CN111156328A - 一种锻钢硬密封浮动球阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门技术领域，公开了一种锻钢硬密封浮动球阀，其包括阀体，阀体连有阀盖，阀盖内有介质管道，阀体内有介质通道，介质通道包括介质入口和介质出口，介质通道内连有阀座，阀座的两侧分别设有弹性密封件和柔性密封垫，阀座内有球阀，球阀的一侧有阀杆，阀体连有管体，管体与阀杆之间有密封填充组件，阀杆连有手柄；球阀内开设有转动槽、升降槽和位移孔，且升降槽与位移孔间有让位区，升降槽内有升降杆，位移孔内有位移杆，升降杆的一端为斜面，位移杆的一端有坡面，球阀的表面有弧形弹性片，位移杆滑出位移孔时，位移杆的端部抵紧弧形弹性片，相邻弧形弹性片的首尾压接在一起，阀座上有微型槽。本发明具有提高球阀密封性的效果。

Description

一种锻钢硬密封浮动球阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，尤其是涉及一种锻钢硬密封浮动球阀。

背景技术

浮动球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。球阀是用带有圆形通孔的球体作为启闭件，在阀杆驱动下球体围绕阀杆中心作0~90度旋转，完成启闭功能；具有结构紧凑开关迅速的特点，转动90度，即可关闭阀门，切断管路介质；球体通道直径与管路直径相同，流阻小，流通能力大；阀杆为下装式，杜绝了阀杆穿出的事故发生，保证了使用安全。

参照图1，为现有技术中的锻钢硬密封浮动球阀，包括三通的阀体1和阀盖2，阀体中设置有阀座7，阀座内设有球阀10，球阀10的一侧固定连接有阀杆11，阀杆11与阀体1之间设有密封填充组件14，球阀10上还开设有介质通道6，阀座7与阀体1之间设有弹性密封件8。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述现有技术中，虽然已经具备了密封性，但是根据浮动球阀的特点，在阀门打开的时候，由于球阀不再受到压力的影响而浮动，此时阀座与阀体之间的会产生微小的间隙，因此球阀在打开时的密封性有待提高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种提高球阀密封性的锻钢硬密封浮动球阀。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种锻钢硬密封浮动球阀，包括阀体，所述阀体的一端通过固定件连接有阀盖，所述阀盖与所述阀体的连接处设有中道垫片，所述阀盖内开设有介质管道，所述阀体内开设有与所述介质管道相连通的介质通道，所述介质通道包括介质入口和介质出口，所述介质通道内嵌入有阀座，所述阀座靠近所述介质入口的一端与所述介质通道的连接处设有弹性密封件，所述阀座靠近所述介质出口的一端且与所述阀盖的连接处设有柔性密封垫，所述阀座内转动连接有球阀，所述球阀的一侧转动滑移连接有阀杆，所述阀体对应所述阀杆的位置固定连接有供所述阀杆放置的管体，所述管体与所述阀杆之间设有上密封座，所述管体内所述上密封座远离所述球阀的一侧设有密封填充组件,所述阀杆远离所述管体的端部固定连接有手柄；

所述球阀靠近所述阀杆的一侧开设有供所述阀杆放置的转动槽，所述转动槽内滑设有螺纹圈，所述螺纹圈的两端设有限位块，所述阀杆的侧壁设有四分之三圈螺纹；所述转动槽的底部开设有多个升降槽，所述升降槽内滑移连接有升降杆，所述升降槽内开设有与所述升降槽相连通的位移孔，所述位移孔与所述升降槽不平行且所述位移孔靠近所述升降槽的端部设有让位区，所述位移孔内滑移连接有位移杆，所述阀杆朝向所述球阀的中心移动时带动所述升降杆一起移动，所述升降杆远离所述阀杆的一端设为斜面，所述位移杆靠近所述升降杆的一端设有与所述斜面相抵接且滑移连接的坡面，所述升降杆朝向所述球阀中心移动时，所述位移杆远离所述升降杆的一端凸出于所述球阀的表面，所述球阀的表面靠近所述位移孔的位移转动连接有弧形弹性片，所述位移杆滑出所述位移孔时，所述位移杆的端部抵紧所述弧形弹性片，相邻所述弧形弹性片的首尾压接在一起，所述阀座对应所述位移孔的位置开设有供所述弧形弹性片放置的微型槽。

通过采用上述技术方案，正向转动手柄，使得阀杆上的螺纹抵接在限位块处，从而带动球阀的转动，使得阀门打开，此时阀杆朝向球阀的中心处下移，阀杆的端部压接升降杆，使得升降杆处于下降的状态，由于坡面和斜面的相互滑移和推挤，使得升降杆推动位移杆伸出位移孔，伸出位移孔的位移杆抵接在弧形弹性件上，使得弧形弹性件产生弹性形变，从而使得弧形弹性件推挤球阀两侧的阀座，使得阀座与阀体之间更加紧密，从而有利于提高球阀的密封性；且微型槽为弧形弹性片的弹性形变提供了部分形变空间，使得球阀与阀座之间的间隙不至于过大而影响到球阀的密封性，且首尾压接在一起的弧形弹性片，使得弧形弹性片在发生弹性形变后，相邻的弧形弹性片有利于其所压接的弧形弹性片的复位；当反向转动手柄，使得阀杆上的螺纹端抵接螺纹圈另一端的限位块，继续转动手柄，使得阀门关闭，此时阀杆朝向远离球阀中心的方向移动，弧形弹性片复位，使得位移杆收缩进位移槽，从而使得升降杆朝向远离球阀中心的方向滑移，此时介质入口处由于受到压力的影响，使得阀座在介质通道内处于浮动的状态，从而抵紧介质通道，使得球阀具有良好的密封性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述斜面和所述坡面之间设有滑移块和滑移槽，所述滑移块滑移连接在所述滑移槽内。

通过采用上述技术方案，滑移块在滑移槽内滑移，使得滑移块起到导向的效果，有利于防止升降杆和位移杆的自转。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述位移孔上设有导向侧壁，所述位移杆上对应所述导向侧壁的位置设有与所述导向侧壁贴合的导向面。

通过采用上述技术方案，在位移杆位移的过程中，导向面沿着导向侧壁滑移，有利于防止位移杆产生自转。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述弧形弹性片的外侧包裹有弹性密封圈。

通过采用上述技术方案，由于弧形弹性片产生的弹性形变存在的微小间隙，弹性密封圈堵住该微小间隙，有利于增加球阀与阀座之间的密封性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述弹性密封圈整体呈圆台状。

通过采用上述技术方案，圆台状的弹性密封件有利于贴合球阀的表面，使得球阀的密封性提高。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述密封填充组件包括填料垫，所述填料垫位于所述上密封座远离所述球阀的一侧，所述填料垫远离所述上密封座的一侧填充有填料，所述填料远离所述填料垫的一侧设有填料压板，所述填料压板远离所述填料的一侧设有锁片。

通过采用上述技术方案，填料垫和填料压板为填料提供了放置空间，且锁片使得填料被稳定地限制在管道内，密封填料组件有利于增加阀杆与管体之间，以及阀杆与阀体和球阀之间的密封性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述弹性密封件设为蝶形弹簧。

通过采用上述技术方案，碟形弹簧是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧，在承受负载变形后，储蓄一定的势能，当螺栓出现松弛时，碟形弹簧释放部分势能以保持连接间的压力达到密封要求；碟形弹簧应力分布由里到外均匀递减，能够实现低行程高补偿力的效果；刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷，适合于轴向空间要求小的场合。具有变刚度特性，这种弹簧具有很广范围的非线性特性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述柔性密封垫设为柔性密封石墨垫。

通过采用上述技术方案，柔性密封石墨垫适应于热水、高温、高压蒸汽、热交换液、氮气、有机溶剂、碳氢化合物、低温液体等介质；而且具有热稳定、自润滑、自密封、耐腐蚀、不老化、不发脆等优点，在严苛的工况条件能长期稳定的工作，基本不需要维护。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述手柄包括柄体和连接所述柄体与所述阀杆的连接件，所述连接件固定连接在所述阀杆的端部，所述连接件包括外六角螺栓和内六角螺栓，所述外六角螺栓设有多个且对称分布在所述内六角螺栓的周侧。

通过采用上述技术方案，柄体由外六角螺栓和内六角螺栓固定在阀杆的端部，外六角螺栓增加了内六角螺栓的稳定性，从而提高了柄体转动的稳定性。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.顺时针转动手柄后，使得阀杆上的螺纹抵接在限位块处，继续转动手柄可以使得阀杆能够带动球阀的转动，从而打开阀门，阀杆朝向球阀的中心方向移动，此时阀杆的端部挤压升降杆，使得升降杆缩进升降槽，升降杆推挤位移杆移动，位移杆伸出位移孔并抵接在弧形弹性件上，弧形弹性件产生弹性形变，使得弧形弹性件对球阀两侧的阀座施加压力，有利于提高阀门打开状态时阀座与阀体之间的紧密性；同时微型槽为弧形弹性片的弹性形变提供了部分形变空间，有利于避免球阀与阀座之间的间隙不至于过大而影降低球阀的密封性；首尾压接的弧形弹性片有利于其所压接的弧形弹性片的复位；当逆时针转动手柄时，使得阀杆上的螺纹端抵接螺纹圈另一端的限位块，继续转动手柄使得阀杆带动球阀转动，从而关闭阀门，阀杆朝向远离球阀的中心方向移动，弧形弹性片复位，位移杆收缩进位移槽，升降杆朝向远离球阀中心的方向滑移，由于阀座收到介质的压力影响，阀座在介质通道内处于浮起并抵紧介质通道的状态，因而使得球阀具有良好的密封性；

2.导向面贴合导向侧壁滑移，使得位移杆不容易产生自转；

3.弹性密封圈有利于堵住阀座与球阀之间收到推挤产生的微小间隙，提高球阀与阀座之间的密封效果。

附图说明

图1是现有技术的整体结构示意图；

图2是实施例的整体结构示意图；

图3是图2中A部分的局部放大示意图；

图4是用于展示手柄的整体结构示意图。

附图标记：1、阀体；2、阀盖；3、固定件；301、中道螺母；302、中道螺栓；4、中道垫片；5、介质管道；6、介质通道；601、介质入口；602、介质出口；7、阀座；8、弹性密封件；9、柔性密封垫；10、球阀；11、阀杆；12、管体；13、上密封座；14、密封填充组件；1401、填料垫；1402、填料；1403、压板；1404、锁片；15、手柄；1501、柄体；1502、连接件；16、转动槽；17、位移孔；1701、导向侧壁；1702、导向面；18、让位区；19、位移杆；20、斜面；21、坡面；22、螺纹圈；2201、限位块；23、微型槽；24、弹性密封圈；25、外六角螺栓；26、内六角螺栓；27、升降槽；28、升降杆；29、滑移块；30、滑移槽；31、弧形弹性片。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种锻钢硬密封浮动球阀，包括阀体1，阀体1为三通。阀体1的一端通过固定件3连接有管道状的阀盖2，固定件3包括中道螺母301和中道螺栓302。阀盖2与阀体1的连接处设有提高二者连接处密封性的圆环状中道垫片4。阀盖2内设有与其同轴的圆柱形介质管道5，阀体1内设有与介质管道5相连通的且与介质管道5同轴的圆柱形介质通道6。介质通道6包括介质入口601和介质出口602。介质通道6内嵌入有开设有通孔的阀座7，阀座7靠近介质入口601的一端与介质通道6的内壁处设处设有圆环状的弹性密封件8，弹性密封件8设为蝶形弹簧。阀座7靠近介质出口602的一端且与阀盖2的内壁连接处设有圆环状的柔性密封垫9，柔性密封垫9设为柔性密封石墨垫。

阀座7内转动连接有与其内壁贴合的球阀10，球阀10上开设有贯穿的通道。球阀10的一侧开设有转动槽16，转动槽16内螺纹连接有与其同轴的圆柱形阀杆11。转动槽16内设有一个凹槽状的螺纹圈22，且螺纹圈22的两端设有限位块2201，限位块2201焊接在转动槽16内且形成转动槽16的内壁的一部分。阀杆11的侧壁设凸起状的四分之三圈螺纹。转动槽16的底部开设有多个呈等间距圆周分布的圆柱形升降槽27，升降槽27内滑移连接有与其适配的圆柱形升降杆28。升降槽27内开设有与升降槽27相连通且与升降槽27垂直的位移孔17，且位移孔17靠近升降槽27的端部设有供位移杆19放置的让位区18。位移孔17内滑移连接有整体呈圆柱形的位移杆19，位移孔17上设有长方形状的导向侧壁1701，位移杆19上也设有贴合导向侧壁1701滑移的长方形状导向面1702。导向面1702使得位移杆19在滑移的过程中不容易产生自转。阀杆11带动升降杆28一起朝向球阀10的中心移动，升降杆28远离阀杆11的一端设为倾斜的斜面20，且斜面20朝向其所对应的位移杆19的方向。位移杆19靠近升降杆28的一端设有与滑移连接在斜面20上的坡面21，坡面21与斜面20向抵接。斜面20上一体成型有长方体状的滑移块29，坡面21上对应滑移块29的位置开设长方体状的滑移槽30。滑移块29滑移连接在滑移槽30内，不仅对于升降杆28起到导向的效果，而且有利于防止升降杆28和位移杆19的自转。

升降杆28被阀杆11带动朝向球阀10中心方向移动时，位移杆19的端部凸出于球阀10的表面。球阀10的表面靠近位移孔17的位置铰接有展开呈长方体状的弧形弹性片31，弧形弹性片31贴合球阀10的表面，相邻弧形弹性片31的首尾压接在一起围成一个环形。位移杆19滑出位移孔17时，位移杆19的端部抵紧弧形弹性片31的中间部位。阀座7对应弧形弹性片31的位置开设有供弧形弹性片31放置的圆环状的微型槽23。弧形弹性片31的外侧包裹有整体呈圆台状弹性密封圈24，由于弧形弹性片31产生的弹性形变存在微小的间隙，弹性密封圈24能够堵住该微小间隙，有利于增加球阀10与阀座7之间的密封性。而圆台状的弹性密封件8有利于贴合球阀10的表面，提高球阀10的密封性。

阀体1的其中一个支管设为管体12，管体12内设有套接在阀杆11外侧的圆盘状上密封座13，以提高阀体1的密封性。管体12内上密封座13远离球阀10的一侧设有用于提高阀杆11与管体12之间密封性的密封填充组件14。密封填充组件14包括套接在阀杆11外侧的圆盘状填料垫1401，填料垫1401位于上密封座13远离球阀10的一侧。填料垫1401远离上密封座13的一侧填充有用于密封的填料1402，填料1402远离填料垫1401的一侧设有套接在阀杆11周侧的填料1402压板1403，填料1402压板1403远离填料1402的一侧安装有圆盘状的锁片1404。

阀杆11远离管体12的端部通过有连接件1502连接长方体状的手柄15。手柄15包括柄体1501，连接件1502固定连接在阀杆11的端部。连接件1502包括外六角螺栓25和内六角螺栓26，外六角螺栓25设有多个且对称分布在内六角螺栓26的周侧。外六角螺栓25增加了内六角螺栓26的稳定性，从而使得柄体1501稳定性提高。

本实施例的实施原理为：通过转动手柄15带动阀杆11转动，当阀杆11上的螺纹抵接限位块2201时，阀杆11带动球阀10转动，控制阀门的开关。当欲打开阀门时，正向转动手柄15，阀杆11朝向球阀10的中心方向移动，阀杆11的端部挤压升降杆28。升降杆28利用坡面21和斜面20相互推挤，从而推动位移杆19移出位移孔17。位移杆19抵接在弧形弹性件上使得弧形弹性件产生弹性形变，弧形弹性件推挤球阀10两侧的阀座7，使得阀座7与阀体1之间更加紧密，从而提高了球阀10的密封性。微型槽23使得弧形弹性片31在发生弹性形变时不至于使得阀座7与球阀10之间的间隙过大而影响到球阀10的密封性。首尾压接的弧形弹性片31有利于其所压接的弧形弹性片31的还原。当欲关闭阀门时，反向转动手柄15，阀杆11朝向远离球阀10中心的方向移动，阀杆11上的螺纹端抵接螺纹圈22另一端的限位块2201处，继续转动手柄15带动阀门的关闭。同时，弧形弹性片31复位，使得位移杆19收缩进位移槽，升降杆28伸出升降槽27。处于关闭状态的球阀10，球阀10和阀座7受到来自介质入口601处的压力，使得阀座7浮动在介质通道6内且抵紧介质通道6，使得球阀10具有良好的密封性。

碟形弹簧是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧，在承受负载变形后，储蓄弹性势能。碟形弹簧由里到外的应力均匀递减，实现了低行程高补偿力的效果。而且碟形弹簧刚度大，具有较好的缓冲吸振能力，可以承受大载荷，适合于轴向空间较的场合。柔性密封石墨垫适应的介质范围广且具有热稳定、自润滑、自密封、耐腐蚀、不老化、不发脆等化学优点，实用寿命较长且维护成本低。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种锻钢硬密封浮动球阀，包括阀体（1），其特征在于：所述阀体（1）的一端通过固定件（3）连接有阀盖（2），所述阀盖（2）与所述阀体（1）的连接处设有中道垫片（4），所述阀盖（2）内开设有介质管道（5），所述阀体（1）内开设有与所述介质管道（5）相连通的介质通道（6），所述介质通道（6）包括介质入口（601）和介质出口（602），所述介质通道（6）内嵌入有阀座（7），所述阀座（7）靠近所述介质入口（601）的一端与所述介质通道（6）的连接处设有弹性密封件（8），所述阀座（7）靠近所述介质出口（602）的一端且与所述阀盖（2）的连接处设有柔性密封垫（9），所述阀座（7）内转动连接有球阀（10），所述球阀（10）的一侧转动滑移连接有阀杆（11），所述阀体（1）对应所述阀杆（11）的位置固定连接有供所述阀杆（11）放置的管体（12），所述管体（12）与所述阀杆（11）之间设有上密封座（13），所述管体（12）内所述上密封座（13）远离所述球阀（10）的一侧设有密封填充组件（14）,所述阀杆（11）远离所述管体（12）的端部固定连接有手柄（15）；

所述球阀（10）靠近所述阀杆（11）的一侧开设有供所述阀杆（11）放置的转动槽（16），所述转动槽（16）内滑设有螺纹圈（22），所述螺纹圈（22）的两端设有限位块（2201），所述阀杆（11）的侧壁设有四分之三圈螺纹；所述转动槽（16）的底部开设有多个升降槽（27），所述升降槽（27）内滑移连接有升降杆（28），所述升降槽（27）内开设有与所述升降槽（27）相连通的位移孔（17），所述位移孔（17）与所述升降槽（27）不平行且所述位移孔（17）靠近所述升降槽（27）的端部设有让位区（18），所述位移孔（17）内滑移连接有位移杆（19），所述阀杆（11）朝向所述球阀（10）的中心移动时带动所述升降杆（28）一起移动，所述升降杆（28）远离所述阀杆（11）的一端设为斜面（20），所述位移杆（19）靠近所述升降杆（28）的一端设有与所述斜面（20）相抵接且滑移连接的坡面（21），所述升降杆（28）朝向所述球阀（10）中心移动时，所述位移杆（19）远离所述升降杆（28）的一端凸出于所述球阀（10）的表面，所述球阀（10）的表面靠近所述位移孔（17）的位移转动连接有弧形弹性片（31），所述位移杆（19）滑出所述位移孔（17）时，所述位移杆（19）的端部抵紧所述弧形弹性片（31），相邻所述弧形弹性片（31）的首尾压接在一起，所述阀座（7）对应所述位移孔（17）的位置开设有供所述弧形弹性片（31）放置的微型槽（23）。

2.根据权利要求1所述的一种锻钢硬密封浮动球阀，其特征在于：所述斜面（20）和所述坡面（21）之间设有滑移块（29）和滑移槽（30），所述滑移块（29）滑移连接在所述滑移槽（30）内。

3.根据权利要求1所述的一种锻钢硬密封浮动球阀，其特征在于：所述位移孔（17）上设有导向侧壁（1701），所述位移杆（19）上对应所述导向侧壁（1701）的位置设有与所述导向侧壁（1701）贴合的导向面（1702）。

4.根据权利要求1所述的一种锻钢硬密封浮动球阀，其特征在于：所述弧形弹性片（31）的外侧包裹有弹性密封圈（24）。

5.根据权利要求4所述的一种锻钢硬密封浮动球阀（10），其特征在于：所述弹性密封圈（24）整体呈圆台状。

6.根据权利要求1所述的一种锻钢硬密封浮动球阀，其特征在于：所述密封填充组件（14）包括填料垫（1401），所述填料垫（1401）位于所述上密封座（13）远离所述球阀（10）的一侧，所述填料垫（1401）远离所述上密封座（13）的一侧填充有填料（1402），所述填料（1402）远离所述填料垫（1401）的一侧设有填料（1402）压板（1403），所述填料（1402）压板（1403）远离所述填料（1402）的一侧设有锁片（1404）。

7.根据权利要求1所述的一种锻钢硬密封浮动球阀，其特征在于：所述弹性密封件（8）设为蝶形弹簧。

8.根据权利要求1所述的一种锻钢硬密封浮动球阀，其特征在于：所述柔性密封垫（9）设为柔性密封石墨垫。

9.根据权利要求1所述的一种锻钢硬密封浮动球阀，其特征在于：所述手柄（15）包括柄体（1501）和连接所述柄体（1501）与所述阀杆（11）的连接件（1502），所述连接件（1502）固定连接在所述阀杆（11）的端部，所述连接件（1502）包括外六角螺栓（25）和内六角螺栓（26），所述外六角螺栓（25）设有多个且对称分布在所述内六角螺栓（26）的周侧。

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