CN103591329A - 斜楔式顶装球阀c型阀座密封结构 - Google Patents

斜楔式顶装球阀c型阀座密封结构 Download PDF

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陈彦
陈忠鑫
史强修
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Abstract

本发明涉及一种斜楔式顶装球阀C型阀座密封结构，包括阀体、阀球、阀座、C型弹性密封环；所述阀座安装在阀球两侧的对称位置，阀座密封面与阀球的球面配合形成密封副，所述C型弹性密封环安装在阀座背面的凹槽内，所述阀球、阀座、C型弹性密封环形成一个整体组件从阀体顶部安装在阀体的空腔内，所述阀座的背面与阀体的斜楔式密封面紧密贴合并将C型弹性密封环压紧。本发明能在受压状态下长期工作也不会使增能弹簧在C型环内移动甚至脱出导致密封失效，确保C型弹性密封环对阀座所提供预紧力的稳定性；在保证密封性能的同时最大限度降低阀门扭矩。

Description

斜楔式顶装球阀C型阀座密封结构
技术领域
本发明涉及一种斜楔式顶装球阀C型阀座密封结构，可实现顶装球阀阀座高效、稳定密封，属于自动控制技术领域。
背景技术
斜楔式顶装球阀在高中压原油、高温残油、液化石油气、碳氢化合物、聚合物、乙稀、合成煤气等工况中应用非常广泛，由于其顶装式的结构特点使得无需下线就可以对阀内件进行更换、维修，独特的斜楔式阀体密封面在阀座磨损后可以起到自动补偿的作用，有助于延长阀门的使用寿命。但是在斜楔式顶装球阀中阀座密封结构也往往是整台阀门性能和使用寿命的瓶颈，其中的弹性密封元件则起着非常关键的作用，其不仅需要为阀座提供适当的预紧力，同时也要在阀座与阀体密封面之间充当密封件的重要角色。
在目前已有技术中，斜楔式顶装球阀的阀座密封结构通常采用U型密封环作为弹性密封元件。而U型密封环受其结构特性所限无法对镶嵌在其中的弹簧进行保护，随着阀门动作次数增多，阀座与阀球的密封面不断磨损，此时阀球与阀座、U型密封环作为一个整体具有越来越大的沿着阀体的斜楔式密封面向下滑动的趋势，U型密封环受到阀座与阀体的压紧力逐渐增大，镶嵌在U型槽中的弹簧由于受到挤压在变形的同时也在往U型槽的开口方向移动，最终导致U型密封环对阀座与阀体密封面提供的预紧力非常有限，介质从阀座部位的泄漏量增大，装置被迫停止运行以便对阀门进行维修或更换，造成不必要的经济损失和时间浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术中的不足，从而提供一种斜楔式顶装球阀C型阀座密封结构，该密封结构能提高斜楔式顶装球阀的密封可靠性及延长使用寿命，保证装置安全、稳定、高效运行。
按照本发明提供的技术方案，斜楔式顶装球阀C型阀座密封结构包括
阀体、阀球、阀座、C型弹性密封环；所述阀座安装在阀球两侧的对称位置，阀座密封面与阀球的球面配合形成密封副，所述C型弹性密封环安装在阀座背面的凹槽内，所述阀球、阀座、C型弹性密封环形成一个整体组件从阀体顶部安装在阀体的空腔内，所述阀座的背面与阀体的斜楔式密封面紧密贴合并将C型弹性密封环压紧。
作为本发明的进一步改进，所述C型弹性密封环由C型环和增能弹簧组成，所述C型环紧密包覆在增能弹簧外侧。
作为本发明的进一步改进，所述C型环的开口呈闭合状态。
作为本发明的进一步改进，所述增能弹簧采用Inconel高弹性模量材质制成，所述C型环也采用Inconel高弹性模量材质精密冲压成型。
作为本发明的进一步改进，所述阀座的背面设有凹槽。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
1、开口采用闭合状设计的C型环紧密包覆在增能弹簧外侧，即使在受压状态下长期工作也不会使增能弹簧在C型环内移动甚至脱出导致密封失效，确保C型弹性密封环对阀座所提供预紧力的稳定性。
2、采用Inconel材质制成的增能弹簧及C型环具有弹性好、寿命长的特点。
3、阀座背面凹槽的尺寸根据C型弹性密封环的压缩量精确计算，在保证密封性能的同时最大限度降低阀门扭矩。
附图说明
图1为本发明的使用状态图。
图2为阀座密封结构示意图。
图3为C型弹性密封环的结构示意图。
图4为图3的A处局部示意图。
图5为U型弹性密封环的结构示意图。
图6为图5的B处局部示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图1～图4所示：斜楔式顶装球阀C型阀座密封结构包括阀体1、阀球4、阀座2、C型弹性密封环3等。
按照本发明提供的技术方案，所述C型弹性密封环3由C型环3a和包覆在C型环3a内的增能弹簧3b组成。所述阀座2安装在阀球4两侧的对称位置，阀座2密封面与阀球4的球面配合形成密封副，在所述阀座2的背面设有凹槽，所述C型弹性密封环3安装在阀座2背面的凹槽内，所述阀球4、阀座2、C型弹性密封环3作为一个整体组件从顶部安装在阀体1的空腔内，所述阀座2的背面与阀体1的斜楔式密封面紧密贴合并将C型弹性密封环3压紧。
所述C型弹性密封环由C型环和增能弹簧组成，所述C型环紧密包覆在增能弹簧外侧。所述C型环的开口呈闭合状态。所述增能弹簧采用Inconel高弹性模量材质制成，所述C型环也采用Inconel高弹性模量材质精密冲压成型。
本发明的工作原理：当阀门处于工作状态时，增能弹簧3b受到挤压变形而产生弹性势能，并通过包覆在其外部的C型环3a将弹力传递给阀座2，将阀座2压紧在阀球4的球面上形成密封，同时由于C型环3a受到增能弹簧3b的弹力作用而产生向外膨胀的趋势，使得C型环3a的两侧分别与阀座2背面、阀体1的斜楔式密封面形成密封。与传统的U型弹性密封环相比，由于C型环3a的开口呈闭合状态趋势并且紧密包覆在增能弹簧3b外侧，因此即使阀门长期频繁动作、密封副磨损导致阀球4下移也并不会使增能弹簧3b在C型环3a内移动甚至脱出，保证C型弹性密封环3始终处在最佳工作状态，更保证了整个阀座密封结构的可靠性。

Claims (5)

1. 斜楔式顶装球阀C型阀座密封结构，包括阀体（1）、阀球（4）、阀座（2），其特征是：还包括C型弹性密封环（3）；所述阀座（2）安装在阀球（4）两侧的对称位置，阀座（2）密封面与阀球（4）的球面配合形成密封副，所述C型弹性密封环（3）安装在阀座（2）背面的凹槽内，所述阀球（4）、阀座（2）、C型弹性密封环（3）形成一个整体组件从阀体顶部安装在阀体（1）的空腔内，所述阀座（2）的背面与阀体（1）的斜楔式密封面紧密贴合，并将C型弹性密封环（3）压紧。
2.如权利要求1所述的斜楔式顶装球阀C型阀座密封结构，其特征是：所述C型弹性密封环（3）由C型环（3a）和增能弹簧（3b）组成，所述C型环（3a）紧密包覆在增能弹簧（3b）外侧。
3.如权利要求1所述的斜楔式顶装球阀C型阀座密封结构，其特征是：所述C型环（3a）的开口呈闭合状态。
4.如权利要求1所述的斜楔式顶装球阀C型阀座密封结构，其特征是：所述增能弹簧（3b）采用Inconel材质制成，所述C型环（3a）采用Inconel材质冲压成型。
5.如权利要求1所述的斜楔式顶装球阀C型阀座密封结构，其特征是：所述阀座（2）的背面设有凹槽。
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