具有倒密封结构的旋转开闭式阀门及倒密封方法与流程

本发明涉及阀门领域，具体为具有倒密封结构的旋转开闭式阀门及倒密封方法。

背景技术：

1、现有旋转式阀杆结构的阀门，如浮动球阀、固定球阀、蝶阀，及用于超低温工况的这几种阀门，都没有阀杆倒密封结构。只有具有升降式阀杆的闸阀和截止阀，才具有倒密封结构。倒密封结构可以实现闸阀或截止阀在全开状态下，管道内的介质与阀杆填料的有效隔离，起到保护阀杆填料的作用，防止介质从阀杆填料处泄漏。并且理论上可以实现带压更换阀杆填料的目的。

2、用于超低温工况的浮动球阀和固定球阀，都具有阀腔，为了防止阀腔内滞留的低温介质在特殊情况下产生超压风险，如图1所示，一般都会采用在球体上打孔的方式进行超压泄放，所以，低温介质会进入阀腔并与填料接触，影响密封。对于用于超低温工况的c型球阀和蝶阀，由于这两种阀门都不存在阀腔，所以低温介质也会始终和阀杆填料接触。目前对于超低温工况的解决方案。采用加长阀盖，并增加滴水盘的结构。加长阀盖可以让阀杆填料远离管道内的低温介质，而滴水盘的作用是，在低温介质上来后，通过滴水盘进行热交换，使阀杆填料部位的温度保持在零度以上，不结冰结霜，防止出现密封失效。

3、目前的这种解决方案，虽然能够减少低温介质对阀杆填料的影响，但仍无法规避低温介质与阀杆填料的接触。

4、鉴于此，有必要提供一种具有倒密封结构的旋转开闭式阀门及倒密封方法。

技术实现思路

1、本发明提供的具有倒密封结构的旋转开闭式阀门及倒密封方法，有效的解决了现有旋转开闭式阀门的阀杆与阀盖之间密封性不佳的问题。

2、本发明所采用的技术方案是

3、具有倒密封结构的旋转开闭式阀门，包括具有腔体的阀体、与阀体采用螺栓连接的阀盖、伸入腔体的阀杆、与阀杆下端连接且设置在腔体内的阀芯，所述阀杆包括一号杆以及设置在一号杆上的圆板，所述圆板、一号杆以及阀盖形成一号环形腔，所述圆板、一号杆、阀盖以及阀芯形成二号环形腔，所述一号环形腔内设置有一号倒密封结构，所述二号环形腔内设置有二号倒密封结构。

4、进一步的是：所述一号倒密封结构包括一号弹性蓄能密封环以及设置在一号弹性蓄能密封环外侧的环形推力垫，所述环形推力垫在自然状态下与非受压状态下的一号环形腔的高度相等，所述二号倒密封结构包括二号弹性蓄能密封环以及套设在一号杆上的衬套，所述二号弹性蓄能密封环位于衬套上端，所述一号弹性蓄能密封环的上端和下端分别与阀盖和圆板相抵，隔绝介质沿所述一号环形腔流通，所述二号弹性蓄能密封环的内侧和外侧分别与一号杆和阀盖相抵，隔绝介质沿二号环形腔流通。

5、进一步的是：所述一号弹性蓄能密封环包括一号塑性环形夹套、一号环形弹片、一号塑性环形垫块、一号塑性环形挡圈，所述一号塑性环形夹套包括一号本体、对称设置在一号本体两端的一号弹性侧壁a和一号弹性侧壁b，所述一号本体、一号弹性侧壁a和一号弹性侧壁b形成一号开口，所述一号塑性环形垫块一端与本体相抵，一号塑性环形垫块两侧分别与一号弹性侧壁a和一号弹性侧壁b相抵，所述一号环形弹片包括一号弧形部、对称设置在一号弧形部两端的一号侧部a和一号侧部b，所述一号弧形部与一号塑性环形垫块相抵，所述一号侧部a与一号弹性侧壁a内侧相抵，所述一号侧部b与一号弹性侧壁b内侧相抵，所述一号塑性环形挡圈与一号弧形部远离一号塑性环形垫块一侧相抵，所述一号开口的开口一侧朝向阀盖的侧部。

6、进一步的是：所述二号弹性蓄能密封环包括二号塑性环形夹套、二号环形弹片、二号塑性环形垫块、二号塑性环形挡圈，所述二号塑性环形夹套包括二号本体、对称设置在二号本体两端的二号弹性侧壁a和二号弹性侧壁b，所述二号本体、二号弹性侧壁a和二号弹性侧壁b形成二号开口，所述二号塑性环形垫块一端与本体相抵，二号塑性环形垫块两侧分别与二号弹性侧壁a和二号弹性侧壁b相抵，所述二号环形弹片包括二号弧形部、对称设置在二号弧形部两端的二号侧部a和二号侧部b，所述二号弧形部与二号塑性环形垫块相抵，所述二号侧部a与二号弹性侧壁a内侧相抵，所述二号侧部b与二号弹性侧壁b内侧相抵，所述二号塑性环形挡圈与二号弧形部远离二号塑性环形垫块一侧相抵，所述二号开口的开口一侧朝向阀盖的侧部。

7、进一步的是：所述一号弹性侧壁a和一号弹性侧壁b相对一侧端部均设置有用于对一号环形弹片限位的一号止挡凸起。所述二号弹性侧壁a和二号弹性侧壁b相对一侧端部均设置有用于对二号环形弹片限位的二号止挡凸起。

8、进一步的是：所述一号塑性环形挡圈包括一端与一号弧形部相抵的一号环a以及设置在一号环a另一端的一号环b，所述一号环a与一号弧形部相抵一端设置有与一号弧形部适配的圆弧倒角，所述一号环b与一号环形腔的上壁和下壁相抵。

9、进一步的是：所述二号塑性环形挡圈包括一端与二号弧形部相抵的二号环a以及设置在二号环a另一端的二号环b，所述二号环a与二号弧形部相抵一端设置有与二号弧形部适配的圆弧倒角，所述二号环b下端与衬套上端相抵。

10、进一步的是：所述一号开口和二号开口均为喇叭开口。

11、倒密封方法，采用具有倒密封结构的旋转开闭式阀门，当气压从腔体流向二号腔体后，由于二号开口朝向衬套，也即是朝向腔体，因此介质会冲击二号环形弹片，使得二号侧部a向外挤压二号弹性侧壁a，二号侧部b向外挤压二号弹性侧壁b，保证二号弹性侧壁b挤压阀盖侧部，二号弹性侧壁a挤压阀杆外周，使得二号开口变大，限制介质沿二号环形腔继续流通从而起到密封作用；当介质进入一号环形腔后，由于一号开口朝向阀盖的侧部，在一号塑性夹套以及一号环形弹片的弹性预紧力以及介质的压力作用下，一号侧部a和一号侧部b会进一步撑开，使得一号弹性侧壁a和一号弹性侧壁b进一步撑开，从而使得一号弹性侧壁a挤压阀盖，一号弹性侧壁b挤压圆盘，使得一号开口变大，达到密封作用，阻止介质进一步泄漏。

12、发明的有益效果：

13、1、通过设置一号倒密封结构和二号倒密封结构，能够有效的隔绝阀腔中介质向二号环形腔和一号环形腔流动，有效的防止了阀杆的填料被介质影响。

14、2、环形推力垫能够减少阀杆与阀盖之间的摩擦力并且能够有效的保护一号弹性蓄能密封环免受阀杆与阀盖之间的过分挤压。衬套能够有效的保护介质对二号弹性蓄能密封环的直接冲击。

15、3、一号弹性蓄能密封环的结构设计能够有效的保证其自身的使用寿命，能够有效的保证长时间使用状态下的密封效果。

16、4、号弹性蓄能密封环的结构设计能够有效的保证其自身的使用寿命，能够有效的保证长时间使用状态下二号环形腔的密封效果。

技术特征：

1.具有倒密封结构的旋转开闭式阀门，包括具有腔体的阀体(1)、与阀体(1)采用螺栓连接的阀盖(2)、伸入腔体的阀杆(3)、与阀杆(3)下端连接且设置在腔体内的阀芯(4)，其特征在于：所述阀杆(3)包括一号杆(31)以及设置在一号杆(31)上的圆板(32)，所述圆板(32)、一号杆(31)以及阀盖(2)形成一号环形腔，所述圆板(32)、一号杆(31)、阀盖((2)以及阀芯(4)形成二号环形腔，所述一号环形腔内设置有一号倒密封结构，所述二号环形腔内设置有二号倒密封结构。

2.根据权利要求1所述的具有倒密封结构的旋转开闭式阀门，其特征在于：所述一号倒密封结构包括一号弹性蓄能密封环(7)以及设置在一号弹性蓄能密封环(7)外侧的环形推力垫(6)，所述环形推力垫(6)在自然状态下与非受压状态下的一号环形腔的高度相等，所述二号倒密封结构包括二号弹性蓄能密封环(5)以及套设在一号杆(31)上的衬套(9)，所述二号弹性蓄能密封环(5)位于衬套(9)上端，所述一号弹性蓄能密封环(7)的上端和下端分别与阀盖(2)和圆板(32)相抵，隔绝介质沿所述一号环形腔流通，所述二号弹性蓄能密封环(5)的内侧和外侧分别与一号杆(31)和阀盖(2)相抵，隔绝介质沿二号环形腔流通。

3.根据权利要求2所述的具有倒密封结构的旋转开闭式阀门，其特征在于：所述一号弹性蓄能密封环(7)包括一号塑性环形夹套(71)、一号环形弹片(72)、一号塑性环形垫块(73)、一号塑性环形挡圈(74)，所述一号塑性环形夹套(71)包括一号本体(711)、对称设置在一号本体(711)两端的一号弹性侧壁a(712)和一号弹性侧壁b(713)，所述一号本体(711)、一号弹性侧壁a(712)和一号弹性侧壁b(713)形成一号开口，所述一号塑性环形垫块(73)一端与本体相抵，一号塑性环形垫块(73)两侧分别与一号弹性侧壁a(712)和一号弹性侧壁b(713)相抵，所述一号环形弹片(72)包括一号弧形部(721)、对称设置在一号弧形部(721)两端的一号侧部a(722)和一号侧部b(723)，所述一号弧形部(721)与一号塑性环形垫块(73)相抵，所述一号侧部a(722)与一号弹性侧壁a(712)内侧相抵，所述一号侧部b(723)与一号弹性侧壁b(713)内侧相抵，所述一号塑性环形挡圈(74)与一号弧形部(721)远离一号塑性环形垫块(73)一侧相抵，所述一号开口的开口一侧朝向阀盖(2)的侧部。

4.根据权利要求3所述的具有倒密封结构的旋转开闭式阀门，其特征在于：所述二号弹性蓄能密封环(5)包括二号塑性环形夹套(51)、二号环形弹片(52)、二号塑性环形垫块(53)、二号塑性环形挡圈(54)，所述二号塑性环形夹套(51)包括二号本体(511)、对称设置在二号本体(511)两端的二号弹性侧壁a(512)和二号弹性侧壁b(513)，所述二号本体(511)、二号弹性侧壁a(512)和二号弹性侧壁b(513)形成二号开口，所述二号塑性环形垫块(53)一端与本体相抵，二号塑性环形垫块(53)两侧分别与二号弹性侧壁a(512)和二号弹性侧壁b(513)相抵，所述二号环形弹片(52)包括二号弧形部(521)、对称设置在二号弧形部(521)两端的二号侧部a(522)和二号侧部b(523)，所述二号弧形部(521)与二号塑性环形垫块(53)相抵，所述二号侧部a(522)与二号弹性侧壁a(512)内侧相抵，所述二号侧部b(523)与二号弹性侧壁b(513)内侧相抵，所述二号塑性环形挡圈(54)与二号弧形部(521)远离二号塑性环形垫块(53)一侧相抵，所述二号开口的开口一侧朝向阀盖(2)的侧部。

5.根据权利要求4所述的具有倒密封结构的旋转开闭式阀门，其特征在于：所述一号弹性侧壁a(712)和一号弹性侧壁b(713)相对一侧端部均设置有用于对一号环形弹片(72)限位的一号止挡凸起(714)；所述二号弹性侧壁a(512)和二号弹性侧壁b(513)相对一侧端部均设置有用于对二号环形弹片(52)限位的二号止挡凸起(514)。

6.根据权利要求4所述的具有倒密封结构的旋转开闭式阀门，其特征在于：所述一号塑性环形挡圈(74)包括一端与一号弧形部(721)相抵的一号环a(741)以及设置在一号环a(741)另一端的一号环b(742)，所述一号环a(741)与一号弧形部(721)相抵一端设置有与一号弧形部(721)适配的圆弧倒角，所述一号环b(742)与一号矩形腔的上壁和下壁相抵。

7.根据权利要求4所述的具有倒密封结构的旋转开闭式阀门，其特征在于：所述二号塑性环形挡圈(54)包括一端与二号弧形部(521)相抵的二号环a(541)以及设置在二号环a(541)另一端的二号环b(542)，所述二号环a(541)与二号弧形部(521)相抵一端设置有与二号弧形部(521)适配的圆弧倒角，所述二号环b(542)下端与衬套(9)上端相抵。

8.根据权利要求4所述的具有倒密封结构的旋转开闭式阀门，其特征在于：所述一号开口和二号开口均为喇叭开口。

9.倒密封方法，采用权利要求3至8任意一项所述的具有倒密封结构的旋转开闭式阀门，其特征在于：当气压从腔体流向二号腔体后，由于二号开口朝向衬套(9)，也即是朝向腔体，因此介质会冲击二号环形弹片(52)，使得二号侧部a(522)向外挤压二号弹性侧壁a(512)，二号侧部b(523)向外挤压二号弹性侧壁b(513)，保证二号弹性侧壁b(513)挤压阀盖(2)侧部，二号弹性侧壁a(512)挤压阀杆(3)外周，使得二号开口变大，限制介质沿二号环形腔继续流通从而起到密封作用；当介质进入沿二号环形腔进入一号环形腔后，由于一号开口朝向阀盖(2)的侧部，在一号塑性夹套以及一号环形弹片(72)的弹性预紧力以及介质的压力作用下，一号侧部a(722)和一号侧部b(723)会进一步撑开，使得一号弹性侧壁a(712)和一号弹性侧壁b(713)进一步撑开，从而使得一号弹性侧壁a(712)挤压阀盖(2)，一号弹性侧壁b(713)挤压圆盘，使得一号开口变大，达到密封作用，阻止介质进一步泄漏。

技术总结
本发明公开了具有倒密封结构的旋转开闭式阀门及倒密封方法，包括具有腔体的阀体、与阀体采用螺栓连接的阀盖、与阀体转动连接并伸入腔体的阀杆、与阀杆下端连接设置在腔体内的阀芯。所述阀杆包括一号杆以及设置在一号杆上的圆板，所述圆板、一号杆以及阀盖形成一号环形腔，所述圆板、一号杆、阀盖以及阀芯形成二号环形腔，所述一号环形腔内设置有一号倒密封结构，所述二号环形腔内设置有二号倒密封结构。优点：通过设置一号倒密封结构和二号倒密封结构，能够有效的隔绝阀腔中介质向二号环形腔和一号环形腔流动，有效的防止了阀杆的填料被介质影响。

技术研发人员：周金彪,施志斐
受保护的技术使用者：天域阀门（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22