一种用于危险介质的三重密封设计的球阀的制作方法

本发明涉及一种阀，特别是一种用于危险介质储存的球阀。

背景技术：

危险介质工况采用的球阀通常利用加长颈达到密封目的，在顶部，采用多组填料来密封：根据工况不同采用聚四氟乙烯(耐腐蚀工况)或者石墨填料（高温工况）；当发现有微漏的时候，拧紧螺钉以提高密封性。如附图1所示,普通球阀的填料部分采用单一结构，其结构简单，但是有两种较大的缺陷， 第一：容易松动，如附图2所示现有技术的球阀由于采用填料结构，根据力的传递原理，填料压盖上的螺钉上的压紧力，通过压盖传递给填料，当螺钉力足够大的时候，作用在填料上的力促使填料产生变形，通过挤压填料腔，即一侧加长颈另一侧阀杆，来达到填料预紧的密封比压，从而阻止介质从里面流出，实现密封；但是阀门在多次开关以后，由于阀杆的旋转，会对填料表面有一定的磨损而产生松动，松动后的填料不能实现密封，从而会快速泄漏；第二：不能防止逸散性泄漏：如附图3所示，通常危险工况都是含有氯气的有毒工况或含有大量氢气或者甲烷的危险工况；在这些工况中，这些危险介质的穿透能力都非常强，即刚出厂同时通过压力测试的阀门，也就是填料已经充分压紧的情况下；一旦与这些介质接触，这些介质无孔不入，会渗透到填料之间的缝隙中，从而腐蚀掉填料或者穿透填料，形成更大的泄漏路线，通常将这种泄漏叫做渗漏。

例如申请号为201510736566.5的中国发明专利申请公开了一种低泄露球阀，其包括阀体、端盖、阀杆、球体、阀座和压盖，其采用阀杆三重密封结构：阀杆下部密封、阀杆中下部密封、阀杆中上部密封，以及阀体与端盖处的端盖密封结构，其加强了阀杆三处密封和阀体与端盖处的密封，防止介质从阀杆处及阀体与端盖处泄露，但是对于危险介质储存仍然存在很大的泄露风险。

技术实现要素：

本实用新型提供一种用于危险介质的三重密封设计的球阀，其包括阀杆，该阀杆外侧依次装有压盖，压环及加长颈，所述压盖包括螺孔，该螺孔内装有螺钉，该螺钉与所述加长颈上的螺孔配合，所述加长颈内包括阶梯型的内孔，所述阀杆与所述加长颈的内孔之间装有填料，该填料分为上下两部分，所述上下两部分填料之间包括隔环。

优选的是，所述压环与阀杆相邻的表面嵌装O形圈，压环与加长颈相邻的表面之间也嵌装O形圈，靠近阀杆一侧的O形圈起到动态密封的作用，靠近加长颈一侧的O形圈起到静态密封的作用。

在上述任一方案中优选的是，所述压环和所述阀杆之间嵌装的所述O形圈与所述压环和所述加长颈之间嵌装的O形圈位于所述压环的不同横截面上，从而分别构成动态密封和静态密封。

在上述任一方案中优选的是，所述隔环外的加长颈处包括观测口，这样一旦第一级泄漏以后，我们可以通过观察口检查到泄漏是否发生，然后做出维修方案，拧紧螺钉压紧填料或者更换新填料。

在上述任一方案中优选的是，所述压环的外径小于所述加长颈的阶梯型内孔的最大部分的内径，以便该压环嵌入所述加长颈与所述阀杆之间。

在上述任一方案中优选的是，所述压环与所述填料之间包括垫圈，以加强填料的均匀压缩，增强密封作用。

在上述任一方案中优选的是，所述下部分的填料构成填料一级密封。

在上述任一方案中优选的是，所述上部分的填料构成填料二级密封。

在上述任一方案中优选的是，所述O形圈构成填料三级密封。

本实用新型所述的用于危险介质的三重密封设计的球阀的工作原理为三级密封原理，即：

填料一级密封：这个地方的填料是最容易泄漏的，因为它承受来自腔体的直接压力；同时由于阀杆和填料之间是动态的摩擦，填料的预紧密封力会随着时间而渐渐的减小；在渗透力和压力的作用下，此次最容易泄漏；

观测口的作用：当填料一级密封泄漏的时候，我们可以通过观察孔采用直观观察和仪器测量发现泄漏而采取措施；

填料二级密封：当填料一级密封泄漏的介质抵达填料二级密封的时候，泄漏的介质的压力已经被一级密封严重削弱，这个时候，二级密封可以阻挡住介质继续往上涌的冲动，起到二次密封的作用；

填料三级密封：部分分子级别的气体，会在时间的积累下渐渐的渗透二级密封，为了阻挡分子级别的泄漏，我们在最外层设置了O形圈的三级密封，O形圈的特性决定了此处的密封可靠性高，更加安全。

综上所述，新设计采用三级密封，这种密封可靠性高，在危险介质（有毒，易燃易爆）的工况下，能够充分保证阀门的上部密封，防止介质的泄漏，避免安全事故的发生，同时也符合ISO15848，Taluft，GB/T26481等关于逸散性泄漏的要求，更加环保，符合人类社会的可持续发展，值得大力推广。

本实用新型所述的用于危险介质的三重密封设计的球阀在填料设计方面进行改良，并在填料中部增加隔环，这种设计有至少两个优点：优点一：双重密封作用，由于采用两组填料的设计，避免第一组填料松动或者渗漏，造成阀门阀杆部的泄漏；第二组填料可以起到很好的阻止第一组填料继续泄漏，起到二级密封的作用，防止阀杆处的泄漏；优点二：检测泄漏，填料中间采用隔环的设计；在隔环外的加长颈部增加观测口，一旦第一级泄漏以后，可以通过观察口检查到泄漏是否发生，然后做出维修方案，拧紧螺钉压紧填料或者更换新填料。

此外，本实用新型所述的用于危险介质的三重密封设计的球阀还增加了O形圈密封：靠近阀杆一侧(左侧)O型圈起到动态密封的作用，靠近加长颈一侧(右侧)O型圈起到静态密封的作用；由于采用了O型圈的设计，即使上面两道密封有渗漏过来，我们也能充分的保证此处的密封。

O形圈可以简化为具有很高表面张力的“高粘度流体”，不论是受周围机械结构的机械压力作用还是受到流体传递的压力作用，这种“高粘度流体”在沟槽中流动，形成“零间隙”，或者说阻止了被其密封流体的流动。而且橡胶的弹性补偿了制造和配合公差；换句话说：O型圈的密封是非常可靠的。

附图说明

图1为现有技术中普通球阀填料部的结构图。

图2为图1所示球阀的阀门开关示意图。

图3为图1所示球阀的A部分的填料渗漏示意图。

图4为本实用新型所述的用于危险介质的三重密封设计的球阀的一优选实施例的结构示意图，图中示出新填料部分的设计结构。

图5为图4所示实施例的第三道密封结构，即图4的B部分的详细结构示意图。

图6为图4所示实施例的介质渗漏途径示意图，即图4的C部分的详细示意图。

图1-图6中的附图标记的含义为：

1 阀杆 2 压盖 21 螺钉 22压环 221 O形圈 222 垫片 3填料 31 隔环 4 加长颈 41观测口 a 介质。

具体实施方式

一种用于危险介质的三重密封设计的球阀，其包括阀杆1，该阀杆1外侧依次装有压盖2，压环22及加长颈4，压盖2包括螺孔，该螺孔内装有螺钉21，该螺钉21与加长颈4上的螺孔配合，加长颈4内包括阶梯型的内孔，阀杆1与加长颈4的内孔之间装有填料3，该填料分为上下两部分，所述上下两部分填料之间包括隔环31，压环22与阀杆1相邻的表面嵌装O形圈221，压环22与加长颈4相邻的表面之间也嵌装O形圈221，靠近阀杆1一侧的O形圈221起到动态密封的作用，靠近加长颈4一侧的O形圈221起到静态密封的作用。

隔环31外的加长颈4处包括观测口41，这样一旦第一级泄漏以后，我们可以通过观察口检查到泄漏是否发生，然后做出维修方案，拧紧螺钉压紧填料或者更换新填料。

压环22的外径小于所述加长颈4的阶梯型内孔的最大部分的内径，以便该压环22嵌入所述加长颈4与所述阀杆1之间，压环22与所述填料3之间包括垫片222，以加强密封作用。

本实施例中，下部分的填料3构成填料一级密封，上部分的填料3构成填料二级密封，O形圈221构成填料三级密封。

填料一级密封：这个地方的填料是最容易泄漏的，因为它承受来自腔体的直接压力；同时由于阀杆和填料之间是动态的摩擦，填料的预紧密封力会随着时间而渐渐的减小；在渗透力和压力的作用下，此次最容易泄漏；当填料一级密封泄漏的时候，我们可以通过观察孔采用直观观察和仪器测量发现泄漏而采取措施；

填料二级密封：当填料一级密封泄漏的介质a抵达填料二级密封的时候，泄漏的介质的压力已经被一级密封严重削弱，这个时候，二级密封可以阻挡住介质继续往上涌的冲动，起到二次密封的作用；

填料三级密封：部分分子级别的气体，会在时间的积累下渐渐的渗透二级密封，为了阻挡分子级别的泄漏，我们在最外层设置了O形圈的三级密封，O形圈的特性决定了此处的密封可靠性高，更加安全。

综上所述，新设计采用三级密封，这种密封可靠性高，在危险介质的工况下，能够充分保证阀门的上部密封，防止介质的泄漏，避免安全事故的发生，同时也符合ISO15848，Taluft，GB/T26481等关于逸散性泄漏的要求，更加环保，符合人类社会的可持续发展，值得大力推广。

本实施例提供的用于危险介质的三重密封设计的球阀在填料设计方面进行改良，并在填料中部增加隔环，这种设计有至少两个优点：优点一：双重密封作用，由于采用两组填料的设计，避免第一组填料松动或者渗漏，造成阀门阀杆部的泄漏；第二组填料可以起到很好的阻止第一组填料继续泄漏，起到二级密封的作用，防止阀杆处的泄漏；优点二：检测泄漏，填料中间采用隔环的设计；在隔环外的加长颈部增加观测口，一旦第一级泄漏以后，可以通过观察口检查到泄漏是否发生，然后做出维修方案，拧紧螺钉压紧填料或者更换新填料。