[发明专利]一种用于超低温工况下的填料自密封组件及其方法

说明书

本发明公开了一种用于超低温工况下的填料自密封组件及其方法，包括阀盖、第一压板和自密封模块，阀盖固定套设于目标阀体的阀杆上，在阀盖的内壁上部环绕阀杆开设环形的第一凹槽，自密封模块位于第一凹槽中；自密封模块包括从上到下依次贴合设置的填料、垫片、弹簧、第二压板和节流元件，均同轴套于阀杆的外部；节流通道的直径沿进气孔到出气孔的方向逐渐减小，能使流体在节流通道内通过节流降压作用变为气体。本发明利用了超低温流体介质的节流降压作用，有效实现了填料的自密封性能，保证了密封填料的温度始终处于0℃以上；同时自密封组件还避免了填料在目标阀体不工作时仍处于加紧密封的状态，从而延长了填料的使用寿命。

技术领域

本发明属于阀门装置领域，特别涉及一种用于超低温工况下的填料自密封组件及其方法。

背景技术

随着液化天然气(LNG)的大力发展，LNG接收站及运输设备上的流体控制设备也越来越多，尤其是超低温阀门，作为LNG接收站和运输设备流体管路不可或缺的装置，常常处于超低温状态下工作。密封装置作为阀门中重要的组成部分，其密封性能的好坏决定着阀门质量的优劣。在超低温工况下工作的阀门，阀门密封结构易受到低温介质的影响，阀门各部分极易受到冷收缩的作用，使得阀门密封结构发生变形，甚至破坏。在超低温球阀中，阀杆处的填料密封有着严格的温度要求，必须保证填料始终处于0℃以上。

随着技术的发展，工业对密封提出了更为严格的要求，频换拆卸更换密封填料会造成维修成本的上升，为节约维修成本，现阶段阀门密封研究不仅要求密封的高可靠性，而且要求具有长期的工作寿命。因此，研究适合密封效果良好、使用寿命长的密封结构具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，并提供一种用于超低温工况下的填料自密封组件及其方法，本发明借助低温流体的节流降压作用实现了填料的自压紧，并加强了填料的密封作用。

本发明的技术方案如下：

一种用于超低温工况下的填料自密封组件，其包括阀盖、第一压板和自密封模块，所述阀盖固定套设于目标阀体的阀杆上，在阀盖的内壁上部环绕所述阀杆开设环形的第一凹槽；所述自密封模块为环形，位于所述第一凹槽中，与第一凹槽的底部平齐；所述第一压板套设于所述阀杆上，与所述阀盖的出口侧固定连接；沿第一压板的内壁周向固定有环形压盖，压盖的下端伸入第一凹槽中并与所述自密封模块的顶部紧密贴合；

所述自密封模块包括从上到下依次贴合设置的填料、垫片、弹簧、第二压板和节流元件，均同轴套于所述阀杆的外部；所述节流元件包括节流通道，在节流元件的底部开设节流通道的进气孔，阀杆和阀盖之间溢出的超低温流体能通过所述进气孔进入节流通道，节流元件的外侧壁上部开设节流通道的出气孔；节流元件的外侧壁上部与所述阀盖内壁之间留有空隙，在第二压板的盖合作用下，构成相对封闭的气体腔室；所述节流通道的直径沿进气孔到出气孔的方向逐渐减小，能使流体在节流通道内通过节流降压作用变为气体；所述弹簧能沿所述阀杆轴向伸缩，且始终处于压缩状态；弹簧的一侧压合于所述第二压板上，另一侧压合于所述垫片上，垫片、弹簧和第二压板均能在所述第一凹槽中沿所述阀杆的轴向移动；所述填料的内外侧壁分别与所述阀杆和阀盖内壁紧密贴合，并且填充完全；填料的上下面分别被压盖和垫片挤压，填料呈现径向变大的趋势。

作为优选，所述阀盖通过法兰组固定套设于目标阀杆上，所述第一压板通过螺栓组与所述阀盖连接固定。

作为优选，所述压盖的内外侧壁沿周向分别开设第二凹槽，用于放置第一O型圈进行密封，使压盖与所述阀杆和阀盖内壁的贴合处均具有气密性。

作为优选，所述垫片的内外侧壁沿周向分别开设第三凹槽，用于放置第二O型圈进行密封；所述节流元件内外侧壁的下部沿周向分别开设第四凹槽，用于放置第三O型圈进行密封。

作为优选，所述弹簧采用碟形弹簧。

作为优选，所述节流通道为多个，在所述节流元件上周向均匀布设。