本实用新型涉及截止阀领域具体涉及一种密封面防冲刷的角式截止阀。
背景技术：
截止阀，也叫截门，是一种广泛使用的阀门，截止阀的闭合原理是，依靠阀杠压力，使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合，阻止介质流通。由于开闭过程中密封面之间摩擦力小，因此该类阀门耐用高，同时由于其开启高度不大、制造容易、维修方便，不适用于中低压和高压。
角式截止阀启闭件是塞形的阀瓣，密封面呈平面或锥面，阀瓣沿流体的中心线作直线运动。如中国实用新型申请专利号为cn201820581654.1的一种严重事故卸压截止阀，包括阀体、阀座、阀杆、阀瓣、碟簧组和支架，所述填料箱和阀体之间设置密封环，所述密封环设置在四开环的下方，所述密封环包括上石墨环、下石墨环、上金属环和下金属环，下金属环内圆与上金属环外圆间隙配合，上金属环和下金属环之间靠近填料箱的一侧设置下石墨环，上金属环和下金属环之间靠近阀体的一侧设置上石墨环。本实用新型能够在严重事故下保证阀门的排放能力，并在急速变化的工况下，阀门能够开启且对阀体和填料箱起到密封作用。
目前高压自密封角式截止阀普遍存在使用周期短的问题，如上所述，现有的现有阀瓣密封面多为平面或弧面，其与阀体的介质流道的阀体密封面进行密封配合时，如图1所示，在微启状态下从缝隙中通过的介质会冲刷阀瓣密封面，加速了阀瓣密封面的破损速度，进而出现泄漏甚至密封失效，降低阀门的使用寿命。高压介质冲刷下则更容易出现泄漏、脱落、失效等情况，导致阀门的耐用性大大下降。
基于此，提出本案申请。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本实用新型提供一种密封面防冲刷的角式截止阀，其能够避免阀瓣在微启状态下受介质冲刷而加速破损的情况出现，也避免阀瓣与阀体之间的密封配合因此容易泄漏或者失效的，从而提供阀门的使用寿命。
为实现上述目的，本实用新型防冲刷角式截止阀，包括阀体、阀杆、阀瓣，阀体上具有供介质进入、流出的通道，阀瓣跟随阀杆在所述通道的轴心上轴向移动、从而与所述通道在阀体内部的阀体密封面活动配合进行密封或打开。所述阀体密封面处为双台阶状，其阶壁与通道轴向平行，以靠近阀杆一侧为上台阶，反之为下台阶。阀瓣的底部设有与阀体密封面配合的阀瓣密封面，所述阀瓣密封面包括一轴向平面、密封接触面以及位于二者之间用于连接轴向平面与密封接触面的过渡面。阀瓣与阀体密封面密封时轴向平面与上台阶的阶壁间隙配合或无间隙配合，密封接触面与下台阶的台阶角无间隙配合。所述过渡面相较于轴向平面倾斜设置。
本实用新型通过上述结构改变了现有技术中角式截止阀的阀瓣与介质通道之间的密封结构，通过密封结构的改变使得上述密封结构在微启(即刚刚打开阀门或关闭阀门的状态下，阀瓣的密封面与阀体密封面之间的距离较小)的情况下限制了介质的流动，从而有效地防止了阀瓣在微启状态下受介质大力冲刷而易破损导致泄漏或者密封失效的情况出现，提供阀门的耐久性和使用寿命。
本实用新型进一步设置如下：所述过渡面平行于介质径向设置，本结构既便于加工，也利于进一步提高该密封结构在微启状态下对介质的限流作用。
为提供密封接触面与下台阶之间的密封效果，并适应不同压力下的密封，本实用新型进一步设置如下：所述密封接触面与阀瓣的下表面形成横截面为圆弧的球形面。另外，球形面相较于平面的开启、关闭幅度更小、摩擦也更小。
为确保本实用新型所提供的密封结构对于介质在微启状态下的限流效果，本实用新型进一步设置如下：所述下台阶的阶面的宽度至少为0.5mm。
为确保本实用新型所提供的密封结构在微启状态下的对介质起到限流效果的同时具有一定的密封性，本实用新型进一步设置如下：所述下台阶的阶面的宽度不超过阀体密封面直径的1/10。
为提供密封性能，本实用新型进一步设置如下：所述阀杆与阀体之间设有阀盖，阀盖与阀杆滑动配合、二者之间设有包括有金属编织石墨环、高密度石墨环、低密度石墨环依次组合而成的填料结构。
上述填料结构优选如下：所述低密度石墨环为缠绕编织石墨环，其嵌设于至少两个相对高密度石墨环之间，并设有至少两个所述金属编织石墨环相对设置并嵌套于两个高密度石墨环的外周壁上，通过低密度石墨、高密度石墨以及金属编织石墨的层层嵌套组合，其形成了外“硬”内“软”的密封缓冲结构，在简化结构的同时，利用其外“硬”内“软”的特性确保阀盖与阀杆之间的密封效果，并能够适应使用过程中阀杆与阀盖之间存在的较小的位移(通常为2mm以下)。
为加强密封，本实用新型进一步设置如下：还包括压套和压板，压板将压套压住使压套作用于填料结构上，压板通过碟簧与螺母与阀盖固定连接。此种填料结构在为截止阀提供了一种结构简单、效果极其优越的低泄漏结构，其在填料压板及碟簧的加载压力下泄露率≤50ppm，防止填料处压力波动引起泄漏，从而提高阀门整体的密封性、可靠性。
本实用新型进一步设置如下：所述阀盖与阀体之间采用压力自密封结构，其包括设有楔形的金属包边编织石墨环。作用在阀盖上推动阀盖压向金属包边编织石墨时,可使金属包边编织石墨挤压产生弹性形变形成阀体之间的密封，此种密封结构具有压力越高密封性能越好的优点，故而更能够适应高压苛刻情况下使用。
本实用新型进一步设置如下：所述阀体内腔、通道内壁及阀瓣整体堆焊硬质合金防止高压介质冲刷基材，以此进一步提高阀门使用寿命。
本实用新型技术效果如下：
一、本实用新型阀体密封面通过双台阶结构设计为阀门的开启与关闭提供了一道防冲刷结构，使得开关过程中高压过流介质的流动受到限制而难以或无法在微启状态下通过盖结构流出，故有效地防止了高压介质直接冲刷阀体密封面，避免阀体、阀瓣密封副在高压介质冲刷下出现泄漏、脱落、失效等情况，有效地保护了阀体密封面和阀瓣密封面，提高阀门使用寿命。
二、本实用新新进一步结合了压力自密封结构、低泄漏结构提高阀门的防泄漏、防乱流的效果，使阀门在压力越高的情况下密封性能越好，从而保障其在高压苛刻环境下的使用的可靠性、稳定性以及使用寿命。
附图说明
图1为现有截止阀微启状态介质流动示意图。
图2为本实用新型具体实施例1整体示意图。
图3为本实用新型具体实施例1低泄漏结构示意图。
图4为本实用新型具体实施例1阀门关闭状态示意图。
图5为本实用新型具体实施例1阀门微启状态-阶段1示意图。
图6为本实用新型具体实施例1阀门微启状态-阶段2示意图。
图7为本实用新型具体实施例1阀门打开状态示意图。
附图标记：
1—阀体，2—阀瓣，3—阀杆，4—阀盖，5—填料组，6—压板，7—手轮，8—压套，9—自压密封环，101—进道，102—出道，103—阀腔，110—上台阶，120—上阶壁，130—台阶角，210—轴向平面，220—过渡面，230—密封接触面，510—编织石墨，520—高密度石墨，530—低密度石墨，610—螺柱，620—碟簧。
具体实施方式
实施例1如图2所示，角防冲刷角式截止阀，它包括阀体1、阀瓣2、阀杆3、阀盖4、手轮7，阀体1中设有阀腔103和与阀腔103贯通的进道101和出道102，进道101与出道102互相垂直并连通，本实施例中，进道101在下、出道102在上，形成了下进上出的进液、出液通路，防止阀门长期关闭中填料处带压引起的填料泄漏。另外，进道101的上段即与阀腔103同轴设置并与阀腔103直接连通。阀杆3位于阀体1中间，阀杆3下端连接在阀瓣2上端，阀盖4位于阀杆3与阀体1之间，阀盖4套过阀杆3的中部与阀体1固定连接在一起，阀盖4与阀杆3之间是滑动配合。本实施例阀瓣2和阀体1全程导向，避免阀瓣2启闭过程中因介质冲刷引起抖动。手轮7装在阀杆3上端，手轮7可以是冲击手轮7，手轮7通过螺母等连接件固定在阀杆3上端。阀瓣2下部分与进道101的阀口——即阀体1密封面所在位置活动配合实现阀口的打开或关闭，从而实现阀门功能。
结合图2与图3所示，阀盖4与阀体1之间装有通过填塞阀杆3与阀盖4之间间隙的方式限制阀杆3在阀盖4中的具体位置的填料结构。填料结构上方是压套8、压板6，压板6把压套8压在下面使压套8向下压紧填料结构，进而使填料结构形变进行填料作用，压板6与阀盖4通过螺栓、碟簧620和螺母固定连接在一起。
如图3所示，本实施例填料结构包括有两个金属编织石墨510环、两个高密度石墨520环、低密度石墨530环：低密度石墨530环采用缠绕石墨环，其具有至少三圈，低密度石墨530环嵌设于两个相对设置的高密度石墨520环之间，同时，低密度石墨530环的外周壁与高密度石墨520环的内周壁紧贴并接触配合。而两个金属编织石墨510环同样相对设置并嵌套于两个高密度石墨520环的外周壁上。
上述碟簧620与填料结构相互配合，既能够确保密封效果，又能够当填料处存在压力波动时能保证阀杆3填料处密封，可使在填料压板6及碟簧620的加载压力下泄露率≤50ppm，有效防止填料处压力波动引起泄漏。
如图4所示，本实施例中阀瓣2的下部分近似于半球体状，其上设有阀瓣2密封面。一方面，球形面相较于平的开启、关闭幅度更小、摩擦也更小，因此更适宜截止使用；另一方面，阀瓣2采用圆弧调节型结构，开关过程中介质过流线性，可以提供介质的通过性能，并有利于防止乱流产生，从而提供阀门的可靠性。堆焊stl硬质合金材料。
结合图4、图5、图6、图7所示,阀体1密封面处为双台阶状，其阶壁与通道轴向平行，以靠近阀杆3一侧为上台阶110，反之为下台阶。阀瓣2的底部设有与阀体1密封面配合的阀瓣2密封面，所述阀瓣2密封面包括一轴向平面210、密封接触面230以及位于二者之间用于连接轴向平面210与密封接触面230的过渡面220，阀瓣2与阀体1密封面密封时轴向平面210与上台阶110的上阶壁120间隙配合或无间隙配合，密封接触面230与下台阶的台阶角130无间隙配合。
结合图4、图5所示，该防冲刷结构在微启状态下形成了过流缓冲保护区，当阀瓣2微启时，阀瓣2的密封接触面230与阀体1的密封接触面230(即下台阶的台阶角130)分离，但阀瓣2的节流接触面(即轴向平面210)与阀体1的节流接触面(即上台阶110的阶壁)仍处于无间隙或间隙配合的状态，此时，介质不过流。继续开启阀瓣2，当阀瓣2的节流接触面(即轴向平面210)与阀体1的节流接触面(即上台阶110的阶壁)相互分离时，此时阀瓣2密封面于阀体1密封面的过流面积远大于节流面处的过流面积，阀瓣2密封面于阀体1密封面处的介质流速慢，节流面处的介质流速快，介质对密封面的冲刷有效转移到节流处，保护密封面免于介质冲刷，保证阀门的密封性能。
本实施例中，为避免过渡面220影响该放冲刷结构的密封、限流作用，过渡面220相较于轴向平面210倾斜设置，其实际上是一个倾斜设置的平面，直接将轴向平面210、密封接触面230的相对的两点连接进行过渡。作为一种优选的实施方式，为兼顾密封效果与限流效果，下阶面(下台阶的阶面)的宽度至少为0.5mm，同时最后也不超过阀体1密封面直径的1/10。
实施例2本实施例与实施例1的区别之处在于：本实施例将过渡面220平行于介质径向设置。既便于加工，也利于进一步提高该密封结构在微启状态下对介质的限流作用。
简而言之，本实用新型提供了一种高压自密封防冲刷角式截止阀，其通过防冲刷结构、低泄漏结构等结构设计，优化并解决了常规高压截止的填料泄露、密封面耐冲刷性能差、介质流量非线性及阀瓣2开关过程中抖动等一系列问题，保证阀门及装备设施的安全运行。
1.防冲刷角式截止阀，包括阀体、阀杆、阀瓣，阀体上具有供介质进入、流出的通道，其特征在于：所述阀体密封面处为双台阶状，其阶壁与通道轴向平行，以靠近阀杆一侧为上台阶，反之为下台阶，阀瓣的底部设有与阀体密封面配合的阀瓣密封面，所述阀瓣密封面包括一轴向平面、密封接触面以及位于二者之间用于连接轴向平面与密封接触面的过渡面，阀瓣与阀体密封面密封时轴向平面与上台阶的阶壁间隙配合或无间隙配合，密封接触面与下台阶的台阶角无间隙配合。
2.如权利要求1所述的防冲刷角式截止阀，其特征在于：所述过渡面平行于介质径向设置。
3.如权利要求2所述的防冲刷角式截止阀，其特征在于：所述密封接触面与阀瓣的下表面形成横截面为圆弧的球形面。
4.如权利要求1所述的防冲刷角式截止阀，其特征在于：所述下台阶的阶面的宽度至少为0.5mm。
5.如权利要求4所述的防冲刷角式截止阀，其特征在于：所述下台阶的阶面的宽度不超过阀体密封面直径的1/10。
6.如权利要求1所述的防冲刷角式截止阀，其特征在于：所述阀杆与阀体之间设有阀盖，阀盖与阀杆滑动配合、二者之间设有包括有金属编织石墨环、高密度石墨环、低密度石墨环组合而成的填料结构。
7.如权利要求6所述的防冲刷角式截止阀，其特征在于：所述低密度石墨环设有至少一个，其嵌设于至少两个相对高密度石墨环之间，并设有至少两个所述金属编织石墨环相对设置并嵌套于两个高密度石墨环的外周壁上。
8.如权利要求6所述的防冲刷角式截止阀，其特征在于：还包括压套和压板，压板将压套压住使压套作用于填料结构上，压板通过碟簧与螺母与阀盖固定连接。
9.如权利要求6-8任一所述的防冲刷角式截止阀，其特征在于：所述阀盖与阀体之间采用压力自密封结构，其包括设有楔形的金属包边编织石墨环。
10.如权利要求1所述的防冲刷角式截止阀，其特征在于：所述阀体内腔、通道内壁及阀瓣整体堆焊硬质合金防止高压介质冲刷基材。
技术总结