CN112780794A - 一种浮动式双向密封高频球阀 - Google Patents

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李世斌
黄才文
刘旭
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Abstract

本发明涉及一种浮动式双向密封高频球阀，包括左阀体、右阀体、阀球、阀座、石墨密封环、支撑环和碟簧组件；所述左阀体和右阀体之间设置有中空腔体，所述阀球设置在中空腔体内；所述左阀体上自内向外依次设有左阀座限位台阶、左碟簧支撑面和左卸料斜面，所述右阀体对称位置上设有右阀座限位台阶、右碟簧支撑面和右卸料斜面；所述阀球和左阀座限位台阶之间依次设置有阀座、石墨密封环和支撑环；所述阀球和右阀座限位台阶之间依次设置有阀座、石墨密封环和支撑环，所述左碟簧支撑面和支撑环之间设置碟簧组件，所述右碟簧支撑面和支撑环之间设置碟簧组件。本发明主要在于解决浮动式球阀当介质中含有固体物料时阀门的双向密封问题和高频开关问题。

Description

一种浮动式双向密封高频球阀
技术领域
本发明涉及一种浮动式双向密封高频球阀，属于球阀技术领域。
背景技术
高频球阀是一种用于固，液，气三相介质高密封要求条件下的快速开关球阀；应用于化工行业中各种需要频繁开关的场合。由于此类阀门开关频繁，且介质中含有固体物料，因此摩擦损坏和物料堆积会随着阀门开关次数的增加而逐渐增加，导致阀球和阀座表面出现拉伤以及硬化层脱落等现象；同时阀门开关扭矩会变得越来越大，最终导致阀门损坏。
对处于高频工况且介质中含有固体物料的硬密封球阀来说，为了防止阀门在开关过程中出现卡涩或内漏故障，一般需要采用浮动式的硬密封球阀；但是现有的浮动式硬密封球阀由于结构上存在局限性，无法实现介质中含有固体物料条件下的双向密封和高频开关。原因分析如下：
现有的浮动式硬密封球阀结构中，大多为单向密封阀门，此类阀门的结构特点是：当上游压力高于下游压力时，由于压力差的存在，阀球会受到一个推向下游的介质载荷；使阀球与下游阀座紧密贴合，同时上游的碟簧推动上游阀座往下游移动，使上游阀座也能与阀球紧密贴合，实现下游密封；若下游压力高于上游压力，且高于上游碟簧载荷时，碟簧会被压缩失效；由于下游没有设置碟簧，阀球和下游阀座之间会存在有间隙；若介质中含有固体物料，当阀门中再次出现上游压力高于下游压力时，阀门会在开关过程中造成阀球与阀座接触面的损坏。
因此，现有的浮动式硬密封球阀无法实现含固体物料工况条件下的双向密封。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种浮动式双向密封的高频球阀，本发明主要在于解决浮动式球阀当介质中含有固体物料时阀门的双向密封问题和高频开关问题。
按照本发明提供的技术方案：一种浮动式双向密封高频球阀，包括左阀体、右阀体、阀球、阀座、石墨密封环、支撑环和碟簧组件；所述左阀体和右阀体之间设置有中空腔体，所述阀球设置在中空腔体内；所述左阀体上自内向外依次设有左阀座限位台阶、左碟簧支撑面和左卸料斜面，所述右阀体对称位置上设有右阀座限位台阶、右碟簧支撑面和右卸料斜面；所述阀球和左阀座限位台阶之间依次设置有阀座、石墨密封环和支撑环；所述阀球和右阀座限位台阶之间依次设置有阀座、石墨密封环和支撑环，所述左碟簧支撑面和支撑环之间设置碟簧组件，所述右碟簧支撑面和支撑环之间设置碟簧组件。
进一步地，所述碟簧组件包括第一碟簧、碟簧垫片和第二碟簧，所述第一碟簧和所述第二碟簧串联设置，所述碟簧垫片设置在第一碟簧和第二碟簧之间。
进一步地，所述第一碟簧和第二碟簧对称设置。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1.双向密封：上游阀座和下游阀座同时受到碟簧载荷和流体压力作用紧贴于阀球表面，实现双向密封；同时，因为阀体上设置有阀座限位台阶，能实现阀球的定量浮动，避免碟簧过载，提高碟簧的使用寿命。
2.适用于含固体物料工况：a,上游阀座和下游阀座同时受到碟簧载荷和流体压力作用紧贴于阀球表面，流体中的固体物料无法进入阀球与阀座之间的缝隙，避免了因含固体物料而造成的阀球与阀座接触面的拉伤；b，阀体上设置有卸料斜面，避免了碟簧处的物料堆积，防止碟簧失效。
3.高频开关：上游阀座和下游阀座均设置有碟簧和阀座限位台阶，密封可靠；且碟簧为串联设置，避免了因相关零件加工误差累积造成的碟簧载荷波动；阀门扭矩稳定，可实现高频开关。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2，图3为图1的局部放大图。
附图标记说明：1-左阀体、2-右阀体、3-阀球、4-阀座、5-石墨密封环、6-支撑环、7-第一碟簧、8-碟簧垫片、9-第二碟簧、1a-左阀座限位台阶、1b-左碟簧支撑面、1c-左卸料斜面、2a-右阀座限位台阶、2b-右碟簧支撑面、2c-右卸料斜面。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图1、图2和图3所示，一种浮动式双向密封高频球阀，包括左阀体1、右阀体2、阀球3、阀座4、石墨密封环5、支撑环6和碟簧组件；其特征在于：所述左阀体1和右阀体2之间设置有中空腔体，所述阀球3设置在中空腔体内；所述左阀体1上自内向外依次设有左阀座限位台阶1a、左碟簧支撑面1b和左卸料斜面1c，所述右阀体2对称位置上设有右阀座限位台阶2a、右碟簧支撑面2b和右卸料斜面2c；所述阀球3和左阀座限位台阶1a之间依次设置有阀座4、石墨密封环5和支撑环6；所述阀球3和右阀座限位台阶2a之间依次设置有阀座4、石墨密封环5和支撑环6，所述左碟簧支撑面1b和支撑环6之间设置碟簧组件，所述右碟簧支撑面2b和支撑环6之间设置碟簧组件。本申请的左右两侧阀内件结构对称。
所述碟簧组件包括第一碟簧7、碟簧垫片8和第二碟簧9，所述第一碟簧7和所述第二碟簧9串联设置，所述碟簧垫片8设置在第一碟簧7和第二碟簧9之间；所述第一碟簧7和第二碟簧9对称设置。
应用本实施例时，若上游压力高于下游压力（在本实施例中左侧为上游，右侧为下游），由于介质中压差的存在，介质将通过推动阀球3将压力传递到下游阀座4依次传递到下游石墨密封环5、下游支撑环6，下游右阀座限位台阶2a，由于右阀体2上设置有右阀座限位台阶2a阻止了下游阀座4的移动，从而实现下游密封并且防止下游碟簧被压溃；同时，上游碟簧也会推动上游阀座4往下游方向移动，使上游阀座4与阀球3紧密贴合，阻止介质中的固体颗粒进入阀座与阀球缝隙之间，防止阀球与阀座接触面在开关过程中拉伤。
同理，若下游压力高于上游压力，由于介质中压差的存在，介质将通过推动阀球3将压力传递到上游阀座4依次传递到上游石墨密封环5、上游支撑环6，上游左阀座限位台阶1a，由于左阀体1上设置有左阀座限位台阶1a阻止了上游阀座4的移动，从而实现上游密封并且防止上游碟簧被压溃；同时，下游碟簧也会推动下游阀座4往上游方向移动，使下游阀座4与阀球3紧密贴合，阻止介质中的固体颗粒进入阀座与阀球缝隙之间，防止阀球与阀座接触面在开关过程中拉伤。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种浮动式双向密封高频球阀，包括左阀体（1）、右阀体（2）、阀球（3）、阀座（4）、石墨密封环（5）、支撑环（6）和碟簧组件；其特征在于：所述左阀体（1）和右阀体（2）之间设置有中空腔体，所述阀球（3）设置在中空腔体内；所述左阀体（1）上自内向外依次设有左阀座限位台阶（1a）、左碟簧支撑面（1b）和左卸料斜面（1c），所述右阀体（2）对称位置上设有右阀座限位台阶（2a）、右碟簧支撑面（2b）和右卸料斜面（2c）；所述阀球（3）和左阀座限位台阶（1a）之间依次设置有阀座（4）、石墨密封环（5）和支撑环（6）；所述阀球（3）和右阀座限位台阶（2a）之间依次设置有阀座（4）、石墨密封环（5）和支撑环（6），所述左碟簧支撑面（1b）和支撑环（6）之间设置碟簧组件，所述右碟簧支撑面（2b）和支撑环（6）之间设置碟簧组件。
2.根据权利要求1所述的浮动式双向密封高频球阀，其特征在于：所述碟簧组件包括第一碟簧（7）、碟簧垫片（8）和第二碟簧（9），所述第一碟簧（7）和所述第二碟簧（9）串联设置，所述碟簧垫片（8）设置在第一碟簧（7）和第二碟簧（9）之间。
3.根据权利要求2所述的浮动式双向密封高频球阀，其特征在于：所述第一碟簧（7）和第二碟簧（9）对称设置。
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