CN106015647A - 一种四通球阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种四通球阀。本发明包括含有四处流体进出口通道的阀体以及位于阀体内腔中的阀芯,流体进出口通道内设有阀座组件,阀座组件包括与所述流体进出口通道共轴线且沿所述轴线依次布置的预紧弹簧压环、阀座支撑筒以及与所述阀芯形成密封配合的环形阀座密封圈,阀座支撑筒外侧面与流体进出口通道内壁面密封配合,阀座支撑筒靠近阀体内腔的端面上设有用于卡设所述阀座密封圈的环槽,预紧弹簧压环与阀座支撑筒二者端面之间设有多个预紧弹簧,流体进出口通道内壁处安装有限位部件,预紧弹簧压环远离所述阀体内腔的端面抵靠在限位部件上。本发明阀座组件大大提高了阀门的密封可靠性且阀座组件的安装、更换以及维修非常方便。
Description
技术领域
本发明属于四通球阀领域,具体是涉及一种密封性好且易于装配的四通球阀。
背景技术
针对含固体颗粒的高温气体介质,现在使用的由国外生产的四通球阀产品多采用阀芯及阀座密封圈顶装式结构,阀座密封圈上设有螺纹和直线运动导向槽,阀座密封圈上设有螺母以调整阀座密封圈位置;国内生产的四通球阀产品多采用阀芯顶装,阀座密封圈与端法兰一体化的结构,阀座密封圈、阀盖之间设有连接体,三者通过螺栓等紧固件相互连接。上述国外四通球阀产品的装配、维修均存在较大难度,同时阀体中腔所需尺寸较大,阀门重量较大;国内四通球阀产品泄露因素较多,阀门密封可靠性较差。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种密封性好且易于装配的四通球阀。
为了实现本发明的目的,本发明采用了以下技术方案:
一种四通球阀,包括含有四处流体进出口通道的阀体以及位于所述阀体内腔中且用于切换流体流向的阀芯,所述流体进出口通道内设有阀座组件,所述阀座组件包括与所述流体进出口通道共轴线且沿所述轴线依次布置的预紧弹簧压环、阀座支撑筒以及与所述阀芯形成密封配合的环形阀座密封圈,所述阀座支撑筒外侧面与流体进出口通道内壁面密封配合,所述阀座支撑筒靠近阀体内腔的端面上设有用于卡设所述阀座密封圈的环槽,所述预紧弹簧压环与阀座支撑筒二者端面之间设有多个预紧弹簧,所述预紧弹簧一端作用于所述预紧弹簧压环、另一端作用于所述阀座支撑筒,所述流体进出口通道内壁处安装有限位部件,所述预紧弹簧压环远离所述阀体内腔的端面抵靠在所述限位部件上。
进一步的技术方案,所述环槽外侧槽壁的高度大于内侧槽壁的高度,所述阀座密封圈在流体进出口通道轴线方向上的宽度与所述外侧槽壁的高度相当;所述预紧弹簧压环临近所述阀座支撑筒的端面上设有用于安装所述预紧弹簧的安装孔,所述预紧弹簧压环端面还垂直延伸有凸圈,所述凸圈伸入所述阀座支撑筒内且与所述阀座支撑筒内壁面密封配合,所述预紧弹簧位于所述凸圈的外侧;所述限位部件为卡环,所述流体进出口通道内壁周向设有用于安装所述卡环的卡槽。
进一步的技术方案,所述流体进出口通道采用5°的缩径结构,所述流体进出口通道临近阀体内腔的一端的直径最小;四处所述流体进出口通道的轴线位于同一平面且相邻流体进出口通道之间的夹角为90°;所述阀芯内设有对称布置的第一流道、第二流道,所述第一流道与其中相邻两处所述流体进出口通道连通,所述第二流道与另外两处所述流体进出口通道连通。
进一步的技术方案,所述阀座组件还包括与所述流体进出口通道共轴线的环形压盖,所述预紧弹簧压环位于所述环形压盖与阀座支撑筒之间,所述环形压盖外侧面设有与所述卡环吻合的凹圈,所述环形压盖与所述预紧弹簧压环端面贴合且二者通过连接螺栓紧固。
进一步的技术方案,所述阀芯一端设有便于与阀杆一端连接的凹槽,所述阀芯另一端设有与阀体内腔中定位槽榫接的凸台,所述阀杆一端为与所述凹槽榫接吻合的四方形结构,靠近所述阀杆另一端的侧面上设有键槽,驱动部件上的键插入所述键槽后由六角螺钉紧固。
进一步的技术方案,所述阀体上固定有阀盖,所述阀盖上设有阀杆安装孔,所述安装孔孔壁上设有自阀盖内侧向阀盖外侧依次布置的第一凹圈、第二凹圈、第三凹圈、第四凹圈、第五凹圈,所述第一凹圈的直径大于第二凹圈的直径且第一凹圈、第二凹圈构成台阶状,所述阀芯的台肩部卡在所述第一凹圈中,所述阀杆的台肩部卡在所述第二凹圈中,所述第三凹圈内设有第五O形密封圈,所述第四凹圈的直径小于所述第五凹圈的直径且所述第四凹圈、第五凹圈构成台阶状,所述第四凹圈内填充有密封填料,所述第五凹圈内安装有填料压盖,所述填料压盖通过螺栓与阀盖紧固,所述填料压盖与所述阀杆之间设有第六形密封圈。
进一步的技术方案,所述阀座支撑筒外侧面与流体进出口通道内壁面之间依次设有第一O形密封圈、石墨防火圈、第二O形密封圈;所述凸圈与阀座支撑筒内壁面之间设有第三O形密封圈,所述预紧弹簧压环外侧面与流体进出口通道内壁面之间设有第四O形密封圈。
进一步的技术方案,所述定位槽与所述阀芯凸台之间设有第一滚动轴承、第一止推轴承,所述第一滚动轴承套在所述阀芯凸台上,所述第一止推轴承位于所述定位槽槽底部。
进一步的技术方案,所述阀杆上套设有位于第一凹圈内的第二滚动轴承以及位于第二凹圈内的第二止推轴承。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明所述阀座组件具有自动补偿功能,即可以自动补偿阀座密封圈与阀芯球体发生摩擦所产生的密封比压误差,大大提高了阀门的密封可靠性。另外,所述阀座组件在装配时,直接由所述流体进出口通道的法兰端部装入,即阀座组件的安装、更换以及维修非常方便,相比于现有四通球阀,本发明可以相应减小阀体内腔的空间,减轻阀门整体重量。
(2)所述环槽用于安装所述阀座密封圈,所述环槽的结构利于所述阀座密封圈在与阀芯密封配合时产生弹性变形,进一步确保阀门的密封可靠性。所述预紧弹簧实现所述阀座密封圈与阀芯的弹性密封配合,所述预紧弹簧压环通过凸圈与所述阀座支撑筒内壁面进行密封配合并防止气体中固体粉尘进入预紧弹簧安装空间内,确保预紧弹簧的正常使用,进一步保证阀门的密封可靠性。所述限位部件卡环对所述阀座组件整体起到限位的作用,防止其阀座组件在流体进出口通道轴线方向上的移位。
(3)所述流体进出口通道采用5°的缩径结构,该结构便于所述阀座组件的安装、更换以及维修;四处所述流体进出口通道布置构成“十”字形,便于阀芯对流体流向进行切换,所述阀芯每转动90°,所述流体流向切换一次,即与所述第一流道、第二流道分别连通的流体进出口通道发生一次改变。
(4)所述卡环对所述预紧弹簧压环、环形压盖均具有限位功能,所述环形压盖对所述预紧弹簧压环具有进一步固定作用。
(5)所述阀杆一端的四方结构利于阀杆带动所述阀芯作转动动作。靠近所述阀杆另一端的侧面上设置的键槽与驱动机构上的键安装配合后,利于驱动机构驱动所述阀杆转动。
(6)所述阀杆与阀杆安装孔之间通过所述密封填料、第五O形密封圈、第六O形密封圈实现密封,所述第五凹圈对所述填料压盖的安装具有限位作用,所述第一凹圈、第二凹圈对所述阀杆以及阀芯的转动具有支撑导向功能。
(7)所述第一O形密封圈、石墨防火圈、第二O形密封圈确保了阀门的密封性,所述第三O形密封圈、第四O形密封圈可以防止流体流道内的固体粉尘进入预紧弹簧安装空间内,保证了预紧弹簧的正常使用功能。
附图说明
图1为本发明结构剖视图。
图2为图1的B-B剖视图。
图3为阀座组件在流体进出口通道内的安装结构局部放大示意图。
图4为阀芯的结构示意图。
图5为阀盖的结构示意图。
图6为阀盖与阀杆的安装结构示意图。
图中标记的含义如下:
A-流体进出口通道 11-阀体 111-卡槽 12-阀芯 121-第一流道
122-第二流道 123-凹槽 124-凸台 125-阀芯的台肩部
13-阀座组件 131-预紧弹簧压环 1311-凸圈 132-阀座支撑筒
133-阀座密封圈 134-预紧弹簧 135-环形压盖 136-连接螺栓
14-卡环 15-阀杆 151-阀杆的台肩部 16-键 17-六角螺钉
18-阀盖 181-第一凹圈 182-第二凹圈 183-第三凹圈
184-第四凹圈 185-第五凹圈 19-填料压盖 21-第一O形密封圈
22-石墨防火圈 23-第二O形密封圈 24-第三O形密封圈
25-第四O形密封圈 26-第五O形密封圈 27-密封填料
28-第六O形密封圈 31-第一滚动轴承 32-第二滚动轴承
41-第一止推轴承 42-第二止推轴承
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案做出说明:
本发明包括含有四处流体进出口通道A的阀体11以及位于所述阀体内腔中且用于切换流体流向的阀芯12,所述流体进出口通道A内设有阀座组件,所述阀座组件包括与所述流体进出口通道A共轴线且沿所述轴线依次布置的预紧弹簧压环131、阀座支撑筒132以及与所述阀芯12形成密封配合的环形阀座密封圈133,所述阀座支撑筒132外侧面与流体进出口通道A内壁面密封配合,所述阀座支撑筒14靠近阀体内腔的端面上设有用于卡设所述阀座密封圈133的环槽,所述预紧弹簧压环131与阀座支撑筒132二者端面之间设有多个预紧弹簧134,所述预紧弹簧134一端作用于所述预紧弹簧压环131、另一端作用于所述阀座支撑筒132,所述流体进出口通道A内壁处安装有限位部件,所述预紧弹簧压环131远离所述阀体内腔的端面抵靠在所述限位部件上。本发明所述阀座组件具有自动补偿功能,即可以自动补偿阀座密封圈133与阀芯12球体发生摩擦所产生的密封比压误差,大大提高了阀门的密封可靠性。另外,所述阀座组件在装配时,直接由所述流体进出口通道A的法兰端部装入,即阀座组件的安装、更换以及维修非常方便,相比于现有四通球阀,本发明可以相应减小阀体内腔的空间,减轻阀门整体重量。
所述环槽外侧槽壁的高度大于内侧槽壁的高度,所述阀座密封圈133在流体进出口通道A轴线方向上的宽度与所述外侧槽壁的高度相当;所述预紧弹簧压环131临近所述阀座支撑筒132的端面上设有用于安装所述预紧弹簧134的安装孔,所述预紧弹簧压环131端面还垂直延伸有凸圈1311,所述凸圈1311伸入所述阀座支撑筒132内且与所述阀座支撑筒132内壁面密封配合,所述预紧弹簧134位于所述凸圈1311的外侧;所述限位部件为卡环14,所述流体进出口通道A内壁周向设有用于安装所述卡环14的卡槽111。所述环槽用于安装所述阀座密封圈133,所述环槽的结构利于所述阀座密封圈133在与阀芯12密封配合时产生弹性变形,进一步确保阀门的密封可靠性。所述预紧弹簧134实现所述阀座密封圈133与阀芯12的弹性密封配合,所述预紧弹簧压环131通过凸圈1311与所述阀座支撑筒132进行密封配合并防止气体中固体粉尘进入预紧弹簧134安装空间内,确保预紧弹簧134的正常使用,进一步保证阀门的密封可靠性。所述限位部件卡环14对所述阀座组件整体起到限位的作用,防止其阀座组件在流体进出口通道轴线方向上的移位。
所述流体进出口通道A采用5°的缩径结构,所述流体进出口通道A临近阀体内腔的一端的直径最小;四处所述流体进出口通道A的轴线位于同一平面且相邻流体进出口通道A之间的夹角为90°;所述阀芯12内设有对称布置的第一流道121、第二流道122,所述第一流道121与其中相邻两处所述流体进出口通道A连通,所述第二流道122与另外两处所述流体进出口通道A连通。本发明所述流体进出口通道采用5°的缩径结构,该结构便于所述阀座组件的安装、更换以及维修;四处所述流体进出口通道A布置构成“十”字形,便于阀芯12对流体流向进行切换,所述阀芯12每转动90°,所述流体流向切换一次,即与所述第一流道121、第二流道122分别连通的流体进出口通道A发生一次改变。
所述阀座组件还包括与所述流体进出口通道A共轴线的环形压盖135,所述预紧弹簧压环131位于所述环形压盖135与阀座支撑筒132之间,所述环形压盖135外侧面设有与所述卡环14吻合的凹圈,所述环形压盖135与所述预紧弹簧压环131端面贴合且二者通过连接螺栓136紧固。所述卡环14对所述预紧弹簧压环131、环形压盖135均具有限位功能,所述环形压盖135对所述预紧弹簧压环131具有进一步固定作用。
所述阀芯12一端设有便于与阀杆15一端连接的凹槽123,所述阀芯12另一端设有与阀体内腔中定位槽榫接的凸台124,所述阀杆15一端为与所述凹槽123榫接吻合的四方形结构,靠近所述阀杆15另一端的侧面上设有键槽,驱动部件上的键16插入所述键槽后由六角螺钉17紧固。所述阀杆15一端的四方结构利于阀杆15带动所述阀芯12作转动动作。靠近所述阀杆15另一端的侧面上设置的键槽与驱动机构上的键16安装配合后,利于驱动机构驱动所述阀杆15转动。
所述阀体11上固定有阀盖18,所述阀盖18上设有阀杆安装孔,所述安装孔孔壁上设有自阀盖内侧向阀盖外侧依次布置的第一凹圈181、第二凹圈182、第三凹圈183、第四凹圈184、第五凹圈185,所述第一凹圈181的直径大于第二凹圈182的直径且第一凹圈181、第二凹圈182构成台阶状,所述阀芯的台肩部125卡在所述第一凹圈181中,所述阀杆的台肩部151卡在所述第二凹圈182中,所述第三凹圈183内设有第五O形密封圈26,所述第四凹圈184的直径小于所述第五凹圈185的直径且所述第四凹圈184、第五凹圈185构成台阶状,所述第四凹圈184内填充有密封填料27,所述第五凹圈185内安装有填料压盖19,所述填料压盖19通过螺栓与阀盖18紧固,所述填料压盖19与所述阀杆之间设有第六O形密封圈28。本发明所述阀杆15与阀杆安装孔之间通过所述密封填料27、第五O形密封圈26、第六O形密封圈28实现密封,所述第五凹圈185对所述填料压盖19的安装具有限位作用,所述第一凹圈181、第二凹圈182对所述阀杆15以及阀芯12的转动具有支撑导向功能。
所述阀座支撑筒132外侧面与流体进出口通道A内壁面之间依次设有第一O形密封圈21、石墨防火圈22、第二O形密封圈23;所述凸圈1311与阀座支撑筒132内壁面之间设有第三O形密封圈24,所述预紧弹簧压环131外侧面与流体进出口通道A内壁面之间设有第四O形密封圈25。即所述第一O形密封圈21、石墨防火圈22、第二O形密封圈23确保了阀门的密封性,所述第三O形密封圈24、第四O形密封圈25可以防止流体流道A内的固体粉尘进入预紧弹簧134安装空间内,保证了预紧弹簧134的正常使用功能。
所述定位槽与所述阀芯凸台124之间设有第一滚动轴承31、第一止推轴承41,所述第一滚动轴承31套在所述阀芯凸台124上,所述第一止推轴承41位于所述定位槽槽底部。所述阀杆15上套设有位于第一凹圈181内的第二滚动轴承32以及位于第二凹圈182内的第二止推轴承42。所述滚动轴承可以提高所述阀杆15、阀芯12的回转精度,所述止推轴承可以限制阀杆15、阀芯12在转动轴向上的颤动,大大提高了对阀门流道进行切换的控制精度。
Claims (9)
1.一种四通球阀,包括含有四处流体进出口通道(A)的阀体(11)以及位于所述阀体内腔中且用于切换流体流向的阀芯(12),其特征在于:所述流体进出口通道(A)内设有阀座组件(13),所述阀座组件(13)包括与所述流体进出口通道(A)共轴线且沿所述轴线依次布置的预紧弹簧压环(131)、阀座支撑筒(132)以及与所述阀芯(12)形成密封配合的阀座密封圈(133),所述阀座支撑筒(132)外侧面与流体进出口通道(A)内壁面密封配合,所述阀座支撑筒(14)靠近阀体内腔的端面上设有用于卡设所述阀座密封圈(133)的环槽,所述预紧弹簧压环(131)与阀座支撑筒(132)二者端面之间设有多个预紧弹簧(134),所述预紧弹簧(134)一端作用于所述预紧弹簧压环(131)、另一端作用于所述阀座支撑筒(132),所述流体进出口通道(A)内壁处安装有限位部件,所述预紧弹簧压环(131)远离所述阀体内腔的端面抵靠在所述限位部件上。
2.如权利要求1所述的四通球阀,其特征在于:所述环槽外侧槽壁的高度大于内侧槽壁的高度,所述阀座密封圈(133)在流体进出口通道(A)轴线方向上的宽度与所述外侧槽壁的高度相当;所述预紧弹簧压环(131)临近所述阀座支撑筒(132)的端面上设有用于安装所述预紧弹簧(134)的安装孔,所述预紧弹簧压环(131)端面还垂直延伸有凸圈(1311),所述凸圈(1311)伸入所述阀座支撑筒(132)内且与所述阀座支撑筒(132)内壁面密封配合,所述预紧弹簧(134)位于所述凸圈(1311)的外侧;所述限位部件为卡环(14),所述流体进出口通道(A)内壁周向设有用于安装所述卡环(14)的卡槽(111)。
3.如权利要求1所述的四通球阀,其特征在于:所述流体进出口通道(A)采用5°的缩径结构,所述流体进出口通道(A)临近阀体内腔的一端的直径最小;四处所述流体进出口通道(A)的轴线位于同一平面且相邻流体进出口通道(A)之间的夹角为90°;所述阀芯(12)内设有对称布置的第一流道(121)、第二流道(122),所述第一流道(121)与其中相邻两处所述流体进出口通道(A)连通,所述第二流道(122)与另外两处所述流体进出口通道(A)连通。
4.如权利要求2所述的四通球阀,其特征在于:所述阀座组件还包括与所述流体进出口通道(A)共轴线的环形压盖(135),所述预紧弹簧压环(131)位于所述环形压盖(135)与阀座支撑筒(132)之间,所述环形压盖(135)外侧面设有与所述卡环(14)吻合的凹圈,所述环形压盖(135)与所述预紧弹簧压环(131)端面贴合且二者通过连接螺栓(136)紧固。
5.如权利要求3所述的四通球阀,其特征在于:所述阀芯(12)一端设有便于与阀杆(15)一端连接的凹槽(123),所述阀芯(12)另一端设有与阀体内腔中定位槽榫接的凸台(124),所述阀杆(15)一端为与所述凹槽(123)榫接吻合的四方形结构,靠近所述阀杆(15)另一端的侧面上设有键槽,驱动部件上的键(16)插入所述键槽后由六角螺钉(17)紧固。
6.如权利要求3所述的四通球阀,其特征在于:所述阀体(11)上固定有阀盖(18),所述阀盖(18)上设有阀杆安装孔,所述安装孔孔壁上设有自阀盖内侧向阀盖外侧依次布置的第一凹圈(181)、第二凹圈(182)、第三凹圈(183)、第四凹圈(184)、第五凹圈(185),所述第一凹圈(181)的直径大于第二凹圈(182)的直径且第一凹圈(181)、第二凹圈(182)构成台阶状,所述阀芯的台肩部(125)卡在所述第一凹圈(181)中,所述阀杆的台肩部(151)卡在所述第二凹圈(182)中,所述第三凹圈(183)内设有第五O形密封圈(26),所述第四凹圈(184)的直径小于所述第五凹圈(185)的直径且所述第四凹圈(184)、第五凹圈(185)构成台阶状,所述第四凹圈(184)内填充有密封填料(27),所述第五凹圈(185)内安装有填料压盖(19),所述填料压盖(19)通过螺栓与阀盖(18)紧固,所述填料压盖(19)与所述阀杆之间设有第六O形密封圈(28)。
7.如权利要求4所述的四通球阀,其特征在于:所述阀座支撑筒(132)外侧面与流体进出口通道(A)内壁面之间依次设有第一O形密封圈(21)、石墨防火圈(22)、第二O形密封圈(23);所述凸圈(1311)与阀座支撑筒(132)内壁面之间设有第三O形密封圈(24),所述预紧弹簧压环(131)外侧面与流体进出口通道(A)内壁面之间设有第四O形密封圈(25)。
8.如权利要求5所述的四通球阀,其特征在于:所述定位槽与所述阀芯凸台(124)之间设有第一滚动轴承(31)、第一止推轴承(41),所述第一滚动轴承(31)套在所述阀芯凸台(124)上,所述第一止推轴承(41)位于所述定位槽槽底部。
9.如权利要求6所述的四通球阀,其特征在于:所述阀杆(15)上套设有位于第一凹圈(181)内的第二滚动轴承(32)以及位于第二凹圈(182)内的第二止推轴承(42)。
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- 2016-08-02 CN CN201610624109.1A patent/CN106015647B/zh active Active
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