[发明专利]高温高压截止阀阀盖与阀座间的密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种截止阀，特别涉及适用于高温高压介质的截止阀中阀盖与阀座之间的密封结构。该密封结构能够很好的解决高温高压截止阀中阀盖与阀座间的泄漏问题。

背景技术

高温高压截止阀是一种适用于高温高压介质的截止阀，在火电厂、核电站、石油化工系统的高温、高压管路上大量使用，比如在火电厂中，为了监测热力系统运行的高温高压样品，需要从热力系统中在线取样进行分析，其中取样管路中的一次门就要采用高温高压截止阀。

截止阀是一种利用阀瓣沿阀座中心线移动来开启和关闭管路中流体介质通道的阀门。这种阀门主要由阀座、阀盖、阀瓣和阀杆组成，阀座上设有阀腔，阀瓣位于阀腔中，阀盖与阀腔端口连接使阀座和阀盖构成阀体，阀杆从阀盖上所设的通孔中伸入阀腔并作用于阀瓣，使阀瓣与通口配合从而构成开启和关闭两种状态。

高温高压截止阀在设计和制造过程中遇到最大难点是密封问题，特别是阀盖与阀座之间的密封问题。2009年8月机械工业出版社公开发行了一部由中国阀门专家陆培文先生主编的《阀门设计入门与精通》书籍。该书第七章涉及阀门外密封(阀盖与阀座间的密封)时仅给出了一种软密封方式和两种硬密封方式。硬密封方式之一是面密封，即在阀盖与阀座之间以两个研磨面压紧配合进行密封的方式；硬密封方式之一是线密封，即在阀盖与阀座之间以线与面压紧配合进行密封的方式。据申请人了解，目前进口英、美等国的高温高压截止阀外密封大多数采用面密封，而国内生产的高温高压截止阀阀盖与阀座之间完全采用面密封。从实际制造和使用效果来看，面密封通常需要手工研磨，工艺十分繁琐，技术要求高，生产效率低，如果工艺粗糙，极易造成外漏质量问题。另外，由于受面密封的限制阀瓣与通口的配合精度难以保证，容易造成内漏。线密封的优点是内漏少，但是外密封性能很差。因此如何更好的解决阀盖与阀座间的泄漏问题是高温高压截止阀密封设计的关键性课题。

发明内容

本发明提供一种高温高压截止阀阀盖与阀座间的密封结构，目的旨在解决以往阀盖与阀座之间密封性能差、可靠性差以及生产效率低的问题，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高温高压截止阀阀盖与阀座间的密封结构，在阀座上设有用于连接的内螺纹孔，在阀盖上设有用于连接的外螺纹段，该外螺纹段与内螺纹孔螺纹连接形成阀盖与阀座之间的连接结构。

其创新在于：在所述内螺纹孔的端口处径向扩孔形成一段沉孔，在该沉孔的孔口倒角形成一段内锥形Q面；所述外螺纹段根部设有退刀槽，退刀槽连接一轴肩，该轴肩端面与沉孔端面之间形成一个环形空间，环形空间中放置柔性石墨垫圈，轴肩的角部倒角形成一段外锥形A面，外锥形A面的锥角大于内锥形Q面的锥角，外锥形A面与轴肩的外圆面相交形成环线状P刀刃，该环线状P刀刃的直径落在内锥形Q面的直径范围内，而且环线状P刀刃的材质硬度大于内锥形Q面材质硬度，当阀盖的外螺纹段旋入阀座的内螺纹孔时，环线状P刀刃切入内锥形Q面形成线状硬密封，同时由于轴肩端面与沉孔端面之间的轴向挤压作用，使柔性石墨垫圈产生径向变形，并强行挤入外锥形A面与内锥形Q面之间形成的环形楔隙中构成软密封。

上述技术方案的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述外锥形A面(11)的锥角大于内锥形Q面(6)的锥角2度至20度。

2、上述方案中，所述环线状P刀刃(12)的材质硬度大于内锥形Q面(6)材质硬度HRC5至HRC20。

本发明是针对阀盖外螺纹段与阀座内螺纹孔之间的螺纹连接缝隙而设计的密封结构，该密封结构不仅采用了第一道石墨垫软密封和第二道线状刀刃硬密封，特别是利用装配中的挤压作用，将柔性石墨垫圈上石墨材料强行挤入外锥形A面与内锥形Q面间的环形楔隙，使第一道石墨垫软密封与第二道线状刀刃硬密封有机连接成一体，从而大大提高了密封性能和效果，而且生产效率高，工艺上容易实现。

附图说明

附图1为采用本发明密封结构的高温高压截止阀；

附图2为图1高温高压截止阀中的阀盖剖视图；

附图3为图1高温高压截止阀中的阀座剖视图；

附图4为图1中A处取出柔性石墨垫圈后的密封结构放大图；

附图5为本发明密封结构形成原理图(一)；

附图6为本发明密封结构形成原理图(二)；

附图7为本发明密封结构形成原理图(三)。