[发明专利]一种减磨损的阀门密封结构及其方法

权利要求书

1.一种减磨损的阀门密封结构，其特征在于，包括转轮（1）、固定挡板（2）、活动压盖（3）、阀门阀盖（4）、弹簧组（5）、填料（7）、活动套筒（8）、阀杆（9）、阀体（10）和阀芯（11）；

所述阀门阀盖（4）固定于阀门阀体（10），其内部的轴向贯通通道具有二阶梯状端面，其中第一竖直圆形阶梯端面（A）与第一水平环形阶梯端面（B）之间为填料函通道，第一水平环形阶梯端面（B）上设置活动套筒（8）；第二竖直圆形阶梯端面（C）与第二水平环形阶梯端面（D）之间为阀杆中卡环通道；第三竖直圆形阶梯端面（E）内侧攻有内螺纹（13）；

转轮（1）与阀杆（9）固定连接，所述阀杆（9）从上至下依次设置有同步移动的上卡环（17）、中卡环（14）与下螺纹（12），阀杆（9）贯穿阀门阀盖（4）的轴向贯通通道后底端与阀芯（11）相连，且阀杆（9）上的下螺纹（12）为外螺纹，与所述内螺纹（13）构成驱动阀杆（9）轴向移动的螺旋副；

固定挡板（2）与阀门阀盖（4）固定连接；所述活动压盖（3）同轴套于阀杆（9）上且由圆环体和嵌入部分组成，所述嵌入部分与所述填料函通道构成轴向的滑动副，所述圆环体被限位于固定挡板（2）与阀门阀盖（4）之间；所述弹簧组（5）设置于活动压盖（3）下方，填料（7）填充于弹簧组（5）与活动套筒（8）之间的填料函通道中，且弹簧组（5）两端分别支顶在活动压盖（3）的下表面和填料（7）的上表面；活动压盖（3）、弹簧组（5）、填料（7）和活动套筒（8）都限制在所述阀杆（9）外侧的填料函通道中移动；

所述活动压盖（3）上设有第一凸起部，第一凸起部位于所述上卡环（17）的下移路径上，上卡环（17）随阀杆（9）向下移动的过程中，通过推动第一凸起部带动活动压盖（3）向下移动；

所述活动套筒（8）上设有第二凸起部，第二凸起部位于所述中卡环（14）的上移路径上，中卡环（14）随阀杆（9）向上移动的过程中，通过推动第二凸起部带动活动套筒（8）向上移动；

当所述阀杆（9）向下移动至极限位置时，阀芯（11）完全关闭阀门内的水流通道，且活动套筒（8）贴合第一水平环形阶梯端面（B），中卡环（14）脱离第二凸起部，所述上卡环（17）通过推动活动压盖（3）使弹簧组（5）和填料（7）处于压缩状态；

当所述阀杆（9）向上移动至极限位置时，阀芯（11）完全打开阀门内的水流通道，且活动压盖（3）顶部贴合固定挡板（2），上卡环（17）脱离第一凸起部，所述中卡环（14）通过推动活动套筒（8）使弹簧组（5）和填料（7）处于压缩状态；

所述活动压盖（3）中设有直径大于阀杆上卡环（17）外径的第一内通槽（16），所述第一凸起部为同轴设置于第一内通槽（16）底部的第一环形体，且第一环形体的内径小于所述阀杆上卡环（17）外径；

所述活动套筒（8）中设有直径大于阀杆中卡环（14）外径的第二内通槽（15），所述第二凸起部为同轴设置于第二内通槽（15）顶部的第二环形体，且第二环形体的内径小于所述阀杆中卡环（14）外径。

2.根据权利要求1所述一种减磨损的阀门密封结构，其特征在于，所述阀杆（9）的上卡环（17）外径等于中卡环（14）外径，且大于所述下螺纹（12）的公称直径。

3.根据权利要求1所述一种减磨损的阀门密封结构，其特征在于，所述固定挡板（2）为一个带有通孔的盖体，盖体内部中空，作为活动压盖（3）的移动空间。

4.根据权利要求1所述一种减磨损的阀门密封结构，其特征在于，所述固定挡板（2）通过螺栓组（6）固定于阀门阀盖（4）顶部。

5.根据权利要求1所述一种减磨损的阀门密封结构，其特征在于，当所述阀杆（9）向上或向下移动至极限位置时，弹簧组（5）和填料（7）处于最大压缩状态。

6.根据权利要求1所述一种减磨损的阀门密封结构，其特征在于，所述阀门阀盖（4）下端设置法兰，通过法兰固定于阀门阀体（10）。

7.根据权利要求1所述一种减磨损的阀门密封结构，其特征在于，所述填料（7）填充满弹簧组（5）与活动套筒（8）之间的填料函通道，构成活动密封。

8.一种利用如权利要求1~7任一所述阀门密封结构的减磨损的阀门密封方法，其特征在于，步骤如下：

当控制阀门由关闭转向开启时，通过转动转轮（1）控制阀杆（9）开始上升；活动压盖（3）在弹簧组（5）的作用下向上移动，使填料（7）的压缩量逐步减小，阀门开启一定程度后，活动压盖（3）受到固定挡板（2）的限制到达最顶端，使填料（7）的压缩量达到最小，填料（7）与阀杆（9）的比压减小，减小阀杆（9）运动过程中对填料（7）磨损；在阀杆（9）继续上升时，阀杆（9）上的中卡环（14）进入活动套筒（8）的第二内通槽（15），并通过第二凸起部推动活动套筒（8）随阀杆（9）向上运动，使填料（7）再次受到挤压作用；当阀杆（9）运动到最顶端时，填料（7）处于最大压缩状态，填料（7）与阀杆（9）的比压达到最大，增强密封效果；

当控制阀门由开启转向关闭时，通过转动转轮（1）控制阀杆（9）开始下降；活动套筒（8）在弹簧力的作用下向下移动，使弹簧组（5）的压缩量逐步减小，阀门关闭到一定程度时，活动套筒（8）到达最底端贴合第一水平环形阶梯端面（B），使填料（7）的压缩量达到最小，填料（7）与阀杆（9）的比压减小，减小阀杆（9）运动时对填料（7）的磨损；在阀杆（9）继续下降时，阀杆（9）上的上卡环（17）进入活动压盖（3）的第一内通槽（16），通过第一凸起部推动活动压盖（3）随阀杆（9）向下运动，使填料（7）再次受到挤压作用；当阀杆（9）运动到最底端时，填料（7）处于最大压缩状态，增强密封效果。