專利名稱:防物料在密封面上結(jié)疤的閥門的制作方法
本實(shí)用新型是一種防物料在密封面上結(jié)疤的閥門，特別是防止堿液、鹽液等在閥座——閥瓣密封面上和在閥桿密封面上粘附結(jié)疤的化工用截止閥，是對(duì)截止閥的閥座密封和閥桿密封的改進(jìn)。
化學(xué)工業(yè)的某些物料，如堿液、鹽液、甲銨液，特別是制堿工業(yè)的氯化鈉、碳酸氫鈉、氯化銨、碳酸氫銨等過飽和混合液物料，其中還含有20％～25％的結(jié)晶固體顆粒，在工作溫度50～70℃、工作壓力0.2～0.6MPa的工況條件下，這些物料較易粘附在金屬上，凝結(jié)成固態(tài)晶體的疤塊?？刂七@些物料的一般工業(yè)閥門，如外冷式碳化塔上的放料閥，物料容易粘附凝結(jié)在閥門的密封面上，形成堅(jiān)固的，不均勻的固體結(jié)晶疤塊。當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，粘結(jié)在閥座、閥瓣密封面上的這些疤塊，阻礙了閥座與閥瓣密封面的嚴(yán)密接觸，或造成密封面的機(jī)械損傷，迫使其間形成若干間隙，導(dǎo)至閥門關(guān)閉不嚴(yán)，產(chǎn)生內(nèi)漏，不能實(shí)現(xiàn)截止閥的截止功能；粘結(jié)在閥桿密封面上的疤塊，損傷了閥桿密封面，亦易將填料拉成溝槽，加劇了填料磨損，破壞其密封功能，導(dǎo)至閥門外漏。
這些內(nèi)漏和外漏，影響化工工藝的正常運(yùn)行，造成物料浪費(fèi)，腐蝕設(shè)備，污染環(huán)境，是制堿工藝極力避免的。改進(jìn)這些閥門的密封結(jié)構(gòu)，阻止堿液等化工物料在閥門密封面上凝結(jié)的疤塊愈來愈厚，避免導(dǎo)至日益嚴(yán)重的閥門內(nèi)外泄漏，已成為制堿工業(yè)緊迫的需要。
與本實(shí)用新型最相近的一種閥門密封結(jié)構(gòu)是復(fù)合密封結(jié)構(gòu)。即在閥座與閥瓣間設(shè)置非金屬的密封環(huán)，與閥座或／和閥瓣的金屬基體一道，組成金屬對(duì)金屬的硬密封和非金屬對(duì)金屬的軟密封。硬密封主要用來承受密封壓差，軟密封主要借助其材料的彈性變形，用來彌補(bǔ)物料中固體顆粒物造成的密封障礙，從而實(shí)現(xiàn)完全不泄漏的閥門內(nèi)密封。
這種具有復(fù)合密封結(jié)構(gòu)的閥門，由于在金屬對(duì)非金屬密封副的金屬密封面上，仍然容易凝結(jié)堿液等物料的結(jié)晶疤塊，且日積月累，愈來愈厚，當(dāng)達(dá)到非金屬密封材料的彈性補(bǔ)償極限時(shí)，若不及時(shí)停車檢修清除這些疤塊，閥門仍然要發(fā)生內(nèi)泄漏，這對(duì)化工連續(xù)運(yùn)行工藝來說，顯然是不相宜的。
本實(shí)用新型通過改進(jìn)閥門的閥座與閥桿的密封結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出一種適合上述物料和工況條件使用的閥門，經(jīng)過3年的研制，其中包括兩年的工業(yè)性試驗(yàn)和試用的考核，鑒定證明成功地解決了某些物料(如堿液、鹽液等)在閥門密封面上結(jié)疤，影響閥門密封，造成閥門內(nèi)、外泄漏的問題，受到了制堿廠和化工設(shè)計(jì)院的肯定和關(guān)注。
本實(shí)用新型的目的，在于通過改進(jìn)閥門閥座密封和閥桿密封的結(jié)構(gòu)，來解決堿液、鹽液等物料在閥門密封面上粘附凝結(jié)成堅(jiān)固的、不均勻的固體結(jié)晶疤塊，并且日益增厚擴(kuò)大，至使閥門不能完全密封和關(guān)死，造成閥門內(nèi)、外泄漏的問題，以滿足化工連續(xù)生產(chǎn)和安全環(huán)保的要求。
本實(shí)用新型的閥門結(jié)合如下該閥門由閥體(1)、閥座(2)、閥瓣(3)、閥桿(8)、填料密封(10)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)(11)等主要零部件組成。
本實(shí)用新型的閥門是在閥座——閥瓣密封面上采用了金屬對(duì)金屬和非金屬對(duì)非金屬的復(fù)合密封結(jié)構(gòu)。并在閥桿——填料密封上采用了閥桿密封套和刮料環(huán)結(jié)構(gòu)。借助閥門關(guān)閉時(shí)彈性軟密封相互擠壓變形，使其粘結(jié)其上的物料疤塊自行剝落；借助閥桿防護(hù)套和刮料環(huán)以保護(hù)閥桿填料密封段的表面免結(jié)疤塊，從而獲得閥門在堿液、鹽液等易結(jié)疤塊的物料下長期工作，仍能保持密封嚴(yán)密、完全無內(nèi)、外泄漏的優(yōu)良效果。
所說的在閥座——閥瓣密封面上采用的復(fù)合密封結(jié)構(gòu)，是在閥座密封面上，借助金屬壓環(huán)(6)和螺釘裝上“L”形的非金屬的彈性軟密封環(huán)(7)。并同時(shí)在閥瓣密封面上，借助金屬壓環(huán)(4)和螺釘裝上“L”形的非金屬彈性軟密封環(huán)(5)，組成一副非金屬對(duì)非金屬的彈性軟密封副。與兩個(gè)“L”形軟密封環(huán)相嵌合的金屬部份(閥座、閥瓣和兩個(gè)壓環(huán))，都應(yīng)加工成與“L”形軟密封環(huán)相對(duì)應(yīng)的弧形型面，以使密封環(huán)受壓均勻而不變形。壓環(huán)(6)與閥瓣(3)相對(duì)應(yīng)的平面部份。經(jīng)過精密加工，組成一副金屬對(duì)金屬的平面硬密封副。這樣，就構(gòu)成了閥座——閥瓣間的復(fù)合密封結(jié)構(gòu)。所述的硬密封副的作用，主要是承受閥門關(guān)閉時(shí)工作介質(zhì)的壓差，并對(duì)閥門的關(guān)閉行程終點(diǎn)限位，保護(hù)軟密封環(huán)不至因超壓過變形受損。所述的軟密封副的作用，主要是利用其有較大彈性變形的特性，其一是完全密封即當(dāng)物料中有固體顆粒和小的疤塊時(shí)，兩軟密封面也能相互緊密貼合，達(dá)到完全密封的功能；其二是自動(dòng)脫疤，即由于兩軟密封面在閥門完全關(guān)閉時(shí)，相互都有較大的擠壓變形量，這就使得粘結(jié)其上的疤塊，特別是粘結(jié)于密封面上的疤塊自動(dòng)剝落。這樣，每關(guān)閉一次就自動(dòng)清除一次疤塊，不至讓疤塊愈結(jié)愈厚，愈結(jié)愈大，從而達(dá)到閥門在長期連續(xù)工作條件下，能實(shí)現(xiàn)完全關(guān)死，不發(fā)生內(nèi)泄漏的效果，而這種效果是化工連續(xù)生產(chǎn)工藝所必須的。
所說的閥桿——填料密封上采用防護(hù)套和刮料環(huán)結(jié)構(gòu)，是在填料密封箱的底端，即在閥體內(nèi)的一端。延伸出一段保護(hù)閥桿密封面的金屬防護(hù)套，如附圖的A部份，防護(hù)套的端部兼作支撐和導(dǎo)向，其端部用螺釘連接一個(gè)較硬較耐磨的金屬刮料環(huán)(9)，該環(huán)兼作預(yù)密封，由于導(dǎo)向支撐和刮料環(huán)與閥桿之間的徑向間隙較小，物料的飽和液最易在該間隙首先結(jié)晶，最先堵封入口，使物料進(jìn)不了防護(hù)套的內(nèi)腔，因而對(duì)內(nèi)腔中的閥桿起到了密封保護(hù)的作用。當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，這段經(jīng)保護(hù)的閥桿進(jìn)入填料密封中，從而獲得了較長期的完全無泄漏的密封效果。當(dāng)閥桿伸入填料時(shí)，刮料環(huán)將外露于物料中的這段閥桿表面的物料結(jié)疤刮削掉，以避免把物料帶入防護(hù)套內(nèi)。經(jīng)在一中型制堿廠的工業(yè)性考核，證明保護(hù)套內(nèi)的這段閥桿得到了明顯的保護(hù)，其上沒有明顯的結(jié)疤現(xiàn)象，原工藝要求3個(gè)月連續(xù)可靠工作，實(shí)際可達(dá)1年。
在上述的閥座——閥瓣密封結(jié)構(gòu)上，由非金屬對(duì)非金屬組成彈性軟密封副，有平面對(duì)平面，圓弧面對(duì)圓弧面和平面對(duì)圓弧面三種基本型式。本實(shí)用新型采用平面對(duì)圓弧面密封，如密封環(huán)(7)為平面，密封環(huán)(5)為圓弧面所示，組成了面對(duì)線的線密封。這種密封型式有兩個(gè)好處一是易于對(duì)中(與圓弧面對(duì)圓弧面密封比較)，二是有較大的彈性壓縮變形量(與平面對(duì)平面密封比較)，這使粘結(jié)其上的物料疤塊易于剝落。這種非金屬彈性密封環(huán)的材料可以由某種橡膠，也可以由某種塑料模壓成型，這將根據(jù)物料的種類、腐蝕性能、工作溫度、工作壓力和執(zhí)行機(jī)構(gòu)最大作用力等因素來選取。
上述的非金屬彈性密封環(huán)的密封面，均應(yīng)設(shè)計(jì)成比相應(yīng)的金屬硬密封面凸出1～2mm為宜。凸出量過多，則受壓變形量也過大，這樣易于損傷密封環(huán)，降低了使用壽命；凸出量過小，壓縮變形量亦小，則達(dá)不到完全密封和使物料疤塊自動(dòng)剝落的效果。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果經(jīng)在一中型制堿廠工業(yè)性考核證明，安裝使用期達(dá)2年，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間達(dá)180天，其中連續(xù)運(yùn)行90.3天(設(shè)計(jì)指標(biāo)是連續(xù)運(yùn)行90天)，仍能確保無任何內(nèi)、外泄漏、經(jīng)卸下拆散全面檢查，各密封件完好，仍能保持良好的密封功能、與原用的一般工業(yè)閥門(金屬硬密封或一般復(fù)合密封的閥門)比較，原閥門工作不到30天就不得不停車卸下進(jìn)行清洗，更換損壞的密封零部件甚至整臺(tái)閥門，因此本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果是明顯的，它主要表現(xiàn)在a、解決了物料在密封面上結(jié)疤，造成密封不嚴(yán)的問題。本閥能連續(xù)不泄漏工作1年以上，免去了中途停車檢修，滿足了制堿工業(yè)要求至少3個(gè)月以上連續(xù)運(yùn)行工藝的必需；b、增加了產(chǎn)量，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了物料和能源，保護(hù)了環(huán)境，防止了污染；c、減少了閥門的檢修工作量和閥門及其零部件的消耗量。
本實(shí)用新型的實(shí)施例說明如下附圖表示的閥門可作為用在制堿工業(yè)鋼制外冷式碳化塔上的公稱通徑為600mm的放料閥的實(shí)施例，其物料和工況條件在前面背景技術(shù)部份已述。兩個(gè)非金屬彈性密封環(huán)的材料為氯丁橡膠，密封環(huán)(7)的密封平面寬度為5～10mm，圓弧面密封環(huán)(5)的圓弧半徑為5～8mm，閥桿防護(hù)套(A)段的長度略大于閥桿的最大行程，防護(hù)套內(nèi)與閥桿之間的單邊間隙為2～3mm，刮料環(huán)的材料用1Cr18Ni12Mo2Ti不銹鋼，并經(jīng)冷作硬化處理，刮削后角為6°～10°。
權(quán)利要求
1.一種防物料在密封面上結(jié)疤的閥門，由閥體、閥座、閥瓣、閥桿、填料密封、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成，其特征是a、在閥座和閥瓣上，分別用壓環(huán)各裝有一個(gè)非金屬的彈性軟密封環(huán)，并與閥瓣基體、壓環(huán)一道，組成金屬對(duì)金屬(硬密封)和非金屬對(duì)非金屬(彈性軟密封)的復(fù)合密封結(jié)構(gòu)。b、在閥桿的填料密封箱的底端，延伸出一段保護(hù)閥桿密封面的防護(hù)套，并在其端部裝有一個(gè)刮料環(huán)。
2.如權(quán)利要求
1所述的閥門，其特征是由兩個(gè)非金屬彈性密封環(huán)組成的密封面中，其中一個(gè)為平面，另一個(gè)為圓弧面，構(gòu)成平面對(duì)圓弧面的彈性線密封。
3.如權(quán)利要求
1或2所述的閥門，其特征是所述的每個(gè)彈性軟密封環(huán)的密封面，均高出金屬硬密封面1～2mm，使閥門在全關(guān)閉時(shí)，兩個(gè)彈性密封面共有2～3mm的軸向最大壓縮變形量。
專利摘要
本實(shí)用新型是一種改進(jìn)過密封結(jié)構(gòu)的閥門。a、在閥座密封處采用復(fù)合密封，其中軟密封部分由兩個(gè)非金屬的彈性密封環(huán)組成面對(duì)線的彈性線密封，并使其閥門關(guān)閉時(shí)有2～3mm的壓縮彈性變形量，以使粘結(jié)其上的物料疤塊自行剝落；b、在閥桿密封段設(shè)有防護(hù)套，其端部裝有刮料環(huán)，刮削閥桿上的結(jié)疤，以保護(hù)閥桿密封面。通過上述a、b項(xiàng)的改進(jìn)，來防止物料在閥門密封面上凝結(jié)影響密封的疤塊，達(dá)到閥門無內(nèi)外泄漏的目的，以適應(yīng)制堿等化學(xué)工業(yè)的需要。
文檔編號(hào)F16K1/00GK87205115SQ87205115
公開日1988年5月25日 申請(qǐng)日期1987年7月23日
發(fā)明者廖俊芳 申請(qǐng)人:四川化工機(jī)械廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan