一种新型压力自紧金属密封件的制作方法

1.本实用新型涉及工业阀门技术领域，具体地涉及一种新型压力自紧金属密封件。


背景技术：

2.高温工况(》250℃)应用的阀门通常采用石墨作为阀杆密封件，以石墨环堆叠的形式出现，通常配合使用填料压板和起压缩作用的填料压套对石墨环施加压力并保持其压缩的状态，如果发生泄漏，通过锁紧螺母再次增加作用于石墨环上的压力。此外，为了对温度波动进行补偿，在填料压板上的每个螺栓处都安装了一系列碟形弹簧。上述结构具有以下缺点：阀门整体尺寸变大，即使阀门内部没有压力，阀杆填料(石墨环)始终处于带压状态，需要例行维护和检查，且阀杆填料未能均匀受压。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺点，提出设计一种新型压力自紧金属密封件。
4.本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：
5.一种新型压力自紧金属密封件，包括阀杆和阀体，所述阀体围绕阀杆且与阀杆同轴设置；阀体与阀杆之间设置两道密封，即主密封和次密封；所述次密封一侧设置填料压板，另一侧为主密封，所述次密封包括上下设置的两个石墨环，所述主密封为金属c形圈。使用时，通过阀门内部压力的作用，主密封会对次密封形成压力，起到次密封的效果，上述结构属于压力自紧型设计，若压力增加，该系统的密封性也会增加，使次密封受压均匀，且无需始终处于带压状态，不需要例行维护和检查；主密封为金属材料，其热膨胀能够对温度波动进行补偿。本实用新型在压缩循环过程中，金属c形圈在每个密封面上都有一个接触点，截面特性决定了密封的压缩载荷，这种载荷与压力自紧作用相结合，产生了与密封水平直接相关的比压。
6.进一步的，所述次密封与主密封之间设置隔环，c形圈产生的力推动隔环，从而挤压两个石墨环。
7.进一步的，所述隔环由不锈钢材质制作而成。
8.进一步的，所述次密封包括上下设置的两个不同形状的石墨环。
9.进一步的，所述阀杆与填料压板之间设置上轴承，阀体与阀杆之间设置下轴承，两个轴承能够保持阀杆与密封轴对齐，减少了由于阀杆横向运动造成泄漏的潜在风险。
10.进一步的，所述填料压板与阀体之间通过螺栓固定。
11.本实用新型的技术效果：
12.与现有技术相比，本实用新型的一种新型压力自紧金属密封件，在压缩循环过程中，金属c形圈在每个密封面上都有一个接触点，截面特性决定了密封的压缩载荷，这种载荷与压力自紧作用相结合，产生了与密封水平直接相关的比压，为阀杆提供了更紧凑的密封设计，无需额外利用螺栓预加载石墨环，避免石墨环始终处于带压状态，无需例行维护和
检查，可通过主密封会对石墨环形成压力，既能够起到次密封的效果，提高密封性能，又能够使阀杆填料均匀受压。
附图说明
13.图1为本实用新型结构原理示意图。
14.图中，1、阀体；2、次密封；3、隔环；4、主密封；5、阀杆；6、填料压板；7、螺栓；8、上轴承；9、下轴承；21、石墨环b；22、石墨环a。
具体实施方式
15.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合说明书附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
16.实施例1：
17.如图1所示，本实施例涉及的一种新型压力自紧金属密封件，包括阀杆5和阀体1，所述阀体1围绕阀杆5且与阀杆5同轴设置。
18.所述阀体1与阀杆5之间设置两道密封，即主密封4和次密封2；所述次密封2一侧设置填料压板6，填料压板6通过螺栓7连接在阀体1上；次密封2另一侧为主密封4，次密封2与主密封4之间设置不锈钢隔环3。所述次密封2包括上下设置的两个石墨环，即石墨环b21和石墨环a22，所述主密封为金属c形圈，主密封4的热膨胀将对温度波动进行补偿。作为优选，主密封4可采用合金718镀银(镀层厚度为50μm)，镀银的作用是增加其紧密性。
19.所述阀杆5与填料压板6之间设置上轴承8，阀体1与阀杆5之间设置下轴承9，两个轴承能够保持阀杆1与密封轴对齐，减少由于阀杆1横向运动造成泄漏的潜在风险，作为优选设计，所述上轴承8和下轴承9均采用适用于高温工况的轴承，以确保阀杆5与密封轴对齐。
20.所述次密封2包括上下设置的两个不同形状的石墨环。作为优选，上方的石墨环b21是由高密度石墨填充铬镍铁合金625制作而成，下方的石墨环a22是由低密度石墨制作而成。石墨环b21与阀体1的接触面积大于与阀杆5的接触面积，石墨环a22与阀体1的接触面积小于与阀杆5的接触面积，石墨环a22与石墨环b21的接触面为自阀杆5向阀体1方向逐渐降低的斜面。通过阀门内部压力的作用，主密封4推动隔环3，从而对次密封2形成压力，起到次密封的效果，增加系统整体密封性能，防止泄漏，另外，使次密封2受压均匀，无需始终处于带压状态，不需要例行维护和检查。
21.本实用新型金属主密封4为c形圈的密封理念是基于其弹性变形，在压缩循环过程中，它在每个密封面(阀体1、阀杆5和隔环3)上都有一个接触点，形成主密封。截面特性决定了密封的压缩载荷，这种载荷与压力自紧作用相结合，产生了与密封水平直接相关的比压。增压c形圈推动隔环3，从而挤压两个石墨环(石墨环b21和石墨环a22)，两个不同形状的石墨环能够增加其滑动和径向膨胀：受压后，石墨环a22往上挤压石墨环b21，产生滑动，石墨环a22与阀杆5的接触更紧密了，石墨环b21与阀体1的接触更紧密了，从而形成次密封。同时，上轴承8和下轴承9保持了阀杆5与密封轴对齐，从而在阀杆5表面周围获得恒定密封。
22.本实用新型为阀杆5提供了更紧凑的密封设计，无需额外利用螺栓预加载石墨环，为压力自紧型设计，随着压力的增加，系统密封性也得到提高。预测的最大泄漏率(10-5
mg/
(s
·
m))比普通石墨填料环密封的值(10-2
mg/(s
·
m))低三个数量级。本实用新型不需要例行维护和检查，石墨环均匀受压。金属c形圈的热膨胀能够对温度波动进行补偿。两个轴承能够保持阀杆5与密封轴对齐，减少了由于阀杆5横向运动造成泄漏的潜在风险。
23.上述具体实施方式仅是本实用新型的具体个案，本实用新型的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本实用新型权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本实用新型的专利保护范围。


技术特征：
1.一种新型压力自紧金属密封件，其特征在于：包括阀杆和阀体，所述阀体围绕阀杆且与阀杆同轴设置；阀体与阀杆之间设置两道密封，即主密封和次密封；所述次密封一侧设置填料压板，另一侧为主密封，所述次密封包括上下设置的两个石墨环，所述主密封为金属c形圈。2.根据权利要求1所述的新型压力自紧金属密封件，其特征在于：所述次密封与主密封之间设置隔环。3.根据权利要求2所述的新型压力自紧金属密封件，其特征在于：所述隔环由不锈钢材质制作而成。4.根据权利要求1所述的新型压力自紧金属密封件，其特征在于：所述次密封包括上下设置的两个不同形状的石墨环。5.根据权利要求1或2或3或4所述的新型压力自紧金属密封件，其特征在于：所述阀杆与填料压板之间设置上轴承，阀体与阀杆之间设置下轴承。6.根据权利要求5所述的新型压力自紧金属密封件，其特征在于：所述填料压板与阀体之间通过螺栓固定。

技术总结
本实用新型涉及工业阀门技术领域，具体地涉及一种新型压力自紧金属密封件，包括阀杆和阀体，所述阀体围绕阀杆且与阀杆同轴设置；阀体与阀杆之间设置两道密封，即主密封和次密封；所述次密封一侧设置填料压板，另一侧为主密封，所述次密封包括上下设置的两个石墨环，所述主密封为金属C形圈。本实用新型在压缩循环过程中，金属C形圈在每个密封面上都有一个接触点，截面特性决定了密封的压缩载荷，这种载荷与压力自紧作用相结合，产生了与密封水平直接相关的比压，为阀杆提供了更紧凑的密封设计，无需额外利用螺栓预加载石墨环，避免石墨环始终处于带压状态，受压均匀。受压均匀。受压均匀。


技术研发人员：马西莫
受保护的技术使用者：山东威玛装备科技股份有限公司
技术研发日：2022.10.14
技术公布日：2023/1/13