CN102734488A - 一种球阀阀座 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种球阀阀座。阀座设置：注脂孔、密封环空腔、防暴减压槽、压变空腔连接形成一个完整的机体。有效的解决了软密封材料高压爆裂问题，能够充当润滑机制，且完成密封工作。降低设计难度，减少加工工艺，在相同体积下能够完成其他阀座不具有的功能。结构简单、紧凑，合理；与现有的阀座相比，启闭操作灵活，密封性能高，使用寿命长，安全系数高。

Description

一种球阀阀座
技术领域
本发明涉及一种球阀阀座，具体涉及一种橡胶密封环加插件密封环带润滑与紧急密封装置双道密封球阀阀座。
背景技术
现有球阀阀座有以下3种：
1.国内采用PEEK/PTFE/NYLON等材料做为密封材料，以压装方式镶嵌入阀座，为单密封结构。这样的设计密封等级低，不能满足高压密封与气体密封要求。
2.国外采用橡胶软密封。例举2英寸即2英寸以下阀座：应阀门体积小，阀座设计空间局限阀座无紧急密封装置。当密封面损坏，介质泄漏。
3.采用分体结构设计。由内阀、外阀、软密封圈用卡簧或螺纹等形式组装成的球阀阀座。工艺复杂、配件多。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种橡胶密封环加插件密封环带带有润滑与紧急密封装置的双密封球阀阀座。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种球阀阀座，阀座设置于球体与阀体之间，呈环形结构，一侧为阀体接触面，另一侧为球体接触面，所述阀体接触面设置有弹簧，所述球体接触面为圆锥面。所述球体接触面上并排设置有橡胶密封环及插件密封环。所述橡胶密封环外径大于所述插件密封环，所述橡胶密封环内径等于所述插件密封环外径。
所诉橡胶密封环截面为三个圆弧。橡胶密封环呈90度嵌于阀座腔体内，经向完全接触，横向留有压变空腔。另一端与所述球体相接触，该端面与所述球体接触面相对应。
所述插件密封环一端嵌于所述阀座内，部分外径与橡胶密封环底面接触。另一端面与所述球体相接触，该端面与所述球体接触面相对应。
进一步的，所述阀座设有防暴减压槽。所述防暴减压槽设置于橡胶密封环与插件密封环之间，设置于插件密封环外径，与插件密封环空腔连通。
进一步的，所述密封环空腔，设置于插件密封环外径底面上部倒角处。
所述橡胶密封圈为氟橡胶，硬度为邵尔A95～98度。
所述橡胶密封圈为防爆橡胶，硬度为邵尔A95～98度。
阀座设有注脂孔。其特征在于：所述注脂孔设置在阀座与阀体接触B面，O型密封A环与O型密封B环之间，垂直连通密封环空腔。
所述阀座设有压变空腔。其设置在橡胶密封环嵌于阀座腔体内底角处与防暴减压槽连通。
所述插件密封圈为聚醚醚酮树脂。
所述插件密封圈为聚四氟乙烯。
所述插件密封圈为聚己内酰胺。
本发明的有益效果是：
注脂孔、密封环空腔、防暴减压槽、压变空腔连接形成一个完整的机体。有效的解决了软密封材料高压爆裂问题，能够充当润滑机制，且完成密封工作。降低设计难度，减少加工工艺，结构简单、紧凑，合理；与现有的阀座相比，启闭操作灵活，密封性能高，使用寿命长，安全系数高。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1本发明连接关系示意图；
图2为图1中M局部放大图。
图中标号说明：1、阀座，1a、阀体接触面，1b、球体接触面，1a 1、弹簧，1a2、O形密封A环，1a3、O形密封B环，1a4、阀体接触B面，1b1、橡胶密封圈，1b2、插件密封圈，1b3、防爆减压槽，1b4、压变空腔，1b5、密封环空腔，101、注脂孔，2、阀体，3、球体。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参照图1、图2所示，一种球阀阀座，设置于球体3与阀体2之间，呈环形结构，一侧为阀体接触面1a，另一侧为球体接触面1b，所述阀体接触面1a设置有弹簧1a1，所述球体接触面1b为圆锥面。所述球体接触面1b上并排设置有橡胶密封环1b1及插件密封环1b2。所述橡胶密封环1b1外径大于所述插件密封环1b2，所述橡胶密封环1b1内径等于所述插件密封环1b2外径。
所诉橡胶密封环1b1截面为三个圆弧。橡胶密封环1b1呈90度嵌于阀座腔体内，经向完全接触，横向留有压变空腔1b4。另一端与所述球体3相接触，该端面与所述球体接触面1b相对应。
所述插件密封环1b2一端嵌于所述阀座1内，部分外径与橡胶密封环1b1底面接触。另一端面与所述球体3相接触，该端面与所述球体接触面1b相对应。
进一步的，所述阀座1设有防暴减压槽1b3。所述防暴减压槽1b3设置于橡胶密封环1b1与插件密封环1b2之间，设置于插件密封环1b2外径，与插件密封环空腔1b5连通。
进一步的，所述密封环空腔1b5，设置于插件密封环1b2外径底面上部倒角处。
所述橡胶密封圈1b1为氟橡胶，硬度为邵尔A95～98度。
所述橡胶密封圈1b1为防爆橡胶，硬度为邵尔A95～98度。
阀座1设有注脂孔101。其特征在于：所述注脂孔101设置在阀座1与阀体接触B面1a4，O型密封A环1a2与O型密封B环1a3之间，垂直连通密封环空腔1b5。
所述阀座1设有压变空腔1b4。其设置在橡胶密封环1B1嵌于阀座腔体内底角处与防暴减压槽1b3连通。
所述插件密封圈1b2为聚醚醚酮树脂。
所述插件密封圈1b2为聚四氟乙烯。
所述插件密封圈1b2为聚己内酰胺。
本发明其工作原理及工作过程：
图1所示当开启时插件密封环1b2保护主密封环1b1，使主密封环1b1处于和介质隔绝状态，避免了流体与固体颗粒对主密封环1b1的冲刷腐蚀。当球体3沿箭头方向旋转至90°时，球阀进口和出口被球体3阻断而使其处于关闭状态。在此状态下具有一定压力的介质充满进口并对球体3产生指向出口方向的推力，推力的大小由进出口压力差决定。球阀在使用过程中，阀座上的橡胶密封环1b1及插件密封环1b2与球体3表面属于过盈配合，使阀座上的橡胶密封环1b1及直线密封环1b2与球体3表面接触，形成密封；①在进出口压力差不大的情况，其密封性能主要依靠橡胶密封环1b1保证，球体3重量依靠插件密封环1b2支撑。②当进出口压力差增大到某一数值时，球体3在介质推力的作用下向出口方向移动。阀座橡胶环密封环1b1和插件密封环1b2与球体3表面产生弹性变形，接触面积增大。当阀座和球体达到力平衡点时，球体3停止移动，此时阀座1与球体3表面形成双道密封。以橡胶环密封环1b1为主，插件直线密封环1b2为辅，从而确保压力差较大时阀门的密封性。由此可见，在设计规定的压力下，阀门在任何压力段都具有可靠的密封性。
球阀开启时，进出口的压力趋于平衡，橡胶环密封环1b1与插件密封环1b2与球体3接触面积减小，降低了扭矩，使操作更轻便灵活。在阀门关闭状态下，由于阀座有插件密封环1b2对球体3支撑和防爆减压槽1b3的设计，橡胶密封环1b1受球体压力产生形变填充形变腔体1b4，腔体内介质通过防爆减压槽1b3、插件密封环空腔1b5与注脂孔101排出。使橡胶密封环1b1在任何情况下都不会造成严重挤压变形，解决了传统密封阀座的软密封材料高压爆裂问题，而且随着使用过程中密封面的磨损，滞留在压变空腔1b4内的橡胶环封环1b1能够在一定磨损量内自动补偿，克服已有技术中软密封阀座寿命短的缺陷。
注脂孔101竖直向下通过密封环空腔1b5、防暴减压槽1b3与压变空腔1b4相连。在使用过程中启闭也是润滑过程：在注脂孔101注入润滑脂到密封环空腔1b5，流经压变空腔1b4，进入防爆减压槽1b3，在球体转动过程中，球体外表面沾附有润滑脂从而对球体进行润滑。启闭时橡胶密封环1b1受外力发生形变，填充压变空腔1b4使润滑脂流经防爆减压槽1b3和密封环空腔1b5对球体3进行润滑。减少了球体3与插件密封环1b1和橡胶环密封环1b2接触面的磨损。防爆减压槽1b3位于插件密封环1b1和橡胶环密封环1b2之间，避免介质冲刷造成润滑脂流失。双道密封环密封失效：通过注脂孔101注入紧急密封脂到密封环空腔1b5、流经防爆减压槽1b3、进入压变空腔1b4、与球体3完全接触阻止介质泄漏，完成密封工作。
注脂孔101与密封环空腔1b5、防暴减压槽1b3、压变空腔形1b4成一个完整的机体。有效的解决了传统软密封材料高压爆裂问题，能够充当润滑机制，且完成密封工作。降低设计难度，减少加工工艺，在相同体积下能够完成其他阀座不具有的功能。
从测试情况来看，2英寸胶密封环加插件密封环并带有润滑与紧急密封装置的双密封球阀阀座在试验室成功通过2500磅级试验。对配有这种新一代阀座2英寸阀门在达到80psig压力下进行了14项测试，阀门没有泄漏。橡胶密封环和插件密封面没有可见的变形。人为破坏密封面，紧急密封装置工作，阀门泄漏停止。
增加阀座体积：可设计加入石墨环、可设计改变弹簧位置、可设计改变注脂孔位置。所以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种球阀阀座。阀座(1)设置于球体(3)与阀体(2)之间，呈环形结构，一侧为阀体接触面(1a)，另一侧为球体接触面(1b)，所述阀体接触面(1a)设置有弹簧(1a1)，所述球体接触面(1b)为圆锥面。所述球体接触面(1b)上并排设置有橡胶密封环(1b1)及插件密封环(1b2)。所述橡胶密封环(1b1)外径大于所述插件密封环(1b2)，所述橡胶密封环(1b1)内径等于所述插件密封环(1b2)外径。
所诉橡胶密封环(1b1)截面为三个圆弧。橡胶密封环(1b1)呈90度嵌于阀座腔体内，经向完全接触，横向留有压变空腔(1b4)。另一端与所述球体(3)相接触，该端面与所述球体接触面(1b)相对应。
所述插件密封环(1b2)一端嵌于所述阀座(1)内，部分外径与橡胶密封环(1b1)底面接触。另一端面与所述球体(3)相接触，该端面与所述球体接触面(1b)相对应。
2.根据权利要求1所述的球阀阀座，其特征在于：进一步的，所述阀座(1)设有防暴减压槽(1b3)。所述防暴减压槽(1b3)设置于橡胶密封环(1b1)与插件密封环(1b2)之间，设置于插件密封环(1b2)外径，与插件密封环空腔(1b5)连通。
3.根据权利要求2所述的球阀阀座，其特征在于：进一步的，所述密封环空腔(1b5)，设置于插件密封环(1b2)外径底面上部倒角处。
4.根据权利要求1所述的球阀阀座，其特征在于：所述橡胶密封圈(1b1)为氟橡胶，硬度为邵尔A95～98度。
5.根据权利要求1所述的球阀阀座，其特征在于：所述橡胶密封圈(1b1)为防爆橡胶，硬度为邵尔A95～98度。
6.根据权利要求1所述的球阀阀座，进一步的，阀座(1)设有注脂孔(101)。其特征在于：所述注脂孔(101)设置在阀座(1)与阀体接触B面(1a4)，O型密封A环(1a2)与O型密封B环(1a3)之间，垂直连通密封环空腔(1b5)。
7.根据权利要求1所述的球阀阀座，其特征在于：所述阀座(1)设有压变空腔(1b4)。其设置在橡胶密封环(1b1)嵌于阀座腔体内底角处与防暴减压槽(1b3)连通。
8.根据权利要求1所述的球阀阀座，其特征在于：所述插件密封圈(1b2)为聚醚醚酮树脂。
9.根据权利要求1所述的球阀阀座，其特征在于：所述插件密封圈(1b2)为聚四氟乙烯。
10.根据权利要求1所述的球阀阀座，其特征在于：所述插件密封圈(1b2)为聚己内酰胺。
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