[发明专利]波纹管型双座套筒阀阀芯组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种双座套筒阀阀芯组件结构，具体地说，就是涉及一种阀杆与复合阀芯连接所组成的双座套筒阀阀芯组件。复合阀芯是指由波纹管两端分别连接各有一个密封接触面的上阀芯体和下阀芯体而构成的具有两个密封接触面的阀芯，此种阀芯组件，在阀门关闭时，具有让介质在上阀芯体和下阀芯体在阀杆轴向上的两端流通的介质通道，通常是在上阀芯体和下阀芯体上设有介质通道孔，使阀芯成为平衡式结构。

背景技术

采用传统阀芯组件的传统双座套筒阀，一般作为调节阀使用，它与单座调节阀相比具有很多优点，如：a、采用平衡型阀芯，不平衡力小，适用于大压差、大口径的场合，可以采用较小的执行机构；b、套筒与阀芯间导向面大，加之不平衡力变化较小，可改善涡流冲击引起的振荡，因此不易引起阀芯振动，操作也较稳定；c、流量特性由套筒上的窗口决定，只要更换具有不同窗口的套筒，就可以得到不同的流量系数和不同的流量特性等，还有其它的优点就不一一列举。

但是这种双座套筒阀，尤其是大口径阀却存在在关闭时密封不可靠，泄漏量（指内漏）较大的缺点，它不兼备截止阀的功能，通常被应用在对泄漏量要求不高的场合，如果在对泄漏量要求很高的场合使用它，就要串联一个能够可靠切断介质的阀门，这样既增加了成本，又增加了操作的复杂性，很少采用，因此这个缺点限制了双座套筒阀在对泄漏量要求较高场合的应用。

下面对双座套筒阀产生泄漏的原因进行分析：以图1及图2为例，图1为采用传统阀芯组件的传统双座套筒阀密封原理示意图，阀芯组件为阀杆6与传统阀芯5连接的组合件，图2为采用本发明阀芯组件的双座套筒阀密封原理示意图，阀芯组件为阀杆与复合阀芯7连接的组合件。如两图所示，阀门在关闭时产生泄漏的部位为：设有窗口201的套筒2及阀体3与下密封垫4的两个配合处；阀芯组件上的两个密封接触面与相应两阀座的两个密封接触面配合形成的上密封面100和下密封面200处。套筒及阀体与下密封垫的两个配合处，在实际中已能够做到对介质严密切断，泄漏主要是上密封面和下密封面不能同时实现可靠密封而引起的，只要解决了这个问题，就克服了传统双座套筒阀存在的缺点。

要使两密封面同时形成可靠密封，就要保证两密封面上同时具有足够的压力，使这两个压力在两密封面上产生的两个比压值同时大于两密封面各自实现可靠密封的必须比压。

两密封面上的压力是对驱动力的分配，在驱动力的作用下，阀芯组件和阀座各自两个密封接触面间的两个长度（以下简称两长度）发生变化，产生了一定的变形量，使两密封面上各自的两个密封接触面间相互接触并产生压力。在阀门结构确定的条件下，阀芯组件和阀座上各自两个密封接触面间的两个结构刚度（以下简称两钢度）也就确定了。要想使阀门在一个既定的足够的驱动力的作用下，使驱动力合理的分配到两密封面上，满足两密封面形成可靠密封的条件，就要求在两刚度联合作用下，两长度具有合适的匹配关系和两个合适的变形量。

综上所述，使双座套筒阀在阀门关闭时对介质实现可靠密封的条件是：在具有一定的两刚度条件下，两长度应具有合适的匹配关系，且在驱动力用下产生两个合适的变形量，将既定的足够的驱动力合理的分配到两密封面上，使两密封面上所形成的比压同时大于两密封面各自实现可靠密封的必须比压。

传统的双座套筒阀，阀芯组件和阀座上各自的两个密封接触面间都没有弹性件连接，两刚度都很大，这意味着满足对驱动力合理分配关系的两尺寸的匹配关系要很精准，两长度变形量也很小。两长度的尺寸偏差应该满足允许的匹配偏差和变形量偏差的要求，才能满足阀门对质实现可靠密封的条件，但由于两尺寸理想偏差很难确定，给定值本身就与理想所要求的有偏差，缩小了两尺寸的允许匹配偏差，而两长度的变形量本身就很小，允许的偏差就更小，造成对两长度的尺寸精度要求很高。

现有的加工水平很难达到两长度的这种精度要求，两长度的加工偏差本身就有可能超出了两尺寸的理想匹配差值或两长度的变形量值，因此常造成在驱动机构提供足够驱动力的情况下，两密封面中有一个密封面上的两个密封接触面不能接触，存在缝隙，密封比压为零，满足不了密封条件；或者形成一个密封面上的比压远超过实现可靠密封的必须比压，但另一个密封面上的比压却小于实现可靠密封的必须比压而满足不了密封条件，而产生泄漏，如果有一个密封面上的两个密封接触面不能接触，产生的泄漏量就会较大。