CN113236811A - 一种全焊接球阀阀盖 - Google Patents

Abstract

本发明涉及球阀阀盖技术领域，具体涉及一种全焊接球阀阀盖，包括阀盖和楔形球体，所述阀盖可拆卸安装在球阀的两端，所述楔形球体通过其顶部的阀杆转动连接在球阀的内侧。本发明通过在楔形球体和阀盖内设置的密封环上增设了一组可以在楔形球体抵触到密封环时会进行膨胀的密封胶圈，利用该密封胶圈让楔形球体和密封环之间的贴合度更高，在施行传统密封手段的同时经由密封胶圈让楔形球体和密封环得以进一步的密封，提高了球阀需要停止液体流通时整体的密封强度。

Description

一种全焊接球阀阀盖

技术领域

本发明涉及球阀阀盖技术领域，具体涉及一种全焊接球阀阀盖。

背景技术

全焊接球阀主要用于截断或接通管路中的介质，亦可用于流体的调节与控制，其中硬密封V型球阀其V型球芯与堆焊硬质合金的金属阀座之间具有很强的剪切力，特别适用于含纤维、微小固体颗料等介质，在使用过程中，启闭件（球体）由阀杆带动，并绕阀杆的轴线作旋转运动，全焊接球阀广泛应用于城市燃气、城市供热、石油化工、造船、钢铁、调压站、发电厂等各类管道设备上。

但是在现有使用的全焊接球阀的使用过程中，当楔形球体进行转动时，会让楔形球体和阀盖之间存在一定的空隙，而球阀内流通的液体会从空隙处进行积留，纵使有一定的密封效果，但是仍然会有一定体量的液体在空隙中积存难以排出，会导致一定的安全隐患。

现有全焊接球阀密封性不强的原因体现在以下几点：

1、当球阀使用时间长时，楔形球体弧面会有一定的磨损，从而楔形球体的弧面和端盖之间的密封性不够强，有一定液体泄漏的风险；

2、阀盖内阀座和可以弹性推压的密封件之间密封性能不够强，仅靠密封圈和阀座进行密封处理，密封手段单一同时密封性能不佳；

3、楔形球体会随着使用时间的增长会让其弧形面产生一定的磨损，从而与阀盖之间的密封性会逐渐降低，进而影响整个球阀的密封强度。

为解决上述导致球阀密封性不强的问题，特提出一种全焊接球阀阀盖来解决上述提出的问题。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种全焊接球阀阀盖，能够有效地解决现有技术球阀阀盖和楔形球体之间密封性能不佳的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种全焊接球阀阀盖，所述球阀包括阀盖和楔形球体，所述阀盖可拆卸安装在球阀的两端，所述楔形球体通过其顶部的阀杆转动连接在球阀的内侧，楔形球体由阀杆带动，并绕阀杆的轴线作旋转运动，通过让其弧面或者平面和阀盖之间的接触来实现液体流通或隔断的作用；

其中，所述阀盖为分体式结构，包括阀座，所述阀座内嵌有一弹性件，所述弹性件的一侧贴合连接有一密封环，所述密封环的朝向楔形球体一侧呈凹面设置，该凹面的表面圆周分布有四组弧形凹槽，所述弧形凹槽内设有可充气膨胀的密封胶条，所述密封环上下两侧对称分布有一给密封胶条充气的充气件，当需要停止液体流通时，让阀杆带动楔形球体进行转动，利用楔形球体的弧面和阀盖之间形成相对密闭的空间来实现球阀两端管道的液体流通，当楔形球体逐渐抵触到阀盖时，会将密封件上的密封胶条逐渐充气，并抵触在楔形球体上的密封腔内，通过密封胶条和密封腔之间的契合来增加阀盖和楔形球体之间的密封性能；

其中，所述楔形球体的弧面对应弧形凹槽一侧设有和密封胶条对应配合的密封腔，同时所述楔形球体的弧面上对应充气件处设有与其配合的凸起，通过让远离楔形球体中部的水流通道的凸起来触发阀盖上的密封效果，在不影响原有密封手段的同时辅助增强球阀的密封性。

进一步地，所述阀盖左右分布在球阀的两侧水流通道内，通过螺丝可拆卸安装在球阀两侧端面上，所述阀盖中部设有用于液体流通的镂空槽，且该镂空槽和楔形球体相配合，通过楔形球体的平面来和镂空槽进行液体流通，同时通过转动楔形球体让其弧面堵住镂空槽实现球阀两侧管道流通的启闭。

进一步地，所述弹性件包括一蝶形弹簧，该蝶形弹簧的一侧和密封环紧密贴合，让密封环在楔形球体转动时可以进行移动，让密封环得以一定的缓冲并可以在移动后进行复位重新抵触到楔形球体的端面上进行密封。

进一步地，所述密封环朝向楔形球体一侧的凹面弧度和楔形球体的弧面弧度相同，同时两个端面相贴合，通过密封环来对楔形球体进行密封，避免在需要停止液体流通时仍然会有流通导致的安全隐患。

进一步地，所述充气件包括一和楔形球体上设置的凸起对应配合的抵触圈，所述抵触圈的里侧弹性连接有一圆柱状的活塞杆，该活塞杆的外侧配合设置有一活塞筒，所述活塞筒远离抵触圈的一侧端面上设有和密封胶条相连通的过气管，通过楔形球体上的凸起抵触到抵触圈，进而让活塞杆在活塞筒内进行滑动，增加活塞筒的压强并向活塞筒所连接的密封胶条内进行充气进行膨胀，膨胀后的密封胶条会和密封腔相贴合，从而提升楔形球体和阀盖之间的密封性。

进一步地，所述活塞杆位于抵触圈和活塞筒之间套设有复位弹簧，有便于在需要液体流通时让楔形球体转动后，活塞杆会因其顶部的抵触圈不再和凸起相抵触而进行复位，逐渐减小活塞筒内的压力，让密封胶条内的气体逐渐循环至活塞筒内，密封胶条得以回缩，不再和密封腔相贴合。

进一步地，所述抵触圈弧面对应朝向凸起一侧的弧面，同时抵触圈和凸起弧度相同，弧度为1/4π，避免影响楔形球体和阀盖之间原本的密封措施，不会因抵触距离和液体流通的镂空槽过近导致密封效果变差。

进一步地，所述弧形凹槽分布在楔形球体中部水流道的四周边缘处，同时抵触圈所处平面远离所述楔形球体中部水流道的所述平面，通过让弧形凹槽较近于楔形球体中部水流道的四周边缘，同时通过密封胶圈的膨胀来增加楔形球体和密封环之间的密封效果。

进一步地，所述密封环的外表面套设有间隔设置的两组密封圈，该密封圈的外端面的中部设有O型卡圈，所述阀座内侧开设有和O型卡圈相配合的对合槽，通过O型卡圈和对合槽之间的配合，相较于传统的直接让密封圈和阀座内壁相抵触的方式，其密封性更强。

进一步地，所述密封圈和O型卡圈选用材质为为聚四氟乙烯，通过选用聚四氟乙烯，材料本身有一定的软度，从而在阀盖的组装时比较简便，同时其耐腐蚀性较好，进而使用寿命较长。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

本发明通过在楔形球体和阀盖内设置的密封环上增设了一组可以在楔形球体抵触到密封环时会进行膨胀的密封胶圈，利用该密封胶圈让楔形球体和密封环之间的贴合度更高，在施行传统密封手段的同时经由密封胶圈让楔形球体和密封环得以进一步的密封，提高了球阀需要停止液体流通时整体的密封强度，通过将阀盖内密封环和阀座之间的密封圈的外端面增设让密封环和阀座连接更紧密的O型卡圈，利用O型卡圈和阀座内开设的对合槽之间的紧密配合来提高密封件与阀座之间的密封性，有效提高了球阀的密封效果，同时提高其使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的球阀结构示意图；

图2为本发明的楔形球体结构示意图；

图3为本发明的球阀结构正视剖面示意图；

图4为本发明的图3中A处结构示意图；

图5为本发明的阀盖结构分解示意图；

图6为本发明的阀座和楔形球体配合结构示意图；

图7为本发明的图6中B处结构示意图；

图8为本发明的图6中C处结构示意图。

图中的标号分别代表：1-球阀；101-阀杆；2-阀盖；201-阀座；2011-蝶形弹簧；2012-对合槽；202-密封环；203-弧形凹槽；2031-密封胶条；204-充气件；2041-抵触圈；2042-活塞杆；2043-活塞筒；2044-过气管；2045-复位弹簧；205-密封圈；2051-O型卡圈；3-楔形球体；301-密封腔；302-凸起。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例：一种全焊接球阀阀盖，球阀1包括阀盖2和楔形球体3，阀盖2可拆卸安装在球阀1的两端，楔形球体3通过其顶部的阀杆101转动连接在球阀1的内侧，在安装过程中，阀盖2安装在球阀1内后利用螺丝定位固定后会通过连接处焊接处理；

其中，阀盖2为分体式结构，阀盖2中部有一和楔形球体3中部镂空槽大小相同的用于液体流通的槽，阀盖2包括阀座201，阀座201内嵌有一弹性件，该弹性件中部弹性件的一侧贴合连接有一密封环202，密封环202通过其外端面的密封圈205和阀座201之间进行连接，同时密封环202在阀座201内可以通过其一端的弹性件来进行滑动，密封环202的朝向楔形球体3一侧呈凹面设置，该凹面的表面圆周分布有四组弧形凹槽203，弧形凹槽203内设有可充气膨胀的密封胶条2031，结合实际工作需要以及内部液体泄漏所造成的的危险后果，可以适当增添弧形凹槽203的数量以及分布密度，该密封胶条2031选为耐腐蚀同时可充气的硅胶O型密封胶条，该密封胶条2031在正常形态下其表面会略低于密封环202的表面，不影响楔形球体3的正常转动，密封环202上下两侧对称分布有一给密封胶条2031充气的充气件204；

其中，楔形球体3的弧面对应弧形凹槽203一侧设有和密封胶条2031对应配合的密封腔301，同时楔形球体3的弧面上对应充气件204处设有与其配合的凸起302，该凸起302的外弧面正中心正对于密封环202上充气件204。

参照图1，阀盖2左右分布在球阀1的两侧水流通道内，通过螺丝可拆卸安装在球阀1两侧端面上，阀盖2中部设有用于液体流通的镂空槽，且该镂空槽和楔形球体3相配合。

参照图3，弹性件包括一蝶形弹簧2011，该蝶形弹簧2011的一侧和密封环202紧密贴合，本弹性件还可选用为可让密封环202在阀座201内滑动的任意具有弹动效果的器件，例如弹簧，本例为考虑实际加工难度选用为和阀座201相匹配的蝶形弹簧2011。

参照图6，密封环202朝向楔形球体3一侧的凹面弧度和楔形球体3的弧面弧度相同，同时两个端面相贴合，贴合处位于密封环202和楔形球体3的正中心，同时贴合周边均选用耐腐蚀以及密封性较好的铁氟龙材料进行密封处理。

参照图3和图4，充气件204包括一和楔形球体3上设置的凸起302对应配合的抵触圈2041，该抵触圈2041的外弧面正对于凸起302的外弧面，当抵触圈2041距离凸起302约摸30度角时开始抵触，抵触圈2041在实际使用过程中的长度以及弧度可以结合具体使用需要进行调整，弧度约高，长度越长，所能抵触升降的距离会相应增加，抵触圈2041的里侧弹性连接有一圆柱状的活塞杆2042，活塞杆2042的最大伸缩长度为抵触圈2041正对于凸起302时所能位移的最大垂直距离，同时密封胶条2031会随着活塞杆2042的移动进行膨胀，在膨胀的过程中会逐渐向楔形球体3上的密封腔301弹动，密封腔301周边均已做光滑处理，从而密封胶条2031的最大膨胀度不影响楔形球体3的继续转动，同时之间的摩擦力可忽视，不会影响密封胶条2031的长久使用，本例中该活塞杆2042的外侧配合设置有一活塞筒2043，活塞筒2043远离抵触圈2041的一侧端面上设有和密封胶条2031相连通的过气管2043，在过气管2043中会存在一定的气体与密封胶条2031内的气体保持平衡，密封胶条2031所能达到最大膨胀度所需的气体为活塞筒2043内的气体，活塞杆2042的一端活塞头和活塞筒2043内上下气体不连通。

参照图3和图4，活塞杆2042位于抵触圈2041和活塞筒2043之间套设有复位弹簧2044，在实际使用中还可选用其他弹性件进行替代，让活塞杆2042在不被抵触的情况下可以进行复位回弹，本例中考虑最直观阐述本例中的技术特征，选用复位弹簧2044套设在活塞杆2042位于抵触圈2041和活塞筒2043之间来让活塞杆2042的移动能有一定的弹性。

参照图7，抵触圈2041弧面对应朝向凸起302一侧的弧面，同时抵触圈2041和凸起302弧度相同，弧度为1/4π，结合实际的使用环境以及对密封性的要求，可以增加抵触圈2041以及凸起302的位置以及尺寸同时密封胶条2031膨胀所需的气体，可以适当改变触发密封胶条2031膨胀的系数以及所需时间，来起到不一样的密封效果。

参照图5，弧形凹槽203分布在楔形球体3中部水流道的四周边缘处，同时抵触圈2041所处平面远离楔形球体3中部水流道的平面，保证抵触圈2041所处平面不得位于楔形球体3和密封环202的贴合处，避免影响楔形球体3的转动，同时避免楔形球体3和密封环202之间密封效果变差。

参照图5，密封环202的外表面套设有间隔设置的两组密封圈205，该密封圈205的外端面的中部设有O型卡圈2051，阀座201内侧开设有和O型卡圈2051相配合的对合槽2012，通过将O型卡圈2051和对合槽2012之间进行卡合，增大了O型卡圈2051和阀座201之间的接触面，提高了其连接强度，进而一定程度上增加了密封环202和阀座201之间的密封性。

参照图5，密封圈205和O型卡圈2051选用材质为为聚四氟乙烯，选用材质必须为材质有一定的柔度，同时耐腐蚀性、耐热性较好的材质，为考虑实际工作需要以及材料成本，本例中选用聚四氟乙烯，可以在具体使用环境以及流通物的不同选用不同的材料。

为了便于理解，将一种全焊接球阀阀盖的工作原理和使用方法进行论述。

当球阀1在进行使用时，需要将球阀1两端的管道流通物进行暂闭时，通过转动阀杆101来让楔形球体3进行转动，当楔形球体3的弧面转至密封环202一侧时，让密封环202进行一定幅度的移动，并在密封环202贴合的蝶形弹簧2011的作用下始终和楔形球体3保持贴合，从而会堵住密封环202的另一侧通道，从而起到关闭管道的功能，当需要进行液体流通时让楔形球体3进一步转动，直至其平面和密封环202相接触让内部流通物得以流通；

当楔形球体3上的凸起302的一侧抵触到密封环202上的抵触圈2041时，由于抵触圈2041和凸起302均为弧面设置，同时弧度为1/4π，让抵触圈2041逐渐的进行压缩，在抵触圈2041的压缩行程中，带动活塞杆2042在活塞筒2043内进行伸缩，从而让活塞筒2043底部的气体经由和密封胶条2031相通的过气管2044向密封胶条2031流通，并让密封胶条2031逐渐的膨胀，当抵触圈2041和凸起302正对时，抵触圈2041达到伸缩极限，此时的密封胶条2031会充斥在密封环202上的弧形凹槽203和密封腔301之间，从而提高了密封环202和楔形球体3之间的密封性能；

在传统的密封圈205和阀座201之间的连接过程中，仅通过密封圈205抵触在阀座201的内壁处进行密封，在楔形球体3转动过程中会带动密封环202在阀座201内进行滑动，尽管阀座201由表面摩擦系数较小的不锈钢制成，与之直接接触的密封圈205在使用时间过长时仍旧会产生一定的磨损，减小其密封性能，通过密封圈205上设置的O型卡圈2051和阀座201内壁设置的对合槽2012之间的连接，除了密封圈205依旧会和阀座201贴合外，额外的通过O型卡圈2051和对合槽2012之间进行贴合，由于其具有一定的柔度，从而在密封环202移动的过程中，会很快的脱离对合槽2012以及及时的和对合槽2012进行贴合，提高在需要关闭球阀1两侧通道的流通物时的密封性能。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种全焊接球阀阀盖，其特征在于，所述球阀（1）包括阀盖（2）和楔形球体（3），所述阀盖（2）可拆卸安装在球阀（1）的两端，所述楔形球体（3）通过其顶部的阀杆（101）转动连接在球阀（1）的内侧；

其中，所述阀盖（2）为分体式结构，包括阀座（201），所述阀座（201）内嵌有一弹性件，所述弹性件的一侧贴合连接有一密封环（202），所述密封环（202）的朝向楔形球体（3）一侧呈凹面设置，该凹面的表面圆周分布有四组弧形凹槽（203），所述弧形凹槽（203）内设有可充气膨胀的密封胶条（2031），所述密封环（202）上下两侧对称分布有一给密封胶条（2031）充气的充气件（204）；

其中，所述楔形球体（3）的弧面对应弧形凹槽（203）一侧设有和密封胶条（2031）对应配合的密封腔（301），同时所述楔形球体（3）的弧面上对应充气件（204）处设有与其配合的凸起（302）。

2.根据权利要求1所述的一种全焊接球阀阀盖，其特征在于，所述阀盖（2）左右分布在球阀（1）的两侧水流通道内，通过螺丝可拆卸安装在球阀（1）两侧端面上，所述阀盖（2）中部设有用于液体流通的镂空槽，且该镂空槽和楔形球体（3）相配合。

3.根据权利要求1所述的一种全焊接球阀阀盖，其特征在于，所述弹性件包括一蝶形弹簧（2011），该蝶形弹簧（2011）的一侧和密封环（202）紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的一种全焊接球阀阀盖，其特征在于，所述密封环（202）朝向楔形球体（3）一侧的凹面弧度和楔形球体（3）的弧面弧度相同，同时两个端面相贴合。

5.根据权利要求1所述的一种全焊接球阀阀盖，其特征在于，所述充气件（204）包括一和楔形球体（3）上设置的凸起（302）对应配合的抵触圈（2041），所述抵触圈（2041）的里侧弹性连接有一圆柱状的活塞杆（2042），该活塞杆（2042）的外侧配合设置有一活塞筒（2043），所述活塞筒（2043）远离抵触圈（2041）的一侧端面上设有和密封胶条（2031）相连通的过气管（2044）。

6.根据权利要求5所述的一种全焊接球阀阀盖，其特征在于，所述活塞杆（2042）位于抵触圈（2041）和活塞筒（2043）之间套设有复位弹簧（2045）。

7.根据权利要求5所述的一种全焊接球阀阀盖，其特征在于，所述抵触圈（2041）弧面对应朝向凸起（302）一侧的弧面，同时抵触圈（2041）和凸起（302）弧度相同，弧度为1/4π。

8.根据权利要求1所述的一种全焊接球阀阀盖，其特征在于，所述弧形凹槽（203）分布在楔形球体（3）中部水流道的四周边缘处，同时抵触圈（2041）所处平面远离所述楔形球体（3）中部水流道的所述平面。

9.根据权利要求1所述的一种全焊接球阀阀盖，其特征在于，所述密封环（202）的外表面套设有间隔设置的两组密封圈（205），该密封圈（205）的外端面的中部设有O型卡圈（2051），所述阀座（201）内侧开设有和O型卡圈（2051）相配合的对合槽（2012）。

10.根据权利要求9所述的一种全焊接球阀阀盖，其特征在于，所述密封圈（205）和O型卡圈（2051）选用材质为为聚四氟乙烯。

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