CN204961891U - 零摩擦硬密封球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种零摩擦硬密封球阀，包括具有流体入口通道、流体出口通道的阀体，以及安装在阀体中的阀球，所述阀体的流体入口通道中安装有阀座，阀座前端面与阀体之间设有碟簧，所述阀座的圆周面呈阶梯状，阶梯状阀座的大径段与阀体阀座腔间隙配合，阶梯状阀座的小径段上固定设有两个阀座密封环并通过两压套间隔开，两压套之间设有预紧弹簧，所述两压套、阀体阀座腔的内壁、阀座的圆周面之间的空间形成活塞腔，该活塞腔通过设置在阀体上的通道与液压或气压装置相连。本实用新型实现阀座与阀球密封面零摩擦，减少了球阀开关力矩，有效延长了球阀的使用寿命。

Description

零摩擦硬密封球阀

技术领域

本实用新型涉及阀门领域，特别涉及一种零摩擦硬密封球阀。

背景技术

我国的煤化工行业普遍采用德士古炉和壳牌炉作为气化炉。这类气化炉系统的介质多为两相状态，甚至为气、液、固三相状态，介质中含有大量的颗粒物固体，这些颗粒物固体硬度普遍较高，安装在气化炉系统上的球阀两侧的压差也较大，球阀在开关的过程中，阀球与阀座的摩擦力较大，造成球阀的开关力矩大，开关球阀时不灵活；球阀使用一段时间后，附着在阀球和阀座密封面上的固体颗粒容易拉伤阀球及阀座密封面，使球阀出现内漏现象，且泄漏量随球阀开关次数增多而愈严重，最终导致球阀密封失效。煤化工企业为避免频繁停产检修影响整个系统运行和生产，多采用外国进口球阀，国外进口球阀的采购成本高，在后期的运行、维护过程中，国外厂商的技术相应时间较长，影响煤化工系统正常作业，且这类进口球阀的售后服务价格较高，增加了煤化工企业的运营成本。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种零摩擦硬密封球阀，实现阀座与阀球密封面零摩擦，减少了球阀开关力矩，有效延长了球阀的使用寿命。

本实用新型的技术方案是：一种零摩擦硬密封球阀，包括具有流体入口通道、流体出口通道的阀体，以及安装在阀体中的阀球，所述阀体的流体入口通道中安装有阀座，所述流体入口通道为三级阶梯孔，三级阶梯孔的大径段位于流体入口通道的前端，所述阀座的圆周面为三级阶梯，阀座的大径段间隙配合在流体入口通道的大径段中，阀座的小径段间隙配合在流体入口通道的小径段中，阀座前端的轴端面与阀体之间设有碟簧，一阀座固定密封环活套在阀座的小径段上，位于阀座小径段与流体入口通道中径段之间的间隙中，并通过一固定压套压紧，一阀座活动密封环固定在阀座的中径段上，位于阀座中径段与流体入口通道大径段之间的间隙中，并通过一活动压套压紧，所述固定压套和活动压套之间通过预紧弹簧隔开，所述两压套、流体入口通道的内壁、阀座的圆周面之间的空间形成活塞腔，该活塞腔通过设置在阀体上的通道与液压或气压装置相连。

所述阀球由安装支架和阀球密封面构成，所述安装支架通过上阀杆、下阀杆可转动的安装在阀体中，所述阀球密封面固定在安装支架的自由端上，阀球密封面为1/4球面。

所述阀座的密封面位于阀座的前端，密封面的横截面呈C形，与阀球的阀球密封面接触形成双线密封。

所述阀体由副体和主体通过法兰连接构成。

所述流体入口通道设置在阀体的副体上，所述流体出口通道设置在阀体的主体上。

所述阀体的主体上端固定设有支架，支架上固定安装有执行机构与上阀杆相连。

所述两个压套的横截面均由水平段、垂直段连接构成L形，其中固定压套的水平段插入阀座小径段与流体入口通道中径段之间的间隙中压紧阀座固定密封环，固定压套的垂直段由流体入口通道大径段的孔肩限位，其中活动压套的水平段插入三级阶梯中径段与流体入口通道大径段之间的间隙中压紧阀座活动密封环，活动压套的垂直段由阀座中径段的轴肩限位。

采用上述技术方案：一种零摩擦硬密封球阀，包括具有流体入口通道、流体出口通道的阀体，以及安装在阀体中的阀球，所述阀体的流体入口通道中安装有阀座，阀球与一个阀座形成密封，阀球在转动时，摩擦力矩较小，便于转动阀球，延长带动阀球转动的执行机构的使用寿命。所述流体入口通道为三级阶梯孔，三级阶梯孔的大径段位于流体入口通道的前端，所述阀座的圆周面为三级阶梯，三级阶梯的大径段间隙配合在流体入口通道的大径段中，三级阶梯的小径段间隙配合在流体入口通道的小径段中，使阶梯状阀座可沿流体入口通道的轴向移动，与阀球接触或脱离，阀座前端的轴端面与阀体之间设有碟簧，碟簧对阀座施加向后的作用力，使阀座具有脱离阀球的趋势。一阀座固定密封环活套在阀座的小径段上，位于阀座小径段与流体入口通道中径段之间的间隙中，并通过一固定压套压紧，一阀座活动密封环固定在阀座的中径段上，位于阀座中径段与流体入口通道大径段之间的间隙中，并通过一活动压套压紧，所述固定压套和活动压套之间通过预紧弹簧隔开，两个阀座密封环具有变形量，填充阀座与流体入口通道内壁之间的间隔，保证阀座与阀体之间的密封性良好。所述两压套、流体入口通道的内壁、阀座的圆周面之间的空间形成活塞腔，该活塞腔通过设置在阀体上的通道与液压或气压装置相连，当阀门需要关闭，液压或气压装置向活塞腔增压，阀座在压力的作用下朝向阀球移动，与阀球密封面紧贴，形成密封，保证球阀的密封性能；当阀门需要开启时，液压或气压装置泄压，活塞腔中不具有压力，阀座在碟簧的作用力背离阀球移动，与阀球密封面脱离接触，此时转动阀球，由于阀球与阀座没有直接接触，转动力矩小，有效延长了执行机构的使用寿命，同时避免了阀座与阀球的磨损，还能有效避免球阀出现内漏状况。

所述阀球由安装支架和阀球密封面构成，所述安装支架通过上阀杆、下阀杆可转动的安装在阀体中，所述阀球密封面固定在安装支架的自由端上，通过安装支架和阀球密封面构成阀球，相对于传统的整体式阀球，大大减少了原料用量，降低了阀球的原料成本；阀球密封面为1/4球面，1/4球面能与阀座的密封面形成密封，满足关阀密封需求，1/4球面转动后，与阀座的密封面脱离接触，相对于传统的整体式阀球，大大降低了阀球的转动力矩。

所述阀座的密封面位于阀座的前端，密封面的横截面呈形，与阀球的阀球密封面接触形成双线密封，双线密封减少了阀球密封面与阀座密封面之间的接触面积，在保证密封性能的前提下，提高了阀座和阀球的耐磨性。

所述阀体由副体和主体通过法兰连接构成，方便在阀体中加工流体入口通道和流体出口通道，也便于人工组装球阀。

下面结合附图和具体实施方式作进一步的说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2图1的P处放大图；

图3为本实用新型阀座的结构示意图；

图4为本实用新型阀球的结构示意图；

图5为图4的A向视图。

附图中，1为副体，2为阀座，3-1为阀座固定密封环，3-2为阀座活动密封环，4为预紧弹簧，5为止口密封垫，6为阀球，7为下阀杆，8为上阀杆，9为填料，10为执行机构，11为支架，12为碟簧，13为主体，14为流体入口通道，15为流体出口通道，16为阀体，17-1为固定压套，17-2为活动压套，17-a为水平段，17-b为垂直段，18为活塞腔，19为通道，20为安装支架，21为阀球密封面。

具体实施方式

参见图1至图5，为一种零摩擦硬密封球阀的具体实施例。零摩擦硬密封球阀包括具有流体入口通道14、流体出口通道15的阀体16，以及安装在阀体16中的阀球6，本实施例中，所述阀体由副体1和主体13通过法兰连接构成，该法兰具体为榫槽面法兰，在槽内还设有增强密封性能的止口密封垫，流体入口通道14设置在阀体16的副体1上，流体出口通道15设置在阀体16的主体13上，所述阀球6由安装支架20和阀球密封面21构成，所述安装支架20通过上阀杆8、下阀杆7可转动的安装在阀体16的主体13中，其中，上阀杆与安装支架20采用四方连接固定，所述阀球密封面21固定在安装支架20的自由端上，阀球密封面21为1/4球面，主体13的上端固定设有支架11，支架11上固定安装有执行机构10，执行机构10的转轴插入主体13中与上阀杆同轴连接，为保证密封性能，执行机构的转轴与主体之间的间隙中填充有填料9，并通过压盖压紧。所述阀体16的流体入口通道14中安装有阀座2，流体出口通道15中没有安装阀座，具体的为，所述阀座2的密封面位于阀座2的前端，密封面2的横截面呈C形，与阀球6的阀球密封面21接触形成双线密封，阀座2前端的轴端面与阀体16之间设有碟簧12，所述阀座2的圆周面呈阶梯状，阶梯状阀座2的大径段与流体入口通道14间隙配合，阶梯状阀座2的小径段上固定设有两个阀座密封环3并通过两压套17间隔开，本实施例中，所述流体入口通道14为一个三级阶梯孔，三级阶梯孔的大径段位于流体入口通道14的前端，所述阀座2的圆周面为三级阶梯，三级阶梯的大径段间隙配合在流体入口通道14的大径段中，三级阶梯的小径段间隙配合在流体入口通道14的小径段中，所述其中一个阀座密封环3安装在三级阶梯小径段与流体入口通道14中径段之间的间隙中，并通过压套17压紧，所述另一阀座密封环3安装在三级阶梯中径段与流体入口通道14大径段之间的间隙中，并通过另一压套17压紧，为保证阀座密封环正常作业，所述两个压套17的横截面均由水平段17-1、垂直段17-2连接构成L形，其中一个L形压套的水平段17-1插入三级阶梯小径段与流体入口通道14中径段之间的间隙中压紧阀座密封环3，垂直段17-2由流体入口通道14大径段的孔肩限位，另一个L形压套的水平段17-1插入三级阶梯中径段与流体入口通道14大径段之间的间隙中压紧阀座密封环3，垂直段17-2由三级阶梯中径段的轴肩限位。两压套的相对面上对应设有安装孔，预紧弹簧4的两端分别安装在安装孔中，将两压套隔开，同时提供将两阀座密封环压紧。所述两压套17、流体入口通道14的内壁、阀座2的圆周面之间的空间形成活塞腔18，该活塞腔18通过设置在阀体16上的通道19与液压或气压装置相连。

本实用新型工作时，通道与液压或气压装置相连，以液压装置为例，当需要关闭阀门切断管线时，液压装置供压，液压油填充在球阀的活塞腔中，推动阀座朝向球阀移动，使阀座的密封面与阀球的阀球密封面紧贴，形成密封，切断管线；当需要开启阀门，使流体流通时，液压装置不供压，在碟簧的作用力下，阀座背离阀球移动，与阀球密封面脱离接触，此时执行机构转动阀球时，转动力矩小，阀座密封面与阀球密封面均没有磨损，有效延长了球阀的使用寿命。

Claims (7)

1.一种零摩擦硬密封球阀，包括具有流体入口通道（14）、流体出口通道（15）的阀体（16），以及安装在阀体（16）中的阀球（6），其特征在于：所述阀体（16）的流体入口通道（14）中安装有阀座（2），所述流体入口通道（14）为三级阶梯孔，三级阶梯孔的大径段位于流体入口通道（14）的前端，所述阀座（2）的圆周面为三级阶梯，阀座（2）的大径段间隙配合在流体入口通道（14）的大径段中，阀座（2）的小径段间隙配合在流体入口通道（14）的小径段中，阀座（2）前端面与阀体（16）之间设有碟簧（12），一阀座固定密封环（3-1）活套在阀座（2）的小径段上，位于阀座（2）小径段与流体入口通道（14）中径段之间的间隙中，并通过一固定压套（17-1）压紧，一阀座活动密封环（3-2）固定在阀座（2）的中径段上，位于阀座（2）中径段与流体入口通道（14）大径段之间的间隙中，并通过一活动压套（17-2）压紧，所述固定压套（17-1）和活动压套（17-2）之间通过预紧弹簧（4）隔开，所述两压套、流体入口通道（14）的内壁、阀座（2）的圆周面之间的空间形成活塞腔（18），该活塞腔（18）通过设置在阀体（16）上的通道（19）与液压或气压装置相连。

2.根据权利要求1所述的零摩擦硬密封球阀，其特征在于：所述阀球（6）由安装支架（20）和阀球密封面（21）构成，所述安装支架（20）通过上阀杆（8）、下阀杆（7）可转动的安装在阀体（16）中，所述阀球密封面（21）固定在安装支架（20）的自由端上，阀球密封面（21）为1/4球面。

3.根据权利要求2所述的零摩擦硬密封球阀，其特征在于：所述阀座（2）的密封面位于阀座（2）的前端，密封面（2）的横截面呈C形，与阀球（6）的阀球密封面（21）接触形成双线密封。

4.根据权利要求1所述的零摩擦硬密封球阀，其特征在于：所述阀体（16）由副体（1）和主体（13）通过法兰连接构成。

5.根据权利要求4所述的零摩擦硬密封球阀，其特征在于：所述流体入口通道（14）设置在阀体（16）的副体（1）上，所述流体出口通道（15）设置在阀体（16）的主体（13）上。

6.根据权利要求4所述的零摩擦硬密封球阀，其特征在于：所述阀体（16）的主体（13）上端固定设有支架（11），支架（11）上固定安装有执行机构（10）与上阀杆（8）相连。

7.根据权利要求1所述的零摩擦硬密封球阀，其特征在于：所述两个压套的横截面均由水平段（17-a）、垂直段（17-b）连接构成L形，其中固定压套（17-1）的水平段（17-a）插入阀座小径段与流体入口通道（14）中径段之间的间隙中压紧阀座固定密封环（3-1），固定压套（17-1）的垂直段（17-b）由流体入口通道（14）大径段的孔肩限位，其中活动压套（17-2）的水平段（17-a）插入三级阶梯中径段与流体入口通道（14）大径段之间的间隙中压紧阀座活动密封环（3-2），活动压套（17-2）的垂直段（17-b）由阀座（2）中径段的轴肩限位。