專利名稱：雙密封截止閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用雙重密封結(jié)構(gòu)的截止閥。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代大型石化及重化工生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，整個(gè)廠區(qū)方圓幾十平方公里內(nèi)布滿了密密麻麻的管線，管線上裝有成千上萬的各種閥門，其中包括截止閥，以氯堿化工廠為例，管線內(nèi)流動(dòng)的化工產(chǎn) 品是燒堿、鹽酸、氯氣、氯化氫、鹽水、PVC等，這些都是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、毒氣等危險(xiǎn)有害物質(zhì)，一旦出現(xiàn)跑冒滴漏，輕者污染環(huán)境，重者就會(huì)造成人身傷亡事故。如何避免環(huán)境污染，如何確保石化及重化工生產(chǎn)安全可靠，是我們必須重視的問題。目前國內(nèi)外流行的截止閥，為防止沿閥桿出現(xiàn)外漏，都采用填料密封，早期用盤根，近期改用四氟填料。參照?qǐng)D2，截止閥通常包括閥體14、閥桿16和閥蓋組件17 ;閥蓋組件中包括較短的密封座，少量填料被密封其中。填料密封屬于靜密封，它存在的問題是1、四氟填料在壓板的高壓下緊緊抱住閥桿可避免流體泄漏，隨著閥桿的多次反復(fù)開關(guān)相對(duì)移動(dòng)，磨損增大，壓板壓得越緊，填料抱軸越緊，相對(duì)磨損量越大，如同汽車剎車片，時(shí)間長(zhǎng)了造成填料與閥桿之前出現(xiàn)縫隙，天長(zhǎng)日久就會(huì)出現(xiàn)泄漏。2、四氟填料密封原理決定，必須靠壓板壓緊，才能保證填料與閥桿之間沒有間隙，在實(shí)現(xiàn)這一過程中，充分利用了四氟材料的優(yōu)越彈性與塑性變形，隨著壓板壓力的增大與使用時(shí)間的延長(zhǎng)，四氟材料的彈性會(huì)逐漸減弱，并產(chǎn)生不可逆的永久變形，一旦磨損造成間隙，失去彈性的四氟填料不再有能力去填補(bǔ)間隙，此時(shí)流體泄漏就不可避免。必須提醒注意的是四氟材料有冷流特性，時(shí)間長(zhǎng)了在壓板高壓之下，冷流特性會(huì)使四氟填料失去密封功能。另外，現(xiàn)有的閥蓋組件為一個(gè)鋼支架結(jié)構(gòu)，存在以下問題，閥門開啟時(shí)，旋轉(zhuǎn)手輪，閥桿隨之旋轉(zhuǎn)后上下移動(dòng)，閥門開到最大位置時(shí)，閥桿像長(zhǎng)頸鹿一樣暴露在外面，閥桿很容易受到酸氣、雨水、風(fēng)沙侵襲，不太長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)銹死。
發(fā)明內(nèi)容為了防止外漏問題，本發(fā)明提供一種雙密封截止閥。由于結(jié)構(gòu)的變化，增加了活塞型動(dòng)密封，使密封效果大幅提高，而且開啟閥門后閥桿不暴露在外，可防止銹蝕。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種雙密封截止閥，它包括閥體、閥桿，閥體具有內(nèi)襯，其特征在于，所述閥體上部依次連接有密封組件和上蓋組件；在所述密封組件中，下部為填料密封，上部增設(shè)活塞密封，并設(shè)置在同一個(gè)密封座中，由壓蓋固定。上述方案中，所述填料密封中增加填料數(shù)量，加強(qiáng)填料密封效果?？稍黾右槐蹲笥?，即填料增多、增厚，使填料密封效果提高。上述方案中，所述閥體內(nèi)襯的材料為PVDF即聚偏氟乙烯，或F46即四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，優(yōu)選PVDF。上述方案中，所述密封座設(shè)有內(nèi)襯，內(nèi)襯的材料為PVDF即聚偏氟乙烯，或F46即四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，優(yōu)選PVDF。上述方案中，所述閥桿外包層的材料為PVDF即聚偏氟乙烯，或F46即四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，優(yōu)選PVDF。上述方案中，所述上蓋組件包括并依次連接有上蓋、手輪和保護(hù)罩，上蓋內(nèi)設(shè)有止推軸承和閥母，所述閥桿上部設(shè)有螺紋，所述閥母與閥桿螺紋連接；所述閥桿封閉在閥體、密封組件和上蓋組件中。上述方案中，所述保護(hù)罩采用聚酯透明材料，便于觀察，并設(shè)有指示刻度，以便了解閥桿提升情況。上述方案中，所述上蓋、手輪分別采用增強(qiáng)聚丙烯(PPR)材料，以便在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上減輕重量，方便運(yùn)輸。上述方案中，所述活塞密封的結(jié)構(gòu)是活塞上內(nèi)外分別設(shè)有兩圈密封圈。 上述方案中，所述填料為四氟(F4)填料，數(shù)量為10-16個(gè)，優(yōu)選12-14個(gè)。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)及其有益效果是I、增加了活塞型動(dòng)密封。它的密封原理不同于填料密封，不靠壓板高壓，而是充分利用橡膠材料的優(yōu)越彈性，能產(chǎn)生約20%的彈性變形(塑性變形)，該彈性變形把活塞與閥桿之間的縫隙堵死，同時(shí)也把活塞與密封座之間的縫隙堵死，以此達(dá)到滴水不漏?；钊芊馀c填料密封相比，工作壽命與可靠性大大提高。2、加長(zhǎng)了填料密封。填料數(shù)量可增加一倍，從6個(gè)可增加到12個(gè)左右，填料上方還安置了活塞型密封，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與外型都與原截止閥不同，根據(jù)填料密封的原理，填料數(shù)量增加一倍，密封效果增強(qiáng)一倍。3、閥體改內(nèi)襯材料為PVDF，原內(nèi)襯材料為F46。PVDF與F46共屬氟塑料，都具有優(yōu)越的抗腐蝕性能。PVDF材質(zhì)的抗壓強(qiáng)度是F46的六倍，因材料的硬度是與抗壓強(qiáng)度近似成正比的，所以PVDF的材料硬度比F46也大的多。從密封原理講，密封效果是與密封正壓力成正比，密封正壓力越大，密封效果越好，由于PVDF承受正壓力的能力比F46大得多，因此改用PVDF后，不管是密封效果還是工作壽命，PVDF都大大優(yōu)于F46，大大提高了杜絕內(nèi)漏的能力。4、傳動(dòng)原理與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)完全改變，傳動(dòng)部分至關(guān)重要，它關(guān)系到截止閥的工作狀態(tài)是否安全可靠。新結(jié)構(gòu)傳動(dòng)部分是手輪帶動(dòng)閥母旋轉(zhuǎn)，閥桿在封閉的上蓋內(nèi)上下移動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是避免工作時(shí)閥桿向上伸出，暴露在大氣環(huán)境中，受酸氣、氧化、風(fēng)沙、灰塵，保證截止閥長(zhǎng)期安全可靠工作。5、總體結(jié)構(gòu)改變，外型改變。截止閥上部的新結(jié)構(gòu)采用隔膜閥上蓋結(jié)構(gòu)，好似一個(gè)圓錐形屋頂。采用新結(jié)構(gòu)后把閥桿等傳動(dòng)部件完全封閉在其中，避免閥桿等傳動(dòng)部件暴露在大氣環(huán)境中，即使安裝使用在地溝里，也不再怕銹蝕，截止閥可適應(yīng)更惡劣環(huán)境，并能夠正常工作。6、新結(jié)構(gòu)上部的上蓋與手輪采用防腐材料增強(qiáng)聚丙烯(PPR)制造，而原結(jié)構(gòu)的上支架及手輪均為普通鑄鋼件，相比之下，新結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是與鋼鐵件相比，抗腐蝕及抗銹蝕能力大大增強(qiáng)，耐酸堿，使用壽命延長(zhǎng)一倍以上。增強(qiáng)聚丙烯比重廣I. Ig/m3，鋼鐵比重約8g/m3，使閥門重量大大減輕。安裝使用方便，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度更加安全可靠。材料成本降低，舉例說明采用鋼鐵上部，重量為10公斤，市場(chǎng)價(jià)約為100元，如果改用增強(qiáng)聚丙，只有I. 25公斤，市場(chǎng)價(jià)約25元。為提高抗紫外線照射能力，在塑料表面出廠時(shí)還可采取噴涂保護(hù)措施。7、閥桿外包(外包覆)PVDF或密封座內(nèi)襯PVDF?，F(xiàn)有的截止閥閥桿都是包覆F46，而填料密封所采用的填料為F4，F(xiàn)4填料密封圈與閥桿包覆層之間構(gòu)成密封副。閥桿相當(dāng)動(dòng)密封，F(xiàn)4填料相當(dāng)靜密封，從密封設(shè)計(jì)原理要求，密封副材質(zhì)選擇應(yīng)一軟一硬?？墒荈4與F46強(qiáng)度相當(dāng)，顯然從設(shè)計(jì)原理上并不合理，原因是摩擦系數(shù)大，磨損相對(duì)較大，時(shí)間長(zhǎng)了出現(xiàn)縫隙影響密封效果，并影響使用壽命；從結(jié)構(gòu)剖面圖與工作原理圖上可以看出填料密封環(huán)工作頂點(diǎn)很尖，R=O. I當(dāng)填料被壓板壓緊時(shí)，填料工作頂點(diǎn)向外張開，由于工作頂點(diǎn)很尖，此時(shí)工作頂點(diǎn)就會(huì)扎進(jìn)閥桿的包覆里(F46)，雖然短時(shí)間密封完成了，但工作時(shí)間長(zhǎng)了，閥桿的F46包覆層就會(huì)遭受破壞，輕者不光滑，重則包覆層凹凸不平。改襯PVDF可克服以上弊病，因?yàn)镻VDF的抗壓強(qiáng)度是F46的六倍，而硬度是與抗壓強(qiáng)度成正比的，預(yù)計(jì)改用PVDF 后，使用壽命比F46能提高三倍以上。

圖I是本發(fā)明的雙密封截止閥的示意圖。圖2是現(xiàn)有的截止閥的外形圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。參照?qǐng)D1，本發(fā)明雙密封截止閥的最佳實(shí)施例包括閥體14、閥桿11，閥體具有內(nèi)襯15，閥體14上部依次連接有密封組件和上蓋組件；在所述密封組件中，下部為填料靜密封，上部為活塞動(dòng)密封，兩種密封設(shè)置在同一個(gè)密封座7中，上部用壓蓋6固定?；钊?呈圓環(huán)形，能在閥桿11與密封座7之間上下移動(dòng)，活塞環(huán)外圓與內(nèi)孔處各加工出兩個(gè)環(huán)形槽，內(nèi)裝兩個(gè)氟膠O型密封圈10，四個(gè)O型密封圈確保活塞9與閥桿11之間不會(huì)產(chǎn)生泄漏，同時(shí)也確?；钊?與密封座7之間也不會(huì)產(chǎn)生泄漏。其密封原理生產(chǎn)時(shí)閥桿與密封座都加工的很光滑，而且表面都包覆一層塑料，摩擦力很小，因此O型密封圈可在其間自由移動(dòng)，它的密封原理不同于填料密封，不靠壓板高壓，而是充分利用橡膠材料的優(yōu)越彈性，能產(chǎn)生約20%的彈性變形(塑性變形)，該彈性變形把活塞與閥桿之間的縫隙堵死，同時(shí)也把活塞與填料座之間的縫隙堵死，以此達(dá)到滴水不漏。活塞密封使截止閥工作壽命與可靠性大大提高，理由是①不受壓板高壓，工作時(shí)相對(duì)磨損小，如同汽車剎車，剎車力大摩擦片磨損大，剎車力小磨損小一樣道理。②長(zhǎng)時(shí)間工作后，磨損后如出現(xiàn)微小縫隙時(shí)橡膠O型密封圈靠彈性變形對(duì)縫隙能起到補(bǔ)償作用。③氟膠密封圈抗酸堿腐蝕能力強(qiáng)，同時(shí)摩擦系數(shù)最小，因此使用壽命長(zhǎng)。進(jìn)一步地，填料密封腔中增加四氟填料13的數(shù)量，數(shù)量?jī)?yōu)選12個(gè)。填料密封原理是流體節(jié)流密封，每個(gè)填料環(huán)的尖點(diǎn)外與填料座形成微小縫隙，內(nèi)與閥桿形成微小縫隙，流體沿閥桿方向泄漏時(shí)，每通過一個(gè)縫隙，流體泄漏的速度(動(dòng)能)與壓力(勢(shì)能)受到強(qiáng)大阻力都要衰減，通過縫隙越多，衰減越多，當(dāng)泄漏流體的速度與壓力衰減為零時(shí)泄漏停止。閥體14的內(nèi)襯15的材料為PVDF，密封座7的內(nèi)襯8的材料為PVDF，閥桿11的外包層12的材料為PVDF。上蓋組件包括并依次連接有上蓋3、手輪2和保護(hù)罩1，上蓋3內(nèi)設(shè)有止推軸承5和閥母4，閥桿11上部設(shè)有一段螺紋，閥母4與閥桿11采用螺紋連接；閥桿11封閉在閥體14、密封組件和上蓋組件中。再進(jìn)一步地，保護(hù)罩I采用聚酯透明材料，并設(shè)有指示刻度，以便了解閥桿提升情況。上蓋3、手輪2分別采用增強(qiáng)聚丙烯(PPR)材料，以便在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上減輕重量，方便運(yùn)輸。參照?qǐng)D1，本發(fā)明雙密封截止閥的核心結(jié)構(gòu)是閥體14上部依次連接有密封組件和上蓋組件，在密封組件中，下部為填料靜密封，上部為活塞動(dòng)密封，兩種密封設(shè)置在同一個(gè)密封座7中，上部用壓蓋6固定。任何基于本發(fā)明核心結(jié)構(gòu)的截止閥，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。例如密封組件中同時(shí)具有填料靜密封和活塞動(dòng)密封，閥體內(nèi)襯和閥桿外包材料 采用F46 ;或者密封組件中同時(shí)具有填料靜密封和活塞動(dòng)密封，上蓋組件仍采用原有截止閥的上蓋結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.ー種雙密封截止閥，它包括閥體、閥桿，閥體具有內(nèi)襯，其特征在于，所述閥體上部依次連接有密封組件和上蓋組件；在所述密封組件中，下部為填料密封，上部增設(shè)活塞密封，并設(shè)置在同一個(gè)密封座中，由壓蓋固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙密封截止閥，其特征在于，所述填料密封中増加填料數(shù)量，加強(qiáng)填料密封效果。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙密封截止閥，其特征在于，所述閥體內(nèi)襯的材料為PVDF即聚偏氟こ烯，或F46即四氟こ烯-六氟丙烯共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙密封截止閥，其特征在于，所述密封座設(shè)有內(nèi)襯，內(nèi)襯的材料為PVDF即聚偏氟こ烯，或F46即四氟こ烯-六氟丙烯共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的雙密封截止閥，其特征在于，所述閥桿外包層的材料為PVDF即聚偏氟こ烯，或F46即四氟こ烯-六氟丙烯共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙密封截止閥，其特征在于，所述上蓋組件包括并依次連接有上蓋、手輪和保護(hù)罩，上蓋內(nèi)設(shè)有止推軸承和閥母，所述閥桿上部設(shè)有螺紋，所述閥母與閥桿螺紋連接；所述閥桿封閉在閥體、密封組件和上蓋組件中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙密封截止閥，其特征在于，所述保護(hù)罩采用聚酯透明材料，并設(shè)有指示刻度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙密封截止閥，其特征在于，所述上蓋、手輪分別采用增強(qiáng)聚丙烯材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙密封截止閥，其特征在于，所述活塞密封的結(jié)構(gòu)是活塞上內(nèi)外分別設(shè)有兩圈密封圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙密封截止閥，其特征在于，所述填料為四氟填料，數(shù)量為10-16 個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種雙密封截止閥。它包括閥體、閥桿，閥體具有內(nèi)襯，所述閥體上部依次連接有密封組件和上蓋組件；在所述密封組件中，下部為填料密封，上部增設(shè)活塞密封，并設(shè)置在同一個(gè)密封座中，由壓蓋固定。由于結(jié)構(gòu)的變化，增加了活塞型動(dòng)密封，使密封效果大幅提高，而且開啟閥門后閥桿不暴露在外，可防止銹蝕，從而使截止閥工作壽命與可靠性大大提高。
文檔編號(hào)F16K1/32GK202418874SQ20112048096
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者張際才 申請(qǐng)人:北京航科航天石化氟塑泵閥有限公司