CN118110809A - 一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及陶瓷阀门技术领域，尤其是一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀及其装配方法，包括一体式法兰阀体，在所述一体式法兰阀体的腔体内密封配合有阀体内衬，在所述阀体内衬的内部中心位置安装有阀芯件，在所述阀芯件两侧的所述阀体内衬的内部分别密封配合安装有左阀座、右阀座，在所述一体式法兰阀体中部开口部位的顶部密封且固定安装有阀杆限位单元，所述阀芯单元的顶部连接有阀杆组件。本发明中采用的一体式法兰阀体，无焊接螺栓连接，能够有效地减少泄漏点的数量；一体式法兰阀体其内部的阀体内衬以及左阀座、右阀座均采用结构陶瓷制成，能够有效地减少阀门的泄漏点、增加阀门的耐磨性、腐蚀性。

Description

一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀及其装配方法

技术领域

本发明涉及陶瓷阀门技术领域，尤其是一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀及其装配方法。

背景技术

阀门结构在传统的石油化工、煤化工等行业中有着广泛的应用，其主要配合管道设备实现对内部输送介质的截断或者输送。

例如，在专利公开号为CN205715757U的专利文献中就公开了一种煤化工球阀的新型球体结构，其主要是改变球阀的密封面，减小摩擦面积，并通过表面硬化处理，增加煤化工球阀的使用寿命和性能。

但是，这种利用表面硬化的方式在传统的石油化工、煤化工行业中实际运行中，仍会存在被腐蚀磨损的情况，而且会随着使用时间的延长而不断加重，耐磨涂层也会出现破裂问题，其后就会导致法兰阀体处的介质泄漏。

阀门泄漏后会导致内部有害介质的外溢，其不仅直接危害了设备操作人员健康，同时也造成设备的使用寿命缩短，对于获得更加高质量的化工产品非常不利。

随着科技的进步，对工业陶瓷阀门的要求越来越高，要求减少阀门的泄漏点，增加阀门的耐磨性、腐蚀性等。

为此，本发明针对现有技术中在石油化工、煤化工行业中的阀门结构存在的不足之处进行了优化，提出了一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀及其装配方法，用以更好地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题之一，本发明对传统的分体式的耐磨耐腐球阀进行改进，采用一体式的法兰阀体，内衬高强度的结构陶瓷，特此提出了法兰阀体之间无泄漏点、结构简单、安装方便的一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀，其所采用的技术方案是：一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀，包括一体式法兰阀体，所述一体式法兰阀体采用一体加工成型制成，在所述一体式法兰阀体的腔体内密封配合有阀体内衬，在所述阀体内衬的内部中心位置安装有阀芯件，在所述阀芯件两侧的所述阀体内衬的内部分别密封配合安装有左阀座、右阀座，在所述一体式法兰阀体中部开口部位的顶部密封且固定安装有阀杆限位单元，所述阀芯单元的顶部连接有阀杆组件，所述阀杆组件的顶部向上穿出阀体内衬并活动且密封伸至与其同轴设置的所述阀杆限位单元内。

在上述任一方案中优选的是，所述阀芯件包括位于所述阀体内衬的内部中心位置处的球芯，所述球芯的中心设置有贯通孔，所述球芯的两侧外侧壁均密封抵接在所述左阀座的对应端面处、所述右阀座的对应端面处，所述球芯的顶部与所述阀杆组件的底部固定连接。

在上述任一方案中优选的是，所述左阀座与所述右阀座均采用结构相同且对称设置的阀座本体，两所述阀座本体的端部分别设置有台阶法兰部，各所述台阶法兰部分别用于抵接在对应位置处的所述阀体内衬的外端面上。

在上述任一方案中优选的是，所述台阶法兰部用于实现对当前的所述左阀座或所述右阀座的限位，防止其继续向阀芯一侧移位。

在上述任一方案中优选的是，所述左阀座、所述右阀座与阀体内衬之间均采用第一O型密封圈密封，所述左阀座、所述右阀座与对应位置处的所述一体式法兰阀体、所述阀体内衬端面的结合处均采用石墨垫片密封并通过设定石墨垫片的厚度调节所述左阀座、所述右阀座与所述球芯的间距。

在上述任一方案中优选的是，所述阀杆限位单元包括竖直设置的高平台法兰管，所述高平台法兰管的底部通过若干个间隔设置的内六角螺栓固定在所述一体式法兰阀体的中部开口的顶部且两者的对接端面部位通过第二O型密封圈实现密封，所述高平台法兰管的内腔用于对所述阀杆组件进行密封限位。

在上述任一方案中优选的是，所述阀杆组件包括固定安装在所述球芯顶部的阀杆，所述阀杆的顶部活动穿出所述高平台法兰管的内孔并伸至其上方，在所述阀杆与所述一体式法兰阀体的中部开口的环形空间内通过第一填料组密封，在所述第一填料组上方的所述阀杆的外侧壁上活动且密封套接有第一填料压环，在所述阀杆的上方同轴设置有阀杆转接轴，所述阀杆转接轴下端的套接管部与所述阀杆顶部的键轴部实现键连接配合，所述阀杆转接轴转动带动所述阀杆转动。

在上述任一方案中优选的是，在所述阀杆转接轴下端的所述阀杆的外侧壁上套接有板簧组，所述板簧组的底部抵接在所述第一填料压环的顶部，所述板簧组的顶部抵接在所述阀杆外围的阶梯腔的台阶面处，所述阀杆转接轴下端的套接管部的顶部通过其上套接的PTFE防磨垫抵接在对应的所述阀杆外围的阶梯腔的台阶面处。

在上述任一方案中优选的是，在所述阀杆转接轴上部外侧壁上套接有第二填料组，在所述第二填料组的顶部安装有第二填料压环，在所述第二填料压环的顶部设置有旋合在所述阀杆的外侧壁上的填料压板，所述填料压板通过若干个顶部螺栓固定在所述高平台法兰管的顶部。

本申请还提供一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀的装配方法，包括如下步骤：

S1：一体式法兰阀体与阀体内衬通过热配的方式进行过盈装配；

S2：左阀座安装：左阀座套上第一O型密封圈，然后再套入石墨垫片，将其插入至阀体内衬的左侧内腔内；

S3：从一体式法兰阀体内衬右侧套入球芯，球芯贴近右阀座设置；

S4：右阀座安装：套上第一O型密封圈，然后再套入石墨垫片，将其插入阀体内衬的右侧与球芯贴合；

S5：阀杆的下端穿过一体式法兰阀体、阀体内衬，并插入球芯的阀杆孔处固定；

S6：第一填料组穿过阀杆，并压在阀体内衬上；

S7：第一填料压环穿过阀杆，压在第一填料组上；

S8：板簧组穿过阀杆，并抵接在第一填料压环上；

S9：将PTFE防磨垫套在阀杆转接轴上，然后配合插接在阀杆上；

S10：高平台法兰管的内孔内套入第二填料组，穿过阀杆转接轴，并压在一体式法兰阀体上；

S11：高平台法兰管与一体式法兰阀体通过第二O型密封圈进行密封；

S12：高平台法兰管与一体式法兰阀体通过若干个内六角螺栓锁紧；

S13：将第二填料压环套入阀杆转接轴上，压在第二填料组上；

S14：填料压板穿过阀杆转接轴压在第二填料压环上；

S15：顶部螺栓穿过填料压板与高平台进行锁紧。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、传统的阀门采用的是阀体法兰，其整体需要三个零部件，通过螺栓锁紧成为一体，当遇到陶瓷内衬再外力作用碎裂时，法兰与阀体的连接处是一个很大的泄漏点，这样存在两个泄漏点；本发明中采用的一体式法兰阀体，无焊接螺栓连接，能够有效地减少泄漏点的数量。

2、本发明中的一体式法兰阀体其内部的阀体内衬以及左阀座、右阀座均采用结构陶瓷制成，能够有效地减少阀门的泄漏点、增加阀门的耐磨性、腐蚀性。

3、另外，传统陶瓷球阀中的陶瓷件一共必须6个陶瓷件，而经过创新后的本发明中只需要4个陶瓷件；减少了装配的麻烦以及后期调试的麻烦；传统的结构陶瓷材质的左阀座、右阀座和球芯等陶瓷件，在受到人为或者外力冲击时，会出现裂纹，普通的陶瓷球阀，导致介质直接会与金属接触，不仅影响产品质量，而且影响设备运行；而本发明中采用的阀门结构，依靠第一O型密封圈、石墨垫片等实现密封及润滑，在出现裂纹时，阀体内衬能够更好地阻止介质（尤其是腐蚀性介质）与金属阀体接触，起到更好地保护作用。

4、本发明中两端的左阀座、右阀座是可以快速拆卸的活动式结构，在后续更换起来更加方便，可以达到现场更换的目的，不像常规陶瓷阀一样，法兰内衬与法兰胶黏或者热配，必须返厂，更换周期长，并且麻烦，大幅度降低了后续维修更换的难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的内部剖视结构示意图。

图2为本发明的主视结构示意图。

图3为本发明的侧视结构示意图。

图4为本发明的俯视结构示意图。

图中，1、一体式法兰阀体；2、阀体内衬；3、左阀座；4、右阀座；5、球芯；501、贯通孔；6、第一O型密封圈；7、石墨垫片；8、高平台法兰管；9、内六角螺栓；10、第二O型密封圈；11、阀杆；12、第一填料组；13、第一填料压环；14、阀杆转接轴；15、板簧组；16、PTFE防磨垫；17、第二填料组；18、第二填料压环；19、填料压板；20、顶部螺栓；a、阀座本体；b、台阶法兰部。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。本发明具体结构如图1-图4中所示。

实施例：一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀，包括一体式法兰阀体1，所述一体式法兰阀体1采用一体加工成型制成，在所述一体式法兰阀体1的腔体内密封配合有阀体内衬2，在所述阀体内衬2的内部中心位置安装有阀芯件，在所述阀芯件两侧的所述阀体内衬2的内部分别密封配合安装有左阀座3、右阀座4，在所述一体式法兰阀体1中部开口部位的顶部密封且固定安装有阀杆11限位单元，所述阀芯单元的顶部连接有阀杆组件，所述阀杆组件的顶部向上穿出阀体内衬2并活动且密封伸至与其同轴设置的所述阀杆11限位单元内。

本发明中的一体式法兰阀体1内衬陶瓷球阀的一体式法兰阀体1采用一体加工成型制成能够有效地减少阀体本身的泄漏点的数量；同时其内部配合安装陶瓷材质的阀体内衬2起到更好地防护作用；将两端的左阀座3与右阀座4结构设计为快速插装的结构形式，能够更好地利用第一O型密封圈6、石墨垫片7完成密封及润滑，同时能够在需要拆卸时完成快速拆卸，大幅度降低拆卸的难度。

同时，在阀芯件的顶部安装的阀杆组件能够依靠阀杆11限位单元实现多重填料密封，有效地保证阀杆11部位的密封效果。

在上述任一方案中优选的是，所述阀芯件包括位于所述阀体内衬2的内部中心位置处的球芯5，所述球芯5的中心设置有贯通孔501，所述球芯5的两侧外侧壁均密封抵接在所述左阀座3的对应端面处、所述右阀座4的对应端面处，所述球芯5的顶部与所述阀杆组件的底部固定连接。

球芯5采用结构陶瓷制成，能够有效地提高其结构强度以及表面的耐磨效果，有效地保证整个结构的使用寿命。

在上述任一方案中优选的是，所述左阀座3与所述右阀座4均采用结构相同且对称设置的阀座本体a，两所述阀座本体a的端部分别设置有台阶法兰部b，各所述台阶法兰部b分别用于抵接在对应位置处的所述阀体内衬2的外端面上。

所述台阶法兰部b用于实现对当前的所述左阀座3或所述右阀座4的限位，防止其继续向阀芯一侧移位。

在上述任一方案中优选的是，所述左阀座3、所述右阀座4与阀体内衬2之间均采用第一O型密封圈6密封，所述左阀座3、所述右阀座4与对应位置处的所述一体式法兰阀体1、所述阀体内衬2端面的结合处均采用石墨垫片7密封并通过设定石墨垫片7的厚度调节所述左阀座3、所述右阀座4与所述球芯5的间距。

所述左阀座3、所述右阀座4的结构相同，且在安装时采用活动式的安装方式，当需要进行安装时依靠第一O型密封圈6、石墨垫片7实现密封、润滑及调节安装间距的目的。

在上述任一方案中优选的是，所述阀杆11限位单元包括竖直设置的高平台法兰管8，所述高平台法兰管8的底部通过若干个间隔设置的内六角螺栓9固定在所述一体式法兰阀体1的中部开口的顶部且两者的对接端面部位通过第二O型密封圈10实现密封，所述高平台法兰管8的内腔用于对所述阀杆组件进行密封限位。

第二O型密封圈10用于配合对应的内六角螺栓9的抵紧作用实现对端面连接部位的进一步密封，提高密封效果，降低泄漏风险。

在上述任一方案中优选的是，所述阀杆组件包括固定安装在所述球芯5顶部的阀杆11，所述阀杆11的顶部活动穿出所述高平台法兰管8的内孔并伸至其上方，在所述阀杆11与所述一体式法兰阀体1的中部开口的环形空间内通过第一填料组12密封，在所述第一填料组12上方的所述阀杆11的外侧壁上活动且密封套接有第一填料压环13，在所述阀杆11的上方同轴设置有阀杆转接轴14，所述阀杆转接轴14下端的套接管部1401与所述阀杆11顶部的键轴部实现键连接配合，所述阀杆转接轴14转动带动所述阀杆11转动。

其中，阀杆转接轴14与阀杆11采用可以快速拆卸的结构，便于在进行整个组件的安装拆卸时的便捷性，降低安装的难度。

在上述任一方案中优选的是，在所述阀杆转接轴14下端的所述阀杆11的外侧壁上套接有板簧组15，所述板簧组15的底部抵接在所述第一填料压环13的顶部，所述板簧组15的顶部抵接在所述阀杆11外围的阶梯腔的台阶面处，所述阀杆转接轴14下端的套接管部1401的顶部通过其上套接的PTFE防磨垫16抵接在对应的所述阀杆11外围的阶梯腔的台阶面处。

整个阀杆组件的下部依靠第一填料组12密封，同时配合第一填料压环13完成抵压固定，同时在板簧组15的作用下完成保持抵紧，提高对第一填料组12的压实效果，进而提高密封的效果。

在上述任一方案中优选的是，在所述阀杆转接轴14上部外侧壁上套接有第二填料组17，在所述第二填料组17的顶部安装有第二填料压环18，在所述第二填料压环18的顶部设置有旋合在所述阀杆11的外侧壁上的填料压板19，所述填料压板19通过若干个顶部螺栓20固定在所述高平台法兰管8的顶部。

配合在阀杆转接轴14的上部的第二填料组17能够起到上部密封的效果，依靠对应的第二填料压环18、填料压板19以及各个顶部螺栓20的抵压作用完成给填料压环向下的力，进而让第二填料组17达到密封作用，提高其密封效果。

另外，第一填料组12、第二填料组17内部的填料采用现有材料即可，具体不作要求，不再赘述。

具体装配方法：

本申请还提供一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀的装配方法，包括如下步骤：

S1：一体式法兰阀体1与阀体内衬2通过热配的方式进行过盈装配；

过盈装配能够更好地保证阀体内衬2安装的牢固性，便于与阀体成为一体结构。

S2：左阀座3安装：左阀座3套上第一O型密封圈6，然后再套入石墨垫片7，将其插入至阀体内衬2的左侧内腔内；

S3：从一体式法兰阀体1内衬右侧套入球芯5，球芯5贴近右阀座4设置；

S4：右阀座4安装：套上第一O型密封圈6，然后再套入石墨垫片7，将其插入阀体内衬2的右侧与球芯5贴合；

左阀座3安装、右阀座4安装均采用活动结构的方式配合安装在对应的阀体内衬2的内部，在后续拆卸时能够快速拆卸，便于维修更换。

S5：阀杆11的下端穿过一体式法兰阀体1、阀体内衬2，并插入球芯5的阀杆11孔处固定；

S6：第一填料组12穿过阀杆11，并压在阀体内衬2上；

S7：第一填料压环13穿过阀杆11，压在第一填料组12上；

S8：板簧组15穿过阀杆11，并抵接在第一填料压环13上；

S9：将PTFE防磨垫16套在阀杆转接轴14上，然后配合插接在阀杆11上；

S10：高平台法兰管8的内孔内套入第二填料组17，穿过阀杆转接轴14，并压在一体式法兰阀体1上；

S11：高平台法兰管8与一体式法兰阀体1通过第二O型密封圈10进行密封；

S12：高平台法兰管8与一体式法兰阀体1通过若干个内六角螺栓9锁紧；

S13：将第二填料压环18套入阀杆转接轴14上，压在第二填料组17上；

S14：填料压板19穿过阀杆转接轴14压在第二填料压环18上；

S15：顶部螺栓20穿过填料压板19与高平台进行锁紧。

第一填料组12与第二填料组17配合实现对整个阀杆组件的上部和下部的同步密封，有效地提高双重密封的效果；同时通过控制安装的板簧组15的弹性系数、长度，以及第二填料压环18、填料压板19以及顶部螺栓20的安装效果能够起到控制对应的第一填料组12、第二填料组17密封效果的目的。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀，其特征在于：包括一体式法兰阀体，所述一体式法兰阀体采用一体加工成型制成，在所述一体式法兰阀体的腔体内密封配合有阀体内衬，在所述阀体内衬的内部中心位置安装有阀芯件，在所述阀芯件两侧的所述阀体内衬的内部分别密封配合安装有左阀座、右阀座，在所述一体式法兰阀体中部开口部位的顶部密封且固定安装有阀杆限位单元，所述阀芯单元的顶部连接有阀杆组件，所述阀杆组件的顶部向上穿出阀体内衬并活动且密封伸至与其同轴设置的所述阀杆限位单元内。

2.根据权利要求1所述的一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀，其特征在于：所述阀芯件包括位于所述阀体内衬的内部中心位置处的球芯，所述球芯的中心设置有贯通孔，所述球芯的两侧外侧壁均密封抵接在所述左阀座的对应端面处、所述右阀座的对应端面处，所述球芯的顶部与所述阀杆组件的底部固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀，其特征在于：所述左阀座与所述右阀座均采用结构相同且对称设置的阀座本体，两所述阀座本体的端部分别设置有台阶法兰部，各所述台阶法兰部分别用于抵接在对应位置处的所述阀体内衬的外端面上。

4.根据权利要求3所述的一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀，其特征在于：所述左阀座、所述右阀座与阀体内衬之间均采用第一O型密封圈密封，所述左阀座、所述右阀座与对应位置处的所述一体式法兰阀体、所述阀体内衬端面的结合处均采用石墨垫片密封并通过设定石墨垫片的厚度调节所述左阀座、所述右阀座与所述球芯的间距。

5.根据权利要求4所述的一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀，其特征在于：所述阀杆限位单元包括竖直设置的高平台法兰管，所述高平台法兰管的底部通过若干个间隔设置的内六角螺栓固定在所述一体式法兰阀体的中部开口的顶部且两者的对接端面部位通过第二O型密封圈实现密封，所述高平台法兰管的内腔用于对所述阀杆组件进行密封限位。

6.根据权利要求5所述的一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀，其特征在于：所述阀杆组件包括固定安装在所述球芯顶部的阀杆，所述阀杆的顶部活动穿出所述高平台法兰管的内孔并伸至其上方，在所述阀杆与所述一体式法兰阀体的中部开口的环形空间内通过第一填料组密封，在所述第一填料组上方的所述阀杆的外侧壁上活动且密封套接有第一填料压环，在所述阀杆的上方同轴设置有阀杆转接轴，所述阀杆转接轴下端的套接管部与所述阀杆顶部的键轴部实现键连接配合，所述阀杆转接轴转动带动所述阀杆转动。

7.根据权利要求6所述的一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀，其特征在于：在所述阀杆转接轴下端的所述阀杆的外侧壁上套接有板簧组，所述板簧组的底部抵接在所述第一填料压环的顶部，所述板簧组的顶部抵接在所述阀杆外围的阶梯腔的台阶面处，所述阀杆转接轴下端的套接管部的顶部通过其上套接的PTFE防磨垫抵接在对应的所述阀杆外围的阶梯腔的台阶面处。

8.根据权利要求7所述的一种一体式法兰阀体内衬陶瓷球阀，其特征在于：在所述阀杆转接轴上部外侧壁上套接有第二填料组，在所述第二填料组的顶部安装有第二填料压环，在所述第二填料压环的顶部设置有旋合在所述阀杆的外侧壁上的填料压板，所述填料压板通过若干个顶部螺栓固定在所述高平台法兰管的顶部。