一种高温熔盐管道阀门的制作方法

本发明涉及阀门技术领域，尤其是涉及一种高温熔盐管道阀门。

背景技术：

阀门，是用于控制开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的参数（温度、压力和流量）的管路附件。阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属放射性介质等各种类型的流体介质的流动。

熔盐，盐类融化后形成的熔融体，例如碱金属、碱土金属的卤化物、硝酸盐、硫酸盐的熔融体。熔盐，是一种在标准温度和标砖大气压下呈固态，而在温度升高后呈液相的盐类。

在现有技术中，阀门通常包括有支架和阀体，支架和阀体内转动设置有阀杆，阀杆连接有伸出至阀门腔室内的阀芯，阀体内设置有与阀芯配合使用的阀座，且支架与阀体相连接处设置有填料密封结构。填料密封结构主要包括有填料腔以及设置于填料腔内的填料函（又称为填料箱），填料函作为阀杆部分的密封装置，起到防止气体或者液体物料等介质漏出的作用。填料函主要包括有填料、填料环以及填料压盖，且一般常用的填料材质为聚四氟乙烯填料、石墨填料。

在阀门使用时，液相的高温高压熔盐会对阀门的阀杆产生径向推力作用，熔盐介质可沿支架与阀杆之间的微小间隙进入至阀门填料函中，高温的熔盐会使得填料函中的石墨填料气化，造成填料函泄露，现有技术存在可改进之处。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高温熔盐管道阀门，将阀杆设置为多段式卡接配合的杆件结构，下段阀杆承受推力，而上段阀杆不承受推力，上段阀杆与支架的间隙很小，从而达到阻隔高温熔盐介质与填料函中的石墨填料相接触的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高温熔盐管道阀门，包括有支架以及与支架相连接并形成腔室的阀体，且所述支架和阀体内竖直转动设置有阀杆，所述阀杆连接有伸入至腔室内的阀芯，所述阀杆设置为多段式杆件结构，所述阀杆包括有与阀芯相连接的下段阀杆，且所述下段阀杆连接有与支架转动配合使用的上段阀杆；所述下段阀杆上设置有安装头，所述上段阀杆上设置有卡接头，所述卡接头与安装头卡接配合并实现传动，且卡接配合后的所述安装头与卡接头之间形成有推力削弱间隙。

通过采用上述技术方案，由上段阀杆和下段阀杆相卡接配合构成完整的阀杆结构，则阀门在使用过程中，下段阀杆承受熔盐介质的推力，且该推力沿下段阀杆向上传导至上段阀杆和下段阀杆的连接处；因为安装头和卡接头之间的推力削弱间隙的存在，传导至连接处的推力很少或者不会传导至上段阀杆。采用多段式卡接配合的阀杆结构，下段阀杆承受推力作用，而上段阀杆基本不承受或者很少承受推力作用，以使得上段阀杆与支架的间隙很小，可以有效阻止熔盐介质的上移，避免高温熔盐介质与填料函处的石墨填料相接触，进而达到提高高温熔盐管道阀门密封性的目的。

本发明进一步设置为：所述下段阀杆与阀体连接有滑动轴承；且所述上段阀杆设置为一体式杆件结构。

通过采用上述技术方案，下段阀杆通过滑动轴承与阀体相连接，且滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声，有利于提高下段阀杆与阀体的配合稳定性；且滑动轴承承受介质作用于下段阀杆上的推力。

本发明进一步设置为：所述下段阀杆与阀体连接有滑动轴承，且所述上段阀杆设置为多段式杆件结构；所述上段阀杆包括有多个卡接配合并实现传动的连接阀杆，且卡接配合后的两相邻所述连接阀杆之间形成有传动削弱间隙。

通过采用上述技术方案，将上段阀杆设置为多段式杆件结构；当作用于阀芯上的推力较大时，推力沿下段阀杆传导至连接处并经由推力削弱间隙削弱后，仍有少量的推力作用于与下段阀杆相连接的连接阀杆上，再经由相邻两连接阀杆之间的传动削弱间隙进一步削弱。多级式上段阀杆结构有利于削弱少量传导至连接阀杆上的推力作用，进而达到进一步降低上段阀杆与支架的间隙的目的。

本发明进一步设置为：所述安装头和卡接头上分别开设形成有十字状凹陷和十字状凸起，且所述十字状凸起嵌设卡接于相对应的十字状凹陷内。

通过采用上述技术方案，十字状凹陷和十字状凸起相配合实现安装头与卡接头的卡接固定，即实现下段阀杆与上段阀杆的卡接配合，且十字状凹陷和十字状凸起之间配合形成的间隙即为推力削弱间隙；且十字状凹陷和十字状凸起相配合的安装固定方式便于安装人员定位固定上段阀杆，同时有利于提高上段阀杆和下段阀杆的连接稳定性。

本发明进一步设置为：所述安装头和卡接头上分别开设形成有块状凹槽和块状凸块，且所述块状凸块嵌设卡接于相对应的块状凹槽内。

通过采用上述技术方案，块状凹槽和块状凸块相配合实现安装头与卡接头的卡接固定，即实现下段阀杆与上段阀杆的卡接配合，且块状凹槽和块状凸块之间配合形成的间隙即为推力削弱间隙；且块状凸块和块状凹槽相配合的安装固定方式有利于提高上段阀杆与下段阀杆的连接结构强度，同时增大推力削弱间隙的间距，以适应于较大的熔盐介质推力作用。

本发明进一步设置为：所述阀杆与支架之间形成有密封腔，所述密封腔位于填料函下方，且所述密封腔内设置有上下叠置的上楔块和下楔块，所述上楔块环抱阀杆的外圆，所述下楔块设置于密封腔的内腔壁与上楔块之间，且所述上楔块与下楔块相互挤压设置。

通过采用上述技术方案，上楔块和下楔块相互配合密封阀杆与支架之间的间隙，即上楔块与下楔块相互挤压封堵支架和阀杆之间的间隙，以阻隔高温熔盐从支架与阀杆之间的间隙进入填料函处，从而达到提高高温熔盐管道用阀门密封性的目的，进而达到提高高温熔盐管道使用稳定性的目的。

本发明进一步设置为：所述上楔块的下端形成有上环形斜面，所述下楔块的上端形成有下环形斜面，且所述上环形斜面与下环形斜面呈斜面抵接设置。

通过采用上述技术方案，上楔块与下楔块之间呈斜面抵接配合结构，上楔块与下楔块的结合紧密，有利于提高阀杆与支架之间的密封性。

本发明进一步设置为：所述阀杆、上楔块以及下楔块三者呈弹性抵接设置。

通过采用上述技术方案，上楔块和下楔块呈弹性挤压配合结构，上楔块与下楔块的结合更为紧密，有利于进一步提高阀杆与支架之间的密封性；且弹性挤压的设置方式相较于刚性挤压的设置方式而言，有利于提高机械式密封结构的补偿性和密封性。上楔块和阀杆呈弹性挤压配合结构，上楔块与阀杆的结合更为紧密，有利于进一步提高阀杆与支架之间的密封性；且弹性挤压的设置方式相较于刚性挤压的设置方式而言，有利于提高阀杆转动运动的顺畅性。

本发明进一步设置为：所述密封腔的顶端和底端分别设置有弹性件和垫环，且所述垫环与密封腔螺纹连接，所述弹性件用于向下驱动上楔块与下楔块充分结合；所述弹性件与垫环相配合安装固定上楔块和下楔块。

通过采用上述技术方案，弹性件与垫环相配合完成上楔块与下楔块的安装固定，并驱动上楔块与下楔块弹性挤压配合，相较于上楔块与下楔块刚性挤压的配合方式而言，前者有利于提高上楔块与下楔块挤压配合的紧密性和准确性。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

其一：采用多段式卡接配合的阀杆结构并配合下段阀杆与上段阀杆连接处的推力削弱间隙，下段阀杆承受推力作用，而上段阀杆基本不承受或者很少承受推力作用，以使得上段阀杆与支架的间隙很小，可以有效阻止熔盐介质的上移，避免高温熔盐介质与填料函处的石墨填料相接触，进而达到提高高温熔盐管道阀门密封性的目的；

其二：上楔块和下楔块相互配合密封阀杆与支架之间的间隙，以阻隔高温熔盐从支架与阀杆之间的间隙进入填料函处，从而达到提高高温熔盐管道用阀门密封性的目的；

其三：使用者可根据实际工况或者实际制造条件，选择使用一体式的上段阀杆或者选择使用多段式结构的上段阀杆，并可根据实际需求选择十字状凸起和十字状凹陷的配合安装结构，或者选择块状凸块和块状凹槽的配合安装结构，具有良好的实用性和适配性。

附图说明

图1是一种高温熔盐管道阀门的剖面示意图；

图2是当上段阀杆设置为一体式结构时，图1中a部的放大示意图；

图3是当上段阀杆设置为多段式结构时，主要用于展示连接阀杆的连接结构的局部放大示意图；

图4是主要用于展示十字状凸起与十字状凹陷结构的爆炸示意图；

图5是主要用于展示块状凸块与块状凹槽结构的爆炸示意图。

附图标记：1、支架；2、阀体；3、腔室；4、阀杆；41、上段阀杆；411、卡接头；411-a、十字状凸起；411-b、块状凸块；42、下段阀杆；421、安装头；421-a、十字状凹陷；421-b、块状凹槽；5、阀芯；6、填料函；7、机械式密封结构；71、上楔块；711、内环形斜面；712、上环形斜面；72、下楔块；721、下环形斜面；73、弹性件；74、垫环；75、垫片；8、密封腔；81、安装腔室；82、调节腔室；9、连接阀杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

结合图1和图2所示，一种高温熔盐管道阀门，包括有支架1以及安装于支架1上的阀体2，且阀体2内形成有腔室3，支架1和阀体2内竖直转动设置有阀杆4，且阀杆4连接有伸入至腔室3内的阀芯5。在使用阀门的过程中，高温液相熔盐介质会对阀杆4产生沿介质流向方向施加的推力作用，阀杆4在该推力作用下与支架1之间产生微小缝隙；而高温液相熔盐介质可沿阀杆4和支架1之间的微小缝隙进入至填料函6处，与填料函6中的石墨填料相接触并气化石墨填料，造成填料函6泄露。因此，在本发明中，将阀杆4设置为多段式杆件结构，并在阀杆4与支架1之间设置机械式密封结构7，即上述两种方式相配合达到阻止高温液相熔盐介质上移，避免与填料函6处的石墨填料相接触的目的。

在本实施例中，阀杆4设置为两段式杆件结构，包括有与阀芯5相连接的下段阀杆42以及与下段阀杆42相连接的上段阀杆41，上段阀杆41与支架1转动配合，且下段阀杆42通过滑动轴承与阀体2相连接。下段阀杆42的上端形成有安装头421，上段阀杆41的下端形成有卡接头411，且上段阀杆41的卡接头411与下段阀杆42的安装头421卡接配合固定并实现阀杆4的传动动作。卡接配合后的安装头421与卡接头411之间形成有推力削弱间隙，阀门在使用过程中，下段阀杆42承受熔盐介质的推力，且该推力沿下段阀杆42向上传导至上段阀杆41和下段阀杆42的连接处；因为安装头421和卡接头411之间的推力削弱间隙的存在，传导至连接处的推力很少或者不会传导至上段阀杆41。采用两段式卡接配合的阀杆4结构，下段阀杆42承受推力作用，而上段阀杆41基本不承受或者很少承受推力作用，以使得上段阀杆41与支架1的间隙很小，可以有效阻止熔盐介质的上移与填料函6处的石墨填料相接触。

结合图4所示，上段阀杆41与下段阀杆42实现传动的第一种卡接配合方式：安装头421上开设形成有十字状凹陷421-a，卡接头411上延伸形成有十字状凸起411-a，且十字状凹陷421-a和十字状凸起411-a相嵌设卡接配合，十字状凹陷421-a和十字状凸起411-a之间配合形成的间隙即为推力削弱间隙。十字状凹陷421-a和十字状凸起411-a相配合的安装固定方式便于安装人员定位固定上段阀杆41，同时有利于提高上段阀杆41和下段阀杆42的连接稳定性。

结合图5所示，上段阀杆41与下段阀杆42实现传动的第二种卡接配合方式：安装头421上开设形成有块状凹槽421-b，卡接头411上延伸形成有块状凸块411-b，且块状凹陷和块状凸块411-b相嵌设卡接配合，块状凹槽421-b和块状凸块411-b之间配合形成的间隙即为推力削弱间隙。块状凸块411-b和块状凹槽421-b相配合的安装固定方式有利于提高上段阀杆41与下段阀杆42的连接结构强度，同时增大推力削弱间隙的间距，以适应于较大的熔盐介质推力作用。

结合图1和图2所示，阀杆4与支架1之间形成有密封腔8，机械式密封结构7嵌设于该密封腔8内，且机械式密封结构7包括有上下叠置的上楔块71和下楔块72。上楔块71环绕抱设于阀杆4的外圆外，下楔块72设置于密封腔8的内腔壁与上楔块71之间，且上楔块71与下楔块72相互弹性挤压，以达到阻隔高温熔盐从阀杆4和支架1之间的缝隙进入阀门填料函6中，从而达到提高高温熔盐管道用阀门密封性的目的。

上楔块71和下楔块72均设置为与阀杆4同轴设置的环型结构，且上楔块71与阀杆4套设接触的环形面设置为内环形斜面711，上楔块71的下端与下楔块72弹性抵接的环形面设置为上环形斜面712，而下楔块72的上端与上楔块71弹性抵接的环形面设置为下环形斜面721；内环形斜面711、上环形斜面712以及下环形斜面721三者均朝向阀杆4的方向倾斜设置。当上楔块71与下楔块72相结合并套设于阀杆4外时，下楔块72同轴套设于上楔块71的下端，且上环形斜面712与下环形斜面721相弹性抵接；上楔块71同轴套设于阀杆4的外圆外，且内环形斜面711与阀杆4的外圆弹性抵接。

安装人员在挤压安装上楔块71和下楔块72时，上环形斜面712与下环形斜面721相接触的部分发生弹性形变而完全贴合，而上环形斜面712与下环形斜面721未接触的部分仍保持分离状态；且内环形斜面711在弹性挤压力的作用下发生弹性形变并与阀杆4的外圆完全贴合，从而达到进一步提高上楔块71与下楔块72结合密封性的目的。

为了便于安装人员安装固定上楔块71和下楔块72，密封腔8的上部设置有弹性件73（弹性件73可设置为弹簧、弹垫等元件，在本实施例中设置为蝶簧），且密封腔8的下部开口处设置有垫片75，即垫片75夹设于支架1与阀体2之间。密封腔8设置为多段式腔室结构，密封腔8包括有由上至下同轴开设的安装腔室81和调节腔室82，弹性件73和上楔块71整体设置于安装腔室81内，而下楔块72的上端大部分位于安装腔室81内，下楔块72的下端小部分位于调节腔室82内；且调节腔室82内同轴设置有垫环74，垫环74与调节腔室82螺纹连接固定，即弹性件73与垫环74两者相配合安装固定上楔块71和下楔块72。

下面结合推力作用的传导对本实施例作进一步阐述：

在使用阀门的过程中，高温液相熔盐介质会对阀芯5产生径向推力作用，且该径向推力作用沿下段阀杆42传递至安装头421与卡接头411的连接处，且该推力作用在推力削弱间隙的削弱作用下不会对上段阀杆41产生作用力（或者仅有极小的作用力产生），则上段阀杆41与支架1的间隙很小，可以有效阻止熔盐介质上移至填料函6处。

下面结合机械式密封结构的安装对本实施例作进一步阐述：

安装人员将弹性件73、上楔块71、下楔块72以及垫环74由上至下依次安装于密封腔8内，即上楔块71、下楔块72在弹性件73以及垫环74共同配合下安装固定于密封腔8内并实现弹性抵接配合；且在安装过程中，上楔块71的内环形斜面711在弹性挤压力的作用下发生弹性形变与阀杆4的外圆相贴合，上楔块71的上环形斜面712和下楔块72的下环形斜面721在弹性挤压力的作用下发生弹性形变并相互贴合。

实施例二：

结合图1和图3所示，一种高温熔盐管道阀门，与实施例一的区别在于，上段阀杆41设置为多段式杆件结构（在本实施例中为两段式的上段阀杆41）。上段阀杆41包括有多个卡接配合并实现传动的连接阀杆9（连接阀杆9的相连接处位于滑动轴承与机械式密封结构7之间），且卡接配合后的两相邻连接阀杆9之间形成有传动削弱间隙；当作用于阀芯5上的径向推力较大时，推力沿下段阀杆42传导至连接处并经由推力削弱间隙削弱后，仍有少量的推力作用于与下段阀杆42相连接的连接阀杆9上，少量推力作用再经由连接阀杆9的传动削弱间隙进一步削弱，直至无推力作用于靠近支架1上端的连接阀杆9上。多段式的上段阀杆41有利于进一步削弱少量传导至连接阀杆9上的推力作用，进而达到进一步降低上段阀杆41与支架1的间隙的目的。

结合图4和图5所示，上段阀杆41的相邻两连接阀杆9之间可采用安装头421与卡接头411之间的连接方式，即选择采用十字状凹陷421-a与十字状凸起411-a相卡接配合的连接方式，或者选择采用块状凹槽421-b与块状凸块411-b相卡接配合的连接方式，以形成传动削弱间隙。

下面结合推力作用的传导对本实施例作进一步阐述：

在使用阀门的过程中，高温液相熔盐介质会对阀芯5产生推力作用，且该推力作用沿下段阀杆42传递至安装头421与卡接头411的连接处，且该推力作用在推力削弱间隙的削弱作用下不会对上段阀杆41产生作用力（或者仅有极小的作用力产生）。当作用于阀芯5上的推力较大时，推力沿下段阀杆42传导至连接处并经由推力削弱间隙削弱后，仍有少量的推力作用于与下段阀杆42相连接的连接阀杆9上，少量推力作用再经由连接阀杆9之间的传动削弱间隙进一步削弱，直至无推力作用于靠近支架1上端的连接阀杆9上，即无推力作用于上段阀杆41上，则上段阀杆41与支架1的间隙很小，可以有效阻止熔盐介质上移至填料函6处。

下面结合机械式密封结构的安装对本实施例作进一步阐述：

安装人员将弹性件73、上楔块71、下楔块72以及垫环74由上至下依次安装于密封腔8内，即上楔块71、下楔块72在弹性件73以及垫环74共同配合下安装固定于密封腔8内并实现弹性抵接配合；且在安装过程中，上楔块71的内环形斜面711在弹性挤压力的作用下发生弹性形变与阀杆4的外圆相贴合，上楔块71的上环形斜面712和下楔块72的下环形斜面721在弹性挤压力的作用下发生弹性形变并相互贴合。

本具体实施方式仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。