专利名称：阀杆封闭的密封截止阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种阀杆封闭的密封截止阀。
背景技术：
现代大型石化及重化工生产系统是一个庞大而复杂的系统工程，整个厂区方圆几十平方公里内布满了密密麻麻的管线，管线上装有成千上万的各种阀门，其中包括截止阀，以氯碱化工厂为例，管线内流动的化工产品是烧碱、盐酸、氯气、氯化氢、盐水、PVC等，这些都是强酸、强碱、毒气等危险有害物质，一旦出现跑冒滴漏，轻者污染环境，重者就会造成人身伤亡事故。如何避免环境污染，如何确保石化及重化工生产安全可靠，是我们必须重视的问题。 目前国内外流行的截止阀，为防止沿阀杆出现外漏，都采用填料密封，早期用盘根，近期改用四氟填料。参照图2，截止阀通常包括阀体14、阀杆16和阀盖组件17 ;阀盖组件中包括较短的密封座，少量填料被密封其中。填料密封属于静密封，它存在的问题是1、四氟填料在压板的高压下紧紧抱住阀杆可避免流体泄漏，随着阀杆的多次反复开关相对移动，磨损增大，压板压得越紧，填料抱轴越紧，相对磨损量越大，如同汽车刹车片，时间长了造成填料与阀杆之前出现缝隙，天长日久就会出现泄漏。2、四氟填料密封原理决定，必须靠压板压紧，才能保证填料与阀杆之间没有间隙，在实现这一过程中，充分利用了四氟材料的优越弹性与塑性变形，随着压板压力的增大与使用时间的延长，四氟材料的弹性会逐渐减弱，并产生不可逆的永久变形，一旦磨损造成间隙，失去弹性的四氟填料不再有能力去填补间隙，此时流体泄漏就不可避免。必须提醒注意的是四氟材料有冷流特性，时间长了在压板高压之下，冷流特性会使四氟填料失去密封功能。另外，现有的阀盖组件为一个钢支架结构，存在以下问题，阀门开启时，旋转手轮，阀杆随之旋转后上下移动，阀门开到最大位置时，阀杆像长颈鹿一样暴露在外面，阀杆很容易受到酸气、雨水、风沙侵袭，不太长时间就会锈死。
发明内容为了防止外漏问题，本实用新型提供一种阀杆封闭的密封截止阀。由于结构的变化，阀杆被封闭在截止阀中，可以增加活塞型动密封，使密封效果大幅提高，而且开启阀门后阀杆不暴露在外，可防止锈蚀。本实用新型的技术方案是，一种阀杆封闭的密封截止阀，它包括阀体、阀杆，阀体具有内衬，其特征在于，所述阀体上部依次连接有密封组件和上盖组件；所述上盖组件包括并依次连接有上盖、手轮和保护罩，上盖内设有止推轴承和阀母，所述阀杆上部设有螺纹，所述阀母与阀杆螺纹连接；所述阀杆封闭在阀体、密封组件和上盖组件中。上述方案中，在所述密封组件中，下部为填料密封，上部增设活塞密封，并设置在同一个密封座中，由压盖固定。上述方案中，所述填料密封中增加填料数量，加强填料密封效果。填料可增加一倍左右，填料增多、增厚，使填料密封效果提高。上述方案中，所述阀体内衬的材料为PVDF即聚偏氟乙烯，或F46即四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，优选PVDF。上述方案中，所述密封座设有内衬，内衬的材料为PVDF即聚偏氟乙烯，或F46即四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，优选PVDF。上述方案中，所述阀杆外包层的材料为PVDF即聚偏氟乙烯，或F46即四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，优选PVDF。上述方案中，所述保护罩采用聚酯透明 材料，便于观察，并设有指示刻度，以便了解阀杆提升情况。上述方案中，所述上盖、手轮分别采用增强聚丙烯(PPR)材料，以便在保证强度的基础上减轻重量，方便运输。上述方案中，所述活塞密封的结构是活塞上内外分别设有两圈密封圈。上述方案中，所述填料为四氟(F4)填料，数量为10-16个，优选12-14个。本实用新型的创新点及其有益效果是I、传动原理与设计结构完全改变，传动部分至关重要，它关系到截止阀的工作状态是否安全可靠。新结构传动部分是手轮带动阀母旋转，阀杆在封闭的上盖内上下移动。其优点是避免工作时阀杆向上伸出，暴露在大气环境中，受酸气、氧化、风沙、灰尘，保证截止阀长期安全可靠工作。2、总体结构改变，外型改变。截止阀上部的新结构采用隔膜阀上盖结构，好似一个圆锥形屋顶。采用新结构后把阀杆等传动部件完全封闭在其中，避免阀杆等传动部件暴露在大气环境中，即使安装使用在地沟里，也不再怕锈蚀，截止阀可适应更恶劣环境，并能够正常工作。3、加长了填料密封。填料数量可增加一倍，从6个可增加到12个左右，根据填料密封的原理，填料数量增加一倍，密封效果增强一倍。4、增加了活塞型动密封。它的密封原理不同于填料密封，不靠压板高压，而是充分利用橡胶材料的优越弹性，能产生约20%的弹性变形(塑性变形)，该弹性变形把活塞与阀杆之间的缝隙堵死，同时也把活塞与密封座之间的缝隙堵死，以此达到滴水不漏。活塞密封与填料密封相比，工作寿命与可靠性大大提高。5、阀体改内衬材料为PVDF，原内衬材料为F46。PVDF与F46共属氟塑料，都具有优越的抗腐蚀性能。PVDF材质的抗压强度是F46的六倍，因材料的硬度是与抗压强度近似成正比的，所以PVDF的材料硬度比F46也大的多。从密封原理讲，密封效果是与密封正压力成正比，密封正压力越大，密封效果越好，由于PVDF承受正压力的能力比F46大得多，因此改用PVDF后，不管是密封效果还是工作寿命，PVDF都大大优于F46，大大提高了杜绝内漏的能力。6、新结构上部的上盖与手轮采用防腐材料增强聚丙烯(PPR)制造，而原结构的上支架及手轮均为普通铸钢件，相比之下，新结构的优点是与钢铁件相比，抗腐蚀及抗锈蚀能力大大增强，耐酸碱，使用寿命延长一倍以上。增强聚丙烯比重广I. Ig/m3，钢铁比重约8g/m3，使阀门重量大大减轻。安装使用方便，减轻工人劳动强度更加安全可靠。材料成本降低，举例说明采用钢铁上部，重量为10公斤，市场价约为100元，如果改用增强聚丙，只有I. 25公斤，市场价约25元。为提高抗紫外线照射能力，在塑料表面出厂时还可采取喷涂保护措施。7、阀杆外包(外包覆)PVDF或密封座内衬PVDF。现有的截止阀阀杆都是包覆F46，而填料密封所采用的填料为F4，F4填料密封圈与阀杆包覆层之间构成密封副。阀杆相当动密封，F4填料相当静密封，从密封设计原理要求，密封副材质选择应一软一硬。可是F4与F46强度相当，显然从设计原理上并不合理，原因是 摩擦系数大，磨损相对较大，时间长了出现缝隙影响密封效果，并影响使用寿命；从结构剖面图与工作原理图上可以看出填料密封环工作顶点很尖，R=O. I当填料被压板压紧时，填料工作顶点向外张开，由于工作顶点很尖，此时工作顶点就会扎进阀杆的包覆里(F46)，虽然短时间密封完成了，但工作时间长了，阀杆的F46包覆层就会遭受破坏，轻者不光滑，重则包覆层凹凸不平。改衬PVDF可克服以上弊病，因为PVDF的抗压强度是F46的六倍，而硬度是与抗压强度成正比的，预计改用PVDF后，使用寿命比F46能提高三倍以上。
图I是本实用新型即阀杆封闭的密封截止阀的示意图。图2是现有的截止阀的外形图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，进一步说明本实用新型的技术方案。参照图1，本实用新型即阀杆封闭的密封截止阀的最佳实施例包括阀体14、阀杆11，阀体具有内衬15，阀体14上部依次连接有密封组件和上盖组件；上盖组件包括并依次连接有上盖3、手轮2和保护罩1，上盖3内设有止推轴承5和阀母4，阀杆11上部设有一段螺纹，阀母4与阀杆11采用螺纹连接；阀杆11封闭在阀体14、密封组件和上盖组件中。填料密封腔中增加四氟填料13的数量，数量优选12个。填料密封原理是流体节流密封，每个填料环的尖点外与填料座形成微小缝隙，内与阀杆形成微小缝隙，流体沿阀杆方向泄漏时，每通过一个缝隙，流体泄漏的速度(动能)与压力(势能)受到强大阻力都要衰减，通过缝隙越多，衰减越多，当泄漏流体的速度与压力衰减为零时泄漏停止。进一步地，在所述密封组件中，下部为填料静密封，上部为活塞动密封，两种密封设置在同一个密封座7中，上部用压盖6固定。活塞9呈圆环形，能在阀杆11与密封座7之间上下移动，活塞环外圆与内孔处各加工出两个环形槽，内装两个氟胶0型密封圈10，四个0型密封圈确保活塞9与阀杆11之间不会产生泄漏，同时也确保活塞9与密封座7之间也不会产生泄漏。其密封原理生产时阀杆与密封座都加工的很光滑，而且表面都包覆一层塑料，摩擦力很小，因此0型密封圈可在其间自由移动，它的密封原理不同于填料密封，不靠压板高压，而是充分利用橡胶材料的优越弹性，能产生约20%的弹性变形(塑性变形)，该弹性变形把活塞与阀杆之间的缝隙堵死，同时也把活塞与填料座之间的缝隙堵死，以此达到滴水不漏。活塞密封使截止阀工作寿命与可靠性大大提高，理由是①不受压板高压，工作时相对磨损小，如同汽车刹车，刹车力大摩擦片磨损大，刹车力小磨损小一样道理。②长时间工作后，磨损后如出现微小缝隙时橡胶0型密封圈靠弹性变形对缝隙能起到补偿作用。③氟胶密封圈抗酸碱腐蚀能力强，同时摩擦系数最小，因此使用寿命长。进一步地，阀体14的内衬15的材料为PVDF，密封座7的内衬8的材料为PVDF，阀杆11的外包层12的材料为PVDF。再进一步地，保护罩I采用聚酯透明材料，并设有指示刻度，以便了解阀杆提升情况。上盖3、手轮2分别采用增强聚丙烯(PPR)材料，以便在保证强度的基础上减轻重量，方便运输。参照图1，本实用新型的核心结构是阀体14上部依次连接有密封组件和上盖组件；上盖组件包括并依次连接有上盖3、手轮2和保护罩1，上盖3内设有止推轴承5和阀母4，阀杆11上部设有一段螺纹，阀母4与阀杆11采用螺纹连接；阀杆11封闭在阀体14、密封组件和上盖组件中。任何基于本实用新型核心结构的截止阀，都应属于本实用新型的保护范围。例如上盖组件采用上述核心结构，阀体内衬和阀杆外包材料采用F46 ;或者上盖组件采用上述核心结构，密封组件仍采用原有密封组件 的结构。
权利要求1.一种阀杆封闭的密封截止阀，它包括阀体、阀杆，阀体具有内衬，其特征在于，所述阀体上部依次连接有密封组件和上盖组件；所述上盖组件包括并依次连接有上盖、手轮和保护罩，上盖内设有止推轴承和阀母，所述阀杆上部设有螺纹，所述阀母与阀杆螺纹连接；所述阀杆封闭在阀体、密封组件和上盖组件中。
2.根据权利要求I所述的密封截止阀，其特征在于，在所述密封组件中，下部为填料密封，上部增设活塞密封，并设置在同一个密封座中，由压盖固定。
3.根据权利要求2所述的密封截止阀，其特征在于，所述填料密封中増加填料数量，カロ强填料密封效果。
4.根据权利要求3所述的密封截止阀，其特征在于，所述阀体内衬的材料为PVDF即聚偏氟こ烯，或F46即四氟こ烯-六氟丙烯共聚物。
5.根据权利要求4所述的密封截止阀，其特征在于，所述密封座设有内衬，内衬的材料为PVDF即聚偏氟こ烯，或F46即四氟こ烯-六氟丙烯共聚物。
6.根据权利要求3、4或5所述的密封截止阀，其特征在于，所述阀杆外包层的材料为PVDF即聚偏氟こ烯，或F46即四氟こ烯-六氟丙烯共聚物。
7.根据权利要求6所述的密封截止阀，其特征在于，所述保护罩采用聚酯透明材料，并设有指示刻度。
8.根据权利要求7所述的密封截止阀，其特征在于，所述上盖、手轮分别采用增强聚丙烯材料。
9.根据权利要求2所述的密封截止阀，其特征在于，所述活塞密封的结构是活塞上内外分别设有两圈密封圏。
10.根据权利要求3所述的密封截止阀，其特征在于，所述填料为四氟填料，数量为10-16 个。
专利摘要本实用新型提供一种阀杆封闭的密封截止阀。它包括阀体、阀杆，阀体具有内衬，所述阀体上部依次连接有密封组件和上盖组件；所述上盖组件包括并依次连接有上盖、手轮和保护罩，上盖内设有止推轴承和阀母，所述阀杆上部设有螺纹，所述阀母与阀杆螺纹连接；所述阀杆封闭在阀体、密封组件和上盖组件中。由于结构的变化，阀杆被封闭在截止阀中，增加了活塞型动密封，使密封效果大幅提高，而且开启阀门后阀杆不暴露在外，可防止锈蚀，从而使截止阀工作寿命与可靠性大大提高。
文档编号F16K31/60GK202441897SQ20112048221
公开日2012年9月19日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者张际才 申请人:北京航科航天石化氟塑泵阀有限公司