CN115298467B - 阀的泄漏阻断装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阀的泄漏阻断装置,尤其,当流过流路(11)的流体通过所述阀杆下部(21)的外周面与下部引导孔(31)之间的间隙流入阀帽(30)的镗孔(32)内时,活塞部件(50)的上端插塞(53)通过作用于活塞部件(50)的下端受压面(S2)的泄漏流体的压力(P1)上升,并以高于泄漏流体的压力(P1)的压力对密封油室(45)内的油的压力(P2)加压,从而阻断流体的泄漏。
Description
技术领域
本发明涉及一种阀的泄漏阻断装置,尤其,涉及一种有效阻断管路的流动的流体通过阀杆的外周面的间隙泄漏的装置。
背景技术
在流体流过的管中设置用于控制流体的流向或控制流量的流体控制阀来进行使用。作为这样的阀,例如有闸阀、球阀、弹子阀、蝶阀、角阀等。
KR20-0395564Y1(专利文献1)和KR10-1197372B1(专利文献2)中公开了关于球阀的示例。专利文献1至专利文献2所公开的以往的阀具备用于阻断流体(通过配管的的工艺流体)从阀杆的外周面的间隙泄漏的填料装置。上述专利文献1至2所公开的以往的填料装置使用诸如压盖填料等的密封部件,并且为了密封部件与阀部件之间的摩擦接触,形成为利用规定的加压机构(例如,压盖)对密封部件加压以使其变形的结构。
例如,如图1和图2所示,专利文献1所公开的以往的填料装置具有如下结构,即,从阀外壳12向外侧凸出的阀杆18以贯通填料箱22的内部空间的方式设置,将由聚四氟乙烯或石墨材质制成的多个压盖填料24相层叠地***组合于配置于该填料箱22的内部的阀杆18的外周后,从上侧利用填料加压部件26对所述多个压盖填料24加压,从而加压后的压盖填料24向半径方向的内侧和外侧扩大展开的同时内/外侧边缘分别贴紧于阀杆的外周面和填料箱的内部空间的内壁而进行密封。
在这种结构的填料***中,由于作为密封部件的压盖填料24的半径方向的两侧的边缘被压紧于阀杆24的外周面和填料箱的内壁,当阀杆旋转或重复上下移动的动作时,在为了密封而压紧的部分发生摩擦导致的磨损,当在压紧的部分发生磨损时,发生流体通过磨损的部分泄漏的问题。当发生这样的流体的泄漏时,存在需要为了更换磨损的零件而中断工序的问题。
此外,随着按压压盖填料24的压力的变化,压盖填料为了密封而贴紧的部分的贴紧力发生变化,因而具有难以维持稳定的密封的缺点。
发明内容
技术问题
为了解决上述现有技术的问题,本发明的目的在于,提供一种阀泄漏阻断装置,所述阀泄漏阻断装置在能够在不使用通过机械摩擦接触的密封部件的情况有效地阻断流体的泄漏,并且结构简单,因而便于进行设置或修理作业及使用,且耐久性优秀。
技术方案
为了实现上述目的,本发明提供一种阀泄漏阻断装置,其沿阀杆的外周面阻断流体的泄漏,所述阀泄漏阻断装置的特征在于,包括阀帽、上部盖、活塞部件,其中,
所述阀帽具备使所述阀杆沿中心轴方向通过以引导阀杆下部的下部引导孔、以及同轴设置于所述下部引导孔的上侧且直径比所述下部引导孔相对大的镗孔;
所述上部盖封闭所述阀帽的镗孔的上端,并且具有使通过所述阀帽的镗孔而延伸的阀杆上部沿中心轴方向通过以进行支撑的上部引导孔、以及设在所述上部引导孔的下侧的密封油室,该密封油室的内径小于所述阀帽的镗孔的内径且大于所述上部引导孔的内径,并且在内部填充加压后的油;
所述活塞部件能够滑动地设置于所述阀帽的镗孔内,并以使所述阀杆贯通的方式***于中心轴方向的中央贯通孔,并且所述活塞部件大径部和插塞,所述大径部在底面形成有通过所述阀杆的外周面与所述中央贯通孔的内周面之间的间隙流动的泄漏流体的压力施加作用的具有相对大的截面积的下端受压面,所述插塞从所述大径部的上端面沿同轴方向向所述盖的密封油室内延伸,并且具有比所述大径部的下端受压面相对小的截面积。
所述上部盖可以***结合于所述阀帽的镗孔的上端,并且所述密封油室可以沿中心轴方向延伸以构成密封油室的下部。
在所述密封油室中,通过注入口使密封油流入内部空间,并且利用塞部件密封所述注入口的入口并以密封油填充密封油室。
可以在所述活塞部件的中央贯通孔的内壁、所述活塞部件的大径部的外周面以及所述上部盖的上部引导孔的内壁上分别沿圆周方向设置有流体泄漏阻断用O形环。
在将阀转换到开放位置以开放阀的内部流时,当流过流路的流体的一部分通过所述阀杆下部的外周面与下部引导孔之间的间隙泄漏时,该泄漏流体流入阀帽的镗孔内并作用于活塞部件的下端受压面,通过该泄漏流体的压力,活塞部件的上端插塞上升,使得所述密封油室内的油的压力上升到高于泄漏流体的压力的压力。从而,从流路泄漏的流体无法通过压力相对高的密封室的液状的油,因此可以阻断流体泄漏。
发明的效果
根据上述本发明的阀泄漏阻断装置,利用通过阀杆周围泄漏的流体的压力,阀帽内的活塞部件对填充在油密封室内部的液体(油)加压以将通过该室内部的油压力升高得高于通过流路的流体的压力,使得泄漏流体无法通过密封油室的较高的压力的油,因而即使不使用诸如机械的压盖填料的通过机械摩擦的阻断部件也能以简单的结构有效阻断流体通过阀杆周围泄漏。
此外,与为了使压盖填料扩张(膨胀)用螺栓拧紧压盖来加压的力随着时间的经过减弱且压盖填料的密封力减弱而致使泄漏阻断效果衰减的以往的压盖填料相比,本发明的泄漏阻断装置由于不存在密封力随着时间的经过而减弱的现象,因而耐久性优秀。
附图说明
图1是设置有压盖填料装置的球阀的结合剖视图。
图2是设置有图1的压盖填料装置的“A”部的放大详细图。
图3是设置有本发明的泄漏阻断装置的球阀的长度方向的剖视图。
图4是图3的“B”部的放大详细图,是本发明的泄漏阻断装置的活塞部件对密封油室的密封油加压之前的状态的剖视图。
图5是本发明的泄漏阻断装置的活塞部件在镗孔内上升以对密封油室的密封油加压的状态的球阀的长度方向的剖视图。
图6是图5的“C”部的放大详细图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的阀泄漏装置的优选实施例进行详细说明。虽然本实施例中对球阀进行描述,但本发明不限于球阀,也可以适用于其他种类的阀。
如图3所示,阀组件包括设有流路11和阀座12的阀主体10、安放于所述阀主体10的阀座12上或与阀座12分离而开闭所述流路11的阀盘15、在下端连接所述阀盘15以使阀盘15移动到开放位置或封闭位置并且在上端具备把手16的阀杆20、在包围所述阀杆20的状态下通过螺栓13结合于所述阀主体10的上面的阀帽30、以及通过螺栓41紧固于所述阀帽30的上面的上部盖40。
如图3和图4详细所示,所述阀帽30具备使所述阀杆20沿中心轴方向通过以引导阀杆下部21的下部引导孔31、以及同轴设置于所述下部引导孔31的上侧且直径比所述下部引导孔31相对大的镗孔32。
另外,所述上部盖40具备使通过所述阀帽的镗孔32而延伸的阀杆上部22沿中心轴方向通过以进行支撑的上部引导孔42、以及设在所述上部引导孔42的下侧的密封油室(45),该密封油室(45)的内径小于所述阀帽30的镗孔32的内径且大于所述上部引导孔42的内径,并且在内部填充加压后的密封油L。
所述上部盖40具备滑动***于所述阀帽30的镗孔32内地从底面延伸的套筒43。
具备用于向所述密封油室45的内部空间填充密封油L的注入口46,所述注入口46的入口由塞部件47密封。
在所述阀帽30的镗孔32内可滑动地设置有活塞部件50。所述活塞部件50设有使所述阀杆20以贯通的方式***的中央贯通孔51。所述活塞部件50具备在底面形成有相对大的截面积的下端受压面S1的大径部52。通过所述阀杆20的外周面与所述中央贯通孔51的内周面之间的间隙泄漏的流体的压力P作用于大径部52的下端受压面S1。
在所述活塞部件50的上部具备插塞53,该插塞53具有截面积比所述大径部52的下端受压面S1相对小的上端受压面S2。在所述活塞部件50如图4所示设置在阀帽30的镗孔32的状态下,所述插塞53可滑动地***于所述盖40的套筒43的内部的密封油室45内。
另外,在所述活塞部件50的中央贯通孔51的内壁、所述活塞部件50的大径部52的外周面以及所述上部盖40的上部引导孔42的内壁分别沿圆周方向设置有O形环O以阻断油的泄漏。
如图5和图6所示,当流过流路11的流体通过所述阀杆下部21的外周面与下部引导孔31之间的间隙(沿图5的白色粗箭头方向)泄漏时,该泄漏流体流入阀帽30的镗孔32内,并以预定的压力P1作用于活塞部件50的下端受压面S1。
所述活塞部件50因所述泄漏流体产生的压力P1而上升,从而活塞部件50的上端插塞53上升,并以高于泄漏流体的压力的压力P2对所述密封油室45内的液体的压力加压。从而,所泄漏的流体的压力P1低于密封油室45内的加压后的油的压力P2,因而流体无法流入相对高的压力的密封油室45内,从而阻断油泄漏。
此外,上述本发明的泄漏阻断装置具有通过密封油室45内的液体油的压力阻断通过阀的流体的泄漏的结构,因而与以往的压盖填料结构相比,可以显著减小阀杆填料摩擦力(stem packing friction)。
对具有直径为25.4mm的阀杆的阀测量阀杆填料摩擦力,并测量以往的V-特氟龙填料和石墨填料(graphite packing)的阀杆填料摩擦力,并示于下表1。
【表1】
如上述表1所示,本发明的填料结构的填料摩擦力显著小于以往的填料结构的填料摩擦力。另外,本发明的填料结构的填料摩擦力与以往的V-特氟龙填料结构的填料摩擦力A相比为36%,并且与以往的石墨填料(graphite packing)结构的填料摩擦力B相比仅为7.2%左右。
本发明的填料结构的填料摩擦力较小,因而可以减少由于阀杆与阀填料之间的摩擦引起的磨损以提高阀杆的耐久性。不仅如此,本发明的填料结构的填料摩擦力较小,因此在阀操作过程中需要较少的力。从而可以以较小的操作力对阀进行开闭操作,因而使通过电子控制的自动控制变得容易。
附图标记
10:阀主体,11:流路,12:阀座,13:螺栓,15:阀盘,16:把手,20:阀杆,21:阀杆下部,22:阀杆上部,30:阀帽,31:下部引导孔,32:镗孔,41:螺栓,40:上部盖,42:上部引导孔,43:套筒,46:注入口,47:塞部件,45:密封油室,50:活塞部件,51:中央贯通孔,52:大径部,53:插塞,S1:下端受压面,S2:上端受压面,L:密封油,O:O形环,P1:流体压力,P2:密封油压力。
Claims (5)
1.一种阀泄漏阻断装置,其沿阀杆(20)的外周面阻断流体的泄漏,所述阀泄漏阻断装置的特征在于,
包括阀帽(30)、上部盖(40)、活塞部件(50),其中,
所述阀帽(30)具备使所述阀杆(20)沿中心轴方向通过以引导阀杆下部(21)的下部引导孔(31)、以及同轴设置于所述下部引导孔(31)的上侧且直径比所述下部引导孔(31)相对大的镗孔(32);
所述上部盖(40)结合于所述阀帽(30)的镗孔(32)的上端,并且具有使通过所述阀帽(30)的镗孔(32)而延伸的阀杆上部(22)沿中心轴方向通过以进行支撑的上部引导孔(42)、以及设在所述上部引导孔(42)的下侧的密封油室(45),该密封油室(45)的内径小于所述阀帽(30)的镗孔(32)的内径且大于所述上部引导孔(42)的内径,并且在内部填充加压后的密封油(L);
所述活塞部件(50)能够滑动地设置于所述阀帽(30)的镗孔(32)内,并以使所述阀杆(20)贯通的方式***于中心轴方向的中央贯通孔(51),并且所述活塞部件(50)大径部(52)和插塞(53),所述大径部(52)在底面形成有通过所述阀杆(20)的外周面与所述中央贯通孔(51)的内周面之间的间隙流动的泄漏流体的压力(P1)施加作用的具有相对大的截面积的下端受压面(S1),所述插塞(53)从所述大径部(52)的上端面沿同轴方向向密封油室(45)内延伸以密封所述密封油室(45)的下端,并且具有截面积比所述大径部(52)的下端受压面(S1)相对小的上端受压面(S2)。
2.根据权利要求1所述的阀泄漏阻断装置,其特征在于,
所述密封油室(45)具备用于使密封油(L)流入内部空间的注入口(46),所述注入口(46)的入口利用塞部件(47)进行密封。
3.根据权利要求1所述的阀泄漏阻断装置,其特征在于,
当流过流路的流体通过所述阀杆下部(21)的外周面与下部引导孔(31)之间的间隙泄漏并流入阀帽(30)的镗孔(32)内时,所述活塞部件(50)的上端插塞(53)通过作用于所述活塞部件(50)的下端受压面(S1)的泄漏流体的压力(P1)上升,并以高于泄漏流体的压力(P1)的压力对所述密封油室(45)内的油的压力(P2)加压,从而阻断流体的泄漏。
4.根据权利要求1所述的阀泄漏阻断装置,其特征在于,
所述上部盖(40)***结合于所述阀帽的镗孔(32)的上端,并且具备使所述密封油室(45)沿中心轴方向延伸而构成密封油室(45)的下部的套筒(43)。
5.根据权利要求1所述的阀泄漏阻断装置,其特征在于,
在所述活塞部件(50)的中央贯通孔(51)的内壁、所述活塞部件(50)的大径部(52)的外周面以及所述上部盖(40)的上部引导孔(42)的内壁上分别沿圆周方向设置有O形环(O)。
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