本實(shí)用新型涉及控制閥技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于高溫高壓工況，具有高泄漏等級(jí)、防卡死、防抱死特點(diǎn)的大口徑控制閥用活塞環(huán)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的大口徑控制閥如圖1所示，A1處為密封結(jié)構(gòu)。在控制閥行業(yè)，為了減小執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出推力，大口徑控制閥設(shè)計(jì)為平衡式結(jié)構(gòu)，在高溫高壓工況閥體內(nèi)的密封環(huán)采用活塞環(huán)結(jié)構(gòu)，活塞環(huán)的直徑也在0.4m以上，閥門(mén)在全關(guān)狀態(tài)下，閥門(mén)的密封依靠活塞環(huán)的張力和套筒中間的配合實(shí)現(xiàn)密封，因?yàn)榇罂趶接玫幕钊h(huán)在國(guó)內(nèi)的加工工藝不成熟，導(dǎo)致活塞環(huán)的張力控制不穩(wěn)定，如果張力過(guò)大導(dǎo)致在高溫工況下活塞環(huán)與套筒中間易抱死，如果張力過(guò)小則導(dǎo)致泄露量超標(biāo)。而采購(gòu)國(guó)外進(jìn)口的活塞密封環(huán)則采購(gòu)周期長(zhǎng)，采購(gòu)成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了解決大口徑控制閥在高溫工況下傳統(tǒng)活塞環(huán)泄漏量大，易抱死，成本高的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種大口徑控制閥，在高溫高壓工況下能實(shí)現(xiàn)可靠密封，而且是防抱死的組合式金屬密封環(huán)，并且成本低，加工工藝簡(jiǎn)單可靠。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種大口徑控制閥用活塞環(huán)結(jié)構(gòu)，包括上閥蓋、閥體、套筒、閥芯、閥桿和閥座，所述閥體的兩側(cè)分別設(shè)置有和閥體內(nèi)腔相通的進(jìn)口和出口，閥體的上端設(shè)置有與閥體內(nèi)腔相通的閥芯安裝通道，所述上閥蓋固定安裝在閥體的上端，套筒固定安裝在閥芯安裝通道內(nèi)，套筒的上端與上閥蓋的底部固定連接，閥座固定連接在套筒的下端，閥芯滑動(dòng)安裝在套筒內(nèi)，閥桿穿插在上閥蓋內(nèi)且與閥芯上端固定連接，所述閥芯外圈和套筒內(nèi)圈之間設(shè)置有金屬密封結(jié)構(gòu)，所述金屬密封結(jié)構(gòu)包括上支撐環(huán)、下支撐環(huán)和密封環(huán)組件，密封環(huán)組件設(shè)置在上支撐環(huán)和下支撐環(huán)之間。

當(dāng)套筒受到高溫介質(zhì)而影響內(nèi)孔縮小時(shí)，密封環(huán)之間的間隙自動(dòng)調(diào)整，密封環(huán)組件外徑自動(dòng)向里收縮適應(yīng)套筒內(nèi)孔的變化.

當(dāng)套筒內(nèi)孔圓度差時(shí)，密封環(huán)組件圈能自適應(yīng)套筒內(nèi)孔的變化，完全杜絕因加工精度的影響和高溫工況下套筒內(nèi)孔的變形導(dǎo)致的套筒與閥芯之間的卡澀現(xiàn)象，而且也能達(dá)到嚴(yán)密可靠的密封。

所述閥芯外圈開(kāi)設(shè)有用于安裝密封環(huán)組件的周向密封凹槽，密封環(huán)組件和密封凹槽間隙配合。

所述上支撐環(huán)和下支撐環(huán)的相對(duì)面均為斜面，上支撐環(huán)的斜面和下支撐環(huán)的斜面相互對(duì)稱(chēng)，兩斜面之間的距離由內(nèi)向外逐漸增大，上支撐環(huán)的斜面和下支撐環(huán)的斜面之間形成梯形槽口，所述密封環(huán)組件包括密封環(huán)和具有開(kāi)口的卡圈，所述密封環(huán)上表面為上斜面，所述上斜面與上支撐環(huán)的斜面相配合，密封環(huán)的下表面為下斜面，所述下斜面與下支撐環(huán)的斜面相配合，密封環(huán)的截面呈梯形，密封環(huán)設(shè)置在梯形槽口內(nèi)且與梯形槽口相配合，密封環(huán)的外圈還開(kāi)設(shè)有周向的梯形卡槽，卡圈卡接在梯形卡槽內(nèi)將密封環(huán)箍緊在密封凹槽內(nèi)，卡圈和套筒內(nèi)圈能夠相切。

所述上支撐環(huán)的斜面和下支撐環(huán)的斜面與水平面之間的夾角相等，所述夾角為30-35°。

所述上支撐環(huán)的斜面和下支撐環(huán)的斜面均開(kāi)設(shè)有U形槽。U形槽主要作用是將一個(gè)面分割為兩個(gè)面與密封環(huán)81上的斜面接觸，介質(zhì)經(jīng)過(guò)斜面到達(dá)兩個(gè)U形槽74，經(jīng)過(guò)幾次節(jié)流壓力逐步級(jí)降低，從而起到密封的作用。

所述上支撐環(huán)和下支撐環(huán)外圈直徑比套筒內(nèi)圈直徑小0.2-0.5mm。

所述上支撐環(huán)和下支撐環(huán)均具有開(kāi)口，所述開(kāi)口為35-40°的斜角開(kāi)口。

所述密封環(huán)由多段密封圓弧組成，密封圓弧之間的間隙為0.2-0.5mm。優(yōu)選為五段。

本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型的大口徑控制閥用活塞環(huán)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，加工簡(jiǎn)單，安裝拆卸方便，當(dāng)套筒受到高溫介質(zhì)而影響內(nèi)孔縮小時(shí)，密封環(huán)之間的間隙自動(dòng)調(diào)整，密封環(huán)組件外徑自動(dòng)向里收縮適應(yīng)套筒內(nèi)孔的變化。

當(dāng)套筒內(nèi)孔圓度差時(shí)，密封環(huán)組件圈能自適應(yīng)套筒內(nèi)孔的變化，完全杜絕因加工精度的影響和高溫工況下套筒內(nèi)孔的變形導(dǎo)致的套筒與閥芯之間的卡澀現(xiàn)象，而且也能達(dá)到嚴(yán)密可靠的密封。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中大口徑控制閥的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型最優(yōu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2中A2放大圖。

圖4是本實(shí)用新型上支撐環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖4的俯視圖。

圖6是本實(shí)用新型密封環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本實(shí)用新型密封圓弧的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是圖7的B-B剖視圖。

圖9是本實(shí)用新型卡圈的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、上閥蓋，2、閥體，3、套筒，4、閥芯，5、閥桿，6、閥座，71、上支撐環(huán)，72、下支撐環(huán)，73、梯形槽口，74、U形槽，75、開(kāi)口，76、支撐平臺(tái)，81、密封環(huán)，811、梯形卡槽，812、密封圓弧，82、卡圈。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。

如圖2-9所示，是本實(shí)用新型最優(yōu)實(shí)施例，一種大口徑控制閥用活塞環(huán)結(jié)構(gòu)，包括上閥蓋1、閥體2、套筒3、閥芯4、閥桿5和閥座6，閥體2的兩側(cè)分別設(shè)置有和閥體內(nèi)腔相通的進(jìn)口和出口，閥體2的上端設(shè)置有與閥體內(nèi)腔相通的閥芯安裝通道，上閥蓋1固定安裝在閥體2的上端，套筒3固定安裝在閥芯安裝通道內(nèi)，套筒3的上端與上閥蓋1的底部固定連接，閥座6固定連接在套筒3的下端，閥芯4滑動(dòng)安裝在套筒3內(nèi)，閥桿5穿插在上閥蓋1內(nèi)且與閥芯4上端固定連接，閥芯4外圈和套筒3內(nèi)圈之間設(shè)置有金屬密封結(jié)構(gòu)，金屬密封結(jié)構(gòu)包括上支撐環(huán)71、下支撐環(huán)72和密封環(huán)組件，密封環(huán)組件設(shè)置在上支撐環(huán)71和下支撐環(huán)72之間。

閥芯4外圈開(kāi)設(shè)有用于安裝密封環(huán)組件的周向密封凹槽，密封環(huán)組件和密封凹槽間隙配合。上支撐環(huán)71和下支撐環(huán)72的相對(duì)面均為斜面，上支撐環(huán)71的斜面和下支撐環(huán)72的斜面相互對(duì)稱(chēng)，兩斜面之間的距離由內(nèi)向外逐漸增大，上支撐環(huán)71和下支撐環(huán)72是形狀完全一樣的兩個(gè)環(huán)，只是在安裝時(shí)其中一個(gè)改變了方向安裝，使得上支撐環(huán)71的斜面和下支撐環(huán)72的斜面之間形成梯形槽口73，梯形槽口73也是由于密封環(huán)組件位于上支撐環(huán)71和下支撐環(huán)72之間才形成的，如果沒(méi)有密封環(huán)組件支撐在上支撐環(huán)71和下支撐環(huán)72之間，上支撐環(huán)71和下支撐環(huán)72相互貼近，梯形槽口73則為三角形槽口。上支撐環(huán)71的斜面和下支撐環(huán)72的斜面與水平面之間的夾角相等，夾角為30-35°。上支撐環(huán)71的斜面和下支撐環(huán)72的斜面靠近外部的末端均向外延伸有支撐平臺(tái)76。

上支撐環(huán)71的斜面和下支撐環(huán)72的斜面均開(kāi)設(shè)有U形槽74。U形槽74開(kāi)設(shè)在斜面由內(nèi)向外的1/3處，U形槽74深度和寬度為1.2-1.5mm之間，上支撐環(huán)71和下支撐環(huán)72外圈直徑比套筒3內(nèi)圈直徑小0.2-0.5mm。上支撐環(huán)71和下支撐環(huán)72均具有開(kāi)口75，開(kāi)口75為35-40°的斜角開(kāi)口。

密封環(huán)組件包括密封環(huán)81和具有開(kāi)口的卡圈82，卡圈82為鋼絲卡圈，密封環(huán)81由五段密封圓弧812組成(段數(shù)根據(jù)密封環(huán)的直徑大小調(diào)整，直徑越大數(shù)量越多)，密封圓弧812之間的間隙為0.2-0.5mm。密封環(huán)81上表面為上斜面，上斜面與上支撐環(huán)71的斜面相配合，上斜面靠近外部的末端向外延伸有上平臺(tái)，上平臺(tái)和上支撐環(huán)71的支撐平臺(tái)76相配合，上密封環(huán)81的下表面為下斜面，下斜面與下支撐環(huán)72的斜面相配合，下斜面靠近外部的末端向外延伸有下平臺(tái)，下平臺(tái)和下支撐環(huán)72的支撐平臺(tái)76相配合，所有平臺(tái)都較短，密封環(huán)81的截面大致呈梯形，密封環(huán)81設(shè)置在梯形槽口73內(nèi)且與梯形槽口73相配合，密封環(huán)81的外圈還開(kāi)設(shè)有三圈周向的梯形卡槽811，卡圈82卡接在梯形卡槽811內(nèi)將密封環(huán)81箍緊在密封凹槽內(nèi)，梯形卡槽811四個(gè)邊的尺寸設(shè)計(jì)剛好與卡圈82的截面圓直徑相切，五段相同的密封圓弧812組成一個(gè)整環(huán)即密封環(huán)81，密封環(huán)81的外圓與套筒3內(nèi)孔尺寸一致與套筒3內(nèi)孔尺寸配合公差間隙為0.05-0.01mm。三個(gè)相同的鋼絲卡圈82卡在密封環(huán)組件的三個(gè)梯形卡槽811中，整體組裝好后的鋼絲卡圈82直徑不得大于套筒3內(nèi)孔直徑并且鋼絲卡圈82外圓與梯形卡槽811三個(gè)面和套筒3內(nèi)壁相切。密封環(huán)81采用金屬密封環(huán)。

如圖3所示，金屬密封環(huán)一側(cè)承受介質(zhì)壓力(圖3中箭頭所示為壓力)，當(dāng)介質(zhì)壓力作用在圖示下支撐環(huán)72底面時(shí)推動(dòng)下支撐環(huán)72向上移動(dòng)，使得密封環(huán)組件外移動(dòng)，并縮小與套筒3內(nèi)壁的間隙，起到密封的作用。在密封環(huán)81外側(cè)增加梯形卡槽811與鋼絲卡圈82組成幾個(gè)隔離的空間，當(dāng)介質(zhì)經(jīng)過(guò)套筒3與活塞環(huán)之間的間隙時(shí)，介質(zhì)經(jīng)過(guò)這幾個(gè)隔離的空間經(jīng)過(guò)幾次節(jié)流壓力逐步級(jí)降低，從而起到密封的作用。上支撐環(huán)71和下支撐環(huán)72斜面上的U形槽74(或者也可以為矩形槽)主要作用是將一個(gè)面分割為兩個(gè)面與密封環(huán)81上的斜面接觸，介質(zhì)經(jīng)過(guò)斜面到達(dá)兩個(gè)U形槽74，經(jīng)過(guò)幾次節(jié)流壓力逐步級(jí)降低，從而起到密封的作用。

以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。