CN109340397A - 上装式超低温球阀 - Google Patents

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段大军
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Abstract

本发明公开了一种上装式超低温球阀，包括阀体、阀座部件和球芯。所述阀座部件相对球芯旋转中心对称压紧于球芯的两侧，两对称阀座与所述阀体之间密封均通过蓄能式密封圈和密封环双重密封，密封环设置在蓄能式密封圈后端。所述阀座上设有与球芯软性接触的软密封面以及与球芯硬性接触的硬密封面。所述阀座部件上设有对阀座施加弹性预紧力的弹性部件，弹簧力作用于球芯方向。所述阀座部件上设有限位块及卸力压圈。本装置可以减少LNG超低温上装式球阀在线使用过程中出现内漏及拆卸螺纹咬伤的问题，密封性能更好，寿命更高，维修更方便。

Description

上装式超低温球阀
技术领域
本发明涉及控制流体的阀门领域，特别涉及一种上装式超低温球阀。
背景技术
LNG超低温上装式球阀广泛应用于液化天然气接收站、液化天然气运输等装置上。液化天然气不但易燃易爆，而且在升温时要气化，气化时，体积膨胀数百倍。LNG超低温上装式球阀是目前LNG运输、LNG接收站等装置中主要阀门之一，是保证装置安全运行的关键设备。根据国家能源发展规划，未来我国LNG的进口量持续增加，LNG接收站的建设也呈加速态势。作为LNG接收站中的关键设备，现有技术中，LNG超低温上装式球阀密封效果差，在线使用过程中容易出现内漏，从而阀门无法实现设计要求,使用寿命短，造成大量能源浪费和巨大的经济损失。同时阀门故障后，存在在线维护拆卸困难，更换备件价格高，供货周期长等问题。因此实现此类产品的国产化，以及提高产品的密封性和降低在线拆卸难度至关重要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种上装式超低温球阀，可以减少LNG上装式超低温球阀在线使用过程中出现内漏的问题，密封性能更好，寿命更高。
本发明一种上装式超低温球阀，包括阀体、阀座和球芯，所述阀座部件相对球芯旋转中心对称压紧于球芯的两侧，两对称阀座均通过蓄能式密封圈和密封环与所述阀体密封。
进一步，相对阀座与阀体之间密封设置蓄能式密封圈和密封环，以球芯旋转中心对称设置，所述密封环设置在蓄能式密封圈后端。
进一步，所述阀座上设有与球芯软性接触的软密封面以及与球芯硬性接触的硬密封面。
进一步，所述阀座与球芯的接触面上，设置有用于容纳软阀座的安装槽。
进一步，背离球芯一侧在阀座的后端设有一个对阀座施加弹性预紧力的弹性部件。
进一步，所述弹性部件的后端设置有一底座，所述底座滑动设置在所述阀体内并通过限位装置限位。
进一步，所述限位装置为螺纹设置在底座外圆周上的限位块。
进一步，所述底座的外圆周上还可拆卸设置有用于卡合拆卸工具的阀座压圈。
进一步，所述阀座压圈也是螺纹设置在底座外圆周上的。
进一步，所述阀座压圈的外圆周上，设有用于卡合拆卸工具的沟槽，所述沟槽均匀分布在阀座压圈的外圆周上。
本发明的有益效果：本装置阀座与阀体之间流通密封采用蓄能式密封圈和石墨密封圈双道密封，蓄能式密封圈自带预紧弹簧，预紧弹簧能在低温下对密封圈提供密封比压。当前端介质进入阀座腔后，由蓄能式密封圈阻断，并将介质推力转移到石墨密封环，为石墨密封环提供密封比压，双道密封圈两两之间互相补偿，防止了单一密封圈局部损伤产生的泄漏，从而减少阀门泄漏量，提高阀门密封稳定性。本装置可以减少LNG超低温上装式球阀在线使用过程中出现内漏的问题，密封性能更好，寿命更高。同时，在阀门装卸过程中，通过专用工装卡合拆卸工具阀座压圈的沟槽上，卸除阀座限位块上的载荷，减少阀座限位块在运动过程中螺纹咬死现象。保证了阀座拆卸可靠性及稳定性。同时降低了阀门装卸难度。
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为本发明上装式球阀的结构示意图；
图2为阀座与阀体之间的密封结构处的放大图；
图3为阀座压圈的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明上装式超低温球阀的结构示意图，图2为阀座部件与阀体之间的密封结构处的放大图。本发明一种上装式超低温球阀，包括阀体1、阀座3和球芯7，阀座3相对球芯7旋转中心对称压紧于球芯7的两侧，两个阀座3均通过蓄能式密封圈与阀体1密封。其中19为上阀盖，18为带动球芯7转动阀杆，其具体的连接方式均为现有技术。图1中，蓄能式密封圈包括设置在左侧的第一蓄能式密封圈2和设置在右侧的第二蓄能式密封圈11。其中，6为轴承，球芯7通过阀杆18和轴承6来支撑和传递扭矩，8为设置在阀体1底部的底塞，14为轴承垫，19为上阀盖，29支架，30为连接件，连接件30将执行机构的力矩传递给阀杆18，带动球芯旋转90°来切断或开启介质流通，支架29用于固定执行机构。
本实施例中，相对球芯7旋转中心还对称设置有一对密封环，密封环设置在蓄能式密封圈朝后端向球芯一侧。本实施例的密封环为石墨密封环10，均设置在各自的蓄能式密封圈的内侧。二道密封圈两两之间互相补偿，并且蓄能式密封圈自带预紧弹簧，预紧弹簧能在低温下对密封圈提供密封比压，克服温度变化过程中对密封的影响，二道密封圈之间形成压力缓冲区域，降低蓄能式密封圈两端压力差，从而减少阀门泄漏量，保证阀座3与阀体1之间的密封性能。当前端介质进入阀座腔后，由蓄能式密封圈2阻断，并将介质推力转移到石墨密封环10，为石墨密封环10提供密封比压，双道蓄能式密封圈两两之间互相补偿，防止了单一密封圈局部损伤产生的泄漏，从而减少阀门泄漏量，提高阀门密封稳定性。
本实施例中，所述阀座3上设有与球芯7软性接触的软密封面16以及与球芯7硬性接触的硬密封面15。阀座3与球芯7之间流通密封采用软密封加硬密封的复合式密封结构形式，复合式密封结构是指阻断介质时软密封面16与硬密封面15同时密封，硬密封面15是在阀座3前端与球芯7接触部分喷焊硬质合金粉，硬密封面15和软密封面16加工成与球芯7适应的圆弧面，保证与球芯7表面100％接触，复合式密封结构在开关过程中能减少密封面磨损及冲刷，增大阀座3密封面积，提高阀座3与球芯7之间的密封性能。
本实施例中，阀座3与球芯7的接触面上，设置有用于容纳软阀座的安装槽17。软阀座装入阀座3内，可以实现阀座3与球芯7同时软性密封和硬密封，实现上述功能，软阀座是可更换的设置在安装槽17，是可更换的。
本实施例中，背离球芯7一侧在阀座3的后端设有一个对阀座3施加弹性预紧力的弹性部件。本实施例弹性部件为阀座弹簧12，阀座弹簧12的后端设置有一底座，即弹簧座4，弹簧座4滑动设置在阀体1内并通过限位装置限位。应当可以理解，弹性部件也可采用本领域其他可以提供弹性的零件。
本实施例中，所述限位装置为螺纹设置在底座外圆周上的限位块5。限位块5是与弹簧座4的外表面螺纹连接的，可以从弹簧座4的外端拧出或者拧入。底座的外圆周上还可拆卸设置有用于卡合拆卸工具的阀座压圈9。本实施例阀座压圈9的装配方式与限位块5相同，也是可以直接与弹簧座4的外表面螺纹连接，但是却不局限与此，也可以直接与弹簧座4的外表面拆卸连接，拆卸连接的方式可采用本领域其他已知的方式。如图3所示，阀座压圈9的外圆周上，设有用于卡合拆卸工具的沟槽，所述沟槽均匀分布在阀座压圈的外圆周上。本实用阀座压圈9通过连接拆卸工具，实现阀座3安全可靠的拆卸，同时降低了阀门装卸难度。
阀座的安装：
1、在阀体1内，安装阀座3、弹簧座4、阀座弹簧12，同时在弹簧座4上旋入限位块5和阀座压圈9，并将弹簧座4及阀座3一起推入底端，让弹簧座4端面与阀体1接触，在中间给球留出足够的空间。
2、将球芯7处于开启状态，装入阀体1内。
3、用拆卸工具连接阀座压圈9对称两端的沟槽，拆卸工具的功能，设置为可向内拉动阀座压圈9，从而实现让弹簧座4推动阀座3朝球芯的方向或移动，最终保持阀座3与球芯7紧密贴合，并压缩阀座弹簧12为阀座提供预紧力，保证阀座的密封性能。
4、旋转限位块5，将限位块5与阀体1接触即可，卸除拆卸工具。在旋转过程中，限位块5不承载阀座弹簧12的压缩力，减少限位块5在运动过程中螺纹咬死现象。
阀座的拆卸：
1、用拆卸工具连接阀座压圈9对称两端的沟槽，让拆卸工具受力，再旋转限位块5，使限位块5远离阀体。
2、将拆卸工具向反方向作用，使阀座密封面从球芯上移开，尽最大的努力移开阀座与球芯之间的距离。
3、拆卸掉拆卸工具，取出球芯7。
4、再用工装连接阀座压圈9对称两端的沟槽，旋转拆卸工具，让阀座3朝球芯的方向移动，最终从阀体上取出阀座部件，由此可见拆卸工具的功能，设置为可向内拉动或者推动阀座压圈9即可，现有技术中类似液压缸或气缸的装置即可实现，其连接方式和功能均为本领域的常规技术手段，本领域技术人员应当可以理解。
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 (10)

1.上装式超低温球阀，包括阀体、阀座部件和球芯，其特征在于：所述阀座部件相对球芯旋转中心对称压紧于球芯的两侧，两对称阀座与所述阀体之间密封均通过蓄能式密封圈和密封环双重密封。
2.根据权利要求1所述的上装式超低温球阀，其特征在于：相对阀座与阀体之间密封设置蓄能式密封圈和密封环，以球芯旋转中心对称设置，所述密封环设置在蓄能式密封圈后端。
3.根据权利要求1所述的上装式超低温球阀，其特征在于：所述阀座上设有与球芯软性接触的软密封面以及与球芯硬性接触的硬密封面。
4.根据权利要求3所述的上装式超低温球阀，其特征在于：所述阀座与球芯的接触面上，设置有用于容纳软阀座的安装槽。
5.根据权利要求1所述的上装式超低温球阀，其特征在于：背离球芯一侧在阀座的后端设有一个对阀座施加弹性预紧力的弹性部件。
6.根据权利要求5所述的上装式超低温球阀，其特征在于：所述弹性部件的后端设置有一底座，所述底座滑动设置在所述阀体内并通过限位装置限位。
7.根据权利要求6所述的上装式超低温球阀，其特征在于：所述限位装置为螺纹设置在底座外圆周上的限位块。
8.根据权利要求7所述的上装式超低温球阀，其特征在于：所述底座的外圆周上还可拆卸设置有用于卡合拆卸工具的阀座压圈。
9.根据权利要求8所述的上装式超低温球阀，其特征在于：所述阀座压圈也是螺纹设置在底座外圆周上的。
10.根据权利要求9所述的上装式超低温球阀，其特征在于：所述阀座压圈的外圆周上，设有用于卡合拆卸工具的沟槽，所述沟槽均匀分布在阀座压圈的外圆周上。
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