CN107300021A - 一种双偏心球阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双偏心球阀，包括阀体，阀体上分别设有流体介质进口和出口，且在进口和出口处设有阀座；阀体内腔设有两个半球状密封件，两个半球状密封件相互连接成为一体，两个半球的中心线在同一水平面内且两条中心线相距一设定的距离；阀体内腔的上面和下面分别设计有两对阀杆轴孔，两对轴孔分别与两个半球的中心线相对应。本发明的一种双偏心球阀克服了目前球阀因弹簧失效、因密封件长期摩擦变小、因高、低温差导致密封圈件伸缩等诸多复杂情况所导致的阀门密封泄露，并能双向承受相等的压力，其密封有双保险的作用，将广泛使用在石油、化工、天然气、核电、供水系统等等领域。

Description

一种双偏心球阀

技术领域

本发明涉及阀体技术领域，特别涉及一种双偏心球阀。

背景技术

在目前的管路中，我们使用的球阀是很多的，因为球阀有切断和调节流量的功能，在球阀开启后，它本身内腔不存在有任何阻流物，与管道是直通式，不产生反面的冲击力，所以在管路中球阀使用广泛，但它还是有美中不足的弱点，球体和阀座在一个轴线上来回旋转、运动，球体与阀座长期是在摩擦之中达到阀门的开启和关闭，长期摩擦能使球体、阀座受损或变小、腐蚀性的介质能使弹簧失效等原因导致该球阀失去密封的功能，而双偏心两半球球阀它是两个偏心球对应两个阀座，是两个半球体与管路中心线为基准，向相反方向偏移了3～15mm，由偏移所产生的角度来挤压阀座，当关闭的阀门在逆时针方向旋转起动的第一时间里，球体与阀座就脱离，不产生摩擦，如果在工况介质等环境的影响下，阀座变小或弹簧失效，而偏心球体向阀座方向挤压，越关越紧，填补了上述所受的损失；偏心两半球球阀有双密封保险之优点，有无泄露之特长，更适应于在低温环境下使用。

目前球阀由于长期在工况介质的冲刷、腐蚀、磨损的情况下导致弹簧失效、密封件因摩擦变小、因高、低温差导致的密封件伸缩等诸多复杂情况所造成的密封泄露，维护困难，使管路没有安全保障。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种双偏心球阀，包括阀体，阀体上分别设有流体介质进口和出口，且在进口和出口处设有阀座；阀体内腔设有两个半球状密封件，两个半球状密封件相互连接成为一体 ，两个半球的球心相距一设定的距离；阀体内腔的上面和下面分别设计有两对阀杆轴孔，两对轴孔分别设置在两个半球的中心线上。

阀体，多为圆形、直通式，设计有两个流体进出的通孔，在两个通孔口处各设计有装置阀座、密封圈的台阶和螺纹孔；在阀体中腔内下壁与管道中线为基准，各向相反方向偏移3～15mm处设计有阀杆轴孔，轴孔下端设计有垫片台阶底盖结合的螺纹孔；在阀体的内腔上壁设计有与下壁对称、同心的阀杆轴孔，轴孔上端设计有防吹出垫片的台阶和填料腔，在填料孔的上端设计有填料压盖和支架连接的螺栓孔；阀体材料可根据工况介质选用WCB、CF8、CF3等。

两个半球（密封件）；半球成U形，约是一个球体所切的三分之一，一边设计有一个SR的球面，另一边设计有与上下阀杆结合的两个六方孔和两个定位螺钉，六方孔的中心偏移SR球面的圆心3～15mm，此偏心与阀体上阀杆轴孔的偏心配合，两个半球的材料可根据工况选用WCB、CF8、CF3等，SR球面为了提高硬度可堆焊13Cr、STL，和化学镀铬、镍、喷涂NI60、WC等。

阀座为圆筒形，阀座的内径与阀体的公称通径相等；阀座的一端具有与阀体进口和出口内径尺寸相配合的法兰，法兰上设有与阀体结合用的沉孔和通孔，阀座的另一端设有用于嵌密密封圈的槽；槽中安装有用于与半球的表面密封密封圈。

密封圈为圆环形，其端面设有等于35°与半球球面配合的角度。

阀座为圆筒形，阀座的内径与阀体的公称通径相等；阀座的一端具有与阀体进口和出口内径尺寸相配合的法兰，法兰上设有与阀体结合用的沉孔和通孔，阀座的另一端设有与半球的球面相配合的硬密封，硬密封与球面接触面为小于等于45°的斜面。

硬密封与阀座的固定方式为堆焊，硬密封的材质为D507或STL。

阀座，材料可根据工况选用A105、F304、F316等，阀座形如一个圆盘，内径设计有一个与阀门通径相等的圆孔，外径设计有与阀体流道出口内腔结合的法兰和4～24个安装内六角螺钉的沉孔及通孔，在另一端设计有一个嵌密封圈的槽，也可以在此处设计一个与球面配合的锥度，在锥度面上堆焊13Cr、D507、STL等成硬密封座。

包括上下两对阀杆、底盖、两个齿轮盘、驱动装置，下阀杆一端与阀杆轴孔相配合，另一端与底盖接触；上阀杆的一端与阀杆轴孔相配合，另一端与齿轮盘和驱动装置结合。

阀杆，材料可根据工况选用2Cr13、F304、F316、17-4PH等，阀杆为该阀门的动力传递件，分上、下各两根、上阀杆一端设计有一个与半球配合的六方头，另一端的中上部设计有装置齿轮盘、驱动装置的平键槽，下阀杆一端设计有与半配合的六方头，另一端设计有与底盖接触的SR球面。

两对阀杆轴孔为上下对齐、同心排列；在下轴孔的外缘处设有用于安装垫片和密封圈的台阶和用于安装底盖的螺钉孔。

本实施例中，两个半球状密封件在xy平面内的剖面的两个圆在x轴方向的中心线和y轴方向的中心线分别相距3~15mm。

两个齿轮盘是设计在两根阀杆上，作为动力的传动，两齿轮盘的模数、齿数、压力角相等、运作同步。

齿轮材料可根据需要选用铸铁、铸钢，到碳素结构钢、合金结构钢等。

包括履带，蜗轮箱转动第一根上阀杆上的齿轮盘，再通过齿轮盘上的履带带动第二根上阀杆上的齿轮转动第二根阀杆，两根阀杆上的两个半球状密封件随着上阀杆转动而达到开启和关闭。

当驱动装置（蜗轮箱）顺时针方向转动90°时，阀体内腔的两个半球同时与密封圈接触并密封，再顺时针方向转动≥90°时，有越关越紧的效果，当逆时针方向转动45°时，两个半球各开启一半，当逆时针方向转动90°时，两个半球全开启。

本发明的一种双偏心球阀的特点是：一个阀门有两个密封，它在一条管路轴线上设计有两个不同方向的偏心轴（阀杆），当驱动带动阀杆轴向旋转时，两个半球旋转、各自达到开启或关闭。其工作原理是：密封件为两个半球与阀杆固定在阀体内腔，通过一个驱动装置来转动两条阀杆，达到开启和关闭。

本发明的一种双偏心球阀，是针对现有技术中球阀长期出现泄露，管路没有安全保障的情况下而研究发明的。它克服了目前球阀因弹簧失效、因密封件长期摩擦变小、因高、低温差导致密封圈件伸缩等诸多复杂情况所导致的阀门密封泄露，并能双向承受相等的压力，其密封有双保险的作用，将广泛使用在石油、化工、天然气、核电、供水系统等等领域。

附图说明

图1为本发明的一个较佳实施例的双偏心球阀的半剖视图；

图2为本发明的一个较佳实施例的双偏心球阀的上视图；

图3为本发明的一个较佳实施例的双偏心球阀的剖视示意图；

图4为本发明的一个较佳实施例的双偏心球阀上视剖视图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的一个较佳实施例，举例证明本发明可以实施，可以向本领域中的技术人员完整介绍本发明，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，其保护范围并非仅限于文中提到的实施例，本文的附图和说明本质上是举例说明而不是限制本发明。在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。

如图1~图4所示，本发明的一个较佳实施例提供了一种双偏心球阀，包括阀体1，阀体1上分别设有流体介质进口a和出口b，且在进口a和出口b处设有阀座2；阀体1内腔设有两个半球状密封件3、4，两个半球状密封件3、4相互连接成为一体 ，两个半球的球心相距一设定的距离R；阀体1内腔的上面和下面分别设计有两对阀杆轴孔6（7）、8（9），两对轴孔6（7）、8（9）设置在两个半球的中心线上。两个半球状密封件3、4在xy平面内在x轴和y轴方向的两对中心线分别相距一定的距离。

阀体1，为圆形、直通式，在两个通孔口处各设计有装置阀座2、密封圈5的台阶和螺纹孔；在阀体1中腔内下壁与管道中线为基准，各向相反方向偏移3～15mm处设计有阀杆轴孔8、9，轴孔8、9下端设计有垫片台阶底盖结合的螺纹孔；在阀体1的内腔上壁设计有与下壁对称、同心的阀杆轴孔6、7，轴孔6、7上端设计有防吹出垫片10的台阶和填料腔11，在填料孔11的上端设计有填料压盖12和支架连接的螺栓孔；阀体1材料可根据工况介质选用WCB、CF8、CF3等。

两个半球（密封件）3、4；半球成U形，约是一个球体所切的三分之一，一边设计有一个SR的球面，另一边设计有与上下阀杆结合的两个六方孔和两个定位螺钉，六方孔的中心偏移SR球面的圆心3～15mm，此偏心与阀体上阀杆轴孔的偏心配合，两个半球的材料可根据工况选用WCB、CF8、CF3等，SR球面为了提高硬度可堆焊13Cr、STL，和化学镀铬、镍、喷涂NI60、WC等。

阀座2为圆筒形，阀座2的内径与阀体1的公称通径相等；阀座2的一端具有与阀体1进口和出口内径尺寸相配合的法兰，法兰上设有与阀体1结合用的沉孔和通孔，阀座2的另一端设有用于嵌密密封圈的槽13；槽中安装有用于与半球3（4）的表面密封密封圈14。

密封圈14为圆环形，其端面设有小于等于45°与半球球面3配合的角度。

阀座2，材料可根据工况选用A105、F304、F316等，阀座2形如一个圆盘，内径设计有一个与阀门通径相等的圆孔，外径设计有与阀体1流道出口内腔结合的法兰和4～24个安装内六角螺钉的沉孔及通孔，在另一端设计有一个嵌密封圈的槽13。

双偏心球阀还包括上下两对阀杆15、16、17、18，底盖19、两个齿轮盘20（22未示出）、驱动装置21，下阀杆17、18一端与阀杆轴孔8（9）相配合，另一端与底盖19接触；上阀杆15、16的一端与阀杆轴孔6、7相配合，另一端与齿轮盘20（22） 和驱动装置21结合。

阀杆15、16、17、18，材料可根据工况选用2Cr13、F304、F316、17-4PH等，阀杆为该阀门的动力传递件，分上、下各两根、上阀杆15、16一端设计有一个与半球配合的六方头，另一端的中上部设计有装置齿轮盘、驱动装置的平键槽，下阀杆17、18一端设计有与半配合的六方头，另一端设计有与底盖接触的SR球面。

两对阀杆轴孔6、7和8、9为上下对齐、同心排列的六方孔；在上轴孔6、7的外缘处设有用于紧钉螺钉孔31、32；在下轴孔8、9的外缘处设有用于安装垫片和密封圈的台阶和用于安装底盖13的螺钉孔。

两个半球状密封件3、4在xy平面内的剖面的两个圆在x轴方向的中心线相距3mm，在y轴方向的中心线相距15mm。

两个齿轮盘20是设计在两根阀杆15、16上，作为动力的传动，两齿轮盘20、22的模数、齿数、压力角相等、运作同步。

齿轮材料可根据需要选用铸铁、铸钢，到碳素结构钢、合金结构钢等。

更进一步，包括履带，蜗轮箱21转动第一根上阀杆15上的齿轮盘20，再通过齿轮盘上的履带带动第二根上阀杆16上的齿轮22转动第二根阀杆16，两根阀杆15、16上的两个半球状密封件3、4随着上阀杆15、16转动而达到开启和关闭。

当驱动装置（蜗轮箱）21顺时针方向转动90°时，阀体1内腔的两个半球3、4同时与密封圈14接触并密封，再顺时针方向转动≥90°时，有越关越紧的效果，当逆时针方向转动45°时，两个半球3、4各开启一半，当逆时针方向转动90°时，两个半球3、4全开启。

本发明还提供了另外一个较佳实施例，与上述实施例不同之处在于，阀座2与半球状密封件3、4接触处设计一个与球面配合的锥度，在锥度面上堆焊13Cr、D507、STL等成硬密封座。硬密封与阀座2的固定方式为堆焊，硬密封的材质为D507或STL。

本发明的一种双偏心球阀的特点是：一个阀门有两个密封，它在一条管路轴线上设计有两个不同方向的偏心轴（阀杆），当驱动带动阀杆轴向旋转时，两个半球旋转、各自达到开启或关闭。其工作原理是：密封件为两个半球与阀杆固定在阀体内腔，通过一个驱动装置来转动两条阀杆，达到开启和关闭。

本发明的一种双偏心球阀，是针对现有技术中球阀长期出现泄露，管路没有安全保障的情况下而研究发明的。它克服了目前球阀因弹簧失效、因密封件长期摩擦变小、因高、低温差导致密封圈件伸缩等诸多复杂情况所导致的阀门密封泄露，并能双向承受相等的压力，其密封有双保险的作用，将广泛使用在石油、化工、天然气、核电、供水系统等等领域。

以上所述仅是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，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 (10)

1.一种双偏心球阀，包括阀体，其特征在于，

所述阀体上分别设有流体介质进口和出口，且在所述进口和出口处设有阀座；所述阀体内腔设有两个半球状密封件，所述两个半球状密封件相互连接成为一体 ，所述两个半球的球心相距一设定的距离；所述阀体内腔的上面和下面分别设计有两对阀杆轴孔，所述两对轴孔分别设置在所述两个半球的中心线上。

2.如权利要求1所述的双偏心球阀，其特征在于，所述阀座为圆筒形，所述阀座的内径与所述阀体的公称通径相等；所述阀座的一端具有与所述阀体进口和出口内径尺寸相配合的法兰，所述法兰上设有与所述阀体结合用的沉孔和通孔，所述阀座的另一端设有用于嵌密密封圈的槽；所述槽中安装有用于与所述半球的表面密封密封圈。

3.如权利要求2所述的双偏心球阀，其特征在于，所述密封圈为圆环形，其端面设有小于等于45°与所述半球球面配合的角度。

4.如权利要求1所述的双偏心球阀，其特征在于，所述阀座为圆筒形，所述阀座的内径与所述阀体的公称通径相等；所述阀座的一端具有与所述阀体进口和出口内径尺寸相配合的法兰，所述法兰上设有与所述阀体结合用的沉孔和通孔，所述阀座的另一端设有与所述半球的球面相配合的硬密封，所述硬密封与所述球面接触面为小于等于45°的斜面。

5.如权利要求4所述的双偏心球阀，其特征在于，所述硬密封与所述阀座的固定方式为堆焊，所述硬密封的材质为D507或STL。

6.如权利要求1所述的双偏心球阀，其特征在于，包括上下两对阀杆、底盖、两个齿轮盘、驱动装置，所述下阀杆一端与所述阀杆轴孔相配合，另一端与所述底盖接触；所述上阀杆的一端与所述阀杆轴孔相配合，另一端与所述齿轮盘和驱动装置结合。

7.如权利要求1所述的双偏心球阀，其特征在于，所述两对阀杆轴孔为上下对齐、同心排列；在所述下轴孔的外缘处设有用于安装垫片和密封圈的台阶和用于安装底盖的螺钉孔。

8.如权利要求1所述的双偏心球阀，其特征在于，两个半球状密封件在xy平面内的剖面的两个圆在x轴方向的中心线和y轴方向的中心线分别相距3~15mm。

9.如权利要求6所述的双偏心球阀，其特征在于，所述两个齿轮盘是设计在两根阀杆上，作为动力的传动，所述两齿轮盘的模数、齿数、压力角相等、运作同步。

10.如权利要求6所述的双偏心球阀，其特征在于，包括履带，所述驱动装置转动第一根上阀杆上的齿轮盘，再通过齿轮盘上的所述履带带动第二根上阀杆上的齿轮转动所述第二根阀杆，所述两根阀杆上的所述两个半球状密封件随着所述上阀杆转动而达到开启和关闭。