低温球阀防火密封机构的制作方法

1.本实用新型涉及阀门技术领域，特别涉及一种低温球阀防火密封机构。


背景技术：

2.对于上装式低温球阀阀座和阀体的防火结构，传统的方式是在阀座外圆处加工一个凹槽，在凹槽内安装石墨密封圈，该安装方式，使得石墨密封环不具备自密封的性能，其防火性和密封性能很难保障。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供一种低温球阀防火密封机构，提高其防火性和密封性。
4.本实用新型提供了一种低温球阀防火密封机构，包括阀体和阀座，还包括石墨环和密封加载组件，所述石墨环密封于阀体内圆面与阀座外圆面之间，所述阀体内壁或者阀座外壁上具有径向的密封台阶面，所述密封加载组件设置于石墨环轴向一侧并对石墨环施以轴向的加载力，并将石墨环轴向压于密封台阶面上。
5.进一步，所述密封加载组件包括弹性件，所述弹性件对石墨环施以轴向的弹性加载力。
6.进一步，所述密封加载组件还包括弹性座，所述阀体内圆面对应于石墨环安装位置处呈内大外小的内阶梯柱面，所述阀体内圆面小径段对应的轴肩面形成密封台阶面，所述阀体内圆面大径段与阀座外圆面之间形成环形弹性件安装腔，所述阀体内圆面小径段与阀座外圆面之间形成环形的防火密封腔，所述石墨环适形安装于防火密封腔内，所述弹性座轴向靠近石墨环一侧具有轴向向石墨环侧延伸的压环，所述弹性座安装于安装腔内且压环轴向延伸至石墨安装腔内，所述弹性件安装于弹性件安装腔内并对弹性座施以轴向的弹性力，以使得压环轴向压于石墨环上，并将石墨环轴向压于密封台阶面上。
7.进一步，所述密封加载组件还包挡圈，所述挡圈固定于阀体内圆面或者阀座外圆面上，所述挡圈和弹性座分设于弹性件的轴向两侧，所述挡圈轴向压于弹性件上，使得弹性件处于压缩状态。
8.进一步，所述密封加载组件还包括垫环，所述垫环安装于防火密封腔内，所述垫环轴向靠近弹性座一端具有轴向向外延伸的密封端环，所述密封端环外圆面与阀体内圆面小径段之间形成石墨环安装外腔室，所述密封端环内圆面与阀座外圆面之间形成石墨环安装内腔室，所述石墨环设有两组并分别适形设于石墨环安装外腔室和石墨环安装内腔室内，所述弹性座轴向靠近石墨环一侧具有轴向向石墨环侧延伸的两个压环，两个压环分别延伸至石墨环安装外腔室和石墨环安装内腔室内并相应的压于石墨环上。
9.进一步，所述挡圈以可轴向可调的方式安装于阀体内圆面或者阀座外圆面上。
10.进一步，所述阀座外圆面对应于石墨环安装的位置呈内大外小的外阶梯柱面，所述阀座外圆面小径段与阀体内圆面大径端之间形成弹性件安装腔。
11.进一步，所述挡圈外套连接于阀座外圆面大径段处。
12.进一步，所述弹性件为碟片弹簧。
13.本实用新型的有益效果：
14.本实用新型中石墨环通过密封加载组件作用力提供石墨环初始密封比压，形成良好的初始密封效果，通过加载力的作用，可使得石墨环自适应的补偿由于温度变化导致阀体与阀座之间间隙的变化，进而有效提高低温密封性能；
15.本实用新型中石墨环可对流体介质形成良好的阻断效果，提高了阀座与阀体之间的综合密封性能以及密封可靠性，而且当阀门外出现火灾时阀门外部受热温度升高，阀座与阀体之间的非耐热材料的密封件受热损坏，导致密封件密封失效，此时石墨环却可阻断介质泄漏，并且由于加载力对石墨环的作用，石墨环仍然可自适应的补偿由于高温导致阀体与阀座之间间隙的变化，保持阀座与阀体之间的有效密封，综合的提高了阀门的防火和密封性能。
附图说明
16.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
17.图1为本实用新型结构示意图；
18.图2为密封机构实施例一结构示意图，也为图1的a点放大结构示意图；
19.图3为密封机构实施例二结构示意图，与为图1的b点放大结构示意图；
具体实施方式
20.图2和图3为密封机构的两个实施例，为详细论述两个实施例，本发明将两个密封机构的实施例同时应用于一个阀门上，当然，阀门内位于球芯9轴向两侧的位置可设置相同的密封机构；
21.本实施例提供了一种低温球阀防火密封机构，包括阀体1和阀座2，还包括石墨环3和密封加载组件，所述石墨环3密封于阀体内圆面与阀座外圆面之间，所述阀体1内壁或者阀座2外壁上具有径向的密封台阶面，所述密封加载组件设置于石墨环3轴向一侧并对石墨环施以轴向的加载力，并将石墨环轴向压于密封台阶面上。
22.结合图1所示，阀体和阀座的装配方式与现有的结构一致，阀体和阀座装配结构中，位于球芯9轴向两侧的位置均需要密封，结合图2和图3所示，本实施中的密封机构应用于阀体中时，对应的在阀门的轴向两侧设置有两套；
23.密封加载组件可以为弹性件也可以为液压加载、螺纹锁紧等其他已知的加载结构；石墨环通过密封加载组件作用力提供石墨环初始密封比压，形成良好的初始密封效果，通过加载力的作用，可使得石墨环自适应的补偿由于温度变化导致阀体与阀座之间间隙的变化，进而有效提高低温密封性能；石墨环可对流体介质形成良好的阻断效果，提高了阀座与阀体之间的综合密封性能以及密封可靠性，而且当阀门外出现火灾时阀门外部受热温度升高，阀座与阀体之间的非耐热材料的密封件受热损坏，导致密封件密封失效，此时石墨环却可阻断介质泄漏，并且由于加载力对石墨环的作用，石墨环仍然可自适应的补偿由于高温导致阀体与阀座之间间隙的变化，保持阀座与阀体之间的有效密封，综合的提高了阀门的防火和密封性能。
24.本实施例中，所述密封加载组件包括弹性件4，所述弹性件4对石墨环施以轴向的
弹性加载力。弹性件4可以为弹性套筒、弹簧或者其他已知的弹性结构，由于弹性件4施加弹性加载力，可适应轴向间隙的微变，防止加载力突变，使得加载力保持大致恒定，以对石墨环提供稳定的加载力。
25.本实施例中，所述密封加载组件还包括弹性座5，所述阀体1内圆面对应于石墨环安装位置处呈内大外小的内阶梯柱面，所述阀体1内圆面小径段对应的轴肩面形成密封台阶面，所述阀体内圆面大径段与阀座外圆面之间形成环形弹性件安装腔8，所述阀体内圆面小径段与阀座外圆面之间形成环形的防火密封腔，所述石墨环适形安装于防火密封腔内，所述弹性座5轴向靠近石墨环一侧具有轴向向石墨环侧延伸的压环5a，所述弹性座5安装于安装腔5内且压环轴向延伸至石墨安装腔内，所述弹性件4安装于弹性件安装腔5内并对弹性座5施以轴向的弹性力，以使得压环5a轴向压于石墨环上，并将石墨环轴向压于密封台阶面上。
26.适形安装含义为石墨环的形状与防火密封腔的形状一致，即石墨环内径与防火密封腔内径相同，石墨环外径与防火密封腔外径相同；内外向是基于轴向方向确定，轴向靠近阀芯一侧为内，轴向远离阀芯一侧为外；
27.阀体1内圆面大径段对应于图2中的位置a处，或对应于图3中的位置a’处，阀体1内圆面小径段对应于图2中的位置b处，或对应于图3中的位置b’处；密封台阶面应于图2中的位置c处，或对应于图3中的位置c’处；
28.结合图2所示，弹性件安装腔8较大，利于较大弹性件4以及弹性座的安装，另外安装有石墨环的防火密封腔较小，可减少石墨环的用料，并且通过较小的径向间隙设置利于保证密封的有效性；弹性座5作为加载力传导部件，利于将弹性件4的加载力均匀传导至石墨环上，改善石墨环的受力分布，进而保证石墨环周向密封的均匀性，提高密封和防火效果；当介质进入阀座腔内且介质对阀座轴向向外的作用力大于弹性件4载荷时，阀座微观下轴向向外运行，阀座前端密封面与球芯表面微观下脱开，阀座前端的压力泄入阀座后端，实现阀体中腔泄压功能，故阀座具有可靠低温密封及定向泄压性能；
29.如图2所示，为保证良好的密封性能，在石墨环的外侧还设置有单活塞蓄能式密封圈10，单活塞蓄能式密封圈10密封于阀座与阀体之间，阀座与阀体密封采用单活塞蓄能式封圈加石墨环的双道密封结构，单活塞蓄能式密封圈结构自带单向预紧弹簧，预紧弹簧能在低温收缩下对密封圈提供初始密封比压，使单活塞蓄能式密封圈具有单向自密封性能；当阀座后端介质进入阀座腔内时首先通过单活塞蓄能式密封圈阻断，如单活塞蓄能式密封圈出现泄漏，通过石墨环阻断，形成二双重密封形式，提高了阀座的密封的可靠性。
30.本实施例中，所述密封加载组件还包挡圈6，所述挡圈固定于阀体1内圆面或者阀座2外圆面上，所述挡圈和弹性座分设于弹性件4的轴向两侧，所述挡圈轴向压于弹性件4上，使得弹性件4处于压缩状态。
31.结合图2和图3所示，挡圈可拆卸外套连接于阀座2上，由于挡圈和阀座为外套连接关系，便于挡圈的安装，当然，可以也可将挡圈连接于阀体的内圆面处，此处不再赘述；通过挡圈的设置，利于弹性件4的弹性加载力的保持，进而保证其密封性能和防火性能的稳定；并且可将弹性件4和弹性座封装在一定的轴向空间内，提高阀体密封机构的紧凑性。
32.本实施例中，所述密封加载组件还包括垫环7，所述垫环安装于防火密封腔内，所述垫环7轴向靠近弹性座5一端具有轴向向外延伸的密封端环7a，所述密封端环外圆面与阀
体1内圆面小径段之间形成石墨环安装外腔室，所述密封端环内圆面与阀座2外圆面之间形成石墨环安装内腔室，所述石墨环设有两组并分别适形设于石墨环安装外腔室和石墨环安装内腔室内，所述弹性座5轴向靠近石墨环一侧具有轴向向石墨环侧延伸的两个压环5a，两个压环分别延伸至石墨环安装外腔室和石墨环安装内腔室内并相应的压于石墨环上。
33.如图2所示，位于阀芯左侧的密封机构设置有一组墨环，结合图3所示，位于阀芯右侧的密封机构设置有两组密封环，本实施例中每组石墨环均只包括一个石墨环，当然可依据实际使用需求调节每组中的石墨环数量，而且阀芯左侧和右侧密封机构中石墨环的组数也可依据实际使用需要调整；
34.结合图3所示，为适配两组石墨环的设置，相应的设置垫环7，其中石墨环轴向压于石墨环垫环7的轴肩面上，并将垫环7压于密封台阶面上，此时石墨环间接压于密封台阶面上；为适配两组石墨环的设置，还相应的在弹性座5的轴向同轴设置有两个压环，各个压环分别作用于两组石墨环上，以达到良好的密封效果；
35.当介质进入阀座腔，通过两组石墨环阻断，形成密封；同理当外界出现火灾时阀门外部受热温度升高，阀座与阀体之间的非耐热材料的密封件受热损坏，导致密封件密封失效，石墨环却可阻断介质泄漏，且实现阀座与阀体之间的有效密封。
36.结合图3所示，为保证良好的密封性能，在石墨环的外侧还设置有双活塞蓄能式密封圈11，双活塞蓄能式密封圈11密封于阀座与阀体之间，阀座与阀体密封采用双活塞蓄能式封圈加石墨环的双道密封结构，双活塞蓄能式密封圈结构自带双向预紧弹簧，预紧弹簧能在低温收缩下对密封圈提供初始密封比压，使双活塞蓄能式密封圈具有双向自密封性能，当阀座后端介质进入阀座腔，首先通过双活塞蓄能式密封圈阻断，如双活塞蓄能式密封圈出现泄漏，则通过两组石墨环阻断，形成双重密封形式；当阀座前端介质进入阀座腔，首先通过两组石墨环阻断，如石墨环泄漏，则蓄能式密封圈阻断，形成双重密封形式，提高了阀座的密封的可靠性，双重密封结构两两之间互相补偿，故阀座具有可靠双向低温密封性能；
37.本实施例中，所述挡圈6以可轴向可调的方式安装于阀体1内圆面或者阀座外圆面上。
38.结合图2和图3所示，挡圈螺纹密封连接于阀座上，挡圈的外圆面与阀体内圆面滑动密封贴合，转动挡圈可调节挡圈对弹性件4的预压力，进而调节对石墨环的预加载力。
39.本实施例中，所述阀座外圆面对应于石墨环安装的位置呈内大外小的外阶梯柱面，所述阀座外圆面小径段与阀体内圆面大径端之间形成弹性件安装腔8。
40.阀座2外圆面小径段对应于图2中的位置d处，或对应于图3中的位置d’处，阀座外圆面大径段对应于图2中的位置e处，或对应于图3中的位置e’处；阀座外圆面小径段和阀座外圆面大径段构成了外阶梯柱面；通过阀座大径段利于对弹性座和弹性件4形成阻挡；
41.本实施例中，所述挡圈6外套连接于阀座外圆面大径段处。
42.结合图2和图3所示，挡圈螺纹外套连接于阀座大径段处，利于挡圈的安装，同时挡圈轴向调节时，挡圈的外端面呈悬臂状伸至弹性件安装腔8内可对弹性件 4形成良好的预压力。
43.本实施例中，所述弹性件4为碟片弹簧。碟片弹簧其轴向尺寸较小，能够实现低行程高补偿力的效果。
44.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。