CN101907177A - 精巧型软密封球阀 - Google Patents

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沈汉民
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Abstract

本发明专利涉及一种精巧型软密封球阀，由阀体、阀座和球体构成，所述阀座设于阀体的环形凹槽内，其后端面与凹槽的底平面相贴合形成小端面轴向密封结构，且阀座外径略小于凹槽内径形成间隙配合，在阀座未压缩前有一个首先接触点，所述接触点与球体中心点的连线，并与球阀通道的平行线所形成的夹角a为球体密封接触角，所述阀座锥面线与端面线所形成的夹角b为阀座密封接触角，所述阀座后端面采用第二锥斜面，所述第二锥斜面与阀体环形凹槽的底平面形成一绶冲和退让的空间，并形成小端面的静密封结构，本发明精巧型软密封球阀有效降低扭矩，使用寿命长，降低成本，减少原材料浪费，同时阀座能互换，便于装卸，还可多次重复使用。

Description

精巧型软密封球阀
技术领域
本发明涉及一种可大力推广的节能型阀门，更具体在说涉及一种精巧型软密封球阀，主要应用于各类管道工程领域。
背景技术
目前市场上生产的软密封球阀，阀门扭矩问题都没能得到较好的解决办法，如何控制扭矩的稳定性。很多厂往往一是只管出厂密封，不管扭矩，扭矩大了，而只要能操作得动，就不管它有多大扭矩，这样就造成加快阀座的磨损而影响寿命，二是阀座不能互换，而是靠单配，当出现泄漏和扭矩偏大时就采用车阀体、阀盖或阀座来达到要求，其结果是当用户需要阀座配件时就无法满足要求，而且产品试验要多次才能合格，又要修配，从而增加了产品的成本，三是扭矩大时，手动变气动操作时，气动执行器带不动，这样就要加大一级气执行器，造成一种产品可能配两种气动执行器，也增加了成本。四是阀座不能重复使用，当阀座经过一次拆装后就不能再使用了。五是密封宽度过大，造成扭矩偏大，球体变大，阀体变大，阀门的重量增加，原材料浪费，六是很多工厂靠减少阀体壁厚来降低原材料成本，这种以牺牲阀门强度性能的做法是不可取的，也是不科学的方法。
发明内容
本发明提供了一种精巧型软密封球阀，该球阀不仅减少球体的操作扭矩，提高产品的寿命，还在不减少通径尺寸和阀体标准壁厚的情况下，能较大的降低原材料的浪费，阀座可重复使用，大大地降低了生产成本。
为解决以上技术问题和经济问题，本发明采取的技术方案：一种精巧型软密封球阀，由阀体、阀座和球体构成，所述阀座设于阀体的环形凹槽内，其后端面与凹槽的底平面相贴合形成小端面轴向密封结构，且阀座的外径略小于凹槽的内径形成间隙配合，改变了原靠径向密封的结构，这样可以使阀座能够互换，便于装卸，还可重复使用。所述阀座锥斜面和球体弧面相接触，阀座未压缩前有一个首先接触点，所述接触点与球体中心点的连线，并与球阀通道的平行线所形成的夹角a为球体的密封接触角，所述阀座锥面线与端面线所形成的夹角b为阀座的密封接触角，如果接触点在中点上，那么球体的密封接触角和阀座的密封接触角相等。
所述阀座后端面采用第二锥斜面，所述第二锥斜面与凹槽底平面之间形成一绶冲空间和退让的空间，可使阀座与球体受压时有一定的变形空间并能起到一定的缓冲作用，还可以使阀座因温度升高膨胀时有一定退让空间，同时有锥角面还可以减小后端面的受力面积起到增加底部的密封比压，通过小端面的面积可容易实现密封，这样也有效地减少了球体对阀座的压紧力，减少了球体的扭矩和阀座的磨损。
由于具有上述结构，该精巧型软密封球阀可有效降低扭矩，延长使用寿命，也是降低成本，减少原材料浪费，同时阀座能互换，便于装卸，还可重复使用多次。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步的详细说明。
图1为本发明实施例阀座经球体压缩后最小密封接触宽度和阀座外圆与阀体内孔的间隙配合及小端面轴向密封的局部剖析图。
图2为本发明实施例为球体与阀座的首先接触点和密封接触角的局部剖析图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明一种精巧型软密封球阀，由阀体1、阀座2和球体3构成，所述阀座2设于阀体1的环形凹槽11内，其后端面与凹槽11的底平面相贴合形成小端面23轴向密封结构，且阀座2的外径略小于凹槽11的内径形成间隙的配合，改变了原靠径向密封的结构，这样可以使阀座2能够互换，便于装卸，还可重复使用。所述阀座2前端面为锥斜面与球体3弧面相接触，在阀座2未压缩前有一个首先接触点，所述接触点21与球体3中心点的连线，并与球体3通道的平行线所形成的夹角a为球体密封接触角31，所述阀座2锥面线与端面线所形成的夹角b为阀座密封接触角25，只有a角等于b角时，首先接触的点才是真正的中点。所述阀座2后端面设有采用第二锥斜面24，所述第二锥斜面24与凹槽11底平面之间形成一绶冲和退让空间，可使阀座2与球体3受压时有一定的变形空间并能起到一定的缓冲作用，还可以使阀座2因温度升高膨胀时有一定退让空间，同时有第二锥角面24还可以减小后端面23的受力面积起到增加底部的密封比压，通过小端面23的面积可容易实现密封，这样也有效地减少了球体3对阀座2的压紧力，减少了球体3的扭矩和阀座2的磨损。
首先球体密封接触角31等于阀座密封接触角25时，球体3与阀座2首先接触点21才是真正的密封中点。如果球体密封接触角31不等于阀座密封接触角25时，球体3和阀座2的首先接触点21就不在中点上，假如密封接触点21在阀座2锥角的大径处和小径处都会产生阀座2过渡的塑性变形，使原设计的密封宽度变大，从而使扭矩变大。只有密封接触点21在阀座2斜面中点首先接触时，才会使阀座2产生均匀的微小变形，使阀座2的锥斜面和球体3的圆弧面相吻合，也只有在中点首先接触的球阀加上采用相对的密封压缩率，扭矩就会降低，磨损也比较小，使用寿命确变长。所述的阀座2的密封宽度直接影响着比压的大小，密封宽度受三个因素的影响：一是压力，二是通径，三是阀座2材料的许用比压，在这里首先提出球阀最小密封宽度22的问题，最小密封宽度22就是满足阀座2材料许用比压条件下的密封宽度，最小密封宽度22的比压远大于必须比压，自然密封性能更好。二是最小密封宽度22变小后，密封中径也变小了，球体变小了，阀体也变小，这样整个产品重量也变轻了，扭矩确降低了，还大量节约了原材料。

Claims (2)

1.一种精巧型软密封球阀，其特征在于：由阀体、阀座和球体构成，所述阀座设于阀体的环形凹槽内，所述阀座前端面为锥斜面与球体弧面相接触，在阀座未压缩前有一个首先接触点，该点与球体中心点的连线与球体通道的平行线所形成的夹角a为球体密封接触角，所述阀座锥面线与端面线所形成的夹角b为阀座密封接触角，只有a角等于b角时，首先接触的点才是真正的中点，阀座经球体压缩后，阀座从中点开始变形直至斜面线变为弧面线与球体相贴合并形成最小密封宽度的动密封结构，且阀座的外径小于凹槽的内径形成间隙配合。
2.根据权利求1所述的精巧型软密封球阀，其特征在于：所述的阀座后端面采用第二锥斜面，所述第二锥斜面与阀体环形凹槽的底平面形成一绶冲和退让的空间，并形成小端面的静密封结构。 
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