CN114278757A - 一种上装式球阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种上装式球阀，包括阀体、安装在所述阀体内的阀球、穿过所述阀体与所述阀球连接的阀杆以及安装在所述阀体的进口端或出口端内的阀座，所述阀球的相应所述阀座的位置处安装有用于与所述阀座接触密封配合的密封环，球阀关闭状态下，所述阀球的球心与所述阀体的流道中心线重合，所述阀杆的中心线与所述阀体的流道中心线具有偏心距L1。本发明设计阀杆中心线与流道中心线呈偏心设计，这样阀座和密封环的密封面只有阀门完全关闭时才接触，与传统的球阀相比，能显著降低密封面的磨损，提高阀门的使用寿命，适用于特殊高温低温情况和特殊材质等苛刻工况下。

Description

一种上装式球阀

技术领域

本发明涉及阀门领域，具体地说涉及一种上装式球阀。

背景技术

阀门是石油、化工、电站、长输管线、造船、核工业、各种低温工程、宇航以及海洋采油等国民经济各部门不可缺少的流体控制没备。上述工业的发展和需要，推动了阀门工业的发展。近年来，在满足各方面高参数新要求的同时，对阀门的结构、材料和生产工艺等方面，如何做到更好地提高性能、及降低成本等也予以密切关注。

其中，球阀，启闭件(阀球)由阀杆带动，绕球阀轴线作旋转运动。可用于流体的调节与控制，特别适用于含纤维、微小固体颗料等的介质。同时也可关闭任一通道而使另外两个通道相连。在我国，球阀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。对比其他种类阀门，球阀具有耐磨、密封性能好、开关轻、使用寿命长、体积小、重量轻等优点，但球阀的加工精度要求高，造价昂贵。

现有的球阀，通常是侧装式的球阀，其中法兰在阀体上，中法兰处容易受管道的安装应力的影响，造成预紧力过大而造成密封失效，在结构上采用的是同心型结构设计，在开关过程中，球体与阀座全程接触，磨损大，加工要求较高，同时加工精度直接影响阀门的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种降低密封面磨损，提高使用寿命的上装式球阀。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种上装式球阀，包括阀体、安装在所述阀体内的阀球、穿过所述阀体与所述阀球连接的阀杆以及安装在所述阀体的进口端或出口端内的阀座，所述阀球的相应所述阀座的位置处安装有用于与所述阀座接触密封配合的密封环，球阀关闭状态下，所述阀球的球心与所述阀体的流道中心线重合，所述阀杆的中心线与所述阀体的流道中心线具有偏心距L1。

进一步地，球阀关闭状态下，在所述阀体的流道中心线方向上，所述阀杆的中心线与所述阀球的球心具有偏心距L2。

进一步地，所述阀座的与所述密封环接触密封配合的配合面为锥形面，所述锥形面的中心线与所述阀体的流道中心线存在偏心角α。

进一步地，所述密封环的与所述阀座接触密封配合的配合面为弧形面。

进一步地，所述密封环通过压圈安装在所述阀球上，所述压圈可拆卸固定在所述阀球上，所述密封环被夹持在所述压圈和所述阀球之间。

进一步地，所述阀球上设有一圈内凹的安装台阶，所述密封环卡入所述安装台阶内，所述安装台阶的侧壁上卡设有与所述密封环的背面配合的垫圈。

进一步地，还包括安装在所述阀体的进口端或出口端的泄露检测机构，所述泄露检测机构包括闷板和呈环形的限位座，所述限位座可拆卸套设在所述阀体外，所述闷板可拆卸固定在所述限位座上并封堵所述阀体的进口或出口，所述闷板上设有管接口。

进一步地，所述限位座通过两个呈半环形的限位环可拆卸套设在所述阀体外，所述阀体的外周壁上开设有一圈安装槽，所述限位座的面向所述闷板的一侧开有一圈限位台阶，两个所述限位环内周侧卡入所述安装槽内、外周侧卡入所述限位台阶内。

进一步地，所述闷板上开有环形凹槽，所述阀体卡入所述环形凹槽内，所述阀体与所述环形凹槽的内侧槽壁之间安装有密封圈。

进一步地，还包括安装在所述阀体的顶部的阀盖，所述阀杆穿过所述阀盖，所述阀球的顶部设有套设在所述阀杆外的凸缘，所述阀盖的下端伸入所述阀体内而套设在所述凸缘外，所述凸缘和所述阀盖之间安装有轴承。

本发明的有益效果体现在：

本发明设计阀杆中心线与流道中心线呈偏心设计，这样阀座和密封环的密封面只有阀门完全关闭时才接触，与传统的球阀相比，能显著降低密封面的磨损，提高阀门的使用寿命，适用于特殊高温低温情况和特殊材质。

本发明适用于超高温高压、超低温高压等苛刻工况下，阀门采用特殊材质制造，无法进行加工硬化，例如钛材，可以采取此偏心设计来防止阀座密封处的磨损。

附图说明

图1是本发明一实施例上装式球阀的立体图。

图2是本发明一实施例上装式球阀的纵向剖视图。

图3是本发明一实施例上装式球阀的横向剖视图

图4是本发明一实施例中阀座与密封环处的立体剖视图。

图5是本发明一实施例中闷板处的立体剖视图。

图6是本发明一实施例中两个限位环的结构示意图。

附图中各部件的标记为：1阀体、2阀球、3阀杆、4阀座、5阀盖、6密封环、7压圈、 8垫圈、9安装台阶、10闷板、11限位座、12管接口、13限位环、14安装槽、15限位台阶、16环形凹槽、17密封圈、18凸缘、19轴承。

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，若本发明实施例中有涉及方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……，则该方向性指示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，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参见图1至图6。

本发明上装式球阀，包括阀体1、安装在所述阀体1内的阀球2、穿过所述阀体1与所述阀球2连接的阀杆3以及安装在所述阀体1的进口端或出口端内的阀座4，其特征在于：所述阀球2的相应所述阀座4的位置处安装有用于与所述阀座4接触密封配合的密封环6，球阀关闭状态下，所述阀球2的球心o与所述阀体1的流道中心线m重合，所述阀杆3的中心线n与所述阀体1的流道中心线m具有偏心距L1。

本发明设计阀杆中心线与流道中心线呈偏心设计，这样阀座和密封环的密封面只有阀门完全关闭时才接触，与传统的球阀相比，能显著降低密封面的磨损，提高阀门的使用寿命，适用于特殊高温低温情况和特殊材质。

在一实施例中，球阀关闭状态下，在所述阀体1的流道中心线方向上，所述阀杆3的中心线与所述阀球2的球心具有偏心距L2。通过L2偏心距设计，可以让阀门密封面只有在关闭位置时，密封面才会贴合，在正常开启过程中，直接脱开，可以降低开关扭矩。同时因为L2偏心距设计，在关闭位置时，驱动扭矩将直接转化为密封的面压，实现扭力密封的效果。

在一实施例中，所述阀座4的与所述密封环6接触密封配合的配合面为锥形面，所述锥形面的中心线与所述阀体1的流道中心线存在偏心角α。通过锥面密封和偏心角度α，可以确保阀门在结束关闭状态后，密封环的密封面可立即离开阀座密封面，减小密封面之间的摩擦，提高密封面的使用寿命和可靠性。

在一实施例中，所述密封环6的与所述阀座4接触密封配合的配合面为弧形面。密封环上的圆弧型表面与阀座的配合可以让密封面自动找中心实现密封，能降低各密封零件的加工精度要求。

在一实施例中，所述密封环6通过压圈7安装在所述阀球2上，所述压圈7可拆卸固定在所述阀球2上，所述密封环6被夹持在所述压圈7和所述阀球2之间。这样设计，拆下压圈就可以同时将密封环拆下，属于可拆卸结构，在检修时，可以通过更换密封环实现更好的密封效果。具体实施中，压圈可通过螺栓可拆卸固定在阀球上。

在一实施例中，所述阀球2上设有一圈内凹的安装台阶9，所述密封环6卡入所述安装台阶9内，所述安装台阶9的侧壁上卡设有与所述密封环6的背面配合的垫圈8。这样设计，密封环被压圈压紧在阀球面上，限制了轴向位移，由阀球上加工出的安装台阶则限制了密封环的径向位移，从而能够保证安装稳定性，垫圈则用于提供密封压缩。

常见的阀门检验泄漏量的方式是采用通用式阀门测泄装置进行检测，大多需要液压或铰链机构将阀门压紧到密封面上，密封程度有限，对于对泄露量要求较高的阀门，无法进行有效测验。

为解决上述问题，在一实施例中，设计还包括安装在所述阀体1的进口端或出口端的泄露检测机构，所述泄露检测机构包括闷板10和呈环形的限位座11，所述限位座11可拆卸套设在所述阀体1外，所述闷板10可拆卸固定在所述限位座11上并封堵所述阀体1的进口或出口，所述闷板10上设有管接口12。闷板是作为检验用的工装，检测时，将泄露检测机构安装好，通过管接口安装测泄管路，不检测时，将泄露检测机构拆下，实用性好。

在一实施例中，所述限位座11通过两个呈半环形的限位环13可拆卸套设在所述阀体 1外，所述阀体1的外周壁上开设有一圈安装槽14，所述限位座11的面向所述闷板10的一侧开有一圈限位台阶15，两个所述限位环13内周侧卡入所述安装槽14内、外周侧卡入所述限位台阶15内。使用时，先将限位座套在阀体上，再将两个限位环安装到安装槽内，然后将限位座向外移动，使限位座上的限位台阶与限位环配合实现相互定位，最后用螺栓将闷板与限位座连接固定，防止限位座脱离阀体，这样设计，通过闷板与限位座的相互限位，以及限位环的配合，可以只用一套螺栓就能实现上述所有部件的紧固，设计更加合理，能够有效保证密封性。

在一实施例中，所述闷板10上开有环形凹槽16，所述阀体1卡入所述环形凹槽16内，所述阀体1与所述环形凹槽16的内侧槽壁之间安装有密封圈17。这样设计，闷板和阀体定位安装精准，通过密封圈保证密封性。

在一实施例中，还包括安装在所述阀体1的顶部的阀盖5，所述阀杆3穿过所述阀盖5，所述阀球2的顶部设有套设在所述阀杆3外的凸缘18，所述阀盖5的下端伸入所述阀体1内而套设在所述凸缘18外，所述凸缘18和所述阀盖5之间安装有轴承19。采用这种潜入式阀盖设计，由阀盖对阀杆进行导向，结构简洁，便于安装。

应当理解本文所述的例子和实施方式仅为了说明，并不用于限制本发明，本领域技术人员可根据它做出各种修改或变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种上装式球阀，包括阀体(1)、安装在所述阀体(1)内的阀球(2)、穿过所述阀体(1)与所述阀球(2)连接的阀杆(3)以及安装在所述阀体(1)的进口端或出口端内的阀座(4)，其特征在于：所述阀球(2)的相应所述阀座(4)的位置处安装有用于与所述阀座(4)接触密封配合的密封环(6)，球阀关闭状态下，所述阀球(2)的球心与所述阀体(1)的流道中心线重合，所述阀杆(3)的中心线与所述阀体(1)的流道中心线具有偏心距L1。

2.根据权利要求1所述的上装式球阀，其特征在于：球阀关闭状态下，在所述阀体(1)的流道中心线方向上，所述阀杆(3)的中心线与所述阀球(2)的球心具有偏心距L2。

3.根据权利要求1或2所述的上装式球阀，其特征在于：所述阀座(4)的与所述密封环(6)接触密封配合的配合面为锥形面，所述锥形面的中心线与所述阀体(1)的流道中心线存在偏心角α。

4.根据权利要求3所述的上装式球阀，其特征在于：所述密封环(6)的与所述阀座(4)接触密封配合的配合面为弧形面。

5.根据权利要求1或2所述的上装式球阀，其特征在于：所述密封环(6)通过压圈(7)安装在所述阀球(2)上，所述压圈(7)可拆卸固定在所述阀球(2)上，所述密封环(6)被夹持在所述压圈(7)和所述阀球(2)之间。

6.根据权利要求4所述的上装式球阀，其特征在于：所述阀球(2)上设有一圈内凹的安装台阶(9)，所述密封环(6)卡入所述安装台阶(9)内，所述安装台阶(9)的侧壁上卡设有与所述密封环(6)的背面配合的垫圈(8)。

7.根据权利要求1或2所述的上装式球阀，其特征在于：还包括安装在所述阀体(1)的进口端或出口端的泄露检测机构，所述泄露检测机构包括闷板(10)和呈环形的限位座(11)，所述限位座(11)可拆卸套设在所述阀体(1)外，所述闷板(10)可拆卸固定在所述限位座(11)上并封堵所述阀体(1)的进口或出口，所述闷板(10)上设有管接口(12)。

8.根据权利要求7所述的上装式球阀，其特征在于：所述限位座(11)通过两个呈半环形的限位环(13)可拆卸套设在所述阀体(1)外，所述阀体(1)的外周壁上开设有一圈安装槽(14)，所述限位座(11)的面向所述闷板(10)的一侧开有一圈限位台阶(15)，两个所述限位环(13)内周侧卡入所述安装槽(14)内、外周侧卡入所述限位台阶(15)内。

9.根据权利要求7所述的上装式球阀，其特征在于：所述闷板(10)上开有环形凹槽(16)，所述阀体(1)卡入所述环形凹槽(16)内，所述阀体(1)与所述环形凹槽(16)的内侧槽壁之间安装有密封圈(17)。

10.根据权利要求1或2所述的上装式球阀，其特征在于：还包括安装在所述阀体(1)的顶部的阀盖(5)，所述阀杆(3)穿过所述阀盖(5)，所述阀球(2)的顶部设有套设在所述阀杆(3)外的凸缘(18)，所述阀盖(5)的下端伸入所述阀体(1)内而套设在所述凸缘(18)外，所述凸缘(18)和所述阀盖(5)之间安装有轴承(19)。

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