。當(dāng)閥門工作達(dá)到一定時(shí)間密封間隙中的磁性液體減少時(shí)，可通過并注射器將磁性液體注入閥體內(nèi)部，磁性液體受到磁力作用吸附在上下極靴上，避免了因密封件系內(nèi)磁性液體量減少導(dǎo)致的密封失效。
【專利摘要】一種零泄漏磁性液體密封柱塞式閥門，屬于機(jī)械工程閥門領(lǐng)域,適用于輸送壓力不高的危險(xiǎn)化學(xué)氣體和液體的管道閥門，也可用于對(duì)密封要求很高的管道的真空閥門。該閥門采用磁性液體密封原理，可達(dá)到零泄漏，并在閥體上安裝端蓋，在磁性液體減少時(shí)可通過注射器將磁性液體注入到密封間隙中。解決了柱塞閥因開機(jī)、停機(jī)所產(chǎn)生熱脹冷縮效應(yīng)產(chǎn)生微量滴漏現(xiàn)象，避免了密封有毒介質(zhì)時(shí)產(chǎn)生泄漏會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。對(duì)解決在特殊環(huán)境中柱塞閥的應(yīng)用問題以及拓寬磁性液體密封的應(yīng)用廣度，具有重要的意義。
【IPC分類】F16K1/00, F16K1/32, F16K31/60, F16K1/36
【公開號(hào)】CN105387217
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510887710
【發(fā)明人】李德才, 姚杰, 李振坤
【申請(qǐng)人】北京交通大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月7日