本發(fā)明涉及閥門(mén)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種超高溫閥。
背景技術(shù)：
：超高溫閥作為流體控制過(guò)程中必不可少的部分，閥門(mén)在整個(gè)流體控制中起關(guān)鍵作用，因而廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、軍工等領(lǐng)域，其流經(jīng)介質(zhì)為高溫氣體或液體，溫度一般在450℃-900℃，壓力大于2.5Mpa。如何設(shè)計(jì)出既滿足使用要求又能保障安全的高溫閥門(mén)是技術(shù)關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，常用的高溫閥門(mén)有水冷卻閥門(mén)和無(wú)水冷卻閥門(mén)。首先，閥芯與閥體的熱膨脹差別是至關(guān)重要的；現(xiàn)有技術(shù)一般都采用適當(dāng)增加閥芯與閥體之間的工作間隙的方式來(lái)解決熱膨脹差別問(wèn)題，以保證閥芯與閥體之間卡死或擦傷；但間隙的增加也為密封帶來(lái)了更加沉重的負(fù)擔(dān)。其次，密封圈的熱交變問(wèn)題和熱疲勞也是至關(guān)重要的；介質(zhì)的熱交變，密封圈因一直與介質(zhì)接觸而受到熱交變應(yīng)力的影響而過(guò)度疲勞，從而喪失原有的作用?，F(xiàn)有技術(shù)一般采用較好的密封圈材質(zhì)如聚四氟乙烯或纖維增強(qiáng)的氟樹(shù)脂材料來(lái)增加密封圈的使用壽命，但并未徹底解決熱疲勞問(wèn)題而導(dǎo)致閥門(mén)的使用維護(hù)成本增加。如何在成本合理的條件下，通過(guò)恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)考慮，設(shè)計(jì)出能少考慮間隙和密封圈熱疲勞問(wèn)題的高溫閥門(mén)成為行業(yè)發(fā)展的共性難題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種超高溫閥。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種超高溫閥，包括閥體、閥蓋、閥桿和閥芯，閥體具有入口部、出口部和閥室，入口部具有第一通孔，第一通孔連通閥室；出口部具有第二通孔，第二通孔連通閥室；所述閥桿可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述閥室中且下端固定連接閥芯以旋轉(zhuǎn)閥芯控制流過(guò)閥室的流量；所述閥芯包括通水孔；所述閥芯與閥室內(nèi)壁距離一間隙；入口部和/或出口部設(shè)有動(dòng)壓密封裝置，所述動(dòng)壓密封裝置包括動(dòng)壓套本體、動(dòng)壓套，所述動(dòng)壓套本體配合在第一通孔或第二通孔中；動(dòng)壓套可滑動(dòng)地設(shè)置在動(dòng)壓套本體中，在動(dòng)壓套本體和動(dòng)壓套之間由外向閥芯方向依次形成彼此獨(dú)立密封的流體容納室和氣體容納室；所述動(dòng)壓套本體前端設(shè)有動(dòng)壓膠環(huán)，動(dòng)壓套前端抵接在動(dòng)壓膠環(huán)上；通過(guò)所述動(dòng)壓密封裝置，閥芯旋轉(zhuǎn)一定角度，使得所述閥體通道具有通水孔與第一通孔和第二通孔連通的通過(guò)狀態(tài)和通水空不與第一通孔和第二通孔連通的密封狀態(tài)。進(jìn)一步地，該動(dòng)壓套本體包括軸向定位部、固定法蘭部，所述軸向定位部配合在第一通孔中并通過(guò)所述固定法蘭部壓裝固定在所述入口部的入口法蘭上。進(jìn)一步地，在閥體上設(shè)有流體填充口，流體填充口連通所述流體容納室。進(jìn)一步地，在動(dòng)壓套本體和動(dòng)壓套之間設(shè)有液/氣封密封圈。進(jìn)一步地，所述動(dòng)壓套本體前端設(shè)有膠環(huán)限位槽和第一限位凸環(huán)，所述膠環(huán)限位槽中卡設(shè)有推環(huán)和動(dòng)壓膠環(huán)，所述動(dòng)壓套的前端面抵接所述推環(huán)。進(jìn)一步地，動(dòng)壓套本體后端設(shè)有第二限位凸環(huán)，動(dòng)壓套包括后端法蘭，所述后端法蘭和第二限位凸環(huán)之間設(shè)有復(fù)位彈簧。進(jìn)一步地，第一限位凸環(huán)設(shè)有定位倒扣，所述動(dòng)壓膠環(huán)前端設(shè)有凸起，該凸起嵌入所述定位倒扣而對(duì)動(dòng)壓膠環(huán)在膠環(huán)限位槽中定位。進(jìn)一步地，還包括閥芯密封裝置，入口部和/或出口部設(shè)有閥芯密封套,所述閥芯密封套設(shè)有密封圈定位環(huán)槽；所述閥芯密封裝置設(shè)置在密封圈定位環(huán)槽中，所述閥芯密封裝置包括彈簧、滑座和閥芯密封圈；閥芯密封圈固定在滑座的頂部；滑座通過(guò)彈簧壓裝在密封圈定位環(huán)槽中。進(jìn)一步地，當(dāng)入口部或出口部不設(shè)動(dòng)壓密封裝置時(shí)，所述閥芯密封套設(shè)在入口部或出口部的通孔中，并通過(guò)固定法蘭固定在入口法蘭或出口法蘭上；當(dāng)入口部或出口部設(shè)置動(dòng)壓密封裝置時(shí)，所述閥芯密封套套設(shè)在動(dòng)壓套的通孔中，并通過(guò)壓板固定在入口法蘭或出口法蘭上。進(jìn)一步地，所述閥蓋一體焊接在所述閥體上構(gòu)成閥室，同時(shí)閥室的內(nèi)壁與閥芯的表面形成間隙，使得第二通孔與第一通孔同軸且與閥室串聯(lián)構(gòu)成為閥體通道；或者閥體包括壓裝部，閥蓋具有第二通孔，所述閥蓋壓裝在壓裝部上，使得第二通孔與第一通孔同軸且與閥室串聯(lián)構(gòu)成為閥體通道。所述超高溫閥，為了解決“柔性密封圈和閥芯在高溫環(huán)境中間隙和熱疲勞使得密封難以控制”的技術(shù)難題，通過(guò)以下技術(shù)手段：1)閥芯密封裝置閥芯密封裝置至少設(shè)置在閥室出口處，通過(guò)彈簧將閥芯密封圈壓在閥芯球面與第二通孔的過(guò)渡處，由于該過(guò)渡處正好是帶有錐形弧面的，所以也設(shè)計(jì)了橫截面為錐形凸弧面的閥芯密封圈，對(duì)閥體通道形成有效密封。2)動(dòng)壓密封裝置為了彌補(bǔ)高溫環(huán)境對(duì)閥芯密封圈的受熱膨脹變形，至少在閥室入口設(shè)置動(dòng)壓密封裝置，在閥體通道的密封狀態(tài)，該動(dòng)壓密封裝置通過(guò)流體容納室的流體傳遞壓力和氣體的大變形性能將動(dòng)壓套前移致動(dòng)使得動(dòng)壓套頂端抵壓推環(huán)，推環(huán)抵壓動(dòng)壓膠環(huán)，動(dòng)壓膠環(huán)受壓拱起壓在球面上形成密封，該密封由于是流體的持續(xù)壓力作用，不受低溫環(huán)境的影響。在閥體通道的非密封狀態(tài)，流體容納室的流體排出，動(dòng)壓膠環(huán)恢復(fù)到與球面距離一間隙。這樣，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿由密封狀態(tài)向通過(guò)狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，或者當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿由通過(guò)狀態(tài)向密封狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí),動(dòng)壓密封裝置釋放球面密封，以使得轉(zhuǎn)動(dòng)可行。3)二者的組合形成不同密封偏向的高溫閥品種通過(guò)在閥室的入口和出口設(shè)置動(dòng)壓密封裝置和閥芯密封裝置的組合，可以得到不同密封及耐用偏向的高溫閥品種，其中同時(shí)在入口和出口設(shè)置動(dòng)壓密封裝置和閥芯密封裝置是最耐用密封最好的品種。動(dòng)壓密封裝置僅在閥體通道的密封狀態(tài)至少在閥室上游起一級(jí)密封輔助作用，對(duì)閥室下游的閥芯密封裝置的密封功能減輕壓力，密封圈的密封性能也更能耐久地保持最佳狀態(tài)，因此二者具有互相協(xié)同作用。申請(qǐng)人既從密封圈的密封結(jié)構(gòu)考慮問(wèn)題，又結(jié)合動(dòng)壓密封考慮問(wèn)題，通過(guò)以上二個(gè)結(jié)構(gòu)的相互協(xié)同配合，加上不同的側(cè)重點(diǎn)，大大提高了超高溫閥的密封能力。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明超高溫閥的實(shí)施例一的通過(guò)狀態(tài)的主剖視圖。圖2為本發(fā)明超高溫閥的實(shí)施例一的密封狀態(tài)的主剖視圖。圖3為本發(fā)明超高溫閥的圖1的I放大圖。圖4為本發(fā)明超高溫閥的圖1的II放大圖。圖5為本發(fā)明超高溫閥的圖1的不同密封圈形狀的I放大圖。圖6為本發(fā)明超高溫閥的圖1的不同密封圈形狀的II放大圖。圖7為本發(fā)明超高溫閥的實(shí)施例二的通過(guò)狀態(tài)的主剖視圖。圖8為本發(fā)明超高溫閥的實(shí)施例二的密封狀態(tài)的主剖視圖。圖9為本發(fā)明超高溫閥的圖8的VI放大圖。圖10為本發(fā)明超高溫閥的圖8的IV放大圖。圖11為本發(fā)明超高溫閥的閥芯密封圈的主剖視圖。上述圖中的附圖標(biāo)記：1閥體，2閥蓋，3閥桿，4入口部，5閥室，6出口部，7密封隔熱墊，8錐形孔部，9密封錐環(huán),10壓蓋,11密封圈定位環(huán)槽,12內(nèi)臺(tái)階,13滑槽，14滑條,15頂壓彈簧,16閥芯密封圈，17滑座，18動(dòng)壓套本體,19動(dòng)壓套,20動(dòng)壓膠環(huán),21閥芯密封裝置,22動(dòng)壓密封裝置，23流體容納室,24氣體容納室，25液/氣封密封圈,26推環(huán),27流體填充口，28閥芯，29冷卻流道，30復(fù)位彈簧，31第三限位凸起4.1第一通孔，6.1第二通孔5.1上頸部,5.2下頸部,5.3壓裝部,5.4閥桿孔,5.5盲孔,5.6上支撐臺(tái)，5.7下支撐臺(tái)，5.8轉(zhuǎn)軸28.1通水孔，28.2閥芯面，28.3密封部16.1閥芯密封面,16.2豎直滑動(dòng)環(huán)面18.1軸向定位部，18.2固定法蘭部，18.3膠環(huán)限位槽，18.4第二限位凸環(huán)，18.5第一限位凸環(huán)，18.6定位倒扣具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例一如圖所示，一種超高溫閥，包括閥體1、閥桿3，閥體1具有入口部4、閥室5、出口部6，入口部4設(shè)有第一通孔4.1，第一通孔4.1連通閥室5，出口部6設(shè)有第二通孔6.1，第二通孔6.1連通閥室5；所述閥室5具有上頸部5.1和下頸部5.2。所述上頸部5.1設(shè)有閥桿孔5.4和閥芯上支撐臺(tái)5.6，所述下頸部5.2具有與所述閥桿孔5.4同軸設(shè)置的盲孔5.5和閥芯下支撐臺(tái)5.7。閥桿3設(shè)置在上頸部5.1中且下端固定連接閥芯28，轉(zhuǎn)軸5.8上端固定連接閥芯28，使得閥芯28在閥室5中與閥室內(nèi)表面距離一間隙δ地可旋轉(zhuǎn)地定位。所述閥芯28旋轉(zhuǎn)支撐在上支撐臺(tái)5.6和下支撐臺(tái)5.7之間。所述閥體為全焊接球形閥體結(jié)構(gòu)，是通過(guò)所述閥蓋2一體焊接連接所述閥體1使得閥體1的閥室5構(gòu)成封閉的球形閥室，使得第二通孔6.1與第一通孔1.1處于同一軸線上，同時(shí)閥室5的球形內(nèi)壁與閥芯28的表面形成間隙δ。上頸部5.1設(shè)有錐形孔部8，錐形孔部8內(nèi)設(shè)有密封錐環(huán)9，上頸部5.1的法蘭處壓裝有密封隔熱墊7，所述密封錐環(huán)7的厚度比密封隔熱墊6高1-3mm，壓蓋10壓裝在密封隔熱墊7和密封錐環(huán)9上固定。閥芯28具有通水孔6.1和球面6.2。所述閥體1的入口部4和/或出口部設(shè)有動(dòng)壓密封裝置22，所述動(dòng)壓密封裝置22包括動(dòng)壓套本體18、動(dòng)壓套19、動(dòng)壓膠環(huán)20、流體容納室23、氣體容納室24、流體填充口27，該動(dòng)壓套本體18包括軸向定位部18.1、固定法蘭部18.2，所述軸向定位部18.1配合在入口部4的第一通孔中并通過(guò)所述固定法蘭部18.2固定在所述入口部4的入口法蘭上；動(dòng)壓套本體18的軸向定位部18.1和第一通孔1.1之間設(shè)有冷卻流道；在動(dòng)壓套本體18和動(dòng)壓套19之間設(shè)有液/氣封密封圈25，這樣，在動(dòng)壓套本體18和動(dòng)壓套19之間由外向閥芯28方向依次形成彼此獨(dú)立密封的流體容納室23和氣體容納室24，在閥體5上設(shè)有流體填充口27，流體填充口27連通所述流體容納室23。流體容納室23能容納一液體流體F，例如水或潤(rùn)滑油的液體；在氣體容納室24封裝有氣體；所述動(dòng)壓套本體18前端設(shè)有膠環(huán)限位槽18.3和第一限位凸環(huán)18.5，動(dòng)壓套本體18后端設(shè)有第二限位凸環(huán)18.4，所述膠環(huán)限位槽18.3中卡設(shè)有動(dòng)壓膠環(huán)20，所述動(dòng)壓套19的前端面抵接所述動(dòng)壓膠環(huán)20上；或者更為優(yōu)選的是，所述膠環(huán)限位槽18.3中卡設(shè)推環(huán)26和動(dòng)壓膠環(huán)20，所述動(dòng)壓套19的前端面抵接所述推環(huán)26上；動(dòng)壓套19包括后端法蘭19.1，所述后端法蘭19.1和第二限位凸環(huán)18.4之間設(shè)有復(fù)位彈簧30；所述動(dòng)壓套本體18在第一通孔的圓周方向定位，當(dāng)填充到流體容納室23的流體F的壓力P1大于氣體容納室24內(nèi)的氣體壓力P2時(shí)，動(dòng)壓套19能沿動(dòng)壓套本體18的軸向移動(dòng)，動(dòng)壓套19推動(dòng)與之抵接的推環(huán)26軸向前移，動(dòng)壓膠環(huán)20由于第一限位凸環(huán)18.5的阻擋從而拱起變形；當(dāng)變形時(shí)，所述動(dòng)壓膠環(huán)20抵壓在閥芯28的密封部28.3，從而對(duì)該球面進(jìn)行密封。由于持續(xù)的液體壓力的作用，動(dòng)壓膠環(huán)20與閥芯28的密封性能非常高，而這種密封不受高溫環(huán)境的影響。當(dāng)閥桿再次旋轉(zhuǎn)閥芯28時(shí)，由動(dòng)壓密封裝置22密封的閥芯通過(guò)下面操作被釋放開(kāi)。流體F從流體容納室23中排出，通過(guò)流體的排放，流體容納室23的流體F的壓力P1為0，氣體容納室24內(nèi)的氣體壓力P2和復(fù)位彈簧30的作用下沿軸向向后移動(dòng)，動(dòng)壓膠環(huán)20由自身的彈性恢復(fù)力從圖4恢復(fù)到圖3的狀態(tài)。消失的間隙δ重新出現(xiàn)了，這樣，閥芯28的左側(cè)密封放開(kāi)了，閥桿5能藉由驅(qū)動(dòng)裝置無(wú)障礙地旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)到通過(guò)狀態(tài)A。更為優(yōu)選地，第一限位凸環(huán)18.5設(shè)有定位倒扣18.6，所述動(dòng)壓膠環(huán)20前端設(shè)有凸起，該凸起嵌入所述定位倒扣18.6而對(duì)動(dòng)壓膠環(huán)20在膠環(huán)限位槽18.3中定位。更為優(yōu)選地，為了保護(hù)動(dòng)壓膠環(huán)20不被動(dòng)壓套19的過(guò)量移位而壓碎，在氣體容納室24中設(shè)有第三限位凸起31，所述第三限位凸起31對(duì)動(dòng)壓套19的移動(dòng)起止擋作用。當(dāng)需要關(guān)閉時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置無(wú)障礙地反向旋轉(zhuǎn)到關(guān)閉狀態(tài)B，在閥芯密封圈16的上游即閥體的入口部4和/或出口部6設(shè)有動(dòng)壓密封裝置22，啟動(dòng)流體泵，將流體F填充到流體容納室23內(nèi)，動(dòng)壓套19前移，動(dòng)壓膠環(huán)20拱起緊壓在閥芯28的密封部28.3上，對(duì)閥門(mén)2的閥芯進(jìn)行密封。然后，在閥室內(nèi)填充冷卻流體，以冷卻動(dòng)壓密封裝置22和閥芯28。實(shí)施例二入口部4和/或出口部6設(shè)有閥芯密封裝置21；具體地，入口部4和/或出口部6或者動(dòng)壓套19內(nèi)套設(shè)有閥芯密封套31，閥芯密封套31通過(guò)固定法蘭固定在入口部或出口部上；閥芯密封套31的上端面設(shè)有密封圈定位環(huán)槽11和內(nèi)臺(tái)階12，密封圈定位環(huán)槽11內(nèi)設(shè)有滑槽13，閥芯密封裝置21設(shè)置在所述密封圈定位環(huán)槽11中，所述閥芯密封裝置21包括頂壓彈簧15、滑座17和閥芯密封圈16；閥芯密封圈16通過(guò)燕尾槽嵌裝在滑座17的頂部；滑座17外圓周面設(shè)有滑條14，滑座17通過(guò)頂壓彈簧15壓裝在密封圈定位環(huán)槽11中，所述滑條14滑動(dòng)設(shè)置在滑槽13中。閥芯密封圈16具有閥芯密封面16.1和豎直滑動(dòng)環(huán)面16.2，所述豎直滑動(dòng)環(huán)面16.2與密封圈定位環(huán)槽10內(nèi)表面滑動(dòng)接觸；所述閥芯密封面16.1橫截面為凸圓弧面，所述凸圓弧的弧高為1-3mm。閥芯密封圈16采用橡膠、PTFE、尼龍、PEEK等軟彈性材料。對(duì)于Class600磅級(jí)以上的要求，應(yīng)選用經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的具有防爆減壓特性的材料。閥芯密封裝置21和動(dòng)壓密封裝置22可以有如下幾種配合方式，方式一：所述閥體1的入口部4設(shè)有閥芯密封裝置21和動(dòng)壓密封裝置22,出口部不設(shè)密封裝置；方式二：所述閥體1的入口部4設(shè)有閥芯密封裝置21和動(dòng)壓密封裝置22，出口部?jī)H設(shè)閥芯密封裝置21；方式三：所述閥體1的入口部4和出口部均設(shè)有閥芯密封裝置21和動(dòng)壓密封裝置22；首先，閥芯密封裝置21是日常低成本的密封裝置，當(dāng)閥芯密封裝置21因長(zhǎng)期在高溫環(huán)境下失去密封能力時(shí)，采用動(dòng)壓密封裝置22對(duì)閥芯密封裝置21的替代，讓閥的功能延續(xù)；在工業(yè)機(jī)器停產(chǎn)時(shí)，對(duì)閥芯密封裝置21進(jìn)行拆裝更換?；蛘咴诟邷馗邏合?，閥芯密封裝置21不能勝任高溫閥的密封工作時(shí)，則開(kāi)啟動(dòng)壓密封轉(zhuǎn)軸22，利用閥芯密封裝置21和動(dòng)壓密封裝置22的兩道密封對(duì)高溫閥進(jìn)行密封。動(dòng)壓密封裝置22的結(jié)構(gòu)及其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同。在此，對(duì)閥門(mén)進(jìn)行耐高溫分級(jí)：PI級(jí)：閥門(mén)的工作溫度t>425～550℃(800～1000℉)定為高溫Ⅰ級(jí),簡(jiǎn)稱PⅠ級(jí)。PII級(jí)：閥門(mén)工作溫度t>550～650℃(1000～1200℉)定為高溫Ⅱ級(jí),簡(jiǎn)稱PⅡ級(jí)。PIII級(jí)：閥門(mén)工作溫度t>650～730℃(1200～1350℉)定為高溫Ⅲ級(jí),簡(jiǎn)稱PⅢ級(jí)。PIV級(jí)：閥門(mén)工作溫度t>730～816℃(1350～1500℉),稱其為高溫Ⅳ級(jí),簡(jiǎn)稱PⅣ級(jí)。PV級(jí)：閥門(mén)的工作溫度t>816℃(1500℉)以上的溫度區(qū)域,稱為閥門(mén)的最高溫度級(jí),即高溫V級(jí),簡(jiǎn)稱PV級(jí)。在不同高溫環(huán)境中壓力在0.5-2MPa進(jìn)行持續(xù)時(shí)間6月的壓力試驗(yàn)，對(duì)所述實(shí)施例進(jìn)行液體壓力試驗(yàn)，具體試驗(yàn)參數(shù)如下表1：表1樣品500℃，PI級(jí)600℃，PII級(jí)700℃，PIII級(jí)800℃，PIV級(jí)900℃，PV級(jí)實(shí)施例1√√√ⅩⅩ實(shí)施例2√√√√√√:表示高溫閥符合在試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間內(nèi)無(wú)可見(jiàn)泄漏的A級(jí)密封。Ⅹ：表示未通過(guò)，造成泄漏；所述超高溫閥，既利用了倒錐形的閥芯密封圈結(jié)構(gòu)，同時(shí)又利用了動(dòng)壓密封裝置22的輔助作用，二者協(xié)同作用，彌補(bǔ)了密封圈長(zhǎng)期高溫環(huán)境中失去彈性的性能缺陷，使得高溫閥的密封等級(jí)大大提高。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3