一种超低温高压自密封结构及自密封球阀的制作方法

本技术涉及阀门密封结构，具体而言，涉及一种超低温高压自密封结构及自密封球阀。

背景技术：

1、超低温高压自密封球阀广泛应用于超低温、高压且易燃易爆、有毒物品的各类管线系统中，如超低温高压液氢管线运输系统。现有超低温高压球阀各结合处的密封结构通常有以下三种：

2、1.采用不锈钢缠绕石墨垫片密封，这种结构的缺点是，为了满足密封性能，垫片需要加宽，垫片所需压紧预紧力也会加大，在计算螺柱螺母的强度时，由于垫片外径尺寸增加，相应的螺柱螺母也会加大规格或增加数量，从而增加阀门的成本，当工况出现温度变化很大时，如常温和超低温交变运行，长期以来，不锈钢缠绕石墨垫片由于没有后续的预紧力加持，密封很容易失效，影响密封；

3、2.采用不锈钢缠绕金属八角垫，这种结构的缺点是，金属八角垫对密封沟槽的要求很高，根据其密封原理，需要金属八角垫两个待密封零件之间发生微量变形后形成密封，因此所需压紧预紧力需要更大，当工况出现温度变化很大时，如常温和超低温交变运行，长期以来，金属八角垫没有自动补偿功能，密封很容易失效，影响密封；

4、3.采用唇形密封圈密封，这种结构的缺点是，对于密封槽的公差和光洁度要求极高，加工起来非常麻烦，量产时会严重影响交货期，且唇形密封圈价格昂贵，拆装易损坏，产品性价比不高，需客户认可接受才行。

5、可见，现有技术的前两种密封机构在温差变化极大的环境下容易密封失效，而第三种密封结构加工麻烦、拆装易损坏。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种超低温高压自密封结构及自密封球阀，以解决现有技术的上述缺陷。

2、本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：

3、一种超低温高压自密封结构，包括待密封的第一零件和第二零件，其第一零件和第二零件之间形成有安装腔，安装腔内接触介质流体的一端到另一端之间依次设有弹性件、填料压环和自密封填料。

4、可选地，所述弹性件为波形弹簧。

5、可选地，所述自密封填料靠近所述填料压环的一端设有v型槽，所述填料压环设有与v型槽配合的v型凸起。

6、可选地，所述自密封填料远离所述填料压环的一端呈楔形结构。

7、本实用新型还提供了一种超低温高压自密封球阀，包括阀体、阀座、球体、上阀杆和下阀杆，阀体一端连接有左体，阀体的另一端连接有右体，球体设于阀体内部，阀座通过预紧组件抵紧球体，下阀杆安装于阀体上并与球体转动连接，上阀杆连接于球体上并与阀体转动连接，阀体顶部固定连接有填料函，填料函与上阀杆之间设有填料密封组件，阀体与左体、阀体与右体、阀体与下阀杆、填料函与阀体，以及上阀杆与填料函之间均设有上述任意一项所述的超低温高压自密封结构。

8、可选地，所述填料密封组件包括由下至上依次设于所述填料函与所述上阀杆之间的填料隔环、阀杆填料和压紧环，压紧环顶部设有填料压盖，压紧环和填料压盖之间设有弹性体，填料压盖与填料函通过紧固件连接。

9、可选地，所述填料隔环与所述上阀杆之间设有o型密封圈，o型密封圈的一端设有挡圈。

10、可选地，所述预紧组件包括弹簧座、预紧弹簧和阀座填料，预紧弹簧被配置为使弹簧座压紧所述阀座，同时使阀座填料压紧在弹簧座和阀座之间。

11、本实用新型至少具有如下优点和有益效果：本实用新型中，在两个待密封零件之间的安装腔内，接触介质流体的一端到另一端之间依次设置弹性件、自密封填料和填料压环，应用到阀门工作中时，一方面，弹性件为自密封填料提供预压紧力，同时介质压力作用于填料压环靠近弹性件的一端时，会对自密封填料产生压紧力，压紧力f＝介质压力x压力区域面积，介质压力越大，压紧力越大，密封效果越好，介质压力越小，压紧力越小，叠加弹性件提供的预紧力，足以满足很好的密封，因此可以很好地满足高压及低压时良好的密封性能，而且相对于现有唇形密封圈的密封方式，加工精度要求小，加工难度低，装配简单，拆装不易损坏；

12、另一方面，当介质的温度由常温和超低温交变运行时，安装腔在温度变化过程中发生微量变形，由于弹性件对填料压环提供了足够的预紧力，及介质压力对自密封填料产生的压紧力，足以弥补变形对密封的影响，从而保证阀门在常温与超低温交变工况下的长期密封性能。

技术特征：

1.一种超低温高压自密封结构，包括待密封的第一零件和第二零件，其特征在于，第一零件和第二零件之间形成有安装腔，安装腔内接触介质流体的一端到另一端之间依次设有弹性件(1)、填料压环(3)和自密封填料(2)。

2.根据权利要求1所述的超低温高压自密封结构，其特征在于，所述弹性件(1)为波形弹簧。

3.根据权利要求1所述的超低温高压自密封结构，其特征在于，所述自密封填料(2)靠近所述填料压环(3)的一端设有v型槽，所述填料压环(3)设有与v型槽配合的v型凸起。

4.根据权利要求1所述的超低温高压自密封结构，其特征在于，所述自密封填料(2)远离所述填料压环(3)的一端呈楔形结构。

5.一种超低温高压自密封球阀，包括阀体(4)、阀座(5)、球体(6)、上阀杆(7)和下阀杆(8)，阀体(4)一端连接有左体(9)，阀体(4)的另一端连接有右体(10)，球体(6)设于阀体(4)内部，阀座(5)通过预紧组件抵紧球体(6)，下阀杆(8)安装于阀体(4)上并与球体(6)转动连接，上阀杆(7)连接于球体(6)上并与阀体(4)转动连接，阀体(4)顶部固定连接有填料函(11)，填料函(11)与上阀杆(7)之间设有填料密封组件，其特征在于，阀体(4)与左体(9)、阀体(4)与右体(10)、阀体(4)与下阀杆(8)、填料函(11)与阀体(4)，以及上阀杆(7)与填料函(11)之间均设有权利要求1-4任意一项所述的超低温高压自密封结构。

6.根据权利要求5所述的超低温高压自密封球阀，其特征在于，所述填料密封组件包括由下至上依次设于所述填料函(11)与所述上阀杆(7)之间的填料隔环(12)、阀杆填料(13)和压紧环(14)，压紧环(14)顶部设有填料压盖(16)，压紧环(14)和填料压盖(16)之间设有弹性体(15)，填料压盖(16)与填料函(11)通过紧固件(17)连接。

7.根据权利要求6所述的超低温高压自密封球阀，其特征在于，所述填料隔环(12)与所述上阀杆(7)之间设有o型密封圈(18)，o型密封圈(18)的一端设有挡圈(19)。

8.根据权利要求5所述的超低温高压自密封球阀，其特征在于，所述预紧组件包括弹簧座(20)、预紧弹簧(21)和阀座填料(22)，预紧弹簧(21)被配置为使弹簧座(20)压紧所述阀座(5)，同时使阀座填料(22)压紧在弹簧座(20)和阀座(5)之间。

技术总结本技术涉及阀门密封结构技术领域，本技术提供了一种超低温高压自密封结构及自密封球阀，超低温高压自密封结构包括待密封的第一零件和第二零件，其第一零件和第二零件之间形成有安装腔，安装腔内接触介质流体的一端到另一端之间依次设有弹性件、填料压环和自密封填料。本技术介质压力作用于填料压环靠近弹性件的一端时，会对自密封填料产生压紧力，该预紧力叠加弹性件提供的预紧力，足以满足很好的密封，也足以弥补变形对密封的影响，从而保证阀门在常温与超低温交变工况下的长期密封性以及高压及低压时良好的密封性能；而且相对于现有唇形密封圈的密封方式，加工精度要求小，加工难度低，装配简单，拆装不易损坏。技术研发人员：刘洪德,段伟,谭玄,陈昌华,李勇受保护的技术使用者：四川苏克流体控制设备股份有限公司技术研发日：20231206技术公布日：2024/7/25