CN102777624A - 一种上装式在线检修球阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上装式在线检修球阀，包括：阀体、阀座和执行机构，阀体包括一中空的阀腔；阀座置于所述阀腔内其外圆面上成型一凸环，凸环的外圆面与阀体的内圆面形成游动的密封配合；执行机构为压圈，其套置于阀座的外圆面且与阀体相对固定连接，压圈与阀座形成滑动的密封配合，且压圈的外圆面与阀腔的内圆面形成滑动的密封配合；压圈、阀体和阀座间围接形成一密闭的压力腔，压圈内成型有分别与压力腔及压力源相连通的压力通道；压力通道中输入压力介质时，通过压力介质作用于凸环上的轴向推力推动阀座向着远离所述阀腔的中部移动。本发明压力进口没有开设与阀体的外侧，解决了阀体出现泄漏的隐患，且结构简单，不会占用阀腔内的空间。

Description

一种上装式在线检修球阀

技术领域

本发明涉及固定球阀领域，特别涉及一种上装式在线检修球阀。

背景技术

目前，大中口径、中高压力的上装球阀需求量日益增大，随着管线系统维护要求的不断升级提高，方便在线检修防止介质外流（尤其是介质为有毒、有害、易燃、易爆及污染环境时）的更加严格情况下。中国专利文献CN202149242U公开了一种顶装式球阀，涉及流体控制技术领域，旨在解决现有项装式球阀存在退阀座机构复杂、难于实现在线维修等技术问题。此专利文献中的顶装式球阀，包括带外螺纹弹簧座套设于阀座的外周；弹簧座螺母套设于带外螺纹弹簧座的外周，两者通过螺纹相连接；带外螺纹弹簧座靠近球体的端面上沿圆周方向均布有数个水平盲孔，盲孔内装置弹簧，弹簧的一端与阀座相接，阀体上设有防退机构。上述专利在阀体上开了四个操作轴孔，对于一般高温、高压、易燃、易爆、有毒、有害管线系统存在外漏的隐患，因为相当于增加了四个泄漏点，所以对于较苛刻的工况条件，使用者会考虑其安全可靠性；另外，由于其采用螺纹推进结构，所以对于采用耐腐蚀的不锈钢系列阀门不适用，因为在操作过程中由于带载荷，螺纹间很容易产生咬死现象，因此，采用螺纹推进结构，很难实现较大口径阀门阀座的拆装，上述专利仅适用于中小口径。

中国专利文献CN202082424U公开了一种上装式球阀，在阀体上设有穿过阀体且能够转动的凸轮轴，凸轮轴的伸入端与阀座相对应，凸轮轴的端面上设有偏心凸轮，所述的偏心凸轮与阀座相卡，旋转凸轮轴时偏心凸轮能够推动阀座远离阀球；凸轮轴与阀体之间密封。该上装式球阀设置了专用的推离阀座装置，具有拆卸阀球方便、快捷的特点。但是上述专利文献存在以下缺陷：由于在阀体上增加了四套凸轮轴，同时还对增加相应的密封，因此，其结构较为复杂，且阀门的体积有明显的增大，其在实现拆装则要转动四个手柄，同时还要拆开压盖，拉开转轴才能拿下阀座，其效率低下。

中国专利文献CN102242812A公开了一种上装式液压球阀，包括上阀杆、阀盖、阀体、下阀杆、阀座组件，阀体与中心球阀体之间安装阀座组件，所述阀体两侧分别设有上阀杆与下阀杆，位于上阀杆下侧部位安装阀盖；所述阀座组件与外阀体上、下两侧的间隙位置处分别设有注脂孔II与注脂孔I，注脂孔II一侧开设螺塞孔。上述专利文献存在以下技术缺点：

该结构为了固定止推环，首先在阀体内部焊接一个固定板，固定板上配有一圈螺钉进行固定，螺钉压着锁紧环，锁紧环在压着止推环，安装工艺较复杂，在线拆装阀门费时、费力。由于球阀在较高的压力下工作，螺钉安装的牢固度、在压力下零件的抵抗变形的能力及零件安装的可靠性等都会给阀门运行安全带来许多隐患；同时，其结构采用的是外接压力源的输入结构，需要拆装阀门时需要压力源在阀体的外部进行连接，也为在运行中的阀门密封可靠性增加了外漏点，尤其是高温、高压、腐蚀性介质时，更为明显，尤其整体结构也是外装式的，如下端的轴承端法兰，螺塞孔等都是泄漏点。

另外，上述专利结构用在高压、大口径的结构上时，采用螺钉紧固的结构不易实现，结构刚性很难保证，使用者采用此结构时需要考虑其内部零件脱落所带来的泄漏隐患。

发明内容

为了解决现有技术中球阀存在泄漏点的技术问题，避免球阀在高温、高压、易燃、易爆、有毒、有害物质等特殊工况下工作时管线系统的外漏，实现上装式球阀的快速拆装，本发明提供了一种用于大口径特殊工况下的上装式在线检修球阀。

所述技术方案如下：

一种上装式在线检修球阀，包括：

阀体，包括一中空的阀腔，所述阀腔内成型有第一内圆面和第二内圆面，所述第一内圆面设置于靠近所述阀腔的中部，其内径大于所述第二内圆面的内径；

阀座，置于所述阀腔内，其外圆面上成型一凸环，所述凸环的外圆面与所述阀腔的第一内圆面形成轴向密封副，位于所述凸环外侧的所述阀座外圆面与所述阀腔的第二内圆面形成轴向密封副，所述阀座外侧端面与所述阀体之间设有复位弹簧；

执行机构，设置于所述阀座上，用于控制所述阀座的轴向移动，所述执行机构包括：

一压圈，其套置于所述凸环内侧的所述阀座外圆面上，且与所述阀体相对固定连接，所述压圈的内圆面与所述凸环内侧的所述阀座外圆面形成气密/液密连接，所述压圈的外圆面与所述第一内圆面形成气密/液密连接；

所述压圈的外侧端面、所述凸环的内侧端面、所述阀座的外圆面及所述第一内圆面间围接形成一密闭的压力腔，所述压圈内成型有分别与所述压力腔及压力源相连通的压力通道；

所述压力通道中输入压力介质时，通过压力介质作用于所述凸环的内侧端面，并推动所述阀座使其外侧端面挤压所述复位弹簧，使所述阀座向外侧移动实现解封。

优选地，所述凸环的外侧端面处成型一轴向设置的复位腔，所述复位弹簧设置于所述复位腔中，其两端分别作用于所述凸环和所述阀体上。

进一步地，所述执行机构还包括一限位装置，其设置于所述阀腔内，且与所述阀体相对固定连接，所述限位装置与所述压圈可拆卸固定连接。

进一步优选，所述限位装置为一挡圈，其与所述压圈同轴设置，所述阀腔内还成型一凹槽，所述挡圈设置于所述凹槽内。

所述挡圈设置于所述压圈的内侧端面处，所述挡圈与所述压圈相对固定连接。这样可以通过挡圈来限定压圈的位置。

或进一步地，所述压圈内侧的外圆端面处成型一环形卡口，所述挡圈的内圆面卡置于所述环形卡口上，所述压力腔内还设有一压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别作用于所述凸环内侧端面和所述压圈上。通过在凸环内侧端面和压圈外侧端面之间设置压缩弹簧，可以进一步将压圈紧定于其端面处的环形卡口处，防止其径向移动。

所述压力通道的压力进口处设置一压力接头，所述压力接头与所述压力通道的压力进口气密/液密连接。拆卸后只需将压力系统的压力出口与压力接头连接即可，快速方便。

所述压力源为气压动力源或液压动力源。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

A、本发明在操作时不需要复杂的辅助工具，且可拆卸的结构件很少，只借助管路的辅助动力系统便可实现快速拆卸（包括气压系统、液压系统或人工压力泵均可），极大的方便了维修，提高了工作效率，同时由于拆装结构是内藏的，即压力接头位于阀体内，因此，阀门运行时整体管线无泄漏点，更适用于特殊工况下。

B、通过在上装式阀门的阀座结构上增加一套可依靠外动力源推动的执行机构，本发明可通过气压动力源或液压动力源与执行机构的压圈连接，气压或液压通过压力通道进入压力腔内，通过推动凸环进而实现阀座的轴向移动，两阀座间的距离增大，从而可以将球阀中的球体轻松地取下来，非常方便，且不会占用阀腔内的空间。

C、结构紧凑、使用安全，由于该结构为活塞原理，结构紧凑不容易出现间接故障；尤其对于腐蚀性介质的系统，由于不锈钢构件在相互运动摩擦时很容易出现烧损，而本发明所提供的机构由于属于软密封接触结构，因而不会出现此现象，结构更加可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提供的上装式球阀整体结构剖面图；

图2是处于拆卸状态下的结构示意图；

图3是图1中A部结构放大图（正常工作状态下）；

图4是图1中的A部另一结构放大图（拆卸状态下）。

图中：

1-阀体，11-阀腔，111-凹槽，112-第一内圆面，113-第二内圆面；

2-阀座，21-凸环，22-复位腔；

3-执行机构，31-压圈，32-限位装置，311-压力通道，312-环形卡口；

4-压力腔；5-压力源；

6-压缩弹簧；

7-球体；8-复位弹簧；9-压力接头；10-螺栓；20-阀盖。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种上装式在线检修球阀，包括：阀体1、阀座2、阀盖20、置于两阀座2中的球体7及执行机构3。其中阀体1包括一中空的阀腔11，阀腔11内成型有第一内圆面112和第二内圆面113，第一内圆面112设置于靠近阀腔11的中部，其内径大于第二内圆面113的内径；阀座2对称置于阀腔11内，其外圆面上成型一凸环21，凸环21的外圆面与阀体1的第一内圆面112形成轴向密封副，位于凸环21外侧的阀座2外圆面与阀腔11的第二内圆面113形成轴向密封副，阀座2外侧端面与阀体1之间设有复位弹簧8；执行机构3设置于阀座2上，用于控制阀座2的轴向移动，其中的执行机构3为一压圈31，其套置于凸环21内侧的阀座2外圆面上，且与阀体1相对固定连接，压圈31的内圆面与凸环21内侧的阀座2外圆面形成气密/液密连接，压圈31的外圆面与第一内圆面112形成气密/液密连接；压圈31的外侧端面、凸环21的内侧端面、阀座2的外圆面及第一内圆面112间围接形成一密闭的压力腔4，压圈31内成型有分别与压力腔4及压力源5相连通的压力通道311；压力通道311中输入压力介质时，通过压力介质作用于凸环21的内侧端面，并推动阀座2使其外侧端面挤压复位弹簧8，使阀座2向外侧移动，实现球阀的解封；泄压后，复位弹簧8复位使阀座2向着球阀的球体7移动，实现球体7的密封。

在凸环21的外侧端面处成型一轴向设置的复位腔22，复位弹簧8设置于复位腔22中，其两端分别作用于凸环21和阀体1上。

另外，执行机构还包括一限位装置32，其设置于阀腔11内，且与阀体1可拆卸连接，用于限制压圈31的轴向位移。图2至图4中的限位装置32为一挡圈，其与压圈同轴设置，阀腔11内还成型一凹槽111，挡圈设置于凹槽111内，挡圈与压圈31可拆卸连接。

为了阻止压圈向着球体7的方向移动，挡圈设置在压圈靠近阀腔11中部的一端，挡圈的端部与压圈31相对固定连接，可以防止压圈的轴向窜动。

此外，为了更好对压圈进行限位，在靠近球体7的压圈31外圆端面处成型一环形卡口312，挡圈的内圆面卡置于环形卡口312上，压力腔4内设有一压缩弹簧6，压缩弹簧6的两端分别作用于凸环21和压圈31上，即当球体7处于拆卸状态时，凸环21依靠压力的作用将两阀座沿轴向拉开，此时的弹压缩簧6的弹力已经达到释放或产生部分压力变形，当压力腔中的压力得到释放后，阀座依靠复位弹簧8的作用将两阀座聚拢，实现球体7的密封，此时的压缩弹簧6发生压缩形变，复位弹簧8的弹力部分释放或处于自由状态。

这里的压力源5为气压动力源、或采用液压动力源、或采用人工压力泵均可。

具体在线检修操作如下：

1）首先将球阀的阀盖20中法兰螺栓10取下，然后将上半部零部件（阀盖、阀杆螺栓等）全部拆下；

2）拆开阀盖20后分别将压圈31上的两个保护螺塞拧下，同时换压力接头9；

3）将外接压力气源接头与压圈31上的压力接头9连接，然后打开进气阀引入气源；

4）在气源的作用下推动阀座2向后运动，直到阀座2与球体7中间留足够的拆卸空间为止，一般情况下推到极限，也就是阀座2的后断面与阀体1的阀座后断面接触为止；

5）用吊具将球体7吊出阀体外，然后按照先后顺序将其他需要检修的内件全部取下，进行检修；

6）再重新安装时进行反顺序操作，见图2所示。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种上装式在线检修球阀，包括：

阀体（1），包括一中空的阀腔（11），所述阀腔内成型有第一内圆面（112）和第二内圆面（113），所述第一内圆面（112）设置于靠近所述阀腔（11）的中部，其内径大于所述第二内圆面（113）的内径；

阀座（2），置于所述阀腔（11）内，其外圆面上成型一凸环（21），所述凸环（21）的外圆面与所述阀腔（11）的第一内圆面（112）形成轴向密封副，位于所述凸环（21）外侧的所述阀座（2）外圆面与所述阀腔（11）的第二内圆面（113）形成轴向密封副，所述阀座（2）外侧端面与所述阀体（1）之间设有复位弹簧（8）；

执行机构（3），设置于所述阀座（2）上，用于控制所述阀座（2）的轴向移动，其特征在于，所述执行机构（3）包括：

一压圈（31），其套置于所述凸环（21）内侧的所述阀座（2）外圆面上，且与所述阀体（1）相对固定连接，所述压圈（31）的内圆面与所述凸环（21）内侧的所述阀座（2）外圆面形成气密/液密连接，所述压圈（31）的外圆面与所述第一内圆面（112）形成气密/液密连接；

所述压圈（31）的外侧端面、所述凸环（21）的内侧端面、所述阀座（2）的外圆面及所述第一内圆面（112）间围接形成一密闭的压力腔（4），所述压圈（31）内成型有分别与所述压力腔（4）及压力源（5）相连通的压力通道（311）；

所述压力通道（311）中输入压力介质时，通过压力介质作用于所述凸环（21）的内侧端面，并推动所述阀座（2）使其外侧端面挤压所述复位弹簧（8），使所述阀座（2）向外侧移动实现解封。

2.根据权利要求1所述的上装式在线检修球阀，其特征在于，

所述凸环（21）的外侧端面处成型一轴向设置的复位腔（22），所述复位弹簧（8）设置于所述复位腔（22）中，其两端分别作用于所述凸环（21）和所述阀体（1）上。

3.根据权利要求1或2所述的上装式在线检修球阀，其特征在于，

所述执行机构还包括一限位装置（32），其设置于所述阀腔（11）内，且与所述阀体（1）相对固定连接，所述限位装置（32）与所述压圈（31）可拆卸固定连接。

4.根据权利要求3所述的上装式在线检修球阀，其特征在于，

所述限位装置（32）为一挡圈，其与所述压圈同轴设置，所述阀腔（11）内还成型一凹槽（111），所述挡圈设置于所述凹槽（111）内。

5.根据权利要求4所述的上装式在线检修球阀，其特征在于，

所述挡圈设置于所述压圈（31）的内侧端面处，所述挡圈与所述压圈（31）相对固定连接。

6.根据权利要求4所述的上装式在线检修球阀，其特征在于，

所述压圈（31）内侧的外圆端面处成型一环形卡口（312），所述挡圈的内圆面卡置于所述环形卡口（312）上，所述压力腔（4）内还设有一压缩弹簧（6），所述压缩弹簧（6）的两端分别作用于所述凸环（21）内侧端面和所述压圈（31）上。

7.根据权利要求1-6任一所述的上装式在线检修球阀，其特征在于，

所述压力通道的压力进口处设置一压力接头（9），所述压力接头（9）与所述压力通道（311）的压力进口气密/液密连接。

8.根据权利要求7所述的上装式在线检修球阀，其特征在于，

所述压力源（5）为气压动力源或液压动力源。

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