今天為大家介紹一項國家發明專利——補償式高密封閥門。該專利由南通大學申請，并于2019年2月15日獲得授權公告。

內容說明

本發明涉及閥門的技術領域，特別涉及一種補償式高密封閥門。

發明背景

閥門是一種重要的控制管道組件，主要功能是調節管道內流體的啟閉、流量、流動方向、壓力等。閥門作為整個裝置和系統的關鍵部分，特別是在石油、化工等行業，一旦失效或介質泄露可能會導致劇毒釋放、爆炸等災難性事件的發生，將造成重大經濟損失以及人員傷亡。因此，對于閥門，選擇合適的密封材料以及密封結構至關重要。

閥門密封中，閥桿與閥體之間的密封在很大程度上影響了閥門整體的密封效果。閥桿與閥體間的密封一般采用環形彈性密封材料（如橡膠）或用填料填充于閥桿與閥體之間，通過彈性材料或壓實的填料的變形補償閥桿與閥體間的間隙起到密封的效果。但由于彈性材料本身的蠕變松弛及長時間使用造成的磨損，會造成密封效果的下降，從而影響閥門整體密封效果。現有結構中，會設置填料松動時手動加載機構或通過可調節壓蓋結構定期人為加載，消除閥桿和填料損耗造成的間隙。無論哪種結構，都無法保證閥桿密封的可靠性，造成泄漏。

發明內容

本發明的目的是提供一種補償式高密封閥門，本發明提供的補償式高密封閥門具有高耐磨性、防腐蝕性地特點，且能自動補償閥桿和密封件之間的磨損，延長密封件的壽命，提高密封性能。

本發明提供的一種補償式高密封閥門，包括閥桿、閥蓋、閥體，閥桿設于閥體中且穿過閥蓋內孔，閥蓋與閥體通過螺栓或法蘭連接，還包括填料壓蓋、彈性元件和密封件，填料壓蓋端部與閥蓋相連，另一端與彈性元件端部相連，彈性元件另一端與密封件相連，彈性元件處于壓緊的狀態，密封件設于閥桿和閥體之間。密封件設于閥桿和閥體之間，與閥桿和閥體密封接觸，通過彈性元件的預緊力將密封件壓緊，提高密封性能。在使用過程中，閥桿與密封件反復的摩擦會產生磨損，可以通過本方案中彈性元件的預緊力通過填料擋圈繼續將密封件壓實，自動補償產生的磨損，提高密封能力，延長密封件的壽命。

在一些實施方式中，彈性元件為彈簧或C型橡膠。彈簧包括螺旋彈簧、蝶形彈簧、氣體彈簧和橡膠彈簧，也包括單彈簧和多彈簧。其中，優選不銹鋼螺旋彈簧可以在不同的工況下使用，由于其耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕且耐酸、堿、鹽等化學浸蝕，而且預緊力強，長時間不失效，壽命長。

在一些實施方式中，密封件為摻有陶瓷顆粒的聚四氟乙烯。本發明采用聚四氟乙烯，利用其耐高溫、耐腐蝕的特性，同時摻入陶瓷顆粒，如氧化硅、碳化硅、氧化鋁，以提高其硬度以及耐磨性。

在一些實施方式中，還包括填料擋圈，填料擋圈設于密封件和彈性元件之間。填料擋圈優選為不銹鋼材料，這樣的設計有利于彈性元件對密封件施力。在一些實施方式中，密封件為圓錐形密封件，圓錐形密封件與閥桿和閥體密封接觸。該方案中的閥體設計為與圓錐形密封件相配合密封的圓錐形，在彈性元件的軸向預緊力下，使得錐形密封件沿著閥體的圓錐面壓緊，有效的彌補閥桿與圓錐形密封件之間的磨損。

在一些實施方式中，圓錐形密封件為層狀結構，由多個圓錐形環組成，圓錐形環底部的直徑與相鄰的下一層的圓錐形環頂部的直徑一樣。層狀結構的圓錐形密封件，在彈性元件的軸向預緊力下，使得層狀的錐形密封環之間沿著閥體的圓錐面壓緊，能更有效的彌補閥桿與圓錐形密封件之間的磨損。

在一些實施方式中，圓錐形密封環具有開口結構，開口沿著徑向將圓錐形密封環分為第一半體和第二半體，第一半體和第二半體的內圈與閥桿密封接觸，第一半體和第二半體的外圈與閥體密封接觸，相鄰兩層圓錐形密封環的開口相互錯開。設有開口結構，能夠使得圓錐形密封件在彈性元件的軸向預緊力下，使得圓錐形密封環的兩個半體沿著周向變形、壓緊，能更有效的彌補閥桿與圓錐形密封件之間的磨損。在一些實施方式中，圓錐形環兩端面設有向心溝槽或密布的向心紋路。如此設計是為了防止由于閥桿的轉動造成圓錐形密封環周向位置的變化。