阀的密封结构及用于汽轮机的旁路减压阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及阀的密封技术，具体地，涉及一种阀的密封结构以及用于汽轮机的旁路减压阀。
【背景技术】
[0002]汽轮机旁路系统是现代单元机组热力系统的一个组成部分，用于当锅炉和汽轮机的运行情况不相匹配时调节蒸汽的量，例如当锅炉产生的蒸汽量大于汽轮机所需要的蒸汽量时，将多余蒸汽经过旁路系统减温减压后直接引入凝汽器，旁路系统在机组启动、降负荷或甩负荷运行时具有十分重要的作用。旁路系统中的减压阀是旁路系统的主要设备，在汽轮机的使用环境中，减压阀需要承受高温、高压和具有冲蚀性的蒸汽流的作用，在这种工况下，阀芯和阀座之间的密封失效成为阀失效的主要原因。减压阀的泄漏将造成系统中汽水流失，降低经济性能，并严重影响系统的运行安全。
[0003]美国CCI生产的NB-500型低压旁路系统中减压阀的阀芯和阀座的密封结构为锥形面接合，阀芯和阀座的锥面角度都为66°，采用的是面密封，实际使用中这种阀的密封效果不好，通常运行10个月后即发生泄漏，在检修后泄漏还会重复发生。
[0004]通常，线密封会有更好的密封效果，但是，简单改变锥面角度，将上述面密封改变为线密封也有其他问题，例如:线密封因密封线较窄，不耐冲蚀，运行中发生的轻微泄露容易发生冲蚀穿透，产生贯穿性的间隙而导致严重泄漏。
[0005]因此，有必要提供一种密封效果好并且稳定的阀的密封结构。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种阀的密封结构，该阀的密封结构密封效果好，并且耐冲蚀，能长期稳定运行。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供一种阀的密封结构，所述阀的密封结构包括阀座和阀芯，所述阀座形成有圆形的中心通孔，所述中心通孔在朝向所述阀芯的一端的内壁形成有向外扩张的呈锥形截面的第一接合面，所述阀芯包括阀芯本体和形成在所述阀芯本体的朝向所述阀座一侧的接合部，所述接合部的外表面具有形成为球面的一部分的第二接合面，所述第二接合面和所述第一接合面能够彼此接合形成封闭的密封线。
[0008]优选地，所述第二接合面形成为由两个平行的平面截取球面而成的曲面。
[0009]优选地，所述密封线位于所述第一接合面的沿所述中心通孔的轴向的中间部分。
[0010]优选地，所述第一接合面的截面的锥角α为60°至75°。
[0011]优选地，所述阀芯本体与所述接合部之间形成有直径缩小的台肩部，所述第二接合面从所述台肩部的端面的外周边缘开始形成。
[0012]优选地，所述接合部在朝向所述阀座的端部形成为横截面为圆形的过渡部分，该过渡部分从所述第二接合面沿轴向延伸并从所述第二接合面缩小。
[0013]优选地，所述第一接合面和/或第二接合面为洛氏硬度达到HRC44以上的接合面。
[0014]本实用新型还提供一种用于汽轮机的旁路减压阀，所述减压阀具有根据以上描述的阀的密封结构。
[0015]通过上述技术方案，由于本实用新型中阀芯的第二接合面为球面的一部分，阀座的第一接合面为锥形面，两者在接合时形成的密封面为线密封，具有较好的密封效果，而且，呈球面的第二接合面能够在一定程度上补偿由于装配以及阀芯和阀座变形引起的偏差，因而进一步提高了其密封的稳定性；此外，将第一接合面和第二接合面接合时形成的密封面设置在第一接合面的中间部分，由于介质冲蚀多从流体通道两端的尖点开始，因而该密封结构对抗冲蚀失效有显著的改善，能够显著地延长阀的使用寿命。
[0016]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0017]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0018]图1是本实用新型的密封结构的阀芯的一种实施方式的结构示意图；
[0019]图2是本实用新型的密封结构的阀座的一种实施方式的结构示意图；
[0020]图3是图1的阀芯和图2的阀座接合时接合部分的局部放大示意图。
[0021]附图标记说明
[0022]10阀座11中心通孔
[0023]12第一接合面阀座13密封线
[0024]20阀芯21阀芯本体
[0025]22第二接合面 23台肩部
[0026]24过渡部分
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0028]本申请提供的一种阀的密封结构包括阀座10和阀芯20，所述阀座10形成有圆形的中心通孔11，所述中心通孔11在朝向所述阀芯20的一端的内壁形成有向外扩张的呈锥形截面的第一接合面12，所述阀芯20包括阀芯本体21和形成在所述阀芯本体21的朝向所述阀座10 —侧的接合部合部，所述接合部的外表面具有形成为球面的一部分的第二接合面22，所述第二接合面22和所述第一接合面12能够彼此接合形成封闭的密封线13。
[0029]上述阀芯20插入阀座10时，阀芯的第二接合面22与阀座的第一接合面12相互接合，由于第二接合面22为球面的一部分，第一接合面12为锥形面，两者在接合时形成的密封面为线密封，具有较好的密封效果，而且，第二接合面22呈球面的一部分，球面的各个方向具有一致性，能够在一定程度上补偿由于装配以及阀芯和阀座变形引起的偏差，因而提高了密封的稳定性。
[0030]第二接合面22为球面的一部分并能与第一接合面12彼此接合形成封闭的密封线，即阀芯20的接合部与阀座的第一接合面12相接合的区域为球面，例如，该第二接合面22可以为球冠。优选地，参见图1所示，所述第二接合面22形成为由两个平行的平面截取球面而成的曲面，该曲面与第一接合面12接合时将形成密封线13。
[0031]如图3所示，所述密封线13优选位于所述第一接合面12的沿所述中心通孔11的轴向的中间部分。由于介质冲蚀多从流体通道两端的尖点开始，本申请中密封线13位于第一接合面12沿中心通孔的轴向的中间部分，因而可以较好地避免密封线的部位收到冲蚀，该密封结构对抗冲蚀失效有显著的改善，能够显著地延长阀的使用寿命。
[0032]第一接合面12的截面形成的锥角α参见图2所示，优选地，该锥角α的范围为60°至75°，更优选地，该锥角α的范围为66°至72°。
[0033]如图1所示，优选地，所述阀芯本体21与所述结合部之间形成有直径缩小的台肩部23，所述第二接合面22从所述台肩部23的端面的外周边缘开始形成。该台肩部23使得阀芯本体21与阀座间隔开，有利于阀芯本体21与其它部件的装配。
[0034]所述结合部在朝向所述阀座10的端部不需要与第一接合面12接合，为减小接合部的尺寸并且为了避免可能与其它部件发生干涉，该端部可以相对于第二接合面22所在的部分缩小尺寸，例如所述端部形成为横截面为圆形的过渡部分24，该过渡部分24从所述第二接合面22沿轴向延伸并从所述第二接合面22缩小，进一步地，该过渡部分24的端部可以形成为平面。
[0035]为提高阀的耐冲蚀性能，所述第一接合面12和/或第二接合面22优选具有较高的硬度，具体地，第一接合面12和/或第二接合面22为洛氏硬度达到HRC44以上的接合面。
[0036]本实用新型提供一种用于汽轮机的旁路减压阀，该减压阀具有阀芯和阀座，并采用以上所述的阀的密封结构。
[0037]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0038]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0039]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【主权项】
1.一种阀的密封结构，其特征在于，所述阀的密封结构包括阀座(10)和阀芯(20)，所述阀座(10)形成有圆形的中心通孔(11)，所述中心通孔(11)在朝向所述阀芯(20)的一端的内壁形成有向外扩张的呈锥形截面的第一接合面(12)，所述阀芯(20)包括阀芯本体(21)和形成在所述阀芯本体(21)的朝向所述阀座(10) —侧的接合部，所述接合部的外表面具有形成为球面的一部分的第二接合面(22)，所述第二接合面(22)和所述第一接合面(12)能够彼此接合形成封闭的密封线(13)。2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述第二接合面(22)形成为由两个平行的平面截取球面而成的曲面。3.根据权利要求2所述的密封结构，其特征在于，所述密封线(13)位于所述第一接合面(12)的沿所述中心通孔(11)的轴向的中间部分。4.根据权利要求2所述的密封结构，其特征在于，所述第一接合面(12)的截面的锥角(α )为 60° 至 75°。5.根据权利要求2所述的密封结构，其特征在于，所述阀芯本体(21)与所述接合部之间形成有直径缩小的台肩部(23)，所述第二接合面(22)从所述台肩部(23)的端面的外周边缘开始形成。6.根据权利要求2所述的密封结构，其特征在于，所述接合部在朝向所述阀座(10)的端部形成为横截面为圆形的过渡部分(24)，该过渡部分(24)从所述第二接合面(22)沿轴向延伸并从所述第二接合面(22)缩小。7.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述第一接合面(12)和/或第二接合面(22)为洛氏硬度达到HRC44以上的接合面。8.一种用于汽轮机的旁路减压阀，其特征在于，所述减压阀具有根据权利要求1-7中任意一项所述的阀的密封结构。
【专利摘要】本实用新型涉及阀的密封技术领域，公开了一种阀的密封结构及用于汽轮机的旁路减压阀，阀的密封结构包括阀座(10)和阀芯(20)，阀座形成有中心通孔(11)，该中心通孔在朝向阀芯的一端的内壁形成有向外扩张的呈锥形截面的第一接合面(12)，阀芯包括阀芯本体(21)和形成在阀芯本体的朝向阀座一侧的接合部，该接合部的外表面具有形成为球面的一部分的第二接合面(22)，第二接合面和第一接合面能够彼此接合形成封闭的密封线(13)。所述阀芯的呈球面的第二接合面与阀座的呈锥形面的第一接合面接合时形成的密封面为线密封，具有较好的密封效果，并且呈球面的第二接合面能够补偿由于装配以及变形引起的偏差，提高了密封的稳定性。
【IPC分类】F16K1/38, F16K1/42
【公开号】CN204922047
【申请号】CN201520627638
【发明人】许建军
【申请人】中国神华能源股份有限公司, 北京国华电力有限责任公司, 内蒙古国华准格尔发电有限责任公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月19日