一种具备高密封性的高压氢气阀门制造技术

技术编号：40942103 阅读：2 留言：0更新日期：2024-04-18 14:59

本发明专利技术涉及密封结构技术领域，公开了一种具备高密封性的高压氢气阀门，包括中间阀体和分别设置于中间阀体两端的侧阀体，所述侧阀体内靠近中间阀体的一端设置有密封结构，两个所述密封结构之间设置有球体密封件，所述球体密封件的顶部安装有阀杆。本发明专利技术通过设置的插杆和插槽，在安装时，可以通过将插杆插入插槽内，利用弹性插入件实现侧阀体与中间阀体的初步连接，以便于后续通过固定螺栓和螺母完成侧阀体与中间阀体在水平方向上的安装，安装方便。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及密封结构，尤其涉及一种具备高密封性的高压氢气阀门。

技术介绍

1、氢能作为一种清洁能源，具有高比例压缩、大规模储存、能量无衰减等特性，其来源广泛、应用广泛，可有效降低化石能源比重，提高清洁发展水平。

2、在公开号为cn215673696u的中国专利中，公开了一种高压氢气球阀，其包括阀体，所述阀体的底端连接有底座，所述阀体的内部对称设置有两个互不接触的阀芯，两个所述阀芯上相互远离的一端均连通有位于阀体上的接头，两个所述阀芯之间设置有位于阀体内的球芯，所述球芯的底端通过轴承与底座转动连接，球芯的顶端连接有通过轴承贯穿延伸至阀体外的阀杆，所述阀体、阀芯和球芯的内部表面均镀有铬层。本专利技术中，在阀体、阀芯和球芯的内部表面均镀有铬层，铬层可以减小氢气进入阀体、阀芯和球芯中的量，从而减小其产生氢脆的可能性，另外，在铬层的保护下，使阀体、阀芯和球芯具有更高的强度，使其可以适用于高压环境中。

3、上述技术存在以下不足：

4、上述技术在使用时，一般是分别将两侧的阀体和中间的阀体依次拼接好，利用螺栓进行安装，然而该种方式安装起来较为不方便，不能一次性组装完成，其次，现有的阀门密封结构只有一层设计，若发生泄漏没有补救措施；另外，由于使用环境和使用时长的影响，阀门经过长时间的使用密封性可能会出现问题，若没有及时的报警提醒，很有可能会导致无法及时发现问题并采取措施修复，可能会造成严重后果。

5、为了解决上述问题，现提供一种技术方案。

技术实现思路

<p>1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种具备高密封性的高压氢气阀门。

2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：

3、一种具备高密封性的高压氢气阀门，包括中间阀体和分别设置于中间阀体两端的侧阀体，所述侧阀体内靠近中间阀体的一端设置有密封结构，两个所述密封结构之间设置有球体密封件，所述球体密封件的顶部安装有阀杆，且阀杆的另一端竖直活动贯穿中间阀体的顶部至中间阀体的外侧，所述密封结构的内侧安装有插杆，所述插杆的外侧安装有弹性插入件，所述球体密封件与插杆相对应的位置上开设有与插杆以及弹性插入件相适配的插槽，所述中间阀体的两侧均安装有固定螺栓，所述固定螺栓水平活动贯穿于相应的侧阀体，且通过螺母与相应的侧阀体可拆卸式连接，所述密封结构还包括：

4、温度信息模块：用于采集阀门在工作时实际的工作温度；

5、压力信息模块：用于采集阀门在工作时实际的工作压力；

6、体积信息模块：用于采集插杆在插槽内的实际的体积；

7、裂纹信息模块：采集阀门在工作时密封圈的实际的裂纹面积与裂纹深度；

8、中央控制器：分析温度信息模块与压力信息模块上传的信息，生成热压耐久指标系数；分析体积信息模块上传的信息，生成振动系数；分析裂纹信息模块上传的信息，生成老化系数；并将热压耐久指标系数、振动系数以及老化系数进行处理，生成评估系数，并将评估系数与预先设计的评估系数参考阈值进行对比，并根据对比结果选择生成或不生成报警信号，并发出警报。

9、所述密封结构包括母浮动阀座、第一弹性推力件、第二弹性推力件、第一密封圈和第二密封圈和子浮动阀座，所述母浮动阀座通过第一弹性推力件连接在侧阀体内部的一圈凹槽内，所述第一密封圈位于所述母浮动阀座的内侧，位于与球体密封件接触的位置，所述子浮动阀座位于所述母浮动阀座的内周，所述第二密封圈位于子浮动阀座的内侧，所述子浮动阀座通过第二弹性推力件连接在侧阀体内部的另一圈凹槽内，所述母浮动阀座和子浮动阀座滑动相抵设置，所述插杆设置有若干，所述第一密封圈和第二密封圈的内侧均与相应的插杆连接。

10、优选地，所述弹性插入件呈半球状，且材质为软橡胶，所述第一密封圈和第二密封圈的制作材质均为四氟，所述子浮动阀座的外侧设置有第三密封圈，且通过第三密封圈与母浮动阀座相抵，所述子浮动阀座远离球体密封件的一侧与侧阀体内部凹槽存在间隙。

11、优选地，所述球体密封件4开口部位的外端呈弧形，所述中间阀体1、侧阀体2和球体密封件4的内部表面均设置有铬层。

12、优选地，所述热压耐久指标系数的获取逻辑为：

13、获取氢气阀门在工作时预设的工作温度与预设的工作压力；

14、获取t时间内，氢气阀门在工作时实际的工作温度与实际的工作压力，表示t时间内不同时刻的实际的工作温度与实际的工作压力的编号，=1、2、3、4、……、，表示编号的个数，且为正整数；

15、计算热压耐久指标系数，计算的表达式为：，式中，gh为热压耐久指标系数。

16、优选地，所述振动系数的获取逻辑为：；式中，表示振动系数，表示预设的插杆在插槽内的体积，表示实际的插杆在插槽内的体积。

17、优选地，所述老化系数的获取逻辑为：，式中，为密封圈的裂纹面积，为密封圈的裂纹深度，与分别为密封圈的裂纹面积与密封圈的裂纹深度的预设的比例系数，为老化系数。

18、优选地，所述评估系数的获取逻辑为：

19、将振动系数、热压耐久指标系数gh、老化系数进行处理，生成评估系数k，依据的公式为：

20、式中，α、β、γ分别为振动系数、热压耐久指标系数、老化系数的预设比例系数，且α、β、γ均大于0。

21、优选地，所述中央控制器将评估系数与预先设计的评估系数参考阈值进行对比，若评估系数大于预先设计的评估系数参考阈值，此时中央控制器立刻发出警报，若评估系数小于预先设计的评估系数参考阈值，此时中央控制器不发出警报。

22、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：

23、1、本专利技术，通过设置的插杆和插槽，在安装时，可以通过将插杆插入插槽内，利用弹性插入件实现密封结构与球体密封件的初步定位，从而实现侧阀体与中间阀体的初步连接，以便于后续通过固定螺栓和螺母完成侧阀体与中间阀体在水平方向上的安装，水平安装后，完成密封结构与球体密封件表面的挤压，实现密封；

24、2、通过设置的母浮动阀座和子浮动阀座，在使用时，可以通过第一密封圈和第二密封圈同时密封球体密封件，以便于在第二密封圈失效时，可以利用第一密封圈继续进行密封，防止氢气泄漏；

25、3、本专利技术中，通过采集振动系数、热压耐久指标系数、老化系数，并进行处理，生成评估系数，并将评估系数与预先设计的评估系数参考阈值进行对比，若评估系数大于预先设计的评估系数参考阈值，此时中央控制器立刻发出警报，若评估系数小于预先设计的评估系数参考阈值，此时中央控制器不发出警报，当中央控制器发出警报时，表示此时该氢气阀门的密封性已经发生了问题，即使该氢气阀门暂时没有出现泄漏的情况，此时仍要及时的提醒工作人员，及时对该氢气阀门进行检修，防止进一步的泄漏。

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【技术保护点】

1.一种具备高密封性的高压氢气阀门，包括中间阀体（1）和分别设置于中间阀体（1）两端的侧阀体（2），所述侧阀体（2）内靠近中间阀体（1）的一端设置有密封结构，两个所述密封结构之间设置有球体密封件（4），所述球体密封件（4）的顶部安装有阀杆（3），且阀杆（3）的另一端竖直活动贯穿中间阀体（1）的顶部至中间阀体（1）的外侧，其特征在于：所述侧阀体（2）的内侧安装有插杆（5），所述插杆（5）的外侧安装有弹性插入件（6），

2.根据权利要求1所述的一种具备高密封性的高压氢气阀门，其特征在于：所述密封结构包括母浮动阀座（10）、第一弹性推力件（11）、第二弹性推力件（12）、第一密封圈（13）和第二密封圈（14）和子浮动阀座（15），所述母浮动阀座（10）通过第一弹性推力件（11）连接在侧阀体（2）内部的一圈凹槽内，所述第一密封圈（13）位于所述母浮动阀座（10）的内侧，位于与球体密封件（4）接触的位置，所述子浮动阀座（15）位于所述母浮动阀座（10）的内周，所述第二密封圈（14）位于子浮动阀座（15）的内侧，所述子浮动阀座（15）通过第二弹性推力件（12）连接在侧阀体（2）内

3.根据权利要求2所述的一种具备高密封性的高压氢气阀门，其特征在于：所述弹性插入件（6）呈半球状，且材质为软橡胶，所述第一密封圈（13）和第二密封圈（14）的制作材质均为四氟，所述子浮动阀座（15）的外侧设置有第三密封圈（16），且通过第三密封圈（16）与母浮动阀座（10）相抵，所述子浮动阀座（15）远离球体密封件（4）的一侧与侧阀体（2）内部凹槽存在间隙（17）。

4.根据权利要求2所述的一种具备高密封性的高压氢气阀门，其特征在于：所述球体密封件（4）开口部位的外端呈弧形，所述中间阀体（1）、侧阀体（2）和球体密封件（4）的内部表面均设置有铬层。

5.根据权利要求1所述的一种具备高密封性的高压氢气阀门，其特征在于：所述热压耐久指标系数的获取逻辑为：

6.根据权利要求1所述的一种具备高密封性的高压氢气阀门，其特征在于：所述振动系数的获取逻辑为：；式中，表示振动系数，表示预设的插杆（5）在插槽（7）内的体积，表示实际的插杆（5）在插槽（7）内的体积。

7.根据权利要求1所述的一种具备高密封性的高压氢气阀门，其特征在于：所述老化系数的获取逻辑为：，式中，为密封圈的裂纹面积，为密封圈的裂纹深度，与分别为密封圈的裂纹面积与密封圈的裂纹深度的预设的比例系数，为老化系数。

8.根据权利要求1所述的一种具备高密封性的高压氢气阀门，其特征在于：所述评估系数的获取逻辑为：

9.根据权利要求1所述的一种具备高密封性的高压氢气阀门，其特征在于：所述中央控制器将评估系数与预先设计的评估系数参考阈值进行对比，若评估系数大于预先设计的评估系数参考阈值，此时中央控制器立刻发出警报，若评估系数小于预先设计的评估系数参考阈值，此时中央控制器不发出警报。

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【技术特征摘要】

3.根据权利要求2所述的一种具备高密封性的高压氢气阀门，其特征在于：所述弹性插入件（6）呈半球状，且材质为软橡胶，所述第一密封圈（13）和第二密封圈（14）的制作材质...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯涛，郭晓平，张伟恒，周红旭，蔡月兴，刘银，王铁洪，吴亚珍，陈双河，
申请(专利权)人：江苏诚功阀门科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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