CN113007373A - 一种压力自紧密封上装球阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及球阀密封相关设备领域，尤其涉及一种压力自紧密封上装球阀，包括阀轴，所述阀体为该装置的主体，所述阀体的内部中间安装有阀轴，所述阀体靠近阀轴的内部安装有四开环，所述四开环的外侧安装有楔形环，所述楔形环的下方安装有金属密封环，所述金属密封环的下方安装有O型圈。该发明采用顶装式阀盖设计，阀内件均由阀腔装入，当阀门与管道连接或焊接后，无需拆卸阀体即可实现在线更换密封件，大大节省了检修时间和费用；阀盖与阀体之间采用金属密封环+O型圈+唇式密封圈组成的多重密封结构，且金属密封环与阀盖采用锥面配合，故可实现自紧密封功能，大大提高了阀门在高压工况下的密封性能，增加了阀门使用寿命。

Description

一种压力自紧密封上装球阀

技术领域

本发明涉及球阀密封相关设备领域，尤其涉及一种压力自紧密封上装球阀。

背景技术

传统的球阀阀体与阀盖均采用螺栓连接结构，且阀体与阀盖之间的密封主要依靠螺栓预紧垫片实现密封，如图1所示，此类阀门在介质压力作用下，螺栓、阀盖均会产生变形而导致垫片密封比压不足，进而出现泄漏，尤其是高压工况下，该结构无法满足使用要求，同时，阀体与阀盖中法兰直径须设计的较大且厚，因此制造成本高。

本发明的目的就是要克服现有球阀技术中的不足，采用新型的阀门结构，克服了传统球阀中法兰易泄漏且不能适应高压工况的缺陷，本发明能提高阀门密封性能，增加阀门的使用寿命，降低维护成本，使用范围更广，可用于高温、低温等特殊工况，尤其在大口径、高压工况下，本发明具有明显优势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压力自紧密封上装球阀，具有克服了传统球阀中法兰易泄漏且不能适应高压工况的缺陷，提高阀门密封性能，增加阀门的使用寿命，降低维护成本，使用范围更广，可用于高温、低温等特殊工况，尤其在大口径、高压工况下的特点。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种压力自紧密封上装球阀，包括阀轴，所述阀体为该装置的主体，所述阀体的内部中间安装有阀轴，其中，

所述阀体靠近阀轴的内部安装有四开环，所述四开环的外侧安装有楔形环，所述楔形环的下方安装有金属密封环，所述金属密封环的下方安装有O 型圈，所述O型圈的下方安装有唇式密封圈，所述阀体内部靠近阀轴的一端安装有阀盖，所述阀盖的下方安装有阀球，所述阀球设置与阀体内部，所述四开环与楔形环之间安插有螺栓，所述螺栓与阀盖连接处安装有垫片。

进一步的，所述阀体与阀盖之间设有四开环，且四开环与楔形环通过螺栓连接组成一体结构。

进一步的，所述阀盖与阀轴处设有填料、O型圈、唇式密封圈等零件，构成多重密封构造。

进一步的，所述阀盖与阀体之间设有金属密封环，金属密封环与阀盖形成锥面配合。

本发明的有益效果为：

该球阀采用顶装式、焊接端结构(也可以用法兰连接)，其由阀体、阀座、阀球、阀轴、阀盖、楔形环、四开环、金属密封环、填料压盖、密封座、填料、唇式密封圈等主要零部件组成；采用顶装式阀盖设计，阀内件均由阀腔装入，当阀门与管道连接或焊接后，无需拆卸阀体即可实现在线更换密封件，大大节省了检修时间和费用；阀盖与阀体之间采用金属密封环+O型圈+ 唇式密封圈组成的多重密封结构，且金属密封环与阀盖采用锥面配合；在四开环与楔形环的作用下，金属密封圈轴向位移被约束，当阀盖在内压的作用下，阀盖沿轴向位移并产生强大的楔紧力，使阀盖与金属密封圈及金属密封圈与阀体形成严密配合，阻断了介质的外泄漏通道，内压越高，形成的密封比压越大，密封效果更好；故该结构可实现压力自紧密封功能，大大提高了阀门在高压工况下的密封性能，增加了阀门使用寿命。

附图说明

图1为一种压力自紧密封上装球阀的结构示意图。

图2为一种压力自紧密封上装球阀的普通上装式球阀结构示意图。

图3为一种压力自紧密封上装球阀的密封环与阀体、阀盖配合结构示意图。

图4为一种压力自紧密封上装球阀的金属密封环结构示意图。

图5为一种压力自紧密封上装球阀的楔形环与阀盖、四开环配合结构示意图。

图中所示文字标注表示为：1、阀轴；2、四开环；3、楔形环；4、金属密封环；5、O型圈；6、唇式密封圈；7、阀盖；8、阀球；9、阀座；10、阀体；11、螺栓；12、垫片。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-图5所示，本发明的具体结构为：一种压力自紧密封上装球阀，包括阀轴1、四开环2、楔形环3、金属密封环4、O型圈5、唇式密封圈6、阀盖7、阀球8、阀座9、阀体10、螺栓11和垫片12，所述阀体10为该装置的主体，所述阀体10的内部中间安装有阀轴1，其中，

所述阀体10靠近阀轴1的内部安装有四开环2，所述四开环2的外侧安装有楔形环3，所述楔形环3的下方安装有金属密封环4，所述金属密封环4 的下方安装有O型圈5，所述O型圈5的下方安装有唇式密封圈6，所述阀体 10内部靠近阀轴1的一端安装有阀盖7，所述阀盖7的下方安装有阀球8，所述阀球8设置与阀体10内部，所述四开环2与楔形环3之间安插有螺栓11，所述螺栓11与阀盖7连接处安装有垫片12。

优选的，所述阀体10与阀盖7之间设有四开环2，且四开环2与楔形环 3通过螺栓11连接组成一体结构。

优选的，所述阀盖7与阀轴1处设有填料、O型圈5、唇式密封圈6等零件，构成多重密封构造。

优选的，所述阀盖7与阀体10之间设有金属密封环4，金属密封环4与阀盖7形成锥面配合。

具体的，阀球与及密封座之间采用球面密封结构，在介质压力及预紧力的作用下实现密封；阀盖与金属密封圈分别加工有一锥面，锥面角度设为α，两锥面表面均经过研磨，金属密封圈的硬度不超过200HB，表面采用镀银以便提高密封性能；装配时将金属密封圈置于阀盖上方，确保两锥面相互接触；将四开环安装于阀体凹槽内，然后装配楔形环，楔形环与四开环两锥面接触并配合；阀盖与楔形环采用螺栓连接，待上述零件装配完毕后，拧紧螺栓使金属密封圈与阀体、阀盖建立初始密封；在预紧阀盖螺栓时，阀盖压向金属密封圈从而产生楔紧力F，在斜面的作用下，预紧力F会产生水平方向的分力 Fm，在分力Fm的作用下，金属密封圈锥面会径向膨胀，可确保与阀体相互紧密贴合，最终在两密封面之间形成足够的密封比压从而实现可靠密封；

当阀门长时间使用后因密封面磨损导致密封比压下降时，只需将支架螺栓松开，拆下支架取出金属密封圈即可实现在线更换密封件，然后重新拧紧阀盖螺栓即可实现在线自紧密封，此过程无需将整个阀门从管道上拆下，安装维护非常方便，克服了普通球阀中法兰易变形导致高压工况易泄漏的缺陷，本发明大大提高了阀门的使用周期和密封可靠性，尤其在高温工况下本发明具有普通球阀无法比拟的优点，且密封性能好、制造成本低、开关轻便；

本发明在阀盖顶部设有填料函与O型圈、唇式密封圈多重密封结构，确保阀轴在恶劣工况下的密封性能；

在填料压盖与螺钉之间设有多片蝶簧，有效避免了下阀轴在高温工况下由于材料线膨胀导致阀轴抱死的现象；

与传统的球阀技术相比，本发明克服了传统球阀在高压(≥15MPa) 工况下体盖连接处易外漏且在线更换密封件较困难等技术缺陷，使阀门在各种苛刻工况下均能长期可靠运行，尤其适用于大口径、高压管道工况，市场前景广阔。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种压力自紧密封上装球阀，包括阀轴(1)，其特征在于：所述阀体(10)为该装置的主体，所述阀体(10)的内部中间安装有阀轴(1)，其中，

所述阀体(10)靠近阀轴(1)的内部安装有四开环(2)，所述四开环(2)的外侧安装有楔形环(3)，所述楔形环(3)的下方安装有金属密封环(4)，所述金属密封环(4)的下方安装有O型圈(5)，所述O型圈(5)的下方安装有唇式密封圈(6)，所述阀体(10)内部靠近阀轴(1)的一端安装有阀盖(7)，所述阀盖(7)的下方安装有阀球(8)，所述阀球(8)设置与阀体(10)内部，所述四开环(2)与楔形环(3)之间安插有螺栓(11)，所述螺栓(11)与阀盖(7)连接处安装有垫片(12)。

2.根据权利要求1所述的一种压力自紧密封上装球阀，其特征在于：所述阀体(10)与阀盖(7)之间设有四开环(2)，且四开环(2)与楔形环(3)通过螺栓(11)连接组成一体结构。

3.根据权利要求1所述的一种压力自紧密封上装球阀，其特征在于：所述阀盖(7)与阀轴(1)处设有填料、O型圈(5)、唇式密封圈(6)等零件，构成多重密封构造。

4.根据权利要求1所述的一种压力自紧密封上装球阀，其特征在于：所述阀盖(7)与阀体(10)之间设有金属密封环(4)，金属密封环(4)与阀盖(7)形成锥面配合。

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