CN109139967A - 一种金属硬密封球面阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属硬密封球面阀，属于输送系统用开关阀技术领域。包括：导向轨道，导向轨道布置在阀腔内，导向轨道的两端分别与入口流道、出口流道连通，导向轨道包括一阀座和一导向组件，阀座布置在导向组件的一侧，阀芯底座的中部能绕阀杆部件轴心旋转地布置在导向组件内，且阀芯底座的中部开设有阀芯流道；球面阀芯，阀芯底座中部的一侧设置有一导向套，球面阀芯的一侧能绕导向套轴向旋转地套设在导向套上，导向套内设置有弹性支撑部件，球面阀芯的一侧的边缘与导向组件贴合，球面阀芯的另一侧的边缘与阀座贴合，且球面阀芯的边缘为锐刀结构。本发明提供的一种金属硬密封球面阀，密封效果更好，阀腔体体积缩小，重量轻，成本低。

Description

一种金属硬密封球面阀

技术领域

本发明涉及输送系统用开关阀技术领域，具体是涉及一种金属硬密封球面阀。

背景技术

目前在硬度较高的颗粒状或粉末状物料及浆料输送系统中，传统阀门的密封面很容易被所输送的物料侵入造成磨损。目前市场上用的比较多的是盘阀和金属硬密封球阀。金属硬密封球阀体积小，结构成熟，但面临着密封面接触点固定不变，耐磨效果略差。盘阀的密封面有自旋转、自研磨的功能，耐磨和密封性更好，但由于阀盘需要在阀腔内绕阀杆做偏心旋转，阀体需要做的比较大，需要更大的安装空间，并且对安装的方位有一定要求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种金属硬密封球面阀，带有自旋转的球面阀芯，密封性和耐磨性更佳。

具体技术方案如下：

一种金属硬密封球面阀，包括：入口阀体、出口阀帽、阀芯底座以及阀杆组件，入口阀体和出口阀帽连接并在两者内部形成一阀腔，阀芯底座布置在阀腔内，入口阀体的侧壁开设有一阀杆孔，阀杆组件穿过阀杆孔与阀芯底座驱动连接，其中入口阀体背离出口阀帽的一端设置有入口流道，出口阀帽背离入口阀体的一端设置有出口流道；

导向轨道，导向轨道布置在阀腔内，导向轨道的两端分别与入口流道、出口流道连通，导向轨道包括一阀座和一导向组件，阀座布置在导向组件的一侧，阀芯底座的中部能绕阀杆组件轴心旋转地布置在导向组件内，且阀芯底座的中部开设有阀芯流道；

球面阀芯，阀芯底座中部的一侧设置有一导向套，球面阀芯的一侧能绕导向套轴向旋转地套设在导向套上，导向套内设置有弹性支撑部件，球面阀芯的一侧的边缘与导向组件贴合，或球面阀芯的另一侧的边缘与阀座贴合，且球面阀芯的边缘为锐刀结构。

上述的一种金属硬密封球面阀中，还具有这样的特征，还包括中法兰、填料组件以及填料压盖，中法兰布置在入口阀体的一侧且中法兰套设在阀杆组件的外侧壁，中法兰在其轴向设置有一填料函，填料组件嵌设在填料函内，填料组件与阀杆组件的外侧壁贴合，填料压盖嵌设在填料函内，且填料压盖的下端与填料组件贴合。

上述的一种金属硬密封球面阀中，还具有这样的特征，弹性支撑部件包括弹簧座和弹簧，导向套开设有一凹槽，弹簧座和弹簧布置在凹槽内，弹簧座呈“凸”字形设置，弹簧套设在弹簧座的外侧壁，弹簧座的一端与球面阀芯的一侧的接触，且球面阀芯与导向套为间隙配合。

上述的一种金属硬密封球面阀中，还具有这样的特征，球面阀芯边缘的锐刀结构的轮廓角度小于等于90°。

上述的一种金属硬密封球面阀中，还具有这样的特征，入口流道、导向轨道以及出口流道同轴设置。

上述的一种金属硬密封球面阀中，还具有这样的特征，阀芯底座开启，阀芯流道与导向轨道同轴设置，且阀芯流道的截面积大于等于入口流道的截面积，阀芯流道的截面积大于等于出口流道的截面积。

上述的一种金属硬密封球面阀中，还具有这样的特征，入口流道、出口流道、导向轨道以及阀芯流道采用硬化处理。

上述的一种金属硬密封球面阀中，还具有这样的特征，球面阀芯和阀座为关键部件，加工制造时需要硬化处理，或者采用硬质合金加工制成。

上述的一种金属硬密封球面阀中，还具有这样的特征，阀芯底座中部呈半圆环设置，或阀芯底座呈圆环设置。

上述的一种金属硬密封球面阀中，还具有这样的特征，圆环状的阀芯底座中部的两侧均设置有导向套，每一导向套内均设置有弹性支撑部件，且每一导向套均套设有一球面阀芯，其中一球面阀芯能跟随阀芯底座旋转地与入口流道正对，另一球面阀芯能跟随着阀芯底座旋转地与出口流道正对。

上述的一种金属硬密封球面阀中，还具有这样的特征，导向轨道包括两阀座和一导向组件，两阀座分别布置在导向组件的两侧，每一球面阀芯背离阀腔的一侧与一阀座贴合。

上述的一种金属硬密封球面阀中，还具有这样的特征，球面阀芯与阀座之间的贴合面可以实现阀体的单向密封，也可以实现阀体的双向密封。

上述技术方案的积极效果是：

本发明提供的一种金属硬密封球面阀

(1)球面阀芯和阀芯底座可以相对旋转，使球面阀芯和阀座可以相互自对中、自研磨，阀芯和阀座越研磨配合越好，密封效果越好，而且旋转的密封面避免了介质与密封面的固定点接触，使磨损更均匀。

(2)球面阀芯的锐刀结构，可以使堆积物料从密封面上被切削干净。同时在背部弹簧的预压力作用下，使密封面始终保持紧密贴合，介质物料不易进入密封面。

(3)阀门打开状态下，入口阀体、出口阀帽和阀芯底座的流道同轴，流通截面无节流，流阻更小。

(4)球面阀芯背后用弹簧驱动，无螺纹连接，可以对振动和热应力进行补偿。

(5)对称结构，使结构更简单，阀腔体积更小，安装空间要求更简单，也可实现双向密封。

附图说明

图1为本发明的一种金属硬密封球面阀的实施例一的结构示意图；

图2为本发明的一种金属硬密封球面阀的实施例二的结构示意图；

图3为图2中A处的球面阀芯锐刀结构的局部放大图。

附图中：1、入口阀体；2、出口阀帽；3、阀座；4、球面阀芯；5、弹簧座；6、弹簧；7、阀芯底座；8、阀杆组件；9中法兰；10、填料组件；11、填料压盖；12、导向组件；1’、入口阀体；2’、出口阀帽；3’、阀座；4’、球面阀芯；5’、弹簧座；6’、弹簧；7’、阀芯底座；8’、阀杆组件；9’、中法兰；10’、填料组件；11’、填料压盖；12’、导向组件。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图3对本发明提供的一种金属硬密封球面阀作具体阐述。

实施例一：

图1为本发明的一种金属硬密封球面阀的实施例一的结构示意图，在本实施例中，该金属硬密封球面阀主要包括入口阀体1、出口阀帽2、阀座3、球面阀芯4、弹簧座5、弹簧6、阀芯底座7、阀杆组件8、中法兰9、填料组件10、填料压盖11、导向组件12。

本实施例中，入口阀体1和出口阀帽2通过螺纹紧固件连接并在两者内部形成一阀腔，阀芯底座7布置在阀腔内，入口阀体1的侧壁开设有一阀杆孔，阀杆组件8穿过阀杆孔与阀芯底座7驱动连接，其中入口阀体1背离出口阀帽2的一端设置有入口流道，入口流道与阀腔圆滑过渡，出口阀帽2背离入口阀体1的一端设置有出口流道，出口流道与阀腔圆滑过渡。

导向轨道布置在阀腔内，导向轨道的两端分别与入口流道、出口流道连通，导向轨道包括一阀座3和一导向组件12，阀座3布置在导向组件12的一侧，阀芯底座7的中部能绕阀杆组件8轴心旋转地布置在导向组件12内，且阀芯底座7的中部开设有阀芯流道。

阀芯底座7中部的一侧设置有一导向套，球面阀芯4的一侧能绕导向套轴向旋转地套设在导向套上，导向套内设置有弹性支撑部件，球面阀芯4的一侧的边缘与导向组件12贴合，或球面阀芯4的另一侧的边缘与阀座3贴合，且球面阀芯4的边缘为锐刀结构，其中阀座3、导向组件12和球面阀芯4的曲面半径相等。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，还包括中法兰9、填料组件10以及填料压盖11，中法兰9布置在入口阀体1的一侧且中法兰9套设在阀杆组件8的外侧壁，中法兰9在其轴向设置有一填料函，填料组件10嵌设在填料函内，填料组件10与阀杆组件8的外侧壁贴合，填料压盖11嵌设在填料函内，且填料压盖11的下端与填料组件10贴合，以实现对阀杆组件8的密封，阀杆组件8与外部的驱动装置连接，驱动装置通过阀杆组件8将扭矩传输至阀芯底座7。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，弹性支撑部件包括弹簧座5和弹簧6，导向套开设有一凹槽，弹簧座5和弹簧6布置在凹槽内，弹簧座5呈“凸”字形设置，弹簧6套设在弹簧座5的外侧壁，弹簧座5的一端与球面阀芯4的一侧的接触，且球面阀芯4与导向套为间隙配合。使球面阀芯4在运行或关闭状态下紧贴阀座3或导向组件12，并在关闭状态下有足够的密封比压。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，球面阀芯4边缘的锐刀结构的轮廓角度小于等于90°，有利于刮掉密阀座3和导向组件12封面上粘结的物料。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，入口流道、导向轨道以及出口流道同轴设置。介质在阀门打开时在全流通状态下流动，阀阻小。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，阀芯底座7开启，阀芯流道与导向轨道同轴设置，且阀芯流道的截面积大于等于入口流道的截面积，阀芯流道的截面积大于等于出口流道的截面积。介质在阀门打开时在全流通状态下流动，阀阻小。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，入口流道、出口流道、导向轨道以及阀芯流道采用硬化处理。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，阀芯底座7中部呈半圆环设置。

以下，以一种具体的实施方式进行说明，需要指出的是，以下实施方式中所描述之结构、工艺、选材仅用以说明实施方式的可行性，并无限制本发明保护范围之意图。

本实施例提供的一种金属硬密封球面阀，该球面阀的入口阀体和出口阀帽为带有法兰盘的回转体或圆柱形流道结构，球面阀芯为边缘成锐角的倒锥形球面结构，球面阀芯套设在阀芯底座的导向套上，阀芯座体的导向套内有弹簧支撑的弹簧座，弹簧座在弹簧的作用下使球面阀芯紧密贴合在阀座上，阀体内有阀芯导向结构。阀杆组件穿过入口阀体的阀杆孔与阀芯座体连接。在执行机构作用下，阀杆组件可以带动阀芯座体和球面阀芯打开或关闭阀门，球面阀芯在开关过程中在阀芯导向结构的作用下可自旋转、自对中、自研磨，旋转剪切掉通过阀门的固体或粘接性介质，增强阀座的自清洁能力。且球面阀芯的球面边缘为锐刀结构，其轮廓角度不大于90°，有利于刮掉密阀座和导向组件上粘结的物料。该球面阀比传统的密封面固定的硬密封球阀密封效果更好，旋转的球面阀芯和阀座可相互自研磨，越研磨配合越好，密封效果越好。较传统的盘阀相比，去除了偏心结构，使阀腔体体积缩小，重量轻，成本低。

实施例二：

图2为本发明的一种金属硬密封球面阀的实施例二的结构示意图；图3为图2中A处的球面阀芯锐刀结构的局部放大图，在本实施例中，该金属硬密封球面阀主要包括入口阀体1’、出口阀帽2’、阀座3’、球面阀芯4’、弹簧座5’、弹簧6’、阀芯底座7’、阀杆组件8’、中法兰9’、填料组件10’、填料压盖11’、导向组件12’。

本实施例中，入口阀体1’和出口阀帽2’连接并在两者内部形成一阀腔，阀芯底座7’布置在阀腔内，入口阀体1’的侧壁开设有一阀杆孔，阀杆组件8’穿过阀杆孔与阀芯底座7’驱动连接，其中入口阀体1’背离出口阀帽2’的一端设置有入口流道，入口流道与阀腔圆滑过渡，出口阀帽背离入口阀体的一端设置有出口流道，出口流道与阀腔圆滑过渡。

导向轨道布置在阀腔内，导向轨道的两端分别与入口流道、出口流道连通，导向轨道包括两阀座3’和一导向组件12’，两阀座3’分别布置在导向组件12’的两侧，阀芯底座7’的中部能绕阀杆组件8’轴心旋转地布置在导向组件12’内，且阀芯底座7’的中部开设有阀芯流道。

阀芯底座7’中部的两侧各设置有一导向套，球面阀芯4’设置有两个，每一球面阀芯4’的一侧能绕导向套轴向旋转地套设在一导向套上，每一导向套内均设置有弹性支撑部件，每一球面阀芯4’的一侧的边缘与导向组件12’贴合，或每一球面阀芯4’的另一侧的边缘与阀座3’贴合，其中一球面阀芯4’能跟随阀芯底座7’旋转地与入口流道正对，另一球面阀芯4’能跟随着阀芯底座7’旋转地与出口流道正对，且球面阀芯4’的边缘为锐刀结构，其中阀座3’、导向组件12’和球面阀芯4’的曲面半径相等。

在一种优选的实施方式中，如图1所示，还包括中法兰9’、填料组件10’以及填料压盖11’，中法兰9’布置在入口阀体1’的一侧且中法兰9’套设在阀杆组件10’的外侧壁，中法兰9’在其轴向设置有一填料函，填料组件10’嵌设在填料函内，填料组件10’与阀杆组件8’的外侧壁贴合，填料压盖11’嵌设在填料函内，且填料压盖11’的下端与填料组件10’贴合，以实现对阀杆组件8’的密封，阀杆组件8’与外部的驱动装置连接，驱动装置通过阀杆组件8’将扭矩传输至阀芯底座7’。

在一种优选的实施方式中，如图2所示，弹性支撑部件包括弹簧座5’和弹簧6’，导向套开设有一凹槽，弹簧座5’和弹簧6’布置在凹槽内，弹簧座5’呈“凸”字形设置，弹簧套设在弹簧座5’的外侧壁，弹簧座5’的一端与球面阀芯4’的一侧的接触，且球面阀芯4’与导向套为间隙配合。使球面阀芯4’在运行或关闭状态下紧贴阀座3’或导向组件12’，并在关闭状态下有足够的密封比压。

在一种优选的实施方式中，如图3所示，球面阀芯4’边缘的锐刀结构的轮廓角度小于等于90°，有利于刮掉密阀座3’和导向组件12’封面上粘结的物料。

在一种优选的实施方式中，如图2所示，入口流道、导向轨道以及出口流道同轴设置，介质在阀门打开时在全流通状态下流动，阀阻小。

在一种优选的实施方式中，如图2所示，阀芯底座7’开启，阀芯流道与导向轨道同轴设置，且阀芯流道的截面积大于等于入口流道的截面积，阀芯流道的截面积大于等于出口流道的截面积，介质在阀门打开时在全流通状态下流动，阀阻小。

在一种优选的实施方式中，如图2所示，入口流道、出口流道、导向轨道以及阀芯流道采用硬化处理。

在一种优选的实施方式中，如图2所示，阀芯底座7’呈圆环设置。

以下，以一种具体的实施方式进行说明，需要指出的是，以下实施方式中所描述之结构、工艺、选材仅用以说明实施方式的可行性，并无限制本发明保护范围之意图。

本实施例提供的一种金属硬密封球面阀，该球面阀的入口阀体和出口阀帽为带有法兰盘的回转体或圆柱形流道结构，两球面阀芯为边缘成锐角的倒锥形球面结构，两球面阀芯分别套设在阀芯底座两侧的导向套上，球面阀芯关闭时，两球面阀芯分别与入口流道、出口流道相正对。阀芯座体的导向套内有弹簧支撑的弹簧座，弹簧座在弹簧的作用下使球面阀芯紧密贴合在阀座上，阀体内有阀芯导向结构。阀杆组件穿过入口阀体的阀杆孔与阀芯座体连接。在执行机构作用下，阀杆组件可以带动阀芯座体和球面阀芯打开或关闭阀门，球面阀芯在开关过程中在阀芯导向结构的作用下可自旋转、自对中、自研磨，旋转剪切掉通过阀门的固体或粘接性介质，增强阀座的自清洁能力。且球面阀芯的球面边缘为锐刀结构，其轮廓角度不大于90°，有利于刮掉密阀座和导向组件上粘结的物料。该球面阀比传统的密封面固定的硬密封球阀密封效果更好，旋转的球面阀芯和阀座可相互自研磨，越研磨配合越好，密封效果越好。较传统的盘阀相比，去除了偏心结构，使阀腔体体积缩小，重量轻，成本低。可进行双面密封、多个球面阀串联或与其它阀互换。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种金属硬密封球面阀，包括：入口阀体、出口阀帽、阀芯底座以及阀杆组件，所述入口阀体和所述出口阀帽连接并在两者内部形成一阀腔，所述阀芯底座布置在所述阀腔内，所述入口阀体的侧壁开设有一阀杆孔，所述阀杆组件穿过所述阀杆孔与所述阀芯底座驱动连接，其特征在于，所述入口阀体背离所述出口阀帽的一端设置有入口流道，所述出口阀帽背离所述入口阀体的一端设置有出口流道；

导向轨道，所述导向轨道布置在所述阀腔内，所述导向轨道的两端分别与所述入口流道、所述出口流道连通，所述导向轨道包括一阀座和一导向组件，所述阀座布置在所述导向组件的一侧，所述阀芯底座的中部能绕所述阀杆组件轴心旋转地布置在所述导向组件内，且所述阀芯底座的中部开设有阀芯流道；

球面阀芯，所述阀芯底座中部的一侧设置有一导向套，所述球面阀芯的一侧能绕所述导向套轴向旋转地套设在所述导向套上，所述导向套内设置有弹性支撑部件，所述球面阀芯的一侧的边缘与所述导向组件贴合，或所述球面阀芯的另一侧的边缘与所述阀座贴合，且所述球面阀芯的边缘为锐刀结构。

2.根据权利要求1所述的一种金属硬密封球面阀，其特征在于，还包括中法兰、填料组件以及填料压盖，所述中法兰布置在所述入口阀体的一侧且所述中法兰套设在所述阀杆组件的外侧壁，所述中法兰在其轴向设置有一填料函，所述填料组件嵌设在所述填料函内，所述填料组件与所述阀杆组件的外侧壁贴合，所述填料压盖嵌设在所述填料函内，且所述填料压盖的下端与所述填料组件贴合。

3.根据权利要求1所述的一种金属硬密封球面阀，其特征在于，所述弹性支撑部件包括弹簧座和弹簧，所述导向套开设有一凹槽，所述弹簧座和所述弹簧布置在所述凹槽内，所述弹簧座呈“凸”字形设置，所述弹簧套设在所述弹簧座的外侧壁，所述弹簧座的一端与所述球面阀芯的一侧的接触，且所述球面阀芯与所述导向套为间隙配合。

4.根据权利要求1所述的一种金属硬密封球面阀，其特征在于，所述球面阀芯边缘的锐刀结构的轮廓角度小于等于90°。

5.根据权利要求1所述的一种金属硬密封球面阀，其特征在于，所述入口流道、所述导向轨道以及所述出口流道同轴设置。

6.根据权利要求5所述的一种金属硬密封球面阀，其特征在于，所述阀芯底座开启，所述阀芯流道与所述导向轨道同轴设置，且所述阀芯流道的截面积大于等于所述入口流道的截面积，所述阀芯流道的截面积大于等于所述出口流道的截面积。

7.根据权利要求1所述的一种金属硬密封球面阀，其特征在于，所述入口流道、所述出口流道、所述导向轨道以及所述阀芯流道采用硬化处理；所述球面阀芯和所述阀座加工制造时需要硬化处理，或采用硬质合金加工制成。

8.根据权利要求1所述的一种金属硬密封球面阀，其特征在于，所述阀芯底座中部呈半圆环设置，或所述阀芯底座呈圆环设置。

9.根据权利要求8所述的一种金属硬密封球面阀，其特征在于，圆环状的所述阀芯底座中部的两侧均设置有所述导向套，每一所述导向套内均设置有所述弹性支撑部件，且每一所述导向套均套设有一所述球面阀芯，其中一所述球面阀芯能跟随所述阀芯底座旋转地与所述入口流道正对，另一所述球面阀芯能跟随着所述阀芯底座旋转地与所述出口流道正对。

10.根据权利要求9所述的一种金属硬密封球面阀，其特征在于，所述导向轨道包括两所述阀座和一所述导向组件，两所述阀座分别布置在所述导向组件的两侧，每一所述球面阀芯背离所述阀腔的一侧与一所述阀座贴合，所述球面阀芯与所述阀座之间的贴合实现双向密封或单向密封。