CN117052936A - 一种四阀座球阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于球阀领域，涉及一种四阀座球阀，所述球阀包括主阀体、左阀体、左端盖、右阀体、右端盖、球体、阀杆和阀座组件；所述阀座组件包括内阀座组件和外阀座组件，所述内阀座组件和所述外阀座组件在介质通道的径向上重叠布置；所述内阀座组件包括内阀座、第一密封件；所述外阀座组件包括外阀座、第二密封件；其中，在所述内阀座上设置有改变介质流动方向的第一引导结构，在所述外阀座上设置有改变所述介质流动方向的第二引导结构。该球阀能够有效避免高压流体介质对内外阀座的冲击，提高球阀的密封可靠性。

Description

一种四阀座球阀

技术领域

本发明属于球阀领域，涉及一种四阀座球阀。

背景技术

现有技术中涉及一种多阀座球阀，具备内阀座和外阀座，两个阀座相对独立设置。在内阀座弹簧的作用下，内阀座与球体紧密接触，内阀座与球体组成阀门的第一级密封。在外阀座弹簧的作用下，外阀座与球体紧密接触，外阀座与球体组成阀门的第二级密封。工作时，每个内外阀座均可单独实现密封并截断输送介质，当各级阀座均完好时，第一级内阀座为实际密封阀座，如果第一级密封失效，第二级外阀座成为实际密封阀座，以此类推，直至最后一级密封失效。相比单阀座结构，提高了阀门的密封可靠性，延长了阀门使用寿命。但是，采用多阀座密封时，在阀门全压差下刚开启的瞬间，球体与阀座形成微小的开口，大量的介质受到挤压后流经此处形成高速流体，对阀座形成较大的冲击作用，因此将造成阀座密封圈损坏。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种四阀座球阀，该球阀能够有效避免高压流体介质对内外阀座的冲击，提高球阀的密封可靠性。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种四阀座球阀，所述球阀包括主阀体、左阀体、左端盖、右阀体、右端盖、球体、阀杆和阀座组件；所述左阀体的左右两端分别与所述左端盖和所述主阀体焊接，所述右阀体的左右两端分别与所述主阀体和所述右端盖焊接；所述球体设置于所述主阀体中，所述主阀体的顶部设有圆形通孔，所述阀杆一端穿过所述圆形通孔后与所述球体连接；所述左阀体与所述球体之间、所述右阀体与所述球体之间均设置有所述阀座组件，所述阀座组件包括内阀座组件和外阀座组件；

所述内阀座组件包括内阀座、第一密封件；所述第一密封件位于所述内阀座与所述球体之间，用于球阀的一级密封；所述内阀座与所述左阀体或所述右阀体之间均设置有弹簧，所述弹簧使所述第一密封件与所述球体密封接触；

所述外阀座组件包括外阀座、第二密封件；所述第二密封件位于所述外阀座与所述球体之间，用于球阀的二级密封；所述外阀座与所述左阀体或所述右阀体之间均设置有弹簧，所述弹簧使所述第二密封件与所述球体密封接触；

其中，在所述内阀座上设置有改变介质流动方向的第一引导结构，所述第一引导结构位于所述第一密封件的内侧，所述第一引导结构包括第一引导面和第二引导面，所述第一引导面与所述第二引导面之间采用弧形过渡，并且所述第一引导面与所述第二引导面具备不同的锥度，使得所述介质朝远离所述内阀座的方向流动。

优选地，所述第一密封件具备第一密封面、第三引导面；所述第一密封面与所述球体密封接触，所述第三引导面与所述第一引导面具备相同的锥度，用于进一步引导所述介质流动。

优选地，所述内阀座上还设置有第一限位凸起，所述第一限位凸起与所述第一密封件配合，以限制所述第一密封件的轴向移动趋势。

优选地，所述内阀座与所述第一密封件之间形成有缓冲区，所述缓冲区位于所述第一引导面和所述第三引导面之间，以降低所述介质流经所述第一密封件时的流速。

优选地，所述外阀座组件还包括密封压环、刮片；其中，所述密封压环安装在所述外阀座中，并与所述第二密封件抵靠，用于将所述第二密封件压紧在所述外阀座的安装槽中，所述刮片位于所述第一密封件和所述第二密封件之间。

优选地，在所述外阀座上设置有改变所述介质流动方向的第二引导结构，所述第二引导结构位于所述刮片的内侧，所述第二引导结构包括第四引导面和第五引导面，所述第四引导面与所述第五引导面之间采用弧形过渡，并且所述第四引导面与所述第五引导面具备不同的锥度，使得所述介质朝远离所述外阀座的方向流动。

优选地，所述第一引导面和所述第五引导面的锥度均大于0，且所述第二引导面的锥度大于所述第一引导面的锥度，所述第四引导面的锥度大于所述第五引导面的锥度。

优选地，所述外阀座上还设置若干第二限位凸起，所述第二限位凸起与所述刮片配合，以限制所述刮片的轴向移动趋势。

优选地，所述内阀座与所述左阀体或所述右阀体之间还设置有第一O形密封组件，所述第一O形密封组件包括第一弧形挡圈、第一O形密封圈和调整环；其中，所述第一O形密封圈位于两个所述第一弧形挡圈之间，其中一个所述第一弧形挡圈与所述调整环抵靠，另一个所述第一弧形挡圈与所述内阀座抵靠。

优选地，所述外阀座与所述左阀体或所述右阀体之间还设置有第二O形密封组件，所述第二O形密封组件包括第二弧形挡圈和第二O形密封圈；其中，所述第二O形密封圈一端与所述外阀座抵靠，另一端与所述第二弧形挡圈配合。

与现有技术相比，本发明提供的一种四阀座球阀具备如下有益的技术效果：

1. 在本发明中，通过在内阀座上设置改变介质流动方向的第一引导结构，在外阀座上设置改变介质流动方向的第二引导结构，使得介质朝远离外阀座的方向流动，避免了高压流体介质冲击外阀座组件，保证了外阀座的密封性能，提高了球阀的耐久性和可靠性。

2. 通过在第一密封件设置第三引导面，并且第三引导面与第一引导面具备相同的锥度，当高压流体介质在流经第一密封件时，使得高压流体介质能有效朝远离内阀座的方向流动。

3. 本发明中引导斜面锥度设置能够有效改变高压流体介质的流动方向，使得高压流体介质流经内外阀座时，其流动方向位于内外阀座和球体之间，避免了对内外阀座以及球体的冲击。

4. 通过在第一引导面和第三引导面之间设置缓冲区，以降低高压流体介质流经第一密封件时的流速，减小了对内阀座的冲击作用。

5. 通过内阀座上设置第一限位凸起，在外阀座上设置若干第二限位凸起，以限制第一密封件和刮片的轴向移动趋势，避免高压流体介质冲击第一密封件和刮片时，造成第一密封件和刮片松动或脱离内阀座。

附图说明

图1为四阀座球阀的结构示意图；

图2为阀座组件在球阀关闭状态下的结构示意图；

图3为内阀座组件的结构示意图；

图4为外阀座组件的结构示意图；

图5为阀门开启瞬间内阀座介质流动路径的示意图。

其中，图中标注符号的含义如下：

1、主阀体；2、左阀体；3、左端盖；4、右阀体；5、右端盖；6、球体；7、阀杆；8、阀座组件；9、轴承座；81、内阀座；811、第一引导面；812、第二引导面；813、第一限位凸起；82、第一密封件；821、第一密封面；822、第三引导面；823、缓冲区；83、第一O形密封组件；831、第一弧形挡圈；832、第一O形密封圈；833、调整环；834、第一石墨绳；84、外阀座；841、第四引导面；842、第五引导面；843、第二限位凸起；85、第二密封件；86、密封压环；87、刮片；88、第二O形密封组件；881、第二弧形挡圈；882、第二O形密封圈；883、第二石墨绳；89、阀座限位块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见附图1-附图5所示，本发明提供了一种四阀座球阀，包括主阀体1、左阀体2、左端盖3、右阀体4、右端盖5、球体6、阀杆7和阀座组件8；左阀体2的左右两端分别与左端盖3和主阀体1焊接，右阀体4的左右两端分别与主阀体1和右端盖5焊接；球体6设于主阀体1中，主阀体1的顶部设有圆形通孔，阀杆7一端穿过圆形通孔后与球体6连接；左阀体2与球体6之间、右阀体4与球体6之间均设置有阀座组件8，阀座组件8包括内阀座组件和外阀座组件。

内阀座组件包括内阀座81、第一密封件82；第一密封件82位于内阀座81与球体6之间，用于球阀的一级密封。外阀座组件包括外阀座84、第二密封件85；第二密封件85位于外阀座84与球体6之间，用于球阀的二级密封。内阀座81和外阀座84与左阀体2或右阀体4之间均设置有弹簧，弹簧使第一密封件82和第二密封件85与球体6密封接触。

工作时，每个内阀座81和外阀座84均可单独实现密封并截断输送介质，当各级阀座均完好时，内阀座81为实际密封阀座，如果内阀座81的密封失效，外阀座84成为实际密封阀座。因此，即使内阀座81密封失效，只要能保证外阀座84的密封性能，则球阀仍然可以正常使用。

其中，在内阀座81上设置有改变介质流动方向的第一引导结构，第一引导结构位于第一密封件82的内侧，第一引导结构包括第一引导面811和第二引导面812，第一引导面811与第二引导面812之间采用弧形过渡，并且第一引导面811与第二引导面812具备不同的锥度，使得介质朝远离内阀座81的方向流动。

参见附图5中所示，在阀门全压差下刚开启的瞬间，球体6与内阀座81形成微小的开口，大量的高压流体介质受到挤压后流经此处形成高速流体，将会对外阀座组件形成较大的冲击。在本发明中，通过在内阀座上设置改变介质流动方向的第一引导结构，使得介质朝远离内阀座的方向流动，避免了高压流体介质冲击内阀座组件，保证了内阀座的密封性能，提高了球阀的耐久性和可靠性。

优选地，第一密封件82具备第一密封面821、第三引导面822；第一密封面821与球体6密封接触，第三引导面822与第一引导面811具备相同的锥度，用于进一步引导介质流动。通过在第一密封件设置第三引导面，并且第三引导面与第一引导面具备相同的锥度，当高压流体介质在流经第一密封件时，使得高压流体介质能有效朝远离内阀座的方向流动。

优选地，内阀座81上还设置有第一限位凸起813，第一限位凸起813与第一密封件82配合，以限制第一密封件82的轴向移动趋势。由于高压流体介质在流经第一密封件时，会对第一密封件施加轴向作用力，容易导致第一密封件松动或脱离内阀座，因此通过在内阀座上设置第一限位凸起，以限制第一密封件的轴向移动趋势。

优选地，内阀座81与第一密封件82之间形成有缓冲区823，该缓冲区823位于第一引导面811和第三引导面822之间，以降低高压流体介质流经第一密封件82时的流速。

优选地，外阀座组件还包括密封压环86、刮片87；其中，密封压环86安装在外阀座84中，并与第二密封件85抵靠，用于将第二密封件85压紧在外阀座84的安装槽中，刮片87位于第一密封件82和第二密封件85之间。

优选地，在外阀座84上设置有改变介质流动方向的第二引导结构，第二引导结构位于刮片87的内侧，第二引导结构包括第四引导面841和第五引导面842，第四引导面841与第五引导面842之间采用弧形过渡，并且第四引导面841与第五引导面842具备不同的锥度，使得介质朝远离外阀座的方向流动。

同样地，在阀门开启至球体6与外阀座组件脱离密封时，球体6与外阀座84同样会形成微小的开口，位于内阀座81和外阀座84之间大量的高压流体介质受到挤压后流经此处容易形成高速的流体，会对外阀座组件产生冲击。在本发明中，通过在外阀座上设置改变介质流动方向的第二引导结构，使得介质朝远离外阀座的方向流动，避免了高压流体介质冲击外阀座组件，保证了外阀座的密封性能，提高了球阀的耐久性和可靠性。

优选地，第一引导面811和第五引导面842的锥度均大于0，且第二引导面812的锥度大于第一引导面811的锥度，第四引导面841的锥度大于第五引导面842的锥度。其中，第一引导面811的锥度为0.9~1.4，优选为0.95~1.0；第二引导面812的锥度为3.5~4.2，优选为3.7~3.8；第五引导面842的锥度为0.5~0.75，优选为0.5~0.6；第四引导面841的锥度为5.4~6，优选地5.48~5.8。

上述引导斜面锥度设置能够有效改变高压流体介质的流动方向，使得高压流体介质流经内外阀座时，其流动方向位于内外阀座和球体之间，避免了对内外阀座以及球体的冲击。

优选地，外阀座84上还设置若干第二限位凸起843，第二限位凸起843与刮片87配合，以限制刮片87的轴向移动趋势。由于高压流体介质在流经刮片时，会对刮片施加轴向作用力，容易导致刮片松动或脱离外阀座，因此通过在外阀座上设置若干第二限位凸起，以限制刮片的轴向移动趋势。

优选地，内阀座81与左阀体2或右阀体4之间还设置有第一O形密封组件83，第一O形密封组件83包括第一弧形挡圈831、第一O形密封圈832和调整环833；其中，第一O形密封圈832位于两个第一弧形挡圈831之间，其中一个第一弧形挡圈831与调整环833抵靠，另一个第一弧形挡圈831与内阀座81抵靠。

优选地，外阀座84与左阀体2或右阀体4之间还设置有第二O形密封组件88，第二O形密封组件88包括第二弧形挡圈881和第二O形密封圈882；其中，第二O形密封圈882一端与外阀座84抵靠，另一端与第二弧形挡圈881配合。

优选地，内阀座81上远离球体6的一端设置有第一石墨绳834，外阀座84上靠近球体6的一端设置有第二石墨绳883。

优选地，左阀体2和右阀体4上设置有限制外阀座84移动范围的阀座限位块89，阀座限位块89通过螺钉装配至左阀体2和右阀体4上。

优选地，主阀体1为筒形壳体，左阀体2和右阀体4均为锥形壳体，左阀体2和右阀体4的大端朝向主阀体1。主阀体1内设有用于固定球体6的轴承座9，球体6的顶部和底部均设有轴承座9，轴承座9与左阀体2和右阀体4的内壁配合，阀座组件8位于轴承座9内侧，轴承座9可通过定位销等方式与左阀体2和右阀体4连接。

以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种四阀座球阀，其特征在于：所述球阀包括主阀体、左阀体、左端盖、右阀体、右端盖、球体、阀杆和阀座组件；所述左阀体的左右两端分别与所述左端盖和所述主阀体焊接，所述右阀体的左右两端分别与所述主阀体和所述右端盖焊接；所述球体设置于所述主阀体中，所述主阀体的顶部设有圆形通孔，所述阀杆一端穿过所述圆形通孔后与所述球体连接；所述左阀体与所述球体之间、所述右阀体与所述球体之间均设置有所述阀座组件，所述阀座组件包括内阀座组件和外阀座组件；

所述内阀座组件包括内阀座、第一密封件；所述第一密封件位于所述内阀座与所述球体之间，用于球阀的一级密封；所述内阀座与所述左阀体或所述右阀体之间均设置有弹簧，所述弹簧使所述第一密封件与所述球体密封接触；

所述外阀座组件包括外阀座、第二密封件；所述第二密封件位于所述外阀座与所述球体之间，用于球阀的二级密封；所述外阀座与所述左阀体或所述右阀体之间均设置有弹簧，所述弹簧使所述第二密封件与所述球体密封接触；

其中，在所述内阀座上设置有改变介质流动方向的第一引导结构，所述第一引导结构位于所述第一密封件的内侧，所述第一引导结构包括第一引导面和第二引导面，所述第一引导面与所述第二引导面之间采用弧形过渡，并且所述第一引导面与所述第二引导面具备不同的锥度，使得所述介质朝远离所述内阀座的方向流动。

2.如权利要求1所述的四阀座球阀，其特征在于：所述第一密封件具备第一密封面、第三引导面；所述第一密封面与所述球体密封接触，所述第三引导面与所述第一引导面具备相同的锥度，用于进一步引导所述介质流动。

3.如权利要求2所述的四阀座球阀，其特征在于：所述内阀座上还设置有第一限位凸起，所述第一限位凸起与所述第一密封件配合，以限制所述第一密封件的轴向移动趋势。

4.如权利要求3所述的四阀座球阀，其特征在于：所述内阀座与所述第一密封件之间形成有缓冲区，所述缓冲区位于所述第一引导面和所述第三引导面之间，以降低所述介质流经所述第一密封件时的流速。

5.如权利要求4所述的四阀座球阀，其特征在于：所述外阀座组件还包括密封压环、刮片；其中，所述密封压环安装在所述外阀座中，并与所述第二密封件抵靠，用于将所述第二密封件压紧在所述外阀座的安装槽中，所述刮片位于所述第一密封件和所述第二密封件之间。

6.如权利要求5所述的四阀座球阀，其特征在于：在所述外阀座上设置有改变所述介质流动方向的第二引导结构，所述第二引导结构位于所述刮片的内侧，所述第二引导结构包括第四引导面和第五引导面，所述第四引导面与所述第五引导面之间采用弧形过渡，并且所述第四引导面与所述第五引导面具备不同的锥度，使得所述介质朝远离所述外阀座的方向流动。

7.如权利要求6所述的四阀座球阀，其特征在于：所述第一引导面和所述第五引导面的锥度均大于0，且所述第二引导面的锥度大于所述第一引导面的锥度，所述第四引导面的锥度大于所述第五引导面的锥度。

8.如权利要求7所述的四阀座球阀，其特征在于：所述外阀座上还设置若干第二限位凸起，所述第二限位凸起与所述刮片配合，以限制所述刮片的轴向移动趋势。

9.如权利要求1-8中任意一项所述的四阀座球阀，其特征在于：所述内阀座与所述左阀体或所述右阀体之间还设置有第一O形密封组件，所述第一O形密封组件包括第一弧形挡圈、第一O形密封圈和调整环；其中，所述第一O形密封圈位于两个所述第一弧形挡圈之间，其中一个所述第一弧形挡圈与所述调整环抵靠，另一个所述第一弧形挡圈与所述内阀座抵靠。

10.如权利要求1-8中任意一项所述的四阀座球阀，其特征在于：所述外阀座与所述左阀体或所述右阀体之间还设置有第二O形密封组件，所述第二O形密封组件包括第二弧形挡圈和第二O形密封圈；其中，所述第二O形密封圈一端与所述外阀座抵靠，另一端与所述第二弧形挡圈配合。