CN103711929A - 一种球阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种球阀，包括位于阀球与阀体间的固定器及阀座，固定器与阀体通过密封件密封连接，阀座位于固定器与阀球之间，并与阀球密封连接，阀座的沿径向设置的外端面与固定器沿径向设置的外端面为密封连接，阀座的轴向端面位于阀体与阀球之间的空隙内。固定器与阀体通过密封件密封连接，阀座与阀球间为密封连接，阀座位于阀球与固定器之间，且阀座的轴向端面是位于阀体与阀球之间的空隙内的，所以固定器的沿径向设置的外端面只需移动至与阀座的沿径向设置的外端面接触后，阀座外端面与固定器的外端面实现密封连接即可。在此过程中，固定器移动的距离较短，可实现便捷的在线拆装。

Description

一种球阀

技术领域

本发明涉及一种阀门制作技术领域，具体地说是涉及一种球阀。

背景技术

球阀由于具有密封可靠，结构简单，维修方便的特点，成为应用较为广泛的阀门之一。在球阀中，上装式球阀具有外漏点少、无管道应力对中法兰影响、可实现在线维修等优点被广泛应用。而对于小口径上装式阀门，由于阀门结构长度、操作空间等限制，实现可靠结构设计、便捷在线维修都比较困难。

公开号为CN102748497A的专利文献公开了一种超低温用上装式球阀，包括阀体1、球体2、阀座16、阀座固定器5。阀座16 设置在阀座固定器5 凹槽内并与球体2密封连接，预紧螺母3 与阀座固定器5 采用螺纹连接，预紧螺母3 圆周上设有工艺孔，拆卸时，可将拆卸工具插入工艺孔，使预紧螺母3 旋转，同时，在预紧螺母3 的带动下，阀座固定器5 将向远离球体的一方移动；当进出口阀座固定器5 之间的距离大于球体宽度时，即可将球体从阀腔内取出，其余零件也可依次取出。安装过程与之相反。

在上述球阀的拆卸过程中，需要使阀座固定器5 脱离球体并向远离球体一方移动，此距离相对较长，且阀座固定器5长行程必然需要在线安装工装提供足够大的力才能达到拆装要求，而由于受小口径的阀座结构的结构长度以及操作空间等因素的限制，上述球阀较难实现便捷的在线拆装，并且，由于拆装过程中阀座固定器5与阀体1之间的密封件也跟着长距离移动，会导致密封件磨损严重，最终导致该球阀的使用寿命较短。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有上装式球阀的结构设计不合理导致固定器向阀体移动的距离较大，最终导致在线拆装困难，使用寿命较低的问题；本发明通过合理设计固定器的结构，缩短固定器向阀体移动的距离，实现便捷的在线拆装功能。

为解决上述技术问题，本发明的一种球阀，包括位于阀球与阀体间的固定器及阀座，所述固定器与所述阀体通过密封件密封连接，所述阀座位于所述固定器与所述阀球之间，并与所述阀球密封连接，所述阀座的沿径向设置的外端面与所述固定器沿径向设置的外端面为密封连接，所述阀座的轴向端面位于所述阀体与所述阀球之间的空隙内。

所述阀座的沿径向设置的外端面与所述固定器沿径向设置的外端面形成的密封面为楔形面。

所述固定器的径向外端面上成型有楔形凹槽，所述阀座的径向外端面上成型为楔形凸起；所述楔形凸起插入所述楔形凹槽内实现密封连接。

所述楔形凹槽的槽底与所述楔形凸起的外端面之间具有密封空隙，所述密封空隙内设有垫片或橡胶O形圈。

所述阀座的沿径向设置的外端面与所述固定器沿径向设置的外端面形成的密封面为圆弧面。

所述阀体在接近所述阀球的一侧外壁上设有连通所述固定器的销孔，所述固定器上设有与所述销孔配合的沟槽；装配位置时，所述销孔与所述沟槽位置正对，适于插入限位工装对所述固定器限位；工作位置时，所述销孔与所述沟槽的位置错开一段距离；所述固定器抵靠于所述阀座上。

所述阀座在与所述阀球配合侧成型有凸台，所述凸台的与所述阀球的接触面与所述阀球的外端面匹配。

所述固定器与所述阀体的轴向端面之间还设有压环及弹簧；所述压环套设于所述固定器的端部，所述弹簧抵靠于所述压环与所述阀体之间，所述密封件位于所述固定器与所述压环之间的空隙内。

所述弹簧为圆柱弹簧、波形弹簧或碟形弹簧。

所述密封件为若干密封填料，所述密封填料为锥形、V形或方形。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点， 

1、在本发明中的球阀中，阀座位于固定器与阀球之间，阀座的沿径向设置的外端面与固定器沿径向设置的外端面为密封连接，阀座的轴向端面位于阀体与阀球之间的空隙内。该球阀装配时，先将固定器安装在阀体中，利用工装把固定器推向阀体一端留出放置阀球所需的空间后对固定器进行限位，然后将阀座和阀球一起放入阀体中，阀座位于固定器与阀球之间，取消对固定器的限位后，固定器向阀球一端移动，移动至阀座处时，实现阀座与固定器间的密封连接，完成上述装配过程后，上述各相邻组件间均实现密封连接，球阀此时可以正常使用。可以看出，上述结构中，固定器的沿径向设置的外端面只需移动至与阀座的沿径向设置的外端面接触后，阀座外端面与固定器的外端面实现密封连接即可。在此过程中，固定器移动的距离较短，可实现便捷的在线拆装，同时，固定器与阀体间的密封件的移动距离也随着变短，减少密封件的磨损，延长球阀的使用寿命。并且，在线维修时，利用工装将固定器再次向阀体一端移动，直接将阀球和阀座一起拔出来即可，然后按需要更换零部件，维修非常方便。

2、在本发明中，阀座的沿径向设置的外端面与固定器沿径向设置的外端面形成的密封面为楔形面，楔形面中的两斜面只要有一面实现密封即可实现阀座与固定器间的密封，相比普通密封结构，降低了密封面的加工精度。具体地，固定器的径向外端面上成型有楔形凹槽，阀座的径向外端面上成型为楔形凸起；楔形凸起插入楔形凹槽内实现密封连接，将楔形凸起插入楔形凹槽内也是较易实现的操作方式。楔形凹槽的槽底与楔形凸起的外端面之间还可以具有密封空隙，密封空隙内设有垫片或橡胶O形圈，进一步增强了密封效果。3、在本发明中，阀体在接近阀球的一侧外壁上设有连通固定器的销孔，固定器上设有与销孔配合的沟槽，装配位置时，销孔与沟槽位置正对，适于插入限位工装对固定器限位，装入阀球与阀座后，可以解除工装，工作位置时，销孔就会与沟槽的位置错开一段距离，固定器会抵靠于阀座上 。在销孔中插入工装对固定器进行限位的操作方式简便易行。

4、在本发明中，阀座在与阀球配合侧成型有凸台，凸台的与阀球的接触面与阀球的外端面匹配，通过该匹配的接触面实现阀球与阀座的密封，减少了二者间的密封面积，降低了对于密封面进行加工时的工作量，同时也减少了密封面间的摩擦强度。

5、在本发明中，固定器与阀体的轴向端面之间还设有压环及弹簧；压环套设于固定器的端部，弹簧抵靠于压环与阀体之间，密封件位于固定器与压环之间的空隙内。当取消对固定器的限位后，在弹簧的回弹力作用下，压环随固定器一起移动，保证了压环与固定器间的密封件不动，以防止密封件因移动而磨损。弹簧的回弹力还可以提供阀座的外端面与固定器的外端面密封连接时的初始预紧力，也可以提供阀座凸台与阀球密封连接时的初始预紧力。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明的球阀的结构示意图；

图2是阀座与固定器间的密封间隙内设置垫片的结构示意图；

图3是阀座与固定器间的密封间隙内设置橡胶O形圈的结构示意图；

图4是阀座与固定器间的楔形密封面为一条斜面密封的结构示意图。

图中附图标记表示为：11-阀球，12-阀体，121-销孔，13-固定器，131-沟槽，14-阀座，141-凸台，15-密封件，16-密封面，17-密封间隙，171-垫片，172-橡胶O形圈，18-压环，19-弹簧。

具体实施方式

图1所示为本发明实施例提供的一种球阀，包括位于阀球11与阀体12间的固定器13及阀座14，固定器13与阀体12通过密封件15密封连接，阀座14位于固定器13与阀球11之间，并与阀球11密封连接，阀座14的沿径向设置的外端面与固定器13沿径向设置的外端面为密封连接，阀座14的轴向端面位于阀体12与阀球11之间的空隙内。  

本发明球阀的装配过程为：先将固定器13安装在阀体12中， 利用工装把固定器13推向阀体12一端留出放置阀球11所需的空间后对固定器13进行限位，然后将阀座14和阀球11一起放入阀体12中，阀座14位于固定器13与阀球11之间，且阀座14的轴向端面位于阀体12与阀球11之间的空隙内；取消对固定器13的限位后，固定器13向阀球11一端移动，移动至阀座14处时，阀座14的沿径向设置的外端面与固定器13沿径向设置的外端面实现密封连接。固定器13与阀体12是通过密封件15实现密封连接的，阀座与阀球同样是密封连接。完成上述装配过程后，上述各相邻组件间均实现密封连接，球阀此时可以正常使用。在线维修时，利用工装将固定器再次向阀体一端移动，直接将阀球和阀座一起拔出来即可，然后按需要更换零部件。

为了便于实现固定器与阀座间的密封连接，本实施例提供一种具体地密封连接形式，即阀座14的沿径向设置的外端面与固定器13沿径向设置的外端面形成的密封面16为楔形面，具体地，固定器13的径向外端面上成型有楔形凹槽，阀座14的径向外端面上成型为楔形凸起；楔形凸起插入楔形凹槽内实现密封连接，楔形面中的两斜面只要有一面实现密封即可实现阀座与固定器间的密封，如图4所示，降低了楔形密封面的加工精度。将楔形凸起插入楔形凹槽内也是较易实现的操作方式。楔形凹槽的槽底与楔形凸起的外端面之间还可以具有密封空隙17，作为优选，如图2及图3所示，密封空隙17内设有垫片171或橡胶O形圈172，以增强密封效果，也可以是具有密封性的其它密封材料。

作为上述密封结构的一种变形结构，阀座14的沿径向设置的外端面与固定器13沿径向设置的外端面形成的密封面16还可以为圆弧面，圆弧形的密封面加工精度要求更低，较易实现密封。当然密封面还可以为其它形状，只要能起到密封作用即可。

作为本发明中阀体12与固定器13之间限位结构的具体形式，如图1所示，阀体12在接近阀球11的一侧外壁上设有连通固定器13的销孔121，固定器13上设有与销孔121配合的沟槽131；装配位置时，销孔121与沟槽131位置正对，适于插入限位工装对固定器13限位；装入阀球与阀座后，可以解除工装，工作位置时，销孔121与沟槽131的位置错开一段距离；固定器13抵靠于阀座14上。在销孔121中插入工装对固定器13进行限位的操作方式简便易行。

为了降低对阀座14的加工精度的要求，阀座14在与所述阀球11配合侧成型有凸台141，凸台141的与阀球11的接触面与阀球11的外端面匹配，通过该匹配的接触面实现阀球11与阀座14的密封，减少了二者间的密封面积，降低了对于密封面进行加工时的工作量，同时也减少了密封面间的摩擦强度。

固定器13与阀体12的轴向端面之间还设有压环18及弹簧19；压环18套设于固定器13的端部，弹簧19抵靠于压环18与阀体12之间，密封件15位于固定器13与压环18之间的空隙内。当取消对固定器13的限位后，在弹簧19的回弹力作用下，压环18随固定器13一起移动，保证了压环18与固定器13间的密封件15不动，以防止密封件15因移动而磨损。弹簧19的回弹力还可以提供阀座14的外端面与固定器13的外端面密封连接时的初始预紧力，也可以提供阀座凸台141与阀球11密封连接时的初始预紧力。

上述弹簧19可以选择为圆柱弹簧、波形弹簧或碟形弹簧。上述密封件15为若干密封填料，密封填料为锥形、V形或方形。根据不同的操作可以选择不同的弹簧及密封件。此为本领域技术人员的公知常知，此处不做详细介绍。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。 

Claims (10)

1.一种球阀，包括位于阀球（11）与阀体（12）间的固定器（13）及阀座（14），所述固定器（13）与所述阀体（12）通过密封件（15）密封连接，所述阀座（14）位于所述固定器（13）与所述阀球（11）之间，并与所述阀球（11）密封连接，其特征在于：所述阀座（14）的沿径向设置的外端面与所述固定器（13）沿径向设置的外端面为密封连接，所述阀座（14）的轴向端面位于所述阀体（12）与所述阀球（11）之间的空隙内。

2.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于：所述阀座（14）的沿径向设置的外端面与所述固定器（13）沿径向设置的外端面形成的密封面（16）为楔形面。

3.根据权利要求2所述的球阀，其特征在于：所述固定器（13）的径向外端面上成型有楔形凹槽，所述阀座（14）的径向外端面上成型为楔形凸起；所述楔形凸起插入所述楔形凹槽内实现密封连接。

4.根据权利要求3所述的球阀，其特征在于：所述楔形凹槽的槽底与所述楔形凸起的外端面之间具有密封空隙（17），所述密封空隙（17）内设有垫片（171）或橡胶O形圈（172）。

5.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于：所述阀座（14）的沿径向设置的外端面与所述固定器（13）沿径向设置的外端面形成的密封面（16）为圆弧面。

6.根据权利要求1-5任一所述的球阀，其特征在于：所述阀体（12）在接近所述阀球（11）的一侧外壁上设有连通所述固定器（13）的销孔（121），所述固定器（13）上设有与所述销孔（121）配合的沟槽（131）；装配位置时，所述销孔（121）与所述沟槽（131）位置正对，适于插入限位工装对所述固定器（13）限位；工作位置时，所述销孔（121）与所述沟槽（131）的位置错开一段距离；所述固定器（13）抵靠于所述阀座（14）上。

7.根据权利要求1-6任一所述的球阀，其特征在于：所述阀座（14）在与所述阀球（11）配合侧成型有凸台（141），所述凸台（141）的与所述阀球（11）的接触面与所述阀球（11）的外端面匹配。

8.根据权利要求1-7任一所述的球阀，其特征在于：所述固定器（13）与所述阀体（12）的轴向端面之间还设有压环（18）及弹簧（19）；所述压环（18）套设于所述固定器（13）的端部，所述弹簧（19）抵靠于所述压环（18）与所述阀体（12）之间，所述密封件（15）位于所述固定器（13）与所述压环（18）之间的空隙内。

9.根据权利要求8所述的球阀，其特征在于：所述弹簧（19）为圆柱弹簧、波形弹簧或碟形弹簧。

10.根据权利要求8所述的球阀，其特征在于：所述密封件（15）为若干密封填料，所述密封填料为锥形、V形或方形。

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