CN103032599A - 具有圆弧过渡式防冲蚀密封阀座的球阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有圆弧过渡式防冲蚀密封阀座的球阀。包括驱动机构、阀体、球体和两个结构相同的阀座，驱动机构经阀杆带动装在阀体内的球体转动，流体出入口装有阀座。该阀座为具有圆弧过渡式防冲蚀密封的阀座，阀座外圆柱为阶梯圆环结构，大端与球体接触处为圆弧面，在圆弧面中部有一层环形密封面，阀座内表面设有靠近球体的一端直径小，远离球体的一端直径大的阀座圆弧过渡面，阀座和球体接触处的圆弧面与阀座内表面小端连接处设有一个环形槽，阀座大端外圈开有密封圈卡槽，在阀座的台肩面上的弹簧卡槽内安装有预紧力的弹簧。本发明防止介质对球体的冲刷腐蚀，并由于圆弧倾角产生的高度差，增加阀座与球体之间的预紧力，提高球阀密封性。

Description

具有圆弧过渡式防冲蚀密封阀座的球阀

技术领域

本发明涉及一种球阀，尤其涉及一种具有圆弧过渡式防冲蚀密封阀座的球阀。 

背景技术

球阀是由旋塞阀演变而来的，它的启闭件为一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90°，实现开启和关闭的目的。球阀不仅结构简单、密封性好，而且在一定的公称尺寸范围内具有体积小、重量轻、材料消耗少、安装尺寸小，并且驱动力矩小、操作简便、易实现快速启闭等优点，是近十几年来发展最快的阀门品种之一。 

球阀的使用非常广泛，使用品种和数量仍在不断扩大，并且向高温、高压、大口径、高密封性、长寿命、优良的调节性能，以及一阀多功能方向发展。其可靠性及其他性能指标要求均达到较高水平。随着石化工业的发展，在可以预见的短时间内，特别是石油与天然气输送管线，炼油裂解装置、海洋石油、煤直接液化油装置上以及核工业方面将有更广泛的应用。 

但有些球阀在煤化工和石化行业中的使用寿命只有6到12个月，使用寿命短的主要原因就是由于介质颗粒的长时间冲刷，造成球体密封面上的冲蚀磨损，进而造成密封失效。从而降低了球阀的使用寿命。而在化工方面，球阀的密封可靠性、使用寿命是衡量球阀质量好坏的重要标准。传统阀门工业中，球阀的密封可靠性主要是依靠阀座的几何结构和球体之间的切合，以及弹簧或盘根等提供预紧力，但在大流量颗粒介质工况下，冲刷力非常大，这种预紧装置很难达到相应的预紧效果，对阀门的密封可靠性造成了一定的影响。因此，研究球阀阀座的合理结构，以减小球体的磨损，并提高球阀的密封可靠性有着重要的实际意义。 

发明内容

为了克服硬密封球阀球体进口处冲刷磨损严重，本发明的目的在于提供一种具有圆弧过渡式防冲蚀密封阀座的球阀，从而起到了减小球体进口处的磨损及增大密封预紧力的作用。 

本发明采用的技术方案是： 

本发明包括驱动机构、阀体、球体和两个结构相同的阀座，驱动机构经阀杆带动装在阀体内的球体转动，朝向流体入口和流体出口的阀体上分别装有阀座。所述两个结构相同的阀座为具有圆弧过渡式防冲蚀密封的阀座，阀座外圆柱为阶梯圆环结构，阀座外圆柱大端与球体接触处为圆弧面，在圆弧面中部有一层环形密封面，阀座内表面设有靠近球体的一端直径小，远离球体的一端直径大的阀座圆弧过渡面，阀座和球体接触处的圆弧面与阀座内表面小端连接处设有一个环形槽，阀座大端外圈开有密封圈卡槽，在阀座的台肩面上设有均布的弹簧卡槽，弹簧卡槽内安装有提供预紧力的弹簧。

所述阀座圆弧过渡面的结构L₁=0.9～0.95L，L₂=0.03～0.04D，圆弧半径R=2.5D，阀座密封面与水平面倾角α为40°～45°；其中，D为阀门口径，L为阀座圆弧过渡面大端至圆弧面靠近阀座端的总长度，L₁为从靠近流体出、入口一侧至圆弧过渡结束处长度，L₂为圆弧过渡距阀座内表面最低点与圆弧过渡最高点处高度差。 

所述阀座大端外圈密封圈卡槽6为3个。 

所述台肩面上设有均布的弹簧卡槽7为4～6个。 

本发明具有的有益效果是： 

本发明具有阀座的基本功能，在阀门开启和闭合过程中，圆弧过渡结构可起到缩颈的效果，使得通过阀门的介质，不会对球体进口处直接冲刷，减小了球体的冲蚀损伤，从而提高了球阀的使用寿命。

另外，由于阀座内表面口径逐渐缩小，使得介质流过阀座时会对阀座起到一个与流动方向相同的冲力，使得阀座与球体直接的预紧力增加，增加了球阀的密封可靠性。 

本发明可满足石油和化工等领域的需求。 

附图说明

图1是球阀的结构示意图。 

图2是图1的阀座的主视图。 

图中：1、驱动机构，2、阀体，3、球体，4、密封面，5、具有圆弧过渡式防冲蚀密封的阀座，6、密封圈卡槽，7、弹簧卡槽，8、阀杆，9、阀座圆弧过渡面， D为阀门口径，L为阀座内表面总长度，L₁为从靠近流体出、入口一侧至圆弧过渡结束处长度，L₂为圆弧过渡距阀座内表面最低点与圆弧过渡最高点处高度差。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明 

如图1、图2所示，本发明包括驱动机构1、阀体2、球体3和两个结构相同的阀座，驱动机构1经阀杆8带动装在阀体2内的球体3转动，朝向流体入口和流体出口的阀体2上分别装有阀座；。所述两个结构相同的阀座为具有圆弧过渡式防冲蚀密封的阀座5，阀座5外圆柱为阶梯圆环结构，阀座5外圆柱大端与球体3接触处为圆弧面，在圆弧面中部有一层环形密封面，阀座5内表面设有靠近球体的一端直径小，远离球体的一端直径大的阀座圆弧过渡面9，阀座5和球体3接触处的圆弧面与阀座5内表面小端连接处设有一个环形槽，阀座大端外圈开有密封圈卡槽6，在阀座5的台肩面上设有均布的弹簧卡槽7，弹簧卡槽7内安装有提供预紧力的弹簧。

所述阀座圆弧过渡面9的结构L1=0.9～0.95L，L2=0.03～0.04D，圆弧半径R=2.5D，阀座密封面与水平面倾角α为40°～45°；其中，D为阀门口径，L为阀座圆弧过渡面大端至圆弧面靠近阀座端的总长度，L1为从靠近流体出、入口一侧至圆弧过渡结束处长度，L2为圆弧过渡距阀座内表面最低点与圆弧过渡最高点处高度差。 

所述阀座大端外圈密封圈卡槽6为3个。 

所述台肩面上设有均布的弹簧卡槽7为4～6个。 

本发明的工作原理是： 

当介质由进口处流入时，由于阀座圆弧过渡面结构，会使得阀座起到一定的缩颈作用，使得阀门出、入口边缘介质流速减小，降低介质对球体阀芯进口边缘的冲刷作用。进而增加了球阀的使用寿命。

其次，由于阀座圆弧过渡面结构，阀座会受到介质的一定冲刷力，可有效的增加阀座与球体之间的密封比压，从而增加了球阀工作状态下的密封可靠性。 

本发明旨在通过结合缩颈防冲蚀原理和刚性密封结构解决现代阀门的一些缺点。充分利用圆弧过渡结构的减冲击原理以及刚性密封结构的可靠性能，研制了新颖的防球体冲蚀型球阀硬密封阀座的球阀。研发了相应的阀座结构，提高了球阀使用寿命并提高了球阀的密封可靠性，适应多种特殊流体介质对球阀性能的需求。 

Claims (4)

1.一种具有圆弧过渡式防冲蚀密封阀座的球阀，包括驱动机构（1）、阀体（2）、球体（3）和两个结构相同的阀座，驱动机构（1）经阀杆（8）带动装在阀体（2）内的球体（3）转动，朝向流体入口和流体出口的阀体（2）上分别装有阀座；其特征在于：所述两个结构相同的阀座为具有圆弧过渡式防冲蚀密封的阀座（5），阀座（5）外圆柱为阶梯圆环结构，阀座（5）外圆柱大端与球体（3）接触处为圆弧面，在圆弧面中部有一层环形密封面，阀座（5）内表面设有靠近球体的一端直径小，远离球体的一端直径大的阀座圆弧过渡面（9），阀座（5）和球体（3）接触处的圆弧面与阀座（5）内表面小端连接处设有一个环形槽，阀座大端外圈开有密封圈卡槽（6），在阀座（5）的台肩面上设有均布的弹簧卡槽（7），弹簧卡槽（7）内安装有提供预紧力的弹簧。

2.根据权利要求1所述的一种具有圆弧过渡式防冲蚀密封阀座的球阀，其特征在于：所述阀座圆弧过渡面9的结构L₁=0.9～0.95L，L₂=0.03～0.04D，圆弧半径R=2.5D，阀座密封面与水平面倾角α为40°～45°；其中，D为阀门口径，L为阀座圆弧过渡面大端至圆弧面靠近阀座端的总长度，L₁为从靠近流体出、入口一侧至圆弧过渡结束处长度，L₂为圆弧过渡距阀座内表面最低点与圆弧过渡最高点处高度差。

3.根据权利要求1所述的一种具有圆弧过渡式防冲蚀密封阀座的球阀，其特征在于：所述阀座大端外圈密封圈卡槽6为3个。

4.根据权利要求1所述的一种具有圆弧过渡式防冲蚀密封阀座的球阀，其特征在于：所述台肩面上设有均布的弹簧卡槽7为4～6个。

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