CN114060558A - 一种高密封易拆装球阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高密封易拆装球阀，包括阀座、连接头、阀芯和转轮，在阀芯与阀座之间设置有密封圈，在阀杆与阀座之间设置有弹性密封装置，所述阀芯由两个半球形活动阀芯组成，两个半球形阀芯扣合，之间设置有套筒，在套筒内设置有弹簧，在所述连接头处设置有抱箍，所述的抱箍包括多组交错叠加的压环以及压环内径控制机构，每组压环包含若干个活动压块，活动压块间通过滑槽和销轴连接，所述压环内径控制机构包括压柄和连杆，通过弹簧对密封垫施加压紧力，保证阀座与阀杆之间的密封度，通过分体式弹性阀芯，保证阀芯与阀座之间的密封，在连接头处设置抱箍，拆装过程不需要借助辅助工具，简单高效。

Description

一种高密封易拆装球阀
技术领域
本发明涉及球阀领域，具体地说是一种高密封易拆装球阀。
背景技术
阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能，用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。球阀是阀门的常见类别之一，启闭件为球形阀芯，阀芯由阀杆带动，并绕球阀轴线作旋转运动，用于流体的调节与控制，被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业，在国民经济中占有举足轻重的地位。球阀连接常见的方式有法兰配合多螺栓连接、螺纹接头连接、热熔连接，以上连接方式安装和拆卸需要借助工具，比较繁琐，费时费力，不利于更换维护。
且现有技术中，阀座与阀杆、阀座与阀芯之间活动连接，在出现机械磨损、密封件老化现象后，会严重影响密封效果，进而产生渗漏问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高密封易拆装球阀，解决现有技术中存在的密封性差的问题，以及拆装过程需要借助工具，拆装效率低的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种高密封易拆装球阀，包括阀座、连接头、阀芯和转轮，在阀座内设置有阀芯，阀芯上设置有通流孔，所述阀芯与转轮之间通过阀杆连接，阀座两端设置的连接头用于和连接管连接，通过转动转轮，控制阀芯在阀座内旋转，当阀芯的通流孔与连接头正对时，阀门处于开启状态，当通流孔转向侧方后，阀门处于闭合状态，为了保障密封性能，在阀芯与阀座之间设置有密封圈。
进一步，为了避免流通介质从阀座与阀杆的间隙中泄漏，在阀杆与阀座之间设置有弹性密封装置，弹性密封装置设置在阀座顶端的密封腔内，所述弹性密封装置由两个密封垫和弹性件组成，两个密封垫套装在阀杆上，弹性件置于两个密封垫之间。由于密封垫的内孔与阀杆过盈配合，使得阀杆与密封垫之间保持密封状态，在弹性件的作用下，密封垫与密封腔端面保持一定的压力，从而保证密封效果。
当密封圈出现老化或磨损后，在阀门闭合状态下，会有少量的流通介质从阀座与阀芯之间渗出，为了解决上述问题，本发明中，所述阀芯由两个半球形活动阀芯组成，两个半球形阀芯扣合，之间设置有套筒，在套筒内设置有弹簧，两个半球形阀芯之间的端面间隙作为通流孔，并且两个半球形阀芯可相对套筒运动，在弹簧的作用下，保持向两侧的张力，当阀门闭合的状态下，两个半球形阀芯在张力的作用下与密封圈紧密贴合，当密封圈出现老化或磨损后，利用弹簧的弹簧力来保证半球形阀芯与密封圈的压紧力，能够有效地提高密封效果，提高球阀的使用寿命。
进一步，为了能够提高球阀的拆装效率，在所述连接头处设置有抱箍，所述抱箍包括多组交错叠加的压环以及压环内径控制机构，每组压环包含若干个活动压块，每组压环紧密贴合，压环由多个活动压块组成，压块间通过滑槽和销轴连接，所述压环内径控制机构包括压柄和连杆，所述压柄一端与活动压块外壁铰接，压柄中部与连杆的一端铰接，连杆的另一端与相邻的另一活动压块铰接，当压柄向外转动时，各个压块间处于活动状态，压环内径变大；当压柄向内转动时，各个压块间处于压紧状态，压环内径变小。
在安装时，首先将所有压柄全部打开，压环内径大于连接管的外径，将抱箍套装在连接管上，在将连接管与连接头插接后扣合所有压柄，压环内圈直径缩小，并呈标准的圆形，压环将连接管箍紧在连接头上，起到紧固密封的作用，多层压环交错叠加，避免各个压块间的接缝重合，进一步增强了密封的可靠性。当需要将球阀从管路中拆除时，只需要将所有压柄全部打开，抱箍处于松弛状态，将连接管从连接头上拔下即可，拆装过程不需要借助辅助工具即可完成，简单高效，密封稳定可靠。
作为优选，所述抱箍的压环外侧设置有筒状护套。
本发明的有益效果在于：
本发明通过弹簧对密封垫施加压紧力，从而保证阀座与阀杆之间的密封度；通过分体式弹性阀芯，保证阀芯与阀座之间的密封，提高了密封的可靠性，同时延长了阀体的使用寿命；在连接头处设置抱箍，拆装过程不需要借助辅助工具，简单高效。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为图1中A部放大图。
图3为本发明中抱箍解锁状态的结构示意图。
图4为本发明中抱箍锁紧状态的结构示意图。
图5为护套的剖面图。
图6为端盖的结构示意图。
图7为护套边缘挂钩的结构示意图。
图中：1—阀座；2—连接头；3—转轮；4—连接管；5—抱箍；51—第一活动压块；511—滑槽；52—第二活动压块；521—销轴；53—压柄；54—护套；541—凸台；542—挂钩；55—端盖；551—过孔；552—限位孔；553—限位挡；56—压簧；57—连杆；61—第一半球形阀芯；62—第二半球形阀芯；7—套筒；8—弹簧；9—阀杆；10—密封圈；11—下密封垫；12—上密封垫；13—弹性件；14—密封腔。
具体实施方式
如图1所示，一种高密封易拆装球阀，包括阀座1、连接头2、阀芯和转轮3，在阀座1内设置有阀芯，阀芯上设置有通流孔，所述阀芯与转轮3之间通过阀杆9连接，阀座1两端设置的连接头2用于和连接管4连接。通过转动转轮3，控制阀芯在阀座内旋转，当阀芯的通流孔与连接头正对时，阀门处于开启状态，当通流孔转向侧方后，阀门处于闭合状态。
为了保障密封性能，在阀芯与阀座之间设置有密封圈10。
进一步，为了避免流通介质从阀座1与阀杆9的间隙中泄漏，在阀杆9与阀座1之间设置有弹性密封装置，弹性密封装置设置在阀座1顶端的密封腔14内，所述弹性密封装置由两个密封垫和弹性件13组成，两个密封垫，即下密封垫11和上密封垫12套装在阀杆9上，弹性件13置于下密封垫11和上密封垫12之间，下密封垫11和上密封垫12的内孔与阀杆9过盈配合，下密封垫11的下端面与密封腔14的底面贴合，上密封垫12的上端面与密封腔14的顶面贴合。
作为优选，所述弹性件13为弹簧。
由于下密封垫11和上密封垫12的内孔与阀杆9过盈配合，使得阀杆9与下密封垫11及上密封垫12之间保持密封状态，在弹性件13的作用下，下密封垫11和上密封垫12分别与密封腔14的底面和顶面保持一定的压力，从而保证密封效果。
进一步，当密封圈10出现老化或磨损后，在阀门闭合状态下，会有少量的流通介质从阀座1与阀芯之间渗出，为了解决上述问题，本发明中，所述阀芯由两个半球形活动阀芯组成，即第一半球形阀芯61和第二半球形阀芯62，所述第一半球形阀芯61和第二半球形阀芯62扣合，之间设置有套筒7，在套筒内设置有弹簧8，第一半球形阀芯61和第二半球形阀芯62之间的端面间隙作为通流孔，并且两个半球形阀芯可相对套筒7运动，在弹簧8的作用下，保持向两侧的张力，当阀门闭合的状态下，第一半球形阀芯61和第二半球形阀芯62在张力的作用下与密封圈10紧密贴合，当密封圈10出现老化或磨损后，利用弹簧8的弹簧力来保证半球形阀芯与密封圈10的压紧力，能够有效地提高密封效果，提高球阀的使用寿命。
进一步，为了能够提高球阀的拆装效率，在所述连接头处设置有抱箍5，所述抱箍5包括多组交错叠加的压环以及压环内径控制机构，每组压环包含若干个活动压块。
本实施例中，如图2至4所示，抱箍5的压环为五组，每组压环紧密贴合，其中第一、三、五组压环结构相同，由四个第一活动压块51组成；第二、四组压环结构相同，由四个第二活动压块52组成，所述第一活动压块51和第二活动压块52为弧形，内压紧边的弧度与连接管4的外径弧度相同，在第一活动压块51上设置有滑槽511，在第二活动压块52上设置有销轴521，销轴521置于滑槽511内，销轴521与滑槽511配合后，使得四个第一活动压块51首尾相接形成第一压环，四个第二活动压块52首尾相接形成第二压环，并且各个压块间是活动的，可以通过压环内径控制机构改变压环的内孔径大小。
所述压环内径控制机构包括压柄53和连杆57，所述压柄53一端与第一活动压块51外壁铰接，压柄53中部与连杆57的一端铰接，连杆57的另一端与第二活动压块52外壁铰接。
如图3所示，当压柄53围绕与第一活动压块51的铰接点向外转动时，各个压块间处于活动状态，压环内径变大；如图4所示，当压柄53围绕与第一活动压块51的铰接点向内转动时，各个压块间处于压紧状态，压环内径变小。在压紧状态，第二活动压块52与连杆57的铰接点位于压柄上两个铰接点连线的外侧，从而保证在压柄53扣合的状态下，压环能够保持自锁状态。
在安装时，首先将围绕在压环外的所有压柄53全部打开，压环内径大于连接管4的外径，将抱箍5套装在连接管4上，再将连接管4与连接头2插接，连接管4位于连接头2的外圈，将抱箍5移动至连接管4与连接头2的重叠部，扣合所有压柄53，压环内圈直径缩小，并呈标准的圆形，压环将连接管4箍紧在连接头上，起到紧固密封的作用，多层压环交错叠加，避免各个压块间的接缝重合，进一步增强了密封的可靠性。当需要将球阀从管路中拆除时，只需要将所有压柄53全部打开，抱箍5处于松弛状态，将连接管4从连接头2上拔下即可。
所述压柄53为弧形，在扣合状态下，压柄53施力端与压块外壁面贴合，能够减小抱箍的尺寸，使其结构紧凑。
作为优选，所述抱箍5的压环外侧设置有筒状护套54，护套54套装在压环上，护套54一端设置有用于连接管4穿过的孔，在护套54底部与压环之间设置压簧56，另一端与可锁定的端盖55配合。如图7所示，护套54边缘上设置挂钩542。如图6所示，端盖55上设置有与挂钩542配合的过孔551和限位孔552，在过孔551和限位孔552之间形成限位挡553。如图5所示，在护套54内部设置有凸台541。在将球阀安装完毕后，所有压柄53处于扣合状态，将护套54套装在压环外侧并将压柄53包含在护套内，限制压柄53活动，从而避免因碰撞或误操作等外部原因致使抱箍5被开启。设置在护套内的凸台可约束护套54的旋转自由度，避免其转动。护套54边缘上的挂钩542穿过端盖的过孔551后，旋转端盖55，使得挂钩端部置于限位孔552内，限位挡553落入到挂钩542的槽中，压簧56起到保持张紧的作用。当需要开启拆卸抱箍5时，先向端盖55方向推动护套54，使得挂钩542解除约束，旋转端盖55，挂钩从端盖的过孔551中脱出，拉动护套解除对压柄53的约束，即可对压柄进行开启操作，进而打开抱箍。
在发生管道泄漏，需要进行紧急维护，为了能够实现现场快装，连接头的长度为抱箍5长度的两倍或两倍以上。在进行管道修复时，从漏点处截断，并使得接口距离适中，将球阀的一端连接头全部插入到连接管中，另一端连接头则可以与相应的连接管对齐，而不会发生干涉，接头对齐后，将阀座调节至中间位置，两端分别用抱箍5锁紧固定，之后套上护套，对抱箍起到保护作用，同时避免松动。
以上公开的仅为本专利的具体实施例，但本专利并非局限于此，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，做出的变形应视为属于本发明保护范围。

Claims (9)

1.一种高密封易拆装球阀，包括阀座(1)、连接头(2)、阀芯和转轮(3)，在阀座(1)内设置有阀芯，阀芯上设置有通流孔，所述阀芯与转轮(3)之间通过阀杆(9)连接，阀座(1)两端设置的连接头(2)用于和连接管(4)连接，其特征在于：在阀芯与阀座之间设置有密封圈(10)，在阀杆(9)与阀座(1)之间设置有弹性密封装置，所述弹性密封装置设置在阀座(1)顶端的密封腔(14)内，所述弹性密封装置由两个密封垫和弹性件(13)组成，两个密封垫，即下密封垫(11)和上密封垫(12)套装在阀杆(9)上，弹性件(13)置于下密封垫(11)和上密封垫(12)之间，下密封垫(11)和上密封垫(12)的内孔与阀杆(9)过盈配合，下密封垫(11)的下端面与密封腔(14)的底面贴合，上密封垫(12)的上端面与密封腔(14)的顶面贴合。
2.根据权利要求1所述的高密封易拆装球阀，其特征在于：所述弹性件(13)为弹簧。
3.根据权利要求2所述的高密封易拆装球阀，其特征在于：所述阀芯由两个半球形活动阀芯组成，即第一半球形阀芯(61)和第二半球形阀芯(62)，所述第一半球形阀芯(61)和第二半球形阀芯(62)扣合，之间设置有套筒(7)，在套筒内设置有弹簧(8)，第一半球形阀芯(61)和第二半球形阀芯(62)之间的端面间隙作为通流孔，并且两个半球形阀芯可相对套筒(7)运动。
4.根据权利要求1或3所述的高密封易拆装球阀，其特征在于：在所述连接头处设置有抱箍(5)，所述抱箍(5)包括多组交错叠加的压环以及压环内径控制机构，每组压环包含若干个活动压块。
5.根据权利要求4所述的高密封易拆装球阀，其特征在于：所述抱箍(5)的压环为五组，每组压环紧密贴合，其中第一、三、五组压环结构相同，由四个第一活动压块(51)组成，第二、四组压环结构相同，由四个第二活动压块(52)组成，所述第一活动压块(51)和第二活动压块(52)为弧形，内压紧边的弧度与连接管(4)的外径弧度相同，在第一活动压块(51)上设置有滑槽(511)，在第二活动压块(52)上设置有销轴(521)，销轴(521)置于滑槽(511)内，销轴(521)与滑槽(511)配合后，使得四个第一活动压块(51)首尾相接形成第一压环，四个第二活动压块(52)首尾相接形成第二压环，并且各个压块间是活动的，可以通过压环内径控制机构改变压环的内孔径大小，所述压环内径控制机构包括压柄(53)和连杆(57)，所述压柄(53)一端与第一活动压块(51)外壁铰接，压柄(53)中部与连杆(57)的一端铰接，连杆(57)的另一端与第二活动压块(52)外壁铰接。
6.根据权利要求5所述的高密封易拆装球阀，其特征在于：抱箍(5)在抱紧状态，第二活动压块(52)与连杆(57)的铰接点位于压柄上两个铰接点连线的外侧。
7.根据权利要求6所述的高密封易拆装球阀，其特征在于：所述压柄(53)为弧形。
8.根据权利要求7所述的高密封易拆装球阀，其特征在于：所述抱箍(5)的压环外侧设置有筒状护套(54)，护套(54)套装在压环上，护套(54)一端设置有用于连接管(4)穿过的孔，在护套(54)底部与压环之间设置压簧(56)，另一端与可锁定的端盖(55)配合，护套(54)边缘上设置挂钩(542)，端盖(55)上设置有与挂钩(542)配合的过孔(551)和限位孔(552)，在过孔(551)和限位孔(552)之间形成限位挡(553)，在护套(54)内部设置有凸台(541)。
9.根据权利要求8所述的高密封易拆装球阀，其特征在于：连接头的长度为抱箍(5)长度的两倍或两倍以上。
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