活塞阀的密封装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术属于阀的密封装置及应用，特别是指一种活塞阀的密封装置及其应用。活塞阀的密封装置包括壳体，沿轴向固定于壳体内的活塞筒，同轴套装配合于活塞筒内且经动密封导向配合的分气活塞，分气活塞前部外侧与壳体出口内壁经动密封配合控制壳体内外气路通断及过流量；活塞筒与分气活塞及分气活塞与壳体间的动密封为多层复合密封副，包括设于密封面之间且与其适配的环形密封筒，沿轴向间隔设于环形密封筒内、外密封面之间采用间隙配合或过渡配合的第一、第二密封圈，第一、第二密封圈采用耐高温复合材料。本发明专利技术有效解决了现有产品不适于高温气体输送控制等技术难题，具有适于高温气体传输控制、密封副便于安装及维修等优点。

Sealing device of piston valve and its application

The invention belongs to the sealing device and application of the valve, in particular to a sealing device of a piston valve and its application. The sealing device of the piston valve comprises a casing, a piston cylinder along the axial direction is fixed to the shell, in the piston cylinder is coaxially sheathed with the gas piston seal and guide the gas piston and the outlet of the housing outside front wall by dynamic seal control with shell externally on-off and flow; and the piston cylinder the gas piston and gas piston between the shell and the seal for the multilayer composite seal pair comprises a sealing ring surface and matched with the sealing cylinder, a sealing cylinder along the axial interval of annular inner and outer sealing surface between the first and second clearance or transition with sealing ring, sealing ring, the first second the composite material with high temperature resistance. The invention effectively solves the technical problems of the existing products which are not suitable for high temperature gas transportation control, etc., and has the advantages of high temperature gas transmission control, sealing pairs, easy installation and maintenance.

【技术实现步骤摘要】
活塞阀的密封装置及其应用
本专利技术属于阀的密封装置及应用，特别是指一种活塞阀的密封装置及其应用。
技术介绍
活塞阀与只用作管线切断的蝶阀和闸阀不同，活塞阀是能满足各种特殊调节要求的阀门。其调节功能是靠一类似于活塞状圆柱体在阀腔内作轴向运动来实现的，它既可以切断截止流体，也可以调节流量的大小。介质沿轴向呈弧状进入壳体，活塞阀内的流道为轴对称分布，流体流过时不会产生紊流。流道面积的改变是通过一个活塞沿管道轴向做直线运动实现。无论活塞在何位置，阀腔内的流体断面均为环状，在出口处向轴心收缩。活塞阀具有高流通能力，开度与流量成线性关系，能有效地避免气蚀和震动。内壳有流线型的导流肋和外壳相连，不锈钢活塞被可靠导引滑动，杜绝产生倾斜或运行不畅。内壳上游的端面成球形，使流体形成一个渐变过程，活塞由安装在壳内的曲柄连杆来操作。目前国内市场活塞阀的主流产品为德国阀门生产商——VAG公司制造，该产品是在美国的针阀基础上改进研制而成，它产生于20世纪40年代，于20世纪60年代臻于成熟。自20世纪60年代至2007年生产并安装了4000多台活塞阀。我国自20世纪90年代开始引进安装活塞阀，目前在大型水利工程、污水处理、输水及水利发电等工程项目中大量使用VAG公司的产品。经申请人查阅资料后发现现有活塞阀仅局限于液态环境中应用，而未见其在气态物料传输中应用的报道。由于气体传输过程中会产生气蚀、振动、噪声，同样存在调流、调压、调速的需要，迫切需要通过阀门进行控制，特别是在当今工业化进程发达时期，天然气、页岩气、煤气的长途传输，各个加压站的加压和输出均需要性能优越的控制阀。但现有活塞阀均不能用于气体(尤其是高温气体)输送的控制阀，原因如下：一是有活塞阀的密封副均采用橡胶制品，由于受材料耐受温度的限制(申请人查阅资料后发现，作为耐热性能较好的橡胶制品——氟橡胶、硅橡胶等的耐温不超过300℃)，现有采用橡胶密封材料的活塞阀所输送的气态物质温度不能超过300℃，但热煤气(如高炉煤气、焦炉煤气)瞬间温度可达450℃，高温情况下密封副会因超过其耐温限度而损坏。二是由于目前活塞阀所输送的物料均为液体，液体在输送过程中会对缸桶、活塞等部件起到润滑及冷却作用，但如果输送介质为气体则不能对活塞及缸筒产生润滑，在失去润滑的状态下长时间运行会对缸筒产生机械损伤。就申请人了解的范围而言，目前国内尚无国标或行业标准对活塞阀性能指标进行规范性限定。基于对通用机械及阀门的技术要求，满足零部件之间的配合可靠，保障设备的稳定运行，实现对于气态物料(尤其是高温气体的流量控制)等不仅是活塞阀结构设计的难点及现实环境下的应用需要，同时也是活塞阀的研发方向之一。申请人在专利号为201620106332.2的技术专利中公开了一种组合式消振降噪调压阀组，活塞式调节阀包括壳体、活塞缸、驱动机构和圆筒状的活塞，壳体的形状为流线型，壳体的前端开设有进气口且后端开设有出气口，活塞缸位于壳体内并与壳体同轴设置，活塞缸与壳体之间形成环形流道，活塞缸的前端为水平设置的V字形且开口端朝向后端，活塞缸的后端为圆筒形且后端与前端连通，活塞后端的侧壁上沿圆周方向开设有多个槽孔，活塞的前端位于活塞缸内并借助驱动机构在活塞缸内沿前后方向移动使环形流道与壳体后端的出气口连通或断开。上述现有技术虽然能够有效减少共振，降低噪声，但其并未对适于高温气态物质的传输做出相应的结构改进和功能说明。申请人经过检索，未在国内专利数据库中发现有与本申请相近似的文献报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种活塞阀的密封装置及其应用，采用本专利技术的活塞阀适用于对气态物质(尤其是高温气体)的流量控制。本专利技术的整体技术构思是：活塞阀的密封装置，包括开设有进口和出口的壳体、沿轴向固定于壳体内的活塞筒、同轴套装配合于活塞筒内且与其采用动密封导向配合的分气活塞，分气活塞的前部外侧与壳体的出口内壁通过动密封配合控制壳体内外的气路通断及过流量；活塞筒与分气活塞之间以及分气活塞与壳体之间的动密封采用多层复合密封副，所述的多层复合密封副包括设置于密封面之间且与其适配的环形密封筒，沿轴向隔设置于环形密封筒内、外表面的第一密封圈、第二密封圈，第一密封圈、第二密封圈与密封面之间采用间隙配合或过渡配合，所述的第一密封圈及第二密封圈采用耐高温复合材料制作。活塞阀的密封装置在用于气态物料传输控制活塞阀中的应用。申请人需要说明的是：作为密封材料领域普通技术人员的应知应会内容，密封材料通常应具备以下特性：一是致密性好，不易泄漏介质；二是有适当的机械强度和硬度；三是在工作介质中有良好的化学稳定性，对工作装置中的液压油和润滑油有一定耐受性，不溶胀、不收缩、不软化、不硬化；四是压缩性和回弹性好，永久变形小，能够消除因活塞或活塞杆偏心引起的间隙；五是有一定的温度适应能力，高温下不软化、不分解，低温下不硬化、不脆裂；六是抗腐蚀性能好，在酸、碱、油等介质中能长期工作，其体积和硬度变化小，且不粘附在金属表面上；七是摩擦系数小，耐磨性好；八是与密封面结合的柔软性和弹性好；九是耐臭氧性和耐老化性好，经久耐用；十是制造方便、价格便宜、取材容易。具有耐高温性能的密封材料在密封材料领域有较多的文献报道售商品，其中包括但不局限于以柔性石墨、石墨碳纤维、陶瓷纤维等为主要制作原料的材质，可根据应用的环境温度要求灵活选用，申请人对其结构组成成分及来源不再赘述。为避免第一密封圈、第二密封圈与密封面配合过紧而影响活塞滑动，还可以通过在第一密封圈、第二密封圈与密封面之间涂有润滑脂(俗称粘油)的方式来减小摩擦及避免损耗，提高运转的灵活性。本专利技术的具体技术构思还有：为提高运行过程中的可靠性，降低密封材料长期运行所造成的磨损，优选的技术方案是，第一密封圈及第二密封圈采用具有自润滑功能的耐高温复合材料制作。由于具有自润滑功能的耐高温复合材料主要用来制作无油润滑的摩擦部件，应用于润滑油脂难起作用的苛刻的工况或难以补偿油脂的机械中。本专利技术中可以根据所输送的气体环境特性灵活选用上述材料，其中较为优选的技术实现方式是，具有自润滑功能的耐高温复合材料可选用包括但不局限于以柔性石墨为主要原料的复合材料。为进一步实现活塞筒及分气活塞之间的密封、对活塞起到较好的传热及支撑作用，优选的技术实现方式是所述的第一密封圈之间沿轴向间隔设置有活塞环。活塞环的制作材质优选采用灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁、蠕墨铸铁中的一种。导向带的主要作用是引导活塞做直线运动，防止活塞因受力不均造成的走偏导致内漏和减少密封件使用寿命，优选的技术实现方式是，位于分气活塞与活塞筒密封面的第一密封圈之间沿轴向间隔设置有导向带。导向带采用具有自润滑功能的耐高温材质制作。作为本领域普通技术人员的应知应会内容，导向带和活塞环的使用寿命直接影响到活塞密封和活塞杆密封的使用效果与寿命，所以对导向带和活塞环的材料要求也较高，例如摩擦系数小、硬度高、使用寿命长等。在本专利技术中作为导向带材质的选用主要还应当考虑其应用于无润滑(干燥环境)、耐高温、抗腐蚀的工作环境，材料应当具备韧性好、化学稳定性好、与润滑油的共存性好且耐油性优等特性，优选的技术实现方式是，所述的导向带的制作材质选用聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚甲醛、聚苯硫醚中的一种。为便于环形密封筒与活塞阀中本文档来自技高网...

【技术保护点】
活塞阀的密封装置，包括开设有进口和出口的壳体(3)、沿轴向固定于壳体(3)内的活塞筒(9)、同轴套装配合于活塞筒(9)内且与其采用动密封导向配合的分气活塞(2)，分气活塞(2)的前部外侧与壳体(3)的出口内壁通过动密封配合控制壳体(3)内外的气路通断及过流量；其特征在于活塞筒(9)与分气活塞(2)之间以及分气活塞(2)与壳体(3)之间的动密封采用多层复合密封副，所述的多层复合密封副包括设置于密封面之间且与其适配的环形密封筒(1)，沿轴向间隔设置于环形密封筒(1)内、外表面的第一密封圈(4)、第二密封圈(5)，第一密封圈(4)、第二密封圈(5)与密封面之间采用间隙配合或过渡配合，所述的第一密封圈(4)及第二密封圈(5)采用耐高温复合材料制作。

【技术特征摘要】
1.活塞阀的密封装置，包括开设有进口和出口的壳体(3)、沿轴向固定于壳体(3)内的活塞筒(9)、同轴套装配合于活塞筒(9)内且与其采用动密封导向配合的分气活塞(2)，分气活塞(2)的前部外侧与壳体(3)的出口内壁通过动密封配合控制壳体(3)内外的气路通断及过流量；其特征在于活塞筒(9)与分气活塞(2)之间以及分气活塞(2)与壳体(3)之间的动密封采用多层复合密封副，所述的多层复合密封副包括设置于密封面之间且与其适配的环形密封筒(1)，沿轴向间隔设置于环形密封筒(1)内、外表面的第一密封圈(4)、第二密封圈(5)，第一密封圈(4)、第二密封圈(5)与密封面之间采用间隙配合或过渡配合，所述的第一密封圈(4)及第二密封圈(5)采用耐高温复合材料制作。2.根据权利要求1所述的活塞阀的密封装置，其特征在于所述的耐高温复合材料为具有自润滑功能的耐高温复合材料。3.根据权利要求1所述的活塞阀的密封装置，其特征在于所述的第一密封圈(4)之间沿轴向间隔设置有活塞环(6)。4.根据权利要求1或3所述的活塞阀的密封装置，其特征在于位于分气活塞(2)与活塞筒(9)密封面的第一密封圈(4)之间沿轴向间隔设置有导向带(7)，导向带(7)采...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏明义，张彦腾，李军强，贾占良，
申请(专利权)人：石家庄三环阀门股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13