CN113389911B - 一种高压全通径锻钢旋塞阀及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压全通径锻钢旋塞阀及其工作方法，包括阀体、上盖、阀杆和下盖。通过设计可快速拆卸的上盖和下盖，提高了产品的维修便利性。设计软硬双密封结构确保产品的绝对密封，提高了产品的使用安全性。设计顶心、顶块和调节块结构，一方面可补偿磨损带来的密封性问题和可对防火填料做密封预紧，另一方面当阀出现单侧磨损或者是密封面出现异物时，顶心和顶块的球面配合结构可释放应力，降低硬磨损，提高产品的使用寿命。

Description

一种高压全通径锻钢旋塞阀及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种旋塞阀，特别涉及一种高压全通径锻钢旋塞阀其工作方法。

背景技术

旋塞阀是关闭件或柱塞形的旋转阀，通过旋转90度使阀塞上的通道口与阀体上的通道口相通或分开，实现开启或关闭的一种阀门。它的阀塞的形状可成圆柱形或圆锥形，通道成梯形。

现有的旋塞阀阀体一般整体铸造成型，铸造的制作工艺在生产产品过程中容易产生气孔以影响产品的质量，在高压下阀体材料的致密性受到严峻挑战，密封安全性得不到保证，最终影响到旋塞阀的使用功能与寿命，因而有待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压全通径锻钢旋塞阀其工作方法，这种旋塞阀阀体采用锻造及窄间焊工艺，避免了铸造工艺生产过程中因出现气孔导致的强度降低影响产品质量问题，还设计了顶心顶块球面配合和下阀腔泄压结构，防止塞体硬性卡死，同时设计可拆卸阀盖及调支脚以便阀门维护和根据实际安装需求调节支撑高度。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本发明公开了一种高压全通径锻钢旋塞阀，包括阀体、上盖、阀杆和下盖，所述阀体内部设置有与进入端和排出端相连通的阀腔，所述阀杆于阀腔内的一端通过连接盘连接有上窄下宽呈圆锥台的塞体，塞体内设有通道，所述塞体远离阀杆的一端与顶心配合，所述顶心与顶块连接，所述顶块与下盖配合，所述下盖通过第一螺栓组固定在阀体上，所述阀杆于阀腔外的一端贯穿上盖，所述上盖通过第二螺栓组固定在阀体上；

所述顶块与下盖配合，所述顶块还与下方的调节块相抵接，所述调节块与调节杆相抵接，所述调节杆贯穿下盖，所述调节杆远离调节块的一端与调节螺母配合，所述调节螺母可提升调节杆；

所述阀体、上盖和塞体共同围成上室腔，所述阀体、下盖和塞体共同围成下室腔，所述下室腔与旁通阀连通，所述上室腔和下室腔内可充介质。

作为优选地，所述上盖与阀体配合处设有第一O型圈和缠绕垫，所述第一O型圈设置在上盖和阀体的竖直配合面上形成软密封，所述缠绕垫设在上盖和阀体的水平配合面上形成硬密封；所述下盖与阀体的竖直配合面上同样设有软密封，所述下盖和阀体的水平配合面上同样设有硬密封。

作为优选地，所述顶心与顶块的抵接面为球面形状，所述顶块与下盖的密封处还设有第二O型圈和防火填料。

作为优选地，所述下盖的第一螺栓组设置有四个可调支脚，所述可调支脚与第一螺栓组为螺纹配合，通过转动可调支脚可调节阀的高度。

作为优选地，所述上盖与阀杆的配合面处依上而下设有填料压套、防火填料、第三O型圈、第四O型圈。

作为优选地，所述的阀体由中体和两侧法兰焊接而成，其采用如下方法制造：

1)中体和两侧法兰采用自由锻或模锻胚料，解决阀体铸造成型的气孔问题；

2)采用窄间缝对接焊工艺将中体和两侧法兰焊接成一整体，并进行热处理；

3)精加工阀体流道内外侧到所需零件尺寸。

本发明还提供了一种所述的高压全通径锻钢旋塞阀的工作方法，其包括如下步骤：

1)当进入端和排出端相通时，阀即为开启状态，若要将阀关闭，则阀杆旋转90度，通过连接盘带动塞体旋转90度，塞体将进入端和排出端隔断，然后将阀杆进行旋转提升，在低压下由调节杆或调节螺母通过顶心或顶块给出的预紧力密封，随着进入端介质压力的升高塞体绕着顶心向排出端倾斜，进入端可通过塞体与阀体密封面间的缝隙与下室腔和上室腔贯通，介质充满整个下室腔和上室腔，由塞体面积差形成的向上作用力将塞体推向阀体密封面，以补偿因介质压力升高所需要的密封比压，在密封面油脂的作用下，达到阀体密封面零泄漏的效果；

2)当阀从关闭状态到开启状态时，打开旁通阀，旁通阀与下室腔相通，介质只能从下室腔单向泄放到阀腔中，此时先将阀体与下盖形成的下室腔压力泄放到阀腔，塞体在上室腔和下室腔介质压力差的作用下下降后与阀体脱离密封面，然后将阀杆旋转度，通过连接盘带动塞体旋转度，塞体将进入端和排出端贯通，关闭旁通阀，此时阀打开。

作为优选地，当长时间使用发生塞体与阀体密封面磨损，出现塞体提升后与阀体密封不严时，通过调节杆和调节螺母将顶心向上微推塞体使塞体与阀体严密封。

综上所述，本发明具有以下有益效果：通过设计可快速拆卸的上盖和下盖，提高了产品的维修便利性。设计软硬双密封结构确保产品的绝对密封，提高了产品的使用安全性。设计顶心、顶块和调节块结构，一方面可补偿磨损带来的密封性问题和可对防火填料做密封预紧，另一方面当阀出现单侧磨损或者是密封面出现异物时，顶心和顶块的球面配合结构可释放应力，降低硬磨损，提高产品的使用寿命。

附图说明

图1是一种高压全通径锻钢旋塞阀半剖图；

图2是图1中上盖和阀体配合处局部放大图；

图3是图1中下盖与塞体间的结构示意图；

图4是图3中顶心顶块结构放大示意图；

图5是图3中下盖结构示意图；

图6是图1中上盖和阀杆配合结构示意图；

图7是图1中阀体的结构示意图；

图8是高压全通径锻钢旋塞阀的外部示意图。

附图标记：1、阀体；2、上盖；3、阀杆；4、下盖；5、进入端；6、排出端；7、阀腔；8、连接盘；9、塞体；10、顶心；11、顶块；12、第一螺栓组；13、第二螺栓组；14、第一O型圈；15、缠绕垫；16、调节块；17、调节杆；18、调节螺母；19、第二O型圈；20、可调支脚；21、填料压套；22、第三O型圈；23、第四O型圈；24、下室腔；25、上室腔；

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和8所示，一种高压全通径锻钢旋塞阀，包括阀体1、上盖2、阀杆3和下盖4。阀体1内部设置有与进入端5和排出端6相连通的阀腔7，阀杆3于阀腔7内的一端通过连接盘8连接有塞体9，塞体9远离阀杆3的一端与顶心10配合，顶心10与顶块11连接，顶块11与下盖4配合，下盖4通过第一螺栓组12固定在阀体1上，阀杆3于阀腔7外的一端贯穿上盖2，上盖2通过第二螺栓组13固定在阀体1上。

进一步的，如图2所示，上盖2与阀体1配合处设有第一O型圈14和缠绕垫15，第一O型圈14设置在上盖2和阀体1的竖直配合面上形成软密封，缠绕垫15设在上盖2和阀体1的水平配合面上形成硬密封，下盖4与阀体1配合处同样设有软硬双密封。

进一步的，如图3所示，顶块11与下盖4配合，顶块11还与下方的调节块16相抵接，调节块16与调节杆17相抵接，调节杆17贯穿下盖4，调节杆17远离调节块16的一端与调节螺母18配合，调节螺母18可提升调节杆17。

如图1所示为开阀状态，当阀长时间使用后，在阀从开启状态回到关闭状态时，原关闭位置由于阀腔7和塞体9的配合密封处发生磨损，密封性能变差，没有实现完全密封，此时通过旋转所述调节螺母18，可将调节杆17向上顶调节块16，调节块16会推着顶块11向上运动，顶心10将推动所述塞体9向上运动，使得所述塞体9与阀腔7接触密封，形成低压密封补偿，调节块16还可对防火填料做密封预紧，实现绝对密封及防火功能。

进一步的，如图4所示，顶心10与顶块11的抵接面为球面形状，顶块11与下盖4的密封处还设有第二O型圈19和防火填料。当阀出现单侧磨损或者是密封面出现异物时，致使塞体9会被顶死，顶心10的球面形状则可左右进行摇摆，释放应力，提高阀的零部件寿命。

进一步的，如图5所示，下盖4的第一螺栓组12设置有四个可调支脚20，可调支脚20与第一螺栓组12为螺纹配合，通过转动可调支脚20可调节阀的高度。

进一步的，如图6所示，上盖2与阀杆3的配合面处依上而下设有填料压套21、防火填料、第三O型圈22、第四O型圈23。

进一步的，如图7所示，阀体1的制造方法如下：

1)阀体1由中体01和两侧法兰02焊接而成，中体01和两侧法兰02采用自由锻或模锻胚料，解决阀体铸造成型的气孔问题。

2)采用窄间缝对接焊工艺将中体01和两侧法兰01焊接成一整体，按材料要求作热处理。

3)精加工阀体1流道内外侧到零件尺寸。

进一步的，如图1所示，一种高压全通径锻钢旋塞阀，其工作方法如下：

1)当进入端5和排出端6相通时，阀即为开启状态，若要将阀关闭，则阀杆3旋转90度，通过连接盘8带动塞体9旋转90度，塞体9将进入端5和排出端6隔断，然后将阀杆3进行旋转提升，在低压下由调节杆17/调节螺母18通过顶心10/顶块11给出的预紧力密封，随着进入端介质压力的升高(在此需要说明的是在高介质油压下，塞体9绕着顶心10向排出端6倾斜，进入端5可通过塞体9与阀体1密封面间的缝隙与下室腔24和上室腔25贯通，介质充满整个下室腔24和上室腔25)，由锥形塞体9面积差形成的向上作用力将塞体9推向阀体1密封面，以补偿因介质压力升高所需要的密封比压，在密封脂的作用下，达到阀体1密封面零泄漏的效果。

2)当阀从关闭状态到开启状态时，打开旁通阀(旁通阀设在塞体9内，图中未表示，在此需要说明的是，旁通阀与下室腔24相通，介质只能从下室腔24单向泄放到阀腔7中)，先将阀体1与下盖形成的下室腔24压力泄放到阀腔7，塞体9在上室腔25和下室腔24介质压力差的作用下下降后与阀体1脱离密封面，然后将阀杆3旋转90度，通过连接盘8带动塞体9旋转90度，塞体9将进入端5和排出端6贯通，关闭旁通阀，此时阀打开。

3)当在1)过程中，经长时间使用发生塞体9与阀体1密封面磨损，若出现塞体9提升后与阀体1密封不严，还可通过调节杆17和调节螺母18将顶心10向上微推塞体9使塞体9与阀体1严密封。

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 (6)

1.一种高压全通径锻钢旋塞阀的工作方法，所述高压全通径锻钢旋塞阀包括阀体（1）、上盖（2）、阀杆（3）和下盖（4），其特征在于：所述阀体（1）内部设置有与进入端（5）和排出端（6）相连通的阀腔（7），所述阀杆（3）于阀腔（7）内的一端通过连接盘（8）连接有上窄下宽呈圆锥台的塞体（9），塞体（9）内设有通道，所述塞体（9）远离阀杆（3）的一端与顶心（10）配合，所述顶心（10）与顶块（11）连接，所述顶块（11）与下盖（4）配合，所述下盖（4）通过第一螺栓组（12）固定在阀体（1）上，所述阀杆（3）于阀腔（7）外的一端贯穿上盖（2），所述上盖（2）通过第二螺栓组（13）固定在阀体（1）上；

所述顶块（11）与下盖（4）配合，所述顶块（11）还与下方的调节块（16）相抵接，所述调节块（16）与调节杆（17）相抵接，所述调节杆（17）贯穿下盖（4），所述调节杆（17）远离调节块（16）的一端与调节螺母（18）配合，所述调节螺母（18）可提升调节杆（17）；

所述阀体（1）、上盖（2）和塞体（9）共同围成上室腔（25），所述阀体（1）、下盖（4）和塞体（9）共同围成下室腔（24），所述下室腔（24）与旁通阀连通，所述上室腔（25）和下室腔（24）内可充介质；

其特征在于，所述工作方法包括如下步骤：

1）当进入端（5）和排出端（6）相通时，阀即为开启状态，若要将阀关闭，则阀杆（3）旋转90度，通过连接盘（8）带动塞体（9）旋转90度，塞体（9）将进入端（5）和排出端（6）隔断，然后将阀杆（3）进行旋转提升，在低压下由调节杆（17）或调节螺母（18）通过顶心（10）或顶块（11）给出的预紧力密封，随着进入端介质压力的升高塞体（9）绕着顶心（10）向排出端（6）倾斜，进入端（5）可通过塞体（9）与阀体（1）密封面间的缝隙与下室腔（24）和上室腔（25）贯通，介质充满整个下室腔（24）和上室腔（25），由塞体（9）面积差形成的向上作用力将塞体（9）推向阀体（1）密封面，以补偿因介质压力升高所需要的密封比压，在密封面油脂的作用下，达到阀体（1）密封面零泄漏的效果；

2）当阀从关闭状态到开启状态时，打开旁通阀，旁通阀与下室腔（24）相通，介质只能从下室腔（24）单向泄放到阀腔（7）中，此时先将阀体（1）与下盖形成的下室腔（24）压力泄放到阀腔（7），塞体（9）在上室腔（25）和下室腔（24）介质压力差的作用下下降后与阀体（1）脱离密封面，然后将阀杆（3）旋转（90）度，通过连接盘（8）带动塞体（9）旋转（90）度，塞体（9）将进入端（5）和排出端（6）贯通，关闭旁通阀，此时阀打开；

当长时间使用发生塞体（9）与阀体（1）密封面磨损，出现塞体（9）提升后与阀体（1）密封不严时，通过调节杆（17）和调节螺母（18）将顶心（10）向上微推塞体（9）使塞体（9）与阀体（1）严密封。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述上盖（2）与阀体（1）配合处设有第一O型圈（14）和缠绕垫（15），所述第一O型圈（14）设置在上盖（2）和阀体（1）的竖直配合面上形成软密封，所述缠绕垫（15）设在上盖（2）和阀体（1）的水平配合面上形成硬密封；所述下盖（4）与阀体（1）的竖直配合面上同样设有软密封，所述下盖（4）和阀体（1）的水平配合面上同样设有硬密封。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述顶心（10）与顶块（11）的抵接面为球面形状，所述顶块（11）与下盖（4）的密封处还设有第二O型圈（19）和防火填料。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述下盖（4）的第一螺栓组（12）设置有四个可调支脚（20），所述可调支脚（20）与第一螺栓组（12）为螺纹配合，通过转动可调支脚（20）可调节阀的高度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述上盖（2）与阀杆（3）的配合面处依上而下设有填料压套（21）、防火填料、第三O型圈（22）、第四O型圈（23）。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的阀体（1）由中体（01）和两侧法兰（02）焊接而成，其采用如下方法制造：

1）中体（01）和两侧法兰（02）采用自由锻或模锻胚料，解决阀体铸造成型的气孔问题；

2）采用窄间缝对接焊工艺将中体（01）和两侧法兰（02）焊接成一整体，并进行热处理；

3）精加工阀体（1）流道内外侧到所需零件尺寸。

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