CN204372217U - 超低温球阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及超低温球阀，包括阀体、球体、阀座、阀杆以及用于控制阀杆的操作机构，球体设于阀体内，阀体对应球体两侧分别设有介质进道与介质出道，阀座包括进口阀座和出口阀座，进口阀座设于球体的一侧并与介质进道对应，出口阀座设于球体的另一侧并与介质出道对应，阀杆的下端径向的穿过阀体，并与球体联动连接，阀杆的上端与操作机构联动设置，阀杆外设有阀盖；阀体与进口阀座之间设有进口密封装置，阀体与出口阀座之间设有出口密封装置；阀盖上端与阀杆之间设有阀杆密封结构，阀盖下端与阀体固定连接。在超低温工况下，阀门逸散性能达到ISO15848-1及API622规定的标准要求，阀门的密封性能好，启闭力矩低，使用寿命长。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种阀门，尤其涉及一种超低温球阀。
背景技术
随着现代科技的发展，低温工程制品的生产规模不断扩大。液氧、液氮以及液化石油气等得到广泛的应用。尤其是液化天然气越来越受到世界各国的重视。液化氨、液氢、液化氦、液氧、液化天然气等物质的液化分馏，运输和储存都需要使用大量的低温阀门。低温阀门的用途越来越广，需求越来越大，对低温阀的技术性能和工作特性的要求也在不断提高。我国低温阀的研究起步较晚，品种规格少。过去，国内引进装置上的低温阀主要依赖进口，为了适应市场的需求，国内各大公司都在研制开发低温阀门，以国产代进口，为了适应国际、国内市场的发展，我们有必要进行低温球阀的设计与开发。
实用新型内容
为解决上述固有问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种超低温球阀。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：超低温球阀，包括阀体、球体、阀座、阀杆以及用于控制所述阀杆的操作机构，所述球体设于所述阀体内，所述阀体对应所述球体两侧分别设有介质进道与介质出道，所述阀座包括进口阀座和出口阀座，所述进口阀座设于所述球体的一侧并与所述介质进道对应，所述出口阀座设于所述球体的另一侧并与所述介质出道对应，所述阀杆的下端径向的穿过所述阀体，并与所述球体联动连接，所述阀杆的上端与所述操作机构联动设置，所述阀杆外设有阀盖；
所述阀体与所述进口阀座之间设有进口密封装置，所述阀体与所述出口阀座之间设有出口密封装置；
所述阀盖与所述阀体之间、所述阀体与所述阀座之间均设有密封件；
所述阀盖上端与所述阀杆之间设有阀杆密封结构，所述阀盖下端与所述阀体固定连接。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：
进一步，所述阀体包括主阀体、进口阀体和出口阀体，所述进口阀体设于所述球体的一侧并与所述介质进道对应，所述出口阀体设于所述球体的另一侧并与所述介质出道对应，所述主阀体的两端分别通过螺栓与所述进口阀体和所述出口阀体固定连接；所述球体置于所述主阀体内。
采用上述进一步方案的有益效果是此处结构为三片式阀体连接，易于加工，零件表面粗糙度、形位公差、尺寸公差易于保证。
进一步，所述进口密封装置包括弹簧座、压缩弹簧、单向唇形密封圈以及挡块，所述弹簧座设于所述进口阀座与所述进口阀体之间，所述进口阀体与所述弹簧座之间通过所述压缩弹簧连接，所述弹簧座与所述进口阀座之间设有所述单向唇形密封圈，所述进口阀座上设有与所述单向唇形密封圈结构位置相匹配的所述挡块。
采用上述进一步方案的有益效果是在介质力和弹簧力共同作用下推动所述弹簧座、所述单向唇形密封圈和所述进口阀座与所述球体形成进口密封，因为低温介质在温度升高时会由液体转变成气体，当中腔超压(一般为公称压力的1.33倍时)超压介质推动所述进口阀座向进口端移动，使其与球体之间产生缝隙，从而实现中腔介质向进口端泄压，保护整机安全。
进一步，所述出口密封装置包括压缩弹簧、双向唇形密封圈以及压缩块，所述出口阀座与所述出口阀体之间通过所述压缩弹簧连接，所述出口阀座与所述出口阀体之间设有双向唇形密封圈，所述出口阀座与所述出口阀体上均设有与所述双向唇形密封圈结构位置相匹配的压缩块。
采用上述进一步方案的有益效果是在弹簧力和反向介质力的作用下推动所述出口阀座和所述球体形成出口密封，该结构还有一个突出优点，也即与其他传统低温阀不同的改进点，即当进口阀座出现泄漏时，出口阀座可以单独密封，即介质自进口流向出口时，通过出口阀座与出口阀体的间隙进入到出口阀座背面时介质受到弹簧蓄能密封圈的阻挡而不能向出口端泄漏，该介质力会向进口方向推动出口阀座贴紧球体，形成二次密封力，实现出口端密封。
进一步，所述球体上方和下方分别设有支撑板；所述阀杆的下端与所述主阀体之间、所述球体与所述支撑板之间均设有轴承。
采用上述进一步方案的有益效果是所述支撑板可以承受来自进出口管道的介质压力，从而保证阀杆只承受阀门开关的力矩而不再承受来自管道的介质压力，这种结构可以使阀门的开关力矩大幅降低。
进一步，所述球体上、下表面与所述支撑板接触处以及所述阀盖下端与所述阀体接触处均设有止推垫片。
采用上述进一步方案的有益效果是，所述止推垫片表面硬度高，耐腐蚀，摩擦系数小，可以使阀门在较大载荷下具有较低扭矩和长的使用寿命。
进一步，所述阀杆密封结构包括支架、第一填料压盖、第二填料压盖、填料环、隔环、填料以及填料垫，所述操作机构与所述阀盖之间设有支架，所述第一填料压盖套在所述阀杆的上端，并设置在所述支架内，所述第一填料压盖通过螺栓与所述阀盖的上端固定在一起；套在所述阀杆的上端且位于所述第一填料压盖的下方依次设有所述第二填料压盖、所述填料环、所述隔环、所述填料以及所述填料垫，所述填料垫与所述阀盖端面紧密配合。
采用上述进一步方案的有益效果是：所述第一填料压盖与所述第二填料压盖两体式结构，二者可与阀杆自动定心。
进一步，所述隔环上设有O型圈；所述填料为V型PTFE填料。
采用上述进一步方案的有益效果是：所述O型圈、V型PTFE填料以及填料环起到了三重密封的作用，具有良好的密封效果。
进一步，所述阀杆上设有通孔，所述阀杆与所述球体之间设有的防静电弹簧，所述通孔为T型压力平衡孔，上端孔与所述阀盖的内腔相连通，下端孔的轴线与所述阀杆轴线相同，且与所述防静电弹簧相连通。
采用上述进一步方案的有益效果是设有通孔可以使阀盖温升后造成的超压介质返回中腔进而向进口端泄压；防静电弹簧可将将球体与阀座产生的静电导出，防止静电在阀体内形成。
进一步，所述密封件包括弹簧蓄能密封圈与缠绕垫片。
采用上述进一步方案的有益效果是设有弹簧蓄能密封圈和缠绕垫片不仅能够防火还能防止介质泄漏，起到“双重”密封的作用。
本实用新型的有益效果是:本实用新型的密封结构为进道“单活塞”效应，出道为“双活塞效应”。在超低温工况下，阀门逸散性能达到ISO15848-1及API622规定的标准要求，阀门的密封性能好，启闭力矩低，使用寿命长。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为图1A区局部放大图；
图3为图1B区局部放大图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、球体，2、阀杆，3、操作机构，4、介质进道，5、介质出道，6、进口阀座，7、出口阀座，8、阀盖，9、支撑板，10、支架，11、主阀体，12、进口阀体，13、出口阀体，14、弹簧座，15、压缩弹簧，16、单向唇形密封圈，17、挡块，18、双向唇形密封圈，19、压缩块，20、第一填料压盖，21、第二填料压盖，22、填料环，23、隔环，24、填料，25、填料垫，26、O型圈，27、防静电弹簧，28、轴承，29、止推弹片，30、缠绕垫片，31、通孔，32、弹簧蓄能密封圈。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，超低温球阀，包括阀体、球体1、阀座、阀杆2以及用于控制所述阀杆的操作机构3，所述球体1设于所述阀体内，所述阀体对应所述球体1两侧分别设有介质进道4与介质出道5，所述阀座包括进口阀座6和出口阀座7，所述进口阀座6设于所述球体1的一侧并与所述介质进道4对应，所述出口阀座7设于所述球体1的另一侧并与所述介质出道5对应，所述阀杆2的下端径向的穿过所述阀体，并与所述球体1联动连接，所述阀杆2的上端与所述操作机构3联动设置；所述阀杆2外设有阀盖8，
所述阀体与所述进口阀座6之间设有进口密封装置，所述阀体与所述出口阀座7之间设有出口密封装置；
所述阀盖8与所述阀体之间、所述阀体与所述阀座之间均设有密封件；
所述阀盖8上端与所述阀杆2之间设有阀杆密封结构，所述阀盖8下端与所述阀体固定连接。
所述阀体包括主阀体11、进口阀体12和出口阀体13，所述进口阀体12设于所述球体1的一侧并与所述介质进道4对应，所述出口阀体13设于所述球体1的另一侧并与所述介质出道5对应，所述主阀体11的两端分别通过螺栓与所述进口阀体12和所述出口阀体13固定连接；所述球体1置于所述主阀体11内。
如图2所示，所述进口密封装置包括弹簧座14、压缩弹簧15、单向唇形密封圈16以及挡块17，所述弹簧座14设于所述进口阀座6与所述进口阀体12之间，所述进口阀体12与所述弹簧座14之间通过所述压缩弹簧15连接，所述弹簧座14与所述进口阀座6之间设有所述单向唇形密封圈16，所述进口阀座6上设有与所述单向唇形密封圈16结构位置相匹配的所述挡块17。
如图3所示，所述出口密封装置包括压缩弹簧15、双向唇形密封圈18以及压缩块19，所述出口阀座7与所述出口阀体13之间通过所述压缩弹簧15连接，所述出口阀座7与所述出口阀体13之间设有双向唇形密封圈18，所述出口阀座7与所述出口阀体13上均设有与所述双向唇形密封圈18结构位置相匹配的压缩块19。
所述球体1上方和下方分别设有支撑板9；所述阀杆2的下端与所述主阀体11之间、所述球体1与所述支撑板9之间均设有轴承28。
所述球体1上、下表面与所述支撑板9接触处以及所述阀盖8下端与所述阀体接触处均设有止推垫片29。优选的，所述止推垫片29表面可经过“QPQ”盐浴氮化，表面硬度高，耐腐蚀，摩擦系数小；可以使阀门在较大载荷下具有较低扭矩和长的使用寿命。
所述阀杆密封结构包括支架10、第一填料压盖20、第二填料压盖21、填料环22、隔环23、填料24以及填料垫25，所述操作机构3与所述阀盖8之间设有支架10，所述第一填料压盖20套在所述阀杆2的上端，并设置在所述支架10内，所述第一填料压盖20通过螺栓与所述支架10和所述阀盖8的上端固定在一起；套在所述阀杆2的上端且位于所述第一填料压盖20的下方依次设有所述第二填料压盖21、所述填料环22、所述隔环23、所述填料24以及所述填料垫25，所述填料垫25与所述阀盖8端面紧密配合。
所述隔环23上设有O型圈26；所述填料24为V型PTFE填料。
所述阀杆2上设有通孔31，所述阀杆2与所述球体1之间设有的防静电弹簧27，所述通孔31为T型压力平衡孔，上端孔与所述阀盖8的内腔相连通，下端孔的轴线与所述阀杆2轴线相同，且与所述防静电弹簧27相连通。
所述密封件包括弹簧蓄能密封圈32与缠绕垫片30。
本实用新型的工作原理和过程是：该阀门用于液化天然气等超低温工况(-196--150℃)，该阀门的动作原理与一般球阀相同即球体在装配图位置为开启状态，旋转90度后为关闭状态。
在上游管道介质压力P1大于中腔压力P2(P1>P2)，在压力差的作用下，把阀座压向球体，达到密封；而在阀腔压力升高时，在(P2>P1)，在此压力差的的作用下，推开阀座，使阀腔里的介质泄向上游管道，达到压力自泄放的目的。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.超低温球阀，包括阀体、球体(1)、阀座、阀杆(2)以及用于控制所述阀杆的操作机构(3)，所述球体(1)设于所述阀体内，所述阀体对应所述球体(1)两侧分别设有介质进道(4)与介质出道(5)，所述阀座包括进口阀座(6)和出口阀座(7)，所述进口阀座(6)设于所述球体(1)的一侧并与所述介质进道(4)对应，所述出口阀座(7)设于所述球体(1)的另一侧并与所述介质出道(5)对应，所述阀杆(2)的下端径向的穿过所述阀体，并与所述球体(1)联动连接，所述阀杆(2)的上端与所述操作机构(3)联动设置；所述阀杆(2)外设有阀盖(8)，其特征在于，
所述阀体与所述进口阀座(6)之间设有进口密封装置，所述阀体与所述出口阀座(7)之间设有出口密封装置；
所述阀盖(8)与所述阀体之间、所述阀体与所述阀座之间均设有密封件；
所述阀盖(8)上端与所述阀杆(2)之间设有阀杆密封结构，所述阀盖(8)下端与所述阀体固定连接。
2.根据权利要求1所述超低温球阀，其特征在于，所述阀体包括主阀体(11)、进口阀体(12)和出口阀体(13)，所述进口阀体(12)设于所述球体(1)的一侧并与所述介质进道(4)对应，所述出口阀体(13)设于所述球体(1)的另一侧并与所述介质出道(5)对应，所述主阀体(11)的两端分别通过螺栓与所述进口阀体(12)和所述出口阀体(13)固定连接；所述球体(1)置于所述主阀体(11)内。
3.根据权利要求2所述超低温球阀，其特征在于，所述进口密封装置包括弹簧座(14)、压缩弹簧(15)、单向唇形密封圈(16)以及挡块(17)，所述弹簧座(14)设于所述进口阀座(6)与所述进口阀体(12)之间，所述进口阀体(12)与所述弹簧座(14)之间通过所述压缩弹簧(15)连接，所述弹簧座(14)与所述进口阀座(6)之间设有所述单向唇形密封圈(16)，所述进口阀座(6)上设有与所述单向唇形密封圈(16)结构位置相匹配的所述挡块(17)。
4.根据权利要求2所述超低温球阀，其特征在于，所述出口密封装置包括压缩弹簧(15)、双向唇形密封圈(18)以及压缩块(19)，所述出口阀座(7)与所述出口阀体(13)之间通过所述压缩弹簧(15)连接，所述出口阀座(7)与所述出口阀体(13)之间设有双向唇形密封圈(18)，所述出口阀座(7)与所述出口阀体(13)上均设有与所述双向唇形密封圈(18)结构位置相匹配的压缩块(19)。
5.根据权利要求2所述超低温球阀，其特征在于，所述球体(1)上方和下方分别设有支撑板(9)；所述阀杆(2)的下端与所述主阀体(11)之间、所述球体(1)与所述支撑板(9)之间均设有轴承(28)。
6.根据权利要求5所述超低温球阀，其特征在于，所述球体(1)上、下表面与所述支撑板(9)接触处以及所述阀盖(8)下端与所述阀体接触处均设有止推垫片(29)。
7.根据权利要求1所述超低温球阀，其特征在于，所述阀杆密封结构包括支架(10)、填料压盖(20)、填料压套(21)、填料环(22)、隔环(23)、填料(24)以及填料垫(25)，所述操作机构(3)与所述阀盖(8)之间设有支架(10)，所述填料压盖(20)套在所述阀杆(2)的上端，并设置在所述支架(10)内，所述填料压盖(20)通过螺栓与所述阀盖(8)的上端固定在一起；套在所述阀杆(2)的上端且位于所述填料压盖(20)的下方依次设有所述填料压套(21)、所述填料环(22)、所述隔环(23)、所述填料(24)以及所述填料垫(25)，所述填料垫(25)与所述阀盖(8)端面紧密配合。
8.根据权利要求7所述超低温球阀，其特征在于，所述隔环(23)上设有O型圈(26)；所述填料(24)为V型PTFE填料。
9.根据权利要求1所述超低温球阀，其特征在于，所述阀杆(2)上设有通孔(31)，所述阀杆(2)与所述球体(1)之间设有的防静电弹簧(27)，所述通孔(31)为T型压力平衡孔，上端孔与所述阀盖(8)的内腔相连通，下端孔的轴线与所述阀杆(2)轴线相同，且与所述防静电弹簧(27)相连通。
10.根据权利要求1至9任一项所述超低温球阀，其特征在于，所述密封件包括弹簧蓄能密封圈(32)与缠绕垫片(30)。
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