CN218440706U - 一种用于氦气隔离阀的双重密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种用于氦气隔离阀的双重密封结构，固定环和环形密封圈安装于阀体与阀瓣围成的环形空间内，阀体上设有自下而上依次设置的第一台阶、第二台阶和第三台阶，第三台阶上端与阀瓣的接触面设有相互配合的堆焊硬质合金，环形密封圈安装在第一台阶上，固定环可拆卸固定于第二台阶上，固定环的延伸段向下挤压环形密封圈的上端面，阀瓣的锥面挤压环形密封圈的内侧面。本实用新型适用于高温气冷堆核电站核级氦气隔离阀，采用金属平面密封和环形密封圈的双重密封结构，整体结构紧凑，使氦气隔离阀具有良好的初始密封性能，且在动作一定次数后仍保持较好的密封性能，从而提高氦气隔离阀的使用寿命，保证高温气冷堆各***的正常运行。

Description

一种用于氦气隔离阀的双重密封结构

技术领域

本实用新型涉及核能技术领域，尤其涉及一种用于氦气隔离阀的双重密封结构。

背景技术

核级氦气隔离阀是高温气冷堆中面广量大的承压设备，需要在高温高压的工况下运行，对于保证高温气冷堆的正常稳定运行及安全起着重要作用。高温气冷堆对于氦气隔离阀的密封性能要求较高，但是由于氦气具有很强的渗透性，这就对氦气隔离阀主密封副的密封性能提出了很高的要求。目前常见的氦气隔离阀采用球形密封副，阀瓣和阀座堆焊不同硬度的合金形成硬度差，从而使阀门具有良好的初始密封性能。但是这种结构在动作一定次数后，阀瓣和阀座的密封面上将产生不同程度的压痕，导致阀门主密封的密封性能将大大降低，泄漏率将远超***要求，从而影响阀门的正常使用。

对于运用于高温高压氦气介质工况且主密封漏率有较高要求的截止阀，主密封副平面加弹性锥面双重密封结构由此产生。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高温高压工况下低泄漏率的双重密封结构，适用于高温气冷堆核电站核级氦气隔离阀，采用金属平面密封和环形密封圈的双重密封结构，使氦气隔离阀具有良好的初始密封性能，且在动作一定次数后仍保持较好的密封性能，从而提高氦气隔离阀的使用寿命，保证高温气冷堆各***的正常运行。

本申请实施例提出一种用于氦气隔离阀的双重密封结构，包括：固定环和环形密封圈，所述固定环和环形密封圈安装于阀体与阀瓣围成的环形空间内，阀体上设有自下而上依次设置的第一台阶、第二台阶和第三台阶，第三台阶上端与阀瓣的接触面设有相互配合的堆焊硬质合金，第一台阶和第二台阶位于所述环形空间内，阀瓣朝环形空间内的一侧为一锥面，所述锥面的下端朝远离环形空间的方向倾斜，环形密封圈安装在第一台阶上，固定环可拆卸固定于第二台阶上，固定环向第二台阶外侧方向延伸出一段距离，固定环的延伸段向下挤压环形密封圈的上端面，所述锥面挤压环形密封圈的内侧面。

在一些实施例中，所述环形密封圈包括环形壳和环状弹簧，环形壳内为一环形空腔，环形弹簧设于环形空腔内，环形壳的内侧面开设有一个环形开口。

在一些实施例中，所述环形开口开设于环形壳的内侧面的斜下方。

在一些实施例中，所述固定环通过螺钉固定在阀体的第二台阶上。

在一些实施例中，所述固定环上开设有若干个定位孔，每个定位孔包括相互贯通的第一孔和第二孔，第一孔位于第二孔的上方，第一孔的孔径大于第二孔的孔径，螺钉包括螺帽部和螺纹部，当螺钉穿入定位孔内时，螺帽部位于第一孔内，螺纹部穿过第二孔并旋入阀体的第二台阶内。

在一些实施例中，所述第一孔内在位于螺帽部的上端处设有孔用弹性挡圈，在第一孔的内壁上设有用于卡入孔用弹性挡圈的环形槽。

在一些实施例中，所述第一孔内在位于螺帽部的下端处设有垫圈。

在一些实施例中，所述环形壳为金属材质。

在一些实施例中，所述环形壳的外表面为抛光面。

在一些实施例中，所述环形壳的外表面设有一层镀银层。

本实用新型的有益效果为：本实用新型适用于高温气冷堆核电站核级氦气隔离阀，采用金属平面密封和环形密封圈的双重密封结构，整体结构紧凑，使氦气隔离阀具有良好的初始密封性能，且在动作一定次数后仍保持较好的密封性能，从而提高氦气隔离阀的使用寿命，保证高温气冷堆各***的正常运行。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，

其中：

图1为本申请实施例中的用于氦气隔离阀的双重密封结构的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大示意图；

图3为环形密封圈的结构示意图；

附图标记：

1-阀杆；2-阀瓣；3-阀体；4-孔用弹性挡圈；5-固定环；6-垫圈；7-锥面；8-环形壳；9-环形开口；10-堆焊硬质合金；11-螺钉；111-螺帽部；112-螺纹部；12-第一台阶；13-第二台阶；14-第三台阶；15-环状弹簧。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的用于氦气隔离阀的双重密封结构。

如图1-3所示，本申请实施例提出一种用于氦气隔离阀的双重密封结构，包括：固定环5和环形密封圈，固定环5和环形密封圈安装于阀体3与阀瓣2围成的环形空间内，阀体3上设有自下而上依次设置的第一台阶12、第二台阶13和第三台阶14，第三台阶14上端与阀瓣2的接触面设有相互配合的堆焊硬质合金10，形成金属平面密封。

阀瓣2的结构如图1所示，其下端形成环形凸起，环形凸起内部为空心结构，环形凸起的纵截面呈燕尾槽结构，环形凸起的外侧面为锥面7，该锥面7的纵截面形成斜向下的倾斜面。当从外向内挤压环形凸起的外侧面时，该锥面7会朝向环形凸起中心的方向发生一定的形变，具备一定的弹性性能。

如图2所示，第一台阶12和第二台阶13位于该环形空间内，阀瓣2下端有两个面位于该环形空间内，其中一个面为阀瓣2下方的平面，该平面位于环形空间上方；另一个面为阀瓣2下方的锥面7，该锥面7位于环形空间的内侧面。该锥面7的下端朝远离环形空间的方向倾斜，环形密封圈安装在第一台阶12上，固定环5可拆卸固定于第二台阶13上，固定环5向第二台阶13外侧方向延伸出一段距离，固定环5的延伸段向下挤压环形密封圈的上端面，锥面7挤压环形密封圈的内侧面，形成弹性密封。弹性密封与上述的金属平面密封相结合，即形成双重密封结构。

在一些具体的实施例中，如图3所示，环形密封圈包括环形壳8和环状弹簧15，环形壳8内为一环形空腔，环形弹簧设于环形空腔内，环形壳8的内侧面开设有一个环形开口9。该环形开口9与环状弹簧15共同提供了弹性回复力，通过阀瓣2对环形密封圈的挤压，使环形密封圈发生形变，进而起到密封的作用。

在一些具体的实施例中，环形开口9开设于环形壳8的内侧面的斜下方，如图2所示，环形开口9位于图中的环形壳8的右下角位置。即，环形开口9位于第一台阶12与锥面7之间。当阀瓣2挤压环形密封圈时，环形开口9的上部的环形壳8向左下角方向挤压，使环形密封圈发生形变，进而起到密封作用。

在一些具体的实施例中，固定环5通过螺钉11固定在阀体3的第二台阶13上。螺钉11包括螺帽部111和螺纹部112。螺帽部111上端中部开设有螺纹槽，用于通过工具将螺钉11旋入固定环5和第二台阶13中。

在一些具体的实施例中，固定环5上均布开设有若干个定位孔，每个定位孔包括相互贯通的第一孔和第二孔，第一孔位于第二孔的上方，第一孔的孔径大于第二孔的孔径，当螺钉11穿入定位孔内时，螺帽部111位于第一孔内，螺纹部112穿过第二孔并旋入阀体3的第二台阶13内。固定环5将环形密封圈固定在阀体3的第一台阶12上，防止环形密封圈脱离，同时对环形密封圈进行一定的预压，使其当阀门关闭时能够与阀瓣2底部的锥面7接触形成密封，保证阀门的密封性能。

在一些具体的实施例中，第一孔内在位于螺帽部111的下端处设有垫圈6。

在一些具体的实施例中，第一孔内在位于螺帽部111的上端处设有孔用弹性挡圈4，在第一孔的内壁上设有用于卡入孔用弹性挡圈4的环形槽。当螺钉11旋入固定环5和第二台阶13后，将孔用弹性挡圈4卡入环形槽，可以有效防止螺钉11和垫圈6脱落，也可以起到螺钉11防松的效果。

在一些具体的实施例中，环形壳8为金属材质。具体的，材质可以为不锈钢、铝、铜等具有延展性的金属。

在一些具体的实施例中，环形壳8的外表面为抛光面。环形壳8的外表面具有镜面抛光的表面光洁度及足够高的硬度，为了使该密封面具有更好的紧密性，减少摩擦和磨损。

在一些具体的实施例中，环形壳8的外表面设有一层镀银层，能够起到更好的密封效果。

使用时，当阀门关闭时，阀杆1对阀瓣2施加的轴向力作用在金属平面密封结构及弹性锥面7密封结构上，使阀瓣2底部平面与阀座平面形成的平面密封上的实际比压大于必须比压，同时小于许用比压，保证平面密封的密封效果。同时，该轴向力作用在阀瓣2底部锥面7的力可以分解成垂直于锥面7及平行于锥面7的两个分力，其中垂直于锥面7的分力可以使锥面7具有一定的变形量，使阀瓣2底部的锥面7与环形密封圈接触形成线密封。

本申请在传统的金属平面密封基础上增加了环形密封圈和弹性锥面的密封，从而使阀门具有双重密封结构。

本申请适用于高温气冷堆核电站核级氦气隔离阀，采用截止阀主密封副平面加弹性锥面双重密封结构，即采用金属平面密封和环形密封圈的双重密封结构，使氦气隔离阀具有良好的初始密封性能，且在动作一定次数后仍保持较好的密封性能，从而提高氦气隔离阀的使用寿命，保证高温气冷堆各***的正常运行。整体结构紧凑，提高了阀门主密封副的密封性能，同时降低了主密封副失效的可能性。

本申请的双重密封结构亦可推广应用于其他类似具有低漏率要求的截止阀。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于氦气隔离阀的双重密封结构，其特征在于，包括：固定环和环形密封圈，所述固定环和环形密封圈安装于阀体与阀瓣围成的环形空间内，阀体上设有自下而上依次设置的第一台阶、第二台阶和第三台阶，第三台阶上端与阀瓣的接触面设有相互配合的堆焊硬质合金，第一台阶和第二台阶位于所述环形空间内，阀瓣朝环形空间内的一侧为一锥面，所述锥面的下端朝远离环形空间的方向倾斜，环形密封圈安装在第一台阶上，固定环可拆卸固定于第二台阶上，固定环向第二台阶外侧方向延伸出一段距离，固定环的延伸段向下挤压环形密封圈的上端面，所述锥面挤压环形密封圈的内侧面。

2.根据权利要求1所述的用于氦气隔离阀的双重密封结构，其特征在于，所述环形密封圈包括环形壳和环状弹簧，环形壳内为一环形空腔，环形弹簧设于环形空腔内，环形壳的内侧面开设有一个环形开口。

3.根据权利要求2所述的用于氦气隔离阀的双重密封结构，其特征在于，所述环形开口开设于环形壳的内侧面的斜下方。

4.根据权利要求1～3任一项所述的用于氦气隔离阀的双重密封结构，其特征在于，所述固定环通过螺钉固定在阀体的第二台阶上。

5.根据权利要求4所述的用于氦气隔离阀的双重密封结构，其特征在于，所述固定环上开设有若干个定位孔，每个定位孔包括相互贯通的第一孔和第二孔，第一孔位于第二孔的上方，第一孔的孔径大于第二孔的孔径，螺钉包括螺帽部和螺纹部，当螺钉穿入定位孔内时，螺帽部位于第一孔内，螺纹部穿过第二孔并旋入阀体的第二台阶内。

6.根据权利要求5所述的用于氦气隔离阀的双重密封结构，其特征在于，所述第一孔内在位于螺帽部的上端处设有孔用弹性挡圈，在第一孔的内壁上设有用于卡入孔用弹性挡圈的环形槽。

7.根据权利要求5所述的用于氦气隔离阀的双重密封结构，其特征在于，所述第一孔内在位于螺帽部的下端处设有垫圈。

8.根据权利要求2所述的用于氦气隔离阀的双重密封结构，其特征在于，所述环形壳为金属材质。

9.根据权利要求2所述的用于氦气隔离阀的双重密封结构，其特征在于，所述环形壳的外表面为抛光面。

10.根据权利要求2所述的用于氦气隔离阀的双重密封结构，其特征在于，所述环形壳的外表面设有一层镀银层。

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