一种采用磁性液体密封的零泄漏柱塞式阀门的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于柱塞阀技术领域，尤其适用于输送压力不高的危险化学气体和液体的管道阀门，也可用于对密封要求很高的管道真空阀门。
【背景技术】
[0002]柱塞阀是使用极为普遍的一种阀门，是截止阀的变型产品，继承了截止阀结构简单，制造工艺良好的优点。其工作原理是通过旋转手轮，驱动阀杆转动，进而带动柱塞升、降起到开启和关闭阀门的作用。现有技术中柱塞阀密封方式是通过柱塞与上、下密封环在阀盖紧固螺栓施加在阀盖上的预紧力所产生的径向过盈配合来实现的，其密封环通常采用柔性石墨，聚四氟乙烯等非金属材料制成。当柱塞阀在蒸汽管路中使用时，因开机、停机所产生热胀冷缩效应必然会影响到柱塞与密封圈之间的密封效果，使两者间产生微量滴漏现象，尤其是上密封圈与柱塞间发生外漏，在密封有毒介质时产生泄漏会导致严重后果。而其他类型的阀门除采用上述方法密封外，有的采用金属密封，有的则采用橡胶密封。这些材料在使用过程中都会被逐渐磨损，且在输送具有腐蚀性介质时还会受到一定程度的腐蚀，这也将加剧其密封失效。因此提高阀门的密封性能和使用寿命一直是阀门研究的热点内容。
[0003]磁性液体密封具有严密的密封性、不可测量的泄漏率、长寿命、可靠性高、没有污染等特点；磁性液体密封即使在中断运行时，也不像弹性密封在停机期间受增速和弛豫的影响等优点，正因如此，磁性液体密封在很多行业有着重要的不可替代的作用。
[0004]柱塞阀的开闭是通过手轮的旋转带动柱塞做直线往复运动实现的，但是柱塞的往复运动会带走一些磁性液体，长时间的往复运动最终会因为密封间隙内磁性液体量的减少导致密封失效。为了解决上述问题，本发明在极靴上加工磁性液体通路并与在阀体上加工磁性液体贮液孔，并制作注射器与贮液孔配合，使密封间隙中磁性液体与贮液孔中磁性液体相连通，当柱塞做往复运动时间隙中磁性液体受压部分流入贮液孔，当间隙中磁性液体减少较多时可通过向前推动注射器活塞将磁性液体重新注入密封间隙，避免了因密封件系内磁性液体量减少导致的密封失效。大大提高了柱塞阀的密封可靠性。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题:
[0006]解决传统柱塞阀密封性能不足、应用范围受限的问题，提高阀门的密封性能和使用寿命。同时解决在磁性液体密封往复运动中磁性液体量减少导致密封失效的问题。
[0007]本发明解决其技术问题的技术方案:
[0008]一种采用磁性液体密封的零泄漏柱塞式阀门，该阀门包括手轮螺母、手轮、螺钉、阀杆螺母、阀盖、阀杆、螺柱、螺母、极靴、永磁体、注射器、柱塞、孔架、柔性石墨密封环、阀体。
[0009]手轮与阀杆通过手轮螺母采用螺纹连接固定；
[0010]阀杆与阀盖通过阀杆螺母连接；[0011 ] 阀盖与阀体通过螺栓连接；
[0012]柱塞与阀杆通过螺纹连接；
[0013]极靴与永磁体和柔性石墨密封环被孔架夹装在阀盖和阀体之间，通过螺栓施加在阀盖上的载荷把密封环压牢；
[0014]注射器与磁性液体贮液孔配合；
[0015]在阀体闭合时磁性液体在柱塞和极靴间隙处形成密封，还有柱塞和柔性石墨密封环处形成密封。当阀门程开启状态时，开启时，柱塞虽然脱离柔性石墨密封环，但磁性液体仍然起密封作用，保持与外界隔离，不致发生泄漏。
[0016]本发明所具有的有益效果:
[0017]由于磁性液体密封的自身优势，采用磁性液体密封的柱塞阀在阀门闭合及介质输送过程中，密封介质相对于阀体外部空间可以达到零泄漏。本发明在极靴上加工磁性液体通路并与在阀体上加工磁性液体贮液孔，并制作注射器与贮液孔配合，使密封间隙中磁性液体与贮液孔中磁性液体相连通，当柱塞做往复运动时间隙中磁性液体受压部分流入贮液孔，当间隙中磁性液体减少较多时可通过向前推动注射器活塞将磁性液体重新注入密封间隙，避免了因密封件系内磁性液体量减少导致的密封失效。大大提高了柱塞阀的密封可靠性。在实际应用中获得了很好的效果，对解决在特殊环境中柱塞阀的应用问题以及拓宽磁性液体密封的应用广度，具有重要的意义。
【附图说明】
[0018]图1磁性液体柱塞式阀门总装配图。
[0019]图2图1中I处的局部放大图。
[0020]图中:手轮螺母(1)、手轮(2)、螺钉(3)、阀杆螺母(4)、阀盖(5)、阀杆(6)、螺柱
(7)、螺母(8)、极靴(9)、永磁体(10)、注射器(11)、柱塞(12)、孔架(13)、柔性石墨密封环
(14)、阀体(15)。
【具体实施方式】
[0021]结合附图对本发明作进一步说明。
[0022]一种采用磁性液体密封的零泄漏柱塞式阀门，其特征在于:该阀门包括手轮螺母
1、手轮2、螺钉3、阀杆螺母4、阀盖5、阀杆6、螺柱7、螺母8、极靴9、永磁体10、注射器11、柱塞12、孔架13、柔性石墨密封环14、阀体15。
[0023]手轮2与阀杆6通过手轮螺母1采用螺纹连接固定；
[0024]阀杆6与阀盖5通过阀杆螺母4连接；
[0025]阀盖5与阀体15通过螺栓7、8连接；
[0026]柱塞12与阀杆4连接；
[0027]极靴9与永磁体10和柔性石墨密封环14被孔架夹装在阀盖和阀体之间，通过螺栓7、8施加在阀盖上的载荷把密封环14压牢；
[0028]注射器11与磁性液体贮液孔配合；
[0029]在阀体闭合时磁性液体在柱塞12和极靴9间隙处形成密封，还有柱塞12和柔性石墨密封环14处形成密封。当阀门程开启状态时，开启时，柱塞12虽然脱离柔性石墨密封环14，但磁性液体仍然起密封作用，保持与外界隔离，不致发生泄漏。
【主权项】
1.一种采用磁性液体密封的零泄漏柱塞式阀门，其特征在于:该阀门包括手轮螺母(1)、手轮⑵、螺钉⑶、阀杆螺母⑷、阀盖(5)、阀杆(6)、螺柱(7)、螺母⑶、极靴(9)、永磁体(10)、注射器(11)、柱塞(12)、孔架(13)、柔性石墨密封环(14)、阀体(15)。 手轮(2)与阀杆(6)通过手轮螺母(1)采用螺纹连接固定； 阀杆(6)与阀盖(5)通过阀杆螺母⑷连接； 阀盖(5)与阀体(15)通过螺栓(7)、⑶连接； 柱塞(12)与阀杆(4)连接； 极靴(9)与永磁体(10)和柔性石墨密封环(14)被孔架夹装在阀盖和阀体之间，通过螺栓(7)、(8)施加在阀盖上的载荷把密封环(14)压牢； 注射器(11)与磁性液体贮液孔配合； 在阀体闭合时磁性液体在柱塞(12)和极靴(9)间隙处形成密封，还有柱塞(12)和柔性石墨密封环(14)处形成密封。当阀门程开启状态时，开启时，柱塞(12)虽然脱离柔性石墨密封环(14)，但磁性液体仍然起密封作用，保持与外界隔离，不致发生泄漏。2.根据权利要求1所述的一种采用磁性液体密封的零泄漏柱塞式阀门，其特征在于两极靴(9)中分别开孔与贮液孔相连，密封间隙中磁性液体通过极靴中通道与贮液孔中磁性液体相连通。3.根据权利要求1所述的一种采用磁性液体密封的零泄漏柱塞式阀门，其特征在于制作注射器(11)，注射器(11)由橡胶塞和活塞杆组成，橡胶塞与贮液孔内壁过盈配合。
【专利摘要】一种零泄漏的磁性液体柱塞式阀门，属于机械工程阀门领域,适用于输送压力不高的危险化学气体和液体的管道阀门，也可用于对密封要求很高的管道的真空阀门。本发明在极靴上加工磁性液体通路并与在阀体上加工磁性液体贮液孔，并制作注射器与贮液孔配合。避免了因密封件系内磁性液体量减少导致的密封失效。大大提高了柱塞阀的密封可靠性。在实际应用中获得了很好的效果，对解决在特殊环境中柱塞阀的应用问题以及拓宽磁性液体密封的应用广度，具有重要的意义。
【IPC分类】F16K3/24, F16K41/00
【公开号】CN105387228
【申请号】CN201510750323
【发明人】李德才, 李振坤, 姚杰
【申请人】北京交通大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年11月6日