CN102410383B - 内密封比压可调式固定球球阀 - Google Patents

Abstract

在发明提供一种内密封比压可调式固定球球阀，它包括：阀体、阀盖、球体、浮动阀座、阀座填料等组成，所述阀盖的侧壁上安装数套短调节螺杆装置和阀腔内的圆孔板、柱塞、弹簧及浮动阀座相接，可在阀盖的侧壁之外旋转短螺旋升降杆对球体和浮动阀座之间的密封比压进行调节，阀盖侧壁上还安装有数套长调节螺杆装置，可在阀盖侧壁外调节阀座填料上部的密封比压，由于具有上述机构可排除阀门在使用中出现的卡阻和泄漏故障，本发明还包括一个自动刮污装置，使阀门具有更长久的可操作性能和密封性能。

Description

内密封比压可调式固定球球阀

技术领域

本发明涉及一种球阀，特别涉及一种内密封比压可调式固定球球阀。

背景技术

球阀是流体管路系统中的启闭装置，它的工作原理是：借助手动、蜗轮传动、电动、气动等驱动机构对阀杆施加一定的转矩传给具有流道的球体，使球体相对于阀座旋转90°来完成阀门的启闭。

固定球球阀的结构形式主要表现在：球体是固定的，受压后不产生位移，阀座是浮动的，受压后产生位移，因此，要求球体与浮动阀座、浮动阀座与阀体之间的填料必须要具有适当的密封比压来保证阀门内部密封，同时还不出现卡阻现象，现有技术大都是以弹簧的预紧力加流体自身的压力来完成的，但在实际使用过程中问题很多，如何使固定球阀具有长期可靠的操作性能和密封性能，目前还是阀门业界的一大难题。

国内外阀业制造者及研究人员为此也做了大量工作，中国标准出版社1997年出版，陆培文主编的《国内外阀门新结构》-书中第84、85页所公开的“高温阀门”、“上装带保温夹套式球阀”，如图5、图6所示，它们同属于固定球球阀，其内密封结构是：阀座从两边通道装入，两边加柔性石墨填料密封，在阀座的台肩处设有蝶形弹簧，两边的预紧力靠调整螺母压迫蝶形弹簧来实现，该结构阀门的缺点是：阀门使用中会发生卡阻或泄漏现象，尤其是在高温、高压等恶劣介质的管路系统中使用的固定球球阀，这些现象经常发生。其主要原因是：

1、在常温下做出厂密封试验的固定球球阀，使用于高温、高压管路中，零部件受热膨胀很容易使密封面的密封比压过大而产生卡阻现象，介质中如有颗粒、纤维等杂物夹入球体与浮动阀座之间的密封面也会出现卡阻现象。

2、由于密封面的磨损，弹簧产生疲劳松驰等原因，使密封面的密封比压不够而产生泄漏现象。

3、浮动阀座与阀体之间的填料密封是在出厂前所设定的预紧力，使用后无法进行调节是难以保证长久密封。

由于上述原因阀门在运行中一但发生卡阻、泄漏等故障是无法排除的，唯一的办法就是拆卸更换、维修，一旦影响整个系统的运行，会带来很大的经济损失。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足而提供一种能够在阀腔外对阀腔内的密封元件所需的密封比压进行合理调整的固定球球阀，本发明并具有自洁功能，使固定球球阀具有更长久可靠的操作性能和密封性能。

实现本发明技术方案：一种内密封比压可调式固定球球阀，它包括：阀体，阀体两端安装有阀盖，阀体内腔置有一具有流道的球体，球体的上端与阀杆相接，阀杆与阀体之间具有阀杆填料和阀杆填料压盖，阀杆的上端与驱动装置相连，球体的下端与固定轴相配合，球体的两侧配有浮动阀座，浮动阀座的背部具有弹簧，浮动阀座的外圆与阀体的台阶孔之间置有阀座填料及阀座填料压盖。

所述浮动阀座的背部具有数只呈圆周排列的不通孔，其不通孔中分别置有弹簧和柱塞、并呈滑配合。

所述柱塞的外侧端面与圆孔板相贴合，其圆孔板是中心具有一只大圆孔和阀腔内所具有的自动刮污装置中的刮污筒外圆相配合，圆孔板的大圆孔外围具有数只小圆孔，并呈圆周排列。

所述圆孔板的外侧面与安装在阀盖侧壁上的数套短调节螺杆装置中的短螺旋升降杆相接。

所述阀座填料压盖的外侧与安装在阀盖侧壁上的数套长调节螺杆装置中的长螺旋升降杆相接。

所述数套短调节螺杆装置和数套长调节螺杆装置，它们分别是由短螺旋升降杆或长螺旋升降杆与填料箱、填料、压盖螺母及锁紧螺母所构成的装置。

所述短螺旋升降及长螺旋升降具有的圆杆部分与填料箱中所置的填料相配合，并在压盖螺母的作用下呈动密封配合。

所述压盖螺母上所具有的方棱柱体伸出于阀盖的侧壁之外，且与压盖螺母相配合的短螺旋升降杆及长螺旋升降杆所具有的方棱柱体又伸出于压盖螺母的方棱柱体之外。

所述数套短调节螺杆装置及数套长调节螺杆装置分别间隔安装在阀盖侧壁的数只小台阶孔中，其填料箱内侧面的外倒角与阀盖小台阶孔的内倒角呈密封焊接。

所述自动刮污装置是由具有刃口的刮污筒和波形压缩弹簧所构成，其刃口部分与球体相贴合，刮污筒的外圆分别与浮动阀座、圆孔板的内孔及阀盖大台阶孔相配合，波形压缩弹簧置于刮污筒的外侧面和阀盖大台阶孔的内侧面之间。

所述圆孔板的内侧平面与浮动阀座及阀座填料压盖外侧端面之间具有调节间距。

所述阀座填料压盖与阀体中所对应的平面之间具有调节间距。

所述短调节螺杆装置和长调节螺杆装置在阀盖侧壁外具有明显的标志加之区别，或以不同的结构形式和标志加以区别。

本发明的有盖效果是：

1、运行中的内密封比压可调式固定球球阀，如果出现卡阻或泄漏等故障，可在不影响系统运行的情况下，在阀盖侧壁外通过旋转短螺旋升降杆及长螺旋升降杆，即可对阀腔内的密封元件的密封比压进行合理的调整，达到排除故障的效果，保证阀门能够正常运行。

2、本发明密封面通过调整后可得到合适的密封比压，可减轻密封面的磨损，能延长阀门的使用寿命。

3、本发明可根据工况要求选择合适的材料，能够极大地提高阀门的基本参数和使用范围。

4、本发明具有自洁功能，有效地保护球体和浮动阀座的密封面。

5、本发明不但适用于硬密封球阀还适用于软密封球阀及防火球阀。

6、本发明在生产制造上无特殊设备要求和工艺要求。

附图说明

图1是本发明所提供的一种内密封比压可调式固定球球阀的结构示意图。

图2示出浮动阀座与球体所构成的密封副，其密封比压可调节系统的结构示意图。

图3示出浮动阀座与阀体之间的阀座填料密封，其密封比压可调节系统的结构示意图。

图4为本发明A-A处剖视图示出柱塞、短螺旋升降杆、长螺旋升降杆、刮污筒和圆孔板之间相关配合与分布细节图。

图5为现有技术“高温球阀”的结构示意图。

图6为现有技术“上装带保温夹套式球阀”的结构示意图。

图中1.阀体，2.阀盖，3.球体，4.阀杆，5.阀杆填料，6.阀杆填料压盖，7.固定轴，8.浮动阀座，9.弹簧，10.柱塞，11.圆孔板，12.刮污筒，13.波形压缩弹簧，14.阀座填料，15.阀座填料压盖，16.短螺旋升降杆，17.长螺旋升降杆，18.填料箱，19.填料，20.压盖螺母，21.锁紧螺母，22.浮动阀座与圆孔板及阀座填料压盖板之间的调节间距，23.阀体与阀座填料压盖之间的调节间距，24.填料箱与阀盖之间的密封焊接。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示的内密封比压可调式固定球球阀，它包括阀体1，阀体1的两端安装有阀盖2，阀体1的内腔置有具有流道的球体3，球体3的上端与阀杆4相接，阀杆4与阀体1之间具有阀杆填料5及阀杆填料压盖6，阀杆4的上端与驱动装置相接，球体3的下端设有圆孔与固定轴7相配合，球体3两侧配有浮动阀座8，浮动阀座8的背部具有数只呈圆周排列的不通孔，其不通孔中置有弹簧9，弹簧9的外侧具有柱塞10，柱塞10与不通孔呈滑配合，柱塞10的外侧端面与圆孔板11相贴合，所述浮动阀座8的外圆和阀体1的台阶孔之间置有阀座填料14，阀座填料14的外侧具有阀座填料压盖15。

如图4所示，所述圆孔板11的中心具有一只大圆孔，其大圆孔的外围具有数只呈圆周排列的小圆孔，其大圆孔与自动刮污装置的刮污筒相配合，在圆孔板11的外侧数只小圆孔之间的平面和安装于阀盖2侧壁上的数套短调节螺杆装置中的短螺旋升降杆16的端面相接，安装于阀盖2侧壁上的还有数套长调节螺杆装置，其长调节螺杆装置中所具有的长螺旋升降杆17穿过圆孔板11的小圆孔与阀座填料压盖15的外侧端面相接。

所述短调节螺杆装置及长调节螺杆装置，它们均由外形呈圆柱形内部具有台阶孔和内螺纹的填料箱18、填料19具有内、外螺纹及方棱柱体的压盖螺母20、锁紧螺母21以及具有圆杆部分、外螺纹部分、方棱柱体部分为一体的短螺旋升降杆16或长螺旋升降杆17所构成，其中具有短螺旋升降杆16的为短调节螺杆装置，具有长螺旋升降杆17的为长调节螺杆装置，短螺旋升降杆16和长螺旋升降杆17所具有的圆杆部分与填料9呈动密封配合，所具有的外螺纹部分与压盖螺母20的内螺纹相配合所具有的方棱柱体部分伸出于压盖螺母20的方棱柱体之外，其填料19的径向密封力来自于压盖螺母20的外螺纹与填料箱18的内螺纹配合旋转所产生的轴向压紧力，压盖螺母20的部分外螺纹和方棱柱体伸出于阀盖2的侧壁之外，并具有锁紧螺母21锁定。

所述数套短调节螺杆装置及数套长调节螺杆装置，它们分别间隔安装在阀盖2侧壁上的数只呈圆周排列的小台阶孔中，其中心圆的直径与圆孔板11上数只小圆孔的中心圆直径相等，其填料箱18与阀盖2之间的安装方式为密封焊接安装。

所述自动刮污装置是由带有刃口的圆筒形刮污筒12和波形压缩弹簧13所构成，刮污筒12的刃口部分与球体3相匹配，其外圆分别与浮动阀座8、圆孔板11的内孔及阀盖2的台阶孔相配合，波型压缩弹簧13置于刮污筒12的外侧端面和阀盖2的台阶孔端面之间，它是借助于波形弹簧13的预紧力使刮污筒12的刃口部分紧贴于球体3的表面，阀门在启闭的过程中能自动剔除球体3表面上的污垢，同时颗粒、纤维等杂质也不易进入密封面。

所述圆孔板11的内侧面与浮动阀座8及阀座填料压盖15之间具有轴向调节间距22。

所述阀座填料压盖15的内侧与阀体1之间具有轴向调节间距23。

所述短调节螺杆装置及长调节螺杆装置在阀盖2侧壁外具有明显的铭牌标志加以区分。

下面结合图2、图3对本发明内密封比压可调式固定球球阀的故障生成原因及具体调节过程作进一步详述：

一、本发明内密封比压可调式固定球球阀内部所出现的故障主要表现为：

1.卡阻现象，它能够使驱动机构失灵。

2.泄漏现象，它使阀门失去应有的密封功能。

二、故障的生成原因及具体调节方法：

1.卡阻现象一般来说其主要原因是：球体3与浮动阀座8之间的密封比压过大所造成的，可使用板手等工具逆时针方向转动数只短螺旋升降杆16，浮动阀座8背部不通孔中的弹簧9由于载荷减轻而产生弹性变性，并推动柱塞10和圆孔板11随同短螺旋升降杆16一并外移，此时球体3与浮动阀座8之间的密封比压也随之减小，卡阻现象也就排除。

2.泄漏现象主要有两个途径泄漏：

2.1是球体3与浮动阀座8之间的密封比压不足所引起的泄漏，此时可顺时针方向转动数只短螺旋升降杆16，推动圆孔板11和柱塞10内侧产生位移，使浮动阀座8背部不通孔中的压缩弹簧9产生弹性变形而增加载荷，球体3和浮动阀座8之间的密封比压也随之增大，达到阻止泄漏的效果。

2.2是阀体1中的台阶孔和浮动阀座8外圆之间的阀座填料14由于轴向压紧力不足而使其失去径向密封性能所产生的泄漏，此时可顺时针方向转动数只长螺旋升降杆17对阀座填料压盖15施加轴向压紧力压紧阀座填料14，使浮动阀座8的外圆与阀座填料14及阀体1的台阶孔之间具备径向密封性能，达到阻止泄漏的效果。

本发明内密封比压可调式固定球球阀的结构不但适用于硬密封固定球球阀还适用于软密封固定球球阀及防火球阀，同时可根据各种环境、介质、参数而选择合适的材料和工艺制造，能极大地提高固定球球阀的基本参数和使用范围。

在说明书等文本中所述的“内”“外、背部”是相对概念，在涉及同一零件的轴向方向时，以球体3为基准，以朝向球体3的方向或接近球体3的位置为“内”，反之为“外、背部”。

以上所述的仅是本发明的优选方式，应当指出对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种内密封比压可调式固定球球阀，它包括阀体(1)，阀体(1)的两端安装有阀盖(2)，阀体(1)的内腔设置具有流体通道的球体(3)，球体(3)的上端与阀杆(4)的下端相连，阀杆(4)与阀体(1)之间置有阀杆填料(5)及阀杆填料压盖(6)，阀杆(4)的上端与驱动机构相接，球体(3)的下端具有圆孔与固定轴(7)相配合，球体(3)的两侧和浮动阀座(8)相匹配，浮动阀座(8)的外圆与阀体(1)的台阶孔之间置有阀座填料(14)，阀座填料(14)的外侧置有阀座填料压盖(15)，其特征在于：浮动阀座(8)的背部具有数只呈圆周排列的不通孔，其不通孔中置有弹簧(9)，弹簧(9)的外侧置有柱塞(10)，所述柱塞(10)的外侧端面与圆孔板(11)相贴合，所述圆孔板(11)的中心具有一只大圆孔，大圆孔的外围具有数只呈圆周排列的小圆孔，所述圆孔板(11)的大圆孔和阀腔所具有的自动刮污装置中的刮污筒(12)的外圆相配合，所述阀盖(2)的侧壁上安装有数套短调节螺杆装置，其装置中所具有的短螺旋升降杆(16)和圆孔板(11)的外侧平面相接，所述阀盖(2)侧壁上还安装有数套长调节螺杆装置，其中所具有的长螺旋升降杆(17)穿过圆孔板(11)上的小圆孔和阀座填料压盖(15)的外侧平面相接。

2.根据权利要求1所述的内密封比压可调式固定球球阀，其特征在于所述短调节螺杆装置及长调节螺杆装置，它们分别是短螺旋升降杆(16)或长螺旋升降杆(17)与填料箱(18)、填料(19)压盖螺母(20)及锁紧螺母(21)所构成的装置。

3.根据权利要求2所述的内密封比压可调式固定球球阀，其特征在于：短螺旋升降杆(16)及长螺旋升降杆(17)具有圆杆部分和填料箱(18)中所置有的填料(19)相配合，并在压盖螺母(20)的作用下呈动密封配合。

4.根据权利要求1或2所述的内密封比压可调式固定球球阀，其特征在于：所述数套短调节螺杆装置及数套长调节螺杆装置分别间隔安装在阀盖(2)侧壁上的数只呈圆周排列的小台阶孔中，其填料箱(18)与阀盖(2)呈密封焊接(24)。

5.根据权利要求1所述的内密封比压可调式固定球球阀，其特征在于：自动刮污装置是由具有刃口的刮污筒(12)和波形压缩弹簧(13)所构成，其刃口部位与球体(3)相贴合，刮污筒(12)的外圆分别与浮动阀座(8)、圆孔板(11)的内孔及阀盖(2)的大台阶孔相配合，波形压缩弹簧(13)置于刮污筒(12)的外侧端面和阀盖(2)大台阶孔的内侧面之间。

6.根据权利要求1所述的内密封比压可调式固定球球阀，其特征在于：圆孔板(11)的内侧面与浮动阀座(8)、阀座填料压盖(15)的外侧端面具有调节间距(22)。

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