CN204403432U - 一种用于超低温的球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于球阀制造技术领域，具体涉及一种用于超低温的球阀，包括壳体，所述壳体上成型有内腔、以及与所述内腔相通的进液口、出液口、阀杆内腔；球状阀芯，设置于所述内腔中，所述球状阀芯上成型有介质通道；所述阀杆，设置在所述阀杆内腔内，驱动所述球状阀芯转动，通过在所述壳体的顶部与所述阀杆之间设置有通过锁定所述阀杆，将所述球状阀芯锁定在开启状态或关闭状态的锁定装置，实现球状阀芯开启或关闭的准确定位。

Description

一种用于超低温的球阀

技术领域

本实用新型涉及一种用于超低温的球阀，属于球阀制造技术领域。

背景技术

随着国际能源市场对液化天然气开发力度的不断加大，低温阀门的应用市场也变得更为广阔。同时，随着设备国产化的推进，国内液化天然气（LNG）等低温行业也在迅速发展，对超低温阀门的需求量不断增大。超低温上装球阀因具有外漏点少，管道应力小，可在线维修等诸多优点而被广泛采用。目前，对于超低温上装球阀，球状阀芯和阀杆常采用分体结构，两零件通过月牙形凹凸槽或者其他类似结构进行连接，通过操作阀杆，间接对球状阀芯进行开关定位。

中国专利文献CN102748497A公开一种超低温用上装式球阀，包括阀体、上阀盖、球状阀芯、阀杆、阀座、阀座固定器、碟形弹簧、预紧螺母、防转座圈、滴水板以及弹簧蓄能密封圈及填料密封结构。所述阀杆与球状阀芯通过扁方连接以传递扭矩，当手柄或执行机构提供的扭矩作用在阀杆上时，使阀杆带动球状阀芯旋转，从而改变流通面积来实现阀门的启闭功能；所述填料密封结构安装在上阀盖的顶部，填料密封结构由填料压套、填料压板及填料组成；填料压套与填料压板连接，填料与填料压套连接，用以保证填料温度保持在0℃以上；所述填料底部设有一道唇式密封圈，该唇式密封圈在介质压力作用下，其两侧唇边将向径向扩张，达到填料的初级密封，阻断介质与填料接触，进一步保护填料不受低温介质的影响，同时，减小阀门扭矩，提高阀门密封性能，增强阀门使用寿命。

但是上述专利文献公开的超低温用上装式球阀在使用过程中依然存在以下缺陷：

（1）阀杆与球状阀芯通过扁方连接以传递扭矩，通过执行机构作用在阀杆上，进而带动球状阀芯旋转，使用时间长久后，不可避免地出现阀杆与球状阀芯连接不可靠，导致阀杆转动到位而球状阀芯不到位的情况发生，使球阀的运行不可靠，密封性能降低的缺点。

（2）执行机构旋转阀杆使球状阀芯处于打开或截断状态不能得到可靠的保持，容易出现在球状阀芯处于截断状态时，因为外力的作用而转变成部分或全部打开状态；或者球状阀芯处于打开状态时，因外力的作用而转变成部分打开或者截断状态，影响球阀的使用。

发明内容

因此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中阀杆与球状阀芯连接不可靠，导致阀杆转动而球状阀芯不到位的情况，使阀门的运行不可靠，密封性能降低的缺点，从而提出一种阀杆与球状阀芯连接可靠，球状阀芯打开状态与截断状态均能得到可靠保持的，性能可靠寿命较长的用于超低温的球阀。

本实用新型所要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中阀杆上填料密封结构由于受到压力和温度的变化，填料压合的不密实，密封效果不理想的缺点，以及执行机构旋转的角度对阀门的开关定位不准确的缺点，从而提供一种密封效果更好、阀门开关定位更准确的超低温的球阀。

为此，本实用新型提供一种用于超低温的球阀包括壳体，所述壳体上成型有内腔、以及与所述内腔相通的进液口、出液口、阀杆内腔；球状阀芯，设置于所述内腔中，所述球状阀芯上成型有介质通道；所述阀杆，设置在所述阀杆内腔内，驱动所述球状阀芯转动，当所述球状阀芯转动到所述介质通道的两端分别与所述进液口、出液口相通时，为开启状态；所述壳体的顶部与所述阀杆之间设置有通过锁定所述阀杆，将所述球状阀芯锁定在开启状态或关闭状态的锁定装置。

本实用新型的用于超低温的球阀，所述壳体由阀体和阀盖对接形成，且所述阀杆内腔成型在所述阀盖上。

本实用新型的用于超低温的球阀，所述阀杆包括与所述球状阀芯一体成型的第一段阀杆和与所述第一段阀杆通过整体锻造或焊接或过盈或螺纹连接的第二段阀杆。

本实用新型的用于超低温的球阀，所述阀杆上还设有手柄；所述锁定装置包括固定连接在所述阀杆上的定位板，可转动连接在与所述阀杆平行的固定杆上的锁板，以及锁，所述定位板上成型有两锁孔，所述锁板上成型有通孔，通过所述锁穿过其中之一所述锁孔将所述锁板与所述定位板固定连接在一起，将所述球状阀芯锁定在开启状态或关闭状态。

本实用新型用于超低温的球阀，所述阀盖上端的内壁与所述阀杆之间形成有间隙，所述间隙内由下至上依次设有第一填料垫环、填料组、压套，所述阀盖上端的端面部处还设有将所述压套向下压紧的压板；所述压板上开设通孔，通过安装在所述通孔内的螺栓将所述压板紧固在所述阀盖的上端。

本实用新型的用于超低温的球阀，所述压板的朝向所述压套的端面上开设凹槽，所述凹槽内安装碟形弹簧。

本实用新型的用于超低温的球阀，所述第一填料垫环的下部设有第二填料垫环，所述第二填料垫环内壁与所述阀杆之间设置有第一轴承；所述第一段阀杆底部依次设有第一阶梯式外圆凸肩和第二阶梯式外圆凸肩，且所述第一阶梯式外圆凸肩的直径大于所述第二阶梯式外圆凸肩的直径，所述第二阶梯式外圆凸肩的直径大于所述第一段阀杆的直径，由所述第一段阀杆底端的第一阶梯式外圆凸肩、所述阀盖的接触面，以及所述第二阶梯式外圆凸肩三者围成的空腔内设置第二轴承。

本实用新型的用于超低温的球阀，第二填料垫环的下部设置泛塞圈。

本实用新型的用于超低温的球阀，所述阀盖上设置有滴水板，所述滴水板呈圆形，且直径不小于所述阀盖的直径。

本实用新型的用于超低温的球阀具有以下优点：

1.本实用新型提供的用于超低温的球阀，通过将球状阀芯与阀杆一体化设计，消除了球状阀芯与阀杆之间的配合间隙，避免了阀杆转动而球状阀芯未转动的空行程现象，确保阀杆对球状阀芯的精确定位，使阀门运行可靠，提升阀门的密封性能；同时，可有效提升密封件和阀杆连接部位的强度，消除球状阀芯与阀杆之间接触位置的应力集中，延长球阀使用寿命。

2.本实用新型提供的用于超低温的球阀，通过将阀杆设计成与球状阀芯一体成型的第一段阀杆和与所述第一段阀杆通过整体锻造或焊接或过盈或螺纹等方式连接的第二段阀杆，使阀杆的加工方式多元化，便于一体化球状阀芯与球杆的加工制造，降低生产制造成本。

3.本实用新型提供的用于超低温的球阀，通过在所述壳体的顶部与所述阀杆之间设置有通过锁定所述阀杆，将所述球状阀芯锁定在开启状态或关闭状态的锁定装置，避免出现在球状阀芯处于截断状态时，因外力作用而转变成部分或全部打开状态；或者球状阀芯处于打开状态时，因外力作用转变成部分打开或截断状态，影响球阀的使用。

4.本实用新型提供的用于超低温的球阀，通过在所述压板朝向所述压套的端面上开设凹槽，所述凹槽内安装碟形弹簧；当填料组受到压力和温度的变化时，通过碟形弹簧形变调节缓冲作用，对压套施加一个预紧力，进而使填料组压合的更密实，提高阀盖上端的内壁与所述阀杆之间形成间隙的密封性能。

5.本实用新型提供的用于超低温的球阀，通过在所述第二填料垫环内壁与所述阀杆之间设置有第一轴承，和由所述第一段阀杆底端的第一阶梯式外圆凸肩、所述阀盖的接触面，以及所述第二阶梯式外圆凸肩三者围成的空腔内设置第二轴承；第一轴承和第二轴承的配合使所述阀盖与所述阀杆在同一轴线上，确保阀杆转动时，球状阀芯的正常旋转，避免阀杆或球状阀芯受到一定扭矩后，使阀杆被卡或球状阀芯不能正常旋转。

附图说明

图1是实施例1提供的用于超低温的球阀结构示意图。

图2是实施例1提供的用于超低温的球阀结构的A方向俯视图。

图3是实施例1提供的用于超低温的球阀中阀杆结构示意图。

图中标记表示为：1-阀体，2-阀杆，21-第一段阀杆，21a-第一阶梯式外圆凸肩，21b-第二阶梯式外圆凸肩，22-第二段阀杆，3-球状阀芯，4-阀盖，5-手柄，6-定位板，7-固定杆，8-锁板，9-压板，10-压套，11a-第一填料垫环，11b-第二填料垫环，12-填料组，13-螺栓，14-碟形弹簧，15a-第一轴承，15b-第二轴承，16-泛塞圈，17-滴水板，18-锁，19-锁孔。

具体实施方式

实施例1

本实施例1提供一种用于超低温的球阀，如图1和图2所示，包括壳体，所述壳体上成型有内腔、以及与所述内腔相通的进液口、出液口、阀杆内腔；球状阀芯3，设置于所述内腔中，所述球状阀芯3上成型有介质通道；所述阀杆2，设置在所述阀杆内腔内，驱动所述球状阀芯3转动，当所述球状阀芯3转动到所述介质通道的两端分别与所述进液口、出液口相通时，为开启状态；所述壳体的顶部与所述阀杆2之间设置有通过锁定所述阀杆2，将所述球状阀芯3锁定在开启状态或关闭状态的锁定装置。

为了方便各部件的安装，所述壳体由阀体1和阀盖4对接形成，例如采用螺柱螺母连接，且所述阀杆内腔成型在所述阀盖4上。

如图3所示，所述阀杆2包括与所述球状阀芯3一体成型的第一段阀杆21和与所述第一段阀杆21通过过盈连接的第二段阀杆22；将阀杆2设置成两段式，便于阀杆2的加工制造。

作为所述第一段阀杆21与所述第二段阀杆22连接方式的变形，所述第一段阀杆21与所述第二段阀杆22还可以采用整体锻造，螺纹连接等等方式，只要将所述两段阀杆2连接牢固，确保所述手柄5转动时带动所述阀杆2和球状阀芯3的正常旋转即可。

所述阀杆2上还设有手柄5；所述锁定装置包括固定连接在所述阀杆2上的定位板6，可转动连接在与所述阀杆2平行的固定杆7上的锁板8，以及锁18，所述定位板6上成型有两锁孔19，所述锁板8上成型有通孔，通过所述锁18穿过其中之一所述锁孔19将所述锁板8与所述定位板6固定连接在一起，将所述球状阀芯3锁定在开启状态或关闭状态。

进一步地，所述锁板8还可以沿着所述固定杆7上下进行滑动，便于调节所述锁板8的位置；所述固定杆7可以为设置在所述阀盖4端部上的螺钉或螺栓等等，只要将所述固定杆7上连接的锁板8能与所述定位板6，通过所述锁18固定连接在一起，能实现对球状阀芯3开启或关闭的限位功能即可。

具体地，当开启球状阀芯3时，所述手柄5旋转到90°时，将所述固定杆7上的锁板8通孔与所述定位板6上的其中之一的所述锁孔19位置相对应，通过所述锁18穿过锁板8通孔和定位板6上的其中之一的所述锁孔19，将所述锁板8与所述定位板6固定连接在一起，确保所述球状阀芯3处于完全开启状态，避免因受外力作用使所述球状阀芯3转变成部分打开或截断状态，影响球阀的使用；当关闭球状阀芯3时，所述手柄5旋转到0°，转动所述锁板8，使其通孔与所述定位板6上另一个锁孔19对应，通过所述锁18将所述锁板8与所述定位板6固定连接在一起，确保所述球状阀芯3处于完全关闭状态，实现所述球状阀芯3开启或关闭的准确定位。

所述阀盖4上端的内壁与所述阀杆2之间形成有间隙，所述间隙内由下至上依次设有第一填料垫环11、填料组12、压套10，所述阀盖4上端的端面部处还设有将所述压套10向下压紧的压板9；所述压板9上开设通孔，通过安装在所述通孔内的螺栓13将所述压板9紧固在所述阀盖4的上端，形成填料密封结构，实现对所述阀盖4上端内壁与所述阀杆2之间间隙的密封。

进一步地，在所述压板9的朝向所述压套10的端面上开设凹槽，所述凹槽内安装碟形弹簧14。当所述填料组12受到的压力和温度变化时，通过所述碟形弹簧14的形变调节缓冲作用，对压套10施加一个预紧力，进而使所述填料组12压合的更密实，提高所述阀盖4上端的内壁与所述阀杆2之间形成间隙的密封效果。所述碟形弹簧14采用合金材料制成，例如镍铝合金、铝镁合金、不锈钢等等，只要起到缓冲作用，使所述填料组12密实，密封效果好，不影响阀门在超低温度条件下工作即可，例如在零下160℃-零下196℃温度条件下正常工作。

所述第一填料垫环11a的下部设有第二填料垫环11b，所述第二填料垫环11b内壁与所述阀杆2之间设置有第一轴承15a；所述第一段阀杆21底部依次设有第一阶梯式外圆凸肩21a和第二阶梯式外圆凸肩21b，且所述第一阶梯式外圆凸肩21a的直径大于所述第二阶梯式外圆凸肩21b的直径，所述第二阶梯式外圆凸肩21b的直径大于所述第一段阀杆21的直径，由所述第一段阀杆21底端的第一阶梯式外圆凸肩21a、所述阀盖4的接触面，以及所述第二阶梯式外圆凸肩21b三者围成的空腔内设置第二轴承15b；第一轴承15a和第二轴承15b的配合使所述阀盖4与所述阀杆2在同一轴线上，确保阀杆转动时，球状阀芯的正常旋转，避免阀杆或球状阀芯受到一定扭矩后，使阀杆被卡或球状阀芯不能正常旋转。

进一步地，在所述第二填料垫环11b的下部设置泛塞圈16，所述泛塞圈16对所述阀盖4上端的内壁与所述阀杆2之间形成有间隙起到初步的密封作用。

所述阀盖4上设置有滴水板17，所述滴水板17呈圆形，且直径不小于所述阀盖4的直径；所述滴水板17以下的所述阀体1、阀盖4及整个管道均设置保温层；所述滴水板17可防止阀盖4上部冷凝水或雨水沿着阀盖4流入到滴水板17下部的保温层，影响保温效果。所述保温层采用泡沫材料，用以确保所述滴水板17上部的温度在0℃以上，不影响所述填料组12的密封性能。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种用于超低温的球阀，包括

壳体，所述壳体上成型有内腔、以及与所述内腔相通的进液口、出液口、阀杆内腔；

球状阀芯（3），设置于所述内腔中，所述球状阀芯（3）上成型有介质通道；

所述阀杆（2），设置在所述阀杆内腔内，驱动所述球状阀芯（3）转动，当所述球状阀芯（3）转动到所述介质通道的两端分别与所述进液口、出液口相通时，为开启状态；

其特征在于：所述壳体的顶部与所述阀杆（2）之间设置有通过锁定所述阀杆（2），将所述球状阀芯（3）锁定在开启状态或关闭状态的锁定装置。

2.根据权利要求1所述的用于超低温的球阀，其特征在于：所述壳体由阀体（1）和阀盖（4）对接形成，且所述阀杆内腔成型在所述阀盖（4）上。

3.根据权利要求2所述的用于超低温的球阀，其特征在于：所述阀杆（2）包括与所述球状阀芯（3）一体成型的第一段阀杆（21）和与所述第一段阀杆（21）通过整体锻造或焊接或过盈或螺纹连接的第二段阀杆（22）。

4.根据权利要求3所述的用于超低温的球阀，其特征在于：所述阀杆（2）上还设有手柄（5）；所述锁定装置包括固定连接在所述阀杆（2)上的定位板（6），可转动连接在与所述阀杆（2）平行的固定杆（7）上的锁板（8），以及锁（18），所述定位板（6）上成型有两锁孔（19），所述锁板（8）上成型有通孔，通过所述锁（18）穿过其中之一所述锁孔（19）将所述锁板（8）与所述定位板（6）固定连接在一起，将所述球状阀芯（3）锁定在开启状态或关闭状态。

5.根据权利要求4所述的用于超低温的球阀，其特征在于：所述阀盖（4）上端的内壁与所述阀杆（2）之间形成有间隙，所述间隙内由下至上依次设有第一填料垫环（11a）、填料组（12）、压套（10），所述阀盖（4）上端的端面部处还设有将所述压套（10）向下压紧的压板（9）；所述压板（9）上开设通孔，通过安装在所述通孔内的螺栓（13）将所述压板（9）紧固在所述阀盖（4）的上端。

6.根据权利要求5所述的用于超低温的球阀，其特征在于：所述压板（9）的朝向所述压套（10）的端面上开设凹槽，所述凹槽内安装碟形弹簧（14）。

7.根据权利要求6所述的用于超低温的球阀，其特征在于：所述第一填料垫环（11a）的下部设有第二填料垫环（11b），所述第二填料垫环（11b）内壁与所述阀杆（2）之间设置有第一轴承（15a）；所述第一段阀杆（21）底部依次设有第一阶梯式外圆凸肩（21a）和第二阶梯式外圆凸肩（21b），且所述第一阶梯式外圆凸肩（21a）的直径大于所述第二阶梯式外圆凸肩（21b）的直径，所述第二阶梯式外圆凸肩（21b）的直径大于所述第一段阀杆（21）的直径，由所述第一段阀杆（21）底端的第一阶梯式外圆凸肩（21a）、所述阀盖（4）的接触面，以及所述第二阶梯式外圆凸肩（21b）三者围成的空腔内设置第二轴承（15b）。

8.根据权利要求7所述的用于超低温的球阀，其特征在于：第二填料垫环（11b）的下部设置泛塞圈（16）。

9.根据权利要求2-8中任一项所述的用于超低温的球阀，其特征在于：所述阀盖（4）上设置有滴水板（17），所述滴水板（17）呈圆形，且直径不小于所述阀盖（4）的直径。