一種低溫密封閥的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種低溫密封閥，屬于密封【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種液氮、液氧系統(tǒng)的低溫密封閥。該低溫密封閥包括閥體、下閥桿、閥蓋、上閥桿、閥柄、波紋管、連接球和類(lèi)花鍵導(dǎo)向筒。本實(shí)用新型的密封閥的閥門(mén)上密封利用波紋管密封，這一結(jié)構(gòu)可保證外漏零漏率；下密封為軟密封和硬密封相結(jié)合的雙錐面密封副，硬密封面有較強(qiáng)的密封能力，軟密封面有較強(qiáng)的抗雜質(zhì)、抗變形能力，軟硬密封面各避其缺點(diǎn)，取其優(yōu)點(diǎn)，大大提高密封性能；不僅如此，本實(shí)用新型巧妙的利用改變雙錐面錐角大?。ú煌芊獠牧蠌椥阅Ａ坎煌?，雙錐面錐角比不同），協(xié)調(diào)提高軟硬密封面的密封比壓，大大提高了閥門(mén)密封性能，解決了閥門(mén)內(nèi)漏問(wèn)題。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種低溫密封閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種低溫密封閥，屬于密封【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種液氮、液氧系統(tǒng)的低溫密封閥。
【背景技術(shù)】
[0002]閥門(mén)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)中有著廣泛的應(yīng)用。在石油、天然氣、煤炭和礦石開(kāi)采中；在水電、火電、核電的電力生產(chǎn)系統(tǒng)中；在船舶、車(chē)輛、飛機(jī)以及各種運(yùn)動(dòng)機(jī)械的流體系統(tǒng)中；在國(guó)防生產(chǎn)系統(tǒng)和航天系統(tǒng)中，使用著各式各樣的閥門(mén)。因此，閥門(mén)是我國(guó)實(shí)現(xiàn)四個(gè)現(xiàn)代化不可缺少的重要機(jī)械產(chǎn)品。它與生產(chǎn)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和人民生活都有著密切的聯(lián)系。
[0003]改革開(kāi)放后，閥門(mén)市場(chǎng)急速擴(kuò)大，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)(民營(yíng)企業(yè))如雨后春筍般迅速發(fā)展起來(lái)，但其起點(diǎn)低，技術(shù)力量非常薄弱，設(shè)備簡(jiǎn)陋，產(chǎn)品大多數(shù)都是模仿生產(chǎn)，再加上市場(chǎng)混舌L問(wèn)題嚴(yán)重。近十年來(lái)，在少數(shù)閥門(mén)企業(yè)的帶動(dòng)下，我國(guó)的閥門(mén)生產(chǎn)技術(shù)確有明顯進(jìn)步，但在低溫閥領(lǐng)域，差距還很大，有很多工作要做。
[0004]航天領(lǐng)域?yàn)楦呖萍碱I(lǐng)域，一直以來(lái)疏于對(duì)閥門(mén)這種看似簡(jiǎn)單的產(chǎn)品重視?，F(xiàn)在在軌運(yùn)行的天宮一號(hào)XX倉(cāng)區(qū)排氣閥由于設(shè)計(jì)者未考慮大氣壓力，本應(yīng)幾秒鐘關(guān)閉的閥門(mén)卻要花幾分鐘關(guān)閉。設(shè)計(jì)者被問(wèn)責(zé)時(shí)，以無(wú)任何設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)推卸責(zé)任。這一事件引起航天領(lǐng)域各領(lǐng)導(dǎo)及閥門(mén)設(shè)計(jì)者對(duì)閥門(mén)的重視。2005年至今，已批準(zhǔn)了 13項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)范，今年報(bào)批的設(shè)計(jì)規(guī)范5項(xiàng)，正在論證的設(shè)計(jì)規(guī)范6項(xiàng)，已報(bào)批的試驗(yàn)規(guī)范5項(xiàng)、工藝規(guī)范I項(xiàng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)流體的控制，閥門(mén)一般應(yīng)具備以下特性:密封性能、強(qiáng)度性能、調(diào)節(jié)性能、動(dòng)作性能和流通性能。對(duì)于大多數(shù)閥門(mén)來(lái)說(shuō)，密封問(wèn)題是首要問(wèn)題，由于密封性能差或密封壽命短而產(chǎn)生的流體外漏或內(nèi)漏，會(huì)造成環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成人員傷亡。
[0006]低溫閥門(mén)密封面的結(jié)構(gòu)大體上分為平面、錐面、球面等密封形式。其中平面密封由于加工制造簡(jiǎn)單應(yīng)用較為廣泛，尤其適合應(yīng)用在大口徑閥門(mén)中，但由于其平面結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)使其密封力比較大，需要操作力也較大。錐面和球面密封副在小口徑閥門(mén)中用較為廣泛，有很好的應(yīng)用實(shí)例，由于是錐面形式，所需密封力和操作力比較小。但在低溫狀態(tài)下由材料收縮、材料金相組織變化和加工誤差等多種因素作用，使密封面在低溫下容易失去密封性能而造成閥泄漏，錐面和球面密封副這一缺點(diǎn)至今尚無(wú)較好的解決方案。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型目的是為了提出一種低溫密封閥，該密封閥的密封性能好，內(nèi)外漏概率低，使用壽命長(zhǎng)。
[0008]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0009]本實(shí)用新型的一種低溫密封閥，該低溫密封閥包括閥體、下閥桿、閥蓋、上閥桿、閥柄、波紋管、連接球和類(lèi)花鍵導(dǎo)向筒；
[0010]所述的閥體內(nèi)帶有閥座，下閥桿與閥座形成軟硬復(fù)合密封副，下閥桿和上閥桿通過(guò)連接球活動(dòng)連接；下閥桿位于閥體內(nèi)，連接球位于閥體內(nèi)；下閥桿的外面套有波紋管；波紋管通過(guò)類(lèi)花鍵導(dǎo)向筒進(jìn)行周向固定，當(dāng)下閥桿做軸向上下運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)波紋管僅沿波紋管的軸向上下運(yùn)動(dòng)；波紋管的一端固定在閥體上，另一端固定在下閥桿上；閥蓋套在上閥桿上，閥蓋與閥體固定連接；閥柄固定連接在上閥桿的頂端；
[0011]閥座的一側(cè)有流入通道，另一端有流出通道；
[0012]所述的連接球?yàn)殇撝椋?br> [0013]所述的上閥桿的材料為奧氏體不銹鋼、時(shí)效強(qiáng)化型鎳基合金、高強(qiáng)度馬氏體不銹鋼或蒙乃爾合金；
[0014]所述的下閥桿的材料為奧氏體不銹鋼、時(shí)效強(qiáng)化型鎳基合金、高強(qiáng)度馬氏體不銹鋼或蒙乃爾合金；
[0015]上閥桿與閥體之間采用波紋管進(jìn)行密封；
[0016]所述的軟硬復(fù)合密封副中軟密封材料為Fs-46或聚酰亞胺，硬密封材料為堆焊鉻、鈷或鎢；軟密封和硬密封的密封面在下閥桿不同錐度的錐面上；在密封力一定的情況下，錐角不同，密封比壓不同。通過(guò)調(diào)節(jié)軟密封面和硬密封面的錐角，協(xié)調(diào)提高軟密封面和硬密封面的密封比壓，得到最優(yōu)密封副。
[0017]工作過(guò)程:
[0018]向上旋轉(zhuǎn)閥柄時(shí)，上閥桿向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)下閥桿向上運(yùn)動(dòng)，閥座與下閥桿分離，介質(zhì)可通過(guò)流入通道流經(jīng)閥座，進(jìn)入流出通道，最終流出閥體。
[0019]向下旋轉(zhuǎn)閥柄時(shí)，上閥桿向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)下閥桿向下運(yùn)動(dòng)，使閥座與下閥桿通過(guò)軟硬復(fù)合密封副切合，把流入通道與流出通道隔離開(kāi)來(lái)，阻斷介質(zhì)流通路徑，達(dá)到阻止介質(zhì)流動(dòng)的作用。
[0020]有益效果
[0021]本實(shí)用新型的密封閥的閥門(mén)上密封利用波紋管密封，這一結(jié)構(gòu)可保證外漏零漏率；下密封為軟密封和硬密封相結(jié)合的雙錐面密封副，硬密封面有較強(qiáng)的密封能力，軟密封面有較強(qiáng)的抗雜質(zhì)、抗變形能力，軟硬密封面各避其缺點(diǎn)，取其優(yōu)點(diǎn)，大大提高密封性能；不僅如此，本實(shí)用新型巧妙的利用改變雙錐面錐角大小(不同密封材料彈性模量不同，雙錐面錐角比不同)，協(xié)調(diào)提高軟硬密封面的密封比壓，大大提高了閥門(mén)密封性能，解決了閥門(mén)內(nèi)漏問(wèn)題。
[0022]液氮、液氧低溫閥的特殊工作條件決定了其運(yùn)動(dòng)副不能使用油脂等潤(rùn)滑材料，這就導(dǎo)致了運(yùn)動(dòng)副易于出現(xiàn)卡滯甚至卡死而失效?？赏ㄟ^(guò)運(yùn)動(dòng)副的分界面、轉(zhuǎn)接面倒光滑圓角；提高運(yùn)動(dòng)副表面粗糙度精度；選擇合適的運(yùn)動(dòng)副配合精度(一般可按GB/T1801中的H10/d9或H9/d8選用)等措施防止出現(xiàn)卡滯、真空冷焊等現(xiàn)象。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]實(shí)施例
[0026]如圖1所示，一種低溫密封閥，該低溫密封閥包括閥體1、下閥桿2、閥蓋3、上閥桿4、閥柄5、波紋管9、連接球10和類(lèi)花鍵導(dǎo)向筒11 ；
[0027]所述的閥體I內(nèi)帶有閥座7，下閥桿2與閥座7形成軟硬復(fù)合密封副6，下閥桿2和上閥桿4通過(guò)連接球10活動(dòng)連接；下閥桿2位于閥體I內(nèi)，連接球10位于閥體I內(nèi)；下閥桿2的外面套有波紋管9 ;波紋管9通過(guò)類(lèi)花鍵導(dǎo)向筒11進(jìn)行周向固定，當(dāng)下閥桿2做軸向上下運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)波紋管9僅沿波紋管9的軸向上下運(yùn)動(dòng)；波紋管9的一端固定在閥體I上，另一端固定在下閥桿2上；閥蓋3套在上閥桿4上，閥蓋3與閥體I固定連接；閥柄5固定連接在上閥桿4的頂端；
[0028]閥座7的一側(cè)有流入通道13，另一端有流出通道14 ；
[0029]所述的連接球10為鋼珠；
[0030]所述的上閥桿4的材料為奧氏體不銹鋼、時(shí)效強(qiáng)化型鎳基合金、高強(qiáng)度馬氏體不銹鋼或蒙乃爾合金；
[0031]所述的下閥桿2的材料為奧氏體不銹鋼、時(shí)效強(qiáng)化型鎳基合金、高強(qiáng)度馬氏體不銹鋼或蒙乃爾合金；
[0032]上閥桿4與閥體I之間采用波紋管9進(jìn)行密封；
[0033]所述的軟硬復(fù)合密封副6中軟密封材料為Fs-46，硬密封材料為鎢；軟密封面錐角為36-45°，硬密封面錐角為25-35°。在此錐角范圍內(nèi)最優(yōu)密封副的軟密封面密封比壓可達(dá)lOMPa，硬密封面密封比壓可達(dá)35MPa。
[0034]工作過(guò)程:
[0035]向上旋轉(zhuǎn)閥柄5時(shí)，上閥桿4向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)下閥桿2向上運(yùn)動(dòng)，閥座7與下閥桿2分離，介質(zhì)可通過(guò)流入通道13流經(jīng)閥座7，進(jìn)入流出通道14，最終流出閥體I。
[0036]向下旋轉(zhuǎn)閥柄5時(shí),上閥桿4向下運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)下閥桿2向下運(yùn)動(dòng),使閥座7與下閥桿2通過(guò)軟硬復(fù)合密封副6切合，把流入通道13與流出通道14隔離開(kāi)來(lái)，阻斷介質(zhì)流通路徑，達(dá)到阻止介質(zhì)流動(dòng)的作用。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫密封閥，其特征在于:該低溫密封閥包括閥體(I)、下閥桿(2)、閥蓋(3)、上閥桿(4)、閥柄(5)、波紋管(9)、連接球(10)和類(lèi)花鍵導(dǎo)向筒(11)； 所述的閥體(I)內(nèi)帶有閥座(7)，下閥桿(2)與閥座(7)形成軟硬復(fù)合密封副(6)，下閥桿(2)和上閥桿(4)通過(guò)連接球(10)活動(dòng)連接；下閥桿(2)位于閥體(I)內(nèi)，連接球(10)位于閥體(I)內(nèi)；下閥桿(2)的外面套有波紋管(9);波紋管(9)通過(guò)類(lèi)花鍵導(dǎo)向筒(11)進(jìn)行周向固定，當(dāng)下閥桿(2)做軸向上下運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)波紋管(9)僅沿波紋管(9)的軸向上下運(yùn)動(dòng)；波紋管(9)的一端固定在閥體(I)上，另一端固定在下閥桿(2)上；閥蓋(3)套在上閥桿(4)上，閥蓋(3)與閥體(I)固定連接；閥柄(5)固定連接在上閥桿(4)的頂端；閥座(7)的一側(cè)有流入通道(13)，另一端有流出通道(14)； 向上旋轉(zhuǎn)閥柄(5)時(shí)，上閥桿(4)向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)下閥桿(2)向上運(yùn)動(dòng)，閥座(7)與下閥桿(2)分離，介質(zhì)可通過(guò)流入通道(13)流經(jīng)閥座(7)，進(jìn)入流出通道(14)，最終流出閥體(O; 向下旋轉(zhuǎn)閥柄(5 )時(shí)，上閥桿(4)向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)下閥桿(2 )向下運(yùn)動(dòng)，使閥座(7 )與下閥桿(2)通過(guò)軟硬復(fù)合密封副(6)切合，把流入通道(13)與流出通道(14)隔離開(kāi)來(lái)，阻斷介質(zhì)流通路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫密封閥，其特征在于:連接球(10)為鋼珠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫密封閥，其特征在于:上閥桿(4)的材料為奧氏體不銹鋼、時(shí)效強(qiáng)化型鎳基合金、高強(qiáng)度馬氏體不銹鋼或蒙乃爾合金；。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫密封閥，其特征在于:下閥桿(2)的材料為奧氏體不銹鋼、時(shí)效強(qiáng)化型鎳基合金、高強(qiáng)度馬氏體不銹鋼或蒙乃爾合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫密封閥，其特征在于:軟硬復(fù)合密封副(6)中軟密封材料為Fs-46或聚酰亞胺，硬密封材料為堆焊鉻、鈷或鎢。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫密封閥，其特征在于:軟密封和硬密封的密封面在下閥桿(2)不同錐度的錐面上。
【文檔編號(hào)】F16K1/42GK203500516SQ201320613390
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】王彥飛 申請(qǐng)人:北京航天益森風(fēng)洞工程技術(shù)有限公司