CN103335129B - 高温高压球阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高温高压球阀，包括阀体和阀杆，所述阀体由相互固定连接在一起的主阀体和阀座构成，所述阀杆上设有上小下大的变径段，所述变径段位于阀杆孔的内端口的下面，所述变径段的上端不大于所述阀杆孔的内端口，下端大于所述阀杆孔的内端口，所述主阀体和阀座上的两对接端面的外边缘处均设有环形阶台状的环形缺口，所述环形缺口相互对接成一个环形凹槽，所述环形凹槽内安装有密封环，所述密封环采用热膨胀系数小于所述阀体的热膨胀率的耐高温材料制成，所述密封环的内侧面与所述环形凹槽的底面紧密配合。本发明有效地解决了阀门在高温高压下阀门容易泄漏的问题，适应于各种场合特别是高温高压场合。

Description

高温高压球阀

技术领域

本发明涉及一种阀门，特别是一种高温高压球阀。

背景技术

阀门在工农业生产中、日常生活中、各行各业具有广泛的应用，阀门在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向。通常阀门都包括阀体和阀杆，阀体由相互旋接在一起的主阀体和阀座构成，主阀体上设有用于安装阀杆的阀杆孔，主阀体和阀座之间、阀杆和阀杆孔之间通常设置橡胶密封圈进行密封。这种阀门的缺陷是：在高温高压下，橡胶圈由于自身材料限制易变软甚至被烧化而起不到密封作用，从而出现泄漏等故障。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种新型的高温高压球阀，这种阀门适应于高温高压介质，不会因高温高压而导致介质泄漏。

本发明采用的技术方案是：一种高温高压球阀，包括阀体和阀杆，所述阀体由相互固定连接在一起的主阀体和阀座构成，所述主阀体和阀座的连接端分别设有相互对接的对接端面，所述主阀体上设有阀杆孔，所述阀杆穿过所述阀杆孔，其下端位于所述阀体的阀腔内且连接有阀球，上端位于所述阀体外，所述阀杆上设有上小下大的变径段，所述变径段位于所述阀杆孔的内端口的下面，所述变径段的上端不大于所述阀杆孔的内端口，下端大于所述阀杆孔的内端口，所述主阀体和阀座上的两对接端面的外边缘处均设有环形阶台状的环形缺口，所述环形缺口相互对接成一个环形凹槽，所述环形凹槽内安装有密封环，所述密封环采用热膨胀系数小于所述阀体的耐高温材料制成，所述密封环的内侧面与所述环形凹槽的底面紧密配合。

本发明的有益效果是：由于在阀杆上设置了变径段，所述变径段位于所述阀杆孔的内端口下面，当阀门关闭时，所述阀杆的变径段与所述阀杆孔的内端口相接触，封闭住阀杆与阀杆孔之间的间隙，由此形成对阀杆的环形密封，阀门内的介质在其自身压力下将阀杆向上压，介质压力越大所述阀杆受到的向上压力也就越大，所述阀杆的变径段与所述阀杆孔的内端口相互间的密封强度也就越大，而金属材质的阀杆和阀体（阀杆孔）不受高温的影响，由此保证了阀杆和阀杆孔之间的密封。

由于在主阀体和阀座对接处的外侧部位设置了环形凹槽，并将热膨胀系数小于阀体（主阀体和阀座）的密封环嵌装在所述环形凹槽内，当所述阀体内的介质为高温高压介质时，由于密封环的膨胀系数小于主阀体和阀座的热膨胀系数，相对膨胀程度小，因此会更加紧密地箍在环形凹槽上，有效地防止主阀体和阀座在高温高压下变形并横向脱出。

本发明可用于各种场合，特别是高温高压场合。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明涉及阀杆变径段的结构示意图；

图3是本发明涉及阀杆孔过渡段和阀杆变径段密封的结构示意图；

图4是本发明涉及主阀体密封段的结构示意图。

具体实施方式

参见图1-4，本发明提供了一种高温高压球阀，包括阀体和阀杆1，所述阀体由相互固定连接在一起的主阀体2和阀座7构成，所述主阀体和阀座的连接端分别设有相互对接的对接端面，所述主阀体上设有阀杆孔，所述阀杆穿过所述阀杆孔，其下端位于所述阀体的阀腔内且连接有阀球4，上端位于所述阀体外，所述阀杆上设有上小下大的变径段3，所述变径段位于所述阀杆孔的内端口的下面，所述变径段的上端不大于所述阀杆孔的内端口，下端大于所述阀杆孔的内端口，所述主阀体和阀座上的两对接端面的外边缘处均设有环形阶台状的环形缺口，所述环形缺口相互对接成一个环形凹槽，所述环形凹槽内安装有密封环10，所述密封环采用热膨胀系数小于所述阀体的耐高温材料制成，所述密封环的内侧面与所述环形凹槽的底面紧密配合。通常，所述阀杆的变径段和所述阀杆孔的内端口的横截面采用相似的几何图形（例如圆形），由此当阀杆向上移动时，必然会使变径段的某处与内端口的某处密切接触或者说紧压在一起，形成一个有效的环形面（或线）密封，将阀杆与阀杆孔之间的间隙封闭住。当所述阀体内的介质为高温高压介质时，所述阀体（包括主阀体和阀座）及密封环均受热膨胀，但由于密封环的膨胀系数相对较小，膨胀程度小，便更加紧紧地箍住环形凹槽，有效地防止所述主阀体和阀座在高温高压下变形并横向脱出。

所述阀杆和阀杆孔的主体部分通常可以采用相对于同一对称轴旋转对称的结构，所述环形凹槽和所述密封环通常均可以呈旋转对称的圆筒形，由此使得各相应部分的横截面均为圆形，这样不仅方便加工，也有利于在现有一定的加工条件下提高有关密封面的加工精度，改善密封性能，并且相对于其他形状还允许相对较大的误差。

通常，所述主阀体、阀座、阀杆和密封环均可以采用金属制成，以便加工并适应于高温高压介质，优选地，所述主阀体、阀座和阀杆的材质为黄铜，所述密封环的材质为不锈钢。

优选地，所述阀杆孔的内端口的纵截面（轴截面）呈弧形，形成由所述阀杆孔向阀腔内壁平滑过渡的过渡段11，采用适当的尺寸配合，当阀杆向上移动时，该过渡段的某处（环形区域）必然与阀杆上的变径段相接触，因此有利于保证密封的可靠性，在高温条件下或者因温度变化而导致不同件的膨缩程度不同时，依然可以有效地密封。

优选地，所述阀杆的变径段呈锥台状，由此同样有利于提高加工精度和密封的可靠性。

所述阀杆上呈锥台状的变径段的锥度优选为16-20°，进一步的优选值为18°，由此可以提高相关密封面的使用寿命、减少所占用的体积并在现有一定的加工条件下提高供密封面的加工精度。

优选地，所述阀杆的变径段的表面和所述阀杆孔的过渡段的表面均设有表面硬化处理层，这些所述的硬化处理层形成相互配合的密封面，由此在不增加过多成本的情况下提高了使用寿命。

优选地，所述主阀体上的环形缺口和所述阀座上的环形缺口采用大小相等的镜像对称结构，以避免对接接缝8偏向一边而降低密封性能，所述密封环的宽度通常可以略小于所述环形凹槽的宽度，与所述环形凹槽之间留有轴向的安装间隙，以方便安装和维护并保证密封环内侧与环形凹槽底部的密封，所述主阀体和所述阀座的两对接端面之间的对接接缝8通常应位于所述密封环内侧的轴向中间部位，以提高密封的可靠性。

优选地，所述主阀体的连接端的内壁上设有一段内螺纹5且留有一段光滑的并带有扩口锥度（即内孔呈由里向外逐渐扩大的锥台形）的主阀体密封段9，所述主阀体密封段位于所述内螺纹的外侧，所述阀座的连接端设有自端面内边缘轴向延伸至所述主阀体内的阀座连接段，所述阀座连接段的外壁上设有一段与所述内螺纹旋接的外螺纹且留有一段光滑的圆柱形的阀座密封段6，所述阀座密封段位于所述外螺纹的内侧，所述阀座密封段的直径大于所述主阀体密封段的最小直径且小于所述主阀体密封段的最大直径。由此，当旋紧阀座时，柱形的阀座密封段在主阀体密封段内沿轴线向主阀体内移动，移动过程中必然会在某处使阀座密封段与主阀体密封段的内壁紧紧地压在一起，由此实现阀座和主阀体之间的有效密封。

通常，所述主阀体密封段和所述阀座密封段均为旋转对称结构，其旋转对称轴为所述内螺纹和所述外螺纹的中心轴，由此保证了各部位密封力的均衡。

优选地，所述主阀体密封段的锥台形内壁的母线13与轴线（旋转对称轴线）之间的夹角为2-3°，以提高相关密封面的使用寿命、减少所占用的体积并在现有一定的加工条件下提供密封面的加工精度。

进一步优选地，所述主阀体密封段的锥台形内壁的母线与轴线之间的夹角为2.5°，由此可实现更优化的效果。

通常，可以在所述主阀体和所述阀座上分别设有各自的管口，所述管口与所述阀腔连通，共同构成所述阀门的介质通道，所述阀杆的上端安装有手柄12或者连接有驱动装置，以实现阀门的具体操作。

本发明可以用于各种场合，特别是高温和/或高压场合。

Claims (11)

1.一种高温高压球阀，包括阀体和阀杆，所述阀体由相互固定连接在一起的主阀体和阀座构成，所述主阀体和阀座的连接端分别设有相互对接的对接端面，所述主阀体上设有阀杆孔，所述阀杆穿过所述阀杆孔，其下端位于所述阀体的阀腔内且连接阀球，上端位于所述阀体外，其特征在于所述阀杆上设有上小下大的变径段，所述变径段位于所述阀杆孔的内端口的下面，所述变径段的上端不大于所述阀杆孔的内端口，下端大于所述阀杆孔的内端口，所述主阀体和阀座上的两对接端面的外边缘处均设有环形阶台状的环形缺口，所述环形缺口相互对接成一个环形凹槽，所述环形凹槽内安装有密封环，所述密封环采用热膨胀系数小于所述阀体的耐高温材料制成，所述密封环的内侧面与所述环形凹槽的底面紧密配合。

2.如权利要求1所述的高温高压球阀，其特征在于所述阀杆和阀杆孔的主体部分采用相对于同一对称轴旋转对称的结构，所述环形凹槽和所述密封环均呈旋转对称的圆筒形，所述主阀体、阀座、阀杆和密封环均采用金属制成。

3.如权利要求2所述的高温高压球阀，其特征在于所述阀杆孔的内端口的纵截面呈弧形，形成由所述阀杆孔向阀腔内壁平滑过渡的过渡段。

4.如权利要求3所述的高温高压球阀，其特征在于所述阀杆的变径段呈锥台状。

5.如权利要求4所述的高温高压球阀，其特征在于所述阀杆上呈锥台状的变径段的锥度为16-20°。

6.如权利要求5所述的高温高压球阀，其特征在于所述阀杆的变径段的表面和所述阀杆孔的过渡段的表面均设有表面硬化处理层，所述硬化处理层形成相互配合的密封面。

7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的高温高压球阀，其特征在于所述主阀体上的环形缺口和所述阀座上的环形缺口采用大小相等的镜像对称结构，所述密封环的宽度略小于所述环形凹槽的宽度，与所述环形凹槽之间留有轴向的安装间隙，所述主阀体和所述阀座的两对接端面之间的对接接缝位于所述密封环内侧的轴向中间部位。

8.如权利要求7所述的高温高压球阀，其特征在于所述主阀体的连接端的内壁上设有一段内螺纹且留有一段光滑的并带有扩口锥度的主阀体密封段，所述主阀体密封段位于所述内螺纹的外侧，所述阀座的连接端设有自端面内边缘轴向延伸至所述主阀体内的阀座连接段，所述阀座连接段的外壁上设有一段与所述内螺纹旋接的外螺纹且留有一段光滑的圆柱形的阀座密封段，所述阀座密封段位于所述外螺纹的内侧，所述阀座密封段的直径大于所述主阀体密封段的最小直径且小于所述主阀体密封段的最大直径。

9.如权利要求8所述的高温高压球阀，其特征在于所述主阀体密封段和所述阀座密封段均为旋转对称结构，其旋转对称轴为所述内螺纹和所述外螺纹的中心轴，所述主阀体密封段的锥台形内壁的母线与轴线之间的夹角为2-3°。

10.如权利要求9所述的高温高压球阀，其特征在于所述主阀体和所述阀座上分别设有各自的管口，所述管口与所述阀腔连通，共同构成所述球阀的介质通道，所述阀杆的上端连接有驱动装置。

11.如权利要求9所述的高温高压球阀，其特征在于所述主阀体和所述阀座上分别设有各自的管口，所述管口与所述阀腔连通，共同构成所述球阀的介质通道，所述阀杆的上端安装有手柄。