CN111396589B - 带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀 - Google Patents

带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀，包括阀体以及设置于阀体内部的流道与安装槽，所述安装槽内设有阀座，所述阀体上安装有穿设进阀体内部的阀杆，所述阀杆位于阀体内部的一端设有配合阀座形成密封的球体，所述球体将流道分成进流道与出流道，所述出流道内铰接有受介质冲击能发生转动且在转动过程中能密封出流道的隔板，所述阀体上设有联动组件，所述阀体外壁设有能被高温熔化且通过联动组件用于限制隔板转动的限位块，当所述隔板被联动组件限制时，所述出流道处于导通状态。本发明具有以下优点和效果：本发明可实现自动紧急切断，从而提升阀门的安全系数且还具有扭矩小、密封性好、使用寿命长等优点。

Description

带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀
技术领域
本发明涉及一种阀门，特别涉及一种带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀。
背景技术
众所周知，在国民经济中阀门是不可缺少的工业管路附件和设备之一，无论是在工厂还是矿山都需要各种各样的管道来输送各种各样的介质，钢铁厂、炼油厂、发电厂、化工厂、油田、油气都有许多水、空气、油品、天然气、化工原料和其他腐蚀性介质的管道，以及新发展出来的核电等都离不开阀门，阀门是在流体系统中，用来控制流体的方向、压力、流量的装置，具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。然而高温耐磨、易燃易爆、有毒、强腐蚀等工况等对阀门提出了更高的要求，高温结构阀座及特殊固定处理新工艺的阀门能够很好的满足要求。
现有阀门执行器的启闭操作主要分为电动和手动两种，当阀门的使用环境发生火灾且阀体内传输的介质为易燃介质时，则需要快速的切断阀体内的传输介质，防止二次爆炸的发生。而火灾极易对电动执行器的线路造成损坏，从而导致电动执行器在发生火灾时无法执行启闭操作。而手动执行器则需要操作人员进入火灾现场，这样存在极大的安全隐患且容易对操作人员的生命造成危险。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀，该带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀在发生火灾时可自动实现对介质的紧急切断，从而提升阀门的安全系数。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀，包括阀体以及设置于阀体内部的流道与安装槽，所述安装槽内设有阀座，所述阀体上安装有穿设进阀体内部的阀杆，所述阀杆位于阀体内部的一端设有配合阀座形成密封的球体，所述球体将流道分成进流道与出流道，所述出流道内铰接有受介质冲击能发生转动且在转动过程中能密封出流道的隔板，所述阀体上设有联动组件，所述阀体外壁设有能被高温熔化且通过联动组件用于限制隔板转动的限位块，当所述隔板被联动组件限制时，所述出流道处于导通状态。
通过采用上述技术方案，正常情况下，设置于阀体外壁的限位块通过联动组件对隔板进行限位，使得隔板在介质的冲击下不会发生转动将出流道密封。当阀门的使用环境发生火灾且温度逐渐升高时，温度将位于阀体外的限位块熔化，失去了限位块使得单单的联动组件不能对隔板构成限位。隔板在流体介质的冲击下围绕于铰接处转动并密封出流道，从而对阀体内的流体介质实现紧急的自动切断，从而提升了阀门的安全系数。
进一步设置为：所述联动组件包括转动设置于出流道内的摆臂、设置于阀体且连通外界与出流道的滑孔以及密封滑移设置于滑孔且在滑移的过程中能驱动摆臂转动的连臂，当所述限位块限位连臂时，所述摆臂抵触于隔板且限制其转动。
通过采用上述技术方案，当限位块限位连臂时，通过摆臂抵触于隔板对隔板构成限位，使得隔板在流体的冲击下不会围绕于铰接处发生转动。当限位部对连臂不构成限位时，隔板在流体的冲下会围绕于铰接处发生转动。
进一步设置为：包括设置于连臂背对限位块一端的腰形孔以及设置于摆臂背对隔板一端的滑杆，所述滑杆延伸进腰形孔且与之滑移配合。
通过采用上述技术方案，连臂带动腰形孔同步滑移，通过腰形孔与滑杆两者之间的配合改变力的作用方向，使得滑移中的连臂可带动摆臂进行转动。
进一步设置为：包括设置于阀体外壁且供限位块安装的安装框架，当所述限位块设置于安装框架时，所述限位块与连臂的底部相抵并驱动摆臂靠近隔板的一端与隔板相抵。
通过采用上述技术方案，限位块抵触于连臂底部对连臂构成限位，使得被限位后的连臂能通过摆臂对隔板构成限位。当限位块被高温熔化而失去对于连臂的限位作用后，连臂也不对隔板构成限位，使得隔板在流体的冲击下能围绕于铰接处进行转动。
进一步设置为：当所述联动组件限制隔板时，所述隔板与出流道壁之间形成有供介质流入的冲击间隙，当所述隔板密封出流道时，所述隔板背对铰接处的一侧朝向球体的一侧倾斜设置。
通过采用上述技术方案，冲击间隙的设置使得流体介质能更好的进入隔板与出流道壁之间，从而更好的驱动隔板进行转动。而通过将密封出流道的隔板设置为倾斜的状态，使得阀门在关闭后，隔板在重力的作用下能进行转动从新实现出流道的导通，也方便联动组件从新对隔板进行限位，可实现该紧急切断功能的重复使用。
进一步设置为：所述连臂的下端设有宽度大于滑孔直径的定位块。
通过采用上述技术方案，定位块的设置使得连臂不会通过滑孔进入到出流道内部，使工作人员通过定位块能对联动组件进行更便捷的操作，使其从新对隔板构成限位。
进一步设置为：所述阀座与安装槽之间设有多重密封组件，当所述阀座相抵于多重密封组件时，所述阀座与安装槽之间形成有供阀座朝向球体运动或对多重密封组件进行挤压的移动间隙，所述多重密封组件包括多个密封圈以及多个金属环，所述密封圈的材料为柔性石墨。
通过采用上述技术方案，采用多层组合式密封结构的多重密封组件来保证阀座与阀体两者之间的密封性，再通过移动间隙来高提供阀门在高温工况下阀座的变形补偿能力，使得阀座与球体两者之间不会出现卡阻与过度磨损的现象，从而来提高阀门的密封性与使用寿命并降低阀门的扭矩。
进一步设置为：所述密封圈的数量为五个且依次为第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈、第四密封圈与第五密封圈，所述金属环的数量为三个且依次为第一金属环、第二金属环与第三金属环，所述多重密封组件沿阀座背向球体一侧的排列顺序依次为第一密封圈、第二密封圈、第一金属环、第三密封圈、第二金属环、波形弹簧、第三金属环、第四密封圈与第五密封圈。
通过采用上述技术方案，波形弹簧的设置可驱动阀座抵紧密封于球体，从而进一步提升阀门的密封性，再通过将第二金属环与第三金属环分别设置于波形弹簧的两侧，使得波形弹簧产生的作用力能更加均匀的传导向密封圈，使密封圈能紧贴于阀门部件，从而达到更好的密封。
进一步设置为：所述阀座包括安装于安装槽的主体部以及设置于主体部且向外凸出与球体形成密封配合的密封凸起部，所述阀体内位于球体背对阀杆的一侧设有穿设进球体且与之成转动配合的定位轴，所述定位轴与阀杆同轴设置，所述阀杆与阀体之间、球体与定位轴之间均套设有轴套。
通过采用上述技术方案，密封凸起部的设置增加了阀座在高温工况下的弹性，使其能够更好的进行补偿形变，从而达到更好的密封效果。轴套的设置用于减低摩擦阻力，降低了阀门的扭矩，提升了阀门的使用寿命。
进一步设置为：所述阀体包括中体、左体、右体以及中盖，所述左体与右体分别设置于中体相背对的两侧，所述中盖设置于中体上方，所述左体与中体之间、中体与右体之间均设有密封垫，所述中体、左体、右体相抵于密封垫的位置均设有水线槽，所述中盖外设有多个散热片。
通过采用上述技术方案，水线槽的设置增大与密封垫之间的接触面，提高密封效果、防止泄漏。散热片的设置降低了中盖上的温度，从而提升了中盖上填料的密封性。
综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明可实现自动紧急切断，从而提升阀门的安全系数且还具有扭矩小、密封性好、使用寿命长等优点。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为图1中A部放大图；
图3为图1中B部放大图；
图4为图1中C部放大图。
图中：1、阀体；1.1、中体；1.2、左体；1.3、右体；1.4、中盖；2、安装槽；3、阀座；31、主体部；32、密封凸起部；4、阀杆；5、球体；6、多重密封组件；61、第一密封圈；62、第二密封圈；63、第三密封圈；64、第四密封圈；65、第五密封圈；66、第一金属环；67、第二金属环；68、第三金属环；7、波形弹簧；8、定位轴；9、轴套；10、密封垫；11、水线槽；12、散热片；13、移动间隙；14、进流道；15、出流道；16、隔板；17、联动组件；171、摆臂；172、滑孔；173、连臂；174、腰形孔；175、滑杆；18、限位块；19、安装框架；20、冲击间隙；21、定位块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参考图1至图4，一种带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀，包括阀体1以及开设于阀体1的流道，阀体1包括中体1.1、左体1.2、右体1.3以及中盖1.4，左体1.2与右体1.3分别设置于中体1.1相背对的两侧，中盖1.4固定设置于中体1.1上方。左体1.2与中体1.1固定连接、右体1.3与中体1.1固定连接，左体1.2与中体1.1之间、中体1.1与右体1.3之间均安装有密封垫10，中体1.1、左体1.2、右体1.3相抵于密封垫10的位置均开设有水线槽11。
中盖1.4上安装有穿设进中体1.1内部的阀杆4，阀杆4位于中体1.1内部的一端安装有球体5，中盖1.4上一体设置有多个散热片12，多个散热片12沿阀杆4的轴向间隔排列设置。左体1.2与右体1.3上均开设有安装槽2，安装槽2内安装有配合球体5形成密封的阀座3。阀座3与安装槽2之间设有多重密封组件6，当阀座3相抵于多重密封组件6时，阀座3与安装槽2之间形成有供阀座3朝向球体5运动或对多重密封组件6进行挤压的移动间隙13。球体5将流道分隔成位于左体1.2内部的进流道14以及位于右体1.3内部的出流道15。
多重密封组件6包括多个密封圈、多个金属环以及用以驱动阀座3朝向球体5运动的波形弹簧7，波形弹簧7、多个密封圈与多个金属环沿阀座3的运动方向交错排列设置，密封圈的材料为柔性石墨。密封圈的数量为五个且依次为第一密封圈61、第二密封圈62、第三密封圈63、第四密封圈64与第五密封圈65，金属环的数量为三个且依次为第一金属环66、第二金属环67与第三金属环68，多重密封组件6沿阀座3背向球体5一侧的排列顺序依次为第一密封圈61、第二密封圈62、第一金属环66、第三密封圈63、第二金属环67、波形弹簧7、第三金属环68、第四密封圈64与第五密封圈65。
阀座3包括安装于安装槽2内的主体部31以及设置于主体部31且向外凸出与球体5形成密封配合的密封凸起部32，密封凸起部32与主体部31之间一体设置。阀体1内位于球体5背对阀杆4的一侧设有穿设进球体5且与之成转动配合的定位轴8，定位轴8与阀杆4同轴设置，阀杆4与中体1.1之间、球体5与定位轴8之间均套设有轴套9。
出流道15内铰接有受介质冲击能发生转动且在转动过程中能密封出流道15的隔板16，右体1.3上设有联动组件17，右体1.3外壁一体设置有安装框架19，安装框架19内设有能被高温熔化且通过联动组件17用于限制隔板16转动的限位块18。当隔板16被联动组件17限制时，出流道15处于导通状态且隔板16处于与出流道15轴向相平行的水平状态且出流道15壁与隔板16之间形成有供介质流入的冲击间隙20。当隔板16向上转动密封出流道15时，隔板16背对铰接处的一侧朝向球体5的一侧倾斜设置。
联动组件17包括转动设置于出流道15内的摆臂171、开设于阀体1且连通外界与出流道15的滑孔172以及密封滑移设置于滑孔172且在滑移的过程中能驱动摆臂171转动的连臂173，滑孔172的轴向与出流道15的轴向相互垂直。连臂173上端开设有水平设置的腰形孔174，摆臂171朝向球体5的一端一体设置有延伸进腰形孔174且与之滑移配合的滑杆175。当安装框架19内的限位块18抵触连臂173的下端时，摆臂171朝向隔板16的一端抵触隔板16上表面用于限制隔板16转动而此时的隔板16与出流道15的轴向相平行。连臂173的下端设有宽度大于滑孔172直径的定位块21，限位块18为塑料块。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀，包括阀体(1)以及设置于阀体(1)内部的流道与安装槽(2)，所述安装槽(2)内设有阀座(3)，所述阀体(1)上安装有穿设进阀体(1)内部的阀杆(4)，所述阀杆(4)位于阀体(1)内部的一端设有配合阀座(3)形成密封的球体(5)，所述球体(5)将流道分成进流道(14)与出流道(15)，其特征在于：所述出流道(15)内铰接有受介质冲击能发生转动且在转动过程中能密封出流道(15)的隔板(16)，所述阀体(1)上设有联动组件(17)，所述阀体(1)外壁设有能被高温熔化且通过联动组件(17)用于限制隔板(16)转动的限位块(18)，当所述隔板(16)被联动组件(17)限制时，所述出流道(15)处于导通状态；
所述联动组件(17)包括转动设置于出流道(15)内的摆臂(171)、设置于阀体(1)且连通外界与出流道(15)的滑孔(172)以及密封滑移设置于滑孔(172)且在滑移的过程中能驱动摆臂(171)转动的连臂(173)，当所述限位块(18)限位连臂(173)时，所述摆臂(171)抵触于隔板(16)且限制其转动。
2.根据权利要求1所述的带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀，其特征在于：包括设置于连臂(173)背对限位块(18)一端的腰形孔(174)以及设置于摆臂(171)背对隔板(16)一端的滑杆(175)，所述滑杆(175)延伸进腰形孔(174)且与之滑移配合。
3.根据权利要求2所述的带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀，其特征在于：包括设置于阀体(1)外壁且供限位块(18)安装的安装框架(19)，当所述限位块(18)设置于安装框架(19)时，所述限位块(18)与连臂(173)的底部相抵并驱动摆臂(171)靠近隔板(16)的一端与隔板(16)相抵。
4.根据权利要求1所述的带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀，其特征在于：当所述联动组件(17)限制隔板(16)时，所述隔板(16)与出流道(15)壁之间形成有供介质流入的冲击间隙(20)，当所述隔板(16)密封出流道(15)时，所述隔板(16)背对铰接处的一侧朝向球体(5)的一侧倾斜设置。
5.根据权利要求3所述的带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀，其特征在于：所述连臂(173)的下端设有宽度大于滑孔(172)直径的定位块(21)。
6.根据权利要求1所述的带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀，其特征在于：所述阀座(3)与安装槽(2)之间设有多重密封组件(6)，当所述阀座(3)相抵于多重密封组件(6)时，所述阀座(3)与安装槽(2)之间形成有供阀座(3)朝向球体(5)运动或对多重密封组件(6)进行挤压的移动间隙(13)，所述多重密封组件(6)包括多个密封圈以及多个金属环，所述密封圈的材料为柔性石墨。
7.根据权利要求6所述的带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀，其特征在于：所述密封圈的数量为五个且依次为第一密封圈(61)、第二密封圈(62)、第三密封圈(63)、第四密封圈(64)与第五密封圈(65)，所述金属环的数量为三个且依次为第一金属环(66)、第二金属环(67)与第三金属环(68)，所述多重密封组件(6)沿阀座(3)背向球体(5)一侧的排列顺序依次为第一密封圈(61)、第二密封圈(62)、第一金属环(66)、第三密封圈(63)、第二金属环(67)、波形弹簧(7)、第三金属环(68)、第四密封圈(64)与第五密封圈(65)。
8.根据权利要求1所述的带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀，其特征在于：所述阀座(3)包括安装于安装槽(2)的主体部(31)以及设置于主体部(31)且向外凸出与球体(5)形成密封配合的密封凸起部(32)，所述阀体(1)内位于球体(5)背对阀杆(4)的一侧设有穿设进球体(5)且与之成转动配合的定位轴(8)，所述定位轴(8)与阀杆(4)同轴设置，所述阀杆(4)与阀体(1)之间、球体(5)与定位轴(8)之间均套设有轴套(9)。
9.根据权利要求1所述的带有紧急切断功能的高温硬密封固定球阀，其特征在于：所述阀体(1)包括中体(1.1)、左体(1.2)、右体(1.3)以及中盖(1.4)，所述左体(1.2)与右体(1.3)分别设置于中体(1.1)相背对的两侧，所述中盖(1.4)设置于中体(1.1)上方，所述左体(1.2)与中体(1.1)之间、中体(1.1)与右体(1.3)之间均设有密封垫(10)，所述中体(1.1)、左体(1.2)、右体(1.3)相抵于密封垫(10)的位置均设有水线槽(11)，所述中盖(1.4)外设有多个散热片(12)。
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