CN208982685U - 一种金属硬密封球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种金属硬密封球阀，包括阀体、阀座、阀杆和球体，球体位于阀体内的球体腔中；阀座包括对称设置于球体两侧的左阀座和右阀座，阀座与球体抵接的部位设有刮刀结构；阀座与阀体之间的密封面为相互配合的多级台阶形状，两密封面之间设有第一密封组件；第一密封组件包括第一弹性件、夹持件和第一密封圈；夹持件轴向截面为L形，第一弹性件两端分别抵接阀体和L形夹持件的竖臂，L形夹持件的转角卡接于阀座密封面的其中一级台阶上，第一密封圈安装于L形夹持件的横臂尾端与阀座密封面之间，第一密封圈外侧的阀体密封面上设有金属保护层。本实用新型通过改善密封面处的密封结构，提升密封效果，延长密封件使用寿命，保护弹性件，特别适用于介质为原油的工况。

Description

一种金属硬密封球阀

技术领域

本实用新型涉及金属硬密封球阀技术领域，特别是一种适用于原油介质的金属硬密封球阀。

背景技术

随着工业化的发展，对阀门的要求越来越高。球阀用球体作为启闭件，其具有流阻小、压力损失小、密封可靠、操作简便等优势而得到客户的信赖，广泛应用于石油天然气管线上。

原油工况下，存在固体颗粒和酸性元素。常规球阀，阀座密封面一般采用软材料，但对于含有硬固体颗粒的原油，介质中细小颗粒很容易粘结在球面上形成结垢，这些颗粒在阀门开关的过程中会进入球面和阀座密封面之间，对密封面造成持续的磨损，破坏阀门的密封性，造成密封面泄漏；另一方面，介质中固体颗粒大量堆积在弹性元件处，也会造成弹性件的失效，也会导致密封处泄漏。此外，由于原油中含硫，对管线有腐蚀作用，阀门密封区域长时间处于酸性条件下，也会被腐蚀，阀门密封性能也会降低，阀门使用寿命降低，造成后期维护频繁、维护成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种金属硬密封球阀，通过改善密封面处的密封结构，提升密封效果，延长密封件使用寿命，保护弹性件，特别适用于介质为原油的工况。

本实用新型采取的技术方案为：一种金属硬密封球阀，包括阀体、阀座、阀杆和球体，球体位于阀体内的球体腔中；

阀座包括对称设置于球体两侧的左阀座和右阀座，左阀座和右阀座分别包括抵接球体的第一端，和通过第一密封组件密封连接阀体内周部的第二端；

阀座的第一端上，与球体抵接的部位设有与球体表面相切的刮刀结构；

阀座与阀体内周部密封连接的密封面为相互配合且两端相贴合的多级台阶形状，阀座由第一端到第二端的外径逐级减小；

所述第一密封组件包括从阀体向球体方向依次设置的第一弹性件、夹持件和第一密封圈；夹持件轴向截面为L形，第一弹性件一端抵接阀体，另一端抵接L形夹持件的竖臂，L形夹持件的转角卡接于阀座密封面的其中一级台阶上，L形夹持件的横臂尾端与阀座密封面和阀体密封面之间设有密封圈安装区域，第一密封圈安装于所述密封圈安装区域内，且第一密封圈的内周部和外周部分别抵接阀座密封面和阀体密封面；

所述密封圈安装区域外周部的阀体密封面上设有金属保护层。

优选的，阀杆下端周部设有凸台，所述凸台外周部通过多个加强销固定连接球体上端部。可以加固阀杆与球体之间的连接，更好的传递扭应力，同时可均匀承受挤压和扭应力，减少了阀杆弯曲变形的概率，延长阀门使用寿命。

优选的，阀体包括位于球体外周的中阀体，以及分别连接中阀体两端部的左阀盖和右阀盖；左阀座和右阀座分别通过第一密封组件密封连接左阀盖和右阀盖。

优选的，所述金属保护层为不锈钢材质，堆焊于密封圈活动区域下方的左阀盖或右阀盖密封面上。不锈钢材质抗腐蚀能力强，可避免密封区域因腐蚀而损坏第一密封圈，提高了阀盖和阀座之间的密封效果，进一步延长了密封件的使用寿命。

优选的，所述第一弹性件为圆柱弹簧，圆柱弹簧一端抵接夹持件，另一端嵌入左阀盖或右阀盖内。可保证低压预紧力。

优选的，本实用新型还包括固连中阀体的顶法兰和压盖法兰，阀杆贯穿顶法兰和压盖法兰后连接球体上端部；阀杆与压盖法兰和顶法兰之间还设有第二密封组件；压盖法兰下端部固定于中阀体内，且压盖法兰下端周部与中阀体之间还设有第三密封组件。

优选的，所述第二密封组件包括由上至下依次设置的压套、第二弹性件、压环、V形密封圈和唇形密封圈；压盖法兰的内周部上端设有第一凸台和第二凸台，压套轴向截面为L形，L形压套的转角卡接于所述第一凸台上，L形压套的横臂抵接顶法兰，L形压套的竖臂位于阀杆与压盖法兰之间；V形密封圈和唇形密封圈分别位于所述第二凸台的上下两侧。

优选的，所述第三密封组件包括第二压环和第二压环下方的第二V形密封圈。可保证压盖法兰与阀体之间的密封。

优选的，压盖法兰外周部为二级台阶状结构，且压盖法兰上端直径大于下端直径，压盖法兰的上端台阶的下端面上设有第三凸台，所述第三凸台与中阀体之间还设有缠绕垫。

优选的，中阀体两端内周部与左阀盖和右阀盖之间设有第四密封组件，第四密封组件包括一端抵接阀盖轴向端面的第三压环，和抵接第三压环另一端的第三V形密封圈；中阀体两端端面与左阀盖和右阀盖之间分别还设有第二缠绕垫。实现了阀体与阀盖之间的多重密封。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和进步：

（1）在流道通过颗粒介质时，如介质为原油等，阀座刮刀结构能够将附着于球体密封面的颗粒介质刮除干净，保障密封面的使用寿命；

（2）阀座与阀体（阀盖）之间的倾斜台阶状结构配合同时两者密封面两端相互贴抵，为第一密封组件提供了封闭空间，使得固体颗粒无法进入第一密封组件安装区域，腐蚀或损坏弹性件和密封圈，可保障第一密封组件中的弹性件和密封圈等能够长期正常工作，阀门长期运行稳定；

（3）阀体（阀盖）密封面上堆焊的金属保护层，可进一步避免第一密封组件中的密封圈被腐蚀或刮伤，延长了第一密封圈的使用寿命，同时提高了阀盖与阀座之间的密封效果；

（4）阀体和阀盖、阀体和压盖法兰，以及阀杆和压盖法兰之间设置了多重密封，有效的提高了密封性能，减少了介质外漏，同时可降低阀门后期维护成本。

附图说明

图1所示为本实用新型金属硬密封球阀的结构示意图；

图2所示为球体和阀杆通过加强销连接的局部剖视图；

图3所示为图1中Ⅰ处局部结构放大图；

图4所示为图1中Ⅱ处局部结构放大图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步描述。

参考图1，本实用新型的金属硬密封球阀，包括阀体、阀座5、阀杆3和球体4，球体4位于阀体内的球体腔中；

阀座包括对称设置于球体两侧的左阀座和右阀座，左阀座和右阀座分别包括抵接球体4的第一端，和通过第一密封组件密封连接阀体内周部的第二端；

阀座5的第一端上，与球体4抵接的部位设有与球体表面相切的刮刀结构；

阀座5与阀体内周部密封连接的密封面为相互配合且两端相贴合的多级台阶形状，阀座5由第一端到第二端的外径逐级减小；

参考图3所示，所述第一密封组件包括从阀体向球体4方向依次设置的第一弹性件8、夹持件9和第一密封圈10；夹持件9轴向截面为L形，第一弹性件8一端抵接阀体，另一端抵接L形夹持件的竖臂，L形夹持件的转角卡接于阀座密封面的其中一级台阶上，L形夹持件的横臂尾端与阀座密封面和阀体密封面之间设有密封圈安装区域，第一密封圈10安装于所述密封圈安装区域内，且第一密封圈的内周部和外周部分别抵接阀座密封面和阀体密封面；

所述密封圈安装区域外周部的阀体密封面上设有金属保护层23。

实施例

图1至图4的实施例中，阀体包括位于球体外周的中阀体1，以及分别连接中阀体1两端部的左阀盖和右阀盖2；左阀座和右阀座5分别通过第一密封组件密封连接左阀盖和右阀盖。中阀体1与左右阀盖2之间采用螺柱螺母可拆卸连接，装配方便简单。

参考图3所示，第一密封圈外侧的金属保护层23为不锈钢材质，堆焊于密封圈活动区域下方的左阀盖或右阀盖2密封面上。不锈钢材质抗腐蚀能力强，可避免密封区域因腐蚀而损坏第一密封圈，提高了阀盖和阀座之间的密封效果，进一步延长了密封件的使用寿命。

第一密封圈10采用唇形密封圈，密封唇朝向L形夹持件9，当受到外力影响时，第一密封圈10可在密封圈安装区域内伸缩活动。

第一弹性件8为圆柱弹簧，圆柱弹簧一端抵接L形夹持件的竖臂，另一端嵌入左阀盖或右阀盖内。可保证低压预紧力。

参考图2所示，阀杆3下端周部设有凸台，所述凸台外周部通过多个加强销22固定连接球体上端部。可以加固阀杆与球体之间的连接，更好的传递扭应力，同时可均匀承受挤压和扭应力，减少了阀杆弯曲变形的概率，延长阀门使用寿命。

结合图1和图4所示，本实施例还包括固连中阀体的顶法兰7和压盖法兰6，阀杆3贯穿顶法兰和压盖法兰后连接球体上端部；阀杆与压盖法兰和顶法兰之间还设有第二密封组件；压盖法兰下端部固定于中阀体内，且压盖法兰下端周部与中阀体之间还设有第三密封组件。

参考图4，所述第二密封组件包括由上至下依次设置的压套21、第二弹性件20、压环19、V形密封圈18和唇形密封圈17；压盖法兰的内周部上端设有第一凸台和第二凸台，压套轴向截面为L形，L形压套的转角卡接于所述第一凸台上，L形压套的横臂抵接顶法兰，L形压套的竖臂位于阀杆与压盖法兰之间；V形密封圈18和唇形密封圈17分别位于所述第二凸台的上下两侧。

参考图4，第三密封组件包括第二压环15和第二压环下方的第二V形密封圈14。可保证压盖法兰与阀体之间的密封。

压盖法兰6外周部为二级台阶状结构，且压盖法兰上端直径大于下端直径，压盖法兰的上端台阶的下端面上设有第三凸台，所述第三凸台与中阀体之间还设有缠绕垫16。

中阀体1两端内周部与左阀盖和右阀盖2之间设有第四密封组件，第四密封组件包括一端抵接阀盖轴向端面的第三压环12，和抵接第三压环12另一端的第三V形密封圈11；中阀体两端端面与左阀盖和右阀盖之间分别还设有第二缠绕垫13。实现了阀体与阀盖之间的多重密封。

本实用新型通过改善密封面处的密封结构，提升密封效果，延长密封件使用寿命，保护弹性件，特别适用于介质为原油的工况。具体具有以下优点和进步：

（1）在流道通过颗粒介质时，如介质为原油等，阀座刮刀结构能够将附着于球体密封面的颗粒介质刮除干净，保障密封面的使用寿命；

（2）阀座与阀体（阀盖）之间的倾斜台阶状结构配合同时两者密封面两端相互贴抵，为第一密封组件提供了封闭空间，使得固体颗粒无法进入第一密封组件安装区域，腐蚀或损坏弹性件和密封圈，可保障第一密封组件中的弹性件和密封圈等能够长期正常工作，阀门长期运行稳定；

（3）阀体（阀盖）密封面上堆焊的金属保护层，可进一步避免第一密封组件中的密封圈被腐蚀或刮伤，延长了第一密封圈的使用寿命，同时提高了阀盖与阀座之间的密封效果；

（4）阀体和阀盖、阀体和压盖法兰，以及阀杆和压盖法兰之间设置了多重密封，有效的提高了密封性能，减少了介质外漏，同时可降低阀门后期维护成本。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种金属硬密封球阀，包括阀体、阀座、阀杆和球体，球体位于阀体内的球体腔中；其特征是：

阀座包括对称设置于球体两侧的左阀座和右阀座，左阀座和右阀座分别包括抵接球体的第一端，和通过第一密封组件密封连接阀体内周部的第二端；

阀座的第一端上，与球体抵接的部位设有与球体表面相切的刮刀结构；

阀座与阀体内周部密封连接的密封面为相互配合且两端相贴合的多级台阶形状，阀座由第一端到第二端的外径逐级减小；

所述第一密封组件包括从阀体向球体方向依次设置的第一弹性件、夹持件和第一密封圈；夹持件轴向截面为L形，第一弹性件一端抵接阀体，另一端抵接L形夹持件的竖臂，L形夹持件的转角卡接于阀座密封面的其中一级台阶上，L形夹持件的横臂尾端与阀座密封面和阀体密封面之间设有密封圈安装区域，第一密封圈安装于所述密封圈安装区域内，且第一密封圈的内周部和外周部分别抵接阀座密封面和阀体密封面；

所述密封圈安装区域外周部的阀体密封面上设有金属保护层。

2.根据权利要求1所述的金属硬密封球阀，其特征是：阀杆下端周部设有凸台，所述凸台外周部通过多个加强销固定连接球体上端部。

3.根据权利要求1所述的金属硬密封球阀，其特征是：阀体包括位于球体外周的中阀体，以及分别连接中阀体两端部的左阀盖和右阀盖；左阀座和右阀座分别通过第一密封组件密封连接左阀盖和右阀盖。

4.根据权利要求3所述的金属硬密封球阀，其特征是：所述金属保护层为不锈钢材质，堆焊于密封圈活动区域下方的左阀盖或右阀盖密封面上。

5.根据权利要求3所述的金属硬密封球阀，其特征是：所述第一弹性件为圆柱弹簧，圆柱弹簧一端抵接夹持件，另一端嵌入左阀盖或右阀盖内。

6.根据权利要求3所述的金属硬密封球阀，其特征是：还包括固连中阀体的顶法兰和压盖法兰，阀杆贯穿顶法兰和压盖法兰后连接球体上端部；阀杆与压盖法兰和顶法兰之间还设有第二密封组件；压盖法兰下端部固定于中阀体内，且压盖法兰下端周部与中阀体之间还设有第三密封组件。

7.根据权利要求6所述的金属硬密封球阀，其特征是：所述第二密封组件包括由上至下依次设置的压套、第二弹性件、压环、V形密封圈和唇形密封圈；压盖法兰的内周部上端设有第一凸台和第二凸台，压套轴向截面为L形，L形压套的转角卡接于所述第一凸台上，L形压套的横臂抵接顶法兰，L形压套的竖臂位于阀杆与压盖法兰之间；V形密封圈和唇形密封圈分别位于所述第二凸台的上下两侧。

8.根据权利要求6所述的金属硬密封球阀，其特征是：所述第三密封组件包括第二压环和第二压环下方的第二V形密封圈。

9.根据权利要求6所述的金属硬密封球阀，其特征是：压盖法兰外周部为二级台阶状结构，且压盖法兰上端直径大于下端直径，压盖法兰的上端台阶的下端面上设有第三凸台，所述第三凸台与中阀体之间还设有缠绕垫。

10.根据权利要求3所述的金属硬密封球阀，其特征是：中阀体两端内周部与左阀盖和右阀盖之间设有第四密封组件，第四密封组件包括一端抵接阀盖轴向端面的第三压环，和抵接第三压环另一端的第三V形密封圈；中阀体两端端面与左阀盖和右阀盖之间分别还设有第二缠绕垫。