CN106286877A - 一种自泄压防火浮动球阀 - Google Patents

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Abstract

一种自泄压防火浮动球阀，其包括：壳体，由阀体(1)与阀盖(2)盖合构成；在所述壳体内，分别在所述阀体(1)与所述阀盖(2)上环绕介质通道成型有安装槽；阀座(6)，设置在所述安装槽内；阀球(7)，设置在两所述阀座(6)之间；其特征在于：还包括防火支撑体，设置在所述壳体内，在所述阀座(6)与所述阀球(7)密封接触状态下，支撑所述阀球(7)。本发明的阀门定位精准、防火性能优异，可实现在开位状态失火，即使发生火灾也能够实现阀门的安全启闭。

Description

一种自泄压防火浮动球阀
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种自泄压防火浮动球阀。
背景技术
现有技术领域，浮动球阀的阀球是浮动的，在介质压力作用下，阀球能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。压力越大时，密封性能也越好，但同时启动关闭浮动球阀时需要的扭矩也随压力的增大而增大。
附图1为现有技术中浮动球阀的结构示意，包括由阀体1与阀盖2盖合构成的壳体；在所述壳体内，分别在所述阀体1与所述阀盖2上环绕介质通道成型的安装槽，在所述安装槽内设置有阀座6；在两所述阀座6之间过盈设置有阀球7，所述阀球7中成型有可连通阀体1与阀盖2上的介质通道的通孔；一个阀杆11的一端与所述阀球7连接并一同转动，所述阀杆11的另一端穿过成型在所述壳体上且內端部具有径向向内的凸缘的管孔伸出所述壳体之外，所述管孔内壁与阀杆11外壁之间设置有弹性填料8，一个螺接在所述管孔外端的压套13通过旋紧，与所述管孔內端部成型的径向向内的凸缘一起挤压所述弹性填料8，使所述弹性填料8通过变形严密地挤在所述管孔内壁与阀杆11外壁上来实现所述管孔内壁与阀杆11外壁之间的密封，其中所述阀杆11伸出所述壳体一端连接用于控制阀门的开关的手柄 16。
通常采用高分子材料制作的软密封阀座6支撑阀球7，在发生火灾的情况下，如图3所示，软密封阀座6常常被烧毁，而由于在所述壳体内没有在失去阀座6后的辅助支撑结构，则阀座6被烧毁后，阀球7失去支撑力，并在重力的作用下向下移动，由于阀座6的烧毁过程并非是均匀的，如图4所示，因此在下落移动过程中阀球7很容易发生姿态的倾斜变化，因而卡在阀体1与阀盖2之间无法随阀杆一起转动，导致阀门无法安全关闭。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的中腔自泄压困难、浮动球阀易卡死、防火密封性能差等缺陷，从而提供一种浮动球阀。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种自泄压防火浮动球阀，其包括：壳体，由阀体与阀盖盖合构成；在所述壳体内，分别在所述阀体与所述阀盖上环绕介质通道成型有安装槽；阀座，设置在所述安装槽内；阀球，设置在两所述阀座之间；其特征在于：还包括防火支撑体，设置在所述壳体内，在所述阀座与所述阀球密封接触状态下，支撑所述阀球。
一步地，所述防火支撑体为至少设置在所述阀体及所述阀盖下部的朝向所述阀球的中心延伸的凸起。
进一步地，支撑体自所述安装槽的一个侧壁延伸出来。
进一步地，至少在下游侧，所述防火支撑体为环绕介质通道成型的环形唇，所述环形唇具有朝向所述阀球的以绕介质通道的轴线旋转的母线形成的回转面；在流体压力推动下，所述阀球嵌合所述回转面形成金属密封。
进一步地，所述防火支撑体为但不限于与壳体相同材质的金属材料制成。
进一步地，安装在所述安装槽中的所述阀座的突出部分能够承受预定的压力，所述突出部分具有密封抵接所述阀球表面的第一面，朝向中腔的第二面及背向所述中腔的第三面；其中所述第二面与所述阀球表面之间呈锐角，所述第三面与所述阀球表面之间呈钝角；所述第三斜面与固定该阀座的阀体或阀盖表面之间留有在所述突出部分承受高于所述预定压力时变形的间隙。
进一步地，还包括阀杆，其一端与所述阀球连接并一同转动，其中所述阀杆的另一端穿过成型在所述壳体上的管孔伸出所述壳体之外；所述管孔内端部具有径向向内的凸缘，所述阀杆对应所述凸缘内侧的位置设有适于抵接于所述凸缘内侧的凸台；设置在所述阀杆与所述壳体之间的偏压机构施加使所述凸台趋向于抵接所述凸缘内侧的偏压力。
进一步地，所述凸缘与所述凸台抵接面的至少一部分为相互配合的锥型密封面。
进一步地，至少两相互配合的锥型密封面之一经过硬化处理。
进一步地，所述偏压机构为设置在压套与定位压板之间的弹簧，所述压套螺接在所述管孔外端与所述凸缘配合一起挤压填充在所述管孔内壁与所述阀杆外壁之间的弹性填料，所述定位压板固定在所述阀杆上。
进一步地，所述弹簧为蝶形弹簧。
进一步地，所述定位压板包括中心带有非圆轴孔的环形部件，以及在所述环形部件上间隔90度设置的两个定位锁定装置；所述轴孔套设在所述阀杆的非圆截面部分上，通过螺接在所述阀杆上的压紧螺母将所述定位压 板与所述阀杆固定；所述锁定装置与固定在所述阀体上的定位锁定凸起配合实现定位锁定。
进一步地，所述定位压板在两个所述定位锁定装置之间成型有圆弧槽，所述定位锁定凸起设置在所述圆弧槽内。
进一步地，所述定位锁定凸起上成型有锁孔，所述定位锁定装置上设有与所述锁孔对应的通孔，所述锁孔与所述通孔通过挂锁锁定。
本发明技术方案，具有如下优点：首先，本发明通过设置金属支撑体，即使在阀座被烧损的情况下，球体也能够被阀体阀盖的金属支撑体托住不掉落，避免球体被阀体和阀盖的防火唇卡住，确保球阀能够顺利关闭，实现金属密封和防火功能；其次，本发明通过设置具有多个倾斜面的弹性阀座，当中腔压力异常升高，介质可推开阀座密封面，阀座发生弹性变形，实现中腔自泄压功能；另外，本发明的定位、压紧、锁定结构紧凑，将常规设计的定位板与压板一体设置成定位压板，同时锁定装置与定位压板铸成一体，利用阀体上定位凸台与定位压板90度凹面配合实现精准定位锁定；最后，本发明设置有推力垫和防火石墨填料构成的两道防火密封，以及阀杆下部硬化处理的锥面与阀体形成的金属倒密封，使阀门具有良好的密封性能和防火性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图。
图1-1为现有技术的浮动球阀结构的剖视图；
图1-2为现有技术的浮动球阀结构的俯视图；
图2-1本发明的浮动球阀结构的剖视图；
图2-2本发明的浮动球阀结构的俯视图；
图3为现有技术中阀座部分烧毁的状态示意图；
图4-1为现有技术浮动球阀中阀球卡死状态示意图；
图4-2为现有技术浮动球阀中阀球卡死状态剖视图；
图5-1为本发明的防阀球脱落结构阀门开启状态示意图；
图5-2为本发明的防阀球脱落结构阀门关闭状态示意图；
图6为现有技术的阀座结构示意图；
图7-1为本发明的阀座结构示意图；
图7-2为本发明的阀座结构中腔泄压示意图；
图8为本发明的阀杆密封结构示意图；
图9-1为本发明的阀体定位凸台结构示意图；
图9-2为本发明的阀体定位压板结构示意图；
图9-3为本发明的阀体定位压板结构剖视图；
图9-4为本发明的阀体定位及锁定原理示意图；
附图标记说明：
附图1中各附图标记表示：
1-阀体；2-阀盖；3-螺柱；4-螺母；5-垫片；6-阀座；7-球体；8-填料；9-推力垫；10-压套；11-阀杆；12-防静电装置；13-压板；14-定位板； 15-挡圈；16-手柄；17-螺栓；18-垫圈；19-螺钉；20-挂锁；
附图2-图9中各附图标记表示：
1-阀体；2-阀盖；3-螺母；4-螺柱；5-垫片；6-阀座；7-球体；8-石墨填料；9-推力垫；10-轴承；11-阀杆；12-压套；13-碟形弹簧；14-定位压板；15-压紧螺母；16-螺母；17-手柄；18、19-防静电装置组；20-锁板；21-螺钉；22-挂锁；23-支撑金属唇；24-金属密封面；25-硬化处理面；26-定位凸台
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
首先，参见附图4，在现有技术中的阀座烧损时，阀门在开启状态下，阀座烧损后，球体依靠重力作用下移，球体与阀体内腔接触。阀门关闭的过程中易出现如图3所示的卡死现象。
如图2-1、2-2所示，本发明的浮动球阀包括阀球7、由阀体1与阀盖2配合密封的壳体；在壳体内，分别在阀体1与阀盖2上环绕介质通道成型有安装槽；在安装槽内安装有阀座6，阀球7设置于阀座6之间。如附图5-1所示，浮动球阀还包括设置在壳体内的支撑金属唇23，支撑金属唇23具有防火性能，在所述阀座6与所述阀球7密封接触状态下支撑阀球7。如支撑金属唇23为设置在阀体1及阀盖2下部的朝向阀球7的中心延伸的凸起，参见附图5-1，支撑金属唇23自安装槽的一个侧壁延伸出来，并且为环绕介质通道成型的环形唇，环形支撑金属唇23具有朝向阀球7的以绕介质通道的轴线旋转的母线形成的回转面，如图5-2所示，在流体压力推动下，阀球7嵌合回转面形成金属密封面24。其中支撑金属唇23可由与壳体相同材质的金属材料制成。因此，即使阀门在开位状态阀座6被部分烧损，球体7仍会被阀体1和阀盖2上设置的支撑金属唇23托住不会掉下，依然保持在原来位置，保证球阀能够顺利关闭，实现金属密封、起到防火功能，实现阀门安全启闭和防火保障。
其次，如图6所示为现有技术中的阀座结构，其中，球体与阀座是过盈压缩来实现密封，阀门扭矩大，且存在中腔压力异常升高的情况下，很难实现泄压，容易损坏阀门。如图7-1、7-2所示为本发明的浮动球阀的阀座结构，本发明的阀座为自泄压阀座，其中球体7被阀体1、阀盖2的金属唇包围，球体7与阀体阀盖之间安装阀座6，安装在安装槽中的阀座6的突出部分能够承受预定的压力，参见附图7-2，突出部分具有密封抵接阀球7表面的第一面，朝向中腔的第二面及背向中腔的第三面；其中第二面与阀球7表面之间呈锐角，第三面与阀球7表面之间呈钝角；第三面与固定该阀座6的阀体1或阀盖2表面之间留有在突出部分承受高于预定压力时变形的间隙。因此，当中腔压力异常升高时，介质压力作用在阀座上，如图7-2，阀座密封面被压力推开，阀座6发生弹性变形，实现中腔自泄压功能，保证了阀门的安全性能。
另外，现有浮动球阀阀杆推力垫均采用工程塑料制作，在发生火灾后，阀门中非金属密封件失效，阀门会发生阀杆泄漏。如附图8所示为本发明的浮动阀球阀杆结构，其中浮动球阀还包括阀杆11，其一端与阀球7连接并一同转动，其中阀杆11的另一端穿过成型在壳体上的管孔伸出壳体之外； 管孔内端部具有径向向内的凸缘，阀杆11对应凸缘内侧的位置设有适于抵接于凸缘内侧的凸台；如图8所示凸缘与凸台的抵接面为相互配合的锥型密封面，其中凸台的锥形密封面为经过硬化处理的硬化处理面25。另外设置在阀杆11与壳体之间的偏压机构施加使凸台趋向于抵接凸缘内侧的偏压力，其中偏压机构为设置在压套12与定位压板14之间的蝶形弹簧13，压套12螺接在管孔外端与凸缘配合一起挤压填充在管孔内壁与阀杆11外壁之间的石墨填料8。该阀杆结构主要包括两道密封，第一道由推力垫9密封，第二道经过石墨填料8密封，两道密封保证了阀杆具有良好的密封性能。防火石墨填料9由定位压板14通过压紧螺母15压紧，其中碟形弹簧13提供预紧力，碟形弹簧13下面有压套12和轴承10，保证阀门具有良好的防火性能。火灾时，如推力垫9烧损，碟形弹簧13可将阀杆11向外拉出，阀杆11下部经硬化处理并研磨的锥面凸台与阀体凸缘接触，形成金属密封。阀杆11与阀体1之间有推力垫9，推力垫9上方的阀体凸缘阻止阀杆11飞出阀腔。阀杆11在运转过程中产生的静电由防静电装置18、19导出阀腔，上述零件一起形成完整的阀杆密封结构。
最后，现有浮动球阀定位板通常与压板为分体结构，分体式结构臃肿，且生产制造成本高，如图9-2、9-3所示，为本发明的一体式定位压板，其中定位压板14包括中心带有非圆轴孔的环形部件，以及在环形部件上间隔90度设置的两个定位锁定装置；轴孔套设在阀杆11的非圆截面部分上，通过螺接在阀杆11上的压紧螺母15将定位压板14与所述阀杆11固定；阀体1上设置有凸出阀体1的定位锁定凸起，其中定位锁定凸起包括锁板20和定位凸台26，其中锁定装置与通过螺钉21固定在阀体1上的锁板20配合实现定位锁定。如图9所示，定位压板14在两个定位锁定装置之间成型有圆弧槽，在圆弧槽内设置有定位凸台26，定位锁定凸起的锁板20上成型有锁孔，定位锁定装置上设有与锁孔对应的通孔，锁孔与通孔通过挂锁22 实现锁定。本发明的定位、压紧、锁定结构紧凑，将常规的定位板与压板结构做成一体，定位压板14的孔与阀杆11偏势连接，巧妙地利用阀体上定位凸台26与定位压板呈90度凹面配合实现精准定位。
本发明的浮动球阀结构的阀门结构紧凑，外形美观，生产制造方便、实用性强，制造成本低；且阀门定位精准、防火性能优异，可实现在开位状态失火，即使发生火灾也能够实现阀门的安全启闭；本发明的阀杆结构密封性能好、使用寿命长，阀杆能够防吹出、防静电；阀门扭矩小且可实现在开关位锁定；采用自泄压阀座结构，可实现阀腔的自泄压；阀门上部预留执行器安装孔，方便客户根据需要选购。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种自泄压防火浮动球阀，其包括：
壳体，由阀体(1)与阀盖(2)盖合构成；在所述壳体内，分别在所述阀体(1)与所述阀盖(2)上环绕介质通道成型有安装槽；
阀座(6)，设置在所述安装槽内；
阀球(7)，设置在两所述阀座(6)之间；
其特征在于：还包括
防火支撑体，设置在所述壳体内，在所述阀座(6)与所述阀球(7)密封接触状态下，支撑所述阀球(7)。
2.根据权利要求1所述的浮动球阀，其特征在于：所述防火支撑体为至少设置在所述阀体(1)及所述阀盖(2)下部的朝向所述阀球(7)的中心延伸的凸起。
3.根据权利要求2所述的浮动球阀，其特征在于：所述防火支撑体自所述安装槽的一个侧壁延伸出来。
4.根据权利要求3所述的浮动球阀，其特征在于：至少在下游侧，所述防火支撑体为环绕介质通道成型的环形唇，所述环形唇具有朝向所述阀球(7)的以绕介质通道的轴线旋转的母线形成的回转面；在流体压力推动下，所述阀球(7)嵌合所述回转面形成金属密封。
5.根据权利要求1-4任一项所述的浮动球阀，其特征在于：所述防火支撑体为但不限于与壳体相同材质的金属材料制成。
6.根据权利要求1-5任一项所述的浮动球阀，其特征在于：安装在所述安装槽中的所述阀座(6)的突出部分能够承受预定的压力，所述突出部分具有密封抵接所述阀球(7)表面的第一面，朝向中腔的第二面及背向所述中腔的第三面；其中所述第二面与所述阀球(7)表面之间呈锐角，所述第三面与所述阀球(7)表面之间呈钝角；所述第三斜面与固定该阀座(6)的阀体(1)或阀盖(2)表面之间留有在所述突出部分承受高于所述预定压力时变形的间隙。
7.根据权利要求1-6任一项所述的浮动球阀，其特征在于：还包括阀杆(11)，其一端与所述阀球(7)连接并一同转动，其中所述阀杆(11)的另一端穿过成型在所述壳体上的管孔伸出所述壳体之外；所述管孔内端部具有径向向内的凸缘，所述阀杆(11)对应所述凸缘内侧的位置设有适于抵接于所述凸缘内侧的凸台；设置在所述阀杆(11)与所述壳体之间的偏压机构施加使所述凸台趋向于抵接所述凸缘内侧的偏压力。
8.根据权利要求7所述的浮动球阀，其特征在于：所述凸缘与所述凸台抵接面的至少一部分为相互配合的锥型密封面。
9.根据权利要求8所述的浮动球阀，其特征在于：至少两相互配合的锥型密封面之一经过硬化处理。
10.根据权利要求7-9任一项所述的浮动球阀，其特征在于：所述偏压机构为设置在压套(12)与定位压板(14)之间的弹簧(13)，所述压套(12)螺接在所述管孔外端与所述凸缘配合一起挤压填充在所述管孔内壁与所述阀杆(11)外壁之间的弹性填料(8)，所述定位压板(14)固定在所述阀杆(11)上。
11.根据权利要求10所述的浮动球阀，其特征在于：所述弹簧(13)为蝶形弹簧。
12.根据权利要求10所述的浮动球阀，其特征在于：所述定位压板(14)包括中心带有非圆轴孔的环形部件，以及在所述环形部件上间隔90度设置的两个定位锁定装置；所述轴孔套设在所述阀杆(11)的非圆截面部分上，通过螺接在所述阀杆(11)上的压紧螺母(15)将所述定位压板(14)与所述阀杆(11)固定；所述锁定装置与固定在所述阀体(1)上的定位锁定凸起配合实现定位锁定。
13.根据权利要求12所述的浮动球阀，其特征在于：所述定位压板(14)在两个所述定位锁定装置之间成型有圆弧槽，所述定位锁定凸起设置在所述圆弧槽内。
14.根据权利要求12或13所述的浮动球阀，其特征在于：所述定位锁定凸起上成型有锁孔，所述定位锁定装置上设有与所述锁孔对应的通孔，所述锁孔与所述通孔通过挂锁(22)锁定。
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