一种用在压力平衡式调节阀中的双密封结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用在压力平衡式调节阀中的双密封结构，包括设有上密封面和下密封面的阀芯、浮动阀座、下套筒和放置在下套筒上的上套筒。阀芯插入浮动阀座内设的阀芯孔内，浮动阀座内侧壁上与阀芯的上密封面配合处设有阀座密封面，下套筒内侧壁上与阀芯下密封面配合处设有下套筒密封面。上套筒和下套筒的内孔均为台阶孔，浮动阀座通过环形缺口坐落在下套筒第一台阶面上且其外圆周面与上、下套筒的台阶孔相配合，浮动阀座环形缺口与第一台阶面之间间隔距离且设有弹性体。本实用新型专利技术采用分体式上、下套筒，并在其中设置浮动阀座，克服了现有技术中HCB双阀座调节阀泄漏等级低无法满足现场高温高压工况条件下阀门的严密切断问题。

A Double Sealing Structure Used in Pressure Balanced Regulating Valve

【技术实现步骤摘要】
一种用在压力平衡式调节阀中的双密封结构
本技术属于阀门
，尤其是一种用在压力平衡式调节阀中的双密封结构。
技术介绍
CV3000系列调节阀日本山武公司总结多年自动化控制经验积累，开发形成的小型高性能调节阀，国内调节阀厂商在80年代从日本山武-霍尼维尔公司引进该技术，目前目前为止国内还有80％调节阀生产企业还是以CV3000调节阀产品技术为主，另外CV3000调节阀从80年代到现在所有的产品零件已经形成了一个完整的产业链，所以这也是国内众多调节阀厂商继续生产CV3000为主要技术的产品的原因，CV3000调节阀系列产品中有一种HCB笼式调节阀的型号，这种调节阀是一种压力平衡式的调节阀，通过套筒的窗口调节流量，流量大，可调范围广，流量特性曲线精度高，动态稳定性好，噪音低等优点，但是这种调节阀设计为双阀座硬密封结构(如图1、图2)，正常泄漏等级只能达到三级，阀门在全关状态下泄漏量大，已经远远不能满足现代化工装置用阀门的泄漏等级要求了，控制阀阀座泄漏量是一项重要的出厂检验、型式检验的规定项目，也是控制阀安装前的试验重点和在线功能安全的保障基础，制造厂、设计方和用户对此都格外关注。分析其这类调节阀无法做到高泄漏等级要求的根本原因是，此类控制阀设计为两个阀座密封的结构，两个阀座都为固定式的硬密封结构，当阀芯全关状态下，阀芯上的两个密封面和阀座上的两个密封圈接触达到密封的效果，因为始终存在机械加工误差，两个密封面始终不可能同时接触，总有一个密封面先接触另外一个密封面悬空也就是执行机构最终的输出推力作用在分别两个阀座上，这两个阀座密封力分布不均匀造成一个阀座受力大，一个阀座受力小没有足够的密封力来密封而导致的，常规的做法是通过研磨的方式让两个密封面同时接触，虽然阀座通过一定时间的研磨可以做到和阀芯在装配前做到了严密的接触，但是当阀门整机装配起来的时候套筒受到了上阀盖螺栓的压紧力，套筒变形导致两个阀座密封面处也产生相应的变形，所以需要反复的拆装和研磨才能到达四级的泄漏水平，另外在现场使用过程中内件受到管道内压力的作用和介质温度的交替变化阀门内件也会发生较大的变形，所以此产品始终无法到达高的泄漏等级的要求。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是：克服现有技术中解决HCB双阀座调节阀泄漏等级低无法满足现场高温高压工况条件下阀门的严密切断问题，提供一种用在压力平衡式调节阀中的双密封结构。本技术所采用的技术方案为：一种用在压力平衡式调节阀中的双密封结构，包括设有上密封面和下密封面的阀芯、浮动阀座、下套筒和放置在下套筒上的上套筒。上套筒的内孔和下套筒的内孔同轴设置，且上、下套筒的内孔均为台阶孔，上套筒内孔包括位于底部的中孔，位于中孔上方的小孔，中孔与小孔之间通过台阶面连接。下套筒内孔包括位于其顶部的大孔和位于大孔下方的中孔，大孔与中孔通过第一台阶面连接。浮动阀座坐落在下套筒的台阶孔内，且其底部外侧设有一环形缺口，其内部开设阀芯孔，其位于环形缺口上方的外周面与上套筒中孔侧壁和下套筒大孔侧壁配合，环形缺口上方的阀芯孔内侧壁上与阀芯的上密封面配合处设有阀座密封面，环形缺口顶壁与第一台阶面之间间隔距离且设有弹性体，所述弹性体的两端分别与环形缺口顶壁和第一台阶面弹性抵接；所述阀芯孔端口处设有导向直段ι。下套筒内侧壁上与阀芯下密封面配合处设有下套筒密封面。下套筒侧壁上对应阀门的流量调节窗口。调节阀关闭状态下，阀芯的上密封面与阀座密封面密闭配合，阀芯的下密封面与下套筒密封面密闭配合，阀芯与阀芯导向直段配合处为间隙配合，且间隙≤0.1mm；在浮动阀座环形缺口处的侧壁与下套筒之间设有轴向密封机构，且侧壁是厚度为3-5mm的薄壁环结构。进一步优化的，下套筒的内台阶孔还包括位于所述中孔下方的小孔，连接中孔和小孔的台阶面为第二台阶面，所述轴向密封机构包括设于第二台阶面上的环形石墨密封填料，所述石墨密封填料的上方设有填料压板，填料压板包括筒部和设于筒部顶端的环形凸缘，填料压板套设在浮动阀座的环形缺口内，填料压板的筒部底部端面抵接石墨密封填料，弹性体的两端分别与浮动阀座的环形缺口顶壁和填料压板的环形凸缘顶部端面弹性抵接。当弹性体压缩时，弹性体的反作用力作用在填料压板上，通过填料压板始终保持给石墨密封填料施加一个密封力，弹性体的另外一端作用在浮动阀座上给浮动阀座一个向上的反推力。更进一步优化的弹性体为弹簧，所述浮动阀座环形缺口顶壁均匀设有至少6个弹簧定位孔，所述弹簧设于弹簧定位孔中。浮动阀座环形缺口顶壁设计有均匀分布的弹簧定位孔，并安放一定数量的弹簧(优选圆柱弹簧)，使得浮动阀座受力均匀且能够平稳下行，再结合弹簧下端弹性抵接填料压板，浮动阀座和下套筒的配合面之间设计的几组密封填料，进一步保证了阀座和下套筒之间配合面的密封，防止介质从此处发生泄漏。此外，上套筒端面还可设一凹槽，凹槽内安装密封垫，用以防止上套筒和下套筒之间的接触端面发生泄漏。本技术的有益效果是：1)将原来整体式的套筒结构改为分体式上套筒和下套筒的结构，上套筒和下套筒之间设计有浮动阀座结构，浮动阀座的外圆面与上套筒和下套筒的内台阶孔配合，以此保证这上、下及浮动阀座三个零件之间的定位和导向，保证这三个零件内孔和外圆同心度的要求。2)浮动阀座环形缺口顶壁与第一台阶面之间间隔距离且设置弹性体，可以使阀芯上密封面接触阀座密封面后继续下行并使阀芯下密封面与下套筒密封面之间密封配合，同时弹性体给予浮动阀座向上的作用力，进而促进阀芯上密封面与阀座密封面之间的密封配合。此外，阀门关闭状态下，调节阀中介质(流体)的压力作用在浮动阀座底部端面上，进而传递到阀座密封面处，所以浮动阀座的密封力是两种作用力的合力，通过这种结构的设计就保证了双座阀都有一定的阀座密封力。3)浮动阀座的阀座密封面上方的阀芯孔设计为导向直段，且与阀芯间隙配合，且间隙≤0.1mm，这样的设计结构使得当阀芯打开时阀芯能迅速的脱离浮动阀座，而且也避免了阀芯和浮动阀座之间的抱死现象的发生。4)整体结构设计石墨密封填料结构，再结合薄壁环结构，使得当内部的零件因为压力温度的作用下出现变形，阀芯与浮动阀座接触时薄壁环结构更容易依据阀芯型面的形状而发生自适应型变形，使得两种面严密接触，有效防止介质从弹簧座外侧泄漏，本技术的产品结构泄漏等级能达到高温工况下五级泄漏量的水平，能给完全满足工厂严密切断的关键场合，并能保证其阀门长周期可靠运行。附图说明图1为
技术介绍
中常规HCB双座调节阀中的双密封结构示意图；图2为图1中的阀芯；图3为本技术实施例中的用在压力平衡式调节阀中的双密封结构的结构示意图；图4为图3中的浮动阀座的结构示意图；图5为图3中的上套筒的结构示意图；图6为图3中的下套筒的结构示意图；图7为图3中的填料压板的结构示意图。图中：1.阀芯，1-1.阀芯上密封面，1-2.阀芯下密封面，2.浮动阀座，2-1.阀座密封面，2-2.浮动阀座“凸”形肩部，2-3.浮动阀座“凸”形身部，3.下套筒，3-1.下套筒密封面，3-2.第一台阶面，3-3.第二台阶面，4.上套筒，4-1.凹槽，5.出水口，6.石墨密封填料，7.填料压板，7-1.填料压板凸形身部，7-2.填料压板凸形肩部,8.密封垫。具体实施方式现在结合附图对本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用在压力平衡式调节阀中的双密封结构，其特征在于：包括设有上密封面和下密封面的阀芯(1)、浮动阀座(2)、下套筒(3)和放置在下套筒上的上套筒(4)；所述上套筒和下套筒同轴设置台阶孔，上套筒的台阶孔包括位于底部的中孔和位于中孔上方的小孔，中孔与小孔之间通过台阶面连接；下套筒台阶孔包括位于其顶部的大孔和位于大孔下方的中孔，大孔与中孔通过第一台阶面(3‑2)连接；所述浮动阀座(2)坐落在下套筒的台阶孔内，且其底部端面外侧设有一环形缺口，其内部开设阀芯孔，其位于环形缺口上方的外周面与上套筒中孔侧壁和下套筒的大孔侧壁配合，阀芯孔内侧壁上与阀芯的上密封面配合处设有阀座密封面(2‑1)，环形缺口顶壁与第一台阶面之间间隔距离且设有弹性体；所述阀芯孔端口处设有导向直段ι；所述下套筒内侧壁上与阀芯下密封面配合处设有下套筒密封面(3‑1)，所述下套筒侧壁设计有阀门的流量调节窗口(5)；调节阀关闭状态下，阀芯的上密封面(1‑1)与阀座密封面(2‑1)密闭配合，阀芯的下密封面(1‑2)与下套筒密封面(3‑1)密闭配合，阀芯与阀芯导向直段配合处为间隙配合，且间隙≤0.1mm；浮动阀座环形缺口下方的部位是厚度为3‑5mm的薄壁环结构，薄壁环与下套筒之间设有轴向密封机构。...

【技术特征摘要】
1.一种用在压力平衡式调节阀中的双密封结构，其特征在于：包括设有上密封面和下密封面的阀芯(1)、浮动阀座(2)、下套筒(3)和放置在下套筒上的上套筒(4)；所述上套筒和下套筒同轴设置台阶孔，上套筒的台阶孔包括位于底部的中孔和位于中孔上方的小孔，中孔与小孔之间通过台阶面连接；下套筒台阶孔包括位于其顶部的大孔和位于大孔下方的中孔，大孔与中孔通过第一台阶面(3-2)连接；所述浮动阀座(2)坐落在下套筒的台阶孔内，且其底部端面外侧设有一环形缺口，其内部开设阀芯孔，其位于环形缺口上方的外周面与上套筒中孔侧壁和下套筒的大孔侧壁配合，阀芯孔内侧壁上与阀芯的上密封面配合处设有阀座密封面(2-1)，环形缺口顶壁与第一台阶面之间间隔距离且设有弹性体；所述阀芯孔端口处设有导向直段ι；所述下套筒内侧壁上与阀芯下密封面配合处设有下套筒密封面(3-1)，所述下套筒侧壁设计有阀门的流量调节窗口(5)；调节阀关闭状态下，阀芯的上密封面(1-1)与阀座密封面(2-1)密闭配合，阀芯的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁志文，闫昊，
申请(专利权)人：宁夏吴忠生辉仪表有限公司，
类型：新型
国别省市：宁夏,64