一种自动密封的高压阀制造技术

本发明专利技术提供了一种自动密封的高压阀，主要包括阀杆自动密封装置、阀盖自动密封装置和阀接口自动密封装置。其特点是自动密封装置由阀盖导流槽、压块和压块弹性阻尼圈组成，阀盖自动密封装置由导向套筒、导向套筒与阀体压圈、导向套筒下弹性阻尼圈、导向套弹性阻尼圈、密封圈、导向套筒上弹性阻尼圈和导向套筒与阀盖压圈组成，阀接口自动密封装置由入口底端缓冲垫、入口上端缓冲垫、出口上端缓冲垫和出口底端缓冲垫组成。本发明专利技术通过阀芯自动密封装置、阀盖自动密封装置和阀接口自动密封装置分别实现阀杆、阀杆和阀进、出口的自动密封。各装置中弹性阻尼圈具有间隙调节、元件保护、初级密封的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种自动密封的高压阀
本专利技术涉及一种自动密封的高压阀，尤其涉及一种通过阀盖导流槽、压块和弹性阻尼圈实现阀杆的自动密封，通过导向套筒、压圈、弹性阻尼圈和密封圈实现阀盖的自动密封，通过阀入口、出口的缓冲垫实现阀接口的自动密封以及高压流体的缓冲功能，属于高压阀密封

技术介绍
目前高压技术已被广泛应用于超硬材料制造、化学工业、石油化工等领域，阀门是高压系统中的重要部件之一，阀门的可靠性、安全性、工作效率和使用寿命直接影响整个系统工作。管道系统内的超高内压不仅作用于阀体，而且作用于阀件的密封结合处，随着压力的增高及阀的长时间运行，使得高压阀极易出现泄漏故障，这不仅影响正常生产，而且直接或间接的引起重大安全事故。目前针对高压阀的设计，虽取得了一定成果，但仍停留在简单的增加阀体壁厚以及采用传统的密封方法，尤其在密封技术中，忽略了内部结构和流场的综合考虑，片面的将研究重点放在了密封材料的研发，这虽解决了一定的问题，但成本过高。因此，针对高压阀的密封技术，需在研究其内部结构、流场特性的基础上，通过内部结构的微小改动，充分利用高压阀内流体的高压特性，以设计适合高压阀的自动密封装置。
技术实现思路
本专利技术针对现有高压阀存在的不易密封、密封成本高，以及在密封实施中对本身结构及流场特性考虑不周等问题，提供一种可有效实现高压阀自动密封且成本低、符合流场特性的一种自动密封的高压阀。本专利技术的一种自动密封的高压阀采用以下技术方案：一种自动密封的高压阀，主要包括阀杆自动密封装置、阀盖自动密封装置和阀接口自动密封装置；所述的阀杆自动密封装置由阀盖导流槽、压块和压块弹性阻尼圈组成，在阀盖靠近阀芯处设有阀盖导流槽，阀盖导流槽为中空圆台结构，并呈45度倾斜，压块安装在阀盖导流槽上方，压块弹性阻尼圈安装在压块上方；所述的阀盖自动密封装置由导向套筒、导向套筒与阀体压圈、导向套筒下弹性阻尼圈、导向套弹性阻尼圈、密封圈、导向套筒上弹性阻尼圈和导向套筒与阀盖压圈组成，阀体靠近阀盖区域设有一圆形凹槽，该圆形凹槽的大小根据密封圈的结构设定，密封圈、导向套弹性阻尼圈和导向套筒依次安装在阀体上端的凹槽内，导向套筒下弹性阻尼圈和导向套筒与阀体压圈依次安装在阀体上端的凹槽的底端，导向套筒上弹性阻尼圈和导向套筒与阀盖压圈依次安装在导向套筒上端，导向套筒下弹性阻尼圈和导向套筒上弹性阻尼圈分别与密封圈接触；所述的阀接口自动密封装置由入口底端缓冲垫、入口上端缓冲垫、出口上端缓冲垫和出口底端缓冲垫组成，入口底端缓冲垫、入口上端缓冲垫、出口上端缓冲垫和出口底端缓冲垫由隔水膜和弹性阻尼元件组成，弹性阻尼元件的两端为块状结构，中间为长、短交错结构，阀座处设有三个凹槽，凹槽的大小根据入口底端缓冲垫、入口上端缓冲垫和出口底端缓冲垫的端部结构设定，入口底端缓冲垫、入口上端缓冲垫和出口底端缓冲垫的一端安装在阀座的凹槽内，另一端安装在阀进出口处，阀体出口上端设有一个凹槽，该凹槽的大小根据出口上端缓冲垫的端部结构设定，出口上端缓冲垫的一端安装在阀体出口上端的凹槽内，另一端安装在阀出口处。本专利技术在阀杆自动密封中采用阀盖导流槽、压块和压块弹性阻尼圈的装置，该装置通过45度倾斜的阀盖导流槽、压块和压块弹性阻尼圈，将流体力转换为阀杆处填料的压紧力，并通过压块弹性阻尼圈对压紧力进行调节，实现阀杆自动密封的功能。该阀杆自动密封装置的工作原理为，首先高压阀内的高压流体经阀盖导流槽流入该槽内并与压块接触，因阀盖导流槽并呈45度倾斜，可将阀内的高压压力转换为压块的向上和向内的相等作用力；然后施加作用力的压块通过压块弹性阻尼圈作用于填料函环，在压块和填料函环间安装压块弹性阻尼圈主要有以下作用：一是间隙调节作用，通过压块弹性阻尼圈的可压缩性，根据高压流体的不同压力状态来调节压块和填料函环间的间隙；二是元件保护作用，通过压块-压块弹性阻尼圈-填料函环的安装方式，利用压块弹性阻尼圈的弹性阻尼特性，可防止阀内高压变化产生的交变力直接经压块作用于填料函环，保护填料函环元件；三是初级密封作用，通过压块弹性阻尼圈的材料本身的特性，起到阀杆处对流体的初级密封作用。本专利技术在阀盖的自动密封中采用导向套筒、导向套筒与阀体压圈、导向套筒下弹性阻尼圈、导向套弹性阻尼圈、密封圈、导向套筒上弹性阻尼圈和导向套筒与阀盖压圈的装置，该装置通过导向套筒、密封圈以及不同压圈弹性阻尼圈和压圈，将流体力转换为阀盖处密封圈的压紧力，并通过导向套弹性阻尼圈、导向套筒上弹性阻尼圈和导向套筒下弹性阻尼圈对压紧力进行调节，实现阀盖自动密封的功能。该阀盖自动密封装置的工作原理为，阀芯与阀体区域内的流体高压力经导向套筒转换为向上的作用力，并经导向套弹性阻尼圈作用于密封圈，使密封圈产生向上的自动压紧力；此外，该区域的流体高压力还经导向套筒与阀体压圈和导向套筒下弹性阻尼圈作用于密封圈，产生对其压紧的自动压紧力；经阀芯平衡孔流入平衡腔的流体高压力经导向套筒内壁，以及导向套筒与阀盖压圈、导向套筒上弹性阻尼圈转换为压紧密封圈的自动压紧力。在该装置中采用导向套弹性阻尼圈、导向套筒下弹性阻尼圈和导向套筒上弹性阻尼圈主要有以下作用：一是间隙调节作用，通过各弹性阻尼圈的可压缩性，根据高压流体的不同压力状态来调节导向套筒、各压圈和密封圈间的间隙；二是密封圈保护作用，防止密封圈因导向套筒、各压圈的直接接触而产生的磨损破坏，延长密封圈的使用寿命；三是初级密封作用，通过各弹性阻尼圈的材料本身的特性，起到阀盖处对流体的初级密封作用。本专利技术在阀接口的自动密封中采用入口底端缓冲垫、入口上端缓冲垫、出口上端缓冲垫和出口底端缓冲垫的装置，该装置通过各缓冲垫中的隔水膜和弹性阻尼元件，实现阀接口的自动密封以及高压流体的缓冲功能。该阀接口自动密封装置的工作原理为，以入口底端缓冲垫为例，入口底端缓冲垫的一端安装在阀座的凹槽内，因弹性阻尼元件的端部设计为块状结构，所以该缓冲垫可方便、完好的安装在凹槽内，此外，入口底端缓冲垫的另一端安装在阀进口处，通过管道接口和阀进口的法兰可将入口底端缓冲垫的另一端压紧固定。该入口底端缓冲垫可将流体高压力转换为该处的自动压紧力。在该装置中采用隔水膜和弹性阻尼元件组成的缓冲垫具有以下作用：一是间隙调节作用，通过隔水膜和弹性阻尼元件的可压缩性，根据高压流体的不同压力状态来调节管道接口和阀进、出口的法兰的密封间隙，防止此处因出现间隙而产生的泄漏；二是柔性连接作用，通过各缓冲垫实现管道接口和阀进、出口的法兰的柔性连接，通过柔性连接增加系统的自由度，降低外部载荷对整个系统的破坏；三是阀体保护作用，弹性阻尼元件的长、短交错结构设计可实现对高压流体的三级缓冲作用，即首先高压流体作用于缓冲垫时，使得长弹性体压缩并变形，实现一次缓冲，然后长弹性体变形弯曲后与短弹性体接触，短弹性体又可弯曲变形，实现二次缓冲，最后短弹性体与中间实体接触，中间实体仍可弯曲变形，从而实现三次缓冲。将缓冲垫只设计在阀进、出口处，是考虑到进、出口处流体的流速较高，对阀体的冲击力较大，通过该三级缓冲结构可有效降低高压高速流体对阀体的作用力。本专利技术的有益效果是：通过阀杆自动密封装置实现阀杆处的自动密封，即在工作时只需根据不同的工作环境和工作要求，设计阀盖导流槽、压块和压块弹性阻尼圈，通过45度倾斜的阀盖导流槽、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动密封的高压阀，主要包括阀杆自动密封装置、阀盖自动密封装置和阀接口自动密封装置；所述的阀杆自动密封装置由阀盖导流槽、压块和压块弹性阻尼圈组成，在阀盖靠近阀芯处设有阀盖导流槽，压块安装在阀盖导流槽上方，压块弹性阻尼圈安装在压块上方；所述的阀盖自动密封装置由导向套筒、导向套筒与阀体压圈、导向套筒下弹性阻尼圈、导向套弹性阻尼圈、密封圈、导向套筒上弹性阻尼圈和导向套筒与阀盖压圈组成，密封圈、导向套弹性阻尼圈和导向套筒依次安装在阀体上端的凹槽内，导向套筒下弹性阻尼圈和导向套筒与阀体压圈依次安装在阀体上端的凹槽的底端，导向套筒上弹性阻尼圈和导向套筒与阀盖压圈依次安装在导向套筒上端，导向套筒下弹性阻尼圈和导向套筒上弹性阻尼圈分别与密封圈接触；所述的阀接口自动密封装置由入口底端缓冲垫、入口上端缓冲垫、出口上端缓冲垫和出口底端缓冲垫组成，入口底端缓冲垫、入口上端缓冲垫和出口底端缓冲垫的一端安装在阀座的凹槽内，另一端安装在阀进出口处，出口上端缓冲垫的一端安装在阀体出口上端的凹槽内，另一端安装在阀出口处。

【技术特征摘要】
1.一种自动密封的高压阀，主要包括阀杆自动密封装置、阀盖自动密封装置和阀接口自动密封装置；所述的阀杆自动密封装置由阀盖导流槽、压块和压块弹性阻尼圈组成，在阀盖靠近阀芯处设有阀盖导流槽，阀盖导流槽为中空圆台结构，并呈45度倾斜，压块安装在阀盖导流槽上方，压块弹性阻尼圈安装在压块上方；所述的阀盖自动密封装置由导向套筒、导向套筒与阀体压圈、导向套筒下弹性阻尼圈、导向套弹性阻尼圈、密封圈、导向套筒上弹性阻尼圈和导向套筒与阀盖压圈组成，阀体靠近阀盖区域设有一圆形凹槽，该圆形凹槽的大小根据密封圈的结构设定，密封圈、导向套弹性阻尼圈和导向套筒依次安装在阀体上端的凹槽内，导向套筒下弹性阻尼圈和导向套筒与阀体压圈依次安装在阀体上端的凹槽的底端，导向套筒上弹性阻尼圈和导向套筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：安延涛，马汝建，赵东，蔡冬梅，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东;37