[发明专利]小流量高温高压截止阀

说明书

技术领域

本发明属于流体机械工程技术领域，涉及高温高压下流体介质的截止阀，尤其涉及小流量高温高压截止阀。

背景技术

在化学、化工、石油化工等领域，广泛涉及高温高压流体介质(气体、液体及其混合物等)，阀门是这些流体介质管路上必不可少的配件。流体介质的温度和压力越高，阀门的工作性能(主要是密封性)就越差。高温高压下阀门的密封问题，一直是一个尚未很好解决的技术难题。尤其在一些温度和压力非常高(例如温度达500℃左右，压力达50MPa左右)的场合，为了满足科学研究和实际生产需要(例如相平衡研究和取样分析等)，往往需要配置小流量高温高压截止阀，且对其密封性能要求很高，而现有的截止阀难以满足这一要求。

附图1是现有的可用于高温高压场合的小流量针形截止阀的原理图。图中：1阀杆，2填料压盖，3密封填料，4阀体，5阀腔，6介质出口，7线密封处，8阀座，9介质入口。这种截止阀有两道密封：即关闭状态的密封和开启状态的密封。前者在阀杆1与阀座8之间建立；后者在阀杆1与密封填料3之间建立。阀杆1与阀座8之间的密封容易实现，通过金属对金属的线密封(附图1线密封处7)容易满足高温高压下的密封要求。然而，阀杆1与密封填料3之间的密封很难保证，尤其在高温下就更难了。阀杆1与密封填料3之间的密封比压，决定于填料压盖2施加的压紧力。该压紧力太大，密封填料就会“抱死”在阀杆1上，使截止阀开启不灵活；该压紧力太小，则阀杆1与密封填料3之间的密封比压会达不到要求，无法在二者之间建立初始密封。即使在阀杆1和密封填料3之间建立了初始密封，但在此后阀门的开启和关闭过程中，阀杆1相对密封填料3上下移动，会引起这种初始密封条件的改变。往往经过若干次开启和关闭操作，会导致阀杆1与密封填料3之间的密封失效。在高温高压下，这一问题更为突出。就密封填料3的材料而言：一方面，由于它只能选用非金属材料，因而本身就很难适应高压密封；另一方面，可供高压下使用的材料很有限，而且高温会使材料的密封特性(例如弹性扩张能力)恶化甚至消失。因此，现有的小流量截止阀，在特别高的温度和压力(或特别高的温度或特别高的压力)下，往往是“一关就死，一开就漏”，无法满足使用要求。其主要原因是开启状态的密封(即阀杆1与密封填料3之间的密封)，尚无很好的解决方案。

发明内容

本发明的目的是，提供一种小流量高温高压截止阀，它能有效克服现有小流量高温高压截止阀在开启状态难以保证密封的缺点，满足在特别高的温度和压力(或特别高的温度或特别高的压力)下的使用要求。

本发明的技术方案如下：

本发明的小流量高温高压截止阀。其特征在于：它主要由阀杆、压盖、阀体和金属隔膜组成。柱状阀杆螺纹连接在柱状压盖之内，该压盖螺纹连接在阀体之内，该阀体上设置一个环形阀体密封面。在柱状压盖的一端设置一个环形压盖端面，该压盖端面将圆形金属隔膜压紧在环形阀体密封面上。在阀体上设置一个环形阀座密封面，在柱状阀杆的一端设置一个圆形阀杆端面，该阀杆端面在阀关闭时将圆形金属隔膜压紧在环形阀座密封面上。阀体上的环形阀座密封面与环形阀体密封面间设置一个环形介质导流腔，该介质导流腔与介质出口通道连通。阀体上的环形阀座密封面内侧与介质入口通道连通。在阀体上的环形阀体密封面和环形阀座密封面之间设置有一个高度差，这个高度差即为阀杆升程。