CN204942690U - 一种无需阀座退让的顶装式固定球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无需阀座退让的顶装式固定球阀，包括阀体、上阀盖、阀球、阀座和阀杆。阀体采用整体式结构；阀球由球面部分和平面部分构成而呈不对称的半球体结构，阀球的平面部分与通道孔的轴线平行；阀座安装在阀体的中腔的一端，该阀座在与阀球相对的内端面上设置一密封座以形成密封面。装配时，先将辅助密封件和阀座装入阀体的一端，再将阀球的平面部分朝着阀座的方向装入阀体的中腔，然后将阀球旋转180°，使阀球的球面部分与阀座的密封面紧密接触达到密封的效果。需维修拆卸时反序进行即可。本实用新型的顶装式固定球阀，安装方便，无需将阀体从管道上拆下就可方便地维修更换阀门的内件，节省在线维修和装配的时间。

Description

一种无需阀座退让的顶装式固定球阀

技术领域

本实用新型涉及一种阀门，具体涉及一种无需阀座退让的顶装式固定球阀。

背景技术

随着能源行业的不断建设和发展，球阀的使用越来越多，其中尤以能够承受高压力的固定球阀为代表。然而，目前常规的固定球阀的阀体一般由中间的主阀体和左右两侧的副阀体组装而成，其特点是：

1)阀座与辅助密封件安装在左右两侧的副阀体内，球体安装在主阀体内，左右两侧的副阀体和中间的主阀体拼装起来后形成阀座和球体之间的密封，这样的结构相对复杂，重量相对较重，并且维修阀门时必须将阀门从管道上卸载下来才能维护，费时费力。

2)一般以双阀座结构进行双向密封，球体也为整个结构，这种结构在长期使用过程中，可能导致阀门关闭后，两个阀座之间的主阀体内的压力升高的问题，容易引起危险。

3)也有采用一个阀座的，但却只能做到单向密封。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无需阀座退让的顶装式固定球阀，它的结构简单，使用可靠，安装维修方便，能够节省在线维修和装配的时间，降低劳动强度。

实现上述目的的技术方案是：一种无需阀座退让的顶装式固定球阀，包括阀体、上阀盖、带有通道孔和下柄的阀球、阀座和阀杆，所述阀体的两端分别具有一与管线通道相接的通道口，该阀体的中部具有中腔；所述上阀盖通过螺栓固定在所述阀体的中腔的顶部；所述阀球安装在所述阀体的中腔中；所述阀杆穿过所述上阀盖上的穿孔与所述阀球的上端连接，其中，

所述阀体采用整体式结构，该阀体的中腔的下部中央设有一支承沉孔；

所述阀球由球面部分和平面部分构成而呈不对称的半球体结构，所述阀球的平面部分与所述通道孔的轴线平行，该阀球的下柄支承在所述阀体的支承沉孔内，该阀球通过连接在所述阀杆上的操作机构旋转，使阀球开启或堵塞管线通道；

所述阀座安装在所述阀体的中腔的一端，该阀座在与所述阀球相对的内端面上设置一密封座以形成密封面；

装配时，先将所述阀座及辅助密封件装入阀体的一端，再将所述阀球的平面部分正对着所述阀座的方向装入所述阀体的中腔，使阀球的平面部分与阀座的密封面之间具有足够的间隙，确保阀座无需退让即可将阀球装入阀体的中腔，然后旋转阀球180°，使阀球的球面部分与阀座的密封面紧密接触达到预紧密封的效果。

上述的无需阀座退让的顶装式固定球阀，其中，

所述阀座的外周面为具有大圆柱面、中圆柱面和小圆柱面的二级阶梯圆柱面，且大圆柱面、中圆柱面和小圆柱面依次由内而外设置；

所述阀座的内部设有自该阀座的内端面至所述小圆柱面上的注脂孔；

所述阀座的内端面包括与所述阀球相对并与阀球的球面部分同心的球面状的内部内端面及不与阀球相对的平面状的外部内端面；

所述密封座设在所述阀座的内部内端面上并位于所述中圆柱面与小圆柱面之间的中线位置；

所述辅助密封件第一O形密封圈、第二O形密封圈、弹簧和防火圈；所述第一O形密封圈设在阀座的中圆柱面与小圆柱面之间的台阶面上；所述第二O形密封圈设在阀座的小圆柱面上并位于所述注脂孔的外侧；所述弹簧安装在所述阀体上开设的弹簧槽内并抵靠在阀座的大圆柱面与中圆柱面之间的台阶面上；所述防火圈设在阀座的中圆柱面上。

上述的无需阀座退让的顶装式固定球阀，其中，所述密封座为镶嵌在所述阀座上的非金属密封件。

上述的无需阀座退让的顶装式固定球阀，其中，所述密封座为堆焊在所述阀座上的硬质合金。

本实用新型的无需阀座退让的顶装式固定球阀的技术方案具有以下特点：

1)阀体采用整体式结构：不仅能减轻整体重量，还具有更少的可能泄漏点，并且该结构满足了阀门在线维护的要求；

2)采用单阀座结构：使用经过特殊设计的一个阀座，但阀门具有双向密封的功能，无论阀门的左端通道口处于相对高压还是右端通道口处于相对高压，阀门都能可靠双向隔离和双向密封；

3)阀球采用不对称的半球结构：解决了常规的固定球阀中的阀座与阀球在线拆装维修困难的问题，节省在线维修和装配时间，降低劳动强度。

附图说明

图1是本实用新型的无需阀座退让的顶装式固定球阀的纵向剖面图；

图2是本实用新型的无需阀座退让的顶装式固定球阀的横向剖面图；

图3a是本实用新型的无需阀座退让的顶装式固定球阀在阀座的外侧高压、中腔低压时的密封原理图；

图3b是本实用新型的无需阀座退让的顶装式固定球阀在阀座的外侧低压、中腔高压时的密封原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

请参阅图1和图2，本实用新型的无需阀座退让的顶装式固定球阀，包括阀体1、上阀盖2、带有通道孔30和下柄31的阀球3、阀座4、阀杆5及辅助密封件，其中：

阀体1采用整体式结构，该阀体1的两端分别具有一与管线通道相接的通道口11、12，该阀体1的中部具有中腔10，该中腔10的下部中央设有一支承沉孔；

上阀盖2通过螺栓固定在阀体1的中腔10的顶部；

阀球3安装在阀体的中腔10中，该阀球3由球面部分和平面部分构成而呈不对称的半球体结构，该阀球3的平面部分与通道孔30的轴线平行，该阀球3的下柄31支承在阀体1的支承沉孔内；

阀座4安装在阀体的中腔10的一端，阀座4的外周面的结构与阀体的中腔10的一端的内周面的结构适配并为具有大圆柱面、中圆柱面和小圆柱面的二级阶梯圆柱面，且大圆柱面、中圆柱面和小圆柱面依次由内而外设置；阀座4的内部设有自该阀座4的内端面至小圆柱面的直角弯形的注脂孔40，该注脂孔40与阀体1上的注脂通道13连通；阀座4的内端面包括与阀球3相对的并与阀球3的球面部分同心的球面状的内部内端面及不与阀球3相对的平面状的外部内端面；阀座4的内部内端面上设置一密封座6以形成对阀球3的密封面，该密封座6位于中圆柱面与小圆柱面之间的中线位置；该密封座6为镶嵌在阀座4上的非金属密封件或堆焊在阀座4上的硬质合金；

阀杆5穿过上阀盖2上的穿孔与阀球3的上端连接；阀球3通过连接在阀杆5上的操作机构旋转90°，使阀球3开启或关闭管线通道；

辅助密封件包括第一密封圈91、第二密封圈92、弹簧7和防火圈8；第一密封圈91设在阀座4的中圆柱面与小圆柱面之间的台阶面上；第二密封圈92设在阀座4的小圆柱面上并位于注脂孔40的外侧；弹簧7安装在阀体1上开设的弹簧槽内并抵靠在阀座4的大圆柱面与中圆柱面之间的台阶面上；防火圈8设在阀座4的中圆柱面上。

装配时，先将弹簧7、防火圈8、第一O形密封圈91、第二O形密封圈92和阀座4装入阀体1的中腔10的一端，再将阀球3的平面部分正对着阀座4的方向装入阀体1的中腔10，使阀球3的平面部分与阀座4的密封面之间具有足够的间隙，确保阀座4无需退让即可将阀球3装入阀体的中腔10，然后将阀球3旋转180°，使阀球3的球面部分与阀座4的密封面紧密接触达到预紧密封的效果。

本实用新型的无需阀座退让的顶装式固定球阀，采用单阀座结构，经过精确设计的阀座4具有双向密封功能，无论阀门的左端通道口处于相对高压还是右端通道口处于相对高压，阀门都能可靠双向隔离和双向密封。

单个阀座具有双向密封功能的原理如下：

当阀座的外侧高压、阀体的中腔低压时(见图3a)：阀座4沿阀门的轴向运动，施加于阀座4的作用面积A2上的贴紧阀球3的正推(上游)力P1，在阀座4的作用面积A1上将产生一个脱离阀球3的反推力，由于作用面积A2大于作用面积A1，即A2-A1＝X1，因此施加于阀座4的作用面积X1上的力将阀座4推向阀球3达到上游的紧密密封。

作用面积A2为阀座4的外端面的面积与阀座4的中圆柱面与小圆柱面之间的台阶面的面积之和。作用面积A1为阀座4的中圆柱面与小圆柱面之间的中线位置以内的内部内端面的面积。

当阀座的外侧低压、阀体的中腔高压时(见图3b)：在压差较小或无压差的情况下，阀座4在弹簧7的作用下沿阀门的轴向运动，将阀座4推向阀球3保持紧密密封；当阀体的中腔10内压力P2增大时，施加于阀座4的作用面积A5上的力大于作用面积A4上的力，即A5-A4＝X3，因此施加于阀座4的作用面积X3上的力将阀座4推向阀球3达到下游的紧密密封。

作用面积A5为阀座4的中圆柱面与小圆柱面之间的台阶面的面积与阀座4的大圆柱面与中圆柱面之间的台阶面的面积之和。作用面积A4为阀座4的中圆柱面与小圆柱面之间的中线位置以外的内部内端面的面积与阀座4的外部内端面的面积之和。

本实用新型的无需阀座退让的顶装式固定球阀具有以下特点：

1)阀体采用整体式结构，上阀盖与阀体采用螺栓紧固方式连接：相比现有技术的三段式阀体的固定球阀，它具有更少的可能泄漏点，并且该结构设计满足阀门在线维护的要求，当阀门在线需要维修时，只需要打开上阀盖便可以将阀球和阀座从阀体的中腔内拆装进行维护。

2)采用单阀座结构：阀座安装在球体的一侧，球体的另一侧无阀座，经过特殊精确设计的单个阀座具有双向密封的功能，无论阀门的左端通道口处于相对高压还是右端通道口处于相对高压，阀门都能可靠双向隔离和双向密封。不仅如此，单阀座结构使阀体的中腔与管线保持畅通，避免了现有技术的三段式阀体的球阀，阀体长期开关使用后阀体的中腔压力升高的问题。

3)阀球采用不对称的半球结构：使阀座无需退让即可将阀球装入阀体内，解决了现有技术的固定球阀中的阀座与阀球在线拆装维修困难的问题，节省在线维修和装配时间，降低劳动强度。

以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (4)

1.一种无需阀座退让的顶装式固定球阀，包括阀体、上阀盖、带有通道孔和下柄的阀球、阀座和阀杆，所述阀体的两端分别具有一与管线通道相接的通道口，该阀体的中部具有中腔；所述上阀盖通过螺栓固定在所述阀体的中腔的顶部；所述阀球安装在所述阀体的中腔中；所述阀杆穿过所述上阀盖上的穿孔与所述阀球的上端连接，其特征在于，

所述阀体采用整体式结构，该阀体的中腔的下部中央设有一支承沉孔；

所述阀球由球面部分和平面部分构成而呈不对称的半球体结构，所述阀球的平面部分与所述通道孔的轴线平行，该阀球的下柄支承在所述阀体的支承沉孔内，该阀球通过连接在所述阀杆上的操作机构旋转，使阀球开启或堵塞管线通道；

所述阀座安装在所述阀体的中腔的一端，该阀座在与所述阀球相对的内端面上设置一密封座以形成密封面；

装配时，先将所述阀座及辅助密封件装入阀体的一端，再将所述阀球的平面部分正对着所述阀座的方向装入所述阀体的中腔，使阀球的平面部分与阀座的密封面之间具有足够的间隙，确保阀座无需退让即可将阀球装入阀体的中腔，然后旋转阀球180°，使阀球的球面部分与阀座的密封面紧密接触达到预紧密封的效果。

2.根据权利要求1所述的无需阀座退让的顶装式固定球阀，其特征在于，

所述阀座的外周面为具有大圆柱面、中圆柱面和小圆柱面的二级阶梯圆柱面，且大圆柱面、中圆柱面和小圆柱面依次由内而外设置；

所述阀座的内部设有自该阀座的内端面至所述小圆柱面上的注脂孔；

所述阀座的内端面包括与所述阀球相对并与阀球的球面部分同心的球面状的内部内端面及不与阀球相对的平面状的外部内端面；

所述密封座设在所述阀座的内部内端面上并位于所述中圆柱面与小圆柱面之间的中线位置；

所述辅助密封件第一O形密封圈、第二O形密封圈、弹簧和防火圈；所述第一O形密封圈设在阀座的中圆柱面与小圆柱面之间的台阶面上；所述第二O形密封圈设在阀座的小圆柱面上并位于所述注脂孔的外侧；所述弹簧安装在所述阀体上开设的弹簧槽内并抵靠在阀座的大圆柱面与中圆柱面之间的台阶面上；所述防火圈设在阀座的中圆柱面上。

3.根据权利要求1或2所述的无需阀座退让的顶装式固定球阀，其特征在于，所述密封座为镶嵌在所述阀座上的非金属密封件。

4.根据权利要求1或2所述的无需阀座退让的顶装式固定球阀，其特征在于，所述密封座为堆焊在所述阀座上的硬质合金。