一种天然气用气动截止阀的制作方法

本实用新型属于气动截止阀技术领域，具体涉及一种天然气用气动截止阀。

背景技术：

随着液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)相关技术的不断发展，LNG的应用范围越来越广，与其相匹配的截止阀的需求也越来越多，对截止阀的性能要求也越来越严格。

对于不同的应用环境，采用的截止阀也各不相同，在船用天然气运输领域，由于需要同时控制集装箱里大量的气瓶组，以对气瓶组进行充放气控制，实现统一控制气瓶组的启闭功能，再加上天然气是易燃介质，其运输过程中的安全性要求也很高，所以在船用天然气运输领域对选用的截止阀气密性的要求很高，对截止阀的类型也有极高的要求。

现有技术中，常用的方式是采用电磁阀来统一控制阀门的通断，虽然容易实现其统一控制气瓶组的启闭功能，但是由于电磁阀在运行过程中其安全性得不到保障，所以需要对电磁阀进行防爆处理，这极大地提高了截止阀的运用成本，降低了截止阀的使用经济性。虽然专利申请CN 201210539582.1中提出了一种压缩天然气气动瓶阀，其通过阀体、手动开关组件、气动阀芯组件、气动压盖、拉杆、气缸等部件组合匹配，一定程度上实现了天然气气瓶组使用过程中的密封，但是上述结构的气动截止阀在某些特殊环境下的应用存在较大的局限性，尤其是在高压环境或运用温度范围较广时，上述结构的气动截止阀不能有效密封，存在密封失效的风险，具有较大的安全隐患。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种天然气用气动截止阀，其中通过采用在手动阀阀芯组件的阀杆是外周壁上设置O型圈加挡圈的组合密封形式，并且优选O型圈、挡圈和密封块的材料，大大提升了气动截止阀的密封性，确保了气动截止阀在低温高压环境下的使用安全性，提升了气动截止阀的应用范围。

为实现上述目的，本实用新型提供一种天然气用气动截止阀，包括手动阀阀芯组件、气动阀组件、阀体和焊接接头，其特征在于，

所述手动阀阀芯组件、所述气动阀组件和所述焊接接头密封连接在所述阀体上；

所述手动阀阀芯组件包括手动阀阀杆，其与所述阀体以螺纹匹配连接，且所述手动阀阀杆与所述阀体匹配的端部端面上沿轴向开设有凹槽并容置有第一密封块，靠近所述第一密封块一端的所述手动阀阀杆外周壁上沿周向开设有至少一处环形凹槽，且所述环形凹槽中沿轴向依次并排设置有第一O型圈和第一挡圈，所述第一O型圈和所述第一挡圈紧密贴合且所述第一O型圈设置在所述环形凹槽靠近所述第一密封块的一侧以用于所述手动阀阀芯组件在高压工况下实现对所述阀体的密封；

所述阀体的出气口端面上开设有连通该出气口并可让所述焊接接头一端插入其中的接口，所述焊接接头以其一端外周壁面与所述接口的内壁面接触，且所述焊接接头的外周壁面上开设有环形凹槽并容置有第二O型圈以用于所述焊接接头与所述阀体密封连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述手动阀阀杆的外周壁上沿周向开设的环形凹槽为两个，且每个环形凹槽中均设置有第一O型圈和第一挡圈。

作为本实用新型的进一步改进，所述气动阀组件中还设置有用于实现拉杆密封的第三O型圈、用于实现活塞密封的第四O型圈，所述气动阀组件与所述阀体之间还设置有第五O型圈，且所述第一O型圈、所述第二O型圈、所述第三O型圈、所述第四O型圈和所述第五O型圈为金属O型圈。

作为本实用新型的进一步改进，所述气动阀组件中还设置有用于活塞限位的第二挡圈和用于拉杆限位的第三挡圈，且所述第一挡圈、所述第二挡圈和所述第三挡圈为聚四氟乙烯挡圈。

作为本实用新型的进一步改进，所述气动阀组件中还设置有用于实现其端部密封的第二密封块，且所述第一密封块和所述第二密封块为聚三氟氯乙烯密封块。

作为本实用新型的进一步改进，所述焊接接头与所述阀体匹配的端部设为外周面呈锥形面的锥形台结构，且所述锥形面上沿周向开设有用于容置所述第二O型圈的环形凹槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述手动阀阀芯组件的端部设置有第一外套螺母，其与所述阀体以螺纹连接以实现所述手动阀阀芯组件的端部密封与轴向限位。

作为本实用新型的进一步改进，所述焊接接头与所述阀体匹配连接以后，其外周壁上套设有第二外套螺母，所述第二外套螺母与所述阀体以螺纹连接，用于对所述焊接接头限位并确保所述焊接接头与所述阀体上的接口密封连接。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的天然气用气动截止阀，通过在手动阀阀芯组件上设置O型圈加挡圈的密封组合，并设置至少两组上述密封组合，通过O型圈与挡圈的组合，使得O型圈在高压工况下，由挡圈限定O型圈的位置以使得其不发生剪切变形，大大提升了手动阀阀芯组件在低温高压环境下的使用密封性，提升了截止阀的安全性；

(2)本实用新型的天然气用气动截止阀，通过优选O型圈和密封块的材料，选用不易破裂撕伤的金属O型圈和使用温度范围较大的聚三氟氯乙烯密封块，大大提升了气动截止阀在低温高压环境下的应用，耐压范围从原有的8MPa大幅提升到了30MPa，并可适用于-196℃左右的超低温环境，大大扩大了气动截止阀的适用范围；

(3本实用新型的天然气用气动截止阀，结构紧凑、布局合理，通过优选O型圈和挡圈的材料，优化密封材料的密封形式，大大提升了密封效果，扩大了适用范围，具有极高的应用价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例的天然气用气动截止阀的整体结构剖视图；

图2是本实用新型实施例的天然气用气动截止阀的侧视局部剖视图；

图3是本实用新型实施例的天然气用气动截止阀中的手动阀阀芯剖视图；

图4是本实用新型实施例的天然气用气动截止阀中的气动阀组件剖视图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.第一外套螺母，2.手动阀阀芯组件，201.手动阀阀杆，202.第一O型圈，203.第一挡圈，204.第一密封块，3.气动阀组件，301.密封环，302.阀座，303.第二密封块，304.导向套，305.螺母，306.导向螺母，307.第三O型圈，308.第一压套，309.第一垫圈，3010.第四O型圈，3011.第二挡圈，3012.端盖，3013.缸体，3014.拉杆螺母，3015.第一弹簧，3016.活塞，3017.拉杆，3018.第三压套，3019.第三挡圈，3020.挡块，3021.开口挡圈，3022.第三弹簧，3023.连接销，3024.气动阀阀芯，3025.压紧螺母，4.阀体，5.第五O型圈，6.第二外套螺母，7.第二O型圈，8.焊接接头，9.安全螺塞，10.安全膜片，11.紫铜垫片。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本实用新型实施例的天然气用气动截止阀的整体结构剖视图；图2是本实用新型实施例的天然气用气动截止阀的侧视局部剖视图；图3是本实用新型实施例的天然气用气动截止阀中的手动阀阀芯剖视图；图4是本实用新型实施例的天然气用气动截止阀中的气动阀组件剖视图。

进一步地，一个优选实施例中的天然气用气动截止阀的整体结构剖视图如图1～2所示，其中，优选实施例中的气动截止阀包括第一外套螺母1、手动阀阀芯组件2、气动阀组件3、阀体4、第五O型圈5、第二外套螺母6、第二O型圈7、焊接接头8、安全螺塞9、安全膜片10和紫铜垫片11。

进一步具体地，阀体4的一侧底部设置有供手动阀阀芯组件2连接的接口，该接口连通阀体4上的天然气进气口，手动阀阀芯组件2与阀体4在优选实施例中采用螺纹连接的方式紧固，并设置第一外套螺母1套设在阀体4上手动阀阀芯组件2匹配连接的端部，对手动阀阀芯组件2进行限位，优选实施例中的第一外套螺母1优选以螺纹连接的方式固定在阀体4上；进一步地，阀体4的上方开设有与气动阀组件3相匹配的接口，气动阀组件3以螺纹连接的形式与阀体4匹配连接，为保证两者匹配连接的密封性，两者之间优选设置有第五O型圈5，第五O型圈5设置在气动阀组件3与阀体4的交界处，确保气动阀组件3的密封性；进一步地，阀体4的另一侧端部开设有供焊接接头8连接的接口，该接口连通阀体4上的天然气出气口，且焊接接头8插入上述接口中，其端部设有第二外套螺母6与阀体4的端部以螺纹进行连接，确保焊接接头8可以与接口充分密封，在一个优选实施例中为使得焊接接头8沿轴线开设有通孔，且与阀体4匹配的端部设置为圆台结构，即焊接接头8的接头端部为锥形面，其端部的外径最小且沿其轴向外径逐渐增大，相应地，阀体4上与焊接接头8相匹配的接口设置为渐缩接口，接口内径逐渐缩小，使得焊接接头8可与其快速密封匹配，进一步优选地，焊接接头8的端部外周壁上开设有环形的凹槽，凹槽中设置有第二O型圈7，使得焊接接头8与阀体4匹配后能以O型圈进一步密封。

进一步地，如图1所示的气动截止阀在其阀体4前端侧面上开设有连接安全螺塞9的接口，安全螺塞9与阀体4匹配的端面上设置有安全膜片10，使得安全螺塞9匹配连接以后，安全膜片10与上述接口底部的紫铜垫片11抵接；进一步地，安全螺塞9包括易熔合金塞和爆破片，两者粘连设置，当安全螺塞9在温度或压力超过一定值时，易熔合金塞融化或者爆破片破裂，瓶内气体从安全螺塞的周边孔中排出，保证阀门的安全使用。

进一步地，一个优选实施例中的手动阀阀芯组件2的主要结构如图3所示，包括手动阀阀杆201、第一O型圈202、第一挡圈203和第一密封块204，手动阀阀杆201整体为阶梯轴设置，其与阀体4匹配的端部外径较大，另一端外径较小并与第一外套螺母1相匹配；进一步地，手动阀阀芯组件2与阀体4匹配连接后，其轴线与接口的轴线同轴设置，与阀体4匹配的端面上沿轴向开设有凹槽，且第一密封块204容置其中以使得手动阀阀芯组件2与阀体4匹配连接后，其端部的第一密封块204可以以端部抵接上述接口从而使得进气口的天然气无法进入气动阀组件3一侧，第一密封块204的上表面优选突出手动阀阀杆201的端面；进一步地，手动阀阀杆201上与阀体4相匹配的一端的外周面上沿径向开设有若干组环形凹槽，每组环形凹槽中分别设置有第一O型圈202和第一挡圈203，第一O型圈202设置在靠近第一密封块204的一侧，第一挡圈203紧贴其设置，优选实施例中设置有两组第一O型圈202和第一挡圈203，两组第一O型圈202和第一挡圈203沿手动阀阀杆201轴线间隔布置；进一步地，在离第一密封块204最远的一组第一O型圈202和第一挡圈203的一侧周壁上设置有外螺纹，用于与阀体4以螺纹连接并使得连接以后每组第一O型圈202和第一挡圈203能与阀体4的接口内壁接触密封；进一步地，优选实施例中的第一密封块204采用聚三氟氯乙烯材料，其许用比压较大，可以满足在高压环境下的应用，且其使用温度范围也较广，可以满足较低温度条件下的应用；进一步地，优选实施例中的双O型圈加挡圈组合结构能有效实现手动阀阀体组件2的密封，特别是高气压工况下，现有的没挡圈O型圈密封形易发生O型圈被高压气体挤压变形的状况，使其从手动阀阀杆201的环槽周边剪切，继而密封失效，而O型圈加挡圈的组合形式可以有效避免上述问题的产生，即使O型圈在高气压下发生剪切，挡圈也会在O型圈作用下实现密封，这在实际应用及试验过程中已经得到验证，进一步地，O型圈可选用金属O型圈，挡圈选用聚四氟乙烯材质挡圈，进一步提升抵抗形变的能力，提升密封的可靠性。

进一步地，一个优选实施例中的气动截止阀的气动阀组件3如图4所示，其包括密封环301、阀座302、第二密封块303、导向套304、螺母305、导向螺母306、第三O型圈307、第一压套308、第一垫圈309、第四O型圈3010、第二挡圈3011、端盖3012、缸体3013、拉杆螺母3014、第一弹簧3015、活塞3016、拉杆3017、第三压套3018、第三挡圈3019、挡块3020、开口挡圈3021、第三弹簧3022、连接销3023、气动阀阀芯3024、压紧螺母3025。

进一步地，缸体3013的进气口可通入气体，当进气口介质压力达到开启值时，气体将推动气动阀活塞3016进行向上运动，第四O形圈3010以及第二挡圈3011、挡块3020保证活塞3016运动时的动密封效果，不至于泄漏，继而活塞3016开始运动并带动拉杆3017向上运动，拉杆3017运动时，套在拉杆3017外侧的第三O型圈307、挡块3020、第三挡圈3019保证了拉杆3017运动时能够密封，拉杆3017向上运动通过螺纹连接带动导向螺母305运动，继而连接销3023带动气动阀阀芯3024运动、气动阀阀芯3024开始动作，第二密封块303与阀座302上的密封面分开，此时，阀体内的高压气体通过压紧螺母3025上的泄压孔进入气动阀阀芯3024内部，给密封环301以及压紧螺母3025向上的推力，当向上的推力大于向下的推力，形成了可以推动压紧螺母3025及第二密封块303的压力差时，压紧螺母3025及第二密封块303向上运动，脱离阀体的密封面，此时，阀门开启，气体通过阀体出口排出；当缸体3013进气口气体介质压力低于开启值时，活塞3016在第一弹簧3015的作用力下向下运动，推动拉杆3017向下运动，从而保证第二密封块303与阀座上的密封面的密封效果，密封环301与阀体密封面闭合，气体无法从阀体出口排除，阀门关闭；进一步地，为保证O型圈和挡圈在高压或高温度变化范围内的应用而不发生变形，O型圈选用金属O型圈，避免采用普通丁腈橡胶O型圈时在高压环境下易变性的风险，充分保证阀体的密封性，挡圈选用聚四氟乙烯挡圈，密封块选用聚三氟氯乙烯密封块，其许用比压较大，能适用于高压密封的要求，尤其是低温高压环境下的使用需求。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。