一種自動(dòng)密封的高壓閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)密封的高壓閥，尤其涉及一種通過(guò)閥蓋導(dǎo)流槽、壓塊和彈性阻尼圈實(shí)現(xiàn)閥桿的自動(dòng)密封，通過(guò)導(dǎo)向套筒、壓圈、彈性阻尼圈和密封圈實(shí)現(xiàn)閥蓋的自動(dòng)密封，通過(guò)閥入口、出口的緩沖墊實(shí)現(xiàn)閥接口的自動(dòng)密封以及高壓流體的緩沖功能，屬于高壓閥密封技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前高壓技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于超硬材料制造、化學(xué)工業(yè)、石油化工等領(lǐng)域，閥門(mén)是高壓系統(tǒng)中的重要部件之一，閥門(mén)的可靠性、安全性、工作效率和使用壽命直接影響整個(gè)系統(tǒng)工作。管道系統(tǒng)內(nèi)的超高內(nèi)壓不僅作用于閥體，而且作用于閥件的密封結(jié)合處，隨著壓力的增高及閥的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，使得高壓閥極易出現(xiàn)泄漏故障，這不僅影響正常生產(chǎn)，而且直接或間接的引起重大安全事故。
[0003]目前針對(duì)高壓閥的設(shè)計(jì)，雖取得了一定成果，但仍停留在簡(jiǎn)單的增加閥體壁厚以及采用傳統(tǒng)的密封方法，尤其在密封技術(shù)中，忽略了內(nèi)部結(jié)構(gòu)和流場(chǎng)的綜合考慮，片面的將研究重點(diǎn)放在了密封材料的研發(fā)，這雖解決了一定的問(wèn)題，但成本過(guò)高。
[0004]因此，針對(duì)高壓閥的密封技術(shù)，需在研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、流場(chǎng)特性的基礎(chǔ)上，通過(guò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的微小改動(dòng)，充分利用高壓閥內(nèi)流體的高壓特性，以設(shè)計(jì)適合高壓閥的自動(dòng)密封裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有高壓閥存在的不易密封、密封成本高，以及在密封實(shí)施中對(duì)本身結(jié)構(gòu)及流場(chǎng)特性考慮不周等問(wèn)題，提供一種可有效實(shí)現(xiàn)高壓閥自動(dòng)密封且成本低、符合流場(chǎng)特性的一種自動(dòng)密封的高壓閥。
[0006]本發(fā)明的一種自動(dòng)密封的高壓閥采用以下技術(shù)方案:
一種自動(dòng)密封的高壓閥，主要包括閥桿自動(dòng)密封裝置、閥蓋自動(dòng)密封裝置和閥接口自動(dòng)密封裝置。所述的閥桿自動(dòng)密封裝置由閥蓋導(dǎo)流槽、壓塊和壓塊彈性阻尼圈組成，在閥蓋靠近閥芯處設(shè)有閥蓋導(dǎo)流槽，壓塊安裝在閥蓋導(dǎo)流槽上方，壓塊彈性阻尼圈安裝在壓塊上方。所述的閥蓋自動(dòng)密封裝置由導(dǎo)向套筒、導(dǎo)向套筒與閥體壓圈、導(dǎo)向套筒下彈性阻尼圈、導(dǎo)向套彈性阻尼圈、密封圈、導(dǎo)向套筒上彈性阻尼圈和導(dǎo)向套筒與閥蓋壓圈組成，密封圈、導(dǎo)向套彈性阻尼圈和導(dǎo)向套筒依次安裝在閥體上端的凹槽內(nèi)，導(dǎo)向套筒下彈性阻尼圈和導(dǎo)向套筒與閥體壓圈依次安裝在閥體上端的凹槽的底端，導(dǎo)向套筒上彈性阻尼圈和導(dǎo)向套筒與閥蓋壓圈依次安裝在導(dǎo)向套筒上端，導(dǎo)向套筒下彈性阻尼圈和導(dǎo)向套筒上彈性阻尼圈分別與密封圈接觸。所述的閥接口自動(dòng)密封裝置由入口底端緩沖墊、入口上端緩沖墊、出口上端緩沖墊和出口底端緩沖墊組成，入口底端緩沖墊、入口上端緩沖墊和出口底端緩沖墊的一端安裝在閥座的凹槽內(nèi)，另一端安裝在閥進(jìn)出口處，出口上端緩沖墊的一端安裝在閥體出口上端的凹槽內(nèi)，另一端安裝在閥出口處。
[0007]所述的一種自動(dòng)密封的高壓閥的閥座處設(shè)有三個(gè)凹槽，凹槽的大小根據(jù)入口底端緩沖墊、入口上端緩沖墊和出口底端緩沖墊的端部結(jié)構(gòu)設(shè)定。
[0008]所述的一種自動(dòng)密封的高壓閥的閥體出口上端設(shè)有一個(gè)凹槽，該凹槽的大小根據(jù)出口上端緩沖墊的端部結(jié)構(gòu)設(shè)定，閥體靠近閥蓋區(qū)域設(shè)有一圓形凹槽，該圓形凹槽的大小根據(jù)密封圈的結(jié)構(gòu)設(shè)定。
[0009]所述的一種自動(dòng)密封的高壓閥的閥蓋處設(shè)有閥蓋導(dǎo)流槽，該閥蓋導(dǎo)流槽為中空?qǐng)A臺(tái)結(jié)構(gòu)，并呈45度傾斜。
[0010]所述的一種自動(dòng)密封的高壓閥的入口底端緩沖墊、入口上端緩沖墊、出口上端緩沖墊和出口底端緩沖墊由隔水膜和彈性阻尼元件組成，彈性阻尼元件的兩端為塊狀結(jié)構(gòu)，中間為長(zhǎng)、短交錯(cuò)結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明在閥桿自動(dòng)密封中采用閥蓋導(dǎo)流槽、壓塊和壓塊彈性阻尼圈的裝置，該裝置通過(guò)45度傾斜的閥蓋導(dǎo)流槽、壓塊和壓塊彈性阻尼圈，將流體力轉(zhuǎn)換為閥桿處填料的壓緊力，并通過(guò)壓塊彈性阻尼圈對(duì)壓緊力進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)閥桿自動(dòng)密封的功能。該閥桿自動(dòng)密封裝置的工作原理為，首先高壓閥內(nèi)的高壓流體經(jīng)閥蓋導(dǎo)流槽流入該槽內(nèi)并與壓塊接觸，因閥蓋導(dǎo)流槽并呈45度傾斜，可將閥內(nèi)的高壓壓力轉(zhuǎn)換為壓塊的向上和向內(nèi)的相等作用力；然后施加作用力的壓塊通過(guò)壓塊彈性阻尼圈作用于填料函環(huán)，在壓塊和填料函環(huán)間安裝壓塊彈性阻尼圈主要有以下作用:一是間隙調(diào)節(jié)作用，通過(guò)壓塊彈性阻尼圈的可壓縮性，根據(jù)高壓流體的不同壓力狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)壓塊和填料函環(huán)間的間隙；二是元件保護(hù)作用，通過(guò)壓塊-壓塊彈性阻尼圈-填料函環(huán)的安裝方式，利用壓塊彈性阻尼圈的彈性阻尼特性，可防止閥內(nèi)高壓變化產(chǎn)生的交變力直接經(jīng)壓塊作用于填料函環(huán)，保護(hù)填料函環(huán)元件；三是初級(jí)密封作用，通過(guò)壓塊彈性阻尼圈的材料本身的特性，起到閥桿處對(duì)流體的初級(jí)密封作用。
[0012]本發(fā)明在閥蓋的自動(dòng)密封中采用導(dǎo)向套筒、導(dǎo)向套筒與閥體壓圈、導(dǎo)向套筒下彈性阻尼圈、導(dǎo)向套彈性阻尼圈、密封圈、導(dǎo)向套筒上彈性阻尼圈和導(dǎo)向套筒與閥蓋壓圈的裝置，該裝置通過(guò)導(dǎo)向套筒、密封圈以及不同壓圈彈性阻尼圈和壓圈，將流體力轉(zhuǎn)換為閥蓋處密封圈的壓緊力，并通過(guò)導(dǎo)向套彈性阻尼圈、導(dǎo)向套筒上彈性阻尼圈和導(dǎo)向套筒下彈性阻尼圈對(duì)壓緊力進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)閥蓋自動(dòng)密封的功能。該閥蓋自動(dòng)密封裝置的工作原理為，閥芯與閥體區(qū)域內(nèi)的流體高壓力經(jīng)導(dǎo)向套筒轉(zhuǎn)換為向上的作用力，并經(jīng)導(dǎo)向套彈性阻尼圈作用于密封圈，使密封圈產(chǎn)生向上的自動(dòng)壓緊力；此外，該區(qū)域的流體高壓力還經(jīng)導(dǎo)向套筒與閥體壓圈和導(dǎo)向套筒下彈性阻尼圈作用于密封圈，產(chǎn)生對(duì)其壓緊的自動(dòng)壓緊力；經(jīng)閥芯平衡孔流入平衡腔的流體高壓力經(jīng)導(dǎo)向套筒內(nèi)壁，以及導(dǎo)向套筒與閥蓋壓圈、導(dǎo)向套筒上彈性阻尼圈轉(zhuǎn)換為壓緊密封圈的自動(dòng)壓緊力。在該裝置中采用導(dǎo)向套彈性阻尼圈、導(dǎo)向套筒下彈性阻尼圈和導(dǎo)向套筒上彈性阻尼圈主要有以下作用:一是間隙調(diào)節(jié)作用，通過(guò)各彈性阻尼圈的可壓縮性，根據(jù)高壓流體的不同壓力狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)導(dǎo)向套筒、各壓圈和密封圈間的間隙；二是密封圈保護(hù)作用，防止密封圈因?qū)蛱淄病⒏鲏喝Φ闹苯咏佑|而產(chǎn)生的磨損破壞，延長(zhǎng)密封圈的使用壽命；三是初級(jí)密封作用，通過(guò)各彈性阻尼圈的材料本身的特性，起到閥蓋處對(duì)流體的初級(jí)密封作用。
[0013]本發(fā)明在閥接口的自動(dòng)密封中采用入口底端緩沖墊、入口上端緩沖墊、出口上端緩沖墊和出口底端緩沖墊的裝置，該裝置通過(guò)各緩沖墊中的隔水膜和彈性阻尼元件，實(shí)現(xiàn)閥接口的自動(dòng)密封以及高壓流體的緩沖功能。該閥接口自動(dòng)密封裝置的工作原理為，以入口底端緩沖墊為例，入口底端緩沖墊的一端安裝在閥座的凹槽內(nèi)，因彈性阻尼元件的端部設(shè)計(jì)為塊狀結(jié)構(gòu)，所以該緩沖墊可方便、完好的安裝在凹槽內(nèi)，此外，入口底端緩沖墊的另一端安裝在閥進(jìn)口處，通過(guò)管道接口和閥進(jìn)口的法蘭可將入口底端緩沖墊的另一端壓緊固定。該入口底端緩沖墊可將流體高壓力轉(zhuǎn)換為該處的自動(dòng)壓緊力。在該裝置中采用隔水膜和彈性阻尼元件組成的緩沖墊具有以下作用:一是間隙調(diào)節(jié)作用，通過(guò)隔水膜和彈性阻尼元件的可壓縮性，根據(jù)高壓流體的不同壓力狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)管道接口和閥進(jìn)、出口的法蘭的密封間隙，防止此處因出現(xiàn)間隙而產(chǎn)生的泄漏；二是柔性連接作用，通過(guò)各緩沖墊實(shí)現(xiàn)管道接口和閥進(jìn)、出口的法蘭的柔性連接，通過(guò)柔性連接增加系統(tǒng)的自由度，降低外部載荷對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的破壞；三是閥體保護(hù)作用，彈性阻尼元件的長(zhǎng)、短交錯(cuò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓流體的三級(jí)緩沖作用，即首先高壓流體作用于緩沖墊時(shí)，使得長(zhǎng)彈性體壓縮并變形，實(shí)現(xiàn)一次緩沖，然后長(zhǎng)彈性體變形彎曲后與短彈性體接觸，短彈性體又可彎曲變形，實(shí)現(xiàn)二次緩沖，最后短彈性體與中間實(shí)體接觸，中間實(shí)體仍可彎曲變形，從而實(shí)現(xiàn)三次緩沖。將緩沖墊只設(shè)計(jì)在閥進(jìn)、出口處，是考慮到進(jìn)、出口處流體的流速較高，對(duì)閥體的沖擊力較大，通過(guò)該三級(jí)緩沖結(jié)構(gòu)可有效降低高壓高速流體對(duì)閥體的作用力。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)閥桿自動(dòng)密封裝置實(shí)現(xiàn)閥桿處的自動(dòng)密封，即在工作時(shí)只需根據(jù)不同的工作環(huán)境和工作要求，設(shè)計(jì)閥蓋導(dǎo)流槽、壓塊和壓塊彈性阻尼圈，通過(guò)45度傾斜的閥蓋導(dǎo)流槽、壓塊和壓塊彈性阻尼圈將流體的高壓壓力轉(zhuǎn)換為作用于填料函環(huán)的向上和向內(nèi)的自動(dòng)壓緊力，并通過(guò)壓塊彈性阻尼圈實(shí)現(xiàn)該處的間隙調(diào)節(jié)、元件保護(hù)和初級(jí)密封作用。通過(guò)閥蓋的自動(dòng)密封裝置中的導(dǎo)向套筒、導(dǎo)向套筒與閥體壓圈、導(dǎo)向套筒下彈性阻尼圈、導(dǎo)向套彈性阻尼圈、密封圈、導(dǎo)向套筒上彈性阻尼圈和導(dǎo)向套筒與閥蓋壓圈，將流體的高壓壓力轉(zhuǎn)換為作用于密封圈的自動(dòng)壓緊力，并通過(guò)各彈性阻尼圈實(shí)現(xiàn)該處的間隙調(diào)節(jié)、密封圈保護(hù)和初級(jí)密封作用。通過(guò)閥接口的自動(dòng)密封中采用入口底端緩沖墊、入口上端緩沖墊、出口上端緩沖墊和出口底端緩沖墊的裝置，實(shí)現(xiàn)閥接口的自動(dòng)密封以及高壓流體的緩沖功能，并通過(guò)彈性阻尼元件實(shí)現(xiàn)間隙調(diào)節(jié)、柔性連接和三級(jí)緩沖保護(hù)閥體作用。該結(jié)構(gòu)具有自動(dòng)密封成本低的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明