安全閥用彈性自密封閥瓣的制作方法
【專利摘要】安全閥用彈性自密封閥瓣，所述閥瓣上表面中心設(shè)有口小內(nèi)大的安裝槽，安裝槽底部設(shè)有上大下小的圓錐槽，所述閥瓣下表面中心處設(shè)有下小上大的圓錐塊，閥瓣下表面中心處設(shè)有下小上大的圓錐塊，閥瓣下表面開設(shè)有環(huán)形的承壓槽，閥瓣下表面設(shè)有位于承壓槽外側(cè)的彈性密封圈，彈性密封圈與閥瓣一體制成，彈性密封圈下表面為閥瓣密封面，彈性密封圈的內(nèi)表面與承壓槽底面之間的夾角為30-60°，閥瓣下表面設(shè)有圓環(huán)形的彈性槽，閥瓣下表面設(shè)有位于彈性槽外側(cè)且高于閥瓣密封面的臺(tái)階。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，密封性能高，閥桿升降導(dǎo)向及垂直穩(wěn)定性高，調(diào)整靈敏度高，閥門的開啟、起跳、回座動(dòng)作性能和動(dòng)作穩(wěn)定性能好，特別適用于高壓、高溫等惡劣工況。
【專利說(shuō)明】安全閥用彈性自密封閥瓣

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于閥門【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種安全閥用彈性自密封閥瓣。

【背景技術(shù)】
[0002]安全閥是一種安全保護(hù)用閥，它的啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高，超過(guò)規(guī)定值時(shí)自動(dòng)開啟，通過(guò)向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來(lái)防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值。安全閥屬于自動(dòng)閥類，主要用于氣體、液體和熱力管網(wǎng)系統(tǒng)，作為蒸汽鍋爐、壓力容器、管道上，控制介質(zhì)壓力不超過(guò)規(guī)定值，對(duì)人身安全和設(shè)備運(yùn)行起重要保護(hù)作用。
[0003]現(xiàn)有用于熱力系統(tǒng)、蒸汽鍋爐、壓力蒸汽容器、管道上使用的帶散熱片彈簧全啟式安全閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，閥瓣為平面密封面、中間無(wú)突出；閥桿為光桿、下部略粗于上段。在介質(zhì)工作溫度大于300°C時(shí)，閥門的動(dòng)作性能很不穩(wěn)定，不能符合標(biāo)準(zhǔn)要求；且密封也易泄漏，用戶反映意見(jiàn)比較大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種穩(wěn)定性強(qiáng)、密封效果好、靈敏可靠、使用壽命長(zhǎng)的安全閥用彈性自密封閥瓣。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:安全閥用彈性自密封閥瓣，所述閥瓣上表面中心設(shè)有口小內(nèi)大的安裝槽，安裝槽底部設(shè)有上大下小的圓錐槽，所述閥瓣下表面中心處設(shè)有下小上大的圓錐塊，閥瓣下表面中心處設(shè)有下小上大的圓錐塊，閥瓣下表面開設(shè)有環(huán)形的承壓槽，承壓槽為上大下小的圓錐形結(jié)構(gòu)，閥瓣下表面設(shè)有位于承壓槽外側(cè)的彈性密封圈，彈性密封圈與閥瓣一體制成，彈性密封圈下表面為閥瓣密封面，彈性密封圈的內(nèi)表面與承壓槽底面之間的夾角為30-60°，閥瓣下表面設(shè)有圓環(huán)形的彈性槽，承壓槽底面半徑大于或等于彈性槽中心到閥瓣中心的距離，閥瓣下表面設(shè)有位于彈性槽外側(cè)且高于閥瓣密封面的臺(tái)階。
[0006]所述彈性密封圈的內(nèi)表面與承壓槽底面之間的夾角為45°。
[0007]采用上述技術(shù)方案，安全閥還包括閥蓋、閥體、閥座、導(dǎo)向筒、套筒、下散熱片、上散熱片和閥桿，所述閥蓋內(nèi)設(shè)有上彈簧座、下彈簧座以及兩端分別與上彈簧座、下彈簧座套入的彈簧，所述上彈簧座、彈簧、下彈簧座依次穿套在閥桿外，所述閥蓋、散熱片、閥體依次固定連接，閥座置于閥體內(nèi)且位于閥體下端處，導(dǎo)向筒固設(shè)于下散熱片和閥體的連接處，所述導(dǎo)向筒套接在套筒外表面，套筒下部套在閥瓣外表面，閥桿下端與閥瓣上端面中心連接傳動(dòng)，閥瓣與閥座可接觸式密封連接，所述閥桿上設(shè)有位于下散熱片上方的防吹套，防吹套下端面設(shè)有呈圓環(huán)形的凹槽，下散熱片上表面設(shè)有可伸入配合在凹槽內(nèi)的擋圈，防吹套下端面內(nèi)側(cè)設(shè)有可伸入到下散熱片內(nèi)圈的密封筒；所述閥桿上設(shè)有位于下散熱片下方的限位套；閥桿插設(shè)在閥瓣上表面的安裝槽內(nèi)且閥桿下端與圓錐槽配合，閥桿上設(shè)有位于安裝槽內(nèi)的擋環(huán)，擋環(huán)外徑大于安裝槽開口的孔徑，所述閥桿上設(shè)有與閥瓣上表面壓接配合的鎖套。
[0008]閥座上端面設(shè)有硬質(zhì)合金密封墊，硬質(zhì)合金密封墊上表面為閥座密封面，閥瓣密封面和閥座密封面之間接觸式密封配合。
[0009]所述導(dǎo)向筒外部設(shè)有上調(diào)節(jié)圈，閥座上部設(shè)有下調(diào)節(jié)圈，閥體上水平設(shè)有內(nèi)端分別與上調(diào)節(jié)圈和下調(diào)節(jié)圈頂壓配合的調(diào)節(jié)螺釘。
[0010]所述防吹套、限位套和鎖套均通過(guò)沿閥桿徑向穿設(shè)的開口銷與閥桿連接，同時(shí)防吹套、限位套和鎖套內(nèi)圈分別與閥桿外表面螺紋連接。
[0011]所述閥桿為由上向下外徑逐一增大的階梯軸結(jié)構(gòu)，閥桿在設(shè)有防吹套處的外徑小于閥桿在設(shè)有限位套處的外徑，閥桿在設(shè)有限位套處的外徑小于閥桿在設(shè)有鎖套處的外徑。
[0012]安全閥中的閥瓣下表面與閥座之間形成彈性自密封面結(jié)構(gòu)，并在閥桿上設(shè)計(jì)了鎖套、限位套、防吹套的結(jié)構(gòu)，在彈簧力和介質(zhì)力的作用下使閥瓣與閥座在高溫高壓力工況下能完全密封；且閥門在熱態(tài)工況下的開啟、起跳排放、回座動(dòng)作性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，動(dòng)作重復(fù)性穩(wěn)定可靠?？朔碎y瓣平面密封容易漏泄和閥門在熱態(tài)時(shí)開啟、起跳、回座動(dòng)作性能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求及動(dòng)作重復(fù)性不好的缺點(diǎn)。
[0013]壓力流體介質(zhì)進(jìn)入閥瓣下表面的承壓槽內(nèi)，承壓槽內(nèi)的流體介質(zhì)壓迫彈性密封圈的內(nèi)表面，使彈性密封圈向下向外彈漲，由于彈性槽的設(shè)置，彈性槽寬度變窄，這樣閥瓣密封面由于介質(zhì)壓力而產(chǎn)生向下向外彈張力，增大了對(duì)閥座密封面的壓緊力，由閥瓣結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的這種自密封力，使得閥門密封更為可靠；中間圓錐塊的突出，增大了介質(zhì)壓力對(duì)閥瓣的作用面積，加大了介質(zhì)對(duì)閥瓣向上的推力，同時(shí)改變了氣流反沖方向，提高了氣流對(duì)閥瓣的反沖對(duì)中性，使得閥門開啟、起跳迅速平穩(wěn)，提高了上調(diào)節(jié)圈和下調(diào)節(jié)圈的調(diào)節(jié)靈敏性。使得閥門開啟、起跳、回座壓力容易調(diào)至標(biāo)準(zhǔn)要求和動(dòng)作重復(fù)穩(wěn)定性。
[0014]彈性槽的設(shè)置，可提高彈性密封圈的彈性，同時(shí)彈性密封圈的內(nèi)表面(即承壓槽側(cè)表面)與承壓槽底面之間的夾角為30-60° ,優(yōu)選45° ,壓力方向垂直于彈性密封圈的內(nèi)表面，這樣可保證高壓介質(zhì)對(duì)彈性密封圈產(chǎn)生壓力，增強(qiáng)閥瓣與閥座之間的密封效果。
[0015]采用三個(gè)套(防吹套、限位套和鎖套)的閥桿結(jié)構(gòu)。在閥桿的下部，緊靠閥瓣上端面處設(shè)計(jì)有鎖套，用螺紋和開口銷固定于閥桿上，用于鎖緊閥瓣與閥桿之間的連接，增大閥桿下端的重量，使閥桿下端趨于盤狀；在鎖套上方，下散熱片下方之間設(shè)計(jì)有限位套，限位套采用螺紋和開口銷固定于閥桿上，用于準(zhǔn)確調(diào)整閥門開啟高度，增大閥桿下端的重量，使閥桿下端趨于盤狀；再加上閥桿為上細(xì)下粗的階梯軸結(jié)構(gòu)，這樣就使得閥桿下部重量增大，重心下移。閥門開啟、起跳之初，超音速氣流推動(dòng)閥瓣、閥桿迅疾達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定開啟高度，由于閥桿下部重量大，重心靠下，限位套和鎖套的外圓比閥桿大，相對(duì)高速升起的閥桿，限位套和鎖套可視作盤狀件，就產(chǎn)生陀螺的回轉(zhuǎn)效應(yīng)，起到控制閥桿旋進(jìn)升降的垂直度。提高了閥桿垂直升降的導(dǎo)向性和垂直升降的穩(wěn)定性，提高了閥門的動(dòng)作穩(wěn)定性。
[0016]在下散熱片與閥桿之間設(shè)置連接到閥桿上的防吹套，防吹套采用螺紋和開口銷固定于閥桿上，防吹套下端面開設(shè)凹槽，與下散熱片上表面的擋圈扣合裝配，使得閥瓣在開啟、起跳排放時(shí)的高速熱氣流控制在下散熱片以下，不會(huì)吹進(jìn)閥蓋中的彈簧室而影響彈簧的性能；另外，防吹套的設(shè)計(jì)，使得灰塵也不能進(jìn)入導(dǎo)向筒和套筒之間，減少導(dǎo)向筒和套筒之間的運(yùn)動(dòng)摩擦，有利于閥瓣、閥桿的升起和回落，提高、穩(wěn)定了閥門的密封和動(dòng)作性能。
[0017]綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，閥門密封性能高，閥桿升降導(dǎo)向及垂直穩(wěn)定性高，調(diào)整靈敏度高，閥門的開啟、起跳、回座動(dòng)作性能和動(dòng)作穩(wěn)定性能好，特別適用于高壓、高溫等惡劣工況。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是安全閥的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是圖1中閥桿、防吹套、限位套和鎖套之間的裝配圖；
[0020]圖3是圖1中本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是圖3中A處的放大圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，安全閥，包括閥蓋1、閥體2、閥座3、閥瓣4、導(dǎo)向筒5、套筒6、下散熱片7、上散熱片31和閥桿8，所述閥蓋I內(nèi)設(shè)有上彈簧座9、下彈簧座10以及兩端分別與上彈簧座9、下彈簧座10套入的彈簧11，所述上彈簧座9、彈簧11、下彈簧座10依次穿套在閥桿8外，所述閥蓋1、上散熱片31、下散熱片7、閥體2依次通過(guò)螺栓固定連接，閥座3置于閥體2內(nèi)且位于閥體2下端處，導(dǎo)向筒5固設(shè)于下散熱片7和閥體2的連接處，所述導(dǎo)向筒5套接在套筒6外表面，套筒6下部套在閥瓣4外表面，閥桿8下端與閥瓣4上端面中心連接傳動(dòng)，閥瓣4與閥座3可接觸式密封連接，所述閥桿8上設(shè)有位于下散熱片7上方的防吹套12，防吹套12下端面設(shè)有呈圓環(huán)形的凹槽13，下散熱片7上表面設(shè)有可伸入配合在凹槽13內(nèi)的擋圈14，防吹套12下端面內(nèi)側(cè)設(shè)有可伸入到下散熱片7內(nèi)圈的密封筒15 ;所述閥桿8上設(shè)有位于下散熱片7下方的限位套16 ;所述閥瓣4上表面中心設(shè)有口小內(nèi)大的安裝槽17，安裝槽17底部設(shè)有上大下小的圓錐槽18，閥桿8插設(shè)在安裝槽17內(nèi)且閥桿8下端與圓錐槽18配合，閥桿8上設(shè)有位于安裝槽17內(nèi)的擋環(huán)19，擋環(huán)19外徑大于安裝槽17開口的孔徑，所述閥桿8上設(shè)有與閥瓣4上表面壓接配合的鎖套20。
[0023]閥瓣4下表面中心處設(shè)有下小上大的圓錐塊21，閥瓣4下表面開設(shè)有環(huán)形的承壓槽22，承壓槽22為上大下小的圓錐形結(jié)構(gòu)，閥瓣4下表面設(shè)有位于承壓槽22外側(cè)的彈性密封圈23，彈性密封圈23與閥瓣4 一體制成，彈性密封圈23下表面為閥瓣密封面，彈性密封圈23的內(nèi)表面與承壓槽22底面之間的夾角B為30-60°，優(yōu)選45° (如圖4所述)，閥瓣4下表面設(shè)有圓環(huán)形的彈性槽25，承壓槽22底面半徑大于或等于彈性槽25中心到閥瓣4中心的距離，閥座3上端面設(shè)有硬質(zhì)合金密封墊24，彈性密封圈23下表面與硬質(zhì)合金密封墊24上表面接觸配合，硬質(zhì)合金密封墊24上表面為閥座密封面，閥瓣密封面和閥座密封面之間接觸式密封配合。
[0024]導(dǎo)向筒5外部設(shè)有上調(diào)節(jié)圈26，閥座3上部設(shè)有下調(diào)節(jié)圈27，閥體2上水平設(shè)有內(nèi)端分別與上調(diào)節(jié)圈26和下調(diào)節(jié)圈27頂壓配合的調(diào)節(jié)螺釘28。
[0025]閥瓣4下表面設(shè)有位于彈性槽25外側(cè)高于閥瓣密封面的臺(tái)階30，這樣可確保彈性密封圈23與硬質(zhì)合金密封墊24具備良好的密封性。
[0026]防吹套12、限位套16和鎖套20均通過(guò)沿閥桿8徑向穿設(shè)的開口銷29與閥桿8連接，同時(shí)防吹套12、限位套16和鎖套20內(nèi)圈分別與閥桿8外表面螺紋連接。
[0027]閥桿8為由上向下外徑逐一增大的階梯軸結(jié)構(gòu)，閥桿8在設(shè)有防吹套12處的外徑小于閥桿8在設(shè)有限位套16處的外徑，閥桿8在設(shè)有限位套16處的外徑小于閥桿8在設(shè)有鎖套20處的外徑。
[0028]本實(shí)用新型中的閥瓣4下表面與閥座3之間形成彈性密封面結(jié)構(gòu)，并在閥桿8上設(shè)計(jì)了鎖套20、限位套16、防吹套12的結(jié)構(gòu)，在彈簧11的作用下使閥瓣4與閥座3在高溫高壓力作用下能完全密封；且閥門在熱態(tài)下開啟、起跳排放、回座動(dòng)作性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，動(dòng)作性能的重復(fù)性穩(wěn)定可靠。克服了閥瓣4平面密封容易漏泄和閥門在熱態(tài)時(shí)開啟、起跳、回座動(dòng)作性能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求及動(dòng)作重復(fù)性不好的缺點(diǎn)。
[0029]壓力流體介質(zhì)進(jìn)入閥瓣4下表面的承壓槽22內(nèi)，承壓槽22內(nèi)的流體介質(zhì)反向壓迫彈性密封圈23的內(nèi)表面，可使彈性密封圈23向外張，由于彈性槽25的設(shè)置，彈性槽25寬度變窄，這樣彈性密封圈23密封面由于介質(zhì)壓力而產(chǎn)生向下向外彈張力，增大了對(duì)閥座硬質(zhì)合金密封墊24密封面的壓緊力，由閥瓣4結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的這種自密封力，使得閥門密封更為可靠；中間圓錐塊21的突出，增大了介質(zhì)壓力對(duì)閥瓣4的作用面積，加大了介質(zhì)對(duì)閥瓣4向上的推力，同時(shí)改變了氣流反沖方向，提高了氣流對(duì)閥瓣4的反沖對(duì)中性，使得閥門開啟、起跳迅速平穩(wěn)，提高了上調(diào)節(jié)圈26和下調(diào)節(jié)圈27的調(diào)節(jié)靈敏性。使得閥門開啟、起跳、回座壓力容易調(diào)至標(biāo)準(zhǔn)要求和動(dòng)作重復(fù)的穩(wěn)定性。
[0030]彈性槽25的設(shè)置，可提高彈性密封圈23的彈性，同時(shí)彈性密封圈23的內(nèi)表面(SP承壓槽22側(cè)表面)與承壓槽22底面之間的夾角B為30-60°，優(yōu)選45° (如圖4所述)，壓力方向垂直于彈性密封圈23的內(nèi)表面，這樣可保證高壓介質(zhì)對(duì)彈性密封圈23產(chǎn)生壓力，增強(qiáng)閥瓣4與閥座3之間的密封效果。
[0031]采用三個(gè)套的閥桿結(jié)構(gòu)。在閥桿8的下部，緊靠閥瓣4上端面處設(shè)計(jì)有鎖套20，用螺紋和開口銷29固定于閥桿8上，用于鎖緊閥瓣4與閥桿8之間的連接，增大閥桿8下端的重量，使閥桿8下端趨于盤狀；在鎖套20上方，下散熱片7下方之間設(shè)計(jì)有限位套16，限位套16采用螺紋和開口銷29固定于閥桿8上，用于精確調(diào)整閥門開啟高度，增大閥桿8下端的重量，使閥桿8下端趨于盤狀；再加上閥桿8為上細(xì)下粗的階梯軸結(jié)構(gòu)，這樣就使得閥桿8下部重量增大，重心下移。閥門開啟、起跳之初，超音速氣流推動(dòng)閥瓣4、閥桿8迅疾達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定開啟高度，由于閥桿8下部重量大，重心靠下，限位套16和鎖套20的外圓比閥桿8大，相對(duì)高速升起的閥桿8，限位套16和鎖套20可視作盤狀件，就產(chǎn)生陀螺的回轉(zhuǎn)效應(yīng)，起到控制閥桿8旋進(jìn)升降的垂直度。提高了閥桿8垂直升降的導(dǎo)向性和垂直升降的穩(wěn)定性，提高了閥門的動(dòng)作穩(wěn)定性能。
[0032]在下散熱片7與閥桿8之間設(shè)置連接到閥桿8上的防吹套12，防吹套12采用螺紋和開口銷29固定于閥桿8上，防吹套12下端面開設(shè)凹槽13，與下散熱片7上表面的擋圈14扣合裝配。使得閥瓣4在開啟、起跳排放時(shí)的高速熱氣流控制在下散熱片7的下法蘭以下，不會(huì)吹進(jìn)閥蓋I中的彈簧室而影響彈簧11的性能；另外，防吹套12的設(shè)計(jì)，使得灰塵也不能進(jìn)入導(dǎo)向筒5和套筒6之間，減少導(dǎo)向筒5和套筒6之間的運(yùn)動(dòng)摩擦，有利于閥瓣4、閥桿8的升起和回落，提高、穩(wěn)定了閥門的密封和動(dòng)作性能。
[0033]上述實(shí)施例并非對(duì)本實(shí)用新型的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.安全閥用彈性自密封閥瓣，其特征在于:所述閥瓣上表面中心設(shè)有口小內(nèi)大的安裝槽，安裝槽底部設(shè)有上大下小的圓錐槽，所述閥瓣下表面中心處設(shè)有下小上大的圓錐塊，閥瓣下表面中心處設(shè)有下小上大的圓錐塊，閥瓣下表面開設(shè)有環(huán)形的承壓槽，承壓槽為上大下小的圓錐形結(jié)構(gòu)，閥瓣下表面設(shè)有位于承壓槽外側(cè)的彈性密封圈，彈性密封圈與閥瓣一體制成，彈性密封圈下表面為閥瓣密封面，彈性密封圈的內(nèi)表面與承壓槽底面之間的夾角為30-60°，閥瓣下表面設(shè)有圓環(huán)形的彈性槽，承壓槽底面半徑大于或等于彈性槽中心到閥瓣中心的距離，閥瓣下表面設(shè)有位于彈性槽外側(cè)且高于閥瓣密封面的臺(tái)階。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全閥用彈性自密封閥瓣，其特征在于:所述彈性密封圈的內(nèi)表面與承壓槽底面之間的夾角為45°。
【文檔編號(hào)】F16K1/36GK204042033SQ201420392622
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】王德立, 李紅超, 王瑞卿 申請(qǐng)人:開封市瑞發(fā)高中壓閥門有限公司