專利名稱:閥體內襯pvdf的密封截止閥的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及ー種閥體內襯PVDF的密封截止閥。
背景技術:
現代大型石化及重化工生產系統是ー個龐大而復雜的系統工程,整個廠區方圓幾十平方公里內布滿了密密麻麻的管線,管線上裝有成千上萬的各種閥門,其中包括截止閥,以氯堿化工廠為例,管線內流動的化工產品是燒堿、鹽酸、氯氣、氯化氫、鹽水、PVC等,這些都是強酸、強堿、毒氣等危險有害物質,一旦出現跑冒滴漏,輕者污染環境,重者就會造成人身傷亡事故。如何避免環境污染,如何確保石化及重化工生產安全可靠,是我們必須重視 的問題。目前國內外流行的截止閥,為防止沿閥桿出現外漏,都采用填料密封,早期用盤根,近期改用四氟填料。參照圖2,截止閥通常包括閥體14、閥桿16和閥蓋組件17 ;閥蓋組件中包括較短的密封座,少量填料被密封其中。填料密封屬于靜密封,它存在的問題是1、四氟填料在壓板的高壓下緊緊抱住閥桿可避免流體泄漏,隨著閥桿的多次反復開關相對移動,磨損増大,壓板壓得越緊,填料抱軸越緊,相對磨損量越大,如同汽車剎車片,時間長了造成填料與閥桿之前出現縫隙,天長日久就會出現泄漏。2、四氟填料密封原理決定,必須靠壓板壓紫,才能保證填料與閥桿之間沒有間隙,在實現這ー過程中,充分利用了四氟材料的優越彈性與塑性變形,隨著壓板壓カ的増大與使用時間的延長,四氟材料的弾性會逐漸減弱,并產生不可逆的永久變形,一旦磨損造成間隙,失去彈性的四氟填料不再有能力去填補間隙,此時流體泄漏就不可避免。必須提醒注意的是四氟材料有冷流特性,時間長了在壓板高壓之下,冷流特性會使四氟填料失去密封功能。另外,現有的閥蓋組件為ー個鋼支架結構,存在以下問題,閥門開啟時,旋轉手輪,閥桿隨之旋轉后上下移動,閥門開到最大位置吋,閥桿像長頸鹿一祥暴露在外面,閥桿很容易受到酸氣、雨水、風沙侵襲,不太長時間就會銹死。
發明內容為了防止外漏問題,本實用新型提供ー種閥體內襯PVDF的密封截止閥。由于結構的變化,閥體內襯改為PVDF,増加了活塞型動密封,使密封效果大幅提高,而且開啟閥門后閥桿不暴露在外,可防止銹蝕。本實用新型的技術方案是,一種閥體內襯PVDF的密封截止閥,它包括閥體、閥桿,閥體具有內襯,其特征在于,所述閥體上部依次連接有密封組件和上蓋組件;所述閥體內襯的材料為PVDF即聚偏氟こ烯。上述方案中,在所述密封組件中,下部為填料密封,上部增設活塞密封,并設置在同一個密封座中,由壓蓋固定。上述方案中,所述填料密封中增加填料數量,加強填料密封效果。可增加一倍左右,即填料增多、增厚,使填料密封效果提高。[0008]上述方案中,所述密封座設有內襯,內襯的材料為PVDF即聚偏氟こ烯,或F46即四氟こ烯-六氟丙烯共聚物,優選PVDF。上述方案中,所述閥桿外包層的材料為PVDF即聚偏氟こ烯,或F46即四氟こ烯-六氟丙烯共聚物,優選 PVDF。上述方案中,所述上蓋組件包括并依次連接有上蓋、手輪和保護罩,上蓋內設有止推軸承和閥母,所述閥桿上部設有螺紋,所述閥母與閥桿螺紋連接;所述閥桿封閉在閥體、密封組件和上蓋組件中。上述方案中,所述保護罩采用聚酯透明材料,便于觀察,并設有指示刻度,以便了解閥桿提升情況。上述方案中,所述上蓋、手輪分別采用增強聚丙烯(PPR)材料,以便在保證強度的基礎上減輕重量,方便運輸。上述方案中,所述活塞密封的結構是活塞上內外分別設有兩圈密封圏。上述方案中,所述填料為四氟(F4)填料,數量為10-16個,優選12-14個。本實用新型的創新點及其有益效果是I、閥體改內襯材料為PVDF,原內襯材料為F46。PVDF與F46共屬氟塑料,都具有優越的抗腐蝕性能。PVDF材質的抗壓強度是F46的六倍,因材料的硬度是與抗壓強度近似成正比的,所以PVDF的材料硬度比F46也大的多。從密封原理講,密封效果是與密封正壓カ成正比,密封正壓カ越大,密封效果越好,由于PVDF承受正壓力的能力比F46大得多,因此改用PVDF后,不管是密封效果還是工作壽命,PVDF都大大優于F46,大大提高了杜絕內漏的能力。2、増加了活塞型動密封。它的密封原理不同于填料密封,不靠壓板高壓,而是充分利用橡膠材料的優越彈性,能產生約20%的彈性變形(塑性變形),該彈性變形把活塞與閥桿之間的縫隙堵死,同時也把活塞與密封座之間的縫隙堵死,以此達到滴水不漏。活塞密封與填料密封相比,工作壽命與可靠性大大提高。3、加長了填料密封。填料數量可增加一倍,從6個可增加到12個左右,填料上方還安置了活塞型密封,結構設計與外型都與原截止閥不同,根據填料密封的原理,填料數量増加一倍,密封效果增強一倍。4、傳動原理與設計結構完全改變,傳動部分至關重要,它關系到截止閥的工作狀態是否安全可靠。新結構傳動部分是手輪帶動閥母旋轉,閥桿在封閉的上蓋內上下移動。其優點是避免工作時閥桿向上伸出,暴露在大氣環境中,受酸氣、氧化、風沙、灰塵,保證截止閥長期安全可靠工作。5、總體結構改變,外型改變。截止閥上部的新結構采用隔膜閥上蓋結構,好似ー個圓錐形屋頂。采用新結構后把閥桿等傳動部件完全封閉在其中,避免閥桿等傳動部件暴露在大氣環境中,即使安裝使用在地溝里,也不再怕銹蝕,截止閥可適應更惡劣環境,并能夠正常工作。6、新結構上部的上蓋與手輪采用防腐材料增強聚丙烯(PPR)制造,而原結構的上支架及手輪均為普通鑄鋼件,相比之下,新結構的優點是與鋼鐵件相比,抗腐蝕及抗銹蝕能力大大增強,耐酸堿,使用壽命延長一倍以上。增強聚丙烯比重廣I. Ig/m3,鋼鐵比重約8g/m3,使閥門重量大大減輕。安裝使用方便,減輕工人勞動強度更加安全可靠。材料成本降低,舉例說明采用鋼鐵上部,重量為10公斤,市場價約為100元,如果改用增強聚丙,只有I. 25公斤,市場價約25元。為提高抗紫外線照射能力,在塑料表面出廠時還可采取噴涂保護措施。7、閥桿外包(外包覆)PVDF或密封座內襯PVDF。現有的截止閥閥桿都是包覆F46,而填料密封所采用的填料為F4,F4填料密封圈與閥桿包覆層之間構成密封副。閥桿相當動密封,F4填料相當靜密封,從密封設計原理要求,密封副材質選擇應ー軟ー硬。可是F4與F46強度相當,顯然從設計原理上并不合 理,原因是摩擦系數大,磨損相對較大,時間長了出現縫隙影響密封效果,并影響使用壽命;從結構剖面圖與工作原理圖上可以看出填料密封環工作頂點很尖,R=O. I當填料被壓板壓緊時,填料工作頂點向外張開,由于工作頂點很尖,此時工作頂點就會扎進閥桿的包覆里(F46),雖然短時間密封完成了,但工作時間長了,閥桿的F46包覆層就會遭受破壞,輕者不光滑,重則包覆層凹凸不平。改襯PVDF可克服以上弊病,因為PVDF的抗壓強度是F46的六倍,而硬度是與抗壓強度成正比的,預計改用PVDF后,使用壽命比F46能提高三倍以上。
圖I是本實用新型即閥體內襯PVDF的密封截止閥的示意圖。圖2是現有的截止閥的外形圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例,進ー步說明本實用新型的技術方案。參照圖1,本實用新型即閥體內襯PVDF的密封截止閥的最佳實施例包括閥體14、閥桿11,閥體具有內襯15,閥體14上部依次連接有密封組件和上蓋組件;閥體14的內襯15的材料為PVDF。在所述密封組件中,下部為填料靜密封,上部為活塞動密封,兩種密封設置在同一個密封座7中,上部用壓蓋6固定。活塞9呈圓環形,能在閥桿11與密封座7之間上下移動,活塞環外圓與內孔處各加工出兩個環形槽,內裝兩個氟膠O型密封圈10,四個O型密封圈確保活塞9與閥桿11之間不會產生泄漏,同時也確保活塞9與密封座7之間也不會產生泄漏。其密封原理生產時閥桿與密封座都加工的很光滑,而且表面都包覆ー層塑料,摩擦カ很小,因此O型密封圈可在其間自由移動,它的密封原理不同于填料密封,不靠壓板高壓,而是充分利用橡膠材料的優越彈性,能產生約20%的彈性變形(塑性變形),該彈性變形把活塞與閥桿之間的縫隙堵死,同時也把活塞與填料座之間的縫隙堵死,以此達到滴水不漏。活塞密封使截止閥工作壽命與可靠性大大提高,理由是①不受壓板高壓,工作時相對磨損小,如同汽車剎車,剎車カ大摩擦片磨損大,剎車カ小磨損小ー樣道理。②長時間エ作后,磨損后如出現微小縫隙時橡膠O型密封圈靠彈性變形對縫隙能起到補償作用。③氟膠密封圈抗酸堿腐蝕能力強,同時摩擦系數最小,因此使用壽命長。進ー步地,填料密封腔中増加四氟填料13的數量,數量優選12個。填料密封原理是流體節流密封,每個填料環的尖點外與填料座形成微小縫隙,內與閥桿形成微小縫隙,流體沿閥桿方向泄漏時,每通過ー個縫隙,流體泄漏的速度(動能)與壓カ(勢能)受到強大阻力都要衰減,通過縫隙越多,衰減越多,當泄漏流體的速度與壓カ衰減為零時泄漏停止。密封座7的內襯8的材料為PVDF,閥桿11的外包層12的材料為PVDF。上蓋組件包括并依次連接有上蓋3、手輪2和保護罩1,上蓋3內設有止推軸承5和閥母4,閥桿11上部設有一段螺紋,閥母4與閥桿11采用螺紋連接;閥桿11封閉在閥體14、密封組件和上蓋組件中。再進ー步地,保護罩I采用聚酯透明材料,并設有指示刻度,以便了解閥桿提升情況。上蓋3、手輪2分別采用增強聚丙烯(PPR)材料,以便在保證強度的基礎上減輕重量,方便運輸。參照圖1,本實用新型的核心結構是閥體14上部依次連接有密封組件和上蓋組件;所述閥體內襯的材料為PVDF即聚偏氟こ烯。任何基于本實用新型核心結構的截止閥,都應屬于實用新型的保護范圍。例如閥體內襯材料采用PVDF,密封組件中具有填料靜密 封;或者閥體內襯材料采用PVDF,上蓋組件仍采用原有截止閥的上蓋結構。
權利要求1.ー種閥體內襯PVDF的密封截止閥,它包括閥體、閥桿,閥體具有內襯,其特征在干,所述閥體上部依次連接有密封組件和上蓋組件;所述閥體內襯的材料為PVDF即聚偏氟こ烯。
2.根據權利要求I所述的密封截止閥,其特征在于,在所述密封組件中,下部為填料密封,上部增設活塞密封,并設置在同一個密封座中,由壓蓋固定。
3.根據權利要求2所述的密封截止閥,其特征在于,所述填料密封中増加填料數量,カロ強填料密封效果。
4.根據權利要求3所述的密封截止閥,其特征在于,所述密封座設有內襯,內襯的材料為PVDF即聚偏氟こ烯,或F46即四氟こ烯-六氟丙烯共聚物。
5.根據權利要求2、3或4所述的密封截止閥,其特征在于,所述閥桿外包層的材料為PVDF即聚偏氟こ烯,或F46即四氟こ烯-六氟丙烯共聚物。
6.根據權利要求5所述的密封截止閥,其特征在于,所述上蓋組件包括并依次連接有上蓋、手輪和保護罩,上蓋內設有止推軸承和閥母,所述閥桿上部設有螺紋,所述閥母與閥桿螺紋連接;所述閥桿封閉在閥體、密封組件和上蓋組件中。
7.根據權利要求6所述的密封截止閥,其特征在于,所述保護罩采用聚酯透明材料,并設有指示刻度。
8.根據權利要求7所述的密封截止閥,其特征在于,所述上蓋、手輪分別采用增強聚丙烯< 材料。
9.根據權利要求2所述的密封截止閥,其特征在于,所述活塞密封的結構是活塞上內外分別設有兩圈密封圏。
10.根據權利要求3所述的密封截止閥,其特征在于,所述填料為四氟填料,數量為10-16 個。
專利摘要本實用新型提供一種閥體內襯PVDF的密封截止閥,它包括閥體、閥桿,閥體具有內襯,所述閥體上部依次連接有密封組件和上蓋組件;所述閥體內襯的材料為PVDF即聚偏氟乙烯。由于結構的變化,閥體內襯材料改為PVDF,增加了活塞型動密封,使密封效果大幅提高,而且開啟閥門后閥桿不暴露在外,可防止銹蝕,從而使截止閥工作壽命與可靠性大大提高。
文檔編號F16K27/02GK202418808SQ20112048221
公開日2012年9月5日 申請日期2011年11月28日 優先權日2011年11月28日
發明者張際才 申請人:北京航科航天石化氟塑泵閥有限公司