CN110214243A - 带有低温阀座的球阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有低温阀座的球阀，其包括：带有入口和出口管道(2)的阀体(1)；带有通孔(4)的球(3)，该球(3)被布置在阀体(1)的内凹部中在入口和出口管道(2)之间；用于每个管道的封闭阀座，该封闭阀座包括：具有第一部分(7.1)和第二部分(7.2)的密封垫圈(7)，该第一部分(7.1)被插入限定在球(3)被布置在其中的内凹部的壁(6)中的容纳部(8)中，该第二部分(7.2)从容纳部(8)突出并与球(3)接触；以及将密封垫圈(7)抵靠球(3)推动的压力元件(9)，其中该压力元件(9)被布置在球(3)被布置在其中的内凹部的壁(6)的容纳部(8)中，与密封垫圈(7)的第一部分(7.1)接触。

Description

带有低温阀座的球阀
技术领域
本发明涉及在承载流体的导管中使用的球阀，提出了一种带有低温阀座的阀，该低温阀座制有使得在应用的阀的任何使用状况中(即使在低温下)能有效地获得完美的封闭状况的特征。
背景技术
球阀通常在承载流体的导管中使用，其包括设置有穿过其的通孔的球，并且该球被紧贴地布置在限定在阀的入口和出口管道之间的对应的球形凹入的内凹部中，使得借助于球的旋转有可能中断和建立阀的所述入口和出口管道之间的通道。
为了在球与球被布置在其中的内凹部的壁之间建立完全气密密封(这确保阀的完美起作用)，球的凸表面必须与内凹部的凹表面完全吻合。常规地，围绕阀的入口和出口管道中的每个的内口、在球被布置在其中的内凹部的壁与球的外表面之间布置有由弹性材料制成的密封垫圈构成的封闭阀座，以便实现对于球的形状可能的不规则性的适应并且从而防止阀的泄漏。
然而，在非常低的温度下，垫圈的弹性材料硬化并且失去适应于阀的球的不规则性所必要的弹性，同时在所述低温下，由于其金属材料的收缩不是线性的，球可能变得变形并变成椭圆形或不规则。
因此，在伴随常规球阀的低温(-29℃与-196℃之间)的应用中，旋转球与对应内凹部的壁之间的封闭阀座失去其气密密封，产生泄漏，为此原因，所述阀在这些温度下不是有效的。
与本发明相同申请人的文件ES2549277B1示出了一种带有具有密封垫圈和弹簧的封闭阀座的球阀。密封垫圈具有第一部分和第二部分，该第一部分被插入球被布置在其中的内凹部的壁的容纳部中，该第二部分从所述容纳部突出并与球接触。弹簧位于球被布置在其中的内凹部的壁与密封垫圈的第二部分之间，使得弹簧将密封垫圈的第二部分抵靠球的表面推动，建立气密封闭。
在正常状况下，该封闭阀座维持球与球被布置在其中的内凹部的壁之间的气密性，并且在伴随其中密封垫圈失去弹性并且球可能由于其质量中的不均匀收缩而变得变形的低温的状况下，弹簧在密封垫圈上的推动使垫圈适应于球的表面，确保气密封闭。
现在，尽管该解决方案确保了密封垫圈的第二部分与球之间的接触，但申请人已经发现在低温下，通过球的通孔的流体通过密封垫圈的第一部分被插入其中的容纳部泄漏。
因此，一种允许防止通过密封垫圈被插入其中的容纳部发生的泄漏的解决方案是必要的。
发明内容
本发明涉及一种带有低温阀座的球阀，其使得即使在伴随低温的状况下也有可能确保阀的气密性。
该球阀包括：
-带有入口和出口管道的阀体，
-带有通孔的球，该球被布置在阀体的内凹部中在入口和出口管道之间，该球能够在将通孔连接到入口和出口管道的位置与其中球中断所述入口和出口管道之间的通道的位置之间旋转，以及
-用于每个入口和出口管道的封闭阀座，其包括：
o密封垫圈，其具有第一部分和第二部分，该第一部分被插入限定在球被布置在其中的内凹部的壁中的容纳部中，该第二部分从容纳部突出并与球接触，以及
o压力元件，其将密封垫圈抵靠球推动，其中该压力元件被布置在球被布置在其中的内凹部的壁的容纳部中，与密封垫圈的第一部分接触。
容纳部中压力元件的布置允许创建这样的空间：使得可能从阀内侧泄漏的流体被保持在密封垫圈的容纳部中，使得流体的非常大的扩张力被用于在容纳部中压缩密封垫圈，并且同时提高密封垫圈在球上的压力，从而防止通过密封垫圈的容纳部的泄漏，并确保球与密封垫圈之间的气密密封，即使在伴随其中密封垫圈失去弹性的非常低的温度的状况下也是如此。此外，流体的非常大的扩张力帮助压缩压力元件并改善压力元件在密封垫圈上的压力作用。
优选地，密封垫圈的第一部分具有环形唇部，该环形唇部通过由压力元件施加的压力而被保持在容纳部中。利用该布置，改善了密封垫圈的容纳部的密封，进一步防止流体泄漏。
优选地，压力元件是中空螺旋管弹簧。压力元件的中空实施例使得进入容纳部的流体能够在容纳部内侧自由地扩张，由此增加流体与密封垫圈之间的接触表面。
另外，阀包括将阀的内凹部连接到容纳部的通道。以这种方式，连接被有目的地限定为将流体引导到容纳部的压力元件被布置在其中的部分，确保流体的非常大的压力被用于改善容纳部的气密密封以及密封垫圈与球之间的气密密封。
以这种方式，实现了一种带有封闭阀座的球阀，当密封垫圈具有适应于球的表面的必要弹性时以及当由于低温的影响密封垫圈失去弹性时，该球阀都是有效地气密的，因为来自压力元件的推动提供必要的压力，使得所述密封垫圈可以与球的表面上的压力相适应，尽管球可能具有一些变形，并且同时该球阀利用泄漏进入密封垫圈的容纳部中的流体的扩张力以便改善封闭阀座的气密密封。
附图说明
图1示出根据本领域的状态的球阀的封闭阀座的局部剖视图。
图2示出本发明的球阀的局部横截面的透视图。
图3是前图的阀的完整纵向剖视图。
图4是根据第一实施例的球阀发明的封闭阀座的放大详细视图。
图4A示出前图的封闭阀座的密封垫圈的透视图。
图5是根据第二实施例的球阀发明的封闭阀座的放大详细视图。
图5A示出前图的封闭阀座的密封垫圈的透视图。
图6是根据第三实施例的球阀发明的封闭阀座的放大详细视图。
图6A示出前图的封闭阀座的密封垫圈的透视图。
具体实施方式
本发明涉及一种布置在承载流体的导管中、特别是针对低温状况下(在-29℃与-196℃之间的温度范围中)的应用的类型的球阀。
图2和图3示出根据本发明的球阀，其包括：具有内凹部的阀体(1)，该内凹部具有球形构造，通过该内凹部将对应的相对管道(2)连接，一个是穿过阀的通道的入口并且另一个是穿过阀的通道的出口；具有通孔(4)并且被接合到控制杆(5)的球(3)，该球(3)被容纳在内凹部中。借助于杆(5)，球(3)可以在其中通孔(4)建立阀体(1)的入口和出口管道(2)之间的连接使通道打开为穿过阀的位置与另一位置之间旋转，在所述另一位置中，球(3)中断阀体(1)的所述入口和出口管道(2)之间的连接，使穿过阀的通道关闭。
该阀包括低温阀座，该低温阀座具有用于阀的每个入口和出口管道(2)的封闭阀座，以便实现球(3)与球(3)被布置在其中的内凹部的壁(6)之间的气密密封。封闭阀座围绕阀的入口和出口管道(2)中的每个的内口布置，并且包括由弹性材料制成的密封垫圈(7)，该密封垫圈(7)具有第一部分(7.1)和第二部分(7.2)，该第一部分(7.1)被插入球(3)被布置在其中的内凹部的壁(6)的容纳部(8)中，第二部分(7.2)从容纳部(8)突出并与球(3)和将密封垫圈(7)抵靠球(3)推动的压力元件(9)接触。
图1示出根据本领域的现有状态制得的封闭阀座。密封垫圈(7)的第一部分(7.1)被插入球(3)被布置在其中的内凹部的壁(6)的容纳部(8)中，而密封垫圈(7)的第二部分(7.2)从容纳部(8)突出与球(3)接触，在该布置中，压力元件(9)位于球(3)被布置在其中的内凹部的壁(6)与密封垫圈(7)的第二部分(7.2)之间，使得压力元件(9)将密封垫圈(7)的第二部分(7.2)抵靠球(3)的表面推动。以这种方式，由于密封垫圈(7)的第二部分(7.2)通过压力元件(9)的作用而被压在球(3)的表面上的事实，确保了气密密封；然而，在低温下，流体倾向于通过密封垫圈(7)的第一部分(7.1)被插入其中的容纳部(8)从内凹部泄漏。
本发明提出通过将压力元件(9)布置在球(3)被布置在其中的内凹部的壁(6)的容纳部(8)中来解决该问题，压力元件(9)与密封垫圈(7)的第一部分(7.1)接触。利用该布置，容纳部(8)没有被密封垫圈(7)的第一部分(7.1)完全覆盖，而是容纳部(8)的部分被压力元件(9)占据，使得从阀内侧泄漏的流体倾向于占据容纳部(8)的压力元件(9)被定位在其中的空间，流体被保持在所述空间中。流体由于其非常大的压力而在容纳部(8)中压缩密封垫圈(7)，将该密封垫圈(7)抵靠球(3)推动，这帮助防止流体溢出容纳部(8)，并且密封垫圈(7)压靠球(3)。同时，流体的压力帮助压力元件(9)在密封垫圈(7)上施加力并且从而在球(3)上赋予更多的压力。
根据本发明的一个优选实施例，密封垫圈(7)的第一部分(7.1)具有环形唇部(7.11)，该环形唇部(7.11)通过由压力元件(9)施加的压力而被保持在容纳部(8)中。环形唇部(7.11)被布置在密封垫圈(7)的外侧上，使得其被保持在压力元件(9)与容纳部(8)的上壁之间，同时从阀的内侧泄漏的流体倾向于从容纳部(8)的下部进入容纳部(8)。以这种方式，流体的压力帮助压力元件(9)收紧密封垫圈(7)的环形唇部(7.11)，由此改善密封，防止流体逸出容纳部(8)，即使在其中密封垫圈(7)失去弹性的低温下也是如此。
优选地，压力元件(9)是中空螺旋管弹簧(toroidal spring)，意味着环形螺旋弹簧，使得通过成为中空元件，其使得流体能够灌满容纳部(8)并施加合适的压力，该压力帮助将密封垫圈(7)抵靠球(3)按压，以及将环形唇部(7.11)抵靠容纳部(9)的上壁按压。
如在图5和图6的示例性实施例中所见，可以预见，阀另外地包括将球(3)被布置在其中的内凹部连接到容纳部(8)的通道(10)。以这种方式建立了连接，该连接确保流体进入容纳部(8)，确保即使在低温下也使用非常多流体的压力来改善阀的密封特性。
在小的阀中并且可适用于在低压下承载流体的导管时，密封垫圈(7)的组件的固定可以通过在其边缘之一上的简单抓持来建立，如图5和图5A的示例中所示，由此便于阀组装。然而，在大的阀中并且可适用于在高压下承载流体的导管时，密封垫圈(7)的组件的固定包括两个环形部分，如图6和图6A的示例中所见，在对于阀的气密密封的有效状况下利用两个环形部分实现了对流体的压力的更大抵抗性。

Claims (4)

1.一种带有低温阀座的球阀，所述球阀包括：
-带有入口和出口管道(2)的阀体(1)，
-带有通孔(4)的球(3)，所述球(3)被布置在所述阀体(1)的内凹部中在所述入口和出口管道(2)之间，所述球(3)能够在将所述通孔(4)连接到所述入口和出口管道(2)的位置与其中所述球(3)中断所述入口和出口管道(2)之间的通道的位置之间旋转，
以及
-用于每个入口和出口管道(2)的封闭阀座，所述封闭阀座包括：
o具有第一部分(7.1)和第二部分(7.2)的密封垫圈(7)，所述第一部分(7.1)被插入限定在所述球(3)被布置在其中的所述内凹部的壁(6)中的容纳部(8)中，所述第二部分(7.2)从所述容纳部(8)突出并与所述球(3)接触，以及
o压力元件(9)，其将所述密封垫圈(7)抵靠所述球(3)推动，其特征在于，所述压力元件(9)被布置在所述球(3)被布置在其中的所述内凹部的壁(6)的容纳部(8)中与所述密封垫圈(7)的第一部分(7.1)接触。
2.根据权利要求1所述的带有低温阀座的球阀，其特征在于，所述密封垫圈(7)的第一部分(7.1)具有环形唇部(7.11)，所述环形唇部(7.11)通过由所述压力元件(9)施加的压力而被保持在所述容纳部(8)中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的带有低温阀座的球阀，其特征在于，所述压力元件(9)是中空螺旋管弹簧。
4.根据前述权利要求中任一项所述的带有低温阀座的球阀，其特征在于，所述球阀另外包括将所述阀的内凹部连接到所述容纳部(8)的通道(10)。
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