CN105889534B - 压紧式防直接冲刷泄压阀阀座密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压紧式防直接冲刷泄压阀阀座密封结构，通过采用由特殊阀座支撑圈+阀座+非紧固型压紧式阀座压环构成阀座部分密封结构加上特殊结构的活塞体的密封结构方式，在实现阀座可靠密封的同时，防止了泄压高速介质流直接冲刷阀座，解决了设定压力点漂移过量的问题，大大延长了阀门的使用寿命。

Description

压紧式防直接冲刷泄压阀阀座密封结构

技术领域

本发明涉及轴流式阀门阀座密封结构，尤其涉及一种压紧式防直接冲刷泄压阀阀座密封结构。

背景技术

在各种长输管线的运行过程中，由于突然停泵或关阀导致水击产生，管线压力急剧上升，如何降低管线内的压力，防止爆管，使管线内的介质压力处在一个安全值以下是一个相当重要的课题。具备轴流式结构的水击泄压阀由于具有响应速度快、设定精度高、泄放量大和密封可靠等特点，因此在保护水击破坏上为工程设计所青睐。该类型水击泄压阀的阀座一般采用软密封方式实现。在常规的轴流式结构的水击泄压阀密封设计中，阀座密封一般有两种方式：一种是将阀座设计成和球阀阀座类似的阀座支撑圈+阀座+阀座压环+螺栓连接紧固结构，采用锥面密封的结构形式，阀座材料一般根据压力大小在PTFE、PPL、NYLON等材料中做选择；一种是采用O型圈径向密封实现密封的方式。该两种密封结构在一定条件下各有各的优势，但缺点也相当明显：

1、采用阀座支撑圈+阀座+阀座压环+螺栓连接紧固的密封结构选择塑料材料作为阀座密封件，由于加工和装配误差、以及塑料材料本身必须比压大的原因，往往将阀座设计得较宽，以满足当泄压阀处于关闭状态时，阀座能够良好密封，如此一来，问题就出来了：为了保证阀座承受比压低于许用比压，该阀座密封面设计较宽，在密封的过程中，用于阀座密封的力在活塞体轴向总受力中的比例增加了，因此该力将影响阀门的设定压力精度；任何阀座在经历泄压时的高速压力作用时，都不可能是一劳永逸的，阀座存在一定的寿命，当需要更换阀座时，由于更换的阀座和原装的阀座存在结构尺寸和装配上的不一致性，必然导致更换的阀座和之前的阀座形成密封的力不一致，这将连贯性的影响到阀门的设定压力的精度，即泄压阀的设定压力点将发生较大的漂移。

2、采用O型圈径向密封的阀座结构由于采用设置在阀座上的径向O型圈与活塞体的外圆配合实现密封，在初始状态，该密封结构密封性能优异，在更换O型圈后，由于阀座是径向设置的，更换后影响设定压力点的力学关系未发生变化，因此不会导致泄压点的漂移，这是其优势所在。但是，该种结构的缺点也相当明显：阀座需要径向布置，同时要求其与活塞体配合实现＞1次的密封，在活塞体与阀座的相对运动中，活塞体与O型圈之间发生轴向摩擦，O型圈极易被活塞体拖出O型圈槽，为了避免该种问题，可以设置复杂的结构保护O型圈不掉出，但致命的问题是：在经历多次启闭并经受大流量液体介质冲刷的活塞体上的密封面也将在介质冲刷作用下发生拉丝侵蚀(表面形成一条条丝状凹槽)，在活塞体关闭时，该丝状凹槽在摩擦运动条件下像无数把刀口一样冲击并划伤阀座O型圈，小的拉丝凹槽对密封的影响不会很大们，因为阀座O型圈弹性形变很大，其自身的形变张力足以抵抗因微小划痕带来的对密封的影响；但是面对大的高密集的拉丝时，泄漏在所难免。

3、无论是那种结构的阀座，都将经历泄放水击压力时高速液体流的冲刷破坏，缩短阀座的密封寿命、影响阀座需要密封力从而产生泄压点漂移过量。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述背景技术中的不足之处，提供了一种压紧式防直接冲刷密封阀座结构，防止了高流速泄放介质对阀座的直接冲刷破坏，降低了阀座对设点压力点的影响，解决了阀座寿命短和更换阀座后泄压点漂移量大的问题，大大延长了阀门的使用周期，简化了实际操作。

一种压紧式防直接冲刷泄压阀阀座密封结构，其特征是：由阀体、阀座支撑圈、阀座、阀座压环、活塞体、文丘里段和弹簧组成；阀座支撑圈置于阀体内，其前端设置放置三角形阀座的密封槽，在密封槽向中心线方向一侧，设置干扰凸台，干扰凸台下部设置一支撑斜面，在阀座支撑圈与阀体配合的前端设置阀座压环，阀座压环截面设置成梯形状，阀座支撑圈后端与文丘里段配合以实现轴向压紧阀座支撑圈，活塞体接触阀座实现密封时，阀座产生轻微变形并形成密封比压。

本发明主要包括：1阀体、2文丘里段、3阀座支撑圈、3-1密封槽、3-2干扰凸台、3-3支撑斜面、4阀座、5阀座压环、6活塞体、6-1保护凹槽、6-2活塞体头部锥面、7弹簧、8衬套、9衬套盖。

本发明的效果在于：

1、采用阀座支撑圈+阀座+非紧固型压紧式阀座压环密封结构，实现阀座密封，简化了阀座组装程序，使得安装和拆卸阀座更加简便；

2、采用接触面积小的三角形软密封圈结构，并采用橡胶材质，实现了阀座在占用较低作用力条件下实现低密封比压零泄漏密封，降低了密封力在决定设定压力点总平衡力学关系中的比例，防止了设定压力点过大的漂移，解决了因更换阀座导致的设定压力点漂移过量的问题；

3、通过在阀座支撑圈靠近流道中心线一面设置特殊的干扰凸台，在活塞体上对应位置设置保护凹槽结构，干扰了泄压高速介质并使其流动方向绕过阀座，防止了泄压高速介质流直接冲刷阀座，延长了阀门的使用寿命。

附图说明

图1：压紧式防直接冲刷泄压阀软密封阀座结构图

图2：密封阀座结构放大图

图中：1阀体、2文丘里段、3阀座支撑圈、3-1密封槽、3-2干扰凸台、3-3支撑斜面、4阀座、5阀座压环、6活塞体、6-1保护凹槽、6-2活塞体头部锥面、7弹簧、8衬套、9衬套盖。

具体实施方式

参考图1、图2：本发明实现密封的具体实施方式是：阀座支撑圈3置于阀体1内，其前端设置放置三角形阀座4的密封槽3-1，密封槽3-1形状与三角形密封圈基本一致，在密封槽3-1向中心线方向一侧，设置干扰凸台3-2，以使之干扰高速介质流并使之转向以防止高速介质直接冲刷阀座4；干扰凸台3-2下部设置一支撑斜面3-3，该支撑斜面3-3与活塞体6斜面角度一致，其作用是在活塞体6关闭时，承受活塞体6关闭时的正压力，在实现对活塞体6限位的同时，起到部分降低进入密封副压力的作用；在阀座支撑圈3与阀体1配合的前端设置阀座压环5，阀座压环5截面设置成梯形状，其作用是贴紧阀座4后防止阀座4脱落，同时避免与活塞体6接触；阀座支撑圈3后端与文丘里段2配合以实现轴向压紧阀座支撑圈3；活塞体头部锥面6-2与阀座支撑圈3支撑斜面3-3同角度，在活塞体6上活塞体6与阀座支撑圈3上干扰凸台3-2配合的位置，设置保护凹槽6-1，该保护凹槽6-1的作用是防止干扰凸台3-2直接与活塞体6接触，避免其对密封的影响。

当管线压力低于泄压阀设定压力时，活塞体6与阀座4处于关闭贴合状态，活塞体6在活塞体6后力(对于氮气水击泄压阀该力是氮气压力，对于先导式水击泄压阀而言，该力是引入到阀腔的介质作用力)的作用下，大部分作用力作用在支撑斜面3-3上，少部分力使阀座4发生微小形变并产生密封比压形成密封。

参考图1、图2：本发明实现防介质直接冲刷破坏阀座的具体实施方式是：根据前文所述阀座结构，当管线压力超过泄压阀设定压力后，活塞体6处于关闭状态平衡关系遭到破坏，活塞体6将撤离阀座4，水击产生的高速介质流将通过活塞体6与阀座4间的间隙喷射而出并逐渐加大流量，干扰凸台3-2的存在，干扰了高速介质流，使高速介质流方向变化并绕过阀座4，从而使阀座4避免了被高速介质流直接冲刷破坏，起到了保护阀座4的目的，延长了阀座4的使用寿命。

参考图1、图2：本发明实现防止设定压力点漂移过量的具体实施方式是：根据前述阀座结构，阀座4设置为背面大、端部小的三角形结构，当活塞体6接触阀座4实现密封时，阀座4产生轻微变形并形成密封比压，由于阀座4接触面积很小，其所需要的密封力也很小，产生密封的力在决定设定压力点总平衡力学关系中的比例降低了，该结构阀座4对设定压力的影响也随之降低了，因此，在其他条件不改变的条件下，该结构阀座4能够有效降低设定压力点的漂移量。

由于该活塞体6与阀座4密封前均需要活塞体6紧贴阀座支撑圈3，因此，阀座4密封时的形变量可得到有效控制，更换阀座4后，更换的阀座4对设定压力点漂移量影响甚微，因此本发明可解决因更换阀座4导致的设定压力点漂移过量的问题。

依据本发明的发明精神和原理还可以做出很多的变型和改进，以上实例所述仅是本发明对该结构的发明思想、原理及实施方式的其中一种阐述，本说明书内容不应成为对本发明的一种限制。对于本领域的技术人员来说，在不改变基本工作原理和本发明的构思情况下做出的多种变型和改进都应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种压紧式防直接冲刷泄压阀阀座密封结构，其特征是：包括阀体、阀座支撑圈、阀座、阀座压环、活塞体、文丘里段和弹簧；阀座支撑圈置于阀体内，其前端设置放置三角形阀座的密封槽，在密封槽向中心线方向一侧，设置干扰凸台，干扰凸台下部设置一支撑斜面，在阀座支撑圈与阀体配合的前端设置阀座压环，阀座压环截面设置成梯形状，阀座支撑圈后端与文丘里段配合以实现轴向压紧阀座支撑圈，活塞体接触阀座实现密封时，阀座产生轻微变形并形成密封比压。

2.根据权利要求1所述压紧式防直接冲刷泄压阀阀座密封结构，其特征是：阀座设置为背面大、端部小的三角形结构，并采用橡胶材质。

3.根据权利要求1所述压紧式防直接冲刷泄压阀阀座密封结构，其特征是：活塞体头部锥面与阀座支撑圈支撑斜面同角度，在活塞体上活塞体与阀座支撑圈上干扰凸台配合的位置，设置保护凹槽，防止干扰凸台直接与活塞体接触。