高壓填料自密封平衡型鍛式開關球閥的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高壓填料自密封平衡型鍛式開關球閥，是可廣泛用于煉油行業的高壓球閥，屬于儀表控制領域。其包括中閥體，中閥體兩側通過螺栓分別連接一個側閥體，中閥體上設有閥球安裝孔，閥球安裝孔開口處通過螺栓連接上蓋，上蓋上通過螺栓連接填料壓板。閥球安裝孔內安裝整體式閥球，整體式閥球下端連接中閥體底部，上端伸出上蓋。本發明保證原油煉化裝置安全、穩定地運行。本發明密封性能優越、高動作可靠性、長壽命。
【專利說明】高壓填料自密封平衡型鍛式開關球閥
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高壓填料自密封平衡型鍛式開關球閥，是可廣泛用于煉油行業的高壓球閥，屬于儀表控制領域。
【背景技術】
[0002]石油作為一種不可再生資源，所面臨的供應危機正在對社會經濟的發展產生越來越大的影響，這種持續加劇的影響不斷滲透進每個人的生活。更新技術和工藝、提高對石油資源的利用效率目前是應對這一問題的主要方案之一，而在整個石油產業中處于龍頭地位的原油煉化則顯得尤為關鍵。從加工方法到加工裝置的運轉周期，煉油業正被迫經歷著巨大的變化，更先進的精細煉化技術提高了產量和環保標準，但也對裝置的耐高溫、高壓能力和使用壽命提出了苛刻要求。上述變化加上低硫燃料標準的出臺、低品級原油的加工要求以及更多的塔底殘留物需要轉換，使得可以耐2500LB及以上壓力的高壓切斷球閥需求量急劇攀升。
[0003]原油運至煉油廠后首先需經脫鹽罐進行脫鹽處理，然后進入常壓蒸餾塔進行蒸餾分離，從常壓蒸餾塔出來的石腦油、汽油、柴油等不同分子量的輕油和重油分別進入相應的下游精煉裝置進行精細化處理，經過連續催化重整、固定床加氫處理、固定床氫化裂解、沸騰床氫化裂解等一系列處理后最終成為車用汽油、柴油、航空煤油、浙青等終端產品。在整個精煉裝置中幾乎絕大多數關鍵工藝位置都需要安裝2500LB以上壓力的高壓切斷球閥，較為典型的如固定床加氫處理、固定床氫化裂解、沸騰床氫化裂解等工藝裝置，實際工作壓力達20.5MPa以上的高分氣或冷高分氣油需要嚴密切斷，不能有任何內漏或外漏現象，并且閥門在長期處于關閉狀態的情況下必須保證隨時可以打開，這都對閥門的耐高壓能力、密封性能、動作可靠性、使用壽命提出了非常苛刻的要求。
[0004]在目前已有技術中，用于高壓工況的切斷球閥通常將閥桿和閥球用扁榫相連接，球的底部安裝有從動軸用于支撐球體、減小介質壓力導致的偏移量，閥桿部位采用可反復壓緊的填料密封結構，閥座部位則采用O型圈密封。上述結構的切斷球閥如果使用在1500LB及以下壓力的普通高壓工況中一般不會出現明顯問題，但是在2500LB以上的工況壓力下卻必須承擔如下風險:首先閥球會被巨大O 20MPa)的介質壓力推向一側，導致閥球偏離閥座密封面，泄漏量逐漸增大，更嚴重的是由于閥球偏移導致閥桿動作卡澀，閥門難以正常開關，極端情況下造成閥桿扭斷；其次閥座與閥體之間采用的O型圈密封結構無法承受2500LB的工作壓力，上游的高分氣或冷高分氣油通過閥座與閥體間隙泄漏進入下游管道產生質量事故；最后由于普通填料密封結構在2500LB的高壓下長期工作極易老化，導致閥桿部位填料密封失效，管道中的高易燃性介質經由填料函外漏至大氣中。煉油廠著火始終是一件非常危險的事情，但是假如火勢蔓延到裝有大量原油的常壓蒸餾主塔和相關的側線汽提塔，火災就會迅速演變成一場無法估量其后果的災難。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于克服上述不足之處，從而為煉油行業的特殊工況提供一種耐高壓、密封性能優越、高動作可靠性、長壽命的高壓填料自密封平衡型鍛式開關球閥，保證原油煉化裝置安全、穩定地運行。
[0006]按照本發明提供的技術方案，高壓填料自密封平衡型鍛式開關球閥包括中閥體，其特征是:中閥體兩側通過螺栓分別連接一個側閥體，中閥體上設有閥球安裝孔，閥球安裝孔開口處通過螺栓連接上蓋，上蓋上通過螺栓連接填料壓板；閥球安裝孔內安裝整體式閥球，整體式閥球下端連接中閥體底部，上端伸出上蓋；中閥體和兩側的側閥體連接處設有閥座密封組件；整體式閥球中部設有閥球限位臺階，閥球限位臺階處安裝平面軸承，平面軸承上端設有套裝在整體式閥球上的保持架，保持架上端設有套裝在整體式閥球上的壓緊組件，壓緊組件將保持架壓緊；壓緊組件上端設有上密封組件，上密封組件將整體式閥球和填料壓板之間密封。
[0007]進一步的，閥座密封組件包括閥座，閥座后端連接支撐環，支撐環后端設有碟形彈簧，碟形彈簧將支撐環壓緊支撐環和閥座；閥座和支撐環之間設有平衡密封環。
[0008]進一步的，壓緊組件包括彈簧座，彈簧座底部設有多個彈簧安裝孔，每個彈簧安裝孔中設有一個將保持架壓緊的螺旋彈簧。
[0009]進一步的，上密封組件包括填料墊，填料墊上端設有高壓填料，高壓填料上端設有填料壓蓋。
[0010]進一步的，整體式閥球和填料壓板之間設有第一襯套。
[0011]進一步的，整體式閥球和保持架之間設有第二襯套。
[0012]進一步的，整體式閥球和中閥體之間設有第三襯套。
[0013]進一步的，所述整體式閥球上部設有傳動軸，閥球底部設有從動軸。
[0014]本發明與已有技術相比具有以下優點:
1、三片式閥體結構便于加工、裝配，且安裝精度較高，鍛造成型的閥體保證了閥門的耐高壓性能。
[0015]2、整體式閥球剛性較好，閥球不會因為介質壓力產生偏移，避免了分體式閥球、閥桿結構在高壓工況下偏移量大、易卡死的問題。
[0016]3、整體式閥球的傳動軸及從動軸部分設有三重襯套支撐，保證了閥門在高壓下的動作可靠性、平穩性。
[0017]4、閥座與閥體之間采用平衡密封環進行密封，解決了過去O型圈密封結構隨著壓力上升而導致密封效果減弱甚至失效的問題。
[0018]5、高壓填料組并不是依靠從外界不斷壓緊填料壓板實現密封，而是由底部的螺旋彈簧預緊，然后隨著壓力升高彈簧座對填料的壓力相應增大來達到自密封效果，解決了高壓下填料易老化、介質從填料函處外漏的問題。
[0019]6、螺旋彈簧的彈力可以向下抵消整體式閥球在介質作用下產生的不平衡力，防止閥球向上移動造成密封效果減弱或者閥門動作不暢。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的結構示意圖。
[0021]圖2為整體式閥球的結構示意圖。[0022]圖3為圖1中A處放大圖。
[0023]圖4為圖1中B處放大圖。
[0024]附圖標記說明:1-中閥體、2-側閥體、3-整體式閥球、4-閥座、5-平衡密封環、6-支撐環、7-碟形彈簧、8-上蓋、9-保持架、10-平面軸承、11-彈簧座、12-螺旋彈簧、13-第二襯套、14-填料墊、15-高壓填料、16-填料壓蓋、17-填料壓板、18-第一襯套、19-第三襯套、20-閥球安裝孔、21-閥球限位臺階。
【具體實施方式】
[0025]下面本發明將結合附圖中的實施例作進一步描述:
如圖f 2所示，本發明主要包括中閥體1，中閥體I兩側通過螺栓分別連接一個側閥體
2。中閥體I和側閥體2采用鍛造成型。
[0026]中閥體I上設有閥球安裝孔20，閥球安裝孔20開口處通過螺栓連接上蓋8，上蓋8上通過螺栓連接填料壓板17。閥球安裝孔20內安裝整體式閥球3。所述整體式閥球3下端連接中閥體I底部，上端伸出上蓋8。
[0027]中閥體I和兩側的側閥體2連接處設有閥座密封組件。如圖3所示，所述閥座密封組件包括閥座4，閥座4后端連接支撐環6，支撐環6后端設有碟形彈簧7，碟形彈簧7將支撐環6壓緊支撐環6和閥座4。閥座4和支撐環6之間設有平衡密封環5。
[0028]整體式閥球3中部設有閥球限位臺階21，閥球限位臺階21處安裝平面軸承10，平面軸承10上端設有套裝在整體式閥球3上的保持架9，保持架9上端設有套裝在整體式閥球3上的壓緊組件，壓緊組件將保持架9壓緊。壓緊組件上端設有上密封組件，上密封組件將整體式閥球3和填料壓板17之間密封。
[0029]如圖4所示，所述壓緊組件包括彈簧座11，彈簧座11底部設有多個彈簧安裝孔，每個彈簧安裝孔中設有一個將保持架9壓緊的螺旋彈簧12。所述上密封組件包括填料墊14，填料墊14上端設有高壓填料15，高壓填料15上端設有填料壓蓋16。
[0030]所述整體式閥球3和填料壓板17之間設有第一襯套18。
[0031]所述整體式閥球3和保持架9之間設有第二襯套13。
[0032]所述整體式閥球3和中閥體I之間設有第三襯套19。
[0033]所述整體式閥球上部設有傳動軸，閥球底部設有從動軸。
[0034]本發明的工作原理:三片式的閥體設計便于加工、裝配，采用鍛造成型的中閥體與側閥體保證了閥門的耐高壓性能。整體式閥球剛性較好，閥球不會因為介質壓力產生偏移，避免了分體式閥球、閥桿結構在高壓工況下偏移量大、易卡死的問題。整體式閥球的上、中、下三個部位分別設有三重襯套支撐，保證了閥門在高壓下的動作可靠性、平穩性。閥座與側閥體之間采用閥座密封組件進行密封，當閥門處于關閉狀態時閥座密封組件的密封效果會隨著壓力的上升而增強，避免介質從閥座背面滲漏。具有高壓自密封功能的壓緊組件改變了以往依靠從外界不斷壓緊填料壓板實現密封的模式，而是由底部的螺旋彈簧預緊，然后利用介質壓力推動彈簧座來達到自密封效果。螺旋彈簧的彈力可以向下抵消整體式閥球在介質作用下產生的不平衡力，防止閥球向上移動造成密封效果減弱或者閥門動作不暢。
【權利要求】
1.一種高壓填料自密封平衡型鍛式開關球閥，包括中閥體(1)，其特征是:中閥體(I)兩側通過螺栓分別連接一個側閥體(2)，中閥體(I)上設有閥球安裝孔(20)，閥球安裝孔(20)開口處通過螺栓連接上蓋(8)，上蓋(8)上通過螺栓連接填料壓板(17);閥球安裝孔(20)內安裝整體式閥球(3)，整體式閥球(3)下端連接中閥體(I)底部,上端伸出上蓋(8)；中閥體(I)和兩側的側閥體(2)連接處設有閥座密封組件；整體式閥球(3)中部設有閥球限位臺階(21)，閥球限位臺階(21)處安裝平面軸承(10)，平面軸承(10)上端設有套裝在整體式閥球(3)上的保持架(9)，保持架(9)上端設有套裝在整體式閥球(3)上的壓緊組件，壓緊組件將保持架(9)壓緊；壓緊組件上端設有上密封組件，上密封組件將整體式閥球(3)和填料壓板(17)之間密封。
2.如權利要求1所述的高壓填料自密封平衡型鍛式開關球閥，其特征是:所述閥座密封組件包括閥座(4 )，閥座(4 )后端連接支撐環(6 )，支撐環(6 )后端設有碟形彈簧(7 )，碟形彈簧(7 )將支撐環(6 )壓緊閥座(4 );閥座(4 )和支撐環(6 )之間設有平衡密封環(5 )。
3.如權利要求1所述的高壓填料自密封平衡型鍛式開關球閥，其特征是:所述壓緊組件包括彈簧座(11)，彈簧座(11)底部設有多個彈簧安裝孔，每個彈簧安裝孔中設有一個將保持架(9 )壓緊的螺旋彈簧(12)。
4.如權利要求1所述的高壓填料自密封平衡型鍛式開關球閥，其特征是:所述上密封組件包括填料墊(14)，填料墊(14)上端設有高壓填料(15)，高壓填料(15)上端設有填料壓蓋(16)。
5.如權利要求1所述的高壓填料自密封平衡型鍛式開關球閥，其特征是:所述整體式閥球(3 )和填料壓板(17 )之間設有第一襯套(18 )。
6.如權利要求1所述的高壓填料自密封平衡型鍛式開關球閥，其特征是:所述整體式閥球(3 )和保持架(9 )之間設有第二襯套(13 )。
7.如權利要求1所述的高壓填料自密封平衡型鍛式開關球閥，其特征是:所述整體式閥球(3)和中閥體(I)之間設有第三襯套(19)。
8.如權利要求1所述的高壓填料自密封平衡型鍛式開關球閥，其特征是:所述整體式閥球(3)上部設有傳動軸，閥球底部設有從動軸。
【文檔編號】F16K5/08GK103591327SQ201310588903
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月20日 優先權日:2013年11月20日
【發明者】陳彥, 陳忠鑫, 史強修, 鐘偉, 武顯強 申請人:無錫智能自控工程股份有限公司