阀杆填料密封结构及阀门的制作方法

1.本实用新型涉及阀门密封技术领域，特别是涉及一种阀杆填料密封结构及阀门。


背景技术：

2.阀杆密封结构是指安装在阀门的阀体和阀杆之间、避免阀门内流体从阀体和阀杆之间的间隙泄漏的密封装置，阀杆是阀门的重要受力部件，阀杆的密封性能直接关系阀门的使用效果和寿命，填料密封是最古老的一种密封结构，其结构比较简单，材料来源广泛且价格低廉，是阀门领域阀杆密封的常用密封结构。
3.现有阀门的填料密封采用普通密封圈进行密封，存在如下缺点：1.安装压紧力大，故阀门开关力矩大，对阀杆和密封填料磨损大，密封填料的寿命一般较短；2.填料磨损后需要及时对填料压紧程度进行调整，调整频繁，调整难度大，调整过紧易磨损或烧轴，调整过松易泄漏；3.密封材料经过多次热胀压实，冷却收缩后不能有效回弹，以导致流体泄漏；4.密封填料与阀杆和阀体间摩擦损耗大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种阀杆填料密封结构及阀门，以解决上述现有技术存在的问题，采用较小的安装压紧力即可实现良好的密封，对阀杆和密封填料磨损较小，延长使用寿命。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
6.本实用新型提供了一种阀杆填料密封结构，包括密封填料和填料压盖，所述密封填料用于套设在阀杆外并置于阀体和所述阀杆之间的填料腔内，所述密封填料与所述填料腔的内侧表面和外侧表面均部分或全部贴合，所述填料压盖套设在所述阀杆外并与所述阀体可拆卸固定连接，所述填料压盖用于为所述密封填料提供平行于所述阀杆轴线方向的压紧力，所述密封填料包括第一密封填料和第二密封填料，所述第一密封填料和所述第二密封填料均套设在所述阀杆外，所述第一密封填料设有第一接触面，所述第二密封填料设有第二接触面，所述第一接触面和所述第二接触面部分或全部贴合，所述第一接触面与所述第二接触面的贴合面用于将所述填料压盖作用于所述密封填料上且平行于所述阀杆轴线方向的压紧力转换得到作用于所述第一密封填料和所述第二密封填料上且垂直于所述阀杆轴线方向的分力。
7.优选的，所述第一接触面与所述第二接触面的贴合面为锥形面。
8.优选的，所述第一密封填料和所述第二密封填料的截面均为直角三角形截面，所述第一密封填料套设在所述阀杆外，所述第二密封填料套设在所述第一密封填料外，所述第一密封填料的圆柱形表面与所述填料腔的内侧表面部分或全部贴合，所述第二密封填料的圆柱形表面与所述填料腔的外侧表面部分或全部贴合，所述第一密封填料和所述第二密封填料贴合后形成的所述密封填料的截面为矩形。
9.优选的，所述第一密封填料和所述第二密封填料的截面均为v形截面，所述第一密
封填料与所述填料腔的内侧表面和外侧表面均部分或全部贴合，所述第二密封填料与所述填料腔的内侧表面和外侧表面均部分或全部贴合。
10.优选的，还包括自动补偿装置，所述自动补偿装置用于套设在所述阀杆外，所述自动补偿装置用于设置于所述密封填料与所述填料腔内底面之间并由所述填料腔内底面支撑，所述自动补偿装置能够为所述密封填料提供平行于所述阀杆轴线方向的作用力。
11.优选的，所述自动补偿装置为弹性部件。
12.优选的，所述自动补偿装置包括第一压环、第二压环和弹簧，所述弹簧设置于所述第一压环和所述第二压环之间，所述第一压环与所述密封填料接触并匹配，所述第二压环用于与所述填料腔的内底面接触并匹配，所述弹簧能够为所述密封填料提供平行于所述阀杆轴线方向的压力。
13.优选的，所述密封填料与所述填料腔的内侧表面和外侧表面的贴合面上均设置有环形沟槽，所述沟槽为若干个，各所述沟槽沿所述密封填料的周向布置。
14.优选的，所述密封填料为若干个，多个所述密封填料沿所述阀杆的轴线方向布置。
15.本实用新型提供了一种阀门，包括阀体、阀杆和上述的阀杆填料密封结构，所述密封填料设置于所述阀体和所述阀杆之间的填料腔内，所述密封填料套设在所述阀杆外，所述密封填料与所述填料腔的内侧表面和外侧表面均部分或全部贴合，所述填料压盖套设在所述阀杆外并与所述阀体固定连接。
16.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
17.本实用新型提供的阀杆填料密封结构及阀门，包括密封填料和填料压盖，密封填料用于套设在阀杆外并置于阀体和阀杆之间的填料腔内，密封填料与填料腔的内侧表面和外侧表面均部分或全部贴合，填料压盖套设在阀杆外并与阀体可拆卸固定连接，填料压盖用于为密封填料提供平行于阀杆轴线方向的压紧力，密封填料包括第一密封填料和第二密封填料，第一密封填料和第二密封填料均套设在阀杆外，第一密封填料设有第一接触面，第二密封填料设有第二接触面，第一接触面和第二接触面部分或全部贴合，第一接触面与第二接触面的贴合面用于将填料压盖作用于密封填料上且平行于阀杆轴线方向的压紧力转换得到作用于第一密封填料和第二密封填料上且垂直于阀杆轴线方向的分力。密封填料在填料压盖的轴向压力作用下产生变形，且第一密封填料和第二密封填料的结合面能够将密封填料受到的轴向压力转换为径向压紧力，消除可能泄漏的径向间隙，使密封填料与填料腔两侧表面的径向压紧力大于填料腔内的介质压力，实现良好的密封，即使用相对较小的安装压紧力便可以实现良好的密封，对阀杆和密封填料磨损较小，有助于延长密封填料的使用寿命。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型提供的阀杆填料密封结构的结构示意图；
20.图2为图1中a的局部放大图；
21.图3为本实用新型提供的阀门的结构示意图；
22.图中：100
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阀杆填料密封结构，200
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阀门，1
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填料压盖，2
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密封填料，201
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第一密封填料，20101
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第一接触面，202
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第二密封填料，20201
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第二接触面，3
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阀体，4
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填料腔，5
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自动补偿装置，501
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第一压环，502
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第二压环，503
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弹簧，6
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沟槽，7
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阀杆。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.本实用新型的目的是提供一种阀杆填料密封结构及阀门，以解决现有技术存在的问题，采用较小的安装压紧力即可实现良好的密封，对阀杆和密封填料磨损较小，延长使用寿命。
25.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
26.实施例一
27.如图1所示，本实施例提供了一种阀杆填料密封结构100，包括密封填料2和填料压盖1，密封填料2用于套设在阀杆7外并置于阀体3和阀杆7之间的填料腔4内，密封填料2与填料腔4的内侧表面和外侧表面均部分或全部贴合，填料压盖1套设在阀杆7外并与阀体3可拆卸固定连接，填料压盖1用于为密封填料2提供平行于阀杆7轴线方向的压紧力，密封填料2包括第一密封填料201和第二密封填料202，第一密封填料201和第二密封填料202均套设在阀杆7外，第一密封填料201设有第一接触面20101，第二密封填料202设有第二接触面20201，第一接触面20101和第二接触面20201部分或全部贴合，第一接触面20101与第二接触面20201的贴合面用于将填料压盖1作用于密封填料2上且平行于阀杆7轴线方向的压紧力转换得到作用于第一密封填料201和第二密封填料202上且垂直于阀杆7轴线方向的分力，当密封填料2在填料压盖1的轴向压力作用下产生变形时，第一接触面20101与第二接触面20201的贴合面能够将密封填料2受到的轴向压紧力转换为作用于第一接触面20101和第二接触面20201的径向压紧力，消除可能导致泄漏的径向间隙，使密封填料2与填料腔4的内侧表面和外侧表面之间的径向压紧力大于填料腔4内的介质压力，实现良好的密封，即使用相对较小的安装压紧力便可以实现良好的密封，对阀杆7和密封填料2磨损较小，有助于延长密封填料2的使用寿命。
28.第一接触面20101与第二接触面20201的贴合面为锥形面，锥形面的尖部厚度较小，在压力的作用下更容易变形而紧贴在填料腔4的内侧表面和外侧表面上，能够显著提升密封效果。
29.第一密封填料201和第二密封填料202的截面均为直角三角形截面。第一密封填料201套设在阀杆7外，第二密封填料202套设在第一密封填料201外，第一密封填料201的圆柱形表面与填料腔4的内侧表面部分或全部贴合，第二密封填料202的圆柱形表面与填料腔4的外侧表面部分或全部贴合，第一密封填料201和第二密封填料202贴合后形成的密封填料2的截面为矩形。
30.本实施例提供的阀杆填料密封结构100还包括自动补偿装置5，自动补偿装置5用于套设在阀杆7外，自动补偿装置5用于设置于密封填料2与填料腔4内底面之间并由填料腔4内底面支撑，自动补偿装置5能够为密封填料2提供平行于阀杆7轴线方向的作用力，能够补偿密封填料2因热胀冷缩或填料磨损造成的松紧程度的变化，进而实现良好的密封，大大减少了使用过程中手动调节填料压紧力的频率。由于自动补偿装置5设置于密封填料2的底部，当填料腔4内介质压力减小时，密封填料2产生朝向填料腔4内底面方向的运动趋势，密封填料2受到自身与其接触面之间摩擦力的作用，摩擦力的方向与自动补偿装置5提供的补偿力方向相同，密封填料2在摩擦力和补偿力的共同作用下，更易被压紧以实现良好密封；由于自动补偿装置5设置于密封填料2的上部时，密封填料2受到的摩擦力方向与自动补偿装置5提供的补偿力方向相反，自动补偿装置5需克服摩擦力的作用方可将密封填料2压紧，故自动补偿装置5设置于密封填料2与填料腔4内底面之间时，自动补偿装置5只需提供较小的作用力便可以实现补偿预紧力的效果，避免了流体泄漏。
31.自动补偿装置5为弹性部件，弹性部件在安装压紧力的作用下压缩并蓄能，当密封填料2与填料腔4的内侧表面和外侧表面之间的径向压紧力下降时，如密封填料2在低温条件下收缩或介质压力降低时，弹性部件释放蓄能，为密封填料2提供平行于阀杆7轴向方向的补偿力，避免了由于密封填料2回弹不足而导致密封填料2与填料腔4内侧表面和外侧表面之间的径向压紧力不足、流体泄漏。弹性部件包括但不限于弹性钢片或弹簧，还包括由其他部件组成的弹性元件。
32.自动补偿装置5包括第一压环501、第二压环502和弹簧503，弹簧503设置于第一压环501和第二压环502之间，第一压环501与密封填料2接触并匹配，第二压环502与填料腔4的底部接触并匹配，弹簧503能够为密封填料2提供平行于阀杆7轴线方向的压力。弹簧503包括但不限于o型弹簧、压簧、碟簧或斜圈弹簧，还包括其他类型的弹簧，本实施例优选为斜圈弹簧。
33.密封填料2与填料腔4的内侧表面和外侧表面的贴合面上均设置有环形沟槽6，沟槽6为若干个，各沟槽6沿密封填料2的周向布置。沟槽6将密封填料2上对应的贴合面划分为多个独立的贴合面，具有均压的功能，能够使密封填料2与填料腔4的内侧表面和外侧表面接触更充分，密封效果更好；同时，沟槽6内储存有一定量的液体，如存储有一定量的润滑剂，能够减小密封填料2与阀杆7及阀体3之间的摩擦，减小密封填料2的磨损，有助于延长密封填料2的使用寿命。
34.密封填料2为若干个，多个密封填料2沿阀杆7的轴线方向布置。
35.实施例二
36.如图1所示，本实施例提供了一种阀杆填料密封结构100，本实施例与实施例一的区别如下：第一密封填料201和第二密封填料202的截面均为v形截面，第一密封填料201与填料腔4的内侧表面和外侧表面均部分或全部贴合，第二密封填料202与填料腔4的内侧表面和外侧表面均部分或全部贴合。第一密封填料201和第二密封填料202分别设有上部v形表面和下部v形表面，第一密封填料201的上部v形表面与第二密封填料202的下部v形表面部分和全部贴合，其贴合面为圆锥形，能够将第一密封填料201和第二密封填料202受到的轴向压紧力转换为径向压紧力，实现良好的密封，且对阀杆7和密封填料2磨损较小，有助于延长密封填料2的使用寿命。
37.实施例三
38.如图2所示，本实施例提供了一种阀门200，包括阀体3、阀杆7和实施例一或实施例二中的阀杆填料密封结构100，密封填料2设置于阀体3和阀杆7之间的填料腔4内，密封填料2套设在阀杆7外，密封填料2与填料腔4的内侧表面和外侧表面均部分或全部贴合，填料压盖1套设在阀杆7外并与阀体3固定连接。
39.本实用新型提供的阀杆填料密封结构100及阀门200可根据使用场景选用不同的材质，能够适用于常温、低温、高温、特高温、极低温或高低温循环等各种温度环境，也能够适用于静密封或动密封等不同密封工况。
40.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。