CN105276219A

CN105276219A - 一种球阀

Info

Publication number: CN105276219A
Application number: CN201410315748.0A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Zhejiang Sanhua Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Sanhua Refrigeration Group Co Ltd
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2016-01-27

Abstract

本发明公开了一种球阀，包括具有阀体(1)的阀体部件、设置于所述阀体部件的阀腔(4)中的阀芯(5)，还包括与所述阀芯(5)配合使所述阀芯(5)转动的驱动杆(6)，所述驱动杆(6)与所述阀体(1)之间设置有密封结构，所述密封结构包括复合材料密封件(7)，所述复合材料密封件(7)包含金属丝、陶土、柔性石墨及将所述金属丝、所述陶土、所述柔性石墨粘合在一起的粘接剂，本发明的技术方案中，通过在驱动杆与阀体之间采用新型的强度高、操作扭矩小，耐高低温性好、耐腐蚀的复合材料密封件，使球阀的适用范围广，尤其突出的是，可以应用于高温高压的制冷系统中。

Description

一种球阀

技术领域

本发明属于制冷控制技术领域,具体涉及一种球阀。

背景技术

球阀作为阀门开关元件，广泛应用于制冷系统流路控制中，使用时，通过操作驱动杆，可以开启和切断流通路径。随着环保日益成为发展的主题，制冷领域新型环保制冷剂系统应用越来越广，比如CO₂冷媒系统，相较于常规冷媒系统来说，这些新型制冷剂系统对温度和压力的要求较高，因此对应用于其中的球阀的性能提出了更高的要求。现有的球阀中，驱动杆与阀体之间通过常规橡胶进行密封。由于不同橡胶材料的耐冷媒特性不一致，因此，不同冷媒的制冷系统中，球阀的驱动杆与阀体之间需要不同的橡胶密封，造成球阀产品规格繁多，而且，由于橡胶材料的耐温性较低，且易产生老化现象，使用寿命短，因此，无法满足高温高压制冷系统，如CO₂这样的新型冷媒制冷系统应用环境的使用要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种球阀，本发明的技术方案中，通过采用新型的强度高、耐高低温性好、耐腐蚀的复合材料密封件，使球阀的适用范围广，尤其突出的是，可以满足高温高压环境的制冷系统的要求。

本发明的球阀包括具有阀体的阀体部件、设置于所述阀体部件的阀腔中的阀芯，还包括与所述阀芯配合使所述阀芯转动的驱动杆，其所述驱动杆与所述阀体之间设置有密封结构，所述密封结构包括复合材料密封件，所述复合材料密封件包含金属丝、陶土、柔性石墨及将所述金属丝、所述陶土、所述柔性石墨粘合在一起的粘接剂。

如上所述的球阀，所述复合材料密封件由金属丝、陶土、柔性石墨及粘接剂组成，并且，所述陶土的质量百分比大于所述金属丝的质量百分比，且所述金属丝的质量百分比大于所述石墨的质量百分比。

如上所述的球阀，所述复合材料密封件中，所述金属丝的质量百分比为20％～40％，所述陶土的质量百分比为45％～65％，所述石墨的质量百分比为5％～15％，所述粘接剂的质量百分比为1％～5％。

如上所述的球阀，所述粘接剂具体为聚乙二醇。

如上所述的球阀，所述金属丝具体为不锈钢丝或镍丝。

如上所述的球阀，所述复合材料密封件的结构为圆环形的圆柱体。

如上所述的球阀，所述复合材料密封件为周向具有开口部的开口圆环形圆柱体，且相邻的所述复合材料密封件之间相互抵接。

如上所述的球阀，所述每个复合材料密封件的开口部在周向彼此交错排列。

如上所述的球阀，所述复合材料密封件具体为3个或4个，且各所述复合材料密封件的开口部在周向依次以一定的角度间隔交错排列，且间隔的角度大于45°以上。

如上所述的球阀，所述密封结构还包括压紧件，所述复合材料密封件设置于所述压紧件与所述阀体之间。

如上所述的球阀，所述密封结构还包括第一隔离件，所述第一隔离件抵接于所述复合材料密封件与所述阀体之间，所述密封结构还包括第二隔离件，所述第二隔离件抵接于所述复合材料密封件与所述压紧件之间，所述第一隔离件或/和所述第二隔离件由铜或不锈钢材料制成。

本发明的球阀，由于使用了新型的复合配比的复合材料密封件，使球阀的密封性能好，安全可靠，且在球阀开启和关闭过程中，操作扭矩小，并具有极佳的耐高低温特性，因此，其适用范围广，可以适用于多种冷媒制冷系统，尤其是可以满足高温高压环境的制冷系统使用要求。

附图说明

图1所示为本发明球阀的一个具体实施例的剖视图；

图2所示为图1中A处的局部放大图。

图3所示为图2中所示的三个复合材料密封件的第一实施例的爆炸图。

图4所示为图2中所示的三个复合材料密封件的第二实施例的爆炸图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1所示为本发明球阀的一个具体实施例的剖视图，图2所示为图1中A处的局部放大图；图3为图2中所示的三个复合材料密封件的第一实施例的爆炸图。

如图1及图2所示，该球阀包括具有阀体1及阀座1′的阀体部件，阀座1′具有流路进口2，阀体1具有流路出口3，阀体部件的阀腔4中设置有阀芯5，阀帽9与阀体1之间设置有与阀芯5配合的驱动杆6。通过操作驱动杆6来转动阀芯5，可以使球阀处于全开位置或全闭位置从而对制冷系统冷媒起到截止和导通作用。

如图1及图2所示，为了保持驱动杆6与阀体1之间的密闭性，在驱动杆6与阀体1之间设置有密封结构。密封结构包括复合材料密封件7，压紧件8。复合材料密封件7的结构为圆环形的圆柱体。作为优选方案，如图3所示，复合材料密封件7为具有开口部71的开口式圆环形结构。本具体实施例中，复合材料密封件7的个数为3个(当然，也可以为4个，此处以3个为例进行说明)，且每个复合材料密封件7的大小、形状及其开口部的形状完全相同。每相邻的两个复合材料密封件7之间相互抵接在一起，3个复合材料密封件7的开口部71在周向彼此交错排列，具体来讲，如图3所示，本实施例中，优选地，3个复合材料密封件7的开口部71在周向依次以120°的圆周等分角度间隔排列，即中间的复合材料密封件7的开口部71位置相当于最上面的复合材料密封件7的开口部71逆时针旋转120°，最下面的复合材料密封件7的开口部71位置相当于中间的复合材料密封件7的开口部71逆时针旋转120°。如图1所示，压紧件8可以具体为压紧螺母。压紧螺母通过其外周面上的外螺纹部与阀体1内壁上的内螺纹部相螺合。压紧螺母的上端面具有十字型凹槽，通过将压紧螺母以一定的扭矩上紧以挤压复合材料密封件7，使复合材料密封件7处于压紧状态，从而使驱动杆6与阀体1之间实现密封配合。

本具体实施例的球阀中，复合材料密封件7之采用具有开口部的开口式圆环形结构，使开阀及关阀时的操作扭矩小，且降低了加工过程中对复合材料密封件的内圆尺寸的精度要求，便于装配，也进一步使其受到压紧件8的挤压时更容易变形，具有更好的密封适应性。3个复合材料密封件7在周向以一定的角度间隔交错排列，且通过试验确定，间隔角度一般应大于45°，以防止其中两个或三个开口部的间隔角度较小而降低密封性能。需要说明的是，前述开口部71在周向依次以120°的圆周等分角度间隔排列为例对密封方式进行了举例。在本发明范围内，使开口部71旋转一定角度也可以。

本实施例的球阀中，密封结构还包括抵接于复合材料密封件7与阀体1之间的第一隔离件11及抵接于复合材料密封件7与压紧件8之间的第二隔离件12，具体地，第一隔离件11可以是由铜材或不锈钢材料制成的垫圈，第二隔离件12可以是由铜材或不锈钢材料制成的垫片，第一隔离件11及第二隔离件12的作用是防止复合材料密封件7在高温状态下与空气接触而发生氧化，从而可以有效提高复合材料密封件7的使用寿命，进一步提升球阀的密封可靠性。

本发明的球阀，其复合材料密封件7中包含金属丝、陶土、柔性石墨及将前述金属丝、陶土、柔性石墨牢固结合的粘接剂。复合材料密封件7采用前述的金属丝、陶土、柔性石墨及粘接剂的原因在于，金属丝可以保障复合材料密封件7的强度。陶土具有极好的可塑性、耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性的特点。柔性石墨具有耐高低温性、耐腐蚀性、气密性及摩擦系数小的特点，具有良好的润滑性。本具体实施例的球阀中，前述的粘接剂可以为聚乙二醇。粘接剂的作用一方面是使金属丝、陶土及柔性石墨牢固结合，另一方面由于粘接剂本身具有润滑作用，可以降低操作驱动杆6时的操作扭矩。

作为一种具体实施方式，本实施例的球阀中，复合材料密封件7由金属丝、陶土、柔性石墨及粘接剂组成。并且，陶土的质量百分比大于金属丝的质量百分比，金属丝的质量百分比大于所述石墨的质量百分比。具体来讲，可以是金属丝的质量百分比为20％～40％，陶土的质量百分比为45％～65％，所述石墨的质量百分比为5％～15％，所述粘接剂的质量百分比为1％～5％。复合材料密封件7采用前述的成分配比关系是因为，若金属丝的质量百分比低于20％，会造成复合材料密封件7的强度不足，若高于40％则加大了生产成本；若陶土的质量百分比低于45％，一方面增加生产成本，另一方面影响复合材料密封件7的可塑性及耐高低温性，若高于65％则影响复合材料密封件7的强度。前述柔性石墨及粘接剂的配比关系在保障复合材料密封件的强度及耐高低温性的同时，减小复合材料密封件的摩擦系数，降低操作扭矩。为了提高复合材料密封件7的强度，前述的金属丝采用不锈钢丝或镍丝。

本发明的球阀，密封结构中采用了新型的复合材料密封件7，该复合材料密封件7因其组分决定了其具有操作扭矩低、强度高、耐高低温性佳，耐高压、使用寿命长的优点。复合材料密封件7的使用寿命是普通石墨填料及常规塑料填料的百倍以上，且能适用于－40℃～+180℃的高低温温度范围，其甚至可以满足更大的温度范围的要求。因此，本发明的球阀应用范围广，能够适用于绝大多数的制冷系统中，例如，可以适用于对密封性能要求极高的高温高压制冷系统(如CO₂冷媒系统中)。并且，通过该复合材料密封件的使用，可以减小球阀的规格，降低球阀的生产成本。

图4所示为图2中所示的三个复合材料密封件的第二实施例的爆炸图。如图所示，本实施例中，三个复合材料密封件7A均为不带开口部的圆环形的圆柱体。本实施例的复合材料密封件的特性与第一实施例的复合材料密封件基本相同，只是操作扭矩会稍大一些。但这并不影响其适用范围。

当然需要说明的是，本发明中所述的上、中、下等方位词，只是为了更好地说明本发明的内容，并不是对本发明保护范围的限制。

并且，压紧件、复合材料密封件的具体形状及个数、第一隔离件及第二隔离件的形状及制作材料等也不限于前述具体实施例中所给出的形式，而且复合材料密封件可以为两个、4个等其它多个。在球阀中，也可以是同时使用复合材料密封件的第一实施例的带开口部的结构及第二实施例的不带开口部的结构的组合形式。

以上所述仅是本发明的一种具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种球阀，包括具有阀体(1)的阀体部件、设置于所述阀体部件的阀腔(4)中的阀芯(5)，还包括与所述阀芯(5)配合使所述阀芯(5)转动的驱动杆(6)，其特征在于，所述驱动杆(6)与所述阀体(1)之间设置有密封结构，所述密封结构包括复合材料密封件，所述复合材料密封件包含金属丝、陶土、柔性石墨及将所述金属丝、所述陶土、所述柔性石墨粘合在一起的粘接剂。

2.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于，所述复合材料密封件由金属丝、陶土、柔性石墨及粘接剂组成，并且，所述陶土的质量百分比大于所述金属丝的质量百分比，且所述金属丝的质量百分比大于所述石墨的质量百分比。

3.根据权利要求1或2所述的球阀，其特征在于，所述复合材料密封件中，所述金属丝的质量百分比为20％～40％，所述陶土的质量百分比为45％～65％，所述石墨的质量百分比为5％～15％，所述粘接剂的质量百分比为1％～5％。

4.根据权利要求3所述的球阀，其特征在于，所述粘接剂具体为聚乙二醇。

5.根据权利要求3所述的球阀，其特征在于，所述金属丝具体为不锈钢丝或镍丝。

6.根据权利要求3所述的球阀，其特征在于，所述复合材料密封件的结构为圆环形的圆柱体。

7.根据权利要求6所述的球阀，其特征在于，所述复合材料密封件为周向具有开口部的开口圆环形圆柱体，且相邻的所述复合材料密封件之间相互抵接。

8.根据权利要求7所述的球阀，其特征在于，所述每个复合材料密封件的开口部在周向彼此交错排列。

9.根据权利要求8所述的球阀，其特征在于，所述复合材料密封件具体为3个或4个，且各所述复合材料密封件的开口部在周向依次以一定的角度间隔交错排列，且间隔的角度大于45°以上。

10.根据权利要求7所述的球阀，其特征在于，所述密封结构还包括压紧件(8)，所述复合材料密封件设置于所述压紧件(8)与所述阀体(1)之间。

11.根据权利要求10所述的球阀，其特征在于，所述密封结构还包括第一隔离件(11)，所述第一隔离件(11)抵接于所述复合材料密封件与所述阀体(1)之间，所述密封结构还包括第二隔离件(12)，所述第二隔离件(12)抵接于所述复合材料密封件与所述压紧件(8)之间，所述第一隔离件(11)或/和所述第二隔离件(12)由铜或不锈钢材料制成。