[实用新型]高压差阀门的双密封联动先导阀芯结构有效
申请号: | 201420070005.7 | 申请日: | 2014-02-18 |
公开(公告)号: | CN203703179U | 公开(公告)日: | 2014-07-09 |
发明(设计)人: | 章华 | 申请(专利权)人: | 章华 |
主分类号: | F16K1/36 | 分类号: | F16K1/36;F16K1/46;F16K1/48;F16K47/02 |
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地址: | 215026 江苏省苏州市*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 高压 阀门 密封 联动 先导 结构 | ||
技术领域
本实用新型涉及一种阀门结构,具体涉及一种高压差阀门的双密封阀芯结构。
背景技术
高压差阀门往往是电站、石化等行业的机组和系统中的重要阀门和关键阀门,其使用性能和可靠性对机组和系统的安全和稳定运行有着至关重要的影响。如火力发电厂水汽循环系统中安装使用的给水再循环调节阀、减温水调节阀、对空排汽阀、汽机旁路阀等,其使用工况均为高压差工况。由于高压差阀门的密封面两侧存在很高的压差,如果密封面的密封能力不够而出现泄漏现象,则泄漏通道内的介质会达到很高的流速,从而给密封面带来冲刷破坏,进一步加剧泄漏进而使密封面完全失效;当阀门处于特定的使用工况时,有时还需要考虑气蚀对阀门和密封面的影响,这种更为严苛的工况条件对阀门密封面的设计制造则提出了更高的要求。如电厂给水系统中使用的再循环调节阀(最小流量阀),入口介质为压力高达数十MPa的高压给水,而出口侧参数则为压力1MPa左右且接近饱和的水(除氧器的参数),如果密封面存在泄漏,则泄漏通道内流动的必然是体积己膨胀、流速极高的汽态介质,除了会对密封面产生较强烈的冲刷破坏外,更为严重的是,泄漏至密封面出口侧的汽态介质必然会再转化为液态,即这类阀门只要密封面有泄漏则必然会在密封面出口侧附近产生空化和汽蚀破坏,使阀门的密封面在较短的时间内完全失去密封能力。因此,这类阀门需要有很好的密封能力和密封可靠性,而调节类阀门由于驱动装置的轴向推力相对偏小,因而对阀门的设计制造提出了很高的要求。
对于这类阀门,需要在密封结构的设计上有针对性地进行新的设计。目前在这类阀门密封面的设计方面所采取的方式主要有以下几种:
采取加压式阀芯设计。这一设计思路实施相对简单,因而应用较广泛,以美国CCI的产品最具代表性。其工作原理是通过流关型的流向设计使处于关闭位置的阀芯受到介质压力的作用而使其密封能力得到增强。由于多种因素的影响,这一方式在实际应用中己被证明其密封可靠性并不理想:一是由于密封面为单一的金属密封面,当阀门在关闭状态有杂质卡滞在金属密封面上导致密封面关闭不严密时,密封面会因泄漏介质的冲刷破坏而使阀门的密封能力下降;二是平衡型的阀芯仅依靠一个弹性蓄能密封圈来实现密封,由于塑料材质的弹性蓄能密封圈其使用性能和可靠性会受到阀门工作温度的影响,这也会导致阀门的密封可靠性不佳。
美国Masoneilan(梅索尼兰)公司的高压差调节阀产品,当阀门的密封性要求较高时,采用在阀座上的金属硬密封面的内侧同时滚嵌软密封圈的硬软密封结合的结构,阀门的密封能力比单一的金属密封要强一些,但该结构在使用方面也存在一些不足之处:一是由于软密封材料的受压蠕变,阀门的软密封面和硬密封面难以在长期的使用中始终都能同时维持较理想的吻合状态和足够的密封比压;二是当阀芯接近关闭状态时,抗冲刷能力较差的软密封面会承受相对更多的高速流动介质的冲刷从而影响其密封性能。
日本CCI KK公司(原日本ABB KK公司),其给水再循环调节阀的密封面结构,同样是采用在阀座硬密封面的内侧设置异型的软密封圈的硬软密封结合的结构,与美国Masoneilan公司结构不同的是,该结构在阀门关闭后异型软密封圈能够依靠介质压力涨紧而贴合在阀芯密封面上,其密封可靠性和密封寿命相对要高一些,但其不足之处同样是阀芯关闭阶段,软密封面会首当其冲地受到高速流动介质的冲刷;另外,该结构其密封可靠性与介质的清洁度有较大关系,因而也不适合国内电厂使用。
德国HORA(霍尔特)公司的给水泵最小流量阀(如图1所示),阀门密封采用主副密封面结构,主、副密封面均为金属硬密封;阀门关闭和开启时,主副密封面的动作时间错开,通过副密封面来保护主密封面在没有介质高速流动冲刷和汽蚀的状态下启闭,同时也通过双重密封来增强阀门的密封能力。该结构由于机械结构过于复杂,当介质中存在杂质时,容易引起阀芯动作的卡滞,同时主副密封面均为金属硬密封面时其密封可靠性也更容易受到介质中存在的杂质的影响。
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