本發(fā)明涉及煉油化工行業(yè)高溫閘閥密封結(jié)構(gòu)技術(shù)領域，特別涉及一種高溫閘閥硬密封結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

高溫閘閥是煉油化工裝置上常用的配套控制閥門，應用于高溫工況。高溫閘閥屬于切斷型閥門，在正常工作時閥板完全開啟，出現(xiàn)故障時快速關閉。因此，高溫閘閥需要具有優(yōu)異的密封性能，才能保證事故或緊急停車狀態(tài)下與高溫閘閥連通的設備或高溫管線不受損壞。

目前常用的高溫閘閥有高溫平板閘閥和電動高溫閘閥兩種。其中，高溫平板閘閥的密封結(jié)構(gòu)如圖1所示。高溫平板閘閥的密封結(jié)構(gòu)為雙面軟密封結(jié)構(gòu)，閥板位于兩個閥體9a之間，閥體9a與閥板4a之間通過石墨密封圈1a密封，閥板4a與石墨密封圈1a在一定比壓下形成密封副，密封比壓可通過調(diào)節(jié)閥體9a之間的連接螺栓上的墊片厚度來調(diào)節(jié)。電動高溫閘閥的密封結(jié)構(gòu)如圖2所示。高溫電動閘閥采用單面硬密封和蒸汽輔助密封相結(jié)合的密封形式，閥板4a和閥座2a的密封面采用了堆焊硬質(zhì)合金3a的表面處理工藝，并對密封面進行精加工，保證密封面的裝配間隙。在閥板4a和閥座2a密封面上均設有環(huán)形槽，在閥門關閉時兩環(huán)形槽對應閉合組成密封腔5a，閥座2a上設有多個均布的并且與環(huán)形槽相通的蒸汽注入孔6a，將一定壓力的蒸汽從注入孔通入環(huán)形槽，使蒸汽在密封腔5a內(nèi)形成阻尼環(huán)。上述兩種高溫閘閥密封對于口徑較小的高溫閘閥具有較好的密封效果，但是當高溫閘閥口徑較大時(例如公稱直徑大于1.5米時)，上述密封結(jié)構(gòu)的密封效果會下降，主要是由于：

1、當高溫閘閥口徑較大時，受結(jié)構(gòu)和設備加工能力的限制，閥板和閥座密封面的平面度和平行度難以保證，密封面加工誤差較大，容易造成泄漏；

2、當密封結(jié)構(gòu)長期處于高溫環(huán)境中時，閥板和閥座等密封面變形量較大，導致密封面間隙變化較大，容易出現(xiàn)介質(zhì)泄漏。

3、對于軟密封結(jié)構(gòu)來說，當閥門口徑較大時，密封圈的冷態(tài)裝拆變得困難，密封預壓力和預壓量難以控制。并且當閥門長期高溫運行時，密封面和密封圈容易變形，導致密封圈上的石墨被煙氣沖蝕形成空腔，造成密封面間間隙擴大，使密封失效。

綜上，在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問題：當高溫閘閥的口徑較大時，現(xiàn)有的高溫閘閥密封結(jié)構(gòu)不能起到良好的密封效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種當高溫閘閥的口徑較大時，仍然具有良好密封效果的高溫閘閥硬密封結(jié)構(gòu)。

具體而言，包括以下的技術(shù)方案：

一種高溫閘閥硬密封結(jié)構(gòu)，該硬密封結(jié)構(gòu)包括：閥座、導軌、上閥桿、下閥桿、第一閥板、第二閥板以及楔形塊；所述第一閥板與第二閥板相對設置并且與導軌連接；所述第一閥板與第二閥板相對的表面上分別設置有斜面，所述斜面對合形成楔形空間；所述第一閥板與第二閥板相背的表面分別與閥座表面貼合形成密封副；所述上閥桿的一端與所述第一閥板及第二閥板連接，另一端與驅(qū)動系統(tǒng)連接，用于帶動所述第一閥板及第二閥板沿所述導軌移動；所述楔形塊的表面與所述楔形空間的表面相配合；所述下閥桿的一端與所述楔形塊的下端連接，另一端與驅(qū)動系統(tǒng)連接，用于帶動所述楔形塊移動。

進一步地，所述楔形塊包括第一楔形塊以及第二楔形塊，所述第一楔形塊以及第二楔形塊上分別設置有半球形凹槽，所述第一楔形塊以及第二楔形塊對合形成球形空間，所述球形空間內(nèi)設置有調(diào)整球。

進一步地，所述硬密封結(jié)構(gòu)還包括箱體，所述箱體位于所述楔形空間的下方，所述下閥桿穿過所述箱體。

進一步地，所述第一閥板與第二閥板相對的表面上還分別設置有半T型槽，所述第一閥板與第二閥板對合形成T型槽，所述上閥桿通過所述T型槽與所述第一閥板與第二閥板連接。

進一步地，所述第一楔形塊以及第二楔形塊上還分別設置有半T型槽，所述第一楔形塊以及第二楔形塊對合形成T型槽，所述下閥桿通過所述T型槽與 所述第一楔形塊以及第二楔形塊連接。

進一步地，所述第一楔形塊以及第二楔形塊通過螺栓固定。

進一步地，所述第一閥板與第二閥板的形狀為球殼，所述第一閥板與第二閥板外凸的表面為相對的表面。

本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案的有益效果：

1、本發(fā)明實施例提供的高溫閘閥硬密封結(jié)構(gòu)中，當閥門處于關閉狀態(tài)時，楔形塊緊貼第一閥板和第二閥板對合形成的楔形空間的表面，上閥桿、下閥桿分別從上、下兩個方向共同作用于第一閥板和第二閥板相對的表面，產(chǎn)生足夠的強制楔緊力，使第一閥板和第二閥板相背的表面分別向兩側(cè)壓緊并與閥座表面緊密貼合。強制壓緊力使所形成的密封副的表面產(chǎn)生適當?shù)奈⒘孔冃我宰詣舆m應并補償密封副間隙的變化，實現(xiàn)雙面強制硬密封，能夠克服大口徑高溫閘閥密封副表面加工誤差引起的間隙不一致性和非均勻性。本發(fā)明實施例提供的高溫閘閥硬密封結(jié)構(gòu)密封性能良好，能夠滿足公稱直徑為1.5米以上的高溫閘閥密封等級ANSI CALSSⅥ級的要求。

2、由于本發(fā)明實施例提供的高溫閘閥硬密封結(jié)構(gòu)中上閥桿、下閥桿分別從上、下兩個方向?qū)⑿ňo力共同作用于楔形空間，因此對大口徑高溫閘閥的雙面強制硬密封效果持久。

3、本發(fā)明實施例提供的高溫閘閥硬密封結(jié)構(gòu)中在楔形空間下方還設置有箱體，當閥門處于全開狀態(tài)時，可以將楔形塊放置在箱體內(nèi)部，以減少閥門正常開啟狀態(tài)下流通介質(zhì)對楔形塊的沖蝕磨損。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有的高溫平板閘閥密封結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有的電動高溫閘閥密封結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的高溫閘閥硬密封結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的高溫閘閥硬密封結(jié)構(gòu)中第一閥板及第二閥板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的高溫閘閥硬密封結(jié)構(gòu)中楔形塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標記分別表示：

1、導軌；2、閥座；3、上閥桿；4、第一閥板；5、第二閥板；

6、楔形塊；601、第一楔形塊；602、第二楔形塊；

7、調(diào)整球；8、下閥桿；9、閥體；10、箱體；

11、楔形空間；12、球形空間；13、螺栓；

1a、現(xiàn)有高溫閘閥密封結(jié)構(gòu)中的密封圈；

2a、現(xiàn)有高溫閘閥密封結(jié)構(gòu)中的閥座；

3a、現(xiàn)有高溫閘閥密封結(jié)構(gòu)中的硬質(zhì)合金；

4a、現(xiàn)有高溫閘閥密封結(jié)構(gòu)中的閥板；

5a、現(xiàn)有高溫閘閥密封結(jié)構(gòu)中的密封腔；

6a、現(xiàn)有高溫閘閥密封結(jié)構(gòu)中的蒸汽注入孔；

9a、現(xiàn)有高溫閘閥密封結(jié)構(gòu)中的閥體。

具體實施方式

為使本發(fā)明的技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

本發(fā)明實施例提供一種高溫閘閥硬密封結(jié)構(gòu)，參見圖3并結(jié)合圖4，該硬密封結(jié)構(gòu)包括：閥座2、導軌1、上閥桿3、下閥桿8、第一閥板4、第二閥板5以及楔形塊6；

所述第一閥板4與第二閥板5相對設置并且與導軌1連接；所述第一閥板4與第二閥板5相對的表面上分別設置有斜面，所述斜面對合形成楔形空間11；所述第一閥板4與第二閥板5相背的表面分別與閥座2表面貼合形成密封副；

所述上閥桿3的一端與所述第一閥板4及第二閥板5連接，另一端與驅(qū)動系統(tǒng)連接，用于帶動所述第一閥板4及第二閥板5沿所述導軌1移動；

所述楔形塊6的表面與所述楔形空間11的表面相配合；

所述下閥桿8的一端所述楔形塊6的下端連接，另一端與驅(qū)動系統(tǒng)連接， 用于帶動所述楔形塊6移動。

本發(fā)明實施例提供的高溫閘閥硬密封結(jié)構(gòu)的工作原理為：閥座2固定在閥體9上。正常工作時，第一閥板4和第二閥板5處于全開位置，保持介質(zhì)流道暢通。在發(fā)生事故需要關閉閥門時，上閥桿3在驅(qū)動系統(tǒng)的控制下按照預先設定的行程向下運動，從而帶動與其連接的第一閥板4和第二閥板5沿導軌1向下運動至全關位置。下閥桿8在驅(qū)動系統(tǒng)的控制下向上運動從而帶動楔形塊6向上運動至第一閥板4和第二閥板5形成的楔形空間11中，與楔形空間配合楔緊，產(chǎn)生較大的強制楔緊力，從而壓緊第一閥板4和第二閥板5，同時使密封副表面產(chǎn)生適當?shù)奈⒆冃瘟?，以自動適應并補償密封副之間間隙的變化，達到強制密封的效果。當閥門需要打開時，首先在驅(qū)動系統(tǒng)控制下閥桿8向下運動從而帶動楔形塊6下行，撤銷作用在第一閥板4和第二閥板5密封面上的壓緊力，然后驅(qū)動系統(tǒng)控制上閥桿3帶動第一閥板4和第二閥板5上行至全開位置，使閥門打開。

本發(fā)明實施例提供的高溫閘閥硬密封結(jié)構(gòu)中上閥桿3和下閥桿8分別從上、下兩個方向?qū)⑿ㄐ螇K6的楔緊力共同作用于楔形空間11，雙面強制硬密封，能夠克服大口徑高溫閘閥密封副表面加工誤差引起的間隙不一致性和非均勻性。本發(fā)明實施例提供的高溫閘閥硬密封結(jié)構(gòu)能夠滿足公稱直徑為1.5米以上的高溫閘閥密封等級ANSI CALSSⅥ級的要求，且密封效果安全、持久。

在上述的硬密封結(jié)構(gòu)中，可以通過設置調(diào)整球7來自動調(diào)整楔形塊6的表面與楔形空間11表面的貼合度，使第一閥板4和第二閥板5受力更加均勻。具體為：楔形塊6由第一楔形塊601和第二楔形塊602對合形成。第一楔形塊601以及第二楔形塊602上分別設置有半球形凹槽，第一楔形塊601以及第二楔形塊602對合后在楔形塊6中部形成球形空間12(參見圖5)，將調(diào)整球7設置在上述球形空間12內(nèi)部，調(diào)整球7的大小要與球形空間12的大小相配合。第一楔形塊601和第二楔塊602可以通過螺栓13固定，從而將調(diào)整球7固定。如圖5所示，第一楔形塊601和第二楔形塊602上設置有通孔，螺栓13穿過通孔擰緊螺母使第一楔形塊601和第二楔形塊602固定。

在上述的硬密封結(jié)構(gòu)中，可以在楔形空間11的下方設置箱體10，下閥桿8穿過箱體10，當閥門處于全開狀態(tài)時，將楔形塊6放置在箱體10內(nèi)部，減少閥門正常開啟狀態(tài)下流通介質(zhì)對楔形快的沖蝕磨損。箱體10可以設置在閥體9上。

在上述的硬密封結(jié)構(gòu)中，上閥桿3與第一閥板4及第二閥板5的連接方式本發(fā)明實施例不作特殊限定，本領域常規(guī)技術(shù)手段均可，只要能使上閥桿3帶動第一閥板4及第二閥板5沿導軌1移動即可。本發(fā)明實施例中采用T型槽來連接上閥桿3與第一閥板4及第二閥板5?？梢栽诘谝婚y板4與第二閥板5相對的表面上還分別設置有半T型槽，當?shù)谝婚y板4與第二閥板5對合后形成一個完整的T型槽，上閥桿3與第一閥板4及第二閥板5連接的一端加工T型接頭，將T型接頭嵌入T型槽從而使上閥桿3與第一閥板4及第二閥板5連接。

同樣地，下閥桿8與楔形塊6的連接方式本發(fā)明實施例也不作特殊限定，本領域常規(guī)技術(shù)手段均可，只要能使下閥桿8帶動楔形塊6移動即可。可以在第一楔形塊601以及第二楔形塊602上分別設置半T型槽，當?shù)谝恍ㄐ螇K601以及第二楔形塊602對合后形成一個完整的T型槽，下閥桿8與第一楔形塊601及第二楔形塊602連接的一端加工T型接頭，將T型接頭嵌入T型槽從而使下閥桿8與第一楔形塊601及第二楔形塊602連接。

在上述的硬密封結(jié)構(gòu)中，為了提高第一閥板4和第二閥板5的抗壓能力，可以將第一閥板4和第二閥板5的形狀設計為球殼形并將球殼外凸的表面作為第一閥板4與第二閥板5相對的表面。還可以在球殼內(nèi)凹的表面設置肋板等加強結(jié)構(gòu)，進一步提高第一閥板4和第二閥板5的抗壓能力，使該硬密封結(jié)構(gòu)密封效果能夠長久保持。

在上述的硬密封結(jié)構(gòu)中，閥座2與第一閥板4和第二閥板5的密封面可以采用堆焊硬質(zhì)合金的表面處理工藝，并對上述密封面進行精加工，以保證密封面間的裝配間隙。

在上述的硬密封結(jié)構(gòu)中，用于控制上閥桿3和下閥桿8運動的驅(qū)動系統(tǒng)的具體形式?jīng)]有嚴格的限定，本領域常用的驅(qū)動系統(tǒng)均可，例如可以為雙油缸分離式電液控制系統(tǒng)。

在上述的硬密封結(jié)構(gòu)中，導軌1的具體形式以及第一閥板4、第二閥板5與導軌1的連接方式?jīng)]有特殊限定，本領域常規(guī)技術(shù)手段均可。

以上所述僅是為了便于本領域的技術(shù)人員理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不用以限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。