CN106523731A - 锁斗锁渣球阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锁斗锁渣球阀，包括阀体、设置于所述阀体内的阀芯、设置于所述阀体内并通过弹簧推动与阀芯表面接触形成密封的阀座以及用于驱动阀芯转动以控制球阀开启或关闭的阀杆；所述阀体通过对称的两个半阀体相互固定形成，且所述阀芯与阀杆一体成型，本发明的锁斗锁渣球阀具有泄漏低、使用寿命长、稳定性高、低扭矩、耐腐蚀、耐冲刷、双向密封以及具有中腔压力自泄放功能。

Description

锁斗锁渣球阀

技术领域

本发明涉及一种锁渣球阀，具体是一种锁斗锁渣球阀。

背景技术

随着我国石油、天然气价格的不断上涨，使得以煤为原料的煤化工产品在生产上具备了巨大的成本优势，成为相对石化产品的最具竞争力的替代产品。煤化工是以煤为原料，经过化学加工，使煤转化为气体、液体、固体燃料以及化学品，并生产出各种化工产品的工业，在气化、液化、合成的过程中，对阀门的需求量十分巨大，同时由于介质温度高，压力高、存在气液固三相流体复杂工况、强腐蚀性，一旦阀门出现泄漏、卡死的情况，将会影响现场生产停车，造成生产成本的提升。因此这也就对其所使用的煤化工阀门提出了很高的要求，需要拥有稳定性高、泄漏低、使用寿命长、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、低扭矩等功能。传统的锁渣球阀由于其自身结构及密封材料的缺陷导致其使用寿命、稳定性都不尽如人意；故如何提高锁渣球阀的使用寿命及稳定性，则为业者研发的目的。

传统的煤化工球阀其结构为球芯通过阀杆连接，依靠弹簧的补偿，确保球芯与阀座紧密结合，防止出现阀门内漏的情况，而阀体之间的垫片则采用柔性石墨垫片来防止阀门外漏。然而在恶劣工况环境使用下，弹簧、阀座和柔性石墨垫片会被不断冲刷、腐蚀，导致密封性能的下降甚至失效，因而阀门极易出现内漏和外漏的情况。不仅如此，在气液固三相流体的复杂工况下使用的阀门，表面很容易出现被损伤、剥落，严重时还会造成阀门卡死的情况出现。这样势必会影响阀门的安全性和使用寿命；造成这种情况发生的主要原因是传统煤化工球阀的结构、工艺及密封材料都不能满足其在恶劣工况下长期使用的要求。如上所述我们必须设计出更为优化的结构来提高我们产品的可靠性，从而确保 我们设计出来的锁斗锁渣球阀能够完全满足煤化工复杂工况环境下长期稳定使用的要求，另外，目前市场上的锁斗锁渣球阀多为传统结构的两瓣式球阀，其结构也具有切断、泄放等功能。但在实际使用中发现其表现出稳定性差、驱动力矩大、介质冲刷后易出现外漏，内漏等缺点，这样必然会影响其安全性能和使用寿命。由于采用不对称两瓣式阀体结构，球芯阀杆需分开设计，很容易出现零件损伤甚至咬死的情况，导致阀门使用寿命短，维修时不易拆卸。

因此，为解决以上问题，需要一种泄漏低、使用寿命长、稳定性高、低扭矩、耐腐蚀、耐冲刷、双向密封以及具有中腔压力自泄放功能的锁斗锁渣球阀。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种泄漏低、使用寿命长、稳定性高、低扭矩、耐腐蚀、耐冲刷、双向密封以及具有中腔压力自泄放功能的锁斗锁渣球阀。

本发明的锁斗锁渣球阀，包括阀体、设置于所述阀体内的阀芯、设置于所述阀体内并通过弹簧推动与阀芯表面接触形成密封的阀座以及用于驱动阀芯转动以控制球阀开启或关闭的阀杆；所述阀体通过对称的两个半阀体相互固定形成，且所述阀芯与阀杆一体成型；

进一步，所述阀座与阀体的滑动配合面上设有防渣密封圈和阀座密封圈；

进一步，所述阀杆通过耐磨轴承与所述阀体可转动配合，所述耐磨轴承端面与所述阀芯的端面之间设有耐磨衬垫；

进一步，所述阀体上设有用于使阀杆穿过的阀杆座，且阀杆与阀杆座之间通过石墨填料转动配合；所述阀杆座与阀杆之间设有用于填充所述石墨填料的填料函；

进一步，所述阀杆座内固定有用于与阀杆转动配合的衬套，所述衬套的内圆上设有用于形成所述填料函的环槽；所述衬套与所述耐磨轴承之间设有防尘密封圈；

进一步，所述石墨填料内形成有V形断面的环形空腔；

进一步，所述石墨填料包括沿阀杆轴向向下依次设置于所述填料函内的上 填料、中填料和下填料；所述V形断面的环形空腔形成于所述中填料与上填料之间以及中填料与下填料之间；

进一步，所述阀体流道内壁镶嵌有碳化物制作的衬套。

本发明的有益效果是：本发明的锁斗锁渣球阀，阀体为对称式结构，两半阀体的接合面之间通过石墨复合垫片进行密封，球形的阀芯与阀杆为一体化设计，可有效提高阀体与阀杆的连接强度，一体式阀杆上安装有耐磨轴承、耐磨衬垫和防尘圈，这样的组合方式，可以保证阀门即使在使用一段时间后依旧能正常的运行和启闭。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为本发明的阀座的第一种状态示意图；

图4为本发明的阀座的第二种状态示意图；

图5为图1中B处的局部放大图；

图6为图1中C处的局部放大图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，本实施例中的锁斗锁渣球阀，包括阀体2、设置于所述阀体2内的阀芯4、设置于所述阀体2内并通过弹簧推动与阀芯4表面接触形成密封的阀座5以及用于驱动阀芯4转动以控制球阀开启或关闭的阀杆10；所述阀体2通过对称的两个半阀体2相互固定形成，且所述阀芯4与阀杆10一体成型；本实施例的锁斗锁渣球阀，阀体2为对称式结构，两半阀体2的接合面之间通过石墨复合垫片1进行密封，球形的阀芯4与阀杆10为一体化设计，可有效提高阀体2与阀杆10的连接强度，一体式阀杆10上安装有耐磨轴承3、耐磨衬垫7和防尘圈，这样的组合方式，可以保证阀门即使在使用一段时间后依旧能正常的运行和启闭，本实施例的锁斗锁渣球阀通过执行机构驱动阀杆10转动，由阀杆10带动球形的阀芯4转动，阀芯4上设有通孔，当 该通孔旋转至与阀体2上的流道相对时，阀门开启，否则，阀门关闭，阀体2与阀芯4之间通过阀座5进行密封，阀座5由弹簧顶推至与阀芯4接触，保证密封可靠。

本实施例中，所述阀座5与阀体2的滑动配合面上设有防渣密封圈11和阀座密封圈12，本实施例中，阀座5与阀体2的滑动配合面为台阶面，两台阶面沿阀座5移动方向的相对平面之间用于容纳弹簧，弹簧一端抵紧阀体2，另一端通过一弹簧座13抵靠在阀座5上，阀座5的外圆上开设有两个环槽，分别用于对应安装防渣密封圈11和阀座密封圈12，如图3所示，F为弹簧力，PA代表下游介质压力，PB代表中腔介质压力，当A截面积>B截面积时，F+PA>PB,压力从下游来，将阀座5推向球芯，达到密封的目的，如图4所示，F为弹簧力，PC为下游介质压力，PD为中腔介质压力，当D截面积>C截面积时，PD>F+PC,压力从中腔来，将阀座5推离球芯，达到压力泄放的目的，本实施例中，阀座5，弹簧、防渣密封圈11和阀座密封圈12组成的结构：可解决了锁斗锁渣球阀阀座5预紧力问题，为延长使用寿命奠定基础；本实施例的阀座密封圈12由两个楔形圈组合而成，两个楔形圈的斜面相对接触配合，因此，两楔形圈沿轴向相互压紧后可产生沿径向膨胀的趋势，从而保证密封性能，由阀座5，楔形的阀座密封圈12和弹簧组合而成的动态双向密封结构，可以自行将压力往管道上游或下游泄放，避免在中腔压力得不到及时泄放而引起压力过高等安全问题，提高了阀门的安全性；防渣密封圈11可以极大减少灰渣进入阀座5，避免卡死，减小碟簧的冲刷与腐蚀；阀座5流道熔焊碳化钨,防止冲刷与腐蚀的情况，提高稳定性。

本实施例中，所述阀杆10通过耐磨轴承3与所述阀体2可转动配合，所述耐磨轴承3端面与所述阀芯4的端面之间设有耐磨衬垫7；耐磨衬垫7保证当耐磨轴承3与阀杆10出现卡滞时，可以正常带动其转动，保证阀门的正常运行(耐磨衬垫7上表面与耐磨轴承3内外圈的下端面接触，耐磨轴承3卡死时，阀杆10，轴承内外圈与耐磨衬垫7一同转动，避免卡死的情况出现)，提高阀门稳定性与使用寿命，耐磨衬垫7与耐磨轴承3形成一个合理的硬度差，确保 即使阀杆10与轴承卡死，也能带动阀门正常运行，提高实用寿命。

本实施例中，所述阀体2上设有用于使阀杆10穿过的阀杆10座，且阀杆10与阀杆10座之间通过石墨填料9转动配合；所述阀杆10座与阀杆10之间设有用于填充所述石墨填料9的填料函，石墨填料9能够大大减小阀杆10驱动扭矩。

本实施例中，所述阀杆10座内固定有用于与阀杆10转动配合的衬套8，所述衬套8的内圆上设有用于形成所述填料函的环槽；所述衬套8与所述耐磨轴承3之间设有防尘密封圈15；防尘圈密封圈可以很好的减少气固液介质中灰渣的进入，降低阀门卡死出现的概率。

本实施例中，所述石墨调料内形成有V形断面的环形空腔18；这种空腔允许石墨填料9具有轴向压缩量，允许阀杆10能够微量下移，而不至于将石墨填料9压缩至过于密实，导致阀杆10的驱动力矩过大，采用这种结构的石墨填料9在保证密封性能的前体下，有效减小阀杆10的驱动力矩。

本实施例中，所述石墨填料9包括沿阀杆10轴向向下依次设置于所述填料函内的上填料17、中填料19和下填料20；所述V形断面的环形空腔18形成于所述中填料19与上填料17之间以及中填料19与下填料20之间；所述上填料17和下填料20为直角梯形截面，中填料19为平行四边形截面，使得中填料19与上下填料20之间均能形成一致的V形断面的环形空腔18，同时，阀杆10上固定有压盘，并通过该压盘和石墨盘根16可压紧石墨填料9。

本实施例中，所述阀体2流道内壁镶嵌有碳化物制作的衬套6，解决了阀体2流道不耐灰渣的冲蚀、磨损及腐蚀，导致阀座5本体被冲切、穿孔等，最终延伸阀体2的使用寿命；阀座5流道和密封面熔焊碳化物，提高其耐冲刷和腐蚀性以及使用寿命。

本实施例中，所述弹簧为碟形弹簧14，碟形弹簧14安装简单，可供力值范围广，能够很好的满足锁斗锁渣球阀阀座5所需的预紧力，同时由于阀座5表面合金硬度要低于球芯表面合金硬度，所以阀门在长期使用中会造成阀座5磨损，碟形弹簧14则能有效的确保阀座5在磨损后依旧可进行双向补偿，双向 密封，另外，碟形弹簧14保证了阀门在低压情况下的密封性能，又能提供一个较高的密封剪切力，使阀座5与球体始终紧贴在一起，在球阀开启、关闭的过程中阀座5对球体表面起到“清洁”的作用，也解决了热膨胀所造成的摩擦力矩大的问题。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种锁斗锁渣球阀，其特征在于：包括阀体、设置于所述阀体内的阀芯、设置于所述阀体内并通过弹簧推动与阀芯表面接触形成密封的阀座以及用于驱动阀芯转动以控制球阀开启或关闭的阀杆；所述阀体通过对称的两个半阀体相互固定形成，且所述阀芯与阀杆一体成型。

2.根据权利要求1所述的锁斗锁渣球阀，其特征在于：所述阀座与阀体的滑动配合面上设有防渣密封圈和阀座密封圈。

3.根据权利要求2所述的锁斗锁渣球阀，其特征在于：所述阀杆通过耐磨轴承与所述阀体可转动配合，所述耐磨轴承端面与所述阀芯的端面之间设有耐磨衬垫。

4.根据权利要求3所述的锁斗锁渣球阀，其特征在于：所述阀体上设有用于使阀杆穿过的阀杆座，且阀杆与阀杆座之间通过石墨填料转动配合；所述阀杆座与阀杆之间设有用于填充所述石墨填料的填料函。

5.根据权利要求3所述的锁斗锁渣球阀，其特征在于：所述阀杆座内固定有用于与阀杆转动配合的衬套，所述衬套的内圆上设有用于形成所述填料函的环槽；所述衬套与所述耐磨轴承之间设有防尘密封圈。

6.根据权利要求3所述的锁斗锁渣球阀，其特征在于：所述石墨调料内形成有V形断面的环形空腔。

7.根据权利要求3所述的锁斗锁渣球阀，其特征在于：所述石墨填料包括沿阀杆轴向向下依次设置于所述填料函内的上填料、中填料和下填料；所述V形断面的环形空腔形成于所述中填料与上填料之间以及中填料与下填料之间。

8.根据权利要求3所述的锁斗锁渣球阀，其特征在于：所述阀体流道内壁镶嵌有碳化物制作的衬套。

9.根据权利要求3所述的锁斗锁渣球阀，其特征在于：所述弹簧为碟形弹簧。