CN100590334C - 密封面无磨损硬密封球阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种密封面无磨损硬密封球阀。包括阀体、阀盖、阀座、阀球和阀杆，阀体内设有通孔的阀球，阀球的上端与阀杆及阀杆阀球传动机构相连，阀球的下端装有导向销，阀体的两侧装有带有流道的左、右阀盖；左、右阀座分别装于左、右阀盖内、阀球的两侧，阀座的外端装有阀座弹簧，阀座与阀盖之间设有密封圈；左、右阀盖均设有与阀球表面相接触的支撑面；阀球的表面设有螺旋齿槽和凹入阀球表面的密封面，在左、右阀座的端面分别设有相对应的螺旋齿槽和凹入阀座端面的密封面。本发明结构合理，有效地保证了球阀在开启与关闭过程中密封面实现无磨损，从而提高了球阀的工作可靠性，延长了球阀的使用寿命，且耐高温、高压、密封性能好。
Description
技术领域
本发明涉及一种阀门，特别是一种密封面无磨损硬密封球阀。
背景技术
目前，球阀已广泛应用于石油、化工、电力、冶金、造纸等行业中。传统球阀一般采用软密封，由于受密封材料的制约，其适用温度范围小，耐高温、高压和腐蚀性能低，使用寿命较短，对于需采用高参数、高性能球阀作为启闭件的特殊工况条件，如：矿浆、灰渣、粉尘等场合，则无法满足，因而则采用硬密封球阀。现行的硬密封球阀通常由阀体、阀盖、阀球、阀座和阀杆组成，使用时通过转动阀杆带动其下端的阀球转动，使阀球上的通孔与阀门的流道相对应或错开，从而实现球阀的开启或闭合。由于阀球在转动过程中与阀座产生摩擦，磨损严重，易造成泄露，降低了球阀的工作可靠性，缩短了球阀的使用寿命。尽管目前也有无磨损球阀问世，但其结构较复杂，使用、维修不甚方便。
发明内容
为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种结构合理、阀球密封面与阀座密封面之间无磨损、使用寿命长、使用及维修方便的密封面无磨损硬密封球阀，且耐高温、高压、密封性能好。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括阀体、阀盖、阀座、阀球和阀杆，阀体内设有通孔的阀球，阀球的上端与阀杆及阀杆阀球传动机构相连，阀球的下端装有导向销，阀体的两侧装有带有流道的左、右阀盖；左、右阀座分别装于左、右阀盖内、阀球的两侧，阀座的外端装有阀座弹簧，阀座与阀盖之间设有密封圈；左、右阀盖均设有与阀球表面相接触的支撑面；其特征在于：阀球的表面设有螺旋齿槽和凹入阀球表面的密封面，在左、右阀座的端面分别设有相对应的螺旋齿槽和凹入阀座端面的密封面。
上述由外阀杆、凸轮、半圆齿轮所构成的阀杆阀球传动机构，阀杆的下端套置于外阀杆内，阀杆上设有阀杆平键，外阀杆上设有外阀杆平键，阀杆的下端设有凸轮及半圆齿轮，且凸轮的下端与可转动的半圆齿轮上端曲面相接触，半圆齿轮与阀球上端的传动齿相啮合。
上述阀球和阀座表面的螺旋齿槽均为环状连续的螺旋齿槽。
上述密封圈为金属波纹管型或金属环型密封圈。
在上述阀球螺旋齿槽的槽底设有出污通孔。
上述阀座及阀球上的螺旋齿槽的槽深为阀球密封面、阀座密封面凹入深度的2倍以上。这样可保证球阀在开启与关闭过程中，阀球密封面、阀座密封面完全贴合，达到理想的密封效果。
本发明结构合理，有效地保证了球阀在开启与关闭过程中密封面实现无磨损，从而提高了球阀的工作可靠性，延长了球阀的使用寿命，且耐高温、高压、密封性能好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中阀球与阀座的螺旋齿槽相互旋入、密封面贴合状态的结构示意图；
图3为本发明中阀球的结构示意图；
图4为图3的左视图；
图5为图4中螺旋齿槽的展开示意图；
图6为本发明中右阀座的结构示意图；
图7为图6的左视图；
图8为图7中螺旋齿槽展开示意图；
图9为本发明中阀杆阀球传动机构的结构示意图。
图中：1为左阀盖、2为右阀盖、3为阀体、4为阀球、5为阀杆、6为阀杆阀球传动机构、7为左阀座、8为右阀座、9和10为阀座弹簧、11和12为密封圈、13为导向销、14和17为阀球螺旋齿槽、18和15为阀球密封面、19为左阀座螺旋齿槽、16为右阀座螺旋齿槽、20为右阀座密封面、21为左阀座密封面、22为右阀盖支撑面、23为左阀盖支撑面、24为传动齿、25为导向槽、26为阀杆凸轮、27为阀杆平键、28为外阀杆、29为外阀杆平键、30为半圆齿轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明包括阀体3、阀盖1、2、阀座7、8、阀球4和阀杆5，阀体3内设有通孔的阀球4，阀球4的上端装有阀杆5及阀杆阀球传动机构6，阀球4的下端设有导向槽25，导向槽25内装有导向销13；阀体3的两侧装有带有流道的左、右阀盖1、2，左、右阀座7、8分别装于左、右阀盖1、2内，且位于阀球4的两侧，左、右阀座7、8的端部装有阀座弹簧9、10，左阀座7与左阀盖1、右阀座8与右阀盖2之间分别设有O型密封圈11、12；上述O型密封圈11、12为金属波纹管型(或金属环型)密封圈。左、右阀盖1、2均设有与阀球4表面相接触的支撑面23、22；阀球4的表面设有螺旋齿槽17、14和凹入阀球4表面的密封面18、15，在左、右阀座7、8的端面分别设有相对应的螺旋齿槽19、16和凹入左、右阀座7、8表面的密封面21、20。上述阀球4和左、右阀座7、8端面的螺旋齿槽19、17、14、16均为环状连续的螺旋齿槽，即在阀球4的一个表面圆周上以N度进行均分成数个螺旋齿槽17(如图4所示)，其中A-B、D-E为螺旋齿槽17的螺旋面，B-C、E-F为螺旋齿槽17的齿顶，也就是阀球的表面(如图5所示)；同样，在右阀座8的端面圆周上，对应于阀球4的表面以N度进行均分成数个螺旋齿槽l6(如图7所示)，其中A’-B’、D’-E’为螺旋齿槽16的螺旋面，B’-C’、E’-F’为螺旋齿槽16的齿顶(如图8所示)。上述阀杆阀球传动机构6主要由外阀杆28、阀杆凸轮26、半圆齿轮30所构成(阀杆阀球传动机构6也可采用现有的齿轮式传动机构、凹凸轮式传动机构、蜗轮式传动机构、杠杆式传动机构中的一种)，阀杆5的下端套置于外阀杆28内，阀杆5上设有阀杆平键27，外阀杆28上设有外阀杆平键29，当阀杆5转动使阀杆平键27至外阀杆平键29处时，由于受外阀杆平键29的作用，而使得外阀杆28也随之转动。阀杆5的下端设有阀杆凸轮26及半圆齿轮30，且阀杆凸轮26的下端与可转动的半圆齿轮30上端曲面相接触，半圆齿轮30与阀球4上端的传动齿24相啮合。在上述阀球螺旋齿槽14、17的槽底设有出污通孔，以去除污垢。上述左、右阀座7、8及阀球4表面的螺旋齿槽19、17、14、16的槽深L为阀球密封面18、15、左、右阀座密封面21、20凹入深度L’的2倍以上。这样可保证球阀在开启与关闭过程中，阀球密封面18和15分别与左、右阀座密封面21和20完全贴合，达到理想的密封效果。
当开启球阀时，转动阀杆5，在阀杆凸轮26作用下，使半圆齿轮30通过阀球传动齿24带动阀球4沿螺旋齿槽方向(即：螺旋方向)转动一定角度，将左阀座螺旋齿槽19、右阀座螺旋齿槽16旋出阀球螺旋齿槽17、14，使左阀座密封面21、右阀座密20与阀球密封面18、15旋开，同时阀杆平键27和外阀杆平键29锁紧，继续转动阀杆5带动外阀杆28使阀球4沿阀门流道方向转动90°，将阀门开启。当关闭球阀时，反方向转动阀杆5，在阀杆凸轮26作用下，使半圆齿轮30通过阀球传动齿24带动阀球4沿螺旋齿槽方向(即螺旋方向)逆向转动一定角度，同时阀杆平键27和外阀杆平键29反向锁紧，继续转动阀杆5带动外阀杆28使阀球4沿阀门流道方向转动90°，在阀座弹簧9、10的作用下使左阀座螺旋齿槽19、右阀座螺旋齿槽16旋入阀球螺旋齿槽17、14，使阀球密封面18、15与左阀座密封面21、右阀座密封面20旋合，达到阀门关闭。在阀球4转动过程中阀球、阀座密封面始终处于不接触状态。因此，阀球、阀座密封面不产生磨损，可有效保证了阀门的使用寿命，是普通硬密封球阀的更新换代产品。
Claims (7)
1、密封面无磨损硬密封球阀，包括阀体、阀盖、阀座、阀球和阀杆，阀体内设有带通孔的阀球，阀球的上端与阀杆及阀杆阀球传动机构相连，阀球的下端装有导向销，阀体的两侧装有带有流道的左、右阀盖；左、右阀座分别装于左、右阀盖内阀球的两侧，阀座的外端装有阀座弹簧，阀座与阀盖之间设有密封圈；左、右阀盖均设有与阀球表面相接触的支撑面；其特征在于：阀球的表面设有螺旋齿槽和凹入阀球表面的密封面，在左、右阀座的端面分别设有相对应的螺旋齿槽和凹入阀座端面的密封面。
2、根据权利要求1所述的密封面无磨损硬密封球阀，其特征在于：上述阀杆阀球传动机构由外阀杆、凸轮和半圆齿轮所构成，阀杆的下端套置于外阀杆内，阀杆上设有阀杆平键，外阀杆上设有外阀杆平键，阀杆的下端设有凸轮及半圆齿轮，且凸轮的下端与可转动的半圆齿轮上端曲面相接触，半圆齿轮与阀球上端的传动齿相啮合。
3、根据权利要求1所述的密封面无磨损硬密封球阀，其特征在于：上述阀球和阀座上的螺旋齿槽均为环状连续的螺旋齿槽。
4、根据权利要求1所述的密封面无磨损硬密封球阀，其特征在于：上述密封圈为金属波纹管型或金属环型密封圈。
5、根据权利要求1或3所述的密封面无磨损硬密封球阀，其特征在于：在上述阀球螺旋齿槽的槽底设有出污通孔。
6、根据权利要求1所述的密封面无磨损硬密封球阀，其特征在于：上述阀座及阀球上的螺旋齿槽的槽深为阀球密封面、阀座密封面凹入深度的2倍以上。
7、根据权利要求1所述的密封面无磨损硬密封球阀，其特征在于：阀杆阀球传动机构为齿轮式传动机构、凹凸轮式传动机构、蜗轮式传动机构、杠杆式传动机构中的一种。
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