一种阀用密封机构以及含有该机构的高温蝶阀的制作方法

本实用新型涉及阀门领域，具体地说涉及一种阀用密封机构以及含有该机构的高温蝶阀。

背景技术：

高温工况的蝶阀在石化装置及冶炼装置中使用较多，随着装置的大型化设计和环保意识的增强，含有有毒介质工况下的蝶阀对其填料函有着更高的泄漏要求，传统的填料函无法满足其要求。

目前，现有技术面对高温工况，基本选用的方式就是无限加长上阀盖，将填料函原理高温介质，这样通过曲线救国，能够一定程度上延长填料函的使用寿命，但是常规的石墨填料函，在高温强氧化场合，石墨中的碳元素容易被氧化，形成炭黑，导致填料密封失效，如介质中有有毒成分，扩散到装置的周围空气，将严重影响周围的工作人员，降低了空气质量。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种平衡填料之间存在的压差，实现更好的密封效果的使用高压空气辅助的阀用密封机构以及含有该机构的高温蝶阀。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种阀用密封机构，包括设置在阀杆与阀本体之间的填料，还包括高压气体输送机构以及设置在阀杆与阀本体之间的填料隔套；

所述填料包括间隔分布的第一填料层和第二填料层，所述填料隔套位于所述第一填料层和所述第二填料层之间，所述高压气体输送机构的出气口与阀杆与阀本体之间的位于所述第一填料层和所述第二填料层之间的空间连通。

进一步地，所述填料隔套上开有一个以上的通气孔。

进一步地，所述通气孔沿所述阀杆的径向延伸。

进一步地，所述填料隔套的横截面呈工字型。

进一步地，所述第一填料层位于所述第二填料层的内侧，所述第一填料层包括耐高温填料A和耐高温填料B，所述耐高温填料A位于所述耐高温填料B的内侧，所述耐高温填料A的耐高温性能优于所述耐高温填料B的耐高温性能，所述耐高温填料B的密封性能优于所述耐高温填料A的密封性能。

进一步地，所述第二填料层位于所述第一填料层的外侧，所述第二填料层为柔性石墨填料。

进一步地，所述高压气体输送机构包括开设在阀本体上的与阀杆与阀本体之间的位于所述第一填料层和所述第二填料层之间的空间连通的气道以及与所述气道连通的气管。

进一步地，所述高压气体输送机构还包括设置在所述气管上的过滤减压阀。

一种高温蝶阀，包括阀本体、阀杆、阀板，所述阀本体包括阀体以及分别连接在所述阀体的顶部和底部的上阀盖和下阀盖，所述阀杆穿过所述阀体且所述阀杆的上下两端分别穿入所述上阀盖和所述下阀盖内，所述阀板位于所述阀体内并与所述阀杆连接，所述阀杆与所述上阀盖和所述下阀盖之间均设有所述阀用密封机构。

进一步地，所述上阀盖和所述下阀盖均加长设计并于外表面设置有散热片。

进一步地，所述上阀盖的顶部和所述下阀盖的底部均设有外置带座轴承，所述阀杆的上下两端分别与相应所述外置带座轴承连接。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型阀用密封机构可通过通入高于介质压力的空气（或氮气），平衡填料之间存在的压差，从而降低介质通过填料函外溢的可能，达到低逸散的目的，实现更好的密封效果，本实用新型高温蝶阀可用于有毒介质，防止有毒介质逸散到空气中。

附图说明

图1是本实用新型一实施例阀用密封机构的结构示意图。

图2是本实用新型一实施例中填料隔套的立体结构示意图。

图3是本实用新型一实施例中填料隔套的横截面示意图。

图4是本实用新型一实施例高温蝶阀的结构示意图。

附图中各部件的标记为：1阀杆、2阀板、3阀体、4上阀盖、41气道、5下阀盖、6填料隔套、61通气孔、7耐高温填料A、8耐高温填料B、9第二填料层、10气管、11过滤减压阀、12散热片、13外置带座轴承、14填料压盖、15填料压板。

具体实施方式

下面将参考附图来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参见图1至图3。

本实用新型的阀用密封机构，包括设置在阀杆1与阀本体之间的填料，还包括高压气体输送机构以及设置在阀杆1与阀本体之间的填料隔套6；

所述填料包括间隔分布的第一填料层和第二填料层9，所述填料隔套6位于所述第一填料层和所述第二填料层9之间，所述高压气体输送机构的出气口与阀杆1与阀本体之间的位于所述第一填料层和所述第二填料层9之间的空间连通。

这里的阀本体即围在阀杆外的部件，可以是一般意义上的阀体、阀盖、支撑架等部件。图1例示的时阀杆与蝶阀的上阀盖4之间使用高压空气辅助的阀用密封机构的情况。

本实用新型中，填料隔套用于隔断第一填料层和第二填料层，保证两者之间的空间不被压缩，高压空气有效地作用在上下填料末端，高压气体输送机构则用于将高压气体送入阀杆与阀本体之间的位于第一填料层和第二填料层之间的空间，本实用新型的密封原理如下：

在正常工作时，填料函内的填料均处于压紧状态，均能实现有效的密封，但是大多数填料均由致密的密封材料压制而成，在整个系统中，填料函内部的介质压力如高于外界大气压，那么填料函处存在着压差，介质中的空气分子将通过填料缝隙慢慢渗透至外界大气，如这个渗透积累到一定程度，将会超出允许的范围，对设备周围的空气进行污染，而加上高压空气辅助后，可在填料隔套所在空间内通入高于介质压力的空气（或氮气），平衡填料之间存在的压差，从而降低介质通过填料函外溢的可能，达到低逸散的目的，实现更好的密封效果。

工况和应用说明：

此类工况一般是工作压力低，温度高的锅炉装置附近，或反应器附近用于燃料调节或烟气调节的场合，常规工作压力一般小于0.2Mpa，工作温度一般高于500℃，其介质中含有强氧化剂、有毒气体（SO2/SO3/CO等），如采用常规的设计，设备周围的有毒气体将超出标准允许范围，对装置的操作人员健康造成伤害。

具体实施中，可采用现有技术使用的填料压盖14和填料压板15将填料压紧。

在一实施例中，所述填料隔套6上开有一个以上的通气孔61。通气孔用于使高压空气充满在两组填料的末端，有效地平衡介质与填料之间的压差。

在一实施例中，所述通气孔61沿所述阀杆1的径向延伸。这样设计，填料隔套的径向两侧均可以充满气体，更有效地平衡介质与填料之间的压差。

在一实施例中，所述填料隔套6的横截面呈工字型。这样设计，填料隔套的顶面和底面能提供较大的支撑面，从而稳定地对第一填料层和第二填料层进行支撑和隔断，而中间的部分则可以开设通气孔，使高压空气充满在两组填料的末端，有效地平衡介质与填料之间的压差，达到空气辅助密封的目的。

在一实施例中，所述第一填料层位于所述第二填料层9的内侧，所述第一填料层包括耐高温填料A7和耐高温填料B8，所述耐高温填料A7位于所述耐高温填料B8的内侧，所述耐高温填料A7的耐高温性能优于所述耐高温填料B8的耐高温性能，所述耐高温填料B8的密封性能优于所述耐高温填料A7的密封性能。

本实用新型在内侧采用组合式填料，靠近介质的耐高温填料A主要成分是云母，耐高温性能和耐氧化性能较强，能够长期工作在高温强氧化工况，但是其密封性能较差，无法实现低逸散要求，充当了隔温隔热的作用，而在其外侧，布置了一组用于密封的耐高温填料B，其相对于耐高温填料A具有较好的密封性能，能够将有毒介质密封在此填料函下。

采用组合式填料与高压空气辅助密封的填料函设计，解决了高温工况下填料函密封难题，同时有效减小了有毒的介质外溢的可能。

在一实施例中，所述第二填料层9位于所述第一填料层的外侧，所述第二填料层9为柔性石墨填料，能够满足低逸散要求，进行冗余设计，提高了安全性能。

在一实施例中，所述高压气体输送机构包括开设在阀本体上的与阀杆1与阀本体之间的位于所述第一填料层和所述第二填料层9之间的空间连通的气道41以及与所述气道41连通的气管10。这样设计，结构简单，合理，容易实施。

在一实施例中，所述高压气体输送机构还包括设置在所述气管10上的过滤减压阀11。过滤减压阀用于控制辅助密封的气体的纯净度及压力。

参见图4，下面更详细地描述含有上述密封机构的高温蝶阀的结构：

一种高温蝶阀，包括阀本体、阀杆1、阀板2，所述阀本体包括阀体3以及分别连接在所述阀体3的顶部和底部的上阀盖4和下阀盖5，所述阀杆1穿过所述阀体3且所述阀杆1的上下两端分别穿入所述上阀盖4和所述下阀盖5内，所述阀板2位于所述阀体3内并与所述阀杆1连接，所述阀杆1与所述上阀盖4和所述下阀盖5之间均设有所述阀用密封机构。

在一实施例中，所述上阀盖4和所述下阀盖5均加长设计并于外表面设置有散热片12。常规的石墨填料，耐高温能力有限，一般使用到425℃左右，如果温度超过这个界限，增加填料与介质之间的距离，阀盖加长设计，可将填料远离介质，同时在加长的阀盖上，增加了用于扇热的散热片结构，能够加快阀体或阀盖与周围空气的热交换速度，降低介质通过阀体/阀盖传导到填料函处的热量，同时降低了填料函处的温度，使填料函能够在较小的延长长度上达到可靠的工作温度。

采用加长散热片型的阀盖设计与组合式填料的配合，解决了柔性石墨填料在高温介质下使用寿命低，密封效果不佳的缺点。

在一实施例中，所述上阀盖4的顶部和所述下阀盖5的底部均设有外置带座轴承13，所述阀杆1的上下两端分别与相应所述外置带座轴承13连接。轴承属于机械传动轴较为精密的零件之一，其传动精度高，间隙小，但是其工作性能受温度的影响较大，尤其是使用在高温阀门上，因为受热不均匀和材质的热膨胀系数不一致，容易导致轴承在高温状态下卡死，本实用新型做上述设计，将原本布置在阀板上下轴端的轴承布置到了填料上方，远离高温介质，降低其工作温度，保证轴承的正常运转，提高了阀门的整体工作性能。

在压力容器的铸造中，大口径的薄壁零件一直是行业难题，对于高温的烟气系统及热处理系统中用到的蝶阀，大多数都是大口径低负载，那就意味着阀门口径大，压力等级较低，导致阀体壁厚较薄，传统的铸造合格率较低，成本较高。为此，本实用新型将阀体和阀板采用板材焊接的形式，改善了大口径蝶阀铸造的工艺难题，改变了该类阀门的应用局限，大幅度降低制造成本，达到了较好的经济效益。

应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本实用新型，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。