專利名稱：一種超高壓差嚴密切斷調節(jié)閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種閥門，尤其是一種超高壓差嚴密切斷調節(jié)閥。
背景技術：
熱電管網(wǎng)高壓過熱蒸汽調節(jié)切斷閥長期以來一直依賴進口產(chǎn)品，針對這種特殊工況，使用單位一般采用進口的方式，一方面因為高溫高壓；另一方面因為位置重要，產(chǎn)品性能要求高；再者國內普通使用的套筒閥結構完全不能達到進口產(chǎn)品水平，一方面泄漏等級不能滿足零泄漏要求；另一方面閥門所需推力過大、導致動作噪音大、使用壽命短等缺陷。 所以國內使用單位一般都選擇較為可靠的進口產(chǎn)品。但是即便是進口產(chǎn)品，也會出現(xiàn)執(zhí)行機構過大的現(xiàn)象，所以國內很多使用單位都有強烈的期望在國內能夠購買到取代進口的產(chǎn)品。以前使用的這種場合的閥門，即使是進口的產(chǎn)品，基本上都是套筒閥結構。因為是超高壓差使用場合，所以只能使用多級式套筒才能滿足高壓差的使用要求。但是因為此閥門除具有調節(jié)要求外，還需要在關閉時實現(xiàn)嚴密關斷甚至零泄漏的目標，這個就具有很大的難度，因為是高溫使用場合，不可能使用軟密封結構，金屬密封結構下靠執(zhí)行機構的力進行嚴密關斷確實困難。唯一的辦法就是需要提高執(zhí)行機構的推力，因此執(zhí)行機構尺寸很大， 并且大推力的執(zhí)行機構快速關閉時容易對閥座密封面造成破壞。另外，采用平衡式閥芯結構時，閥芯與套筒的密封又是個大問題，一般都采用能夠滿足高溫使用要求的柔性石墨材料，但是同時又帶來了柔性石墨摩擦力過大和壽命不長的使用問題。對于密封面的沖擊破壞和高溫使用場合，國內外均采用堆焊硬質合金的方法進行，對于高溫閥芯密封材料，基本上都采用柔性石墨材料，但是由于國內的堆焊工藝水平和柔性石墨材料性能和國外有很大的差距，因此在國內使用同樣的結構很難滿足現(xiàn)場工況使用要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種可嚴密關斷、延長使用壽命的超高壓差嚴密切斷調節(jié)閥。按照本發(fā)明提供的技術方案，所述超高壓差嚴密切斷調節(jié)閥，在閥體上開設有介質進口孔與介質出口孔，在閥體上固定有閥蓋，在閥蓋上固定有填料箱，在填料箱內密封插接有先導閥芯軸，在閥蓋上通過支架螺桿固定有執(zhí)行機構座，在先導閥芯軸上安裝有夾塊， 在閥體內安裝有閥座，在填料箱的底端部一體連接有外套筒，在外套筒上開設有外套筒限流孔，在外套筒內部固定有套筒壓板，在套筒壓板上固定有內套筒，在內套筒上開設有內套筒限流孔，內套筒與外套筒之間具有間隙，內套筒限流孔與外套筒限流孔呈錯位配合，在內套筒的內部設有閥芯，閥芯與閥座選擇性密封配合，所述先導閥芯軸的底段安裝在閥芯的內部，在位于閥芯內部的先導閥芯軸周壁上具有凸起的環(huán)狀體，在環(huán)狀體上開設有平衡孔， 先導閥芯軸上升通過環(huán)狀體能提起所述閥芯，在閥芯上開設有閥芯孔，環(huán)狀體下端的先導閥芯軸選擇性封堵所述閥芯孔。
在先導閥芯軸下方的閥芯內座有第一碟形彈簧，在第一碟形彈簧上設有碟簧隔套。在內套筒上方的閥芯周壁開設有導向環(huán)安裝環(huán)槽，在導向環(huán)安裝環(huán)槽內安裝有導向環(huán)，導向環(huán)安裝環(huán)槽的高度大于導向環(huán)的厚度，導向環(huán)的外圓與所述內套筒的內壁接觸； 在導向環(huán)的內圓底端邊角處開設有均壓槽。在閥座上固定有碟形彈簧壓圈，在碟形彈簧壓圈與閥座之間設有第二碟形彈簧與閥座密封圈，所述第二碟形彈簧的外圓與碟形彈簧壓圈相抵，第二碟形彈簧的內圓與閥座密封圈的外圓相抵，閥座密封圈的內圓與閥座相抵。在閥芯上螺接有閥芯螺母，先導閥芯軸上環(huán)狀體的頂端面與閥芯螺母的底端面相抵以提起所述閥芯。在閥蓋的底端面上固定有四分環(huán)，在四分環(huán)的底端部設有閥蓋密封環(huán)擋圈，在閥蓋密封環(huán)擋圈的底端面上固定有閥蓋自密封環(huán)，閥蓋自密封環(huán)的內壁底端部為內圓錐面， 閥蓋自密封環(huán)位置的填料箱外壁具有外圓錐面，閥蓋自密封環(huán)內壁底端部的內圓錐面與填料箱外壁的外圓錐面配合。在填料箱的頂端部固定有填料壓蓋，填料壓蓋套在先導閥芯軸上，在填料壓蓋下方的先導閥芯軸上套接有填料壓套，在填料壓套與填料壓蓋之間設有第三碟形彈簧，第三碟形彈簧的上端部與填料壓蓋相抵，第三碟形彈簧的下端部與填料壓套相抵。在套筒壓板上方的填料箱內設有若干套筒壓套，套筒壓套套接在先導閥芯軸上， 在套筒壓套上方的先導閥芯軸上套接有填料組，填料組的下端部與套筒壓套相抵，填料組的上端部與填料壓套相抵。本發(fā)明使用套筒閥和上密封閥蓋結構以及自密封閥座組合，并且使用先導閥芯軸結構，利用介質的壓力實現(xiàn)上密封、閥座密封、嚴密關斷的要求，既減少了執(zhí)行機構推力要求，又滿足了現(xiàn)場工況使用要求，同時也延長了閥門的使用壽命。


圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖。圖2是本發(fā)明中先導閥芯軸的結構圖。圖3是本發(fā)明中導向環(huán)的結構圖。圖4是本發(fā)明中自密封閥座的結構圖； 圖5是本發(fā)明中多級式套筒的內部結構圖。
具體實施例方式下面結合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。如圖所示，本發(fā)明主要由閥體1、閥座2、內套筒3、內套筒限流孔3. 1、填料箱4、外套筒4. 1、外套筒限流孔4. 2、導向環(huán)5、均壓槽5. 1、先導閥芯軸6、閥座密封圈7、閥芯8、第一碟形彈簧9、碟簧隔套10、閥芯螺母11、套筒壓板12、固定銷13、套筒壓套14、閥蓋自密封環(huán)15、閥蓋密封環(huán)擋圈16、四分環(huán)17、閥蓋18、填料組19、填料壓套20、第三碟形彈簧21、填料壓蓋22、支架螺桿23、夾塊M、執(zhí)行機構座25、第二碟形彈簧沈與碟形彈簧壓圈27等部件構成。
該超高壓差嚴密切斷調節(jié)閥，在閥體1上開設有介質進口孔與介質出口孔，在閥體1上固定有閥蓋18，在閥蓋18上固定有填料箱4，在填料箱4內密封插接有先導閥芯軸 6，在閥蓋18上通過支架螺桿23固定有執(zhí)行機構座25，在先導閥芯軸6上安裝有夾塊M， 在閥體1內安裝有閥座2，在填料箱4的底端部一體連接有外套筒4. 1，在外套筒4. 1上開設有外套筒限流孔4. 2，在外套筒4. 1內部固定有套筒壓板12，在套筒壓板12上固定有內套筒3，在內套筒3上開設有內套筒限流孔3. 1，內套筒3與外套筒4. 1之間具有間隙，內套筒限流孔3. 1與外套筒限流孔4. 2呈錯位配合，在內套筒3的內部設有閥芯8，閥芯8與閥座2選擇性密封配合，所述先導閥芯軸6的底段安裝在閥芯8的內部，在位于閥芯8內部的先導閥芯軸6周壁上具有凸起的環(huán)狀體，在環(huán)狀體上開設有平衡孔6. 1，先導閥芯軸6上升通過環(huán)狀體能提起所述閥芯8，在閥芯8上開設有閥芯孔8. 1，環(huán)狀體下端的先導閥芯軸6 選擇性封堵所述閥芯孔8.1。 在先導閥芯軸6下方的閥芯8內座有第一碟形彈簧9，在第一碟形彈簧9上設有碟簧隔套10。在內套筒3上方的閥芯8周壁開設有導向環(huán)安裝環(huán)槽，在導向環(huán)安裝環(huán)槽內安裝有導向環(huán)5，導向環(huán)安裝環(huán)槽的高度大于導向環(huán)5的厚度，導向環(huán)5的外圓與所述內套筒3 的內壁接觸；在導向環(huán)5的內圓底端邊角處開設有均壓槽5. 1。在閥座2上固定有碟形彈簧壓圈27，在碟形彈簧壓圈27與閥座2之間設有第二碟形彈簧沈與閥座密封圈7，所述第二碟形彈簧沈的外圓與碟形彈簧壓圈27相抵，第二碟形彈簧26的內圓與閥座密封圈7的外圓相抵，閥座密封圈7的內圓與閥座2相抵。在閥芯8上螺接有閥芯螺母11，先導閥芯軸6上環(huán)狀體的頂端面與閥芯螺母11的底端面相抵以提起所述閥芯8。在閥蓋18的底端面上固定有四分環(huán)17，在四分環(huán)17的底端部設有閥蓋密封環(huán)擋圈16，在閥蓋密封環(huán)擋圈16的底端面上固定有閥蓋自密封環(huán)15，閥蓋自密封環(huán)15的內壁底端部為內圓錐面，閥蓋自密封環(huán)15位置的填料箱4外壁具有外圓錐面，閥蓋自密封環(huán)15 內壁底端部的內圓錐面與填料箱4外壁的外圓錐面配合。在填料箱4的頂端部固定有填料壓蓋22，填料壓蓋22套在先導閥芯軸6上，在填料壓蓋22下方的先導閥芯軸6上套接有填料壓套20，在填料壓套20與填料壓蓋22之間設有第三碟形彈簧21，第三碟形彈簧21的上端部與填料壓蓋22相抵，第三碟形彈簧21的下端部與填料壓套20相抵。在套筒壓板12上方的填料箱4內設有若干套筒壓套14，套筒壓套14套接在先導閥芯軸6上，在套筒壓套14上方的先導閥芯軸6上套接有填料組19，填料組19的下端部與套筒壓套14相抵，填料組19的上端部與填料壓套20相抵。從圖1可以看出，閥蓋18密封采用的是自密封結構，通過閥蓋自密封環(huán)15來實現(xiàn)閥蓋18與閥體1的密封，而且介質壓力越大，密封效果越好，介質的壓力全部作用在填料箱 4上面，達到壓緊閥蓋自密封環(huán)15，使閥蓋自密封環(huán)15產(chǎn)生彈性變形，從而達到完全密封效果。通過閥蓋18上面的六角螺母的并緊產(chǎn)生初始密封比壓，然后通過介質的壓力實現(xiàn)嚴格密封的效果，而且介質壓力越大，密封效果越好。從圖5可以看出，高壓介質經(jīng)過外套筒4. 1的外套筒限流孔4. 2，然后經(jīng)過外套筒 4. 1與內套筒3之間的環(huán)槽進入到內套筒3的內套筒限流孔3. 1，然后流入閥座2的限流孔，從而達到多級降壓的效果，滿足高壓差流體的控制需求，降低噪音和減少對閥芯8和閥座2 密封面的沖刷及破壞。從圖2中可以看到，先導閥芯軸6的結構原理圖，在先導閥芯軸6的下端有碟簧隔套10和第一碟形彈簧9，先導閥芯軸6上開有平衡孔6. 1。打開時，先導閥芯軸6先行打開， 此時閥芯8已經(jīng)處于平衡狀態(tài)，當先導閥芯軸6碰到閥芯螺母11時，帶動閥芯8動作。關閉時，閥芯8向下運動，直到與閥座2接觸密封，此時先導閥芯軸6還沒有關閉， 因為先導閥芯軸6下面的第一碟形彈簧9預緊力大于閥芯8圓周的導向環(huán)5摩擦力，所以， 只有當閥芯8關閉時，先導閥芯軸6才能關閉，當先導閥芯軸6關閉時，介質的壓力全部作用在閥芯8上，產(chǎn)生嚴格密封效果，從而達到零泄漏的要求。從圖4中可以看出，采用的是自密封閥座結構。通過閥座2下面的閥座密封圈7 來實現(xiàn)自密封效果，一方面通過閥座2上面的內套筒3壓緊閥座2產(chǎn)生初始密封比壓，另一方面通過閥座2外側的第二碟形彈簧沈產(chǎn)生的安裝預緊力產(chǎn)生初始密封比壓。關閉時執(zhí)行機構產(chǎn)生的作用力和介質產(chǎn)生的向下的壓力作用在閥座密封圈7上，從而產(chǎn)生閥座2部分的自密封效果，達到閥座2處嚴格密封的效果。從圖3可以看出，閥芯8外圓的導向環(huán)5具有很好的導向作用，導向環(huán)5上的均壓槽5. 1 一方面可減少對這部分閥芯8的沖刷，另一方面起到壓緊導向環(huán)5的效果，從而使導向環(huán)5更加貼緊內套筒3的內壁，產(chǎn)生很好的導向效果。避免出現(xiàn)振動現(xiàn)象，延長了閥門的使用壽命。從圖1和圖5可以看出，必須使內套筒3的內套筒限流孔3. 1和外套筒4. 1的外套筒限流孔4. 2錯開位置才能實現(xiàn)很好的抗高壓差效果，如果沒有錯開位置，則抗高壓差效果就會大打折扣。因此為了實現(xiàn)位置的一致性，在內套筒3的上部與套筒壓板12以及填料箱4的下部設置多個固定銷13，因為外套筒4. 2是固定的，因此通過固定銷13的定位，內套筒3就不會因為介質的不平衡力而產(chǎn)生轉動，從而保證了內套筒3、外套筒4. 1限流孔的一致性，從而確保高壓差介質的需求，降低了噪音和延長了閥門的使用壽命。本發(fā)明采用多級套筒閥結構和自密封閥蓋結構的結合，即使用多級套筒和多級閥座結構可實現(xiàn)對高壓差流體的調節(jié)及切斷要求，最大限度的降低介質對閥芯閥座的沖刷和破壞，也最大限度的降低閥門的噪音。自密封閥蓋結構，利用介質特有的高壓產(chǎn)生自密封效果，可避免產(chǎn)生任何外漏的風險，同時也降低了閥蓋的成本和閥門裝配試壓成本，這種自密封結構在應對高壓介質，尤其是1500#以上的介質尤為突出。先導閥芯軸6結構確保了關閉時的絕對嚴密性。閥門打開時，先導閥芯軸6先行打開，打開后，閥芯8就成為平衡式閥芯；閥門關閉時，閥芯8先關閉，然后再關閉先導閥芯軸6，利用介質的高壓實現(xiàn)零泄漏的要求。這種利用先導閥芯軸6和閥芯8的打開和關閉順序的結構原理，可大大減少打開時所需要的推力以及更加可靠地保證閥門關閉時的嚴格密封性。從而減少執(zhí)行機構的尺寸和確保關閉時的密封可靠性。閥芯8圓周的多層導向環(huán)5結構確保了動作的穩(wěn)定性和保證閥芯8、先導閥芯軸6 的關閉順序。導向環(huán)5具有均壓槽5. 1結構并且使用高鎳合金制造的金屬導向環(huán)5，可有效的起到閥芯8在整個行程中的導向作用，從而更加有效地保證閥芯8動作穩(wěn)定性和閥芯8、 閥座2的密封可靠性，防止閥芯8在高壓下出現(xiàn)振動現(xiàn)象而導致關閉不嚴和壽命不長現(xiàn)象。 導向環(huán)5的摩擦力小于先導閥芯軸6下面的第一碟形彈簧9的預緊碟簧力，因此確保在關閉時閥芯8先關閉，然后再關閉先導閥芯軸6的順序。閥座2的自密封結構確保了閥座2與閥體1的嚴格密封性。摒棄了普通套筒閥的墊圈密封結構，使用金屬自密封結構。通過填料組19下部的套筒壓板12壓緊閥座2的閥座密封圈7以及閥座密封圈7外側的第二碟形彈簧沈產(chǎn)生的安裝預緊力，可確保閥座密封圈7與閥體1的初始密封預緊力，最后通過介質的高壓壓緊閥座2和閥座密封圈7，從而達到閥座密封圈7與閥體1、閥座2嚴格密封的效果，確保了閥座2處的嚴格密封。內套筒3的止轉結構可確保多級套筒的小孔流道一致性。通過在內套筒3和套筒壓板12以及填料函下部設置止轉銷的結構，可杜絕內套筒3的轉動風險，從而確保內套筒 3、外套筒4. 1上限流孔的流道錯位性，保證了閥門的流通能力和高壓差的使用要求。
權利要求
1.一種超高壓差嚴密切斷調節(jié)閥，在閥體(1)上開設有介質進口孔與介質出口孔，在閥體(1)上固定有閥蓋(18)，在閥蓋(18)上固定有填料箱(4)，在填料箱(4)內密封插接有先導閥芯軸(6)，在閥蓋(18)上通過支架螺桿(23)固定有執(zhí)行機構座(25)，在先導閥芯軸(6)上安裝有夾塊(24)，在閥體(1)內安裝有閥座(2)，在填料箱(4)的底端部一體連接有外套筒(4. 1)，在外套筒(4. 1)上開設有外套筒限流孔(4. 2)，在外套筒(4. 1)內部固定有套筒壓板(12)，在套筒壓板(12)上固定有內套筒(3)，在內套筒(3)上開設有內套筒限流孔(3. 1)，內套筒(3)與外套筒(4. 1)之間具有間隙，內套筒限流孔(3. 1)與外套筒限流孔 (4. 2)呈錯位配合，在內套筒(3)的內部設有閥芯(8)，閥芯(8)與閥座(2)選擇性密封配合， 其特征是所述先導閥芯軸(6)的底段安裝在閥芯(8)的內部，在位于閥芯(8)內部的先導閥芯軸(6)周壁上具有凸起的環(huán)狀體，在環(huán)狀體上開設有平衡孔(6. 1)，先導閥芯軸(6)上升通過環(huán)狀體能提起所述閥芯(8)，在閥芯(8)上開設有閥芯孔(8. 1)，環(huán)狀體下端的先導閥芯軸(6 )選擇性封堵所述閥芯孔(8. 1)。
2.如權利要求1所述的超高壓差嚴密切斷調節(jié)閥，其特征是在先導閥芯軸(6)下方的閥芯(8)內座有第一碟形彈簧(9)，在第一碟形彈簧(9)上設有碟簧隔套(10)。
3.如權利要求1所述的超高壓差嚴密切斷調節(jié)閥，其特征是在內套筒(3)上方的閥芯(8)周壁開設有導向環(huán)安裝環(huán)槽，在導向環(huán)安裝環(huán)槽內安裝有導向環(huán)(5)，導向環(huán)安裝環(huán)槽的高度大于導向環(huán)(5)的厚度，導向環(huán)(5)的外圓與所述內套筒(3)的內壁接觸；在導向環(huán)(5)的內圓底端邊角處開設有均壓槽(5. 1)。
4.如權利要求1所述的超高壓差嚴密切斷調節(jié)閥，其特征是在閥座(2)上固定有碟形彈簧壓圈(27)，在碟形彈簧壓圈(27)與閥座(2)之間設有第二碟形彈簧(26)與閥座密封圈(7)，所述第二碟形彈簧(26)的外圓與碟形彈簧壓圈(27)相抵，第二碟形彈簧(26)的內圓與閥座密封圈(7)的外圓相抵，閥座密封圈(7)的內圓與閥座(2)相抵。
5.如權利要求1所述的超高壓差嚴密切斷調節(jié)閥，其特征是在閥芯(8)上螺接有閥芯螺母(11)，先導閥芯軸(6)上環(huán)狀體的頂端面與閥芯螺母(11)的底端面相抵以提起所述閥芯(8)。
6.如權利要求1所述的超高壓差嚴密切斷調節(jié)閥，其特征是在閥蓋(18)的底端面上固定有四分環(huán)(17)，在四分環(huán)(17)的底端部設有閥蓋密封環(huán)擋圈(16)，在閥蓋密封環(huán)擋圈 (16)的底端面上固定有閥蓋自密封環(huán)(15)，閥蓋自密封環(huán)(15)的內壁底端部為內圓錐面， 閥蓋自密封環(huán)(15)位置的填料箱(4)外壁具有外圓錐面，閥蓋自密封環(huán)(15)內壁底端部的內圓錐面與填料箱(4 )外壁的外圓錐面配合。
7.如權利要求1所述的超高壓差嚴密切斷調節(jié)閥，其特征是在填料箱(4)的頂端部固定有填料壓蓋(22)，填料壓蓋(22)套在先導閥芯軸(6)上，在填料壓蓋(22)下方的先導閥芯軸(6)上套接有填料壓套(20)，在填料壓套(20)與填料壓蓋(22)之間設有第三碟形彈簧 (21)，第三碟形彈簧(21)的上端部與填料壓蓋(22)相抵，第三碟形彈簧(21)的下端部與填料壓套(20)相抵。
8.如權利要求1所述的超高壓差嚴密切斷調節(jié)閥，其特征是在套筒壓板(12)上方的填料箱(4)內設有若干套筒壓套(14)，套筒壓套(14)套接在先導閥芯軸(6)上，在套筒壓套 (14)上方的先導閥芯軸(6)上套接有填料組(19)，填料組(19)的下端部與套筒壓套(14) 相抵，填料組(19)的上端部與填料壓套(20)相抵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超高壓差嚴密切斷調節(jié)閥，先導閥芯軸的底段安裝在閥芯的內部，在位于閥芯內部的先導閥芯軸周壁上具有凸起的環(huán)狀體，在環(huán)狀體上開設有平衡孔，先導閥芯軸上升通過環(huán)狀體能提起所述閥芯，在閥芯上開設有閥芯孔，環(huán)狀體下端的先導閥芯軸選擇性封堵所述閥芯孔。本發(fā)明使用套筒閥和上密封閥蓋結構以及自密封閥座組合，并且使用先導閥芯軸結構，利用介質的壓力實現(xiàn)上密封、閥座密封、嚴密關斷的要求，既減少了執(zhí)行機構推力要求，又滿足了現(xiàn)場工況使用要求，同時也延長了閥門的使用壽命。
文檔編號F16K1/42GK102563096SQ201210035779
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權日2012年2月17日
發(fā)明者朱榮挺, 湯鋒, 熊雷雷, 白玉林, 苗同立 申請人:無錫市亞迪流體控制技術有限公司