一種用于閥體、閥蓋密封的楔形密封圈的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于閥體、閥蓋密封的楔形密封圈，主要技術(shù)方案為：圓環(huán)形、非金屬材質(zhì)的楔形密封圈其下側(cè)為內(nèi)錐面或外錐面，該錐面在裝配后與閥蓋或閥體上相應(yīng)的錐面相接觸；楔形密封圈的上端面為凹V形，而在楔形密封圈的上側(cè)設(shè)置的壓環(huán)，其下端面為凸V形，該凸V形下端面在裝配后與楔形密封圈上端面的凹V形表面相接觸。在楔形密封圈的三個(gè)楔形部位和壓環(huán)、閥蓋或閥體的對應(yīng)的楔形部位設(shè)置有一定的角度差，在密封圈未壓緊時(shí)該角度差使得密封圈的三個(gè)楔角是楔尖部位的錐面表面與相鄰零件的錐面表面接觸。有益效果是：能夠明顯改善閥門中腔的密封性能、提高密封可靠性，更有利于杜絕閥門中腔部位出現(xiàn)外漏的可能性。
【專利說明】—種用于閥體、閥蓋密封的楔形密封圈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種閥門結(jié)構(gòu)，具體涉及一種用于閥體、閥蓋密封的密封圈結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]閥門的閥體、閥蓋部位的密封性能決定了閥門在使用時(shí)能否杜絕外漏，通常中低壓閥門的中法蘭處采用非金屬墊片或纏繞墊片便能滿足使用要求，而高壓閥門除了采油和石化等應(yīng)用工況所使用的部分產(chǎn)品采用金屬環(huán)墊密封外，口徑較大一些的高壓閥門一般均采用壓力密封結(jié)構(gòu)來滿足高壓工況時(shí)閥門中腔的密封要求，即采用在安裝于閥門中腔上端環(huán)槽內(nèi)的四開環(huán)和閥蓋外表下端的圓錐形密封表面之間設(shè)置楔形的密封圈來實(shí)現(xiàn)密封(圖1)。采用這種楔形密封圈的密封結(jié)構(gòu)由于可籍助介質(zhì)壓力輔助密封，因而要比通常的墊片密封的密封性能要好，從實(shí)際使用效果來看，這種具有壓力密封功能的楔形密封圈基本能滿足一般工況的使用要求，但壓力密封結(jié)構(gòu)的閥門在長期和大量的應(yīng)用中也出現(xiàn)過不少中腔泄漏的使用問題。由于現(xiàn)行結(jié)構(gòu)的楔形密封圈只將密封圈的下端設(shè)置為能夠在楔緊后對阻斷介質(zhì)泄漏起主要和關(guān)鍵作用，高壓介質(zhì)一旦突破密封圈下端的封阻后便可能產(chǎn)生外泄，對于要求杜絕介質(zhì)外泄漏這一閥門的基本而又重要的密封要求來說，密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的冗余度偏低，尤其是當(dāng)閥門使用在腐蝕性介質(zhì)、對人和環(huán)境有害的介質(zhì)或者是高溫高壓介質(zhì)等使用工況、對控制介質(zhì)的外泄漏有更嚴(yán)格的要求的場合時(shí)，現(xiàn)行的這種壓力密封的楔形密封圈結(jié)構(gòu)在密封可靠性方面是有欠缺的。因此，如果能夠?qū)ΜF(xiàn)有結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)以提高閥門中腔密封結(jié)構(gòu)的密封可靠性，將有利于杜絕閥門中腔部位出現(xiàn)外漏的可能性。
[0003]對于口徑較小的高壓閥門來說，由于結(jié)構(gòu)和空間的限制，閥門中腔部位的密封往往難以采用壓力密封結(jié)構(gòu)，目前這類閥門在中腔部位基本都是采用纏繞墊片密封，密封可靠性不佳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有的高壓閥門中腔部位的密封結(jié)構(gòu)所存在的上述的不足之處，本實(shí)用新型提供了一種能夠明顯改善閥門中腔的密封性能和密封可靠性、杜絕中腔部位的外漏的楔形密封圈結(jié)構(gòu)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種用于閥體、閥蓋密封的楔形密封圈，主要技術(shù)方案為:所述的楔形密封圈為圓環(huán)形、非金屬材質(zhì)，安裝于閥蓋外側(cè)和閥體中腔孔上部，其下側(cè)為內(nèi)錐面或外錐面；當(dāng)楔形密封圈下側(cè)為內(nèi)錐面時(shí)該內(nèi)錐面在裝配后與閥蓋上相應(yīng)的外錐面相接觸，而當(dāng)楔形密封圈下側(cè)為外錐面時(shí)該外錐面在裝配后與閥體上相應(yīng)的內(nèi)錐面相接觸；楔形密封圈的上端面為凹V形，在楔形密封圈的上側(cè)設(shè)置有壓環(huán)，壓環(huán)的下端面為凸V形，所述的壓環(huán)的凸V形下端面在裝配后與楔形密封圈上端面的凹V形表面相接觸；
[0007]作為優(yōu)選，楔形密封圈下側(cè)的錐面和上端的兩個(gè)錐面與密封圈內(nèi)、外圓所構(gòu)成的三個(gè)角度為銳角的楔角，與壓環(huán)、閥蓋或閥體上的對應(yīng)的楔角之間均有一定的角度差，在密封圈未壓緊時(shí)，該角度差使得楔形密封圈的三個(gè)楔角的楔尖部位的錐面表面與相鄰零件的錐面表面接觸，而楔形密封圈的三個(gè)楔角的遠(yuǎn)離楔尖部位的錐面表面與相鄰零件的錐面表面之間則有一定的間隙。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:采用本實(shí)用新型所提出的閥體、閥蓋密封的楔形密封圈結(jié)構(gòu)，能夠明顯改善閥門中腔的密封性能、提高密封可靠性，更有利于杜絕閥門中腔部位出現(xiàn)外漏的可能性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是現(xiàn)行高壓閥門閥體、閥蓋部位壓力密封的楔形密封圈結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的閥體、閥蓋部位壓力密封的楔形密封圈結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一的楔形密封圈的結(jié)構(gòu)放大圖。
[0012]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二的閥體、閥蓋部位的楔形密封圈結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中，1、閥蓋；2、閥體；3、楔形密封圈；4、壓環(huán)。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和二個(gè)實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡述。
[0015]實(shí)施例一
[0016]如圖2所示為采用了本實(shí)用新型所提出的楔形密封圈結(jié)構(gòu)的大口徑高壓閘閥的中腔壓力密封結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0017]新結(jié)構(gòu)的楔形密封圈(3)為圓環(huán)形，采用柔性石墨夾鎳絲模壓而成，安裝于閥蓋
(I)外側(cè)和閥體⑵中腔孔上部，其外圓與閥體⑵的內(nèi)腔孔配合、內(nèi)孔則套裝于閥蓋(I)外側(cè)的一段外圓上；楔形密封圈(3)的下側(cè)為內(nèi)錐面，內(nèi)錐面與密封圈外圓構(gòu)成楔形結(jié)構(gòu)，該內(nèi)錐面在裝配、壓緊后與閥蓋(I)上相應(yīng)的外錐面相接觸；楔形密封圈(3)的上端面為凹V形，凹V形的兩個(gè)錐面亦與密封圈內(nèi)、外圓構(gòu)成兩個(gè)對稱的楔形結(jié)構(gòu)。在楔形密封圈(3)的上側(cè)設(shè)置有壓環(huán)(4)，壓環(huán)(4)的下端面為凸V形，該凸V形下端面在裝配、壓緊后與楔形密封圈(3)上端面的凹V形表面相接觸。
[0018]如圖3所示，楔形密封圈(3)下側(cè)的錐面和上端的兩個(gè)錐面與密封圈內(nèi)、外圓所構(gòu)成的三個(gè)角度為銳角的楔角，與閥蓋(I)、壓環(huán)⑷上的對應(yīng)的楔角之間均有一定的角度差，在密封圈未壓緊時(shí)，該角度差使得楔形密封圈(3)的三個(gè)楔角的楔尖部位的錐面表面與相鄰零件的錐面表面接觸，而楔形密封圈(3)的三個(gè)楔角的遠(yuǎn)離楔尖部位的錐面表面與相鄰零件的錐面表面之間則有一定的間隙。本實(shí)施例中，楔形密封圈(3)的三個(gè)楔形結(jié)構(gòu)的楔角均為45°，而閥蓋(I)、壓環(huán)(4)上的對應(yīng)的楔角均為47.5°，在密封圈己裝配而未壓緊時(shí)，前述的角度差為2.5°。
[0019]在楔形密封圈(3)和閥蓋(I)、壓環(huán)(4)的對應(yīng)的楔形部位設(shè)置上述角度差的作用為:楔形密封圈⑶的內(nèi)、夕卜圓和閥蓋(I)、閥體⑵上相應(yīng)的內(nèi)、夕卜圓在密封圈己裝配而未壓緊時(shí)，存在一定的間隙，為了保證密封，該間隙需要依靠密封圈在壓緊時(shí)產(chǎn)生變形來消除。對于楔形密封圈的三個(gè)楔形部位來說，越往楔形的尖部其材料“厚度”也越小、產(chǎn)生變形的能力也越強(qiáng)，因此，合理的做法應(yīng)該是，密封圈壓緊時(shí)主要依靠楔形部位的前段產(chǎn)生需要的變形來消除間隙并產(chǎn)生足夠的壓緊比壓以保證密封。
[0020]在圖1所示的現(xiàn)行壓力密封的楔形密封圈結(jié)構(gòu)中，出于保證和增強(qiáng)密封能力的考慮，在楔形部位同樣也會(huì)設(shè)置一定的角度差，因而楔形密封圈(3)對阻斷介質(zhì)泄漏起主要和關(guān)鍵作用的部位是密封圈楔形部位的前段。高壓介質(zhì)要從閥蓋(I)和閥體(2)的間隙中越過楔形密封圈(3)向外泄漏，在密封圈周圍可能的泄漏通道有兩個(gè):從密封圈外圓處往上和通過錐面處再往上，在這兩個(gè)可能的泄漏通道上，對阻斷介質(zhì)泄漏所設(shè)置的關(guān)鍵作用點(diǎn)均只有一處；而在圖2所示的采用了本實(shí)用新型所提出的楔形密封圈結(jié)構(gòu)的中腔壓力密封結(jié)構(gòu)中，在相同的兩個(gè)可能的泄漏通道上，除了下端的楔形部位是阻斷介質(zhì)泄漏的關(guān)鍵作用點(diǎn)外，上端的兩個(gè)楔形部位也能起到相同的作用，即每個(gè)可能的泄漏通道上對阻斷介質(zhì)泄漏所設(shè)置的關(guān)鍵作用點(diǎn)均有二處、均能構(gòu)成保證密封的“雙保險(xiǎn)”，因而能夠使閥門中腔部位達(dá)到更好的密封狀態(tài)。
[0021]實(shí)施例二
[0022]如圖4所示是采用了本實(shí)用新型所提出的楔形密封圈結(jié)構(gòu)的一種小口徑高壓閥門的中腔密封結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0023]由于該閥門的使用介質(zhì)為強(qiáng)氧化性的腐蝕介質(zhì)，因此楔形密封圈(3)采用PTFE模壓燒結(jié)成型。本實(shí)施例中楔形密封圈(3)在結(jié)構(gòu)和作用原理上與實(shí)施例一不同的是，楔形密封圈(3)的下側(cè)為外錐面，閥蓋(I)以外圓柱面與楔形密封圈(3)的內(nèi)孔配合，而在閥體
(2)的內(nèi)腔設(shè)置內(nèi)錐面，楔形密封圈(3)下端的外錐面在裝配后與閥體(2)上相應(yīng)的內(nèi)錐面相接觸；楔形密封圈(3)的上端面以凹V形與壓環(huán)(4)下端面上相應(yīng)的凸V形接觸。閥門裝配后，通過擰緊安裝在閥蓋(I)中法蘭處的一組螺釘來壓緊壓環(huán)(4)和楔形密封圈(3)，保證閥門中腔部位的密封。
[0024]本實(shí)施例在楔形密封圈(3)的三個(gè)楔形部位和閥體(2)、壓環(huán)(4)的對應(yīng)的楔形部位同樣設(shè)置有一定的角度差。由于PTFE的變形能力相對于柔性石墨來說要小一些，因此所述的角度差也比柔性石墨密封圈要小:楔形密封圈(3)的三個(gè)楔形結(jié)構(gòu)的楔角也為45°，而閥體(2)、壓環(huán)(4)上的對應(yīng)的楔角均按46°加工，密封圈未壓緊時(shí)，所述的角度差為
1° O
[0025]與實(shí)施例一相同的是，在兩個(gè)可能的泄漏通道上，對阻斷介質(zhì)泄漏起主要和關(guān)鍵作用的作用點(diǎn)同樣均有二處、籍此構(gòu)成了保證密封的“雙保險(xiǎn)”，與采用墊片密封相比，這一結(jié)構(gòu)可以使閥門中腔部位達(dá)到更好的密封狀態(tài)。
[0026]以上結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作了說明，但這些說明不能被理解為限制了本實(shí)用新型的范圍。本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)該知曉，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，其保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書所界定，任何在不超出本實(shí)用新型權(quán)利要求書所界定的范圍內(nèi)的各種改動(dòng)、變型所形成的技術(shù)方案，都沒有偏離本實(shí)用新型的精神和技術(shù)實(shí)質(zhì)，仍然會(huì)屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于閥體、閥蓋密封的楔形密封圈，其特征在于:安裝于閥蓋(I)外側(cè)和閥體(2)中腔孔上部的圓環(huán)形、非金屬材質(zhì)的楔形密封圈(3)，其下側(cè)為內(nèi)錐面或外錐面，當(dāng)楔形密封圈(3)下側(cè)為內(nèi)錐面時(shí)該內(nèi)錐面在裝配后與閥蓋(I)上相應(yīng)的外錐面相接觸，而當(dāng)楔形密封圈(3)下側(cè)為外錐面時(shí)該外錐面在裝配后與閥體(2)上相應(yīng)的內(nèi)錐面相接觸；楔形密封圈(3)的上端面為凹V形，在楔形密封圈(3)的上側(cè)設(shè)置有壓環(huán)(4)，壓環(huán)(4)的下端面為凸V形，所述的壓環(huán)(4)的凸V形下端面在裝配后與楔形密封圈(3)上端面的凹V形表面相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于閥體、閥蓋密封的楔形密封圈，其特征在于:楔形密封圈(3)下側(cè)的錐面和上端的兩個(gè)錐面與密封圈內(nèi)、外圓所構(gòu)成的三個(gè)角度為銳角的楔角，與壓環(huán)(4)、閥蓋(I)或閥體(2)上的對應(yīng)的楔角之間均有一定的角度差，在密封圈未壓緊時(shí)，該角度差使得楔形密封圈(3)的三個(gè)楔角的楔尖部位的錐面表面與相鄰零件的錐面表面接觸，而楔形密封圈(3)的三個(gè)楔角的遠(yuǎn)離楔尖部位的錐面表面與相鄰零件的錐面表面之間則有一定的間隙。
【文檔編號】F16K51/00GK204083487SQ201420252780
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】章華 申請人:章華