CN105221784A - 一种无磨损硬密封球阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无磨损硬密封球阀。包括阀体、阀盖、阀球、阀座、阀杆；阀体内设有带动通孔的阀球，阀球上的上阀杆孔与上阀杆相连，阀球上的下阀杆孔与下阀杆相连；上、下阀杆置于阀体上；阀体的两侧装有内置阀座的左、右阀盖；在阀球上设有左、右阀瓣腔；在左、右阀瓣腔内设有左、右阀瓣；在阀球的上阀杆孔内与上阀杆之间设有上泄压阀；在阀球的下阀杆孔内与下阀杆之间设有下泄压阀；在左、右阀瓣腔内设有分别与上、下泄压阀相通的左、右阀瓣腔上泄压孔，左、右阀瓣腔下泄压孔；在左、右阀瓣上设有与左、右阀瓣腔相通的左、右阀瓣腔引压孔。本发明结构合理，有效地保证了球阀在开启与关闭过程中阀瓣与阀座无磨损，延长了球阀的使用寿命。

Description

一种无磨损硬密封球阀

技术领域

本发明涉及一种阀门，特别是一种无磨损硬密封球阀。

背景技术

目前，球阀已广泛应用于石油、化工、电力、冶金、造纸等行业中。传统球阀一般采用软密封，由于受密封材料的制约，其适用温度范围小，耐高温、高压和腐蚀性能低，使用寿命较短，对于需采用高参数，高性能球阀作为启闭件的特殊工况条件，如：矿浆、灰渣、粉尘等场合，则无法满足，因而则采用硬密封球阀。现行的硬密封球阀通常由阀体、阀盖、阀球、阀座和阀杆组成，使用时通过转动阀杆带动其下端的阀球转动，使阀球上的通孔与阀门的流道相对应或错开，从而实现球阀的开启或闭合。由于阀球在转动过程中与阀座产生摩擦，磨损严重，易造成泄漏，降低了球阀的工作可靠性，缩短了球阀的使用寿命。尽管目前也有无磨损硬密封球阀问世，但其结构较复杂、不易加工、生产成本较高，使用、维修不甚方便。

发明内容

为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种结构合理、易于加工、生产成本低、阀球、阀瓣与阀座之间无磨损、使用寿命长、使用及维修方便的无磨损硬密封球阀，且耐高温、高压、密封性能好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括阀体、阀盖、阀球、阀座、上阀杆和下阀杆；阀体内设有带通孔的阀球，阀球上的上阀杆孔与上阀杆相连，阀球上的下阀杆孔与下阀杆相连；上、下阀杆置于阀体上；阀体的两侧装有带流道的左、右阀盖；左、右阀座分别装于左、右阀盖内，位于阀球的两侧；其特征在于：在阀球上设有左阀瓣腔和右阀瓣腔；在左、右阀瓣腔内设有左阀瓣和右阀瓣；在阀球上的上阀杆孔内与上阀杆之间设有上泄压阀，在阀球上的下阀杆孔内与下阀杆之间设有下泄压阀；在左、右阀瓣腔内设有与上泄压阀相通的左阀瓣腔上泄压孔，右阀瓣腔上泄压孔和设有与下泄压阀相通的左阀瓣腔下泄压孔，右阀瓣腔下泄压孔；在左、右阀瓣的外圆上设有左阀瓣腔密封圈槽，右阀瓣腔密封圈槽；在左、右阀瓣腔密封圈槽内设有左阀瓣腔密封圈，右阀瓣腔密封圈；在左、右阀瓣上设有与左、右阀瓣腔相通的左阀瓣腔引压孔，右阀瓣腔引压孔；在左、右阀瓣上设有左阀瓣腔止回阀，右阀瓣腔止回阀。

上述上泄压阀包含有设在上阀杆上的上泄压阀阀芯孔、上泄压阀阀芯、上泄压阀左阀座弹簧、上泄压阀左阀座、上泄压阀右阀座弹簧、上泄压阀右阀座和设在阀球上的上阀杆孔内的上泄压阀左阀座腔与上泄压阀右阀座腔；上泄压阀阀芯、置于设在上阀杆上的上泄压阀阀芯孔内，上泄压阀左、右阀座置于设在阀球上的上阀杆孔内的上泄压阀左、右阀座腔内，上泄压阀左右阀座腔分别与左右阀瓣腔上泄压孔相连，上泄压阀左、右阀座弹簧置于上泄压阀左、右阀座与设在阀球上的上阀杆孔内的上泄压阀左、右座腔之间，上泄压阀左、右阀座与上泄压阀阀芯上的上泄压阀泄压孔相连。

上述下泄压阀包含有下阀杆、下泄压阀左阀座弹簧，下泄压阀左阀座、下泄压阀右阀座弹簧、下泄压阀右阀座和设在阀球上的下阀杆孔内的下泄压阀左阀座腔与下泄压阀右阀座腔；下泄压阀左、右阀座置于设在阀球上的下阀杆孔内的下泄压阀左、右阀座腔内，下泄压阀左、右阀座腔分别与左右阀瓣腔下泄压孔相连，下泄压阀左、右阀座弹簧置于下泄压阀左、右阀座与设在阀球上的下阀杆孔内的下泄压阀左、右阀座腔之间，下泄压阀左、右阀座与下阀杆上的下泄压阀泄压孔相连。

上述上、下泄压阀为现有的滑阀形结构、截门形结构、闸门形结构、旋塞和球形结构、蝶形结构中的一种。

上述左、右阀瓣上的左、右阀瓣腔引压孔的数量为8个或者大于8个或者小于8个。

上述左、右阀瓣上的左、右阀瓣腔止回阀为现有的球形止回阀、旋启式止回阀、升降式止回阀、梭式止回阀、蝶式止回阀、管道式止回阀、隔膜式止回阀中的一种或者为左、右阀瓣腔引压孔。

上述左、右阀瓣与左、右阀瓣腔之间设有弹簧。

上述左、右阀瓣与左、右阀瓣腔之间为O型圈式密封或者为波纹管式密封、圆环式密封、隔膜式密封、复合式密封。

上述阀腔内设有与左、右阀瓣相对应的阀瓣支撑面。

上述阀瓣支撑面与阀球之间留有间隙。

上述左右阀瓣与左、右阀座为双阀瓣、双阀座、双向密封式或者为单阀瓣、单阀座、单向密封式。

上述左、右阀座与左、右阀盖的连接为镶嵌式连接、焊接式连接、螺纹式连接、整体式中的一种。

上述左、右阀瓣与阀球为球形或者为圆柱形或者为圆锥形。

本发明其结构合理，易于制造，降低了生产成本，有效的保证了球阀在开启与关闭过程中阀球、阀瓣与阀座实现无磨损，从而提高了球阀的工作可靠性，延长了球阀的使用寿命，且耐高温、高压、密封性能好。

附图说明

图1本发明的结构示意图；

图2本发明中左、右阀瓣的结构示意图；

图3为图2的右视图；

图4为图2的左视图；

图5为本发明中阀球的结构示意图；

图6为图5的右视图；

图7为图5的左视图；

图8为图5的仰视图；

图9为图5的俯视图；

图10为本发明中上泄压阀左、右阀座，下泄压阀左、右阀的结构示意图；

图11为图10的中心剖视图

图12为本发明中下阀杆的结构示意图；

图13为图12的左视图；

图14为本发明中上阀杆的结构示意图；

图15为图14的右视图；

图16为图14的左视图；

图17为本发明中上泄压阀阀芯的结构示意图；

图18为图17的右视图；

图19为图17的左视图；

图20为本发明中上泄压阀左、右阀座弹簧，下泄压阀左、右阀座弹簧的结构示意图；

图21为图20的右视图；

图22为图20的左视图；

图23为本发明中上泄压阀关闭，阀球处于关闭状态时左、右阀瓣贴合到左、右阀座上达到密封时的结构示意图；

图24为本发明中当介质从左边进入阀腔，上泄压阀开启，阀球处于关闭状态时左阀瓣脱离左阀座的结构示意图；

图中：1为左阀盖、2为左阀瓣腔止回阀、3为左阀瓣、4为左阀瓣腔密封圈、5为阀球、6为左阀瓣腔上泄压孔、7为上泄压阀左阀座弹簧、8为上泄压阀左阀座、9为上阀杆、10为上泄压阀阀芯、11为上泄压阀泄压孔、12为上泄压阀右阀座、13为上泄压阀右阀座弹簧、14为右阀瓣腔上泄压孔、15为右阀瓣腔密封圈、16为右阀瓣、17为右阀瓣腔止回阀、18为右阀盖、19为左阀座、20为左阀腔引压孔、21为左阀瓣腔、22为左阀瓣腔下泄压孔、23为下泄压阀左阀座弹簧、24为下泄压阀左阀座、25为阀体、26为下阀杆、27为下泄压阀泄压孔、28为下泄压阀右阀座、29为下泄压阀右阀座弹簧、30为右阀瓣腔下泄压孔、31为右阀瓣腔、32为右阀瓣腔引压孔、33为右阀座、34为上泄压阀左阀座腔、35为上泄压阀右阀座腔、36为下泄压阀左阀座腔、37为下泄压阀右阀座腔、38为上阀杆孔、39为下阀杆孔、40为上泄压阀阀芯孔、41为左阀瓣腔密封圈槽、42为右阀瓣腔密封圈槽。

具体实现方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明包括阀体25、阀盖1、18、阀球5、阀座19、33、上阀杆9和下阀杆26；阀体25内设有带通孔的阀球5，阀球5上的上阀杆孔38与上阀杆9相连，阀球5上的下阀杆孔39与下阀杆26相连；上、下阀杆9、26置于阀体25上；阀体25的两侧装有带流道的左、右阀盖1、18；左、右阀座19、33分别装于左、右阀盖1、18内，位于阀球5的两侧；在阀球5上设有左阀瓣腔21和右阀瓣腔31；在左、右阀瓣腔21、31内设有左阀瓣3和右阀瓣16；在阀球5上的上阀杆孔38内与上阀杆9之间设有上泄压阀，在阀球5上的下阀杆孔39内与下阀杆26之间设有下泄压阀；在左、右阀瓣腔21、31内设有与上泄压阀相通的左阀瓣腔上泄压孔6，右阀瓣腔上泄压孔14和设有与下泄压阀相通的左阀瓣腔下泄压孔22，右阀瓣腔下泄压孔30；在左、右阀瓣3、16的外圆上设有左阀瓣腔密封圈槽41，右阀瓣腔密封圈槽42；在左、右阀瓣腔密封圈槽41、42内设有左阀瓣腔密封圈4，右阀瓣腔密封圈15；在左、右阀瓣3、16上设有与左、右阀瓣腔21、31相通的左阀瓣腔引压孔20，右阀瓣腔引压孔32；左、右阀瓣腔引压孔20、32是将介质流进左、右阀瓣腔21、31内，使阀瓣向阀座一侧移动，贴紧阀座达到密封。在左、右阀瓣3、16上设有左阀瓣腔止回阀2，右阀瓣腔止回阀17。上述上泄压阀包含有设在上阀杆9上的上泄压阀阀芯孔40、上泄压阀阀芯10、上泄压阀左阀座弹簧7、上泄压阀左阀座8、上泄压阀右阀座弹簧13、上泄压阀右阀座12和设在阀球5上的上阀杆孔38内的上泄压阀左阀座腔34与上泄压阀右阀座腔35；上泄压阀阀芯10、置于设在上阀杆9上的上泄压阀阀芯孔40内，上泄压阀左、右阀座8、12置于设在阀球5上的上阀杆孔38内的上泄压阀左、右阀座腔34、35内，上泄压阀左右阀座腔34、35分别与左右阀瓣腔上泄压孔6、14相连，上泄压阀左、右阀座弹簧7、13置于上泄压阀左、右阀座8、12与设在阀球5上的上阀杆孔38内的上泄压阀左、右座腔34、35之间，上泄压阀左、右阀座8、12与上泄压阀阀芯10上的上泄压阀泄压孔11相连。上述下泄压阀包含有下阀杆26、下泄压阀左阀座弹簧23，下泄压阀左阀座24、下泄压阀右阀座弹簧29、下泄压阀右阀座28和设在阀球5上的下阀杆孔39内的下泄压阀左阀座腔36与下泄压阀右阀座腔37；下泄压阀左、右阀座24、28置于设在阀球5上的下阀杆孔39内的下泄压阀左、右阀座腔36、37内，下泄压阀左、右阀座腔36、37分别与左右阀瓣腔下泄压孔22、30相连，下泄压阀左、右阀座弹簧23、29置于下泄压阀左、右阀座24、28与设在阀球5上的下阀杆孔39内的下泄压阀左、右阀座腔36、37之间，下泄压阀左、右阀座24、28与下阀杆上的下泄压阀泄压孔27相连。上述上、下泄压阀为现有的滑阀形结构、截门形结构、闸门形结构、旋塞和球形结构、蝶形结构中的一种。上述左、右阀瓣3、16上的左、右阀瓣腔引压孔20、32的数量为8个或者大于8个或者小于8个。上述左、右阀瓣3、16上的左、右阀瓣腔止回阀2、17为现有的球形止回阀、旋启式止回阀、升降式止回阀、梭式止回阀、蝶式止回阀、管道式止回阀、隔膜式止回阀中的一种或者为左、右阀瓣腔引压孔20、32。上述左、右阀瓣3、16与左、右阀瓣腔21、31之间设有弹簧。即在弹簧的作用下阀瓣向阀座一侧移动，使阀瓣贴紧阀座达到密封。上述左、右阀瓣3、16与左、右阀瓣腔21、31之间为O型圈式密封或者为波纹管式密封、圆环式密封、隔膜式密封、复合式密封。上述阀腔内设有与左、右阀瓣3、16相对应的阀瓣支撑面。阀瓣支撑面确保在球阀关闭过程中阀球5带动阀瓣转动，使左、右阀瓣3、16与左、右阀座19、33对应、重合、贴紧达到密封。上述阀瓣支撑面与阀球5之间留有间隙。使阀球5转动过程中不接触阀瓣支撑面。上述左右阀瓣3、16与左、右阀座19、33为双阀瓣、双阀座、双向密封式(即：介质从左边进入阀腔，左阀瓣3与右阀座19贴合达到密封；介质从右边进入阀腔，右阀瓣16与左阀座33贴合达密封。)或者为单阀瓣、单阀座、单向密封式。(即：介质从一个方向进入阀腔，只有一侧阀瓣与阀座贴合达到密封，另一侧没有阀瓣和阀座。)上述左、右阀座19、33与左、右阀盖1、18的连接为镶嵌式连接、焊接式连接、螺纹式连接、整体式中的一种。上述左、右阀瓣3、16与阀球5为球形或者为圆柱形或者为圆锥形。

当开启球阀时，当介质从左边进入阀腔，首先转动上泄压阀阀芯1090度使上泄压阀阀芯10上的上泄压阀泄压孔11与上泄压阀左、右阀座8、12相连，使左阀瓣腔上泄压孔6与右阀瓣腔上泄压孔14相通，使左阀瓣腔21内的介质瞬间流进右阀瓣腔31内通过右阀瓣腔引压孔32将介质泄入右阀盖18流道内(此时：左阀瓣腔止回阀2关闭，右阀瓣腔止回阀17开启加快介质泄入右阀盖18流道内)当介质通过左阀瓣腔引压孔20流进左阀瓣腔21内的速度小于介质从左阀瓣腔21内流进右阀瓣腔31内通过右阀瓣腔引压孔32泄入右阀盖18流道内的速度时，左阀瓣3脱离左阀座19(如：图24所示)再转动上阀杆9带动阀球5和阀瓣转动90度，(在上阀杆9带动阀球5和阀瓣转动过程中下泄压阀左、右阀座24、28与下阀杆26上的下泄压阀泄压孔27相连，使左、右阀瓣腔下泄压孔22、30相通更加快了阀瓣腔内的介质泄放到阀盖流道内的速度。)使阀球5上的通孔与球阀的流道孔相对应将球阀开启；或当介质从右边进入阀腔，首先转动上泄压阀阀芯1090度，使上泄压阀阀芯10上的上泄压阀泄压孔11与上泄压阀左、右阀座8、12相连，使右阀瓣腔上泄压孔14与左阀瓣腔上泄压孔6相通，使右阀瓣腔31内的介质瞬间流进左阀瓣腔21内通过左阀瓣腔引压孔20将介质泄入左阀盖1流道内(此时：右阀瓣腔止回阀17关闭，左阀瓣腔止回阀2开启加快介质泄入左阀盖1流道内)当介质通过右阀瓣腔引压孔32流进右阀瓣腔31内的速度小于介质从右阀瓣腔31流进左阀瓣腔21内通过左阀腔引压孔6泄入左阀盖1流道内的速度时，右阀瓣16脱离右阀座33再转动上阀杆9带动阀球5和阀瓣转动90度，(在上阀杆9带动阀球5和阀瓣转动过程中下泄压阀左、右阀座24、28与下阀杆26上的下泄压阀泄压孔27相连，使左、右阀瓣腔下泄压孔22、30相通更加快了阀瓣腔内的介质泄放到阀盖流道内的速度。)使阀球5上的通孔与球阀的流道孔相对应将球阀开启。

当关闭球阀时，反方向转动上泄压阀阀芯1090度，使上泄压阀阀芯10上的上泄压阀泄压孔11与上泄压阀左、右阀座8、12错开，使左阀瓣腔上泄压孔6与右阀瓣腔上泄压孔14断开再反方向转动上阀杆9带动阀球5和阀瓣转动90度，使阀球5上的通孔与球阀的流道相错开。(在上阀杆9带动阀球5和阀瓣转动过程中下泄压阀左、右阀座24、28与下阀杆26上的下泄压阀泄压孔27相错开，使左、右阀瓣腔下泄压孔22、30断开。)当介质从左边进入阀腔，通过左阀瓣腔引压孔20将介质流进左阀瓣腔21内，使左阀瓣3贴紧左阀座19达到密封，使球阀关闭；或当介质从右边进入阀腔，通过右阀瓣腔引压孔32将介质流进右阀瓣腔31内使右阀瓣16贴紧右阀座33达到密封，使球阀关闭。

本发明所述的无磨损硬密封球阀，由于在阀球5带动阀瓣开启与关闭过程中，左、右阀瓣3、16与左、右阀座19、33不接触，因此不产生磨损；其结构合理，使用寿命长，使用及维修方便。

Claims (13)

1.一种无磨损硬密封球阀，包括阀体、阀盖、阀球、阀座、上阀杆和下阀杆；阀体内设有带通孔的阀球，阀球上的上阀杆孔与上阀杆相连，阀球上的下阀杆孔与下阀杆相连；上、下阀杆置于阀体上；阀体的两侧装有带流道的左、右阀盖；左、右阀座分别装于左、右阀盖内，位于阀球的两侧；其特征在于：在阀球上设有左阀瓣腔和右阀瓣腔；在左、右阀瓣腔内设有左阀瓣和右阀瓣；在阀球上的上阀杆孔内与上阀杆之间设有上泄压阀，在阀球上的下阀杆孔内与下阀杆之间设有下泄压阀；在左、右阀瓣腔内设有与上泄压阀相通的左阀瓣腔上泄压孔，右阀瓣腔上泄压孔和设有与下泄压阀相通的左阀瓣腔下泄压孔，右阀瓣腔下泄压孔；在左、右阀瓣的外圆上设有左阀瓣腔密封圈槽，右阀瓣腔密封圈槽；在左、右阀瓣腔密封圈槽内设有左阀瓣腔密封圈，右阀瓣腔密封圈；在左、右阀瓣上设有与左、右阀瓣腔相通的左阀瓣腔引压孔，右阀瓣腔引压孔；在左、右阀瓣上设有左阀瓣腔止回阀，右阀瓣腔止回阀。

2.根据权利要求：1、所述的一种无磨损硬密封球阀，其特征在于：上述上泄压阀包含有设在上阀杆上的上泄压阀阀芯孔、上泄压阀阀芯、上泄压阀左阀座弹簧、上泄压阀左阀座、上泄压阀右阀座弹簧、上泄压阀右阀座和设在阀球上的上阀杆孔内的上泄压阀左阀座腔与上泄压阀右阀座腔；上泄压阀阀芯、置于设在上阀杆上的上泄压阀阀芯孔内，上泄压阀左、右阀座置于设在阀球上的上阀杆孔内的上泄压阀左、右阀座腔内，上泄压阀左右阀座腔分别与左右阀瓣腔上泄压孔相连，上泄压阀左、右阀座弹簧置于上泄压阀左、右阀座与设在阀球上的上阀杆孔内的上泄压阀左、右座腔之间，上泄压阀左、右阀座与上泄压阀阀芯上的上泄压阀泄压孔相连。

3.根据权利要求：1、所述的一种无磨损硬密封球阀，其特征在于：上述下泄压阀包含有下阀杆、下泄压阀左阀座弹簧，下泄压阀左阀座、下泄压阀右阀座弹簧、下泄压阀右阀座和设在阀球上的下阀杆孔内的下泄压阀左阀座腔与下泄压阀右阀座腔；下泄压阀左、右阀座置于设在阀球上的下阀杆孔内的下泄压阀左、右阀座腔内，下泄压阀左、右阀座腔分别与左右阀瓣腔下泄压孔相连，下泄压阀左、右阀座弹簧置于下泄压阀左、右阀座与设在阀球上的下阀杆孔内的下泄压阀左、右阀座腔之间，下泄压阀左、右阀座与下阀杆上的下泄压阀泄压孔相连。

4.根据权利要求：1、2或3所述的一种无磨损硬密封球阀，其特征在于：上述上、下泄压阀为现有的滑阀形结构、截门形结构、闸门形结构、旋塞和球形结构、蝶形结构中的一种。

5.根据权利要求：1、所述的一种无磨损硬密封球阀，其特征在于：上述左、右阀瓣上的左、右阀瓣腔引压孔的数量为8个或者大于8个或者小于8个。

6.根据权利要求：1、所述的一种无磨损硬密封球阀其特征在于：上述左、右阀瓣上的左、右阀瓣腔止回阀为现有的球形止回阀、旋启式止回阀、升降式止回阀、梭式止回阀、蝶式止回阀、管道式止回阀、隔膜式止回阀中的一种或者为左、右阀瓣腔引压孔。

7.根据权利要求：1、所述的一种无磨损硬密封球阀。其特征在于：上述左、右阀瓣与左、右阀瓣腔之间设有弹簧。

8.根据权利要求：1、所述的一种无磨损硬密封球阀。其特征在于：上述左、右阀瓣与左、右阀瓣腔之间为O型圈式密封或者为波纹管式密封、圆环式密封、隔膜式密封、复合式密封。

9.根据权利要求：1、所述的一种无磨损硬密封球阀。其特征在于：上述阀腔内设有与左、右阀瓣相对应的阀瓣支撑面。

10.根据权利要求：1或9所述的一种无磨损硬密封球阀。其特征在于：上述阀瓣支撑面与阀球之间留有间隙。

11.根据权利要求：1、所述的一种无磨损硬密封球阀。其特征在于：上述左右阀瓣与左、右阀座为双阀瓣、双阀座、双向密封式或者为单阀瓣、单阀座、单向密封式。

12.根据权利要求：1、所述的一种无磨损硬密封球阀。其特征在于：上述左、右阀座与左、右阀盖的连接为镶嵌式连接、焊接式连接、螺纹式连接、整体式中的一种。

13.根据权利要求：1、所述的一种无磨损硬密封球阀。其特征在于：上述左、右阀瓣与阀球为球形或者为圆柱形或者为圆锥形。