CN205173689U - 一种低泄漏球阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低泄漏球阀，包括：阀体、端盖、阀杆、球体、阀座和压盖，由于采用了新的阀杆三重密封结构：阀杆下部密封、阀杆中下部密封、阀杆中上部密封，以及阀体与端盖处的端盖密封结构，从而具有以下优点：针对现有球阀中存在的易发生的外漏的问题，加强了阀杆3处的密封和阀体与端盖处的密封，防止介质从阀杆处及阀体与端盖处发生泄漏，特别是在温度和压力变化时，避免了球阀发生外漏的危险，保证了球阀的安全性和可靠性，延长了球阀的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种管道控制阀门，特别是一种低泄漏球阀。
背景技术
球阀由于具有流阻小、开关迅速、密封性能好、使用寿命长，便于气控和电控等特点，应用范围广泛。
球阀最常见的问题是外漏问题。球阀发生外漏通常有两处，一处泄漏为阀杆密封泄漏，引起阀杆处泄漏的主要原因是由于作用在阀杆上的侧向载荷。由于球阀使用不当或者执行机构偏心，会导致阀杆上产生侧向载荷，通常阀杆上较小的侧向负载就有可能引起显著的泄漏，并导致严重的安全问题。另一处泄漏为阀体与端盖处泄漏，引起阀体与端盖处泄漏的主要原因是温度和压力变化时会引起垫片的松弛，直接导致阀体与端盖处的泄漏。
实用新型内容
针对现有的球阀结构中存在的易发生外漏的问题，本实用新型的一个目的在于提供一种低泄漏球阀，对球阀的阀杆处提出了新的密封结构设计，阀杆处的密封结构设有三重密封。阀杆下部密封的球面密封用于补偿阀杆转动和阀座磨损等原因所造成的阀杆处承受的侧向载荷，当阀杆处于侧向载荷时，可使阀杆球面结构和密封座形成的密封面之间的压力保持恒定，维持更好的密封性。密封座设置的槽和切角结构，有利于阀杆球形结构和密封座之间的球面密封，为阀杆提供了最佳保护，防止球阀外漏。同时，阀杆底部设置的碟簧，可提供弹簧预紧力，保证阀杆球形结构与密封座的之间的密封。阀杆中下部密封中，张力密封环中不锈钢环的张力能够迫使聚四氟乙烯层紧密贴在阀杆与阀体之间，其产生的压力能够达到非常好的密封性，张力密封环可以补偿密封座的磨损与偏心，并持久回弹，保证密封性能。阀杆中上部密封，通过碟簧垫片对石墨填料进行动态加载，保证阀杆处的密封。以上三重密封组成了球阀阀杆处的密封结构，保证了阀杆处的低泄漏性能，延长了球阀在苛刻条件下的使用寿命，特别是温度和压力变化时的阀门寿命。
本实用新型的另一个目的在于提供一种低泄漏球阀，阀体与端盖的密封结构采用了三种材质复合垫片，由聚四氟乙烯层、不锈钢层和石墨层多层复合而成。聚四氟乙烯层具有化学惰性，石墨层具有防火安全特性，并且不锈钢层为“V”型结构，为石墨层和聚四氟乙烯层提供了支撑和动态加载，可保护其在温度和压力变化过程中免受挤压和冷流的影响，保证阀体与端盖处没有发生泄漏的危险。
为达此目的，本实用新型提供如下的技术方案：
本实用新型提供了一种低泄漏球阀，包括：阀体、端盖、阀杆、球体、阀座和压盖，还包括阀杆下部密封，所述阀杆下部密封包括密封座和碟簧，所述阀杆具有阀杆凸起结构，所述阀杆凸起结构位于所述阀杆下部，是下直径大于上直径的凸起结构，所述密封座一侧与所述阀杆凸起结构的凸起侧面相接触，所述密封座另一侧与阀体相接触；所述碟簧位于所述阀杆下端面与所述球体凹槽上端面之间。设置凸起结构的密封用于补偿阀杆转动和阀座磨损等原因所造成的阀杆处承受的侧向载荷，当阀杆处于侧向载荷时，可使阀杆凸起结构和密封座形成的密封面之间的压力保持恒定，维持更好的密封性。阀杆底部设置的碟簧，可以提供弹簧预紧力，保证阀杆球形结构与密封座的之间的密封。
在一个具体的技术方案中，所述阀杆凸起结构的凸起侧面为弧形球面，形成球面密封。
在另一个具体的技术方案中，所述密封座上具有密封面V型槽、底部V型槽和切角，所述密封面V型槽位于所述密封座与所述阀杆凸起结构接触的侧面上，所述底部V型槽位于所述密封座底部朝向所述球体的断面上，所述切角位于所述密封座与所述阀体两个接触面形成的夹角处。
在另一个具体的技术方案中，所述密封座的材料是聚四氟乙烯。
在另一个具体的技术方案中，还包括阀杆中下部密封，所述阀杆中下部密封包括张力密封环和压环，所述压环位于所述张力密封环上方并与其上端面接触，且所述压环上端面处与所述阀体接触的一侧有一凸台，起到止动作用。
在另一个具体的技术方案中，所述张力密封环包括不锈钢环和聚四氟乙烯层A，所述不锈钢环环绕形成一个中空环形腔并在朝向所述球体方向上有一开口，所述聚四氟乙烯A层位于所述不锈钢环外侧并形成与所述阀杆和所述阀体接触的密封面。不锈钢环的张力能够迫使聚四氟乙烯层A紧密贴在阀杆与阀体之间，其产生的压力能够达到非常好的密封性，张力密封环可以补偿密封座的磨损与偏心，并持久回弹，保证密封性能。
在另一个具体的技术方案中，还包括阀杆中上部密封，所述阀杆中上部密封包括碟簧垫片、金属垫片和石墨填料，两片所述石墨填料上下接触布置，所述金属垫片位于所述石墨填料上方，两片所述碟簧垫片位于所述金属垫片上方，两片所述碟簧垫片(8-1)采用对合的组合方式，其直径最小端相互接触而直径最大端相对且远离。
在另一个具体的技术方案中，所述阀体与所述端盖之间还有端盖密封结构，所述端盖密封结构包括一层或多层的石墨层、不锈钢层和聚四氟乙烯层B，所述石墨层、所述不锈钢层和所述聚四氟乙烯层B依次相互叠加组合，并且所述端盖密封结构最外层为石墨层并具有外圆面与所述阀体接触，同时最内层为所述聚四氟乙烯层B并具有内圆面与所述端盖接触。
在另一个具体的技术方案中，每层所述不锈钢层都为“V”形结构。
本实用新型提供的一种低泄漏球阀，由于采用了：
1.创新的阀杆三重密封结构。
2.阀体与端盖密封结构。
从而具有以下优点：针对现有球阀中存在的易发生外漏的问题，加强了阀杆处的密封和阀体与端盖处的密封，防止介质从阀杆处及阀体与端盖处发生泄漏，特别是在温度和压力变化的工况下，避免了球阀发生外漏的危险，保证了球阀的安全性和可靠性，延长了球阀的使用寿命。同时，本实用新型具有结构简单、易于加工、利于装配、节能环保等特点，可广泛应用于危险介质及温度、压力变化的苛刻工况。
附图说明
图1为低泄漏球阀的结构示意图；
图2为低泄漏球阀的阀杆下部密封的结构示意图；
图3为低泄漏球阀的阀杆中下部密封的结构示意图；
图4为低泄漏球阀的阀杆中上部密封的结构示意图；
图5为低泄漏球阀的阀体与端盖密封的结构示意图。
图中：
1、阀体；2、端盖；3、阀杆；4、球体；5、阀座；6、阀杆下部密封；7、阀杆中下部密封；8、阀杆中上部密封，9端盖密封结构；3-1、阀杆凸起结构；6-1、密封座；6-1-1、密封面V型槽；6-1-2、底部V型槽；6-1-3、切角；6-2、碟簧；7-1、张力密封环；7-2、压环；7-1-1、不锈钢环；7-1-2、聚四氟乙烯层A；8-1、碟簧垫片；8-2、金属垫片；8-3、石墨填料；9-1、石墨层；9-2、不锈钢层；9-3、聚四氟乙烯层B。
具体实施方式
下面结合附图1-5对本实用新型做出进一步详细的说明，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对于本实用新型的保护范围有任何限制作用。
如图1所示，本实用新型提出的一种低泄漏球阀，包括：由阀体1和端盖2组成的整个阀体，阀体中，球体4是浮动的，阀杆3驱动球体4完成开关动作，阀门关闭状态下，在介质压力作用下球体4产生一定的位移并紧压在出口端的阀座5上，形成球面密封，阀杆处密封结构设有三重密封，分别是阀杆下部密封6、阀杆中下部密封7和阀杆中上部密封8，保证阀杆3处的密封性，避免介质从阀杆3处泄漏。阀体1与端盖2处的端盖密封结构9是由三层材料组成的，分别是石墨层9-1、不锈钢层9-2和聚四氟乙烯层B9-3，多层覆合在一起，保证阀体1与端盖2处没有发生泄漏的危险。
如图2所示，阀杆下部密封6包括阀杆凸起结构3-1、密封座6-1和碟簧6-2，其中密封座6-1的材料是聚四氟乙烯，阀杆凸起结构3-1位于阀杆3下部，是下直径大于上直径的球面结构，密封座6-1一侧与阀杆凸起结构3-1的球面相接触形成球面密封，密封座6-1另一侧与阀体1相接触，碟簧6-2位于阀杆3下端面与所述球体4凹槽上端面之间，密封座6-1上设有密封面V型槽6-1-1、底部V型槽6-1-2和切角6-1-3结构，密封面V型槽6-1-1位于密封座6-1与阀杆凸起结构3-1接触的侧面上，底部V型槽6-1-2位于密封座6-1底部朝向球体4的断面上，切角6-1-3位于密封座6-1与阀体1两个接触面形成的夹角处。阀杆下部密封6为球面密封，是用于补偿阀杆3转动和阀座5磨损等原因所造成的阀杆3处承受的侧向载荷，当阀杆3处于侧向载荷时，可使阀杆凸起结构3-1和密封座6-1的球形密封面之间的压力保持恒定，形成良好的密封。密封座6-1具有密封面V型槽6-1-1、底部V型槽6-1-2和切角6-1-3结构，有利于球面密封，为阀杆3提供了最佳保护，防止阀门泄漏。同时，阀杆底部设置碟簧6-2，提供弹簧预紧力，保证阀杆凸起结构3-1与密封座6-1的密封。
如图3所示，阀杆中下部密封7包括张力密封环7-1和压环7-2，张力密封环7-1包括不锈钢环7-1-1和聚四氟乙烯层A7-1-2。不锈钢环7-1-1环绕形成一个中空环形腔并在朝向球体4方向上有一开口，聚四氟乙烯层A7-1-2位于不锈钢环7-1-1外侧并形成与阀杆3和阀体1接触的密封面。张力密封环7-1中不锈钢环7-1-1的张力能够迫使聚四氟乙烯层A7-1-2紧密贴在阀杆3与阀体1之间，其产生的压力能够达到非常好的密封性，张力密封环7-1可以补偿密封座6-1的磨损与偏心，并持久回弹，保证密封性能。
如图4所示，阀杆中上部密封8由碟簧垫片8-1、金属垫片8-2和石墨填料8-3组成。两片石墨填料8-3上下接触布置，金属垫片8-2置于石墨填料8-3上方，碟簧垫片8-1置于金属垫片8-2上方，两片碟簧垫片8-1采用对合的组合方式，其直径最小端相互接触而直径最大端相对且远离。通过碟簧垫片8-1对石墨填料8-3动态加载，以保证阀杆处的密封。
如图5所示，阀体1与端盖2处的端盖密封结构9采用了三种材质复合垫片，由石墨层9-1、不锈钢层9-2和聚四氟乙烯层B9-3多层复合并依次相互叠加组合而成，而且端盖密封结构9最外层为石墨层9-1并具有外圆面与阀体1接触，同时最内层为聚四氟乙烯层B9-3并具有内圆面与端盖2接触。聚四氟乙烯层B9-3具有化学惰性，石墨层9-1具有防火安全特性，因为不锈钢层9-2为“V”型结构，所以提供了支撑和动态加载，可保护石墨层9-1和聚四氟乙烯层B9-3在温度和压力变化过程的环境中免受挤压和冷流的影响，保证阀体1与端盖2处没有发生泄漏的危险。
由此可知，本实用新型提供的一种低泄漏球阀，由于采用了新的阀杆三重密封结构：阀杆下部密封6、阀杆中下部密封7、阀杆中上部密封8，以及阀体与端盖处的端盖密封结构9，从而具有以下优点：针对现有球阀中存在的易发生的外漏的问题，加强了阀杆3处的密封和阀体1与端盖2处的密封，防止介质从阀杆3处及阀体1与端盖2处发生泄漏，特别是在温度和压力变化时，避免了球阀发生外漏的危险，保证了球阀的安全性和可靠性，延长了球阀的使用寿命。同时，本实用新型具有结构简单、易于加工、利于装配、节能环保等特点，可广泛应用于危险介质及温度、压力变化的苛刻工况。
以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种低泄漏球阀，包括：阀体(1)、端盖(2)、阀杆(3)、球体(4)、阀座(5)和压盖(10)，其特征在于：还包括阀杆下部密封(6)，所述阀杆下部密封(6)包括密封座(6-1)和碟簧(6-2)，所述阀杆(3)具有阀杆凸起结构(3-1)，所述阀杆凸起结构(3-1)位于所述阀杆(3)下部，是下直径大于上直径的凸起结构，所述密封座(6-1)一侧与所述阀杆凸起结构(3-1)的凸起侧面相接触，所述密封座(6-1)另一侧与阀体(1)相接触；所述碟簧(6-2)位于所述阀杆(3)下端面与所述球体(4)凹槽上端面之间。
2.根据权利要求1所述的低泄漏球阀，其特征在于：所述阀杆凸起结构(3-1)的凸起侧面为弧形球面。
3.根据权利要求1所述的低泄漏球阀，其特征在于：所述密封座(6-1)上具有密封面V型槽(6-1-1)、底部V型槽(6-1-2)和切角(6-1-3)，所述密封面V型槽(6-1-1)位于所述密封座(6-1)与所述阀杆凸起结构(3-1)接触的侧面上，所述底部V型槽(6-1-2)位于所述密封座(6-1)底部朝向所述球体(4)的断面上，所述切角(6-1-3)位于所述密封座(6-1)与所述阀体(1)两个接触面形成的夹角处。
4.根据权利要求3所述的低泄漏球阀，其特征在于：所述密封座(6-1)的材料是聚四氟乙烯。
5.根据权利要求1所述的低泄漏球阀，其特征在于：还包括阀杆中下部密封(7)，所述阀杆中下部密封(7)包括张力密封环(7-1)和压环(7-2)，所述压环(7-2)位于所述张力密封环(7-1)上方并与其上端面接触，且所述压环(7-2)上端面处与所述阀体(1)接触的一侧有一凸台，起到止动作用。
6.根据权利要求5所述的低泄漏球阀，其特征在于：所述张力密封环(7-1)包括不锈钢环(7-1-1)和聚四氟乙烯层A(7-1-2)，所述不锈钢环(7-1-1)环绕形成一个中空环形腔并在朝向所述球体(4)方向上有一开口，所述聚四氟乙烯层A(7-1-2)位于所述不锈钢环(7-1-1)外侧并形成与所述阀杆(3)和所述阀体(1)接触的密封面。
7.根据权利要求1所述的低泄漏球阀，其特征在于：还包括阀杆中上部密封(8)，所述阀杆中上部密封(8)包括碟簧垫片(8-1)、金属垫片(8-2)和石墨填料(8-3)，两片所述石墨填料(8-3)上下接触布置，所述金属垫片(8-2)置于所述石墨填料(8-3)上方，两片所述碟簧垫片(8-1)置于所述金属垫片(8-2)上方，两片所述碟簧垫片(8-1)采用对合的组合方式，其直径最小端相互接触而直径最大端相对且远离。
8.根据权利要求1-7任一项所述的低泄漏球阀，其特征在于：所述阀体(1)与所述端盖(2)之间还有端盖密封结构(9)，所述端盖密封结构(9)包括一层或多层的石墨层(9-1)、不锈钢层(9-2)和聚四氟乙烯层B(9-3)，所述石墨层(9-1)、所述不锈钢层(9-2)和所述聚四氟乙烯层B(9-3)依次相互叠加组合，并且所述端盖密封结构(9)最外层为石墨层(9-1)并具有外圆面与所述阀体(1)接触，同时最内层为所述聚四氟乙烯层B(9-3)并具有内圆面与所述端盖(2)接触。
9.根据权利要求1所述的低泄漏球阀，其特征在于：每层所述不锈钢层(9-2)都为“V”形结构。
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