專利名稱：閥桿封閉的密封截止閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種閥桿封閉的密封截止閥。
背景技術：
現代大型石化及重化工生產系統是一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，磨損增大，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，必須靠壓板壓緊，才能保證填料與閥桿之間沒有間隙，在實現這一過程中，充分利用了四氟材料的優越彈性與塑性變形，隨著壓板壓力的增大與使用時間的延長，四氟材料的彈性會逐漸減弱，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，現有的閥蓋組件為一個鋼支架結構，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，閥門開到最大位置時，閥桿像長頸鹿一樣暴露在外面，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，本實用新型提供一種閥桿封閉的密封截止閥。由于結構的變化，閥桿被封閉在截止閥中，可以增加活塞型動密封，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，一種閥桿封閉的密封截止閥，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，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。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，所述閥體內襯的材料為PVDF即聚偏氟乙烯，或F46即四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，優選PVDF。上述方案中，所述密封座設有內襯，內襯的材料為PVDF即聚偏氟乙烯，或F46即四氟乙烯-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即聚偏氟乙烯，或F46即四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，優選PVDF。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圈。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、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。2、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，好似一個圓錐形屋頂。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。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，根據填料密封的原理，填料數量增加一倍，密封效果增強一倍。4、增加了活塞型動密封。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。5、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力成正比，密封正壓力越大，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。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，密封副材質選擇應一軟一硬。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是本實用新型即閥桿封閉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，進一步說明本實用新型的技術方案。參照圖1，本實用新型即閥桿封閉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；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。填料密封腔中增加四氟填料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，每通過一個縫隙，流體泄漏的速度(動能)與壓力(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力衰減為零時泄漏停止。進一步地，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0型密封圈10，四個0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，而且表面都包覆一層塑料，摩擦力很小，因此0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，剎車力大摩擦片磨損大，剎車力小磨損小一樣道理。②長時間工作后，磨損后如出現微小縫隙時橡膠0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。進一步地，閥體14的內襯15的材料為PVDF，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。再進一步地，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；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。任何基于本實用新型核心結構的截止閥，都應屬于本實用新型的保護范圍。例如上蓋組件采用上述核心結構，閥體內襯和閥桿外包材料采用F46 ;或者上蓋組件采用上述核心結構，密封組件仍采用原有密封組件 的結構。
權利要求1.一種閥桿封閉的密封截止閥，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。
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，所述閥體內襯的材料為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4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。
6.根據權利要求3、4或5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。
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桿封閉的密封截止閥。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。由于結構的變化，閥桿被封閉在截止閥中，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F16K31/60GK202441897SQ20112048221
公開日2012年9月19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