CN104565421A - 一种双动力双向复合密封式低温球阀 - Google Patents

一种双动力双向复合密封式低温球阀 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双动力双向复合密封式低温球阀，包括阀座与阀芯，采用由金属硬密封、内圈软密封，蝶形弹簧组成的软硬组合式弹性结构软硬复合式密封，阀座与软硬密封之间连接的端面由碟簧支撑对其产生预紧力，使得阀座在碟簧预紧力作用下使其与阀芯紧密结合，保证阀座和阀芯的密封性，软密封可以有效阻止流体中颗粒杂质进入硬密封间隙，减少硬密封阀座和阀芯的磨损，提高阀门的使用寿命，阀杆采用双重密封结构，阀体与阀杆密封采用双蝶形弹性垫片保持阀杆与密封件接触压力提高密封性能，阀杆与套筒采用可调弹性均压式预紧密封，减少了阀门的外漏，阀门设有安装电、液、气驱动的圆盘，可以方便安装电、液、气驱动装置，实现手动和自动双动力转换。

Description

一种双动力双向复合密封式低温球阀
技术领域
本发明涉及一种阀门，尤其是涉及一种双动力双向复合密封式低温球阀。
背景技术
目前国内及国外进口的低温浮动式球阀其密封结构装置一般为软密封或硬密封，软密封在使用过程中易磨损，使用寿命短，而硬密封装置尽管具有一定的耐磨性和耐冲刷能力，但其密封性能不理想；密封阀座分固定式和可以补偿式，一般的补偿式是通过弹性原件实现，目前在密封上通过流体介质自身压力密封应用较少。软密封材料大多采用聚四氟乙烯，该材料使用是在-65℃以上温度，温度更低时材料性能就不能满足工作要求。硬密封材料一般采用金属密封，要求密封面材料耐磨性好且加工精度高，密封面接触面积大，开启和关闭时扭矩大。
申请号为201310041962.7的中国专利公开了弹簧补偿式低温浮动球阀，包括上游阀体、与上游阀体固定相连的下游阀体、球体和阀杆，所述球体安装在上游阀体与下游阀体所形成的阀腔内，在阀腔的下游阀体上设有与球体球面贴合的下游阀座，在阀腔的上游阀体上设有与球体球面贴合的上游阀座，在上游阀座与上游阀体之间设有碟形弹簧。本发明利用设置在上游阀座与上游阀体之间的碟形弹簧，使上游阀座始终与球体贴合，即使在低温或零件严重变形的情况下，也能依然保证球阀密封性的良好，但是，该专利只是利用硬密封材料制作得到的弹簧作为补偿，容易产生磨损导致维修成本较高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、密封效果好、使用范围广泛的双动力双向复合密封式低温球阀。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种双动力双向复合密封式低温球阀，包括对称设置的左阀体及右阀体，设置在阀体内部的阀芯，还包括：
阀杆组件：由上阀杆与下阀杆构成，上阀杆与下阀杆的连接处为部分中空的结构；
软硬复合式密封组件：由硬密封阀座、软密封圈、大碟簧及小碟簧组成，所述的硬密封阀座及软密封圈自外向内设在左阀体及右阀体之间，内部设置阀芯，所述的大碟簧及小碟簧支撑连接在硬密封阀座与左阀体及右阀体的连接端面；
密封填料组件：密封上阀杆及下阀杆的双重密封组件；
定位组件：由限位挡圈、定位销组成下阀杆与左阀体及右阀体的压紧定位组件。
所述的上阀杆与下阀杆为焊接连接，外设套筒，上阀杆与下阀杆连接处采用部分中空结构，该中空结构外圆柱面与下阀杆轴孔配合并减少低温阀门低温介质低温上传。
所述的套筒上安装有驱动件安装圆盘，该驱动件安装圆盘上设有设备安装孔，方便安装电、液、气驱动装置，实现手动和自动双动力转换。
所述的硬密封阀座的上下端面的外周套设有密封圈，该密封圈在密封阀体与阀座作用外承受部分阀门关闭时流体对阀座的压力使得阀座在碟簧预紧力作用力下与阀芯紧密结合，减小阀门关闭时造成阀芯位移，保证硬密封阀座和阀芯的密封性。
所述的软密封圈阻止流体中颗粒杂质进入硬密封间隙，减少硬密封阀座和阀芯的磨损。
左右阀体、阀座与阀体密封采用相同结构，加工工艺性好，安装不分方向，方便使用。
所述的密封填料组件中，下阀杆与左阀体及右阀体经密封填料密封，采用双蝶形弹性垫片保持下阀杆与密封填料接触压力提高密封性能，上阀杆处经圆弧面型密封压环、连接套筒、密封填料、弹性垫圈、圆弧面型压紧环组成可调弹性预紧均压式密封，减少了阀门的外漏，提高阀门在一定的压力和温度范围内的密封质量。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)通过采用软硬复合式密封方式提高阀门的阀芯和阀座密封性能，减慢硬密封阀座磨损，延长整个阀门的使用寿命。
(2)该结构采用了双弹簧分别补偿和压紧软硬、密封，可以补偿阀门密封过程中间隙。
(3)双向复合式密封结构可以满足阀门双向流通条件，两边密封结构相同互换性高，减少加工和装配成本，使用方便。
(4)阀杆上端密封采用圆弧面型压紧环结构可以使密封填料受力均匀，密封性能提高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A处阀杆和阀体密封局部放大图；
图3为图1中B处左阀体局部放大图。
图中：1为上阀杆，2为弹性垫圈，3为螺栓，4为圆弧面型密封压环，5为密封填料，6为套筒，7为螺栓，8为驱动件安装圆盘，9为圆弧面型压紧环，10为螺栓，11为压紧环，12为限位挡圈，13为左阀体，14为密封圈，15为大碟簧，16为小碟簧，17为挡环，18为挡销，19为硬密封阀座，20为软密封圈，21为阀体密封圈，22为阀芯，23为右阀体，24为密封填料，25为双蝶形弹性垫片，26为下阀杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种双动力双向复合密封式低温球阀，其结构如图1所示，包括对称设置的左阀体13及右阀体24，设置在阀体内部的阀芯22，还包括阀杆组件、软硬复合式密封组件、密封填料组件、定位组件。
阀杆组件由上阀杆1与下阀杆26构成，上阀杆1与下阀杆26为焊接连接，外设套筒6，上阀杆1与下阀杆26的连接处采用部分中空结构，该中空结构外圆柱面与下阀杆26轴孔配合并减少低温阀门低温介质低温上传。在套筒6上安装有驱动件安装圆盘8，该驱动件安装圆盘8上设有设备安装孔，方便安装电、液、气驱动装置，实现手动和自动双动力转换。软硬复合式密封组件由硬密封阀座19、软密封圈20、大碟簧15及小碟簧16组成，硬密封阀座19及软密封圈20自外向内设在左阀体13及右阀体24之间，内部设置阀芯22，大碟簧15及小碟簧16支撑连接在硬密封阀座19与左阀体13及右阀体24的连接端面。硬密封阀座19的上下端面的外周套设有密封圈14，该密封圈14在密封阀体与阀座作用外承受部分阀门关闭时流体对阀座的压力使得阀座在碟簧预紧力作用力下与阀芯紧密结合，减小阀门关闭时造成阀芯位移，保证硬密封阀座19和阀芯22的密封性。软密封圈20可以阻止流体中颗粒杂质进入硬密封间隙，减少硬密封阀座19和阀芯22的磨损。密封填料组件为密封上阀杆1及下阀杆26的双重密封组件，其中，下阀杆26与左阀体13及右阀体23经密封填料24密封，采用双蝶形弹性垫片25保持下阀杆26与密封填料24接触压力提高密封性能。上阀杆1处经圆弧面型密封压环4、套筒6、密封填料5、弹性垫圈2、圆弧面型压紧环9组成可调弹性预紧均压式密封。定位组件由限位挡圈12、定位销18组成下阀杆26与左阀体13及右阀体23的压紧定位组件。根据安装尺寸在下阀杆26的固定位置加工定位销孔，安装时将定位销18插入下阀杆26，即可实现可靠定位。
本发明在安装时，先将大碟簧15、小碟簧16、挡环17、硬密封阀座19、软密封圈20安装到右阀体23上，装入阀芯22。再安装限位挡圈12、密封填料24、双蝶形弹性垫片25、下阀杆26，将定位销18插入下阀杆26定位。将大碟簧15、小碟簧16、挡环17、硬密封阀座19、软密封圈20、阀体密封圈21安装到左阀体13上后与右阀体23部件用螺栓连接。安装连接套筒6、密封填料5、圆弧面型密封压环4、驱动件安装圆盘8、圆弧面型压紧环9、弹性垫圈2，先用用螺栓将套简6固定到右阀体23上，固定螺栓7再调整螺栓3到开启扭矩达到要求为止。
本发明的工作原理如下：流体介质由阀体流入，经阀芯22后由右阀体23流出，该球阀为双向阀，工作过程可以分为两个阶段，一是当阀门处于完全关闭状态时，大碟簧15和小碟簧16分别对硬密封阀座19和压环17、软密封圈20有预紧力，同时流体进入阀体时，会对压环17产生推力，此时通过硬密封阀座19由密封圈14、大碟簧15、小碟簧16主要起支撑作用，将压力传递给阀体，减少了流体压力对密封面受力的影响，提高了密封性能。二是当阀门开启中时，阀门两端流体压力相同，硬密封阀座、软密封圈在各自碟簧弹性力作用下与阀芯压紧密封。软密封圈在阀门工作过程中始终与阀芯密封，起到辅助密封和防止流体中杂质进入硬密封阀座与阀芯之间造成磨损影响寿命。下阀杆的密封由双蝶形弹性垫片25保持压紧环11对密封填料24的压力保证密封质量。上阀杆密封由螺栓3通过圆弧面型密封压环4、圆弧面型压紧环9对密封填料5形成均匀弹性可调的压力，保证密封质量。

Claims (6)

1.一种双动力双向复合密封式低温球阀，包括对称设置的左阀体(13)及右阀体(23)，设置在阀体内部的阀芯(22)，其特征在于，还包括：
阀杆组件：由上阀杆(1)与下阀杆(26)构成，上阀杆(1)与下阀杆(26)的连接处为部分中空的结构；
软硬复合式密封组件：由硬密封阀座(19)、软密封圈(20)、大碟簧(15)及小碟簧(16)组成，所述的硬密封阀座(19)及软密封圈(20)自外向内设在左阀体(13)及右阀体(23)之间，内部设置阀芯(22)，所述的大碟簧(15)及小碟簧(16)支撑连接在硬密封阀座(19)与左阀体(13)及右阀体(23)的连接端面；
密封填料组件：密封上阀杆(1)及下阀杆(26)的双重密封组件；
定位组件：由限位挡圈(12)、定位销(18)组成下阀杆(26)与左阀体(13)及右阀体(23)的压紧定位组件。
2.根据权利要求1所述的一种双动力双向复合密封式低温球阀，其特征在于，所述的上阀杆(1)与下阀杆(26)为焊接连接，外设套筒(6)，上阀杆(1)与下阀杆(26)连接处采用部分中空结构，该中空结构外圆柱面与下阀杆(26)轴孔配合并减少低温阀门低温介质低温上传。
3.根据权利要求2所述的一种双动力双向复合密封式低温球阀，其特征在于，所述的套筒(6)上安装有驱动件安装圆盘(8)，该驱动件安装圆盘(8)上设有设备安装孔，方便安装电、液、气驱动装置，实现手动和自动双动力转换。
4.根据权利要求1所述的一种双动力双向复合密封式低温球阀，其特征在于，所述的硬密封阀座(19)的上下端面的外周套设有密封圈(14)，该密封圈(14)在密封阀体与阀座作用外承受部分阀门关闭时流体对阀座的压力使得阀座在碟簧预紧力作用力下与阀芯紧密结合，减小阀门关闭时造成阀芯位移，保证硬密封阀座(19)和阀芯(22)的密封性。
5.根据权利要求1或4所述的一种双动力双向复合密封式低温球阀，其特征在于，所述的软密封圈(20)阻止流体中颗粒杂质进入硬密封间隙，减少硬密封阀座(19)和阀芯(22)的磨损。
6.根据权利要求1所述的一种双动力双向复合密封式低温球阀，其特征在于，所述的密封填料组件中，
下阀杆(26)与左阀体(13)及右阀体(23)经密封填料(24)密封，采用双蝶形弹性垫片(25)保持下阀杆(26)与密封填料(24)接触压力提高密封性能，
上阀杆(1)处经圆弧面型密封压环(4)、套筒(6)、密封填料(5)、弹性垫圈(2)、圆弧面型压紧环(9)组成可调弹性预紧均压式密封。
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