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一種超低溫金屬硬密封浮動球閥.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510435077.6

申請日:

2015.07.22

公開號:

CN104989843A

公開日:

2015.10.21

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):F16K 5/06申請公布日:20151021|||實質審查的生效IPC(主分類):F16K 5/06申請日:20150722|||公開
IPC分類號: F16K5/06; F16K5/08 主分類號: F16K5/06
申請人: 雷蒙德(北京)科技股份有限公司
發明人: 徐謀通; 侯大明; 陳雙聘
地址: 101500北京市密云縣經濟開發區C區雁密路9-1號
優先權:
專利代理機構: 北京成創同維知識產權代理有限公司11449 代理人: 姚遠達; 柳興坤
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510435077.6

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.11.09|||2015.11.18|||2015.10.21

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種超低溫金屬硬密封浮動球閥,包括閥體、閥座、球體、填料箱和閥桿,填料箱固定在所述閥體上,閥桿的一端穿過填料箱,與球體相連接,另一端設置于填料箱的外部;閥體、填料箱之間形成閥腔,球體設置于閥腔內,閥座設置于閥體和球體之間,并連接在閥體上;閥體包括第一閥體和第二閥體,閥座包括第一閥座和第二閥座,兩個閥體間通過螺紋連接件固定連接,在螺紋連接件的一端與閥體之間設置第一碟簧,在第一閥座和第一閥體之間設置有碟簧;第一閥座上設置有閥腔泄壓槽,第二閥座上設置有低溫收縮彈性變形槽,球體上設置有閥腔泄壓孔。閥腔泄壓孔與閥腔泄壓槽配合,有效解決了超低溫狀態下金屬硬密封浮動球閥閥腔異常升壓問題。

權利要求書

權利要求書
1.  一種超低溫金屬硬密封浮動球閥,其特征在于,包括閥體(1)、閥座(2)、球體(3)、填料箱(4)和閥桿(5),所述填料箱(4)固定在所述閥體(1)上,所述閥桿(5)的一端穿過所述填料箱(4),與所述球體(1)相連接,另一端設置于所述填料箱(4)的外部;所述閥體(1)、填料箱(4)之間形成閥腔(100),所述球體(3)設置于所述閥腔(100)內,所述閥座(2)設置于所述閥體(1)和球體(3)之間,并連接在所述閥體(1)上;
所述閥體(1)包括相對設置的第一閥體(11)和第二閥體(12),所述閥座(2)包括第一閥座(21)和第二閥座(22),所述第一閥座(21)和第二閥座(22)相對設置在所述球體(3)的兩側,所述第一閥體(11)和第二閥體(12)通過第一螺紋連接件固定連接,在所述第一螺紋連接件的一端與閥體(1)之間設置第一碟簧(61),在所述第一閥座(21)和第一閥體(11)之間設置有第二碟簧(62);
所述第一閥座(21)的外周上設置有閥腔泄壓槽(211),所述閥腔泄壓槽(211)將所述閥腔(100)與上游管道連通,所述第二閥座(22)上設置有低溫收縮彈性變形槽(221),所述球體(3)上設置有閥腔泄壓孔。

2.  根據權利要求1所述的超低溫金屬硬密封浮動球閥,其特征在于,在所述第一閥體(11)和第二閥體(12)的結合面之間設置有第一金屬密封圈(71)。

3.  根據權利要求1所述的超低溫金屬硬密封浮動球閥,其特征在于,所述第一閥座(21)套設在所述第一閥體(11)上,兩者之間通過間隙配合進行活動連接。

4.  根據權利要求1所述的超低溫金屬硬密封浮動球閥,其特征在于,所述第二閥座(22)固定在所述第二閥體(12)上。

5.  根據權利要求4所述的超低溫金屬硬密封浮動球閥,其特征在于,所述第二閥座(22)焊接在所述第二閥體(12)上,或者直接將兩者做成整體結構。

6.  根據權利要求1所述的超低溫金屬硬密封浮動球閥,其特征在于,在所述閥體(1)上設置有軸向貫通的第一流道(10),在所述球體(3)上設置有與所述第一流道(10)相配的第二流道(20)。

7.  根據權利要求1所述的超低溫金屬硬密封浮動球閥,其特征在于,在所述球體(3)的一側球面上設置有第一閥腔泄壓孔(31),在所述球體上部的閥桿滑槽上設置有第二閥腔泄壓孔(32),當閥門打開時,所述第二流道(20)連通所述第一流道(10),所述第一閥腔泄壓孔(31)朝向閥腔(100),所述閥腔泄壓孔(31、32)連通所述閥腔(100)和上下游管道;當閥門關閉時,所述第一閥腔泄壓孔(31)朝向上游方向,所述第一泄壓孔(31)連通所述閥腔(100)與上游管道。

8.  根據權利要求1所述的超低溫金屬硬密封浮動球閥,其特征在于,所述填料箱(4)包括填料箱體(41)和填料壓蓋(42),兩者之間通過第三螺紋連接件固定連接;
所述填料箱體(41)的一端通過第二螺紋連接件固定在所述閥體(1)上,所述壓蓋(42)蓋合在所述填料箱體(41)的另一端面上,并通過第三螺紋連接件固定在所述填料箱體(41)上;所述閥桿(5)的一端依次穿過所述填料箱體(41)和填料壓蓋(42),所述填料箱體(1)、填料壓蓋(2)和閥桿(5)之間填充填料(8);所述填料(8)采用了超低溫填料墊和超低溫V型填料組合密封的結構形式。

9.  根據權利要求8所述的超低溫金屬硬密封浮動球閥,其特征在于,在所述第二螺紋連接件的一端和填料箱體(41)之間設置第三碟簧(63),在所述第三螺紋連接件的的一端和填料壓蓋(42)的上端面之間設置有第四碟簧(64)。

10.  根據權利要求8所述的超低溫金屬硬密封浮動球閥,其特征在于,在所述填料箱(4)的外周上設置有保溫板(411);
在所述閥桿(5)和閥體(1)之間設置有滑動軸承(91)和止推軸承(92)。

說明書

說明書一種超低溫金屬硬密封浮動球閥
技術領域
本發明涉及流體技術,更具體地涉及一種超低溫金屬硬密封浮動球閥。
背景技術
隨著石油化工的發展,特別是液化天然氣、液氧、液氮等超低溫產品的儲存、運輸和廣泛應用,對超低溫(-46~-254℃)工況下應用的超低溫金屬硬密封球閥的要求也越來越高。根據相關工程設計及工藝操作安全的要求,國內各閥門供應商一直在對超低溫金屬硬密封浮動球閥不同部位的結構設計進行研究,并做出相應的優化設計和改進都無法滿足實際使用工況的要求。
目前使用的超低溫金屬硬密封浮動球閥大都為國外進口產品,且存在以下幾點缺陷:
1、采用都是分體式下游密封閥座,在超低溫工況下右閥體的收縮變形量、閥座以及下游閥座密封圈的收縮變形量不一樣,導致此結構閥門在運行過程中常出現介質泄漏問題;
2、左閥體和右閥體之間、左閥體與加長填料函之間密封采用金屬纏繞墊片或者彈簧蓄能密封圈密封,超低溫工況下使用一段時間后,因為密封材質的冷卻硬化、老化現象嚴重,導致閥門出現外漏,也就是我們常看見某些閥門外面的因介質外漏而結霜現象。
3、當超低溫介質累積在閥腔中,在受到管道或者環境溫度升高的影響,閥腔內的超低溫介質體積就會激劇膨脹,經常出現因閥腔壓力過高而發生閥體變形或者嚴重的造成閥體爆炸事故,危及人員生命和裝置安全。
發明內容
有鑒于此,本發明的目的在于提供一種保證在超低溫下變形系數不同的球體和第二閥座發生彈性變形時,仍然能夠實現球體和第二閥座之間的有效密封配合的超低溫金屬硬密封浮動球閥。
本發明的另一目的在于提供一種有效解決超低溫狀態下金屬硬密封浮動球閥閥腔異常升壓問題的超低溫金屬硬密封浮動球閥。
本發明提供一種超低溫金屬硬密封浮動球閥,其特征在于,包括閥體、閥座、球體、填料箱和閥桿,所述填料箱固定在所述閥體上,所述閥桿的一端穿過所述填料箱,與所述球體相連接,另一端設置于所述填料箱的外部;所述閥體、填料箱之間形成閥腔,所述球體設置于所述閥腔內,所述閥座設置于所述閥體和球體之間,并連接在所述閥體上;所述閥體包括相對設置的第一閥體和第二閥體,所述閥座包括第一閥座和第二閥座,所述第一閥座和第二閥座相對設置在所述球體的兩側,所述第一閥體和第二閥體通過第一螺紋連接件固定連接,在所述第一螺紋連接件的一端與閥體之間設置第一碟簧,在所述第一閥座和第一閥體之間設置有第二碟簧;所述第一閥座的外周上設置有閥腔泄壓槽,所述閥腔泄壓槽將所述閥腔與上游管道連通,所述第二閥座上設置有低溫收縮彈性變形槽,所述球體上設置有閥腔泄壓孔。
優選的,在所述第一閥體和第二閥體的結合面之間設置有第一金屬密封圈。
優選的,所述第一閥座套設在所述第一閥體上,兩者之間通過間隙配合進行活動連接。
優選的,所述第二閥座固定在所述第二閥體上。
優選的,所述第二閥座焊接在所述第二閥體上,或者直接將兩者做成整體結構。
優選的,在所述閥體上設置有軸向貫通的第一流道,在所述球體上設置有與所述第一流道相配的第二流道。
優選的,在所述球體的一側球面上設置有第一閥腔泄壓孔,在所述球體上部的閥桿滑槽上設置有第二閥腔泄壓孔,當閥門打開時,所述第二流道連通所述第一流道,所述第一閥腔泄壓孔朝向閥腔,所述閥腔泄壓孔連通所述閥腔和上下游管道;當閥門關閉時,所述第一閥腔泄壓孔 朝向上游方向,所述第一泄壓孔連通所述閥腔與上游管道。
優選的,所述填料箱包括填料箱體和填料壓蓋,兩者之間通過第三螺紋連接件固定連接;所述填料箱體的一端通過第二螺紋連接件固定在所述閥體上,所述壓蓋蓋合在所述填料箱體的另一端面上,并通過第三螺紋連接件固定在所述填料箱體上;所述閥桿的一端依次穿過所述填料箱體和填料壓蓋,所述填料箱體、填料壓蓋和閥桿之間填充填料;所述填料采用了超低溫填料墊和超低溫V型填料組合密封的結構形式。
優選的,在所述第二螺紋連接件的一端和填料箱體之間設置第三碟簧,在所述第三螺紋連接件的的一端和填料壓蓋的上端面之間設置有第四碟簧。
優選的,在所述填料箱的外周上設置有保溫板;在所述閥桿和閥體之間設置有滑動軸承和止推軸承。
本發明提供的超低溫金屬硬密封浮動球閥,由于所述第二閥座上設置有低溫收縮彈性變形槽,保證了在低溫下變形系數不同的球體和第二閥座發生彈性變形時,仍然能夠實現球體和第二閥座之間的有效密封配合;所述閥腔泄壓孔與所述閥腔泄壓槽配合,起到雙重安全保障,有效解決了超低溫狀態下金屬硬密封浮動球閥閥腔異常升壓問題。
附圖說明
通過以下參照附圖對本發明實施例的描述,本發明的上述以及其他目的、特征和優點將更為清楚,在附圖中:
圖1為本申請中超低溫金屬硬密封浮動球閥的整體結構示意圖;
圖2為本申請中第一閥座的結構示意圖;
圖3為本申請中球體的結構示意圖。
具體實施方式
以下將參照附圖更詳細地描述本發明的各種實施例。在各個附圖中,相同的元件采用相同或類似的附圖標記來表示。為了清楚起見,附圖中的各個部分沒有按比例繪制。
如圖1所示,本發明中的超低溫金屬硬密封浮動球閥包括閥體1、 閥座2、球體3、填料箱4和閥桿5,所述填料箱4固定在所述閥體1上,所述閥桿5的一端穿過所述填料箱4,與所述球體1相連接,另一端設置于所述填料箱4的外部;所述閥體1、填料箱4之間形成閥腔100,所述球體3設置于所述閥腔100內,所述閥座2設置于所述閥體1和球體3之間,并連接在所述閥體1上。
此外,本實施例中的閥門為金屬硬密封球閥,所述閥座2采用金屬制成,所述球體3與閥座2之間是金屬對金屬的硬密封連接。
所述閥體1包括第一閥體11和第二閥體12,所述第一閥體11和第二閥體12相對設置,并通過第一螺紋連接件,例如螺柱、螺栓或者螺釘等固定連接。優選的,在所述第一閥體11和第二閥體12的結合面之間設置有第一金屬密封圈71,對兩個閥體之間的結合面進行密封。在所述第一螺紋連接件的一端與閥體1之間設置第一碟簧61,對本實施例中閥門的低溫變形進行補償。在所述閥體1上設置有軸向貫通的第一流道10,用于流體的通過。
如圖1-3所示,所述閥座2包括第一閥座21和第二閥座22,所述第一閥座21和第二閥座22相對設置在所述球體3的兩側。所述第一閥座21套設在所述第一閥體11上,兩者之間通過間隙配合進行活動連接。在所述第一閥座21和第一閥體11之間設置有第二碟簧62,當所述閥體1和球體2以及閥座本身發生低溫收縮變形時,所述第二碟簧62自動調整所述閥座2與所述球體3的配合關系,尤其是通過所述第一閥座21自動調整所述球體3與第二閥座22之間的配合關系,為本申請中的閥門提供低溫收縮變形補償,使所述球體3與閥座之間的密封配合關系始終處在最佳狀態。所述第一閥座21的外周上設置有閥腔泄壓槽211,所述閥腔泄壓槽211將所述閥腔100與上游管道連通,用于閥腔內壓力突然升高時的壓力釋放。所述第二閥座22固定在所述第二閥體12上,例如將所述第二閥座22焊接在所述第二閥體12上,或者直接做成整體結構,使所述第二閥座22能夠承受更高的外部壓力。所述第二閥座22上設置有低溫收縮彈性變形槽221,保證在低溫下變形系數不同的球體3和第二閥座22發生彈性變形時,仍然能夠實現球體3和第二閥座22之間的有效密封配合。
所述球體3上設置有與所述第一流道10相配的第二流道20,通過所述球體3的轉動,帶動所述第二流道20實現與所述第一流道10的連通和切斷。在所述球體3的一側球面上設置有第一閥腔泄壓孔31,在所述球體上部的閥桿滑槽上設置有第二閥腔泄壓孔32,;當閥門打開時,所述第二流道20連通所述第一流道10,所述第一閥腔泄壓孔31朝向閥腔100,所述閥腔泄壓孔31、32連通所述閥腔100和上下游管道;當閥門關閉時,所述球體3相對閥門打開狀態旋轉90度,使所述第一閥腔泄壓孔31朝向上游方向,所述第一泄壓孔31連通所述閥腔100與上游管道,此時所述第二碟簧62通過所述第一閥座21推動所述球體3,使所述球體3的球面與所述第二閥座22實現緊密密封配合,這樣便實現了對流體介質上下游之間的切斷。
所述閥腔泄壓孔31、32的設置,保證超低溫金屬硬密封浮動球閥無論在開啟還是關閉狀態,閥腔的異常升壓都可以通過閥腔泄壓孔自動泄壓到上游管道中,保證閥門和裝置的安全。所述閥腔泄壓孔31、32與所述閥腔泄壓槽211配合,起到雙重安全保障,有效解決了超低溫狀態下金屬硬密封浮動球閥閥腔異常升壓問題。
所述填料箱4包括填料箱體41和填料壓蓋42,兩者之間通過第三螺紋連接件,例如螺柱、螺栓或者螺釘等固定在一起。所述填料箱體41的一端通過第二螺紋連接件固定在所述閥體1上,所述壓蓋42蓋合在所述填料箱體41的另一端面上,并通過螺紋連接件固定在所述填料箱體41上。所述閥桿5的一端依次穿過所述填料箱體41和填料壓蓋42,所述填料箱體1、填料壓蓋2和閥桿5之間填充填料8,對所述閥桿5進行密封。所述填料8采用了超低溫填料墊和超低溫V型填料組合密封的結構形式,保證了超低溫閥門長期處于超低溫環境下的高效密封性能。
優選的,所述閥體1和填料箱體41之間設置第二金屬密封圈72,對兩者之間的密封面進行密封。在所述第二螺紋連接件的一端和填料箱體41之間設置第三碟簧63,用于對所述閥體1和填料箱體41之間的密封配合進行自動調節。在所述第三螺紋連接件的的一端和填料壓蓋42的上端面之間設置有第四碟簧64,通過預緊壓縮填料壓蓋42補償超低溫V型填料在使用過程中的彈性變形,保持閥桿5長期穩定可靠的密封 效果。
所述的第一螺紋連接件、第二螺紋連接件和第三螺紋連接件為部件之間的連接緊固件,例如螺柱、螺栓或者螺釘等。
在所述填料箱4的外周上設置有保溫板411,所述保溫板411,使低溫流體介質流經本申請中的閥門時,減少了流體介質與外界的熱交換,降低了流體介質被汽化甚至爆炸的危險。
在所述閥桿5和閥體1之間設置有滑動軸承91和止推軸承92,使本申請中的閥門在其各部件發生低溫變形時,所述閥桿5不被卡死,能夠實現輕松轉動。
應當說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來,而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且,術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
最后應說明的是:顯然,上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例,而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說,在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。

關 鍵 詞:
一種 超低溫 金屬 密封 浮動 球閥
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