燃气阀门双重切断密封结构的探究

燃气阀门双重切断密封结构的探究

阮慧淼  经高峰

绍兴艾柯电气有限公司  浙江绍兴  312300

摘要：随着燃气事业的发展，对燃气专用阀门的要求越来越高，其切断结构能实现对流体的切断控制。本文主要介绍了一种燃气阀门双重切断密封结构，以在满足燃气阀门的双重切断要求且不增加电磁线圈功率或弹簧力的条件下实现更好的密封效果。

关键词：双重切断、密封、形变槽

1、概述

在对燃气的切断控制方面，为了保证安全，燃气阀门中的切断结构一般要求采用双重切断的模式，即分别通过两个切断部件实现对阀口的封闭。在现有的单线圈双重切断结构中，两个切断部件需要依靠电磁作用在弹簧力的配合下实现对阀口的密封,然而为了满足燃气阀门结构紧凑的需求，两个切断部件在未封闭阀口时与阀口的距离不同，当第一个切断部件上的密封橡胶在临界的弹簧力或线圈功率的作用下能够自由的与阀口贴合时，第二个切断部件上的密封橡胶需要的更大的弹簧力或线圈功率才可以使其具备密封阀口所需的变形量，无论是增加线圈功率还是增加弹簧力均会导致燃气阀门的能耗提高。因此，如何对燃气阀门中的双重切断结构进行改进以解决现有技术中存在的能耗问题，是当前亟需解决的技术问题。

2、燃气阀门双重切断密封结构的设计

燃气阀门双重切断密封结构包括阀门本体、电磁线圈、密封组件和第一弹簧。

2.1阀门本体

阀门本体内部具有空腔，空腔的内部具有间隔壁以将其间隔为第一腔室和第二腔室，第一腔室至少部分位于第二腔室的顶侧，间隔壁上沿纵向开设有通断口以使第一腔室与第二腔室连通。

2.2电磁线圈

电磁线圈安装于阀门本体的顶侧对应通断口的位置，其包括与其同轴设置且沿纵向延伸的固定圆筒，固定圆筒靠近通断口的一端具有限位法兰，固定圆筒的内部具有与其同向延伸且与第一腔室连通的导向通道。固定圆筒位于第一腔室的端部上设置有限位法兰，且该固定圆筒通过限位法兰固定于阀门本体。

2.3密封组件

密封组件活动内置于导向通道且在电磁线圈的作用下可沿导向通道相对通断口往复移动，其包括位于第一腔室且与通断口的形状尺寸匹配的第一密封件以及活动套设于第一密封件的外周侧的第二密封件，第二密封件为环状且其外周侧和内周侧环设有形变槽。形变槽环设于第二密封件的外周侧靠近其底侧的位置，形变槽的数量为一个，外径最大处为靠近其底部的外周侧，其外径最小处为形变槽的槽底处，以保证第二密封件在第一弹簧的弹簧力作用下可以充分变形，使第二密封件与通断口更加贴合，以提高对通断口的密封效果。当电磁线圈断电时，第一密封件和第二密封件可以先后分别与通断口相抵，以密封该通断口，当电磁线圈通电时，第一密封件和第二密封件在电磁线圈的作用下，可以先后分别沿纵向向上移动，以打开该通断口使第一腔室和第二腔室互相连通。

通断口的轮廓形状为圆形，间隔壁上还设置有圆环状的密封壁，密封壁同轴环绕于通断口的周侧，第二密封件的底部可通过第一弹簧抵接于密封壁的顶侧；其中，密封壁的内径尺寸大于第一密封件的外径尺寸，且其外径尺寸不超过第二密封件的底部的外径尺寸，当第一密封件与通断口相抵以封闭通断口时，第一密封件的外周侧部与密封壁的内周侧部之间形成空隙，当第二密封件的底部通过第一弹簧抵接于密封壁的顶侧时，第二密封件可在形变槽处产生弹性形变并部分填充于空隙。

密封组件还包括固定铁芯、第一动铁芯、第二动铁芯和连接套，固定铁芯内置于导向通道且位于导向通道的顶端；第一动铁芯沿纵向延伸且为圆柱状，第一动铁芯活动内置于导向通道且可在电磁线圈的作用下沿导向通道相对固定铁芯在第一位置和第二位置之间往复移动；连接套与导向通道同向延伸且其垂直于纵向的截面的轮廓形状为环形，连接套的外径尺寸与导向通道的内径尺寸适配，连接套延伸方向上的一端活动设置于导向通道且套设于第一动铁芯的圆周侧部，连接套延伸方向上的另一端内置于第一腔室，第二密封件套设于连接套位于第一腔室的端部，第一弹簧抵接于连接套与第二密封件的连接处；第二动铁芯与第一动铁芯同向延伸且为圆柱状，其延伸方向上的一端活动内置于连接套的内部且位于第一动铁芯的底侧，第二动铁芯的另一端位于第一腔室且与第一密封件连接，第二动铁芯可在电磁线圈的作用下沿导向通道相对固定铁芯在第三位置和第四位置之间往复移动。其中，当电磁线圈通电时，第一动铁芯位于第一位置以使第二密封件与通断口沿纵向间隔预设距离，第二动铁芯位于第三位置以使第一密封件与通断口沿纵向间隔预设距离；当电磁线圈断电时，第一动铁芯位于第二位置以使第二密封件通过第一弹簧与通断口相抵以密封通断口，第二动铁芯位于第四位置以使第一密封件密封通断口。

2.4第一弹簧

第一弹簧两端分别抵接于限位法兰和第二密封件。其中，当第二密封件通过第一弹簧与通断口相抵时，第二密封件可通过至少一个形变槽产生弹性形变以密封通断口。

图一 结构示意图

（阀门本体1、间隔壁101、第一腔室102、第二腔室103、电磁线圈2、固定圆筒201、限位法兰201a、导向通道201b、固定铁芯6、第一动铁芯7、连接套8、第二动铁芯9、第二弹簧10）

3、结语

    燃气阀门双重切断密封结构通过电磁线圈的通断电控制密封组件中的第一密封件和第二密封件先后打开或封闭阀门本体的内部的通断口，以使阀门本体的内部的第一腔室和第二腔室连通或隔离，且第二密封件的外形尺寸随其抵接的通断口的形状发生变化，可以在满足燃气阀门的双重切断要求且不增加电磁线圈功率或弹簧力的条件下对通断口实现更好的密封效果。

参考文献

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