[发明专利]新型小型波纹管阀门密封

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种新型小型波纹管阀门密封，尤其应用于高压作业的潜器。

背景技术

在二十世纪七十年代之前，波纹管结构分析主要采用解析法，其主要思想是根据近似简单梁、近似圆柱体、近似壳体的假设，依据材料力学和弹性理论得到波纹管壳体中的应力一应变值。但由于波纹管本身是一种较为复杂的轴对称薄壁壳体，且在绝大多数工况下材料处于塑性大变形范围内，因而在解析解与波纹管材料的实际响应之间存在着较大的误差。为了适应工程设计需要，人们引入了工程近似方法，该方法虽有一定误差，但在工程设计或大系统研究中是有效的。该方法的主要思想是在解析法得到的近似解中引出了图表形式的修正系数，经过这样的近似就可得出简单的设计计算公式，并在工程设计中应用。

对波纹管进行有限元分析能够有效解决波纹管弹塑性大变形范围内的载荷应力响应问题，主要思想是将膨胀节本体进行离散化，分成若干个单元，通过能量原理建立起以结点位移为基本未知量的代数方程组，通过求解结点位移，进而求出应变和应力。它的特点是可以借助计算机，一次计算出多种工况下的波纹管的位移和应力分布，便于设计者进行应力分析，是对波纹管进行应力或总体分析的有效方法。随着现代工业的发展，对阀门的密封可靠性提出了更高的要求，没有泄漏和长寿命成为阀门工作质量的首选。阀门的泄漏特别是外漏不仅会造成大量流体损失，耗损能源，污染环境，甚至会酿成重大的事故。虽然各种结构形式的阀门不断涌现，但阀门密封仍是一个未能根本解决的问题。

发明内容

为了克服现有的阀门密封密封性能较差，且工作时可靠性较差的问题，本发明提供一种新型小型波纹管阀门密封，该型新型小型波纹管阀门密封具有良好的密封性能，提升了阻止介质渗透能力；在确保工作能力的基础上，密封面能承受一定的结构强度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用波纹管为外密封元件，梯形刀口平面为内密封结构，可以达到传统阀门无法达到的密封精度和长期使用后的密封可靠性；波纹管阀门以波纹管作为外密封元件，波纹管一端焊接固定在阀盖和阀座上，另一端焊接在阀杆上，阀杆上下运动带动波纹管压缩或拉伸，波纹管起着外密封和弹性元件的作用。关闭阀门时，阀杆向下移动，阀杆上的阀头随之向下移动压紧密封面，阀门关闭开启阀门时，提升阀杆，阀头离开密封面，阀门打开完成开启动作。波纹管的轴向行程通过阀杆移动的机械限位来保证。

为了减少波纹管阀门对外泄漏的漏点，波纹管阀门制造时，将阀盖与阀座焊接。在开启或关闭过程中，阀杆存在轴向移动，外密封必须保证阀杆在轴向移动过程中阀杆与阀盖之间的间隙很小，以防止流体泄漏；本阀门用波纹管的波形确定为单层U型波纹结构。

本发明的有益效果是：该新型小型波纹管阀门密封具有良好的密合性能，即密封面应能很好地阻止介质渗透；密封面能承受一定的结构强度；截止阀在小行程的条件下能迅速打开到全流量，且具有比其他形式的阀门如闸阀或蝶阀重量轻、体积小的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是波纹管阀门外密封结构示意图。

图1中，1、2为焊接点。

具体实施方式

优选的，波纹管阀门以波纹管作为外密封元件，图1波纹管一端焊接固定在阀盖和阀座上，另一端焊接在阀杆上，阀杆上下运动带动波纹管压缩或拉伸，波纹管起着外密封和弹性元件的作用。关闭阀门时，阀杆向下移动，阀杆上的阀头随之向下移动压紧密封面，阀门关闭开启阀门时，提升阀杆，阀头离开密封面，阀门打开完成开启动作。波纹管的轴向行程通过阀杆移动的机械限位来保证。

优选的，为了减少波纹管阀门对外泄漏的漏点，波纹管阀门制造时，将阀盖与阀座焊接。在开启或关闭过程中，阀杆存在轴向移动，外密封必须保证阀杆在轴向移动过程中阀杆与阀盖之间的间隙很小，以防止流体泄漏。

优选的，通过波纹管及其波纹管与阀杆可靠的焊接将阀杆与阀腔内的流体完全隔断，从而达到隔离外泄漏源的目的，保证流体绝无外泄漏的通道。

优选的，选择具有较高机械强度的波纹管材料，本阀门用波纹管的波形确定为单层U型波纹结构。

优选的，波纹管外径D根据放置波纹管的空间确定，波纹管内径d根据所容纳的阀杆直径确定，参照波纹管相关标准和设计要求，本阀门用波纹管内径取6mm，外径取10mm。

优选的，密封副材料选用具有抗氢腐蚀的金属材料，材料的机械强度和硬度较高，以满足长期使用后的密封可靠性要求和耐腐蚀性要求。