CN116045022A - 一种具有双密封副的阀门 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有双密封副的阀门，具体涉及阀门相关技术领域，包括所述阀体的内表面中部开设有阀腔，所述阀腔的左右两侧内壁均开设有开口槽，两个所述开口槽的内表面上下两侧均开设有与阀腔相通的L型槽，所述开口槽的内部设有金属密封环，所述金属密封环的外表面设有两个分别延伸至位于同一侧L型槽内部竖直部分的砥板。本发明所述的一种具有双密封副的阀门，通过设置弹簧二和椭圆环，使得弹性密封副只会在阀球转动对介质进行隔断时，才会在椭圆环长轴的挤压下对金属密封环与阀球之间的缝隙进行封堵，从而延长弹性密封副的使用寿命，避免介质顺着金属密封环与阀球之间的缝隙进入到阀腔内并进行积累，影响阀门的正常使用。

Description

一种具有双密封副的阀门
技术领域
本发明涉及阀门相关技术领域，特别涉及一种具有双密封副的阀门。
背景技术
阀门是控制流体介质的流量、流向、压力、温度等的机械装置，是流体输送系统中的控制部件，其具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流和溢流泄压等功能，可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动。
具有双密封副的阀门通常是球阀或蝶阀，但是仍然存在以下不足：
1、为了加强密封效果，阀门中的金属密封副和弹性密封副会持续保持工作状态，但是弹性密封副的机械强度低，使用寿命短，即使有金属密封副的分担，长时间的使用仍会导致弹性密封副的使用寿命进一步的降低，从而影响阀门的正常使用。
2、由于阀球是通过转动使流通槽与第一筒体和第二筒体错位来隔断介质的流通，但是工作人员无法完美的将阀球旋转到合适的角度，只能凭借经验或预设的螺纹来控制阀球对介质进行隔断，从而无法很好的控制阀门的开合。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具有双密封副的阀门，可以有效解决弹性密封副使用寿命短以及无法控制阀球转动角度的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种具有双密封副的阀门，包括阀体，所述阀体的左端设有用于流通介质的第一筒体，所述第一筒体的左端设有法兰一，所述阀体的右端设有用于拆装检修的连接环，所述连接环的内表面设有用于流通介质的第二筒体，所述第二筒体的右端设有法兰二，所述阀体的外表面设有固定块，所述固定块的上端设有阀盖，所述阀体的内表面中部开设有阀腔，所述阀腔的内部设有用于隔断介质的阀球，所述阀球的中部开设有水平设置的流通槽，且流通槽与第一筒体和第二筒体相互连通，所述阀球的上端设有用于旋转调节的阀杆，所述阀杆的上部贯穿固定块和阀盖并设有转盘，所述阀腔的左右两侧内壁均开设有开口槽，两个所述开口槽的内表面上下两侧均开设有与阀腔相通的L型槽，所述开口槽的内部设有金属密封环，所述金属密封环的外表面设有两个分别延伸至位于同一侧L型槽内部竖直部分的砥板，所述砥板与L型槽远离阀球的一侧壁之间共同设有两个弹簧一。
优选的，所述金属密封环靠近阀球的一部分为与阀球外表面相贴合的锥形结构。
优选的，所述金属密封环远离阀球的一端与开口槽的内壁共同设有弹力膜，所述弹力膜的内径等于第一筒体的内径。
优选的，所述阀腔的内部设有两个弹性密封副，且两个所述弹性密封副分别位于阀球的左右两侧，所述弹性密封副由砥环和弹性密封环组成，所述砥环固定连接在弹性密封环靠近阀球的一端，所述弹性密封环远离阀球的一端与砥板之间共同设有两个弹簧二，且所述弹簧二位于L型槽内部的竖直部分。
优选的，所述砥环外径与内径之间的距离等于阀腔内表面与阀球外表面之间的距离，所述弹性密封环外径与内径之间的距离大于砥环外径与内径之间的距离。
优选的，当所述阀球与第一筒体和第二筒体相通时，所述弹簧二处于正常状态，当所述阀球对第一筒体和第二筒体进行隔断时，所述弹簧二处于压缩状态，且所述弹性密封环的下端紧贴在阀球的外表面。
优选的，所述阀球的上下两端均设有用于挤压弹性密封副向金属密封环移动的椭圆环，所述椭圆环的短轴与流通槽位于同一竖直平面内。
优选的，所述阀体的外表面上部设有用于保持稳定的平衡板，所述平衡板的上端中部开设有凹槽，所述平衡板的上端设有用于观察旋转角度的透明玻璃盖，且所述透明玻璃盖位于凹槽的外侧，所述凹槽的内表面均匀设有多个用于代表旋转角度的方位块，所述阀体的右端上部开设有第一安装槽，所述第一安装槽的顶壁和底壁均开设有第二安装槽，两个所述第二安装槽的内部共同设有第一转动棒和第二转动棒，所述第一转动棒和第二转动棒的外表面均设有齿轮二，且两个所述齿轮二的外表面相互啮合，所述第二转动棒的外表面上部延伸至凹槽的内部并设有与阀杆旋转角度相同的指针，所述阀杆的外表面设有齿轮一，且所述齿轮一位于第一安装槽的内部并与其中一个齿轮二的外表面啮合。
优选的，所述齿轮一与两个齿轮二的结构、尺寸均相同。
优选的，所述凹槽的底壁设有圆形挡板，所述圆形挡板的内表面开设有贯穿其外表面的扇形槽，所述指针位于扇形槽的内部。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过设置弹簧二和椭圆环，使得弹性密封副只会在阀球转动对介质进行隔断时，才会在椭圆环长轴的挤压下向金属密封环的方向移动，对金属密封环与阀球之间的缝隙进行封堵，从而延长弹性密封副的使用寿命，避免介质顺着金属密封环与阀球之间的缝隙进入到阀腔内并进行积累，影响阀门的正常使用，另外，还可以利用弹簧二来减缓弹簧一和金属密封环对阀球的挤压力，避免阀球长期受压出现凹陷破损，从而延长阀门的使用寿命，降低工作人员的检修压力。
2、通过设置指针和方位块，使得指针可以随着阀球一起转动相同的角度，然后通过观察指针的指向来判断阀球的开合角度，同时，通过设置圆形挡板和扇形槽，使得指针在转动90°后就无法继续转动，从而代表阀球已将介质完全隔断，进而方便控制阀门的开合。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明阀体的内部结构示意图；
图3为本发明阀体的剖视图；
图4为图3的B处放大图；
图5为本发明阀球、金属密封环和弹性密封副的爆炸示意图；
图6为图5的C处放大图；
图7为图2的A处放大图；
图8为图3的工作状态示意图；
图9为图8的D处放大图；
图10为本发明阀球、金属密封环和弹性密封副的工作合并状态图。
图中：1、阀体；11、阀腔；13、开口槽；14、L型槽；15、第一安装槽；16、第二安装槽；17、第一转动棒；18、第二转动棒；181、指针；2、第一筒体；3、法兰一；4、连接环；41、第二筒体；5、法兰二；6、固定块；7、阀盖；8、转盘；9、平衡板；91、凹槽；92、透明玻璃盖；93、方位块；94、圆形挡板；95、扇形槽；10、阀杆；101、齿轮一；102、齿轮二；20、阀球；201、流通槽；202、椭圆环；30、金属密封环；301、弹力膜；303、砥板；304、弹簧一；40、弹性密封副；401、砥环；402、弹性密封环；403、弹簧二。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例一
如图1-6所示，本实施例公开了一种具有双密封副的阀门，包括阀体1，阀体1的左端设有用于流通介质的第一筒体2，第一筒体2的左端设有法兰一3，阀体1的右端设有用于拆装检修的连接环4，连接环4利用螺栓来连接在阀体1的右侧，以方便对其进行拆装检修，连接环4的内表面设有用于流通介质的第二筒体41，第二筒体41的内径与第一筒体2的内径相等，避免部分介质沉积在阀体1和第二筒体41的交界处，第二筒体41的右端设有法兰二5；
阀体1的外表面设有固定块6，固定块6的上端设有阀盖7，阀体1的内表面中部开设有阀腔11，阀腔11的内部设有用于隔断介质的阀球20，阀球20的中部开设有水平设置的流通槽201，且流通槽201与第一筒体2和第二筒体41相互连通，阀球20的上端设有用于旋转调节的阀杆10，阀杆10的上部贯穿固定块6和阀盖7并设有转盘8，利用第一筒体2、流通槽201和第二筒体41的连通来实现介质的流通，当需要隔断介质时，直接通过转动转盘8来使阀球20进行转动，对第一筒体2和第二筒体41进行隔断，从而实现对介质的隔断。
为了避免介质在流通时发生泄漏，因此在阀体1内设置金属密封环30来加强阀门的密封效果，具体的，请参阅图2-6，阀腔11的左右两侧内壁均开设有开口槽13，开口槽13的内部设有金属密封环30，金属密封环30远离阀球20的一端与开口槽13的内壁共同设有弹力膜301，弹力膜301是ETFE膜，是由乙烯-四氟乙烯共聚物生料直接制成，其具有优良的抗冲击性能、电性能、热稳定性和耐化学腐蚀性，而且机械强度高，加工性能好，抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400％，使其可以在金属密封环30向阀球20方向移动时而不发生损坏，从而避免介质残留在开口槽13内，影响金属密封环30的归位，弹力膜301的内径等于第一筒体2的内径，金属密封环30靠近阀球20的一部分为与阀球20外表面相贴合的锥形结构，使金属密封环30可以在弹簧一304的作用下对流通槽201外侧进行密封包裹，避免介质顺着金属密封环30与阀球20之间的缝隙进入到阀腔11内并进行积累，影响阀门的使用寿命；
两个开口槽13的内表面上下两侧均开设有与阀腔11相通的L型槽14，金属密封环30的外表面设有两个分别延伸至位于同一侧L型槽14内部竖直部分的砥板303，砥板303与L型槽14远离阀球20的一侧壁之间共同设有两个弹簧一304，弹簧一304在L型槽14内时处于压缩状态，从而通过挤压砥板303来使金属密封环30始终紧贴在阀球20的外侧。
因此可以得出，在介质流通时，金属密封环30会在弹簧一304的作用下对阀球20进行挤压，从而对流通槽201的外侧进行包裹密封，避免介质进入到阀腔11内，降低阀球20的使用寿命，同时，弹力膜301也会随着金属密封环30的移动进行拉伸，从而避免部分介质进入到开口槽13内，影响金属密封环30的后续移动。
金属密封环30机械强度大、使用寿命长，可作为阀门的主要密封，但是为了避免介质渗入到阀腔11内，因此，进一步的，请参阅图4-6，阀腔11的内部设有两个弹性密封副40，且两个弹性密封副40分别位于阀球20的左右两侧，方便对流通槽201的外侧进行包裹密封，避免介质穿过金属密封环30进入到阀腔11的内侧，弹性密封副40由砥环401和弹性密封环402组成，砥环401较为坚硬，可以使弹性密封环402的外侧始终保持原状，避免其在被弹簧二403或椭圆环202控制移动时发生变形，导致弹性密封副40的包裹密封出现空隙；
砥环401外径与内径之间的距离等于阀腔11内表面与阀球20外表面之间的距离，方便控制弹性密封副40在阀球20的外表面左右移动，弹性密封环402外径与内径之间的距离大于砥环401外径与内径之间的距离，使砥环401可以在移动到阀球20外侧时进行伸展，从而将金属密封环30与阀球20之间的缝隙堵住，砥环401固定连接在弹性密封环402靠近阀球20的一端，弹性密封环402远离阀球20的一端与砥板303之间共同设有两个弹簧二403，弹簧二403的弹性系数小于弹簧一304的弹性系数，使弹簧二403在压缩时可以提供一个反向力，从而减缓弹簧一304和金属密封环30对阀球20的挤压力，避免阀球20长期受压出现凹陷破损，进而降低阀球20的使用寿命，且弹簧二403位于L型槽14内部的竖直部分。
因此可以得出，介质在流通时，弹性密封副40位于阀球20的外侧，不对其进行二次密封，这是因为弹性密封副40的密封性能高，阀门关闭后，保证零泄露，可作为阀门的检修密封，但是机械强度低，使用寿命较短，所以需要将其利用在检修时刻，以延长弹性密封副40的使用寿命。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上对阀门如何完全紧闭进行进一步的改进，如图3和图7-10所示，阀体1的右端上部开设有第一安装槽15，第一安装槽15的顶壁和底壁均开设有第二安装槽16，用来对第一转动棒17和第二转动棒18进行限制，避免两个齿轮二102发生偏移，两个第二安装槽16的内部共同设有第一转动棒17和第二转动棒18，第一转动棒17和第二转动棒18的外表面均设有齿轮二102，且两个齿轮二102的外表面相互啮合，阀杆10的外表面设有齿轮一101，且齿轮一101位于第一安装槽15的内部并与其中一个齿轮二102的外表面啮合，齿轮一101与两个齿轮二102的结构、尺寸均相同，这是为了使第二转动棒18可以和阀杆10同时旋转相同的角度。
因此可以得出，转动转盘8和阀杆10控制阀球20进行旋转，对介质进行隔断，然后阀杆10会利用齿轮一101和齿轮二102的啮合来控制第二转动棒18进行转动，从而控制指针181旋转指向代表方位的方位块93，进而得知阀球20的旋转角度，以方便调整介质的流通量乃至完全隔断。
具体的，请参阅图7，为了方便查看到阀球20的移动角度，本实施例于阀体1的外表面上部设有用于保持稳定的平衡板9，即平衡板9水平固定连接在阀体1的外表面，平衡板9的上端中部开设有凹槽91，凹槽91的底壁设有圆形挡板94，圆形挡板94的内表面开设有贯穿其外表面的扇形槽95，限制指针181的旋转角度，方便工作人员控制阀球20进行开合，避免旋转过度导致阀门无法正常关闭，平衡板9的上端设有用于观察旋转角度的透明玻璃盖92，通过观察指针181指向哪一个方位块93来判断阀球20的旋转角度，且透明玻璃盖92位于凹槽91的外侧，凹槽91的内表面均匀设有多个用于代表旋转角度的方位块93，第二转动棒18的外表面上部延伸至凹槽91的内部并设有与阀杆10旋转角度相同的指针181，指针181位于扇形槽95的内部,限制指针181的移动范围，避免阀球20旋转转动导致介质无法完全隔断，影响阀门的正常使用。
因此可以得出，利用圆形挡板94和扇形槽95来限制指针181的旋转角度，使其最大只能转动90°，从而使阀球20旋转对介质进行隔断密封，避免工作人员无法判断旋转情况导致阀球20转动过多，致使介质隔断不完全，影响后续的检修工作。
具体的，请参阅图8-10，阀球20的上下两端均设有用于挤压弹性密封副40向金属密封环30移动的椭圆环202，椭圆环202的短轴与流通槽201位于同一竖直平面内，椭圆环202可以随着阀球20一起转动，然后利用长短轴的变化来挤压弹性密封副40，迫使弹性密封副40进行移动来对金属密封环30与阀球20之间的缝隙进行封堵。
进一步的，请参阅图10，当阀球20与第一筒体2和第二筒体41相通时，弹簧二403处于正常状态，即阀门在流通介质时，弹性密封副40没有移动对阀球20进行二次密封，当阀球20对第一筒体2和第二筒体41进行隔断时，弹簧二403处于压缩状态，且弹性密封环402的下端紧贴在阀球20的外表面，即弹性密封副40在向金属密封环30方向移动时，弹性密封环402得到局部伸展，从而对金属密封环30与阀球20之间的缝隙进行封堵。
因此可以得出，当转动阀球20对介质进行隔断时，椭圆环202会随着阀球20一起转动，从与弹性密封副40相互靠近的短轴变化成长轴，从而挤压弹性密封副40向金属密封环30的方向移动，压缩弹簧二403，减轻弹簧一304对砥板303的挤压力，使金属密封环30不再继续挤压阀球20，避免阀球20长期受压而造成凹陷破损；
另外弹性密封环402在移动的同时，还会进行伸展，并最终对金属密封环30与阀球20之间的缝隙进行封堵，使得弹性密封副40可以利用在关键时刻，以延长弹性密封副40的使用寿命。
因此，本实施例的具体实施方式为：
通过转动转盘8，使得阀杆10带动阀球20进行旋转，迫使流通槽201与第一筒体2和第二筒体41不再连通，而在转动的过程中，阀杆10会利用齿轮一101与齿轮二102之间的啮合来控制第二转动棒18进行转动，从而使指针181发生转动，然后通过透明玻璃盖92来观察指针181指向哪一个方位块93，从而判断阀球20的旋转角度，是否对介质进行隔断；
另外，阀球20在旋转的时候还会带着椭圆环202一起转动，迫使椭圆环202的长轴部分挤压弹性密封副40，使其向金属密封环30的方向移动，迫使弹簧二403和弹簧一304进行压缩，从而使金属密封环30不再挤压阀球20，避免阀球20局部长期受压导致凹陷破损，最后弹性密封环402在移动过程中进行伸展，对金属密封环30与阀球20之间的缝隙进行封堵，使得弹性密封副40只用于阀门检修时的密封，从而延长弹性密封副40的使用寿命。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种具有双密封副的阀门，包括阀体(1)，其特征在于：所述阀体(1)的左端设有用于流通介质的第一筒体(2)，所述第一筒体(2)的左端设有法兰一(3)，所述阀体(1)的右端设有用于拆装检修的连接环(4)，所述连接环(4)的内表面设有用于流通介质的第二筒体(41)，所述第二筒体(41)的右端设有法兰二(5)，所述阀体(1)的外表面设有固定块(6)，所述固定块(6)的上端设有阀盖(7)；
所述阀体(1)的内表面中部开设有阀腔(11)，所述阀腔(11)的内部设有用于隔断介质的阀球(20)，所述阀球(20)的中部开设有水平设置的流通槽(201)，且流通槽(201)与第一筒体(2)和第二筒体(41)相互连通，所述阀球(20)的上端设有用于旋转调节的阀杆(10)，所述阀杆(10)的上部贯穿固定块(6)和阀盖(7)并设有转盘(8)，所述阀腔(11)的左右两侧内壁均开设有开口槽(13)，两个所述开口槽(13)的内表面上下两侧均开设有与阀腔(11)相通的L型槽(14)；
所述开口槽(13)的内部设有金属密封环(30)，所述金属密封环(30)的外表面设有两个分别延伸至位于同一侧L型槽(14)内部竖直部分的砥板(303)，所述砥板(303)与L型槽(14)远离阀球(20)的一侧壁之间共同设有两个弹簧一(304)。
2.根据权利要求1所述的一种具有双密封副的阀门，其特征在于：所述金属密封环(30)靠近阀球(20)的一部分为与阀球(20)外表面相贴合的锥形结构。
3.根据权利要求1所述的一种具有双密封副的阀门，其特征在于：所述金属密封环(30)远离阀球(20)的一端与开口槽(13)的内壁共同设有弹力膜(301)，所述弹力膜(301)的内径等于第一筒体(2)的内径。
4.根据权利要求1所述的一种具有双密封副的阀门，其特征在于：所述阀腔(11)的内部设有两个弹性密封副(40)，且两个所述弹性密封副(40)分别位于阀球(20)的左右两侧，所述弹性密封副(40)由砥环(401)和弹性密封环(402)组成，所述砥环(401)固定连接在弹性密封环(402)靠近阀球(20)的一端，所述弹性密封环(402)远离阀球(20)的一端与砥板(303)之间共同设有两个弹簧二(403)，且所述弹簧二(403)位于L型槽(14)内部的竖直部分。
5.根据权利要求4所述的一种具有双密封副的阀门，其特征在于：所述砥环(401)外径与内径之间的距离等于阀腔(11)内表面与阀球(20)外表面之间的距离，所述弹性密封环(402)外径与内径之间的距离大于砥环(401)外径与内径之间的距离。
6.根据权利要求4所述的一种具有双密封副的阀门，其特征在于：当所述阀球(20)与第一筒体(2)和第二筒体(41)相通时，所述弹簧二(403)处于正常状态，当所述阀球(20)对第一筒体(2)和第二筒体(41)进行隔断时，所述弹簧二(403)处于压缩状态，且所述弹性密封环(402)的下端紧贴在阀球(20)的外表面。
7.根据权利要求4所述的一种具有双密封副的阀门，其特征在于：所述阀球(20)的上下两端均设有用于挤压弹性密封副(40)向金属密封环(30)移动的椭圆环(202)，所述椭圆环(202)的短轴与流通槽(201)位于同一竖直平面内。
8.根据权利要求1所述的一种具有双密封副的阀门，其特征在于：所述阀体(1)的外表面上部设有用于保持稳定的平衡板(9)，所述平衡板(9)的上端中部开设有凹槽(91)，所述平衡板(9)的上端设有用于观察旋转角度的透明玻璃盖(92)，且所述透明玻璃盖(92)位于凹槽(91)的外侧，所述凹槽(91)的内表面均匀设有多个用于代表旋转角度的方位块(93)，所述阀体(1)的右端上部开设有第一安装槽(15)，所述第一安装槽(15)的顶壁和底壁均开设有第二安装槽(16)，两个所述第二安装槽(16)的内部共同设有第一转动棒(17)和第二转动棒(18)，所述第一转动棒(17)和第二转动棒(18)的外表面均设有齿轮二(102)，且两个所述齿轮二(102)的外表面相互啮合，所述第二转动棒(18)的外表面上部延伸至凹槽(91)的内部并设有与阀杆(10)旋转角度相同的指针(181)，所述阀杆(10)的外表面设有齿轮一(101)，且所述齿轮一(101)位于第一安装槽(15)的内部并与其中一个齿轮二(102)的外表面啮合。
9.根据权利要求8所述的一种具有双密封副的阀门，其特征在于：所述齿轮一(101)与两个齿轮二(102)的结构、尺寸均相同。
10.根据权利要求8所述的一种具有双密封副的阀门，其特征在于：所述凹槽(91)的底壁设有圆形挡板(94)，所述圆形挡板(94)的内表面开设有贯穿其外表面的扇形槽(95)，所述指针(181)位于扇形槽(95)的内部。
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