[发明专利]一种超高压压力截止阀

说明书

技术领域

本发明涉及压力计量领域，尤其涉及超高压压力截止阀。

背景技术

压力计量所涉及的压力范围从几Pa到2000多MPa，通常将其划分为微压(<10kPa)、低压(0.01MPa～0.25MPa)、中压(0.25MPa～100MPa)、高压(>100MPa)、超高压(>600MPa)。传递压力的介质主要有气、液等流体。对于高压和超高压力计量，必然涉及到压力的产生和测量；一般通过压力管道、阀门、动力源将液体介质增压到所需的超高压力，再由标准源复现量值，阀门在高压压力计量中非常关键，其安全性和密封性是保证压力量值准确传递的重要因素。

目前，工业应用中的压力阀门主要包括单向阀、溢流阀、截止阀及止回阀等，随着阀门行业的快速发展，对阀门的各方面技术参数、耐强腐蚀和使用寿命等方面提出了更高的要求。

在专利CN104455477A(以下简称D1)、CN201851685U(以下简称D2)、CN102563091A(以下简称D3)中公开了三种压力阀门。这三种压力阀门的阀杆阀针都是两段式结构，上段阀杆和下段阀针之间自由连接，以此达到通过将阀杆的上下旋转运动转化为阀针的上下直线运动，通过阀针与阀体的配合来达到管道的截止隔断。但是，上述三种阀针的结构都存在如下缺陷：

首先，在超高压环境下，压力阀门要达到高寿命和密封可靠的性能，其阀针尖端和阀体之间最好每次密封结合的相对位置保持不变，以防止阀针尖端和阀体的密封位置之间相互磨损，阀的总体密封性受到影响，降低阀的使用寿命。阀针的绝对直线运动不仅可以保证阀针杆部的密封，更重要的是可以保证阀针尖端在密封阀体时每次密封结合的相对位置不变。

D1没有限制阀针转动的防转结构，不能保证阀针在上下直线运动的过程中不发生细微的转动；D2中采用了类似滑动螺旋副的原理来确保阀针的上下直线运动，通过阀杆螺母3，销子14，止动螺栓4，限位垫片5，螺钉6对下阀杆2进行限位，结构比较复杂，在超高压环境下不适合阀门的操作；D3不仅没有限制阀针转动的防转结构，并且对于100MPa以上压力的高压和超高压力计量来说，要想实现管路的截止隔断，D3中的球头密封截止是不合理的，虽然球头的密封能够提供的管道流量较大，但阀杆受力太大，不适合阀门的操作，因此D3的球头结构是不适合应用在超高压环境下的。

其次，超高压环境下，不仅阀针的尖端受压大，阀针的杆部本身的受压也非常大，虽然D1、D2和D3中公开的三种阀门都采用了类似密封圈或者密封填料的结构，但是密封圈或者密封填料的形状都不能在超高压环境下较好的实现阀针光杆的动密封，不利于阀针杆部在超高压环境下的工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种超高压压力截止阀，该截止阀不仅能通过简单可靠的防转限位结构保证阀针的绝对上下直线运动，并且能够确保在超高压环境下，阀针杆部的动密封。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种超高压压力截止阀，包括手柄、阀杆、阀体、压紧螺母和阀针，手柄和阀杆上端垂直交叉固定，阀杆下端和阀针上端相连，压紧螺母立式固定于阀体内部，压紧螺母上开设轴向通孔，通孔内套装阀针，阀针可在通孔内移动，

其特征在于：

所述阀杆底部开设上端大、下端小的两层台阶形阀针安装孔，其上台阶层为光孔，下台阶层为螺纹孔；

所述阀针上端大头插入阀针安装孔上台阶层内，阀针上端端面和阀针安装孔底面为相互配合的球面，阀针和阀杆能够相对转动；带有中心光孔的限位螺母旋紧在阀针安装孔下层台阶内，阀针从限位螺母的中心光孔中活动穿过；

所述阀针和压紧螺母通孔的配合段上，分别具有相互匹配的、防止阀针绕轴向转动的限位面，两限位面紧贴，阀针只能在压紧螺母的轴向通孔内沿轴向上下直线运动，不能绕轴向转动；

所述压紧螺母下方的阀体内开设安装孔，安装孔内立式装入阀座，两者之间过渡配合，阀座外周面和安装孔内周面之间具有环形的第一密封腔；

第一密封腔上端的横截面由下至上逐渐变小，且上端的横截面小于等于下端横截面，其下端内上、下层叠装入第一延展金属密封圈和第一耐磨硬质纤维密封圈，第一延展金属密封圈和第一密封腔之间紧配合，第一耐磨硬质纤维密封圈和第一密封腔之间紧配合；

所述阀针从阀座的中心通孔内活动穿过，阀针外周面和中心通孔内周面之间具有环形的第二密封腔；