CN203189775U - 顶装式固定球阀 - Google Patents

Abstract

一种顶装式固定球阀，包括阀体、阀盖、阀杆和球体，输入流道和输出流道在其与阀腔相连的一端中各自设置有一个环状台阶部，任意一个环状台阶部与球体之间均各自设置有阀座支撑圈，阀座支撑圈的外端与环状台阶部之间设置有轴向滑动副，阀座支撑圈内端部的外圆周上通过螺纹设置有调整螺母，调整螺母的外端面与阀体内壁之间设置有弹簧，阀座支撑圈的内端面中设置有阀座，阀座内端面凸出于阀座支撑圈的内端面，弹簧将阀座内端面偏置在球体表面，从而实现密封。通过调整螺母调整弹簧压缩量，可调节弹簧给阀座的预紧比压，无需更换弹簧或阀座就可改善密封效果。拆开阀盖就可实现阀门内全部零部件的维修，因此维修时，无需从管道中拆下，缩短了维修时间。

Description

顶装式固定球阀

技术领域:

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及阀门，特别是一种顶装式固定球阀。

背景技术:

球阀，因为可以无需从管道中全部拆卸就能进行维护和维修，所以被广泛用于管道系统中。现有技术中，球阀有二片式和三片式两种结构。其中，二片式结构的球阀口径有限，不能满足大口径管道的要求，而三片式结构的球阀口径可以做大，但是对加工精度要求高，材料的成本高，维修或者检修用时较长。二片式结构的球阀在维修时需要拆下与管道连接的两片法兰以及连接阀体和阀盖的一片法兰，三片式结构的球阀在维修时需要拆下与管道连接的两片法兰以及连接阀体和阀盖连接的两片法兰，因此，拆卸工作量均比较大。此外，阀座预紧弹簧疲劳后，比压小于阀座密封材料的最小比压时，弹簧不可调节，只有从管道上拆下阀门，拆开阀门更换阀座或者弹簧，阀门维护工作量较大、时间较长，变相增加了使用单位的成本。由于阀门的检修时间的问题，还会导致整个设备无法满负荷生产或者直接停产。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种顶装式固定球阀，所述的这种顶装式固定球阀要解决现有技术中球阀维修时工作量大、阀座预紧弹簧疲劳后不可调节的技术问题。

本实用新型的这种顶装式固定球阀，包括阀体、阀盖、阀杆和球体，所述的阀体中设置有一个阀腔，所述的阀腔的上部设置有开口，所述的阀盖固定连接在阀体的上侧并覆盖阀腔的开口，所述的阀杆沿阀腔的轴向设置在阀盖中，阀杆与阀盖通过转动副连接，所述的球体固定连接在阀杆的下端，阀腔的侧壁中沿径向设置有一个输入流道和一个输出流道，所述的输入流道和输出流道均与阀腔连通，球体设置在阀腔内并位于输入流道和输出流道之间，球体内设置有一个过流通道，其中，输入流道和输出流道在其与阀腔相连的一端中各自沿圆周向设置有一个环状台阶部，所述的环状台阶部的内径分别大于输入流道的内径和输出流道的内径，任意一个环状台阶部与球体之间均各自设置有一个阀座支撑圈，所述的阀座支撑圈与环状台阶部同轴，任意一个阀座支撑圈的外端均呈圆柱管状，阀座支撑圈的外端的外径与环状台阶部的内径相配合，阀座支撑圈的外端延伸到环状台阶部中，阀座支撑圈的外端与环状台阶部之间设置有轴向滑动副，阀座支撑圈的内端的外圆周上通过螺纹各自设置有一个调整螺母，所述的调整螺母的外端面与阀体内壁之间均设置有弹簧，阀座支撑圈的内端面中各自设置有一个阀座，任意一个所述的阀座均呈圆环状，任意一个阀座的内端面均凸出于所在的阀座支撑圈的内端面，任意一个阀座的内端面均与球体的表面相邻。

进一步的，任意一个阀座均在所述的弹簧的作用下向球体方向偏置。

进一步的，阀座内端面的形状与球体表面的形状配合。

进一步的，阀座支撑圈的外端部的外壁与环状台阶部的内壁之间设置有密封件。

进一步的，阀座支撑圈的外端的外径大于阀座的外径，阀座支撑圈的外端端面与环状台阶部的端面之间设置有间隙。

进一步的，阀座支撑圈的外圆周上套设有一个弹簧座，所述的弹簧座由一个环形构件构成，所述的环形构件的内端面中沿圆周方向均匀分布有三个以上的盲孔，所述的弹簧的数目与所述的盲孔的数目相等，弹簧各自设置在一个所述的盲孔中。

进一步的，弹簧与调整螺母的外端面之间设置有一个垫片，所述的垫片呈环形，垫片套设在阀座支撑圈的外圆周上。

进一步的，阀腔的底部设置有轴孔，球体的底部沿阀杆的中心轴线设置有轴，所述的轴设置在所述的轴孔中。

进一步的，阀座支撑圈的内端面中各自设置有一个环形凹槽，所述的阀座各自设置在一个所述的环形凹槽中。

进一步的，球体内的过流通道的轴向与阀杆的轴向垂直，

本实用新型的工作原理是：弹簧的压力作用在调整螺母上，使调整螺母连同阀座支撑圈向球体方向偏置，将阀座靠压在球体表面，形成密封。转动阀杆时，阀杆带动球体旋转移动，从而改变球体内过流通道的方向，接通或者截断输入流道和输出流道，实现阀门的开启和关闭。在转动球体的同时，阀座受弹簧推力作用，紧靠球体，形成阀座的预紧比压。由于阀座支撑圈的外端的外径大于阀座的外径，因此，阀座支撑圈的外端端面面积大于阀座的端面面积，阀座支撑圈外端的外壁与环状台阶部的内壁之间设置有密封件，阀座支撑圈的外端端面与环状台阶部的端面之间设置有间隙，从而在阀体和阀座支撑圈之间形成了活塞效应，介质压力的推动可增大阀座对球体的推力，进一步达到密封的效果，且介质的压力越大，密封效果越好。装配时，先把阀座、弹簧、弹簧座、阀座支撑圈和调整螺母装入阀体，阀座支撑圈的外端放置到环状台阶部中，弹簧座套在阀座支撑圈上，弹簧安装到弹簧座内，将调整螺母通过螺纹安装到阀座支撑圈，旋转调整螺母，使其外端面与相向的泵体内壁之间的距离增大，从而减少弹簧对阀座支撑圈的偏置力，再将阀座支撑圈向外侧移动，增大阀座与阀杆中心轴线之间的距离，在相向的两个阀座之间的距离大于球体的直径时，可顺利地在两个阀座之间装入球体。球体装入后，反向旋转调整螺母，减少调整螺母的外端面与相向的泵体内壁之间的距离，从而压缩弹簧，弹簧的作用力作用在调整螺母的外端面上，将调整螺母、阀座支撑圈和阀座向球体方向偏置。通过旋转调整螺母，可使弹簧的推力达到阀座的预紧比压，阀座在介质力的推动下紧压球体，达到密封效果。在使用一定时间发生弹簧疲劳时，只需拆开阀盖，旋转调整螺母，压缩弹簧的长度，增大弹簧给阀座的预紧比压，无需更换弹簧或者阀座就可以达到密封效果。减少了阀门的检修时间，节约资源降低了成本。

本实用新型和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本实用新型在球阀中设置活动的阀座支撑圈，利用弹簧将阀座偏置在球体上，通过调整螺母调整弹簧和阀座之间的距离，从而调节弹簧给阀座的预紧比压，无需更换弹簧或者阀座就可以达到密封效果；拆开阀盖，就可以实现阀门的全部零部件的维护和更换工作，因此阀门在维修时，无需从管道中拆下，极大地缩短了维修时间，节约资源并降低了成本。

附图说明： 

   图1是本实用新型的顶装式固定球阀的结构示意图。

图2是本实用新型的顶装式固定球阀中的球体的正向剖面结构示意图。

图3是本实用新型的顶装式固定球阀中的球体的侧向剖面结构示意图。

图4是本实用新型的顶装式固定球阀中的球体的俯视结构示意图。

图5是本实用新型的顶装式固定球阀中的阀座支撑圈和阀座的连接关系的局部放大示意图。

图6是本实用新型的顶装式固定球阀中的阀座支撑圈的示意图。

图7是本实用新型的顶装式固定球阀中的阀座支撑圈的轴向剖面结构示意图。

具体实施方式：

实施例1:

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本实用新型的顶装式固定球阀，包括阀体1、阀盖8、阀杆10和球体7，所述的阀体1中设置有一个阀腔，所述的阀腔的上部设置有开口，所述的阀盖8固定连接在阀体1的上侧并覆盖阀腔的开口，所述的阀杆10沿阀腔的轴向设置在阀盖8中，阀杆10与阀盖8通过转动副连接，所述的球体7固定连接在阀杆10的下端，阀腔的侧壁中沿径向设置有一个输入流道和一个输出流道，所述的输入流道和输出流道均与阀腔连通，球体7设置在阀腔内并位于输入流道和输出流道之间，球体7内设置有一个过流通道，其中，输入流道和输出流道在其与阀腔相连的一端中各自沿圆周向设置有一个环状台阶部，所述的环状台阶部的内径分别大于输入流道的内径和输出流道的内径，任意一个环状台阶部与球体7之间均各自设置有一个阀座支撑圈4，所述的阀座支撑圈4与环状台阶部同轴，任意一个阀座支撑圈4的外端均呈圆柱管状，阀座支撑圈4的外端的外径与环状台阶部的内径相配合，阀座支撑圈4的外端延伸到环状台阶部中，阀座支撑圈4的外端与环状台阶部之间设置有轴向滑动副，阀座支撑圈4的内端的外圆周上通过螺纹各自设置有一个调整螺母6，所述的调整螺母6的外端面与阀体1内壁之间均设置有弹簧3，阀座支撑圈4的内端面中各自设置有一个阀座5，任意一个所述的阀座5均呈圆环状，任意一个阀座5的内端面均凸出于所在的阀座支撑圈4的内端面，任意一个阀座5的内端面均与球体7的表面相邻。

进一步的，任意一个阀座5均在所述的弹簧3的作用下向球体7方向偏置。

进一步的，阀座5内端面的形状与球体7表面的形状配合。

进一步的，阀座支撑圈4的外端部的外壁与环状台阶部的内壁之间设置有密封件2。

进一步的，阀座支撑圈4的外端的外径大于阀座5的外径，阀座支撑圈4的外端端面与环状台阶部的端面之间设置有间隙。

进一步的，阀座支撑圈4的外圆周上套设有一个弹簧座，所述的弹簧座由一个环形构件构成，所述的环形构件的内端面中沿圆周方向均匀分布有三个以上的盲孔，所述的弹簧3的数目与所述的盲孔的数目相等，弹簧3各自设置在一个所述的盲孔中。

进一步的，弹簧3与调整螺母6的外端面之间设置有一个垫片，所述的垫片呈环形，垫片套设在阀座支撑圈4的外圆周上。

进一步的，阀腔的底部设置有轴孔，球体7的底部沿阀杆10的中心轴线设置有轴，所述的轴设置在所述的轴孔中。

进一步的，阀座支撑圈4的内端面中各自设置有一个环形凹槽，所述的阀座5各自设置在一个所述的环形凹槽中。

进一步的，球体7内的过流通道的轴向与阀杆10的轴向垂直。

具体的，阀盖8通过螺杆9固定在阀体1上。

本实施例的工作原理是：弹簧3的压力作用在调整螺母6上，使调整螺母6连同阀座支撑圈4向球体7方向偏置，将阀座5靠压在球体7表面，形成密封。工作时，利用执行器11转动阀杆10，转动阀杆10时，阀杆10带动球体7旋转移动，从而改变球体7内过流通道的方向，接通或者截断输入流道和输出流道，实现阀门的开启和关闭。在转动球体7的同时，阀座5受弹簧3推力作用，紧靠球体7，形成阀座5的预紧比压。由于阀座支撑圈4的外端的外径大于阀座5的外径，因此，阀座支撑圈4的外端端面面积大于阀座5的端面面积，阀座支撑圈4外端的外壁与环状台阶部的内壁之间设置有密封件2，阀座支撑圈4的外端端面与环状台阶部的端面之间设置有间隙，从而在阀体1和阀座支撑圈4之间形成了活塞效应，介质压力的推动可增大阀座5对球体7的推力，进一步达到密封的效果，且介质的压力越大，密封效果越好。装配时，先把阀座5、弹簧3、弹簧座、阀座支撑圈4和调整螺母6装入阀体1，阀座支撑圈4的外端放置到环状台阶部中，弹簧座套在阀座支撑圈4上，弹簧3安装到弹簧座内，将调整螺母6通过螺纹安装到阀座支撑圈4，旋转调整螺母6，使其外端面与相向的泵体内壁之间的距离增大，从而减少弹簧3对阀座支撑圈4的偏置力，再将阀座支撑圈4向外侧移动，增大阀座5与阀杆10中心轴线之间的距离，在相向的两个阀座5之间的距离大于球体7的长度时，可顺利地在两个阀座5之间装入球体7。球体7装入后，反向旋转调整螺母6，减少调整螺母6的外端面与相向的泵体内壁之间的距离，从而压缩弹簧3，弹簧3的作用力作用在调整螺母6的外端面上，将调整螺母6、阀座支撑圈4和阀座5向球体7方向偏置。通过旋转调整螺母6，可使弹簧3的推力达到阀座5的预紧比压，阀座5在介质力的推动下紧压球体7，达到密封效果。在使用一定时间发生弹簧3疲劳时，只需拆开阀盖8，旋转调整螺母6，压缩弹簧3的长度，增大弹簧3给阀座5的预紧比压，无需更换弹簧3或者阀座5就可以达到密封效果。减少了阀门的检修时间，节约资源降低了成本。

Claims (10)

1.一种顶装式固定球阀，包括阀体、阀盖、阀杆和球体，所述的阀体中设置有一个阀腔，所述的阀腔的上部设置有开口，所述的阀盖固定连接在阀体的上侧并覆盖阀腔的开口，所述的阀杆沿阀腔的轴向设置在阀盖中，阀杆与阀盖通过转动副连接，所述的球体固定连接在阀杆的下端，阀腔的侧壁中沿径向设置有一个输入流道和一个输出流道，所述的输入流道和输出流道均与阀腔连通，球体设置在阀腔内并位于输入流道和输出流道之间，球体内设置有一个过流通道，其特征在于：输入流道和输出流道在其与阀腔相连的一端中各自沿圆周向设置有一个环状台阶部，所述的环状台阶部的内径分别大于输入流道的内径和输出流道的内径，任意一个环状台阶部与球体之间均各自设置有一个阀座支撑圈，所述的阀座支撑圈与环状台阶部同轴，任意一个阀座支撑圈的外端均呈圆柱管状，阀座支撑圈的外端的外径与环状台阶部的内径相配合，阀座支撑圈的外端延伸到环状台阶部中，阀座支撑圈的外端与环状台阶部之间设置有轴向滑动副，阀座支撑圈的内端的外圆周上通过螺纹各自设置有一个调整螺母，所述的调整螺母的外端面与阀体内壁之间均设置有弹簧，阀座支撑圈的内端面中各自设置有一个阀座，任意一个所述的阀座均呈圆环状，任意一个阀座的内端面均凸出于所在的阀座支撑圈的内端面，任意一个阀座的内端面均与球体的表面相邻。

2.如权利要求1所述的顶装式固定球阀，其特征在于：任意一个阀座均在所述的弹簧的作用下向球体方向偏置。

3.如权利要求1所述的顶装式固定球阀，其特征在于：阀座内端面的形状与球体表面的形状配合。

4.如权利要求1所述的顶装式固定球阀，其特征在于：阀座支撑圈的外端部的外壁与环状台阶部的内壁之间设置有密封件。

5.如权利要求1所述的顶装式固定球阀，其特征在于：阀座支撑圈的外端的外径大于阀座的外径，阀座支撑圈的外端端面与环状台阶部的端面之间设置有间隙。

6.如权利要求1所述的顶装式固定球阀，其特征在于：阀座支撑圈的外圆周上套设有一个弹簧座，所述的弹簧座由一个环形构件构成，所述的环形构件的内端面中沿圆周方向均匀分布有三个以上的盲孔，所述的弹簧的数目与所述的盲孔的数目相等，弹簧各自设置在一个所述的盲孔中。

7.如权利要求6所述的顶装式固定球阀，其特征在于：弹簧与调整螺母的外端面之间设置有一个垫片，所述的垫片呈环形，垫片套设在阀座支撑圈的外圆周上。

8.如权利要求1所述的顶装式固定球阀，其特征在于：阀腔的底部设置有轴孔，球体的底部沿阀杆的中心轴线设置有轴，所述的轴设置在所述的轴孔中。

9.如权利要求1所述的顶装式固定球阀，其特征在于：阀座支撑圈的内端面中各自设置有一个环形凹槽，所述的阀座各自设置在一个所述的环形凹槽中。

10.如权利要求1所述的顶装式固定球阀，其特征在于：球体内的过流通道的轴向与阀杆的轴向垂直。

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