高压超低温上装式球阀组合密封阀座的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种组合密封阀座，特别涉及一种高压超低温上装式球阀组合密封阀座。
【背景技术】
[0002]常温球阀的组合密封阀座可实现两种功能，适用温度为-29°C?+150°C。一种是双截止与泄放(Double block and bleed)功能，如图1所示，包括球体1、开口固定圈2、常温阀座密封圈3、阀座圈4、弹簧5、防火圈6、“O”型圈挡圈7、“O”型圈18、“O”型圈119和阀体10。这种功能可使阀门的上游端和下游端同时密封，腔体超压时向压力较低的上游端或下游端排放。另一种是是双隔离与泄放(Double isolat1n and bleed)功能，如图2所示。包括球体1、开口固定圈2、常温阀座密封圈3、阀座圈4、弹簧5、防火圈6、“O”型圈挡圈7、“O”型圈18、“O”型圈119、阀体10。与双截止与泄放功能的常温球阀组合密封阀座最大的区别是“O”型圈18两端分别安装“O”型圈挡圈7，实现“O”型圈18在高压介质的作用下两个密封方向均不会挤入阀座圈4外圆与阀体10配合间隙中。这种功能可使阀门的上游端和下游端同时密封，但腔体必须设有压力泄放装置，以保证腔体压力超过设计压力的1.33倍时从压力泄放装置泄放。
[0003]LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至_162°C，使之凝结成液体。天然气液化过程中需采用大量的高压超低温上装式球阀，上述两种功能的常温球阀的组合密封阀座均不能满足工况要求，存在问题分别如下:
[0004]双截止与泄放功能的常温球阀组合密封阀存在三个问题:一是腔体超压时向压力较低的上游端或下游端排放，这种泄放方式具有危险性，特别是阀门下游端检修时，容易对检修人员和设备造成损坏。二是常温阀座密封圈不适用于超低温工况，阀门泄漏很大。三是在常温下，阀座圈和阀体的密封采用橡胶“O”型圈，在超低温介质中橡胶容易脆化无法密封。
[0005]双隔离与泄放功能的常温球阀组合密封阀同样存在三个问题:一是腔体必须设有压力泄放装置，增加了阀体的泄漏点。二是常温阀座密封圈不适用于超低温工况，阀门泄漏很大。三是在常温下，阀座圈和阀体的密封采用橡胶“O”型圈，在超低温介质中橡胶容易脆化无法密封。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种适用于超低温工况，密封性能良好的高压超低温上装式球阀组合密封阀座。
[0007]为了解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种高压超低温上装式球阀组合密封阀座，该球阀组合密封阀座包括阀门上游端组合密封阀座和阀门下游端组合密封阀座，阀门上游端组合密封阀座和阀门下游端组合密封阀座与上装式阀体的密封采用唇式密封圈。
[0008]所述阀门上游端组合密封阀座，包括防转环、防转销、单C型唇式密封圈、唇式密封圈挡圈、超低温阀座圈、超低温阀座密封圈、阀座卡环、防转挡板、蝶型弹簧、压环和超低温防火圈；所述单C型唇式密封圈安装在上装式阀体内孔和超低温阀座圈的外圆上，单C型唇口朝向阀门上游端，单C型唇式密封圈后设置唇式密封圈挡圈，超低温阀座密封圈通过外力压入超低温阀座圈环形密封槽中，超低温阀座圈外圆上设有螺纹，旋转阀座卡环装使超低温阀座圈和超低温阀座密封圈紧贴或退离超低温球体。
[0009]所述单C型唇式密封圈为聚合材料的夹套内嵌金属蓄能弹簧构成。
[0010]所述单C型唇式密封圈安装在上装式阀体内孔和超低温阀座圈的外圆上，内嵌的金属蓄能弹簧处于压缩状态，会强制夹套的密封唇紧贴需密封表面，在无介质压力时提供密封所需的截荷。当有介质压力时，介质压力施加于夹套的密封唇实现密封，压力越高，密封性能越好，夹套的任何变形或磨损，通过内嵌的金属蓄能弹簧给予补偿。高压工况时，单C型唇式密封圈后设置的唇式密封圈挡圈，防止高压下损坏单C型唇式密封圈。
[0011]所述阀门下游端组合密封阀座，包括防转环、防转销、超低温阀座圈、超低温阀座密封圈、阀座卡环、防转挡板、蝶型弹簧、压环、超低温防火圈和双C型唇式密封圈；所述双C型唇式密封圈安装在上装式阀体内孔和超低温阀座圈的外圆上，双C型唇口朝向阀门下游端，超低温阀座密封圈通过外力压入超低温阀座圈环形密封槽中，超低温阀座圈外圆上设有螺纹，旋转阀座卡环装使超低温阀座圈和超低温阀座密封圈紧贴或退离超低温球体。下游端组合密封阀座的双C型唇式密封圈在两个方向上均能实现良好密封，实现隔离功能。
[0012]所述防转环焊接在上装式阀体上，轴向圆周上加工若干个销孔，防转销与防转环和超低温阀座圈装配，限制超低温阀座圈作轴向运动，不允许作旋转运动。
[0013]所述阀座卡环外圆的旋紧凹槽内设置防转挡板，固定在上装式阀体上。
[0014]超低温阀座密封圈通过外力压入超低温阀座圈环形密封槽中。超低温阀座圈外圆上加工螺纹，通过旋转阀座卡环使超低温阀座圈和超低温阀座密封圈紧贴或退离超低温球体。当超低温阀座圈和超低温阀座密封圈退离超低温球体后，可将超低温球体从上装式阀体取出，实现在线检查和维修。当超低温阀座圈和超低温阀座密封圈紧贴超低温球体实现密封后，为避免在介质的压力作用下超低温阀座圈和阀座卡环的螺纹发生松动，造成密封失效，在阀座卡环外圆的旋紧凹槽内设置防转挡板，并用紧定螺钉固定在上装式阀体上。
[0015]所述蝶型弹簧安装在防转挡板和压环中间，为超低温阀座密封圈紧贴超低温球体持续提供预紧力。
[0016]所述超低温防火圈安装在上装式阀体内孔和超低温阀座圈的外圆上并用压环压紧，实现防火功能。
[0017]所述超低温阀座密封圈为聚三氟氯乙烯材料，或为四氟乙烯材料，在超低温介质中长期稳定工作，保证在超低温介质无任何内泄漏。
[0018]本实用新型腔体超压泄放原理:当残留在腔体的介质异常升压后，腔体压力在上游端阀座背部作用面积产生的作用力小于腔体压力在上游端阀座密封面作用面积产生的作用力，上游端组合密封阀座脱离超低温球体，腔体压力向上游端泄放。此时，腔体压力在下游端阀座背部作用面积产生的作用力大于腔体压力在下游端阀座密封面作用面积产生的作用力，腔体压力不会向下游端泄放。当下游端检修时，不会对检修人员和设备造成损坏。
[0019]本实用新型的优越功效在于:
[0020]I)本实用新型的超低温阀座密封圈采用聚三氟氯乙烯或四氟乙烯材料，可在超低温介质中长期稳定工作，保证在超低温介质无任何内泄漏；
[0021]2)本实用新型阀座和阀体的上游端密封采用单C型唇式密封圈，内嵌的金属蓄能弹簧在无介质压力时提供密封所需的截荷，当有介质压力时，介质压力施加于夹套的密封唇实现密封，压力越高，密封性能越好;高压工况时，唇式密封圈后设置唇式密封圈挡圈，防止高压下损坏唇式密封圈；
[0022]3)本实用新型阀座和阀体的下游端密封采用双C型唇式密封圈，在两个方向上均能实现良好密封，实现隔离功能；
[0023]4)本实用新型实现残留在腔体的介质异常升压后，腔体压力向上游端泄放，不会向下游端泄放;当下游端检修时，不会对检修人员和设备造成损坏。
[0024]4)本实用新型通过旋转阀座卡环使超低温阀座圈和超低温阀座密封圈紧贴或退离超低温球体，检修方便。
【附图说明】
[0025]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0026]图1为现有双截止与泄放功能的常温球阀组合密封阀座示意图；
[0027]图2为现有双隔离与泄放功能的常温球阀组合密封阀座示意图；
[0028]图3为本实用新型的高压超低温上装式球阀组合密封阀座示意图；
[0029]图中标号说明
[0030]I 一球体；2—开口固定圈；
[0031 ]3—常温阀座密封圈；4一阀座圈；
[0032]5—弹簧；6—防火圈；
[0033]7 — “O” 型圈挡圈；8 —“O” 型圈 I;
[0034]9 一 “O”型圈II;10—阀体；
[0035]11一上装式阀体；12—防转环；
[0036]13 一