CN201265663Y - 旋紧式硬密封球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于球阀。一种旋紧式硬密封球阀，包含阀座和阀芯，其特征在于：该阀芯为由球主体和作为两个封密面的金属球冠构成的类球体，该球主体的半径小于金属球冠的半径，两金属球冠的球心分别对称偏置于阀体水平纵向轴线X－X两侧，且位于阀体水平横向轴线Y－Y上；该阀座为金属阀座，其设置密封面一端的端面与该阀体水平纵向轴线X－X之间具有倾角α。解决由金属的阀座和阀芯实现密封面之间的无摩擦密封的技术问题。

Description

旋紧式硬密封球阀

技术领域：

本实用新型是属于阀门，特别是关于一种启闭方便快捷、无摩擦密封的旋紧式硬密封球阀。

背景技术：

球阀由于启闭方便快捷，被广泛使用各领域中。现有各种球阀，其阀芯为具有水平径向贯通孔的圆球体，旋转球形阀芯，使其上的水平径向贯通孔与阀体上阀座的通路相对时，阀门开通；而旋转阀芯使水平径向贯通孔与阀座的通路互成90°时，阀芯上的球面与阀座上的密封面相互贴合，形成密封，从而截断了阀门的通路，使阀门关闭。为使阀座上的密封面与阀芯上的金属球面密切贴合，和减少它们接合时的磨损，阀座使用具有一定弹性的材料制作，例如橡胶、塑料，这种密封俗称软密封。但使用这种软密封的球阀一般工作在常温条件下，即使是使用具有塑料王之称的聚四氟乙烯，在介质温度高达234℃的条件下也无法常期确保密封的要求。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种旋紧式硬密封球阀，解决由金属的阀座和阀芯实现密封面之间的无摩擦密封的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：

一种旋紧式硬密封球阀，包含阀座和阀芯，其特征在于：该阀芯为由球主体和作为两个封密面的金属球冠构成的类球体，该球主体的半径小于金属球冠的半径，两金属球冠的球心分别对称偏置于阀体水平纵向轴线X-X两侧，且位于阀体水平横向轴线Y-Y上；该阀座为金属阀座，其设置密封面一端的端面与该阀体水平纵向轴线X-X之间具有倾角α。

本实用新型的上述技术方案还可以进一步为：该球阀关闭时，阀芯上的金属球冠的球心与阀座内径截面中心的连线与该阀体水平纵向轴线X-X间的夹角β与上述倾角α互为补角。

更进一步，该金属球冠表面和阀座的密封面上堆焊有硬质合金。

再进一步，该阀座由四开环、压板和螺钉固定在阀体的座孔内，其中该四开环嵌置于该座孔壁上的具有止挡的槽孔中，螺钉贯穿压板与四开环上的螺孔啮合。

本实用新型具有下述的有益效果：

1.关闭阀门时，阀芯的两金属球冠偏置，使金属球冠上的密封面与阀座上密封面的接触产生楔式效应，密封面径向的压缩，使加载在阀座上的载荷均匀，从而用最小的扭矩实现最严密的密封。

2.由扭矩产生的力使阀门严密关闭，因而这一关闭与介质的流向和压力无关，所以本实用新型的阀门是一种双向密封阀门，在管路安装时，无方向要求，方便安装施工。

3.本实用新型的球阀是由两个金属的密封面之间的接触实现的硬密封，与现有的软密封相比，其耐高温性能极大的提高，选择不同的金属材料在介质温度高达650℃的条件下，可长期安全使用。

4.采用由四开环、压板和螺钉组成的阀座固定结构，一方面便于阀座的定位，一方面又便于阀座的维修和更换。

附图说明：

图1是本实用新型的球阀结构示意图。

图2是图1的A-A剖视示意图。

图3是阀门开启45°时的示意图。

图4是阀门全开时的示意图。

图5是阀座结构示意图。

图6是阀座的固定结构示意图。

具体实施方式：

请参见图1所示，本实用新型是一种旋紧式硬密封球阀，它包含阀座4和阀芯，该阀芯以其上固定轴颈10和下固定轴6分别与阀盖1的上轴承座9和阀体5的下轴承座7配合而被支承在由阀盖1和阀体5形成的阀腔B内，并绕球阀的垂直轴线Z-Z旋转。该阀芯是一个由金属的球主体2和两个偏置在球主体2两侧的金属球冠3组成的类球体，球主体2的半径SR1(见图2)小于金属球冠3的半径SR2，径向贯通孔8位于球主体2上，当球阀处于全开时，该径向贯通孔8的轴线与阀体水平纵向轴线X-X同轴(见图4)；该两金属球冠3分别设置在球主体2径向贯通孔8两侧，且金属球冠3的球心O₂和O₂’位于与阀体水平横向轴线Y-Y上，并与球主体2的球心O₁有相同的偏心距H，也即两个金属球冠3是偏置于球主体2上，而且这种偏置从关闭阀门的旋向C来看是一种后偏置(参见图6)。阀座4分别设置在阀体5阀腔B的左右两侧的阀座孔内，阀座4阀孔的中心线与阀体水平纵向轴线X-X同轴。该阀座4如图6所示，其具有密封面41的一端的端面42是一个斜面，它与阀体水平纵向轴线X-X呈倾斜相交，其间有一倾角α。

籍上述的结构，本实用新型在阀门全开时(参见图4)阀芯是不与阀座相接，而且其间相隔有一定距离，因此两侧阀座4上的座孔不仅通过径向贯通孔8相互贯通外，还可通过阀腔B贯通。当阀门逐渐开闭，径向贯通孔8的轴线与阀体水平纵向轴线X-X的交角θ逐渐增大，阀芯类球体的金属表面逐渐向阀座4上的密封面41旋转靠近，将两阀座4之间上述通道的面积逐渐缩小(参见图3)，这一过程直至金属球冠3与阀座4上的密封面41完全贴合相靠为止。从图5可知，当金属球冠3完全与密封面41贴靠时，该金属球冠3与阀座4密封面41的内径所形成的截面中心O₄与金属球冠3的球心O₂(或O₂’)的连线与阀体水平纵向轴线X-X间形成一夹角β，该夹角β和上述的倾角α互成补角。

从上述叙述可知，本实用新型的阀门在关闭时，由于阀芯起密封作用的两金属球冠3偏置，该两金属球冠3上的密封面逐渐与阀座4上的密封面41贴靠时产生楔式效应，密封面径向的压缩，使加载在阀座4上的载荷均匀，从而达到了用最小的扭矩实现最严密的密封。在关闭的过程中两个密封面之间不发生相互接触摩擦。而且这种由扭矩产生的密封，与其工作介质的流向和压力无关，与现有单向密封的球阀不同，是一种双向密封的球阀，因此在安装时没有方向性的要求，便于施工。

为了使密封面41和与其相贴靠密封的金属球冠3的密封面可在各种恶劣工况下工作，具有耐磨、耐冲蚀的特性，以获得长久的使用寿命，可在其上堆焊硬质合金，特别是司太立合金。

参见图6所示，本实用新型使用的阀座4具有夹角β的斜向端面42，在阀体5上安装有一定的方向位置要求，为便于安装，以及阀座4的维护和维修需要，阀座4采用四开环11、压板12和螺钉13的定位夹紧装置10被夹紧在阀体5的座孔内。该四开环11置于阀体座孔壁上的具有止挡51的槽孔52内，螺钉13贯穿压板12的孔后与四开环11上的螺孔啮合。拧紧螺钉13通过压板12与阀座4上的凸缘的抵压，将阀座4紧紧的固定在阀体5上。

Claims (5)

1、一种旋紧式硬密封球阀，包含阀座和阀芯，其特征在于：该阀芯为由球主体和作为两个封密面的金属球冠构成的类球体，该球主体的半径小于金属球冠的半径，两金属球冠的球心分别对称偏置于阀体水平纵向轴线X-X两侧，且位于阀体水平横向轴线Y-Y上；该阀座为金属阀座，其设置密封面一端的端面与该阀体水平纵向轴线X-X之间具有倾角α。

2、根据权利要求1所述的旋紧式硬密封球阀，其特征在于：该球阀关闭时，阀芯上的球冠的球心与阀座内径截面中心的连线与该阀体水平纵向轴线X-X间的夹角β与上述倾角α互为补角。

3、根据权利要求1所述的旋紧式硬密封球阀，其特征在于：该金属球冠表面和阀座的密封面上堆焊有硬质合金。

4、根据权利要求2所述的旋紧式硬密封球阀，其特征在于：该金属球冠表面和阀座的密封面上堆焊有硬质合金。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的旋紧式硬密封球阀，其特征在于：该阀座由四开环、压板和螺钉固定在阀体的座孔内，其中该四开环嵌置于该座孔壁上的具有止挡的槽孔中，螺钉贯穿压板与四开环上的螺孔啮合。

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