CN115949767A - 一种深海球阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海下管道控制阀门技术领域，特别涉及一种深海球阀，包括：两个阀体、密封环与密封件。本发明所设计的一种镁合金板自动冲压设备，利用密封环和密封件对阀体和阀盖进行双重密封，利用内封组提高固定块和阀杆之间的密封效果，利用加封组提高压盖和阀杆之间的密封效果，通过层层密封防线来提高球阀整体的密封性能，保证在低温、高压情况下球阀处于正常工作状态且不会出现变形，球阀整体密封性能好，则可利于在长时间使用过程中减少保养清理球阀的工作任务。

Description

一种深海球阀

技术领域

本发明涉及海下管道控制阀门技术领域，特别涉及一种深海球阀。

背景技术

深海球阀是一款用于海洋油气工程的水下管汇、海底管道终端及油气输送管道等行业中管道管线的开启和关闭的球阀，对海底油气的安全运输起着关键作用。研发了一种深海球阀。该阀种除了具有普通球阀所具有的流体阻力小、启闭迅速、可靠性高等优点外，还具有耐腐蚀性、耐高压、良好密封等特性。

目前，球阀已广泛用于电力、水力、石化、冶金等多种行业，同时也出现了各种的问题，而首先要解决的就是在海洋的深处保证球阀整体的密封效果要有所提高的问题，其次就是在低温、高压的作用下保证球阀处于正常工作状态且不会出现变形的问题，上述两个问题能够得到解决，则会达到在长时间使用过程中减少保养清理球阀的工作任务的效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案，一种深海球阀，包括：两个阀体，两个阀体之间通过固定螺栓共同连接有阀盖，阀体相对端内部均设置有阀座，阀盖内转动设置有位于阀座之间的带有圆形通道的球体，阀座下端转动设置有固定柱，阀体上端通过外固螺栓安装有固定块，固定块的上端通过连接螺栓安装有压盖，压盖与固定块均套设在阀杆上，阀杆下端与固定柱上端均球体相卡接。

密封环与密封件，均设于阀盖上，密封环和密封件用于对阀盖和阀体连接处进行密封，阀体相对端均设置有凸台，阀体相对端均开设有环形槽，凸台的外环面开设有环形的密封槽，环形槽和密封槽的的直径均大于阀座的直径，环形槽与密封槽相垂直，密封环和密封件分别设于环形槽与密封槽内。

优选的，所述固定块的内环面开设有两个上下对称排布的内环槽，内环槽内设置有用于对固定块与阀杆连接处进行密封的内封组，内封组包括环管，环管上通过扭簧转动连接有沿其周向均匀排布的圆柱，圆柱上端设置有橡胶片，圆柱靠近阀杆中心的一端设置有圆角，圆柱另一端抵靠在安装于内环槽内底壁的支撑块的上端，固定块的下端设置有套设于阀杆上且嵌入阀盖上端的填料。

优选的，所述压盖的内环面开设有环形的周向槽，周向槽内设置有用于对压盖与阀杆连接处进行密封的加封组，加封组包括周向槽内转动连接的圆球，圆球远离阀杆中心的一侧设置有抵紧板，抵紧板上端与周向槽内顶壁之间连接有限位弹簧，周向槽的内底壁开设有与抵紧板一一对应的让位槽，压盖的内环面设置有圆环密封片，圆环密封片让位槽位置对应。

优选的，所述密封环为开口背对阀盖中心的U型结构，所述密封件由O型垫和两个弧型垫组成，O型垫设于阀盖的内环面，两个弧型垫设于O型垫内环面。

优选的，所述周向槽的正下方设置有从上往下等距开设于压盖内环面的二封槽，二封槽内设置有橡胶圈。

优选的，所述密封槽的两竖直内环壁上均开设有内嵌槽，弧型垫远离O型垫的一端位于内嵌槽内。

本发明的有益效果在于：1.本发明所设计的一种镁合金板自动冲压设备，利用密封环和密封件对阀体和阀盖进行双重密封，利用内封组提高固定块和阀杆之间的密封效果，利用加封组提高压盖和阀杆之间的密封效果，通过层层密封防线来提高球阀整体的密封性能，保证在低温、高压情况下球阀处于正常工作状态且不会出现变形，球阀整体密封性能好，则可利于在长时间使用过程中减少保养清理球阀的工作任务。

2.本发明利用橡胶圈对压盖与阀杆连接处实施二重密封处理，通过填料同时对固定块与阀杆、固定块与阀盖、阀盖与阀杆连接处进行密封，以此进一步提高球阀整体的密封效果。

3.本发明所设计的一种深海球阀整体采用耐腐蚀材料、涂层材料并减轻重量，满足高强度和耐腐蚀要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的三维立体结构示意图。

图2是本发明中球体、阀座、阀杆和固定柱的第一视角立体结构示意图。

图3是本发明图2的第二视角立体结构示意图。

图4是本发明的俯视图。

图5是本发明图4中的A-A向剖视图。

图6是本发明图5中X区域的放大图。

图7是本发明图4中的B-B向剖视图。

图8是本发明图7中Y区域的放大图。

图9是本发明中圆柱、橡胶片和阀杆的俯视向剖视图。

图10是本发明中阀杆、内封组、加封组和橡胶圈的立体结构示意图。

图11是本发明中固定块、内封组和阀杆之间配合工作状态示意图。

图12是本发明图11中Z区域的局部放大图。

图13是本发明中压盖、加封组和阀杆之间配合工作状态示意图。

图14是本发明图13中M区域的局部放大图。

图中：1、阀体；2、阀盖；3、阀座；4、球体；5、固定柱；6、固定块；7、压盖；8、阀杆；20、密封环；21、密封件；22、内嵌槽；60、内环槽；61、内封组；62、圆柱；63、橡胶片；64、支撑块；70、周向槽；71、加封组；72、圆球；73、抵紧板；74、限位弹簧；75、圆环密封片；76、橡胶圈。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参阅图1-4，一种深海球阀，包括：两个阀体1，两个阀体1之间通过固定螺栓共同连接有阀盖2，阀体1相对端内部均设置有阀座3，阀盖2内转动设置有位于阀座3之间的带有圆形通道的球体4，阀座3下端转动设置有固定柱5，阀体1上端通过外固螺栓安装有固定块6，固定块6的上端通过连接螺栓安装有压盖7，压盖7与固定块6均套设在阀杆8上，阀杆8下端与固定柱5上端均球体4相卡接。

球阀整体的组装过程为：先将球体4安装于阀盖2内，再安装固定柱5并使得固定柱5的上端与球体4下端卡接，然后将阀座3安装于阀体1内，并通过固定螺栓使阀座3安装在阀体1之间，随后通过外固螺栓对固定块6和阀盖2之间进行连接固定，紧接着使阀杆8下端依次贯穿固定块6和阀盖2上端，最终与球体4的上端相卡接，最后将压盖7套设在阀杆8上并利用连接螺栓对压盖7与固定块6之间进行连接固定；球阀工作时，使阀杆8绕垂直于圆形通道的球阀轴线旋转，球体4随阀杆8同步转动，当圆形通道与阀座3内部正对接时，二者相互连通，球阀内部通道开启，当圆形通道与阀座3之间夹角为九十度时，球阀内部通道关闭，以此达到启闭通道的目的，只需使球阀旋转90度的操作和很小的转动力矩就能实现球阀内部通道关闭严密，可根据工况需要，可装配不同的用于驱动阀杆8转动的驱动装置来形成多种不同控制方法的球阀。

参阅图2、图3、图5和图6，密封环20与密封件21，均设于阀盖2上，密封环20和密封件21用于对阀盖2和阀体1连接处进行密封，阀体1相对端均设置有凸台，阀体1相对端均开设有环形槽，凸台的外环面开设有环形的密封槽，环形槽和密封槽的的直径均大于阀座3的直径，环形槽与密封槽相垂直，密封环20和密封件21分别设于环形槽与密封槽内，利用密封环20和密封件21对阀盖2和阀体1连接处实施双重密封。密封环20和密封件21为橡胶材质，具体的来说，密封环20针对阀体1相对面与阀盖2外侧壁之间的密封，密封件21针对凸台外环面与阀盖2内环面之间的密封，相当于密封环20和密封件21形成内外双重密封，利用内外双重密封提高阀盖2与阀体1连接处的密封效果，进而提高球阀整体的密封性能。

参阅图2、图5、图9、图10、图11和图12，所述固定块6的内环面开设有两个上下对称排布的内环槽60，内环槽60内设置有用于对固定块6与阀杆8连接处进行密封的内封组61，内封组61包括环管，环管上通过扭簧转动连接有沿其周向均匀排布的圆柱62，圆柱62上端设置有橡胶片63，圆柱62靠近阀杆8中心的一端设置有圆角，圆柱62另一端抵靠在安装于内环槽60内底壁的支撑块64的上端，固定块6的下端设置有套设于阀杆8上且嵌入阀盖2上端的填料。结合图11，安装阀杆8前，圆柱62呈水平状态，在阀杆8自上而下贯穿插入固定块6内的过程中，阀杆8向下推动圆柱62设置有圆角的一端，圆柱62带动橡胶片63同步绕环管向下转动，最终橡胶片63贴紧与阀杆8表面，利用橡胶片63提高阀杆8与固定块6连接处的密封效果，通过填料同时对固定块6与阀杆8、固定块6与阀盖2、阀盖2与阀杆8连接处进行密封，进一步提高球阀整体的密封性能，阀杆8拆卸后，圆柱62在扭簧的作用下复位。

参阅图2、图5、图10、图13和图14，所述压盖7的内环面开设有环形的周向槽70，周向槽70内设置有用于对压盖7与阀杆8连接处进行密封的加封组71，加封组71包括周向槽70内转动连接的圆球72，圆球72远离阀杆8中心的一侧设置有抵紧板73，抵紧板73上端与周向槽70内顶壁之间连接有限位弹簧74，周向槽70的内底壁开设有与抵紧板73一一对应的让位槽，压盖7的内环面设置有圆环密封片75，圆环密封片75让位槽位置对应。结合图13，将压盖7自上而下套设在阀杆8上直至其置于固定块6上端的过程中，圆球72与阀杆8表面接触，在接触摩擦力作用下，圆球72发生转动，抵紧板73随圆球72同步朝靠近阀杆8的方向转动，限位弹簧74同步受拉而伸长，最终抵紧板73远离圆球72的一端抵紧圆环密封片75，使得圆环密封片75进一步贴紧阀杆8表面，进而提高压盖7与阀杆8之间的连接密封效果，将压盖7卸下后，抵紧板73和圆球72整体在限位弹簧74的作用下复位。

圆柱62、支撑块64、圆球72、抵紧板73、阀体1、阀盖2、阀座3、球体4、固定柱5、固定块6、压盖7、阀杆8均采用耐腐蚀材料、涂层材料并减轻重量，满足高强度和耐腐蚀要求。

参阅图5和图6，所述密封环20为开口背对阀盖2中心的U型结构，所述密封件21由O型垫和两个弧型垫组成，O型垫设于阀盖2的内环面，两个弧型垫设于O型垫内环面。将密封环20设置为开口背对阀盖2中心的U型结构是为了便于密封环20顺利其且快速插入环形槽内，同时密封环20内壁与环形槽内壁形成隔断腔，O型垫和弧型垫、密封槽内壁形成多个空腔，当球阀内外压发生改变时，利用隔断腔和空腔来平衡压力。

参阅图7和图8，所述周向槽70的正下方设置有从上往下等距开设于压盖7内环面的二封槽，二封槽内设置有橡胶圈76。利用橡胶圈76对压盖7与阀杆8连接处实施二重密封处理，以此进一步提高球阀整体的密封效果。

参阅图6，所述密封槽的两竖直内环壁上均开设有内嵌槽22，弧型垫远离O型垫的一端位于内嵌槽22内。通过设置的内嵌槽22与弧型垫之间的配合来进一步提高密封槽整体的密封性，进而提高阀盖2与阀体1之间的密封效果。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种深海球阀，其特征在于，包括：两个阀体(1)，两个阀体(1)之间通过固定螺栓共同连接有阀盖(2)，阀体(1)相对端内部均设置有阀座(3)，阀盖(2)内转动设置有位于阀座(3)之间的带有圆形通道的球体(4)，阀座(3)下端转动设置有固定柱(5)，阀体(1)上端通过外固螺栓安装有固定块(6)，固定块(6)的上端通过连接螺栓安装有压盖(7)，压盖(7)与固定块(6)均套设在阀杆(8)上，阀杆(8)下端与固定柱(5)上端均球体(4)相卡接；

密封环(20)与密封件(21)，均设于阀盖(2)上，密封环(20)和密封件(21)用于对阀盖(2)和阀体(1)连接处进行密封，阀体(1)相对端均设置有凸台，阀体(1)相对端均开设有环形槽，凸台的外环面开设有环形的密封槽，环形槽和密封槽的的直径均大于阀座(3)的直径，环形槽与密封槽相垂直，密封环(20)和密封件(21)分别设于环形槽与密封槽内，利用密封环(20)和密封件(21)对阀盖(2)和阀体(1)连接处实施双重密封。

2.根据权利要求1所述一种深海球阀，其特征在于：所述固定块(6)的内环面开设有两个上下对称排布的内环槽(60)，内环槽(60)内设置有用于对固定块(6)与阀杆(8)连接处进行密封的内封组(61)，内封组(61)包括环管，环管上通过扭簧转动连接有沿其周向均匀排布的圆柱(62)，圆柱(62)上端设置有橡胶片(63)，圆柱(62)靠近阀杆(8)中心的一端设置有圆角，圆柱(62)另一端抵靠在安装于内环槽(60)内底壁的支撑块(64)的上端，固定块(6)的下端设置有套设于阀杆(8)上且嵌入阀盖(2)上端的填料。

3.根据权利要求1所述一种深海球阀，其特征在于：所述压盖(7)的内环面开设有环形的周向槽(70)，周向槽(70)内设置有用于对压盖(7)与阀杆(8)连接处进行密封的加封组(71)，加封组(71)包括周向槽(70)内转动连接的圆球(72)，圆球(72)远离阀杆(8)中心的一侧设置有抵紧板(73)，抵紧板(73)上端与周向槽(70)内顶壁之间连接有限位弹簧(74)，周向槽(70)的内底壁开设有与抵紧板(73)一一对应的让位槽，压盖(7)的内环面设置有圆环密封片(75)，圆环密封片(75)让位槽位置对应。

4.根据权利要求1所述一种深海球阀，其特征在于：所述密封环(20)为开口背对阀盖(2)中心的U型结构，所述密封件(21)由O型垫和两个弧型垫组成，O型垫设于阀盖(2)的内环面，两个弧型垫设于O型垫内环面。

5.根据权利要求1所述一种深海球阀，其特征在于：所述周向槽(70)的正下方设置有从上往下等距开设于压盖(7)内环面的二封槽，二封槽内设置有橡胶圈(76)。

6.根据权利要求1所述一种深海球阀，其特征在于：所述密封槽的两竖直内环壁上均开设有内嵌槽(22)，弧型垫远离O型垫的一端位于内嵌槽(22)内。

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