CN111577930A - 一种开关密封面脱离球阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关密封面脱离球阀，包括自动控制执行机构、阀体、流道与上游安装槽，阀体上安装有阀杆，阀杆上设有启闭件，启闭件将流道分成进流道与出流道，上游安装槽内滑移设有上游阀座，自动控制执行机构包括控制器以及与控制器电连接的执行器，上游安装槽与上游阀座之间形成一密闭驱动腔，进流道与密闭驱动腔之间通过第一管道连通，出流道上连通有第二管道，第一管道与第二管道之间设有用于切换介质流通方向的切换件，阀体外侧设有用于控制密闭驱动腔内压强的控制组件。本发明具有以下优点和效果：本发明的上游阀座采用可脱离结构的特殊阀座，能降低阀门的启闭扭矩、延长阀门的使用寿命并达到更好的密封效果。

Description

一种开关密封面脱离球阀

技术领域

本发明涉及一种阀门，特别涉及一种开关密封面脱离球阀。

背景技术

球阀产品广泛应用于电力、石油化工、冶金、海洋、石油、天然气、煤气、制药等各行业的液压系统管路中。现有的固定球阀的扭矩主要由球体与阀座密封面的摩擦扭矩、上下阀杆与轴承之间的摩擦扭矩等组成，而这些位置的摩擦扭矩随着阀门口径及压力磅级的增加而增加，特别是高压力大口径的固定球阀，往往需要配合使用扭矩非常大的自动控制执行机构，导致自动控制执行机构的成本将大于阀门成本，进而总成本大大增加。

阀门都有着严格的开关时间要求，而扭矩增大的阀门在频繁的快开、快关的过程中，会加速密封面磨损、延长阀门的开关时间，而密封面的磨损只能更换配件来延长阀门使用寿命。

现有技术中为满足阀门的开关时间要求，只能通过不同口径、压力下阀门扭矩大小的不同，选取不同的自动执行机构；而大口径、高压力阀门的扭矩往往很大，就需要配置大扭矩的自动执行机构，而大扭矩的自动执行机构往往价格昂贵、体积庞大；且不能解决密封面的过度磨损问题。加之，当阀门关闭、管道压强增大，阀座背部与密封面之间形成的压差会驱动阀座密封圈与球体压紧形成良好的密封，无论在球阀开启或关闭的过程中，阀座密封面与球面始终贴紧，长期以往密封面易损伤、使用寿命短且增加了阀门的启闭扭矩。

发明内容

本发明的目的是提供一种开关密封面脱离球阀，该开关密封面脱离球阀采用可脱离结构的特殊阀座，能降低阀门的启闭扭矩、延长阀门的使用寿命并达到更好的密封效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种开关密封面脱离球阀，包括自动控制执行机构、阀体以及设置于阀体内的流道与上游安装槽，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启闭件，所述启闭件将流道分成进流道与出流道，所述上游安装槽内设有配合启闭件形成密封的上游阀座，所述自动控制执行机构包括控制器以及与控制器电连接且用于驱动阀杆转动的执行器，所述上游阀座朝向启闭件密封往复滑移设置于上游安装槽，所述上游安装槽与上游阀座之间形成一用以驱动上游阀座滑移的密闭驱动腔，所述进流道与密闭驱动腔之间通过第一管道连通，所述出流道上连通有第二管道，所述第一管道与第二管道之间设有用于切换介质流通方向的切换件，所述阀体外侧设有用于控制密闭驱动腔内压强的控制组件。

通过采用上述技术方案，当需要阀门起密封作用时，先通过切换件控制第一管道导通、第二管道关闭，进流道内的介质压力通过第一管道传输进密闭驱动腔，此时，密闭驱动腔内的压力逐渐增大从而驱动上游阀座朝向启闭件移动，使上游阀座与启闭件的密封面实现更紧密贴合达到完全密封。

当需要阀门开启时，先通过切换件控制第一管道关闭、第二管道导通，进流道内的介质压力通过第二管道传输进出流道，此时，进流道内的介质压力逐渐降低，上游阀座在压差的推动作用下朝向远离启闭件的方向移动直至与启闭件完全相互脱离；此时，阀门扭矩已降到最低接近无压力状态操作阀门，只需要很小的驱动器即可控制阀门开关，开关过程无磨损，从而提高了阀门的使用寿命。

为了使阀门达到更好的密封，控制器先控制执行器驱动阀杆进行转动，阀杆带动启闭件进行转动并配合上游阀座完成密封操作。接着控制组件控制密闭驱动腔内的压强逐渐增大，密闭驱动腔内的压强在增大的过程中驱动上游阀座朝向启闭件移动，实现两者之间的更紧密抵紧密封，从而达到更好的密封效果。当阀门需要开始时，通过控制器控制密闭驱动腔内的压强降低，使上游阀座与启闭件完全脱离，降低阀门的启闭扭矩。

这就使控制阀的启闭过程扭矩降到了最低，从而选择较小的自动执行机构即可实现高扭矩阀门的开关动作，使自动执行机构的成本大大降低。也降低了两者之间密封面的摩擦阻力，实现真正的零摩擦，从而延长密封面的使用寿命。

进一步设置为：所述控制组件包括与控制器电连接的液压站、设置于阀体且连通密闭驱动腔与外界的通道以及连接通道与液压站出口的进液管道，所述切换件位于阀体外侧，所述切换件包括三通阀。

通过采用上述技术方案，控制器控制液压站工作，液压站将液压油通过进液管道与通道打进密闭驱动腔，使密闭驱动腔内的压强增大，从而实现对于上游阀座的驱动。三通阀成本低、结构稳定能很好的实现第一管道与第二管道之间的切换操作。

进一步设置为：包括密封安装于上游安装槽的上游密封环，所述上游密封环、上游阀座与上游安装槽三者之间形成所述的密闭驱动腔，所述上游阀座与上游密封环之间滑移配合，所述上游密封环与上游安装槽之间、上游阀座与上游密封环之间、上游阀座与上游安装槽之间均设有第一密封圈。

通过采用上述技术方案，多个第一密封圈的设置用以形成所需的密闭驱动腔并实现上游阀座的密封滑移。

进一步设置为：所述进液管道与液压站出口之间设有第一接头，所述进液管道与通道之间设有第二接头，所述第一接头的一端与进液管道固定连接、另一端与液压站的出口螺纹连接，所述第二接头的一端与进液管道固定连接、另一端与阀体螺纹连接并与通道相通。

通过采用上述技术方案，第一接头与第二接头两者之间的配合实现液压站、进液管道与通道三者之间的便捷连接。

进一步设置为：所述阀体内部靠近于出流道的位置设有下游安装槽，所述下游安装槽内设有朝向启闭件密封往复滑移且配合启闭件形成密封的下游阀座，所述下游安装槽与下游阀座之间设有驱动下游阀座抵紧于启闭件的驱动件。

通过采用上述技术方案，下游阀座在驱动件的作用下始终抵紧密封于启闭件并为下游阀座提供初始预紧力，该种结构不会增大阀门的扭矩，且进一步提升了阀门的密封性。

进一步设置为：所述下游阀座与下游安装槽之间设有第二密封圈。

通过采用上述技术方案，第二密封圈的设置保证了下游阀座与下游安装槽两者之间的密封性，防止发生泄漏。

进一步设置为：所述上游阀座与下游阀座上均设有第二安装槽，所述第二安装槽内设有与启闭件密封配合的主密封圈，所述上游阀座与下游阀座上均设有限制主密封圈脱离第二安装槽的滚边。

通过采用上述技术方案，主密封圈配合启闭件实现软密封，达到更好的密封效果并延长密封面的使用寿命，并通过滚边的设置确保主密封圈安装的牢固性。

进一步设置为：所述滚边弯曲扣合进主密封圈。

通过采用上述技术方案，扣进主密封圈用于实现对主密封圈的限位。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明的上游阀座采用可脱离结构的特殊阀座，能降低阀门的启闭扭矩、延长阀门的使用寿命并达到更好的密封效果。

附图说明

图1为实施例的剖视图；

图2为图1中A部放大图；

图3为实施例另一视角的剖视局部图；

图4为图3中B部放大图；

图5为图3中C部放大图。

图中：1、阀体；2、上游安装槽；3、阀杆；4、启闭件；5、进流道；6、出流道；7、上游阀座；8、控制器；9、执行器；10、第一管道；11、第二管道；12、切换件；13、液压站；14、通道；15、进液管道；16、上游密封环；17、第一密封圈；18、第一接头；19、第二接头；20、下游安装槽；21、下游阀座；22、驱动件；23、第二密封圈；24、第二安装槽；25、主密封圈；26、滚边；27、密闭驱动腔。

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5，一种开关密封面脱离球阀，包括阀体1以及设置于阀体1内的流道、上游安装槽2与下游安装槽20，阀体1上安装有穿设进阀体1内部的阀杆3，阀杆3位于阀体1内部的一端安装有启闭件4，启闭件4为球体。启闭件4将流道分成进流道5与出流道6，上游安装槽2位于进流道5与启闭件4之间、下游安装槽20位于出流道6与启闭件4之间。上游安装槽2内设有配合启闭件4形成密封的上游阀座7，下游安装槽20内设有配合启闭件4形成密封的下游阀座21。

上游安装槽2内密封设置有上游密封环16，上游密封环16、上游阀座7与上游安装槽2三者之间形成一密闭驱动腔27，上游阀座7与上游安装槽2之间、上游阀座7与上游密封环16之间均密封滑移配合使得上游阀座7在密闭驱动腔27的驱动下可朝向启闭件4密封往复滑移。上游密封环16与上游安装槽2之间、上游阀座7与上游密封环16之间、上游阀座7与上游安装槽2之间均设有第一密封圈17。

进流道5与密闭驱动腔27之间通过第一管道10连通，出流道6上连通有第二管道11，位于阀体1的外侧设有切换件12，切换为三通阀。第一管道10与第二管道11之间通过三通阀连接且第一管道10与第二管道11均位于阀体1外侧。下游安装槽20与下游阀座21之间设有驱动下游阀座21抵紧于启闭件4的驱动件22，驱动件22为弹簧。下游阀座21与下游安装槽20之间设有第二密封圈23。

上游阀座7与下游阀座21上均开设有第二安装槽24，第二安装槽24内设有与启闭件4密封配合的主密封圈25，上游阀座7与下游阀座21上均一体设置有限制主密封圈25脱离第二安装槽24的滚边26，滚边26弯曲扣合进主密封圈25。

阀体1上位于阀杆3的上方固定安装有由外部电源供电的自动控制执行机构。自动控制执行机构包括控制器8以及与控制器8电连接且用于驱动阀杆3转动的执行器9，执行器9与阀杆3的上端连接，执行器9具体为电动执行器、控制器8为PLC控制器，电动执行器以及电动执行器能连接并驱动阀杆3转动的技术均为现有技术，具体结构在此不做过多阐述。

控制组件包括与控制器8电连接的液压站13、开设于阀体1且连通密闭驱动腔27与外界的通道14以及连接通道14与液压站13出口的进液管道15。进液管道15与液压站13出口之间设有第一接头18，进液管道15与通道14之间设有第二接头19，第一接头18的一端与进液管道15固定连接、另一端与液压站13的出口螺纹连接，第二接头19的一端与进液管道15固定连接、另一端与阀体1螺纹连接并与通道14相通。

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 (8)

1.一种开关密封面脱离球阀，包括自动控制执行机构、阀体(1)以及设置于阀体(1)内的流道与上游安装槽(2)，所述阀体(1)上安装有穿设进阀体(1)内部的阀杆(3)，所述阀杆(3)位于阀体(1)内部的一端设有启闭件(4)，所述启闭件(4)将流道分成进流道(5)与出流道(6)，所述上游安装槽(2)内设有配合启闭件(4)形成密封的上游阀座(7)，所述自动控制执行机构包括控制器(8)以及与控制器(8)电连接且用于驱动阀杆(3)转动的执行器(9)，其特征在于：所述上游阀座(7)朝向启闭件(4)密封往复滑移设置于上游安装槽(2)，所述上游安装槽(2)与上游阀座(7)之间形成一用以驱动上游阀座(7)滑移的密闭驱动腔(27)，所述进流道(5)与密闭驱动腔(27)之间通过第一管道(10)连通，所述出流道(6)上连通有第二管道(11)，所述第一管道(10)与第二管道(11)之间设有用于切换介质流通方向的切换件(12)，所述阀体(1)外侧设有用于控制密闭驱动腔(27)内压强的控制组件。

2.根据权利要求1所述的一种开关密封面脱离球阀，其特征在于：所述控制组件包括与控制器(8)电连接的液压站(13)、设置于阀体(1)且连通密闭驱动腔(27)与外界的通道(14)以及连接通道(14)与液压站(13)出口的进液管道(15)，所述切换件(12)位于阀体(1)外侧，所述切换件(12)包括三通阀。

3.根据权利要求1所述的一种开关密封面脱离球阀，其特征在于：包括密封安装于上游安装槽(2)的上游密封环(16)，所述上游密封环(16)、上游阀座(7)与上游安装槽(2)三者之间形成所述的密闭驱动腔(27)，所述上游阀座(7)与上游密封环(16)之间滑移配合，所述上游密封环(16)与上游安装槽(2)之间、上游阀座(7)与上游密封环(16)之间、上游阀座(7)与上游安装槽(2)之间均设有第一密封圈(17)。

4.根据权利要求2所述的一种开关密封面脱离球阀，其特征在于：所述进液管道(15)与液压站(13)出口之间设有第一接头(18)，所述进液管道(15)与通道(14)之间设有第二接头(19)，所述第一接头(18)的一端与进液管道(15)固定连接、另一端与液压站(13)的出口螺纹连接，所述第二接头(19)的一端与进液管道(15)固定连接、另一端与阀体(1)螺纹连接并与通道(14)相通。

5.根据权利要求1所述的一种开关密封面脱离球阀，其特征在于：所述阀体(1)内部靠近于出流道(6)的位置设有下游安装槽(20)，所述下游安装槽(20)内设有朝向启闭件(4)密封往复滑移且配合启闭件(4)形成密封的下游阀座(21)，所述下游安装槽(20)与下游阀座(21)之间设有驱动下游阀座(21)抵紧于启闭件(4)的驱动件(22)。

6.根据权利要求5所述的一种开关密封面脱离球阀，其特征在于：所述下游阀座(21)与下游安装槽(20)之间设有第二密封圈(23)。

7.根据权利要求5所述的一种开关密封面脱离球阀，其特征在于：所述上游阀座(7)与下游阀座(21)上均设有第二安装槽(24)，所述第二安装槽(24)内设有与启闭件(4)密封配合的主密封圈(25)，所述上游阀座(7)与下游阀座(21)上均设有限制主密封圈(25)脱离第二安装槽(24)的滚边(26)。

8.根据权利要求7所述的一种开关密封面脱离球阀，其特征在于：所述滚边(26)弯曲扣合进主密封圈(25)。

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