[实用新型]一种针阀

说明书

本实用新型公开了一种针阀，它涉及阀门技术领域。阀杆插接在阀体中，阀杆的下端与阀体密封配合，阀杆上与阀体口部依次套接有下垫圈、密封圈、上垫圈，连接处旋接有压紧螺母，阀杆的上端与手柄连接；所述的压紧螺母的顶平面上设置有对360°圆周角进行分度的旋转刻度，以15°为圆周最小分度数，刻度线按长短间隔的状态均匀布置；所述的阀杆的母线上设置有刻线。本实用新型在调整轴密封时，能有效控制施加在压紧螺母上的操作扭矩，保证密封调整后，密封可靠，同时操作舒适，使用寿命更长，应用前景广阔。

技术领域

本实用新型涉及的是阀门技术领域，具体涉及一种针阀。

背景技术

针阀，又称截止阀，是工程装置的流体管路中常用的阀门，主要用于对流体管路的截断操作。这种截断是一个缓慢的过程，通常针阀从截断到完全打开(或者从完全打开到截断)需要旋转两圈到五圈，有些甚至需要九圈。相对来说，球阀是另一种用于对流体管路截断操作的阀门，从截断到完全打开只需要旋转1/4圈，因此它属于快速截断阀门。

图1为现有市面上常见的一种针阀结构，该图为截断流路状态，包括阀体1、阀杆2、下垫圈3、密封圈4、压紧螺母5、手柄6、上垫圈7，此针阀打开过程如下：逆时针旋转手柄6，带动阀杆2向上移动，离开阀体1，打开针阀，流体通过针阀入口区域10，流向下游针阀出口区域9，针阀实现打开操作功能。针阀轴密封区域8阻止针阀出口区域9的流体压力泄漏向针阀外部环境，是针阀的一个密封区域。密封圈4处于被压紧状态时，与阀体1和阀杆2紧密接触，产生接触应力，起到密封作用。

图2为针阀轴密封区域8的放大示意图，其中第一内孔301是下垫圈3的圆柱孔，第二内孔701是上垫圈7的圆柱孔，密封圈4的第一圆柱面401是阀体1和密封圈4的接触面，密封圈4的第二圆柱面402是密封圈4和阀杆2的接触面，下空隙203是阀杆2和下垫圈3的第一内孔301围成的，上空隙207是阀杆2和上垫圈7的第二内孔701围成的，第一区域403是密封圈4面向下空隙203的部位，第二区域407是密封圈4面向上空隙207的部位。正常工作状态时，密封圈4处于阀体1、下垫圈3、上垫圈7、阀杆2的包围下并且被压紧，导致密封圈4和阀杆2紧密接触，在密封圈内第二圆柱面402处产生接触应力，同时，阀体1和密封圈4紧密接触，在密封圈外第一圆柱面401处产生接触应力，从而发挥密封功能，阻止流体通过第一圆柱面401和第二圆柱面402流通，这既包括流体从针阀内部泄漏到外部环境，也包括从外部环境泄漏到针阀内部。但是密封圈4的材料一般为塑料或柔性石墨等非金属，非金属本身有蠕变特性，日复一日在发生冷流动。在图2中，密封圈4的第一区域403会向下空隙203流动，同时密封圈4的第二区域407会向上空隙207流动，密封圈体积的膨胀导致在第一圆柱面401处和第二圆柱面402处产生接触应力变小，从而削弱密封功能，造成流体可能通过第一圆柱面401和第二圆柱面402流通，产生泄漏隐患。一般针阀工作时，工作环境比较苛刻，尤其是处于温度交变的工况时，非金属冷流动会加快，密封圈4的第一区域403向下空隙203的流动和第二区域407向上空隙207流动变得极为严重，密封应力的损失会加剧，泄漏往往会提前发生。

针阀轴密封区域8泄漏的发生，要求针阀定期调整轴密封。结合图1和图2，密封调整进行步骤如下：固定阀体1，然后用扳手顺时针旋紧压紧螺母5，压紧螺母5施加正压力给上垫圈7，再传递正压力给密封圈4，密封圈4受压产生弹塑性变形，加大了第一圆柱面401和第二圆柱面402上的接触应力，从而可以密封针阀的额定工作压力。但是，对针阀轴密封的定期调整有一个问题：那就是无法控制施加在压紧螺母5上的操作扭矩。操作扭矩过小，在第一圆柱面401和第二圆柱面402上无法产生有效的密封作用，不能达到密封针阀内部工作压力的要求，更可能发生的是施加了过多的操作扭矩。此时，密封圈4会被过度压缩，产生剧烈的冷流动，同时第二圆柱面402上接触应力增加，造成针阀开关时阀杆2和密封圈4摩擦加大，针阀操作扭矩增加，舒适度下降，使用寿命降低。实际上，采用扭矩扳手控制施加在压紧螺母5上的操作扭矩是理想的方法，但是生产实际中，扭矩扳手不是普遍轻易得到，另外使用现场往往条件简陋，物资缺乏，不会常备，这导致采用扭矩扳手不是普遍可行。

为了解决上述问题，设计一种新型的针阀尤为必要。