CN104154264A - 一种安全双密封球阀 - Google Patents

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CN104154264A CN201410405971.4A CN201410405971A CN104154264A CN 104154264 A CN104154264 A CN 104154264A CN 201410405971 A CN201410405971 A CN 201410405971A CN 104154264 A CN104154264 A CN 104154264A
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Abstract

本发明提出了一种安全双密封球阀，该球阀包括阀体、球体(7)和开关体，阀体包括其轴向与开关体轴向垂直的球体(7)上下游两端的入口阀体(1)和出口阀体(2)，入口阀体(1)和出口阀体(2)间设有与阀体轴向垂直的垫片(9)，阀体和球体(7)间设有密封装置，密封装置包括阀体轴向上依次设置的弹簧、环形支撑圈、阀座和设于环形支撑圈外壁凹槽内的O型密封圈，开关体嵌设于出口阀体(2)，开关体轴向垂直于所述阀体轴向且穿过球体(12)中心。该球阀在阀体中腔异常升压的情况下，可快速自上游或者下游管道排放压力，实现安全保护。

Description

一种安全双密封球阀
技术领域
本发明涉及一种阀门，具体讲涉及一种安全双密封球阀。
背景技术
球阀问世于20世纪50年代，随着科学技术的飞速发展，生产工艺及产品结构的不断改进，球阀被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业，在国民经济中占有举足轻重的地位。它具有由阀杆带动的启闭件，启闭件为球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用。
浮动球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。传统的浮动球阀两边阀座是一样的，刚开始使用时，两边阀座都能密封，由于阀座和球体接触的表面为较宽的弧形环带，接触面积较大，摩擦面也较大，致使传统球阀的启闭阻力很大，特别当流体中带有固体颗粒时，如强行开启关闭会磨损阀座和阀体，如阀座有损伤，便会造成泄漏。传统的浮动球阀的结构简单，初期密封性好，但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷，在受到较高压力冲击时，球体可能会发生偏移。这种传统浮动球阀，一般用于中低压环境。当传统浮动球阀处于关闭状态，球阀上游管道内异常升压时，在介质压力的作用下，上游压力越大，推动球体向下游密封阀座的推力越大，球面与下游阀座贴得越紧，密封越好，压力不能排放，当压力高出管道、阀体所能承受的压力范围，就会产生爆裂或爆炸。当传统浮动球阀处于关闭状态，球体中腔内介质如会异常升压，例如一些介质会在温度升高时异常升压，因中腔密封，压力不能排放，当压力高于阀体所能承受的压力范围，就会产生爆裂或爆炸。
现有浮动球阀只能实现密封，不能在异常升压的情况下排放压力实现安全保护，如果现有球阀在异常升压工况下使用，就会出现安全隐患。
特殊工况下使用的打孔泄压球阀，如高危险化工场合，这些工况下阀体可能会异常升压，如异常升压时无泄压功能，则会阀体爆裂，造成高危险化工产品的大量泄漏，现有打孔泄压球阀的阀体上游和阀体中腔有一个孔连通，避免了中腔异常升压时憋压造成阀体爆裂，可此种球阀只有下游一端密封，不能实现双密封。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种安全双密封球阀，该球阀在阀体中腔异常升压的情况下，快速排放中腔压力至上游或下游，实现安全保护。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：
一种安全双密封球阀包括阀体、球体(7)和开关体，阀体包括其轴向与开关体轴向垂直的球体(7)上下游两端的入口阀体(1)和出口阀体(2)，入口阀体(1)和出口阀体(2)间设有与阀体轴向垂直的垫片(9)，阀体和球体(7)间设有密封装置，密封装置包括沿阀体轴向上依次设置的弹簧、环形支撑圈、阀座和设于环形支撑圈外壁凹槽内的O型密封圈，开关体嵌设于出口阀体(2)，开关体轴向垂直于阀体轴向且穿过球体(12)中心。
进一步的，入口阀体(1)和出口阀体(2)固件连接。
进一步的，固件为螺栓。
进一步的，入口阀体(1)和出口阀体(2)焊接连接。
进一步的，球体设于入口阀体内，开关体嵌设于入口阀体，开关体与入口阀体连接处焊接连接，出口阀体为圆筒状。
进一步的，开关体包括竖直嵌于球体(7)顶部凹槽的阀杆(14)。
阀杆(14)设于与其同轴的出口阀体(2)上部的带有阶梯的通孔内，通孔上部内径大于下部内径。
阀杆(14)底部剖面为T形，半径小的部分嵌于球体(7)顶部凹槽内，半径较大圆柱嵌设于通孔底部；阀杆(14)中部为圆柱形构件，半径小于阀杆底部大半径圆柱，阀杆中部设于通孔上部，阀杆中部半径小于通孔上部内径，阀杆中部和通孔间设有填料，填料压盖压实填料固定阀杆和出口阀体，压盖上有螺栓螺母紧固。阀杆顶部设有手柄。
进一步的，环形支撑圈为圆柱形管件加工而成，环形支撑圈两端分别设有与弹簧匹配的盲孔和与圆柱形管件加工而成的阀座匹配的环形槽，弹簧两端分别嵌于阀体和环形支撑圈的盲孔内，阀座设有与球体(7)的球面贴合的密封面。
弹簧可为蝶形簧或螺形簧，多个弹簧围绕支撑圈均匀受力地分布着，环形支撑圈和阀体间的O型密封圈起到密封作用。
进一步的，密封装置设于入口阀体(1)与球体(7)间，球体(7)与出口阀体(2)间设有出口阀座(8)，出口阀座(8)设有与球体(7)的球面贴合的密封面。
进一步的，密封装置设于出口阀体(2)与球体(7)间，球体(7)与入口阀体(1)间设有入口阀座，入口阀座设有与球体(7)的球面贴合的密封面。
进一步的，入口阀体(1)与球体(7)和出口阀体(2)与球体(7)间均设有密封装置。
根据阀体材质的承压能力，选择弹簧，阀体的密封承压能力强，则弹簧产生的推力较大，当阀体中腔压力大于弹簧的推力时，球体与入口阀座不紧贴密闭，通过上游泄压。泄压阀体中腔压力小于额定范围时，阀芯球体回位。
正常工作压力范围内，通过阀杆控制球阀的排放和密封。旋转手柄90°开启球阀，再旋转手柄90°关闭球阀。
进一步的，阀体、球体、阀杆、弹簧支撑圈和填料压盖材质为铸铁、铸造碳钢、锻钢、不锈钢或铜中的一种。
进一步的，阀座材质为石墨、橡胶或黄铜中的一种。
进一步的，阀体为按质量百分比计的含下述成分的材料制成：碳≤0.05％、硅≤0.8％、磷≤0.02％、锰≤0.9％、硫≤0.01％、铬13.5％～15.5％、镍3.0％～5.0％、铜2.5％～4.0％、铌0.15％～0.4％、钒0.05％～0.15％、氮0.01％～0.04％，余量为铁和不可避免的杂质。
进一步的，球体表面预镀Ni-P层后化学镀Ni-P-TiO2。
进一步的，阀座材质为石墨，石墨表面预镀Ni-P层后化学镀Ni-P-TiO2。
化学镀选用不同粒度的纳米TiO2颗粒。
化学镀步骤包括净化处理、预镀Ni-P层和化学复合镀，将经预镀Ni-P层的部件浸入添加了稳定剂和表面活性剂的镀液中进行表面活化；化学复合镀包括在75℃～95℃温度下，添加有经表面改性后预混合的不同粒度的TiO2纳米颗粒的镀液中化学复合镀30～40分钟形成Ni-P-TiO2镀层；再于室温下干燥。稳定剂为浓度为1～4mg/L的硫脲或硼酸。化学复合镀采用磁力间歇搅拌。
Ni-P-TiO2镀层是由纳米级颗粒构成的微米级团聚体组成的微-纳米复合结构或分层结构，与荷叶表面的微观结构非常类似。生物表面的微-纳非光滑结构是其优良的表面润湿特性的重要原因之一。
进一步的，阀体内壁有防腐防锈涂料涂层，涂料为氟碳涂料，氟碳涂料包括FEVE树脂(其固体氟含量≥25％)、钛白粉、炭黑、纳米CaCO3、溶剂和固化剂，按质量百分比计，氟碳涂料中还含有2～3％的氟素表面活性剂。溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯或二乙二醇乙醚醋酸酯中的一种或多种。氟素表面活性剂为ZONYI 88氟素表面活性剂。
入口阀体和出口阀体可采用法兰、焊接、卡套等形式与管道或压力容器连接。
开关装置可以为手动控制，也可以为气动、电动、液动或带其它执行机构的控制单元。
浮动球阀的球体和阀座先预镀Ni-P层后化学镀Ni-P-TiO2，表面光滑，提高了阀座表面的耐磨性，且选用不同粒度的纳米TiO2颗粒，与石墨表面形成仿生结构，具有自洁净功能，带有涂层的阀座和球体与阀体中通过的气体或液体中的微粒的粘附力小，从而实现自洁净，防止划伤球体和阀座表面，造成密封泄露。
进一步的，阀座的密封面的内环边和/或外环边设有挫净结构，挫净结构包括挫面和挫面与密封面之间的排渣槽。
挫面可为网状、条纹状和环线状。
球体开闭旋转球体过程中，球体与挫面摩擦，挫去表面杂质后，球面与密封面贴合密封。防止流体或气体中的固体颗粒在启闭过程划伤阀座和球体造成泄漏，或固体颗粒造成的启闭过程卡死。
与最接近的现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的球阀在阀体中腔异常升压的情况下，快速开关排放压力，实现安全保护。
2.本发明的球阀结构紧凑简单，维修方便，启闭操作简单。
3.本发明的球阀能实现自动补偿，弹簧推力使助推阀座和球体贴合，球体在弹簧推力作用下和阀座贴合，双边密封可靠。
4.本发明的球阀阀体选用的不锈钢耐腐蚀，强度高，且阀体内壁涂有防腐涂料涂层，该涂层耐溶剂、耐酸碱性及耐化学腐蚀性，且具有抗污染性能和自清洁性能。
5.本发明的球阀的球体和阀座先预镀Ni-P层后化学镀Ni-P-TiO2，表面光滑，提高了阀座表面的耐磨性，且选用不同粒度的纳米TiO2颗粒，与石墨表面形成仿生结构，具有自洁净功能，带有镀层的阀座和球体与阀体中通过的气体或液体中的微粒的粘附力小，从而实现自洁净，防止划伤球体和阀座表面造成密封泄露。
6.本发明的球阀具有可靠的防火功能，当管道内发生燃烧时，两个阀座如若为软密封阀座都会被烧损，金属弹簧会把环形支撑圈推向球体，又推动球体向另一端阀体，球体和另一端阀体贴紧，防火结构起到可靠的密封作用，起到完全可靠的防火功能。
7.本发明中的球阀所选用配件均为国标零件，采购方便，加工方便，操作方便，实用性强，安全可靠。
8.本发明中的球阀的阀座密封面的内环边和/或外环边设有挫净结构，球体开闭旋转球体过程中，球体与挫面摩擦，挫去表面杂质后，球面与密封面贴合密封。防止流体或气体中的固体颗粒在启闭过程划伤阀座和球体造成泄漏，或固体颗粒造成的启闭过程卡死。
附图说明
图1是球阀示意图；
图2是球阀示意图；
图3是图1 A处放大图；
图4是阀座侧视图；
图5是图4 B处网格状放大图；
图6是图4 B处条纹状放大图；
图7是图4 B处环形状放大图；
其中，1-入口阀体， 2-出口阀体， 3-弹簧，      4-环形支撑圈， 5-O形密封圈，
      6-入口阀座， 7-球体，     8-出口阀座，  9-垫片，       10-螺母，
      11-螺柱，    12-填料，    13-填料压盖， 14-阀杆，      15-密封面，
      16-内挫面，  17-外挫面，  18-内排渣槽， 19-外排渣槽，  20-螺栓。
具体实施方式
下面结合实例对本发明进行详细的说明。
实施例1：
如图1所示本发明的一种浮动球阀包括阀体、球体(7)和开关体，阀体包括其轴向与开关体轴向垂直的球体(7)上下游两端的入口阀体(1)和出口阀体(2)，入口阀体(1)和出口阀体(2)间设有与阀体轴向垂直的垫片(9)，阀体和球体(7)间设有密封装置，密封装置包括沿阀体轴向上依次设置的弹簧、环形支撑圈、阀座和设于环形支撑圈外壁凹槽内的O型密封圈，开关体嵌设于出口阀体(2)，开关体轴向垂直于阀体轴向且穿过球体(12)中心。入口阀体(1)和出口阀体(2)间为螺栓连接。
开关体包括竖直嵌于球体(7)顶部凹槽的阀杆(14)。
阀杆(14)设于同轴的出口阀体(2)上部的带有阶梯的通孔内，通孔上部内径大于下部内径。
阀杆(14)底部剖面为T形，半径小的部分嵌于球体(7)顶部凹槽内，半径较大圆柱嵌设于通孔底部；阀杆(14)中部为圆柱形构件，半径小于阀杆底部大半径圆柱，阀杆中部设于通孔上部，阀杆中部半径小于通孔上部内径，阀杆中部和通孔间设有填料，填料压盖压实填料固定阀杆和出口阀体，压盖上有螺栓螺母紧固。阀杆顶部设有手柄。
环形支撑圈为圆柱形管件加工而成，环形支撑圈两端分别设有与弹簧匹配的盲孔和与圆柱形管件加工而成的阀座匹配的环形槽，弹簧两端分别嵌于阀体和环形支撑圈的盲孔内，阀座设有与球体(7)的球面贴合的密封面。
弹簧为螺形簧，多个弹簧围绕支撑圈均匀受力地分布着，环形支撑圈和阀体间的O型密封圈起到密封作用。
密封装置设于入口阀体(1)与球体(7)间，球体(7)与出口阀体(2)间设有出口阀座(8)，出口阀座(8)设有与球体(7)的球面贴合的密封面。
根据阀体材质的承压能力，选择弹簧，阀体的密封承压能力强，则弹簧产生的推力较大，当阀体中腔压力大于弹簧的推力时，球体与入口阀座不紧贴密闭，通过上游泄压。泄压阀体中腔压力小于额定范围时，阀芯球体回位。
正常工作压力范围内，通过阀杆控制球阀的排放和密封。旋转手柄90°开启球阀，再旋转手柄90°关闭球阀。
球体、阀杆、弹簧支撑圈和填料压盖材质为铸铁。
阀座材质为石墨。
阀体的成分为碳0.03％、硅0.65％、磷≤0.02％、锰0.45％、硫0.002％、铬14.5％、镍4.7％、铜2.74％、铌0.38％、钒0.05％、氮0.018％，余量为铁和不可避免的杂质。
阀体内壁有防腐防锈涂料涂层，涂料为氟碳涂料，氟碳涂料包括FEVE树脂(其固体氟含量≥25％)、钛白粉、炭黑、纳米CaCO3、溶剂和固化剂，按质量百分比计，氟碳涂料中还含有2％的氟素表面活性剂。溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯和二乙二醇乙醚醋酸酯。氟素表面活性剂为ZONYI 88氟素表面活性剂。
入口阀体和出口阀体采用法兰与管道连接。
阀座的密封面的内环边和/或外环边设有挫净结构，挫净结构包括挫面和挫面与密封面之间的排渣槽。挫面为网状。
球体开闭旋转球体过程中，球体与挫面摩擦，挫去表面杂质后，球面与密封面贴合密封。防止流体或气体中的固体颗粒在启闭过程划伤阀座和球体造成泄漏，或固体颗粒造成的启闭过程卡死。
实施例2：
如1所示本发明的一种浮动球阀包括阀体、球体(7)和开关体，阀体包括其轴向与开关体轴向垂直的球体(7)上下游两端的入口阀体(1)和出口阀体(2)，入口阀体(1)和出口阀体(2)间设有与阀体轴向垂直的垫片(9)，阀体和球体(7)间设有密封装置，密封装置包括阀体轴向上依次设置的弹簧、环形支撑圈、阀座和设于环形支撑圈外壁凹槽内的O型密封圈，开关体嵌设于出口阀体(2)，开关体轴向垂直于阀体轴向且穿过所述球体(12)中心。
入口阀体(1)和出口阀体(2)为螺栓连接。
开关体包括竖直嵌于球体(7)顶部凹槽的阀杆(14)。
阀杆(14)设于同轴的出口阀体(2)上部的带有阶梯的通孔内，通孔上部内径大于下部内径。
阀杆(14)底部剖面为T形，半径小的部分嵌于球体(7)顶部凹槽内，半径较大圆柱嵌设于通孔底部；阀杆(14)中部为圆柱形构件，半径小于阀杆底部大半径圆柱，阀杆中部设于通孔上部，阀杆中部半径小于通孔上部内径，阀杆中部和通孔间设有填料，填料压盖压实填料固定阀杆和出口阀体，压盖上有螺栓螺母紧固。阀杆顶部设有手柄。
环形支撑圈为圆柱形管件加工而成，环形支撑圈两端分别设有与弹簧匹配的盲孔和与圆柱形管件加工而成的阀座匹配的环形槽，弹簧两端分别嵌于阀体和环形支撑圈的盲孔内，阀座设有与球体(7)的球面贴合的密封面。
弹簧可为螺形簧，多个弹簧围绕支撑圈均匀受力地分布着，环形支撑圈和阀体间的O型密封圈起到密封作用。
密封装置设于出口阀体(2)与球体(7)间，球体(7)与入口阀体(1)间设有入口阀座，入口阀座设有与球体(7)的球面贴合的密封面。
根据阀体材质的承压能力，选择弹簧，阀体的密封承压能力强，则弹簧产生的推力较大，当阀体中腔压力大于弹簧的推力时，球体与出口阀座不紧贴密闭，通过下游泄压。泄压阀体中腔压力小于额定范围时，阀芯球体回位。
正常工作压力范围内，通过阀杆控制球阀的排放和密封。旋转手柄90°开启球阀，再旋转手柄90°关闭球阀。
阀体、球体、阀杆、弹簧支撑圈和填料压盖材质为铸造碳钢。
阀座材质为橡胶。
阀体内壁有防腐防锈涂料涂层，涂料为氟碳涂料，氟碳涂料包括FEVE树脂(其固体氟含量≥25％)、钛白粉、炭黑、纳米CaCO3、溶剂和固化剂，按质量百分比计，氟碳涂料中还含有3％的氟素表面活性剂。溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯。氟素表面活性剂为ZONYI 88氟素表面活性剂。
入口阀体和出口阀体采用焊接与管道连接。
阀座的密封面的内环边和/或外环边设有挫净结构，挫净结构包括挫面和挫面与密封面之间的排渣槽。挫面为条纹状。
球体开闭旋转球体过程中，球体与挫面摩擦，挫去表面杂质后，球面与密封面贴合密封。防止流体或气体中的固体颗粒在启闭过程划伤阀座和球体造成泄漏，或固体颗粒造成的启闭过程卡死。
实施例3：
如图1所示，本发明的一种浮动球阀包括阀体、球体(7)和开关体，阀体包括其轴向与开关体轴向垂直的球体(7)上下游两端的入口阀体(1)和出口阀体(2)，入口阀体(1)和出口阀体(2)间设有与阀体轴向垂直的垫片(9)，阀体和球体(7)间设有密封装置，密封装置包括阀体轴向上依次设置的弹簧、环形支撑圈、阀座和设于环形支撑圈外壁凹槽内的O型密封圈，开关体嵌设于出口阀体(2)，开关体轴向垂直于阀体轴向且穿过球体(12)中心。
入口阀体(1)和出口阀体(2)为螺栓连接。
开关体包括竖直嵌于球体(7)顶部凹槽的阀杆(14)。
阀杆(14)设于同轴的出口阀体(2)上部的带有阶梯的通孔内，通孔上部内径大于下部内径。
阀杆(14)底部剖面为T形，半径小的部分嵌于球体(7)顶部凹槽内，半径较大圆柱嵌设于通孔底部；阀杆(14)中部为圆柱形构件，半径小于阀杆底部大半径圆柱，阀杆中部设于通孔上部，阀杆中部半径小于通孔上部内径，阀杆中部和通孔间设有填料，填料压盖压实填料固定阀杆和出口阀体，压盖上有螺栓螺母紧固。阀杆顶部设有手柄。
环形支撑圈为圆柱形管件加工而成，环形支撑圈两端分别设有与弹簧匹配的盲孔和与圆柱形管件加工而成的阀座匹配的环形槽，弹簧两端分别嵌于阀体和环形支撑圈的盲孔内，阀座设有与球体(7)的球面贴合的密封面。
弹簧为螺形簧，多个弹簧围绕支撑圈均匀受力地分布着，环形支撑圈和阀体间的O型密封圈起到密封作用。
入口阀体(1)与球体(7)和出口阀体(2)与球体(7)间均设有密封装置。
根据阀体材质的承压能力，选择弹簧，阀体的密封承压能力强，则弹簧产生的推力较大，当阀体中腔压力大于弹簧的推力时，球体与阀座不紧贴密闭，通过上下游泄压。泄压阀体中腔压力小于额定范围时，阀芯球体回位。
正常工作压力范围内，通过阀杆控制球阀的排放和密封。旋转手柄90°开启球阀，再旋转手柄90°关闭球阀。
球体、阀杆、弹簧支撑圈和填料压盖材质为铜。
阀座材质为黄铜。
阀体的成分为碳0.05％、硅0.62％、磷0.02％、锰0.5％、硫≤0.002％、铬14.91％、镍4.86％、铜3.57％、铌0.37％、钒0.07％、氮0.015％，余量为铁和不可避免的杂质。
球体表面预镀Ni-P层后化学镀Ni-P-TiO2。
阀座材质为黄铜，黄铜表面预镀Ni-P层后化学镀Ni-P-TiO2。
化学镀选用不同粒度的纳米TiO2颗粒。
化学镀步骤包括净化处理、预镀Ni-P层和化学复合镀，将经预镀Ni-P层的部件浸入添加了稳定剂和表面活性剂的镀液中进行表面活化；化学复合镀包括在95℃温度下，添加有经表面改性后预混合的不同粒度的TiO2纳米颗粒的镀液中化学复合镀40分钟形成Ni-P-TiO2镀层；再于室温下干燥。稳定剂为浓度为4mg/L的硫脲或硼酸。化学复合镀采用磁力间歇搅拌。
阀体内壁有防腐防锈涂料涂层，涂料为氟碳涂料，氟碳涂料包括FEVE树脂(其固体氟含量≥25％)、钛白粉、炭黑、纳米CaCO3、溶剂和固化剂，按质量百分比计，氟碳涂料中还含有3％的氟素表面活性剂。溶剂为二甲苯、醋酸丁酯。氟素表面活性剂为ZONYI 88氟素表面活性剂。
入口阀体和出口阀体通过螺纹与管道连接。
浮动球阀的球体和阀座先预镀Ni-P层后化学镀Ni-P-TiO2，表面光滑，提高了阀座表面的耐磨性，且选用不同粒度的纳米TiO2颗粒，与石墨表面形成仿生结构，具有自洁净功能，带有涂层的阀座和球体与阀体中通过的气体或液体中的微粒的粘附力小，从而实现自洁净，防止划伤球体和阀座表面，造成密封泄露。
阀座的密封面的内环边和/或外环边设有挫净结构，挫净结构包括挫面和挫面与密封面之间的排渣槽。
挫面可为网状、条纹状和环线状。
球体开闭旋转球体过程中，球体与挫面摩擦，挫去表面杂质后，球面与密封面贴合密封。防止流体或气体中的固体颗粒在启闭过程划伤阀座和球体造成泄漏，或固体颗粒造成的启闭过程卡死。
实施例4：
如图2所示，本发明的一种浮动球阀包括阀体、球体(7)和开关体，阀体包括其轴向与开关体轴向垂直的球体(7)上下游两端的入口阀体(1)和出口阀体(2)，入口阀体(1)和出口阀体(2)间设有与阀体轴向垂直的垫片(9)，阀体和球体(7)间设有密封装置，密封装置包括阀体轴向上依次设置的弹簧、环形支撑圈、阀座和设于环形支撑圈外壁凹槽内的O型密封圈，开关体嵌设于出口阀体(2)，开关体轴向垂直于阀体轴向且穿过球体(12)中心。
入口阀体(1)和出口阀体(2)焊接连接。
球体设于入口阀体内，开关体嵌设于入口阀体，开关体与入口阀体连接处焊接连接，入口阀体上游为圆筒结构，中腔处为容纳球体的类球形腔体，出口阀体为圆筒状，出口阀体嵌入上述类球形腔体。
开关体包括竖直嵌于球体(7)顶部凹槽的阀杆(14)。
阀杆设于同轴的开关体主体上部的带有阶梯的通孔内，通孔上部内径小于下部内径。
阀杆底部剖面为T形，半径小的部分嵌于球体(7)顶部凹槽内，半径较大圆柱嵌设于通孔底部；阀杆(14)中部为圆柱形构件，半径小于阀杆底部大半径圆柱，阀杆中部设于通孔上部，阀杆中部半径小于通孔上部内径，阀杆中部和通孔间设有填料，填料压盖压实填料固定阀杆和开关体主体，压盖上有螺栓螺母紧固。阀杆顶部设有手柄。
环形支撑圈为圆柱形管件加工而成，环形支撑圈两端分别设有与弹簧匹配的盲孔和与圆柱形管件加工而成的阀座匹配的环形槽，弹簧两端分别嵌于阀体和环形支撑圈的盲孔内，阀座设有与球体(7)的球面贴合的密封面。
弹簧可为螺形簧，多个弹簧围绕支撑圈均匀受力地分布着，环形支撑圈和阀体间的O型密封圈起到密封作用。
密封装置设于入口阀体(1)与球体(7)间，球体(7)与出口阀体(2)间设有出口阀座(8)，出口阀座(8)设有与球体(7)的球面贴合的密封面。
根据阀体材质的承压能力，选择弹簧，阀体的密封承压能力强，则弹簧产生的推力较大，当阀体中腔压力大于弹簧的推力时，球体与入口阀座不紧贴密闭，通过上游泄压。泄压阀体中腔压力小于额定范围时，阀芯球体回位。
正常工作压力范围内，通过阀杆控制球阀的排放和密封。旋转手柄90°开启球阀，再旋转手柄90°关闭球阀。
球体、阀杆、弹簧支撑圈和填料压盖材质为不锈钢。
阀座材质为石墨。
阀体的成分为碳0.05％、硅0.62％、磷0.02％、锰0.5％、硫≤0.002％、铬14.91％、镍4.86％、铜3.57％、铌0.37％、钒0.07％、氮0.015％，余量为铁和不可避免的杂质。
球体表面预镀Ni-P层后化学镀Ni-P-TiO2。
阀座材质为石墨，石墨表面预镀Ni-P层后化学镀Ni-P-TiO2。
化学镀选用不同粒度的纳米TiO2颗粒。
化学镀步骤包括净化处理、预镀Ni-P层和化学复合镀，将经预镀Ni-P层的部件浸入添加了稳定剂和表面活性剂的镀液中进行表面活化；化学复合镀包括在75℃温度下，添加有经表面改性后预混合的不同粒度的TiO2纳米颗粒的镀液中化学复合镀30分钟形成Ni-P-TiO2镀层；再于室温下干燥。稳定剂为浓度为1mg/L的硫脲或硼酸。化学复合镀采用磁力间歇搅拌。
阀体内壁有防腐防锈涂料涂层，涂料为氟碳涂料，氟碳涂料包括FEVE树脂(其固体氟含量≥25％)、钛白粉、炭黑、纳米CaCO3、溶剂和固化剂，按质量百分比计，氟碳涂料中还含有2％的氟素表面活性剂。溶剂为二甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯和二乙二醇乙醚醋酸酯。氟素表面活性剂为ZONYI 88氟素表面活性剂。
入口阀体和出口阀体采用卡套与管道连接。
浮动球阀的球体和阀座先预镀Ni-P层后化学镀Ni-P-TiO2，表面光滑，提高了阀座表面的耐磨性，且选用不同粒度的纳米TiO2颗粒，与石墨表面形成仿生结构，具有自洁净功能，带有涂层的阀座和球体与阀体中通过的气体或液体中的微粒的粘附力小，从而实现自洁净，防止划伤球体和阀座表面，造成密封泄露。
阀座的密封面的内环边和/或外环边设有挫净结构，挫净结构包括挫面和挫面与密封面之间的排渣槽。挫面为环线状。
球体开闭旋转球体过程中，球体与挫面摩擦，挫去表面杂质后，球面与密封面贴合密封。防止流体或气体中的固体颗粒在启闭过程划伤阀座和球体造成泄漏，或固体颗粒造成的启闭过程卡死。
阀体整体采用焊接，未采用垫片，无垫片老化问题。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种安全双密封球阀，所述球阀包括阀体、球体(7)和开关体，所述阀体包括位于其轴向与所述开关体轴向垂直的球体(7)上下游两端的入口阀体(1)和出口阀体(2)，入口阀体(1)和出口阀体(2)间设有与阀体轴向垂直的垫片(9)，其特征在于：所述阀体和球体(7)间设有密封装置，所述密封装置包括沿阀体轴向上依次设置的弹簧、环形支撑圈、阀座和设于环形支撑圈外壁凹槽内的O型密封圈，所述开关体嵌设于所述出口阀体(2)，所述开关体轴向垂直于所述阀体轴向且穿过所述球体(12)中心。
2.如权利要求1所述的一种安全双密封球阀，其特征在于：所述入口阀体(1)和出口阀体(2)固件连接。
3.如权利要求2所述的一种安全双密封球阀，其特征在于：所述固件为螺栓。
4.如权利要求1所述的一种安全双密封球阀，其特征在于：所述入口阀体(1)和出口阀体(2)焊接连接。
5.如权利要求1所述的一种安全双密封球阀，其特征在于：所述开关体包括竖直嵌于球体(7)顶部凹槽的阀杆(14)。
6.如权利要求1所述的一种安全双密封球阀，其特征在于：所述环形支撑圈为圆柱形管件加工而成，所述环形支撑圈两端分别设有与弹簧匹配的盲孔和与由圆柱形管件加工成的阀座匹配的环形槽，所述弹簧两端分别嵌于阀体和环形支撑圈的盲孔内，所述阀座设有与球体(7)的球面贴合的密封面。
7.如权利要求1所述的一种安全双密封球阀，其特征在于：所述密封装置设于入口阀体(1)与球体(7)间，所述球体(7)与出口阀体(2)间设有出口阀座(8)，所述出口阀座(8)设有与球体(7)的球面贴合的密封面。
8.如权利要求1所述的一种安全双密封球阀，其特征在于：所述密封装置设于出口阀体(2)与球体(7)间，所述球体(7)与入口阀体(1)间设有入口阀座，所述入口阀座设有与球体(7)的球面贴合的密封面。
9.如权利要求1所述的一种安全双密封球阀，其特征在于：所述入口阀体(1)与球体(7)和出口阀体(2)与球体(7)间均设有密封装置。
10.如权利要求1所述的一种安全双密封球阀，其特征在于：所述阀座的密封面的内环边和/或外环边设有挫净结构，所述挫净结构包括挫面和挫面与密封面之间的排渣槽。
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