一种高温环境用气体管道液态金属密封阀的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，包括设置进气口和出气口的阀体，所述阀体底部设置锥形密封环和注有液体金属的密封槽，所述阀体上设置有下端连接隔离罩体结构的动作机构，所述隔离罩体结构包括分别与所述锥形密封环和密封槽配合的外护罩和内密封罩，所述阀体上部内侧设置尺寸略大于所述外护罩的凹槽。本发明针对液体密封结构在高温高压条件下阀杆带动密封罩结构下移过程中容易出现的液体飞溅和压力不稳的问题，提出了新的技术方案选用外侧锥形密封和内侧液体金属密封的密封形式，轻松实现了内密封罩的绝对密封的技术效果，而且设备使用周期长，损耗小，最大限度实现了经济效益。
【专利说明】一种高温环境用气体管道液态金属密封阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及气体阀门【技术领域】，特别涉及一种高温环境用气体管道液态金属密封阀。
【背景技术】
[0002]高温气体系统管路通断控制部位的密封技术是目前有关领域亟待解决的问题，传统的控制方式一般采用碟式截止阀。碟式截止阀一是阀罩与阀体之间间隙较大，二是易于磨损，三是容易生锈，因而密封性差，需经常维修、更换，造成购置成本、使用成本增加。此夕卜，现有的截止阀，阀体与阀罩配合的接触面通常设置为面积较大的平面，两个硬质平面接触密封，在高温、高压状态下，容易将废气处理过程中产生的物质或杂质积存在该平面上，导致接触面与阀罩的吻合不严密，降低了密封性，特别是在温度达到400?600°C甚至更高温度的情况下，当前的阀体满足不了完全截止的要求，那么对于开闭可燃性气体甚至是有毒气体的情况下，长时间的泄露就有可能使得工人面临很大的安全隐患，甚至生命危险，不利于而且安全生产和操作工人的生命健康安全。高性能的截止阀联接法兰通常与壳体一体铸造并通过机加工制成，其结构厚重，生产成本高，而且不能从根本上解决相应的问题。也有人选用液体密封阀，使用起来非常方便，但是使用过程中液体密封阀罩在下降过程中液体受到不平衡气压的作用很容易飞溅，甚至造成液体溢出造成密封失效，而且液体选择限制了使用温度，一般溶液及其混合液较难在超过100°C条件下继续使用，难以在高温条件下有效发挥其有效密封特点。
【发明内容】
[0003]为了解决上述缺陷，本发明提供一种密封无间隙、密封性好、故障率低、使用寿命长、且能有效防止密封液体飞溅的高温环境用气体管道液态金属密封阀。
[0004]为实现本发明的目的所采用的技术方案是:一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，包括设置进气口和出气口的阀体，所述阀体底部设置锥形密封环和注有液体金属的密封槽，所述阀体上设置有下端连接隔离罩体结构的动作机构，所述隔离罩体结构包括分别与所述锥形密封环和密封槽配合的外护罩和内密封罩。
[0005]所述内密封罩的进气端设置为三角形或椭圆形或圆形。
[0006]所述内密封罩下部周侧设置挡环。
[0007]所述阀体上部内侧设置凹槽，所述凹槽尺寸略大于所述外护罩。
[0008]所述动作机构包括阀杆和阀杆驱动装置，所述阀杆驱动装置设置于阀座上部的套筒上，所述阀杆驱动装置输出端通过联轴器连接所述阀杆。
[0009]所述阀杆驱动装置为液压缸或气缸或电动螺旋丝杆升降机。
[0010]所述阀杆上设置定导件，所述套筒内侧设置滑轨，所述定导件与滑轨间隙配合。[0011 ] 所述滑轨数量设置为至少三组。
[0012]所述阀体上设置阀杆导向组件。[0013]所述阀体周侧设置加热机构。
[0014]所述阀体外侧设置液位显示机构和/或液体补充机构。
[0015]所述密封槽内壁上设置液位传感器，所述液位传感器连接有控制器和报警器。
[0016]所述高温环境用气体管道液态金属密封阀的使用方法，包括以下步骤:
1)所述高温环境用气体管道液态金属密封阀使用时必须保证所述阀杆竖直安装，液体金属密封槽处于水平位置；
2)根据阀的通径、进出气端压力、压差及密封液体的种类设定液位的高度；
3)启动所述加热机构对所述阀体进行预热；
4)通过液体补充机构向所述密封槽内充装密封液体至设定高度；
5)根据需要通过所述阀杆驱动装置进行阀的启闭操作；
6)当所述密封槽内密封液体的液位低于设定的最低限位时，通过所述液体补充机构向所述密封槽内补加密封的液体金属。
[0017]本发明在使用时必须保证所述阀杆竖直向上安装，并保证所述隔离罩体结构与所述阀杆的正确垂直角度；根据阀的通径、进出气端压力、压差及密封液体的种类设定液体金属的高度；启动所述加热机构对阀体进行预热，通过液体补充机构向所述密封槽内充装密封液体至设定高度；根据需要通过所述阀杆驱动装置进行阀的启闭操作，当阀闭合时，若所述密封槽内密封的液体金属的液位低于设定的最低限位时，通过调整阀门进出端的压差或/和进行密封液体的补给，能够有效防止因液态金属缺少而造成阀门漏气，引起不必要的事故；在阀体内设置内密封罩和外护罩，当阀杆下降时，所述内密封罩和外护罩分别与所述阀体上的密封槽和设置在密封槽外部的锥形密封环贴合，内密封罩侧采用低熔点的液体金属作为密封介质，所述密封用的液态金属比重大，挥发性低，无毒性，低熔点，同等体积压力大，密封效果好，能实现隔离罩体与阀体之间的绝对密封，以解决目前高温气体阀门的绝对密封难的问题，所述外护罩与所述锥形密封环贴合也可以进一步的起到良好的密封隔离效果，最为重要的是所述外护罩和所述内密封罩间形成了稳定的压力范围，避免了进气端停止供气或者所述内密封罩下降过程中，由于压力变化过大造成的液体金属飞溅或者液体金属被压回而失去液体密封效果；所述内密封罩的进气端设置为三角形或椭圆形或圆形均可，特别是在所述内密封罩的进气端设置为三角形或锐角的椭圆形时可以有效降低阀杆压下时候的气流阻力，降低对内密封罩的损坏，延长使用寿命，所述内密封罩下部周侧设置挡环，可以有效防止液体金属飞溅；所述阀体内侧设置凹槽，所述凹槽尺寸略大于所述外护罩，在本发明所述的阀杆升起后的状态下，所述隔离罩体结构处于上位凹槽内，气流不会对其形成冲击，有效减少了凤舞震动和振动下的漏气；所述阀杆驱动装置设置在阀体上的套筒上，所述阀杆驱动装置输出端通过联轴器连接所述阀杆，不仅操作简单、控制精确、省时省力，而且使用联轴器保证阀杆驱动装置可以选择多种工作形式，如液压缸或气缸或电动螺旋丝杆升降机，均可以使得所述阀杆直线升降而不会被迫旋转；所述阀杆上设置定导件，所述套筒内侧设置滑轨，所述定导件与滑轨间隙配合，不仅能防止阀杆旋转，且使阀杆正常进行上下运动，防止偏摆晃动导致运动轨迹不准确，特别是所述滑轨数量设置为至少三组方位控制效果更佳；所述阀体设置阀杆导向构件，共同起到导向作用，防止隔离罩体结构倾斜导致密封不严；所述阀体内侧设置密封构件，使其不漏气，密封效果好；所述阀体周侧设置加热机构，通用性强，针对高温气体管道正常使用时只用初次加热液态金属即可；所述阀体设置液体补充机构，不仅方便观察密封槽内的液位高低，而且能够方便添加液体，液体补充机构的下端设置三通阀，便于排除密封槽内的液体，进而快速清理密封槽；进一步的，在密封槽内设置液位传感器，液位传感器连接有控制器和报警器，当液位高于设定值或低于设定值，报警器工作提醒工作人员，及时加注液体金属或调整压差，避免泄漏事故的发生。
[0018]本发明针对液体密封结构在高温高压条件下阀杆带动密封罩结构下移过程中容易出现的液体飞溅和压力不稳的问题，提出了新的技术方案选用外侧锥形密封和内侧液体金属密封的密封形式，轻松实现了内密封罩的绝对密封的技术效果，而且设备使用周期长，损耗小，在有限的资源条件下实现了最大的技术效果和经济效益，具有很好的推广使用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面结合附图对本发明作进一步描述:
图1是本发明纵剖结构示意图；
图2是本发明所述隔离罩体结构密封状态的横剖视图；
图3是本发明实施例五的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]实施例一
如图1、2所示，一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，包括设置进气口 I和出气口2的阀体3，所述阀体3底部设置锥形密封环5和注有液体金属6的密封槽7，所述阀体3上穿设有阀杆8，所述阀杆8上部连接阀杆驱动装置，所述阀杆8下部连接隔离罩体结构，所述隔离罩体结构包括外护罩9和内密封罩10 ;所述锥形密封环5的上端高度高于所述密封槽7的上端；所述阀杆驱动装置包括设置在阀体3上的套筒13上，所述阀杆驱动装置14输出端通过联轴器15连接所述阀杆8，所述阀杆驱动装置14为电动螺旋丝杆升降机，所述阀体3周侧设置加热机构，所述阀体3外侧设置液体补充机构18。
[0021]所述阀杆8上设置定导件16，所述套筒13内侧设置滑轨17，所述定导件16与滑轨17间隙配合。
[0022]所述阀体3上设置阀杆8导向组件19、20。
[0023]所述高温环境用气体管道液态金属密封阀的使用方法，包括以下步骤:
1)所述高温环境用气体管道液态金属密封阀使用时必须保证所述阀杆8竖直安装；
2)根据阀的通径、进出气端压力、压差及密封液体的种类设定液位的高度；
3)启动所述加热机构对所述阀体3进行预热；
4)通过液体补充机构向所述密封槽7内充装密封液体至设定高度；
5)根据需要通过所述阀杆驱动装置进行阀的启闭操作；
6)当所述密封槽7内密封液体的液位低于设定的最低限位时，通过所述液体补充机构向所述密封槽7内补加密封的液体金属6。
[0024]实施例二
一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，与实施例一的区别在于:所述内密封罩10的进气端设置为三角形或椭圆形或圆形，如图1所示，所述内密封罩10下部周侧设置挡环11 ;所述阀体3上部内侧设置凹槽12，所述凹槽12尺寸略大于所述外护罩9。
[0025]实施例三
一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，与实施例一的区别在于:所述滑轨17数量设置为三组甚至更多。
[0026]实施例四
一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，与实施例一的区别在于:所述密封槽7内壁上设置液位传感器，所述液位传感器连接有控制器和报警器。
[0027]实施例五
如图3所示，一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，与实施例一的区别在于:所述阀杆驱动装置14为液压缸或气缸。
[0028]实施例六
一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，与实施例一的区别在于:所述液体补充机构18设置有液位显示机构。
[0029]本发明在使用时必须保证所述阀杆竖直向上安装，并保证所述隔离罩体结构与所述阀杆的正确垂直角度；根据阀的通径、进出气端压力、压差及密封液体的种类设定液体金属的高度；启动所述加热机构对阀体进行预热，通过液体补充机构向所述密封槽内充装密封液体至设定高度；根据需要通过所述阀杆驱动装置进行阀的启闭操作，当阀闭合时，若所述密封槽内密封的液体金属的液位低于设定的最低限位时，通过调整阀门进出端的压差或/和进行密封液体的补给，能够有效防止因液态金属缺少而造成阀门漏气，引起不必要的事故；在阀体内设置内密封罩和外护罩，当阀杆下降时，所述内密封罩和外护罩分别与所述阀体上的密封槽和设置在密封槽外部的锥形密封环贴合，内密封罩侧采用低熔点的液体金属作为密封介质，所述密封用的液态金属比重大，挥发性低，无毒性，低熔点，同等体积压力大，密封效果好，能实现隔离罩体与阀体之间的绝对密封，以解决目前高温气体阀门的绝对密封难的问题，所述外护罩与所述锥形密封环贴合也可以进一步的起到良好的密封隔离效果，最为重要的是所述外护罩和所述内密封罩间形成了稳定的压力范围，避免了进气端停止供气或者所述内密封罩下降过程中，由于压力变化过大造成的液体金属飞溅或者液体金属被压回而失去液体密封效果；所述内密封罩的进气端设置为三角形或椭圆形或圆形均可，特别是在所述内密封罩的进气端设置为三角形或锐角的椭圆形时可以有效降低阀杆压下时候的气流阻力，降低对内密封罩的损坏，延长使用寿命，所述内密封罩下部周侧设置挡环，可以有效防止液体金属飞溅；所述阀体内侧设置凹槽，所述凹槽尺寸略大于所述外护罩，在本发明所述的阀杆升起后的状态下，所述隔离罩体结构处于上位凹槽内，气流不会对其形成冲击，有效减少了凤舞震动和振动下的漏气；所述阀杆驱动装置设置在阀体上的套筒上，所述阀杆驱动装置输出端通过联轴器连接所述阀杆，不仅操作简单、控制精确、省时省力，而且使用联轴器保证阀杆驱动装置可以选择多种工作形式，如液压缸或气缸或电动螺旋丝杆升降机，均可以使得所述阀杆直线升降而不会被迫旋转；所述阀杆上设置定导件，所述套筒内侧设置滑轨，所述定导件与滑轨间隙配合，不仅能防止阀杆旋转，且使阀杆正常进行上下运动，防止偏摆晃动导致运动轨迹不准确，特别是所述滑轨数量设置为至少三组方位控制效果更佳；所述阀体设置阀杆导向构件，共同起到导向作用，防止隔离罩体结构倾斜导致密封不严；所述阀体内侧设置密封构件，使其不漏气，密封效果好；所述阀体周侧设置加热机构，通用性强，针对高温气体管道正常使用时只用初次加热液态金属即可；所述阀体设置液体补充机构，不仅方便观察密封槽内的液位高低，而且能够方便添加液体，液体补充机构的下端设置三通阀，便于排除密封槽内的液体，进而快速清理密封槽；进一步的，在密封槽内设置液位传感器，液位传感器连接有控制器和报警器，当液位高于设定值或低于设定值，报警器工作提醒工作人员，及时加注液体金属或调整压差，避免泄漏事故的发生。
[0030]本发明针对液体密封结构在高温高压条件下阀杆带动密封罩结构下移过程中容易出现的液体飞溅和压力不稳的问题，提出了新的技术方案选用外侧锥形密封和内侧液体金属密封的密封形式，轻松实现了内密封罩的绝对密封的技术效果，而且设备使用周期长，损耗小，在有限的资源条件下实现了最大的技术效果和经济效益，具有很好的推广使用价值。
【权利要求】
1.一种高温环境用气体管道液态金属密封阀，包括设置进气口和出气口的阀体，其特征在于:所述阀体底部设置锥形密封环和注有液体金属的密封槽，所述阀体上设置有下端连接隔离罩体结构的动作机构，所述隔离罩体结构包括分别与所述锥形密封环和密封槽配合的外护罩和内密封罩。
2.如权利要求1所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于:所述内密封罩的进气端设置为三角形或椭圆形或圆形，所述内密封罩下部周侧设置挡环。
3.如权利要求1所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于:所述阀体上部内侧设置凹槽，所述凹槽尺寸略大于所述外护罩。
4.如权利要求1一3任一所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于:所述动作机构包括阀杆和阀杆驱动装置，所述阀杆驱动装置设置于阀体上部的套筒上，所述阀杆驱动装置输出端通过联轴器连接所述阀杆。
5.如权利要求4所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于:所述阀杆上设置定导件，所述套筒内侧设置滑轨，所述定导件与滑轨间隙配合。
6.如权利要求5所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于:所述滑轨数量设置为至少三组。
7.如权利要求1所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于:所述阀体上设置阀杆导向组件。
8.如权利要求1所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于:所述阀体周侧设置加热机构。
9.如权利要求1所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于:所述阀体外侧设置液位显示机构和/或液体补充机构。
10.如权利要求1所述高温环境用气体管道液态金属密封阀，其特征在于:所述密封槽内壁上设置液位传感器，所述液位传感器连接有控制器和报警器。
【文档编号】F16K3/24GK103629381SQ201310639760
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】朱书成, 黄国团, 赵家亮, 吕艳吾 申请人:西峡龙成特种材料有限公司