CN201065963Y - 双半球双向硬密封球阀 - Google Patents

Abstract

一种双半球双向硬密封球阀，它包括阀体(2)，通过阀轴安装在阀体流道内的阀芯(5)，其特征在于：所述阀体流道的两端口以及阀芯(5)均采用双偏心结构，并采用双向密封；即阀体流道的两端口的中心轴线对称偏置于阀体流道中心轴线两侧，与两阀座(3)、(9)构成双向密封副的阀芯(5)的两个半球状球冠的两球心相应对称偏置在阀体流道中心轴线两侧，分别与两个半球状球冠相配合的两阀座(3)、(9)的中心轴线也相应对称偏置于阀体流道中心轴线两侧，且偏心距E相等。本实用新型相比现有技术不仅具有节能降耗，摩擦力小，操作力矩小，使用寿命较长，能够自动补偿，具有切除结疤和杂物等功能。

Description

双半球双向硬密封球阀

技术领域

本实用新型涉及一种广泛应用于高温、高压介质或在有毒有害的恶劣环境中输送或快速切断介质阀门，具体的说是涉及一种用于供水、供热、石油冶炼、冶金、化工、造纸等行业的双半球双向硬密封球阀。

背景技术

普通球阀(其结构如图1所示)以其流阻小，启闭迅速，结构紧凑等优点广泛应用于水、蒸汽、油品、化工等介质的输送中。但也存在着一些需解决的不足之处：由于现有技术球阀的密封结构大都为软密封，使用性能受温度的限制，即使是具有弹性的硬密封结构，其密封是靠预紧力将阀座压向球体的，球阀在开启过程中，球体始终都是被阀座压紧处于受力状态，故启闭沉重，转动力矩大，能耗也较大，使用寿命也较短，这就限制了球阀的使用范围和性能，同时也限制了球阀的发展速度。

为了克服上述普通球阀所存在的不足之处，近来年不少厂家又开发并推出用于替代普通球阀的楔形弹性球阀(其结构如图2所示)和楔形块球阀结构图(其结构如图3所示)。

从结构上分析：楔形弹性球阀是在启闭件球体壁上开一条弹性槽而获得弹性的。阀门启、闭时，通过阀杆的螺旋槽和定位销钉的配套，升降阀杆带动楔形头松开弹性球体，可转动90°为开启阀门、阀杆下降时转动90°楔形头压紧弹性球体为关闭阀门。

楔形球阀的原理与楔形弹性球阀基本相同。

综上所述，现有技术的球阀都还没有脱离传统球阀的结构模式，故它们都有着共同的缺点和不足之处：

(1)软密封结构：适用温度范围小，受密封材料限制，一般为t≤150℃。应用新材料如：增强改性聚四氟乙烯，对位聚苯等，适用的最高温度也只能在300℃左右。

(2)普通球阀启、闭力矩大，操作沉重，它的密封是靠预紧力将阀座压向球体的，所以摩擦力大，磨损也比较快，使用寿命降低。

(3)楔形头、楔形弹性球阀启闭麻烦，费时间，各配合件间易进脏物而影响阀门性能，再者加工三瓣球体，工装复杂，制造成本也比较高，且密封性能为单向。

发明内容

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种双半球双向硬密封球阀。本实用新型的的球阀是在传统球阀的基础上，应用偏心球体的原理，采用双凸轮偏心楔紧机构，使得球体与密封圈(阀座)在一定的区间内转动，球体逐渐压紧或脱离阀座，从而实现密封或开启。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的双半球双向硬密封球阀包括阀体，通过阀轴安装在阀体流道内的阀芯，其中所述阀体流道的两端口以及阀芯均采用双偏心结构，并采用双向密封；即阀体流道的两端口的中心轴线对称偏置于阀体流道中心轴线两侧，与两阀座构成双向密封副的阀芯的两个半球状球冠的两球心相应对称偏置在阀体流道中心轴线两侧，分别与两个半球状球冠相配合的两阀座的中心轴线也相应对称偏置于阀体流道中心线两侧，且偏心距E相等。

本实用新型中所述阀芯的两个半球状球冠的曲率半径相同；所述两阀座分别通过阀短节被压装在阀体流道两侧端，且两阀短节分别与位于阀体流道同侧的阀座同轴线。

本实用新型中所述阀芯是由端部分别加工有轴孔的两个相对设置的U型支撑连接件和以固结方式分别设置在支撑连接件上、下两平面上的半球状球冠组成，且所述阀芯横截面的正投影近似于朝鲜鼓形。

由于本实用新型的球阀应用偏心球体的原理，采用双凸轮偏心楔紧机构，且阀体两端口中心轴线相对流道中心轴线各有偏心距E值，由阀短节的偏心相对应安装在一起，这就组成了阀芯的两个半球状球冠与相对应的阀座相互贴合着，组成两个密封副，两个半球状球冠的SR相等，两个半球状球冠面运动曲线在一定的区间内(3～5°内)接近等近曲线，偏心距E值完全相等。当双偏心阀芯的两个半球状球冠(偏心凸轮机构形成两变形楔)作90°转动时，阀芯的两球冠分别同步压紧或脱离两阀座，这样就完成了球阀开启、关闭的全过程。阀芯在运动3～5°区间均可压紧阀座或者脱离阀座，在90°回转行程中有85°的区间为空行程，无接触状态，球体在支撑轴上是空转的，所以转动轻松自如，这样就彻底解决了传统球阀在启闭过程中不能脱离阀座的难题，克服了启闭沉重，摩擦力大，磨损较快的弊端，使得本实用新型不仅具有节能降耗，摩擦力小，操作力矩小，使用寿命较长，能够自动补偿，具有切除结疤和杂物等功能。另由于本实用新型的阀芯是由两个U型支撑连接在一起的，因此它具有良好的弹性功能，其制造、调整过程比较方便，省时省力。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：

1、结构紧凑，金属密封副耐磨损，双向密封达到零泄漏，耐火性能好，具有较高的安全性，密封副间摩擦力小，使用寿命长，是一般球阀4～5倍，是金属密封偏心半球阀的3～4倍。

2、适用温度范围广：一般为t＝-60℃～650℃，承载能力大，承压为≤30MPa。

3、安装不分方向，操作方便灵活，节能降耗，操作力矩为普通球阀的1/3～1/5。

4、适用介质广泛：可应用于水、气体(蒸汽、空气、天然气等)、石油炼制、油品、冶金矿渣、浆液、颗粒介质、粉尘介质和多相流等各种复杂的工矿条件。磨损后，能够自动补偿，具有切割杂物、结垢、结疤等特殊的性能。

5、双向密封安全可靠，顺流方向的密封性能是逆向密封的1.5倍至3倍。

附图说明

图1是现有技术球阀的结构图。

图2是现有技术楔形弹性球阀的结构图。

图3是楔形块球阀的结构图。

图4是本实用新型的主视图。

图5是图4的A-A剖视图。

图6是图4中阀芯的结构图。

图7是图6的B-B剖视图。

图4、5、6、7中序号1和1-1是阀短节，2是阀体，3是阀座，4是调整垫片，5是阀芯，6是阀轴(半轴)，7是轴套，8是调整垫片，9是阀座，10是阀轴，11是轴套，12是填料环，13是填料，14是填料压盖，15是支架，16是连接键。

具体实施方式

本实用新型以下将结合实施例(附图)作进一步描述：

如图4、图5所示，本实用新型的包括阀体2，通过半轴6、阀轴10安装在阀体流道内的阀芯5，其中所述阀体流道的两端口以及阀芯5均采用双偏心结构，并采用双向密封；即阀体流道的两端口的中心轴线对称偏置于阀体流道中心轴线两侧，与对应的阀座3、阀座9构成双向密封副的阀芯5的两个半球状球冠的两球心相应对称偏置在阀体流道中心轴线两侧，分别与两个半球状球冠相配合的两阀座3和9的中心轴线也相应对称偏置于阀体流道中心线两侧，且偏心距E相等；所述阀芯的两个半球状球冠的曲率半径相同；所述两阀座分别通过阀短节1和1-1被压装在阀体流道两侧端，且两阀短节分别与位于阀体流道同侧的阀座同轴线。

如图6、7所示。本实用新型中所述阀芯5是由端部分别加工有轴孔的两个相对设置的U型支撑连接件和以固结方式分别设置在支撑连接件上、下两平面上的半球状球冠组成，且所述阀芯横截面的正投影近似于朝鲜鼓形。

Claims (4)

1.一种双半球双向硬密封球阀，它包括阀体(2)，通过阀轴安装在阀体流道内的阀芯(5)，其特征在于：所述阀体流道的两端口以及阀芯(5)均采用双偏心结构，并采用双向密封；即阀体流道的两端口的中心轴线对称偏置于阀体流道中心轴线两侧，与两阀座(3)、(9)构成双向密封副的阀芯(5)的两个半球状球冠的两球心相应对称偏置在阀体流道中心轴线两侧，分别与两个半球状球冠相配合的两阀座(3)、(9)的中心轴线也相应对称偏置于阀体流道中心轴线两侧，且偏心距E相等。

2.根据权利要求1所述的双半球双向硬密封球阀，其特征在于：所述阀芯(5)的两个半球状球冠的曲率半径相同。

3.根据权利要求1所述的双半球双向硬密封球阀，其特征在于：所述阀座(3)、(9)分别通过阀短节(1)(1-1)压装在阀体流道两侧端，且两阀短节分别与位于阀体流道同侧的阀座同轴线。

4.根据权利要求1或2所述的双半球双向硬密封球阀，其特征在于：所述阀芯(5)是由端部分别加工有轴孔的两个相对设置的U型支撑连接件和以固结方式分别设置在支撑连接件上、下两平面上的半球状球冠组成，且所述阀芯(5)横截面的正投影近似于朝鲜鼓形。