CN105508647A - 固定球阀的弹性密封阀座结构 - Google Patents

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陈彦
何甜庭
史强修
王文明
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Abstract

本发明涉及一种固定球阀的弹性密封阀座结构，在靠近阀球一侧的阀体内开设有内台阶，内台阶与阀体的流道呈同轴设置，在该内台阶内设有弹性支撑体、支撑环、填料与阀座，弹性支撑体的一端与内台阶的底面相抵，弹性支撑体的另一端与支撑环相抵，支撑环的另一端与填料相抵，填料与阀座相抵，在面向阀球一侧的阀座上开设有球形沟槽，在球形沟槽嵌装有所属的O型圈，O型圈与所述的阀球接触。本发明由O型圈在弹性支撑体提供的弹性补偿力和介质压力的驱动下，与阀球强制贴合后产生的弹性变形形成可靠的密封；由于填料的一端采用内圆锥面结构，可将弹性支撑体作用在支撑环上的弹性补偿力和介质压力，侧向分解，提高了密封比压，使得密封稳定高效。

Description

固定球阀的弹性密封阀座结构
技术领域
本发明涉及一种阀体的阀座结构，本发明尤其是涉及一种固定球阀的弹性密封阀座结构。
背景技术
固定球阀的金属密封俗称硬密封，其密封副一侧为金属材质制成的固定球，另一侧也为金属材料制成的阀座。由阀座与阀体间设置的小型压缩弹簧或碟形弹簧提供的弹力，施加在阀座上，实现阀座与阀球的紧密贴合，达到强制密封。此类金属密封结构使用寿命长、耐温性能良好、抗腐蚀耐磨损、机械性能优越。
在金属密封固定球阀的设计和生产过程中，会针对不同的工况对阀球和阀座的密封面采取不同的硬化处理工艺，常见的有渗氮处理、镀铬抛光处理、堆焊斯泰莱合金、喷焊Ni60镍基合金、喷涂碳化钨等，密封面经过此类硬化处理后，能很大程度上提高阀门密封副的使用寿命，但是其工艺过程复杂，制造成本高昂是客观存在的事实。而且，受加工设备精度和客户对泄漏等级的要求等限制，金属密封固定球阀通常都需要将阀球和阀座的密封面进行配对研磨，需要付出较大的人力物力；一旦阀门达到一定使用年限，检维修时往往需要将阀球和阀座整体更换，耗费较大，周期较长。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种在能保证阀门动作稳定可靠的前提下、可大大降低成本、提高生产效率且结构简单的固定球阀的弹性密封阀座结构。
按照本发明提供的技术方案，所述固定球阀的弹性密封阀座结构，包括阀座、O型圈、弹性支撑体、支撑环、填料、阀体与阀球；在靠近阀球一侧的阀体内开设有内台阶，内台阶与阀体的流道呈同轴设置，在该内台阶内设有弹性支撑体、支撑环、填料与阀座，弹性支撑体的一端与内台阶的底面相抵，弹性支撑体的另一端与支撑环相抵，支撑环的另一端与填料相抵，填料与阀座相抵，在面向阀球一侧的阀座上开设有球形沟槽，在球形沟槽嵌装有所属的O型圈，O型圈与所述的阀球接触。
所述的O型圈为金属材质，且O型圈为空心结构。
所述填料在面向阀座的一端具有内圆锥面，阀座面向填料的一端具有外圆锥面，阀座与填料通过内外圆锥面相接触。
所述弹性支撑体3为碟形弹簧。
本发明与已有技术相比，具有以下优点：
1、本发明由O型圈在弹性支撑体提供的弹性补偿力和介质压力的驱动下，与阀球强制贴合后产生的弹性变形形成密封；
2、本发明由于填料的一端采用内圆锥面结构，可将弹性支撑体作用在支撑环上的弹性补偿力和介质压力，侧向分解，提高了密封比压，使得密封稳定高效。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2为图1中的A部分的局部放大图。
图3为本发明中填料的结构示意图。
图4为本发明中阀座的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
该固定球阀的弹性密封阀座结构，包括阀座1、O型圈2、弹性支撑体3、支撑环4、填料5、阀体6与阀球7；在靠近阀球7一侧的阀体6内开设有内台阶，内台阶与阀体6的流道呈同轴设置，在该内台阶内设有弹性支撑体3、支撑环4、填料5与阀座1，弹性支撑体3的一端与内台阶的底面相抵，弹性支撑体3的另一端与支撑环4相抵，支撑环4的另一端与填料5相抵，填料5与阀座1相抵，在面向阀球7一侧的阀座1上开设有球形沟槽，在球形沟槽嵌装有所属的O型圈2，O型圈2与所述的阀球7接触。
所述的O型圈2为金属材质，且O型圈2为空心结构。
所述填料5在面向阀座1的一端具有内圆锥面，阀座1面向填料5的一端具有外圆锥面，阀座1与填料5通过锥度相等的内外圆锥面相接触。
所述弹性支撑体3为碟形弹簧。
本发明中，支撑环4设置在填料5与弹性支撑体3之间，将弹性支撑体3提供的弹性补偿力由线接触转化为面接触。所述弹性支撑体3设置在支撑环4与阀体6之间。
如图4所示，所述阀座1外侧的球形沟槽口设有半圆唇缘，拐角处均倒圆角，便于O型圈2的导入。
如图1~图2所示，所述O型圈2采用胀紧包压工艺和唇形挤压工艺嵌装在阀座1的球形沟槽内。
本发明中，所述O型圈2可根据需要选用非自紧式、充气式或自紧式。非自紧式O型圈2为一空心封闭圆环，一般适用于中低压工况；充气式O型圈2的封闭环内充有惰性气体，一般适用于高温高压的工况；自紧式O型圈2管壁一侧钻有平衡孔，安装时平衡孔面向压力来源方向，一般适用于中高压工况。
本发明的工作原理如下：
当O型圈2选用非自紧式时，其被压缩后产生回弹力，同时介质对金属空心O型圈2侧面产生作用力，使其张开，在这两个力的作用下，O型圈2紧贴阀球7的密封面，达到密封效果；当O型圈2选用充气式时，其环内的压力会随着介质温度的上升而升高，回弹力也在不断增大，同时介质对其侧面仍然存在作用力，有助于O型圈2与阀球7密封面的贴合，密封效果良好；当O型圈2选用自紧式时，介质经过管壁上的平衡孔进入环内，使O型圈2内外压力平衡，再结合其自身的回弹力和介质对其侧面的作用力，密封效果最好。另外，阀座1与阀体6之间的密封通过压缩填料5来实现，填料5采用多片堆叠结构，填料5在面向阀座1的一端具有内圆锥面，阀座1面向填料5的一端具有外圆锥面，阀座1与填料5通过锥度相等的内外圆锥面相接触，可将碟形弹簧3作用在支撑环4上的弹性补偿力和介质压力，侧向分解，提高密封比压，使得密封稳定高效。

Claims (4)

1.一种固定球阀的弹性密封阀座结构，包括阀座（1）、O型圈（2）、弹性支撑体（3）、支撑环（4）、填料（5）、阀体（6）与阀球（7）；其特征是：在靠近阀球（7）一侧的阀体（6）内开设有内台阶，内台阶与阀体（6）的流道呈同轴设置，在该内台阶内设有弹性支撑体（3）、支撑环（4）、填料（5）与阀座（1），弹性支撑体（3）的一端与内台阶的底面相抵，弹性支撑体（3）的另一端与支撑环（4）相抵，支撑环（4）的另一端与填料（5）相抵，填料（5）与阀座（1）相抵，在面向阀球（7）一侧的阀座（1）上开设有球形沟槽，在球形沟槽嵌装有所属的O型圈（2），O型圈（2）与所述的阀球（7）接触。
2.如权利要求1所述的固定球阀的弹性密封阀座结构，其特征是：所述的O型圈（2）为金属材质，且O型圈（2）为空心结构。
3.如权利要求1所述的固定球阀的弹性密封阀座结构，其特征是：所述填料（5）在面向阀座（1）的一端具有内圆锥面，阀座（1）面向填料（5）
的一端具有外圆锥面，阀座（1）与填料（5）通过锥度相等的内外圆锥面相接触。
4.如权利要求1所述的固定球阀的弹性密封阀座结构，其特征是：所述弹性支撑体（3）为碟形弹簧。
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