CN103527787A - 拆卸方便的金属密封圈以及采用该金属密封圈的电站调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属密封圈，其特征在于：所述的密封圈为环形，其下端具有一个楔形尖部，上端具有一个沿径向凸出的环形肋边，且该环形肋边的上表面为自定心球面或锥面结构。本发明的优点在于：该结构的密封圈应用于阀门时，压紧法兰不水平亦能实现与密封圈自动对正，促使一周受力均衡，改善密封受力状态。密封圈的上部环形肋边，使得密封圈能够提供一个拆卸的着力点，同时起到加强筋的作用；不但提高结构的刚性，便于密封圈机加工和阀门装配与阀门拆卸，简化机加工夹具设计，提高机加工精度，最终保证密封性能。

Description

拆卸方便的金属密封圈以及采用该金属密封圈的电站调节阀

技术领域

本发明涉及一种密封圈，还涉及一种采用密封圈结构的电站调节阀。

背景技术

用于火电蒸汽机组的电站调节阀主要分布在锅炉、汽轮机和辅机三大***中。火力发电站的热控技术一般将机组的安全经济运行就作为主要的目标，而各种各样的调节阀就成为实现安全运行的专用辅助设备。机组参数越高，机组容量越大，对于电站调节阀（包括：最小流量阀、给水旁路调节阀、减温水调节阀等等）的性能要求如密封性能、调节特性、可靠性要求越高。

例如：目前的电站调节阀结构中，阀体与阀盖的对外密封采用上端平面下端楔形的密封圈结构，该种密封圈直接安装于阀体与阀盖之间，上端平面依靠上部法兰止口压紧后，使其下端楔式尖部膨胀实现阀体与阀盖的对外密封。其虽能够在一定程度上满足密封要求，但也存在一定的缺点：由于楔式尖部膨胀压死，解体拆卸阀门将非常困难。并且机加工时这种密封圈由于结构原因，刚性较差，极其容易变形，加工工艺性较差，对夹具装夹要求较高，不利于提高加工精度，难以保证设计要求的密封性能。因此研发一种便于拆卸、且密封性能好、刚性高、易于装夹加工的新型密封圈结构势在必行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种拆卸方便、密封性能好、刚性高且机加工装夹不易变形的金属密封圈，还提供一种采用该金属密封圈结构的电站调节阀。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种拆卸方便的金属密封圈，其创新点在于：所述的密封圈为环形，其下端具有一个楔形尖部，上端具有一个沿径向凸出的环形肋边，且该环形肋边的上表面为自定心球面或锥面结构。

优选的，所述密封圈的下端侧面设置有一圈环形槽，且该环形槽位于密封圈非楔形斜面侧的平直面。

优选的，所述的环形槽为圆弧形槽，且其圆弧半径R为3~5mm。

一种采用上述金属密封圈结构的电站调节阀，其创新点在于：包括阀体、阀盖、压紧法兰、密封圈，阀盖，阀盖的下端伸入阀体中空上部，阀盖的下端具有一个沿径向伸出的环形凸缘，且该环形凸缘的上表面为一个环形锥面；密封圈，密封圈下端具有一个楔形尖部，上端具有一个沿径向凸出的环形肋边，且该环形肋边的上表面为自定心球面或锥面结构；压紧法兰，压紧法兰的内圈与下端面交界处设置有一圈与密封圈上端相配的环形镶嵌槽；压紧法兰通过螺栓、螺母固定在阀体的上端面，并通过环形镶嵌槽均匀压紧密封圈的上端环形肋边实现阀盖与阀体的密封。

本发明的优点在于：密封圈的上部为自定心球面或锥面结构，即顶部轮廓线呈锥面或球面设计，这样安装时即使上部用于压紧的法兰或压盖不水平亦能实现与密封圈自动对正，促使一周受力均衡。同时，使得压紧用的法兰或压盖自动对中，增加接触面积，降低接触压应力，更合理改善密封受力状态。

密封圈的上部环形肋边，使得密封圈能够提供一个拆卸的着力点，同时起到加强筋的作用；不但提高结构的刚性，便于密封圈机夹装和阀门装配与阀门拆卸，简化机加工夹具设计，提高机加工精度，最终保证密封性能。而密封圈的下端侧面设置有一圈环形槽，在压紧法兰压紧密封圈时，密封圈的下端能够顺利变形密封，提高密封效果。

该密封圈为该类产品的关键零件，可以广泛应用于各类电站阀门产品，尤其适用于火力发电蒸汽机组用作最小流量调节阀、减温水调节阀、给水旁路调节阀以及电站高温高压高压差疏水阀等产品，用于调节流量、压力以及介质隔离。

附图说明

图1为本发明中金属密封圈结构示意图。

图2为本发明电站调节阀实施例结构示意图。

具体实施方式

本发明揭示了一种新型金属密封圈结构，其如图1所示，在密封圈8的下端具有一个楔形尖部8a，上端具有一个沿径向凸出的环形肋边8b，且该环形肋边8b的上表面为自定心球面或锥面结构。密封圈8的下端侧面设置有一圈环形槽8c，且该环形槽8c位于密封圈非楔形斜面侧的平直面。

 

本实施例为应用于电站最小流量调节阀的结构设计图。请参阅图1、2， 包括阀体1、节流盘4、阀芯5、平衡密封圈7、密封圈8、阀杆10、阀盖11、填料压盖14、填料15、填料16、螺母18、螺栓19、压紧法兰20、并帽22。

阀体1中孔上部安装阀盖11，阀杆10的下端穿过阀盖11伸入阀体1内腔，阀杆10的下端与内置于阀体中的阀芯5连接。阀杆10下部端面与阀芯采用锥面体设计，配合时，锥面具备自动对正功能，有效消除阀芯与阀杆连接后的同心度误差。阀芯5的上部采用并帽22抱紧阀芯5与阀杆10。具体的说，并帽22与阀杆10采用螺纹连接，并帽22旋转时，与阀杆10自动抱紧，消除两者的配合间隙，抱紧后采用弹性销9与阀杆锁死，防止松动。另外，阀芯5外圆设计了平衡密封圈7，辅助阀盖与阀芯的密封，同时相当于轴承保证阀芯的上下运动时更平稳。

阀体1中孔下部安装阀座3，阀座3上安装节流盘4，阀座3与阀体1之间设置下密封圈2。其中，阀芯5与阀座3、下密封圈2构成阀门的主密封，阀芯下部端面棱角为锥面设计，与阀座3内孔棱角对应构成主体密封副。当阀芯与阀座接触吻合压紧时，阀门处于密封关闭状态；当两者分离时，阀门处于打开状态。阀芯5与节流盘4构成节流组件，阀芯上下移动时，对应节流盘的不同开度，实现流量的大小调节。

在开启时阀杆10先行动作上移，带动阀芯5上下移动，实现开度调节。阀芯5上端开设了平衡孔A，消除了阀芯上腔的压力，实现阀芯无压差开启，这有利于降低执行器推力，从而降低产品配置成本。

阀盖11与阀杆10之间设置填料15和填料16，填料15、16通过填料压盖14与螺栓13、螺母12压紧，进而构成阀杆10的外部密封，避免阀杆上下移动不会引起外漏。

阀盖11的下端具有一个沿径向伸出的环形凸缘，且该环形凸缘的上表面为一个环形锥面。

而密封圈8的下端具有一个楔形尖部8a，上端具有一个沿径向凸出的环形肋边8b，且该环形肋边8b的上表面为自定心球面或锥面结构。密封圈8的下端侧面设置有一圈环形槽8c，且该环形槽8c位于密封圈非楔形斜面侧的平直面。

作为本发明更具体的实施方案：该环形槽8c为圆弧形槽，且其圆弧半径R为3~5mm。

压紧法兰20的内圈与下端面交界处设置有一圈与密封圈上端相配的环形镶嵌槽；压紧法兰20通过螺栓19、螺母10固定在阀体1的上端面，并通过环形镶嵌槽均匀压紧密封圈8的上端环形肋边实现阀盖11与阀体1的密封。

 

工作原理：

驱动装置连接阀杆，当阀杆向下移动时，节流件的过流面积减小，阀门输出流量减小，当阀芯移动到底后，主密封副先行关闭，阀门处于关闭状态。开启时，阀杆带动阀芯打开，由于阀芯移动处于无压差状态，降低了执行器工作推力。随着阀芯的向上移动，节流件流道面积渐渐增大，阀门流量相应增大，从而实现阀门的流量的调节控制。

密封原理：

密封圈的上部为自定心球面或锥面结构，即顶部轮廓线呈锥面或球面设计，压紧法兰上设置与之对应的镶嵌槽，在压紧法兰不水平时亦能实现与密封圈自动对正。

密封圈的上部环形肋边，起到加强筋的作用的同时使得密封圈能够提供一个拆卸的着力点，可简化机加工夹具设计，提高机加工精度，确保保证密封性能。而密封圈的下端侧面设置有一圈环形槽，在压紧法兰压紧密封圈时，密封圈的下端能够顺利向环形槽侧变形实现更好的密封。

本领域技术人员应当了解，上述采用该密封圈结构的电站调节阀实施例仅仅是示意性的，不是局限性的，该密封圈不仅仅适用于该类调节阀，同样适用于其他型式阀门的阀体对外密封。

Claims (4)

1.一种拆卸方便的金属密封圈，其特征在于：所述的密封圈为环形，其下端具有一个楔形尖部，上端具有一个沿径向凸出的环形肋边，且该环形肋边的上表面为自定心球面或锥面结构。

2.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于：所述密封圈的下端侧面设置有一圈环形槽，且该环形槽位于密封圈非楔形斜面侧的平直面。

3.根据权利要求1所述的密封圈，其特征在于：所述的环形槽为圆弧形槽，且其圆弧半径R为3~5mm。

4.一种采用上述金属密封圈结构的电站调节阀，其特征在于：包括阀体、阀盖、压紧法兰、密封圈，

阀盖，阀盖的下端伸入阀体中空上部，阀盖的下端具有一个沿径向伸出的环形凸缘，且该环形凸缘的上表面为一个环形锥面；

密封圈，密封圈下端具有一个楔形尖部，上端具有一个沿径向凸出的环形肋边，且该环形肋边的上表面为自定心球面或锥面结构；

压紧法兰，压紧法兰的内圈与下端面交界处设置有一圈与密封圈上端相配的环形镶嵌槽；压紧法兰通过螺栓、螺母固定在阀体的上端面，并通过环形镶嵌槽均匀压紧密封圈的上端环形肋边实现阀盖与阀体的密封。

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