CN113775788A - 自补偿低温防火密封型上装式低温球阀 - Google Patents

自补偿低温防火密封型上装式低温球阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自补偿低温防火密封型上装式低温球阀，包括阀体、阀座、阀盖、球芯以及阀杆，还包括石墨环、密封加载组件和安装于阀体上的球芯加载组件，所述阀体内壁或者阀座外壁上具有径向的密封台阶面，所述加载组件设置于石墨环轴向一侧并对石墨环施以轴向的加载力，并将石墨环轴向压于密封台阶面上，所述球芯加载组件位于球芯正下方并支撑于球芯底部对球芯具有竖直向上的加载力。本发明通过对球芯的自动补偿以及石墨环的密封防火，使得球阀在低温环境下时，球芯和密封环保持良好的装配精度，进而保证球芯在低温环境下有效的密封性能以及稳定的开关力矩，而且保证了阀体与阀座之间的低温密封性能，以及可靠的防火性能。

Description

自补偿低温防火密封型上装式低温球阀
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，特别涉及一种自补偿低温防火密封型上装式低温球阀。
背景技术
对于上装式低温球阀阀座和阀体的防火结构，传统的方式是在阀座外圆处加工一个凹槽，在凹槽内安装石墨密封圈，该安装方式，使得石墨密封环不具备自密封的性能，其防火性和密封性能很难保障。
对于上装式低温球阀，其阀芯为球芯，需要与阀体精确定位，传统的定位方式是测量球芯装入的中心高，与阀体流道中心高进行对比，通过加工不同高度的垫圈来保证球芯装入中心高度。通过多次调整来实现球芯的中心位置与阀座、流道中心始终在一个水平面上；
该装配过程中需进行多次装配、拆卸及测量的重复工作，整个装配过程较为繁琐，而且该装配调试过程是在常温环境下进行，当阀门在低温条件下工作时，球芯受冷收缩及球芯自重使中心位置发生竖向偏移，使球芯中心高与阀座中心高产生相对偏移，造成球芯球面与阀座密封面不能完全贴合，影响阀门的密封性能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种自补偿低温防火密封型上装式低温球阀，可实现在低温条件下，球芯受冷收缩及球芯自重中心高自动补偿，使球芯中心高保持不变；提高了球阀在低温条件下阀门的防火性和密封性。
本发明提供了一种自补偿低温防火密封型上装式低温球阀，包括阀体、阀座、阀盖、球芯以及阀杆，还包括石墨环、密封加载组件和安装于阀体上的球芯加载组件，所述阀体内壁或者阀座外壁上具有径向的密封台阶面，所述加载组件设置于石墨环轴向一侧并对石墨环施以轴向的加载力，并将石墨环轴向压于密封台阶面上，所述球芯加载组件位于球芯正下方并支撑于球芯底部对球芯具有竖直向上的加载力。
进一步，所述密封加载组件包括弹性件Ⅱ和弹性座，所述阀体内圆面对应于石墨环安装位置处呈内大外小的内阶梯柱面，所述阀体内圆面小径段对应的轴肩面形成密封台阶面，所述阀体内圆面大径段与阀座外圆面之间形成环形弹性件安装腔，所述阀体内圆面小径段与阀座外圆面之间形成环形的防火密封腔，所述石墨环适形安装于防火密封腔内，所述弹性座轴向靠近石墨环一侧具有轴向向石墨环侧延伸的压环，所述弹性座安装于安装腔内且压环轴向延伸至石墨安装腔内，所述弹性件Ⅱ安装于弹性件安装腔内并对弹性座施以轴向的弹性力，以使得压环轴向压于石墨环上，并将石墨环轴向压于密封台阶面上。
进一步，所述球芯加载组件包括弹性件Ⅰ和支撑轴，所述支撑轴与球芯竖向同轴设置，所述支撑轴竖向支撑于球芯底部，所述弹性件Ⅰ对支撑轴具有轴向向上的弹性加载力，以使得支撑轴向上支撑于球芯底部。
进一步，所述密封加载组件还包挡圈，所述挡圈固定于阀体内圆面或者阀座外圆面上，所述挡圈和弹性座分设于弹性件Ⅱ的轴向两侧，所述挡圈轴向压于弹性件Ⅱ上，使得弹性件Ⅱ处于压缩状态。
进一步，所述密封加载组件还包括垫环，所述垫圈安装于防火密封腔内，所述垫环轴向靠近弹性座一端具有轴向向外延伸的密封端环，所述密封端环外圆面与阀体内圆面小径段之间形成石墨环安装外腔室，所述密封端环内圆面与阀座外圆面之间形成石墨环安装内腔室，所述石墨环设有两组并分别适形设于石墨环安装外腔室和石墨环安装内腔室内，所述弹性座轴向靠近石墨环一侧具有轴向向石墨环侧延伸的两个压环，两个压环分别延伸至石墨环安装外腔室和石墨环安装内腔室内并相应的压于石墨环上。
进一步，所述球芯加载组件还包括支撑球，所述支撑轴上端通过支撑球支撑于球芯底部，所述支撑轴上端中心处开设有半球形槽，所述支撑球设置于半球形槽内，所述球芯底部竖向同轴设置有锥形槽，所述支撑球支撑于锥形槽内壁上。
进一步，所述球芯加载组件还包括调节件，所述调节件以竖向可调的方式设于阀体底部，所述弹性件Ⅰ在竖向方向上设置于调节件与支撑轴之间，所述调节件压于弹性件Ⅰ底部使得弹性件Ⅰ呈压缩状态，进而为支撑轴提供轴向向上的弹性加载力。
进一步，所述球芯底部竖向同轴开设有支撑盲孔，所述支撑轴上端伸至支撑盲孔内并支撑于支撑盲孔底部。
进一步，所述密封加载组件还包括垫环，所述垫圈安装于防火密封腔内，所述垫环轴向靠近弹性座一端具有轴向向外延伸的密封端环，所述密封端环外圆面与阀体内圆面小径段之间形成石墨环安装外腔室，所述密封端环内圆面与阀座外圆面之间形成石墨环安装内腔室，所述石墨环设有两组并分别适形设于石墨环安装外腔室和石墨环安装内腔室内，所述弹性座轴向靠近石墨环一侧具有轴向向石墨环侧延伸的两个压环，两个压环分别延伸至石墨环安装外腔室和石墨环安装内腔室内并相应的压于石墨环上。
进一步，所述球芯加载组件还包括垫片，所述弹性件Ⅰ为碟片弹簧，所述阀体内腔底部开设有安装槽，所述安装槽与球芯竖向同轴设置，所述支撑轴下端伸至安装槽内，所述弹性件Ⅰ和垫片设置于安装槽内，所述弹性件Ⅰ位于垫片和支撑轴下端之间，所述调节件支撑于垫片底部并对垫片具有向上的加载力，以使得垫片向上压缩弹性件Ⅰ。
本发明的有益效果：
本发明通过对球芯的自动补偿以及石墨环的密封防火，使得球阀在低温环境下时，球芯和密封环保持良好的装配精度，进而保证球芯在低温环境下有效的密封性能以及稳定的开关力矩，而且保证了阀体与阀座之间的低温密封性能，以及可靠的防火性能；
本发明中石墨环通过密封加载组件作用力提供石墨环初始密封比压，形成良好的初始密封效果，通过加载力的作用，可使得石墨环自适应的补偿由于温度变化导致阀体与阀座之间间隙的变化，进而有效提高低温密封性能；
本发明中，当阀门在低温环境下时，球芯加载组件的加载力对球芯受冷收缩造成的球芯竖向向下移动进行补偿，对球芯起到竖向补偿定位的作用，保证阀门从常温环境到低温环境时球芯中心高的稳定性，避免因中心高偏移造成阀座泄漏及开关力矩增大的现象，提高了球阀在低温条件下阀门的密封性及可靠性，并且提高了阀座的密封稳定性及阀门开关力矩的稳定性；
本发明中由于阀体上位于球芯下方的位置处几乎没有多余零部件，因此将球芯加载组件安装于阀体的球芯下方位置处，也就是说整个球芯加载组件位于球阀的底部位置处，此时也便于将球芯加载组件驱动端形成外露结构，便于人工手动调节操作；球芯加载组件的安装位置可使得球芯加载组件远离阀杆和阀盖的位置，利于阀体内各个部件的空间布局，便于球芯加载组件在阀体内部的安设；
本发明中，对球阀采用球芯自动补偿可调中心高结构设计，可提高球芯的定位精度，保证阀门的密封性能；同时该结构也可减少阀门装配难度及缩短装配时间，提高装配效率。
本发明中石墨环可对流体介质形成良好的阻断效果，提高了阀座与阀体之间的综合密封性能以及密封可靠性，而且当阀门外出现火灾时阀门外部受热温度升高，阀座与阀体之间的非耐热材料的密封件受热损坏，导致密封件密封失效，此时石墨环却可阻断介质泄漏，并且由于加载力对石墨环的作用，石墨环仍然可自适应的补偿由于高温导致阀体与阀座之间间隙的变化，保持阀座与阀体之间的有效密封，综合的提高了阀门的防火和密封性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明结构示意图；
图2为球芯加载组件结构示意图；
图3为图2的局部放大结构示意图；
图4为密封机构实施例一结构示意图，也为图1的A点放大结构示意图；
图5为密封机构实施例二结构示意图，与为图1的B点放大结构示意图；
具体实施方式
图4和图5为密封机构的两个实施例，为详细论述两个实施例，本发明将两个密封机构的实施例同时应用于一个阀门上，当然，阀门内位于球芯4轴向两侧的位置可设置相同的密封机构；
本实施例提供了一种自补偿低温防火密封型上装式低温球阀，包括阀体1、阀座2、阀盖3、球芯4以及阀杆5，还包括石墨环、密封加载组件和安装于阀体上的球芯加载组件，所述阀体内壁或者阀座外壁上具有径向的密封台阶面，所述加载组件设置于石墨环轴向一侧并对石墨环施以轴向的加载力，并将石墨环轴向压于密封台阶面上，所述球芯加载组件位于球芯正下方并支撑于球芯底部对球芯4具有竖直向上的加载力。
阀体1、阀座2、阀盖3、球芯4以及阀杆5均采用现有结构，各个部件的装配结构与现有技术相同，此处不再赘述；
结合图1所示，阀体和阀座的装配方式与现有的结构一致，阀体和阀座装配结构中，位于球芯4轴向两侧的位置均需要密封，结合图2和图3所示，本实施中的密封机构应用于阀体中时，对应的在阀门的轴向两侧设置有两套；
密封加载组件可以为弹性件也可以为液压加载、螺纹锁紧等其他已知的加载结构；石墨环通过密封加载组件作用力提供石墨环初始密封比压，形成良好的初始密封效果，通过加载力的作用，可使得石墨环自适应的补偿由于温度变化导致阀体与阀座之间间隙的变化，进而有效提高低温密封性能；石墨环可对流体介质形成良好的阻断效果，提高了阀座与阀体之间的综合密封性能以及密封可靠性，而且当阀门外出现火灾时阀门外部受热温度升高，阀座与阀体之间的非耐热材料的密封件受热损坏，导致密封件密封失效，此时石墨环却可阻断介质泄漏，并且由于加载力对石墨环的作用，石墨环仍然可自适应的补偿由于高温导致阀体与阀座之间间隙的变化，保持阀座与阀体之间的有效密封，综合的提高了阀门的防火和密封性能。
结合图1所示，由于阀体上位于球芯下方的位置处几乎没有多余零部件，因此将球芯加载组件安装于阀体的球芯下方位置处，也就是说整个球芯加载组件位于球阀的底部位置处，此时也便于将球芯加载组件驱动端形成外露结构，便于人工手动调节操作；球芯加载组件的安装位置可使得球芯加载组件远离阀杆和阀盖的位置，利于阀体内各个部件的空间布局，便于球芯加载组件在阀体内部的安设；
球芯加载组件安装于阀体内腔底部位置，且对球芯具有竖直向上的加载力，在低温环境下，该加载力对球芯受冷收缩造成的球芯竖向移动进行补偿，对球芯起到竖向补偿定位的作用，保证阀门从常温环境到低温环境时球芯中心高的稳定性，避免因中心高偏移造成阀座泄漏及开关力矩增大的现象，提高了球阀在低温条件下阀门的密封性及可靠性，并且提高了阀座的密封稳定性及阀门开关力矩的稳定性；
本实施例中对球阀采用球芯自动补偿可调中心高结构设计，可提高球芯的定位精度，保证阀门的密封性能；同时该结构也可减少阀门装配难度及缩短装配时间，提高装配效率。
综上，通过对球芯的自动补偿以及石墨环的密封防火，使得球阀在低温环境下时，球芯和密封环保持良好的装配精度，进而保证球芯在低温环境下有效的密封性能以及稳定的开关力矩，而且保证了阀体与阀座之间的低温密封性能，以及可靠的防火性能；
结合图2和图3所示，对本实施中相应的补偿结构进行说明；
本实施例中，所述球芯加载组件包括弹性件Ⅰ6和支撑轴7，所述支撑轴与球芯竖向同轴设置，所述支撑轴竖向支撑于球芯底部，所述弹性件Ⅰ对支撑轴具有轴向向上的弹性加载力。
结合图1所示，弹性件Ⅰ设置于支撑轴下方，且弹性件Ⅰ位于支撑轴与阀座底部之间，弹性件Ⅰ处于压缩状态，并对支撑轴具有轴向向上的弹性加载力；弹性件Ⅰ可以为弹性套筒、弹簧或者其他已知的弹性结构，由于弹性件Ⅰ施加弹性加载力，可适应支撑轴与球芯之间的轴向间隙的微变，防止加载力突变，使得加载力保持大致恒定，以对球芯提供稳定的加载力。
本实施例中，所述球芯加载组件还包括支撑球8，所述支撑轴上端通过支撑球8支撑于球芯底部。
支撑球可采用钢球或者其他硬质材料制成的球体，支撑球设置于支撑轴上端与球芯之间，通过支撑球可减少支撑轴与球芯之间的接触面，进而减小支撑轴与球芯之间的相对转动的开关摩擦力矩，最终减少阀门的开关力矩，进一步保证了阀门开关力矩的稳定性。
本实施例中，所述球芯加载组件还包括调节件9，所述调节件以竖向可调的方式设于阀体底部，所述弹性件Ⅰ在竖向方向上设置于调节件与支撑轴之间，所述调节件压于弹性件Ⅰ底部使得弹性件Ⅰ呈压缩状态，进而为支撑轴提供轴向向上的弹性加载力。
调节件可以为液压驱动结构、螺纹驱动结构等已知的结构实现支撑轴竖向可调，通过对调节件轴向位置的调节，调节弹性件Ⅰ的压缩状态，进而调节弹性加载力的大小。
本实施例中，所述球芯底部竖向同轴开设有支撑盲孔，所述支撑轴7上端伸至支撑盲孔内并支撑于支撑盲孔底部。
通过支撑盲孔和支撑轴的配合，提高二者的装配精度，利于保持二者同轴配合，进而保证加载力位于球芯的竖向中轴线位置，以使得整个球芯整体均匀竖向上移，在保证球芯中心高度的同时，也防止球芯受加载力导致的偏转现象，同时支撑轴对球芯起到横向定位作用。
本实施例中，所述支撑轴上端中心处开设有半球形槽10，所述支撑球设置于半球形槽10内。
结合图2所示，半球形槽的中心点位于球芯的竖直轴线所在的直线上，通过半球形槽的设置，利于锁定支撑球，同时使得支撑球具有自动调心功能，进而保证支撑球对球芯的支撑点位于球芯的竖直轴线上。
本实施例中，所述球芯底部竖向同轴设置有锥形槽11，所述支撑球支撑于锥形槽11内壁上。
结合图2所示，锥形槽为向下开口的结构，支撑球支撑于锥形槽11内壁形成线接触结构，支撑球与半球形槽形成点接触，通过点接触和线接触的方式，既减小了支撑轴与球芯之间的摩擦力，同时也保证了支撑球的稳定性，以保证支撑球精确的支撑于支撑轴底部。
本实施例中，所述球芯加载组件还包括垫片12，所述弹性件Ⅰ为碟片弹簧，所述阀体内腔底部开设有安装槽，所述安装槽与球芯竖向同轴设置，所述支撑轴下端伸至安装槽内，所述弹性件Ⅰ和垫片设置于安装槽内，所述弹性件Ⅰ位于垫片和支撑轴下端之间，所述调节件9支撑于垫片底部并对垫片具有向上的加载力，以使得垫片向上压缩弹性件Ⅰ。
结合图1所示，安装槽为圆柱槽，垫盘呈圆形片，垫片是配合碟片弹簧而设置，使得调节件的加载力均匀的作用于碟片弹簧的大圆端。
本实施例中，所述阀体底部开设有安装通孔，所述调节件9以竖向可调的方式设于安装通孔内，所述安装通孔底部密封设有底塞13。
所述安装通孔与支撑轴同轴设置，本实施例中安装通孔为螺纹孔，调节件为调节螺钉，调节螺钉沉入安装通孔内，并通过底塞13将安装通孔密封，底塞13同样采用螺纹连接的方式密封于安装通孔内，以防止阀体内的介质外漏。
本实施例中，所述支撑轴7上端与支撑盲孔之间通过衬套14转动配合。
衬套可以为钢套、铜套或者由自润滑材料制成，衬套可与支撑轴上端过盈配合，此时衬套与支撑盲孔之间转动配合，或者衬套可与支撑盲孔过盈配合，，此时衬套与支撑轴之间转动配合，通过衬套的设置可减小支撑轴与支撑盲孔之间的摩擦，同时也便于后期的维护。
结合图4和图5所示，对本发明中相应的密封结构进行说明；
本实施例中，所述密封加载组件包括弹性件Ⅱ16，所述弹性件Ⅱ16对石墨环15施以轴向的弹性加载力。弹性件Ⅱ16可以为弹性套筒、弹簧或者其他已知的弹性结构，由于弹性件Ⅱ16施加弹性加载力，可适应轴向间隙的微变，防止加载力突变，使得加载力保持大致恒定，以对石墨环15提供稳定的加载力。
本实施例中，所述密封加载组件还包括弹性座17，所述阀体1内圆面对应于石墨环15安装位置处呈内大外小的内阶梯柱面，所述阀体1内圆面小径段对应的轴肩面形成密封台阶面，所述阀体内圆面大径段与阀座外圆面之间形成环形弹性件安装腔20，所述阀体内圆面小径段与阀座外圆面之间形成环形的防火密封腔，所述石墨环15适形安装于防火密封腔内，所述弹性座17轴向靠近石墨环15一侧具有轴向向石墨环15侧延伸的压环17a，所述弹性座17安装于安装腔5内且压环轴向延伸至石墨安装腔内，所述弹性件Ⅱ16安装于弹性件安装腔5内并对弹性座17施以轴向的弹性力，以使得压环17a轴向压于石墨环15上，并将石墨环15轴向压于密封台阶面上。
适形安装含义为石墨环15的形状与防火密封腔的形状一致，即石墨环15内径与防火密封腔内径相同，石墨环15外径与防火密封腔外径相同；内外向是基于轴向方向确定，轴向靠近阀芯一侧为内，轴向远离阀芯一侧为外；
阀体1内圆面大径段对应于图4中的位置a处，或对应于图5中的位置a’处，阀体1内圆面小径段对应于图4中的位置b处，或对应于图5中的位置b’处；密封台阶面应于图4中的位置c处，或对应于图5中的位置c’处；
结合图4所示，弹性件安装腔20较大，利于较大弹性件Ⅱ16以及弹性座的安装，另外安装有石墨环15的防火密封腔较小，可减少石墨环15的用料，并且通过较小的径向间隙设置利于保证密封的有效性；弹性座17作为加载力传导部件，利于将弹性件Ⅱ16的加载力均匀传导至石墨环15上，改善石墨环15的受力分布，进而保证石墨环15周向密封的均匀性，提高密封和防火效果；当介质进入阀座腔内且介质对阀座轴向向外的作用力大于弹性件Ⅱ16载荷时，阀座微观下轴向向外运行，阀座前端密封面与球芯表面微观下脱开，阀座前端的压力泄入阀座后端，实现阀体中腔泄压功能，故阀座具有可靠低温密封及定向泄压性能；
如图4所示，为保证良好的密封性能，在石墨环15的外侧还设置有单活塞蓄能式密封圈21，单活塞蓄能式密封圈21密封于阀座与阀体之间，阀座与阀体密封采用单活塞蓄能式封圈加石墨环15的双道密封结构，单活塞蓄能式密封圈结构自带单向预紧弹簧，预紧弹簧能在低温收缩下对密封圈提供初始密封比压，使单活塞蓄能式密封圈具有单向自密封性能；当阀座后端介质进入阀座腔内时首先通过单活塞蓄能式密封圈阻断，如单活塞蓄能式密封圈出现泄漏，通过石墨环15阻断，形成二双重密封形式，提高了阀座的密封的可靠性。
本实施例中，所述密封加载组件还包挡圈18，所述挡圈固定于阀体1内圆面或者阀座2外圆面上，所述挡圈和弹性座分设于弹性件Ⅱ16的轴向两侧，所述挡圈轴向压于弹性件Ⅱ16上，使得弹性件Ⅱ16处于压缩状态。
结合图4和图5所示，挡圈可拆卸外套连接于阀座2上，由于挡圈和阀座为外套连接关系，便于挡圈的安装，当然，可以也可将挡圈连接于阀体的内圆面处，此处不再赘述；通过挡圈的设置，利于弹性件Ⅱ16的弹性加载力的保持，进而保证其密封性能和防火性能的稳定；并且可将弹性件Ⅱ16和弹性座封装在一定的轴向空间内，提高阀体密封机构的紧凑性。
本实施例中，所述密封加载组件还包括垫环19，所述垫圈安装于防火密封腔内，所述垫环19轴向靠近弹性座17一端具有轴向向外延伸的密封端环19a，所述密封端环外圆面与阀体1内圆面小径段之间形成石墨环15安装外腔室，所述密封端环内圆面与阀座2外圆面之间形成石墨环15安装内腔室，所述石墨环15设有两组并分别适形设于石墨环15安装外腔室和石墨环15安装内腔室内，所述弹性座17轴向靠近石墨环15一侧具有轴向向石墨环15侧延伸的两个压环17a，两个压环分别延伸至石墨环15安装外腔室和石墨环15安装内腔室内并相应的压于石墨环15上。
如图4所示，位于阀芯左侧的密封机构设置有一组墨环，结合图5所示，位于阀芯右侧的密封机构设置有两组密封环，本实施例中每组石墨环15均只包括一个石墨环15，当然可依据实际使用需求调节每组中的石墨环15数量，而且阀芯左侧和右侧密封机构中石墨环15的组数也可依据实际使用需要调整；
结合图5所示，为适配两组石墨环15的设置，相应的设置垫环19，其中石墨环15轴向压于石墨环15垫环19的轴肩面上，并将垫环19压于密封台阶面上，此时石墨环15间接压于密封台阶面上；为适配两组石墨环15的设置，还相应的在弹性座17的轴向同轴设置有两个压环，各个压环分别作用于两组石墨环15上，以达到良好的密封效果；
当介质进入阀座腔，通过两组石墨环15阻断，形成密封；同理当外界出现火灾时阀门外部受热温度升高，阀座与阀体之间的非耐热材料的密封件受热损坏，导致密封件密封失效，石墨环15却可阻断介质泄漏，且实现阀座与阀体之间的有效密封。
结合图5所示，为保证良好的密封性能，在石墨环15的外侧还设置有双活塞蓄能式密封圈22，双活塞蓄能式密封圈22密封于阀座与阀体之间，阀座与阀体密封采用双活塞蓄能式封圈加石墨环15的双道密封结构，双活塞蓄能式密封圈结构自带双向预紧弹簧，预紧弹簧能在低温收缩下对密封圈提供初始密封比压，使双活塞蓄能式密封圈具有双向自密封性能，当阀座后端介质进入阀座腔，首先通过双活塞蓄能式密封圈阻断，如双活塞蓄能式密封圈出现泄漏，则通过两组石墨环15阻断，形成双重密封形式；当阀座前端介质进入阀座腔，首先通过两组石墨环15阻断，如石墨环15泄漏，则蓄能式密封圈阻断，形成双重密封形式，提高了阀座的密封的可靠性，双重密封结构两两之间互相补偿，故阀座具有可靠双向低温密封性能；
本实施例中，所述挡圈18以可轴向可调的方式安装于阀体1内圆面或者阀座外圆面上。
结合图4和图5所示，挡圈螺纹连接于阀座上，挡圈的外圆面与阀体内圆面滑动贴合，转动挡圈可调节挡圈对弹性件Ⅱ16的预压力，进而调节对石墨环15的预加载力。
本实施例中，所述阀座外圆面对应于石墨环15安装的位置呈内大外小的外阶梯柱面，所述阀座外圆面小径段与阀体内圆面大径端之间形成弹性件安装腔20。
阀座2外圆面小径段对应于图4中的位置d处，或对应于图5中的位置d’处，阀座外圆面大径段对应于图4中的位置e处，或对应于图5中的位置e’处；阀座外圆面小径段和阀座外圆面大径段构成了外阶梯柱面；通过阀座大径段利于对弹性座和弹性件Ⅱ16形成阻挡；
本实施例中，所述挡圈18外套连接于阀座外圆面大径段处。
结合图4和图5所示，挡圈螺纹外套连接于阀座大径段处，利于挡圈的安装，同时挡圈轴向调节时，挡圈的外端面呈悬臂状伸至弹性件安装腔20内可对弹性件Ⅱ16形成良好的预压力。
本实施例中，所述弹性件Ⅱ16为碟片弹簧。碟片弹簧其轴向尺寸较小，能够实现低行程高补偿力的效果。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种自补偿低温防火密封型上装式低温球阀，包括阀体、阀座、阀盖、球芯以及阀杆，其特征在于：还包括石墨环、密封加载组件和安装于阀体上的球芯加载组件，所述阀体内壁或者阀座外壁上具有径向的密封台阶面，所述加载组件设置于石墨环轴向一侧并对石墨环施以轴向的加载力，并将石墨环轴向压于密封台阶面上，所述球芯加载组件位于球芯正下方并支撑于球芯底部对球芯具有竖直向上的加载力。
2.根据权利要求1所述的自补偿低温防火密封型上装式低温球阀，其特征在于：所述密封加载组件包括弹性件Ⅱ和弹性座，所述阀体内圆面对应于石墨环安装位置处呈内大外小的内阶梯柱面，所述阀体内圆面小径段对应的轴肩面形成密封台阶面，所述阀体内圆面大径段与阀座外圆面之间形成环形弹性件安装腔，所述阀体内圆面小径段与阀座外圆面之间形成环形的防火密封腔，所述石墨环适形安装于防火密封腔内，所述弹性座轴向靠近石墨环一侧具有轴向向石墨环侧延伸的压环，所述弹性座安装于安装腔内且压环轴向延伸至石墨安装腔内，所述弹性件Ⅱ安装于弹性件安装腔内并对弹性座施以轴向的弹性力，以使得压环轴向压于石墨环上，并将石墨环轴向压于密封台阶面上。
3.根据权利要求1所述的自补偿低温防火密封型上装式低温球阀，其特征在于：所述球芯加载组件包括弹性件Ⅰ和支撑轴，所述支撑轴与球芯竖向同轴设置，所述支撑轴竖向支撑于球芯底部，所述弹性件Ⅰ对支撑轴具有轴向向上的弹性加载力，以使得支撑轴向上支撑于球芯底部。
4.根据权利要求2所述的自补偿低温防火密封型上装式低温球阀，其特征在于：所述密封加载组件还包挡圈，所述挡圈固定于阀体内圆面或者阀座外圆面上，所述挡圈和弹性座分设于弹性件Ⅱ的轴向两侧，所述挡圈轴向压于弹性件Ⅱ上，使得弹性件Ⅱ处于压缩状态。
5.根据权利要求2所述的自补偿低温防火密封型上装式低温球阀，其特征在于：所述密封加载组件还包括垫环，所述垫圈安装于防火密封腔内，所述垫环轴向靠近弹性座一端具有轴向向外延伸的密封端环，所述密封端环外圆面与阀体内圆面小径段之间形成石墨环安装外腔室，所述密封端环内圆面与阀座外圆面之间形成石墨环安装内腔室，所述石墨环设有两组并分别适形设于石墨环安装外腔室和石墨环安装内腔室内，所述弹性座轴向靠近石墨环一侧具有轴向向石墨环侧延伸的两个压环，两个压环分别延伸至石墨环安装外腔室和石墨环安装内腔室内并相应的压于石墨环上。
6.根据权利要求3所述的自补偿低温防火密封型上装式低温球阀，其特征在于：所述球芯加载组件还包括支撑球，所述支撑轴上端通过支撑球支撑于球芯底部，所述支撑轴上端中心处开设有半球形槽，所述支撑球设置于半球形槽内，所述球芯底部竖向同轴设置有锥形槽，所述支撑球支撑于锥形槽内壁上。
7.根据权利要求3所述的自补偿低温防火密封型上装式低温球阀，其特征在于：所述球芯加载组件还包括调节件，所述调节件以竖向可调的方式设于阀体底部，所述弹性件Ⅰ在竖向方向上设置于调节件与支撑轴之间，所述调节件压于弹性件Ⅰ底部使得弹性件Ⅰ呈压缩状态，进而为支撑轴提供轴向向上的弹性加载力。
8.根据权利要求3所述的自补偿低温防火密封型上装式低温球阀，其特征在于：所述球芯底部竖向同轴开设有支撑盲孔，所述支撑轴上端伸至支撑盲孔内并支撑于支撑盲孔底部。
9.根据权利要求5所述的球阀低温防火密封机构，其特征在于：所述密封加载组件还包括垫环，所述垫圈安装于防火密封腔内，所述垫环轴向靠近弹性座一端具有轴向向外延伸的密封端环，所述密封端环外圆面与阀体内圆面小径段之间形成石墨环安装外腔室，所述密封端环内圆面与阀座外圆面之间形成石墨环安装内腔室，所述石墨环设有两组并分别适形设于石墨环安装外腔室和石墨环安装内腔室内，所述弹性座轴向靠近石墨环一侧具有轴向向石墨环侧延伸的两个压环，两个压环分别延伸至石墨环安装外腔室和石墨环安装内腔室内并相应的压于石墨环上。
10.根据权利要求7所述的自补偿低温防火密封型上装式低温球阀，其特征在于：所述球芯加载组件还包括垫片，所述弹性件Ⅰ为碟片弹簧，所述阀体内腔底部开设有安装槽，所述安装槽与球芯竖向同轴设置，所述支撑轴下端伸至安装槽内，所述弹性件Ⅰ和垫片设置于安装槽内，所述弹性件Ⅰ位于垫片和支撑轴下端之间，所述调节件支撑于垫片底部并对垫片具有向上的加载力，以使得垫片向上压缩弹性件Ⅰ。
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