CN209262299U - 一种大口径超低温顶装式固定球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大口径超低温顶装式固定球阀，包括阀体、球体和阀座，球体设于阀体内，球体与阀体间设有阀座，阀座包括设于球体的上游侧的上游阀座和设于球体的下游侧的下游阀座，其中上游阀座靠近球体的一端设有上游预紧机构，上游阀座远离球体的一端设有上游压环，上游压环与上游阀座间设有上游密封组件，上游压环与上游阀座均与阀体滑动连接。本实用新型提供的大口径超低温顶装式固定球阀，面对不同压力，密封稳定性好；增加了弹性件的长度尺寸，增加了弹性件的压缩量，即使面对低温、超低温环境冷缩情况下，对弹性件预紧力影响较小，其预紧密封性更稳定。

Description

一种大口径超低温顶装式固定球阀

技术领域

本实用新型涉及流体控制阀门技术领域，尤其涉及一种大口径超低温顶装式固定球阀。

背景技术

国家能源战略的重点行业之一就是液化天然气(LNG)，中国进口LNG正以两位数增长，LNG行业在未来十年将迎来大发展，但是目前应用在LNG接收站的阀门还一直依赖进口，尤其是大口径、高压超低温顶装式球阀。

国内现有的超低温顶装式球阀，在装配时阀座尾部会预留较长的装配余量，这就使得装好后唇式密封圈与沟槽有较大的径向间隙，在承受不同方向的压力时，唇式密封圈会产生较大位移，从而密封存在较大的不稳定性。

同时，阀座与球体预紧密封时，需要安装弹性件，使弹性件产生形变，利用其弹性力推动阀座与球体紧密接触，现有结构中弹性件的安装空间内可能设有其他压紧部件，致使安装空间较小，导致安装的弹性件的长度较小，弹性件的弹性力小，随之产生的预紧力在低温或超低温环境下不稳定，由于阀门在常温下进行装配，而阀门的应用环境为低温或超低温环境，阀门内件受低温温度影响，各部件会收缩，可能导致预紧力松弛，预紧力不足时，使阀座与球体预紧密封性差，阀门的使用寿命较低。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种大口径超低温顶装式固定球阀。

一种大口径超低温顶装式固定球阀，包括阀体、球体和阀座，所述球体设于所述阀体内，所述球体与所述阀体间设有所述阀座，其特征在于：所述阀座包括设于所述球体的上游侧的上游阀座和设于所述球体的下游侧的下游阀座，其中所述上游阀座靠近所述球体的一端设有上游预紧机构，所述上游阀座远离所述球体的一端设有上游压环，所述上游压环与所述上游阀座间设有上游密封组件，所述上游阀座与所述阀体滑动连接。

以上技术方案优选的，所述上游阀座包括上游阀座支承圈，所述上游预紧机构包括预紧螺母和弹性件，所述上游阀座支承圈靠近所述球体的一端设有外螺纹，所述外螺纹与所述预紧螺母螺纹连接，所述弹性件的一端与所述预紧螺母连接，所述弹性件的另一端与所述阀体连接。

以上技术方案优选的，所述上游阀座支承圈远离所述球体的一端设有所述上游压环，所述上游压环的外表面与所述阀体接触，所述上游密封组件设于所述阀体、所述上游阀座支承圈和所述上游压环围成的空间内。

以上技术方案优选的，所述上游压环上设有销孔，所述销孔贯穿所述上游压环并延伸至所述上游阀座支承圈上，所述阀体内设有固定圈，所述固定圈与防转销的一端固定连接，所述防转销的另一端与所述销孔滑动连接。

以上技术方案优选的，所述上游密封组件包括至少两个依次设置的唇形密封圈，两端的所述唇形密封圈的唇口相背对设置。

以上技术方案优选的，所述上游阀座支承圈靠近所述球体的一端设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有阀座嵌入环。

以上技术方案优选的，所述下游阀座包括下游阀座支承圈，所述下游阀座支承圈靠近所述球体的一端设有外螺纹，所述外螺纹与预紧螺母螺纹连接，所述阀体与所述下游阀座支承圈间设有下游压环，所述预紧螺母与所述下游压环间设有弹性件。

以上技术方案优选的，所述下游阀座支承圈、所述下游压环和所述阀体围成的空间内设有下游密封组件。

以上技术方案优选的，所述下游密封组件包括至少两个依次设置的唇形密封圈，两端的所述唇形密封圈的唇口相背对设置。

以上技术方案优选的，所述下游阀座支承圈远离所述球体的一端设有销孔，所述阀体内设有固定圈，所述固定圈与防转销的一端固定连接，所述防转销的另一端与所述销孔滑动连接。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

(1)本实用新型提供的一种大口径超低温顶装式固定球阀，上游阀座支承圈与上游压环连接形成独立的沟槽，用于放置上游密封组件，使上游阀座支承圈、上游压环与上游密封组件形成一个整体，当上游阀座支承圈移动时，上游压环和上游密封组件随之移动，装配完成后沟槽与密封件间不存在间隙，下游阀座支承圈与阀体间设有下游压环，下游压环、阀体和下游阀座支承圈间的空间为固定的，不会随着下游阀座支承圈的移动而移动，下游密封组件始终保持与周围组件的接触，工作时面对不同压力，密封稳定性好；

(2)唇式密封圈采用双向密封结构，防止常规单向唇式密封圈承受反向压力时损坏；

(3)弹性件的安装空间固定，由预紧螺母、阀体和上游阀座围成，空间内没有其他部件占用空间，增大了弹性件的安装空间，相应增加了弹性件的长度尺寸，增加了弹性件的弹性力，即使面对低温、超低温环境冷缩情况下，对弹性件预紧力影响较小，其预紧密封性更稳定；

(4)防转销与阀座滑动连接的设置，使阀座在预紧过程中只能移动，不能转动，有效防止在旋转预紧螺母时阀座因跟转而损伤唇式密封圈。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的上游阀座的结构示意图；

图3是本实用新型一实施例的下游阀座的结构示意图。

其中：1、阀体；2、阀盖；3、阀杆；4、球体；5、上游阀座；6、下游阀座；7、阀座嵌入环；8、上游阀座支承圈；9、上游防火石墨圈；10上游唇式密封圈；11、上游压环；12、螺钉；13、防转销；14、固定圈；15、蝶簧；16、预紧螺母；18、下游防火石墨圈；19下游唇式密封圈；20、下游压环；21、上游阀座支承圈。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型提供了一种大口径超低温顶装式固定球阀，包括阀体1、阀盖2、阀杆3、球体4和阀座，球体安装于阀体的通道中，球体与阀体间设有阀座，阀盖安装在阀体的上部，在阀盖内套设有阀杆。阀杆下端与球体上端连接，阀座包括设于球体的上游侧的上游阀座5和设于球体的下游侧的下游阀座6，上游阀座5和下游阀座6分置于球体4的两侧，并且分别安装在阀体的上下游阀座安装腔内。

上游阀座5靠近球体4的一端设有上游预紧机构，上游阀座远离球体的一端设有上游压环11，上游压环与上游阀座间设有上游密封组件，上游压环与上游阀座均与阀体1滑动连接。具体的如图2所示，上游阀座包括上游阀座支承圈8，上游阀座支承圈靠近球体的一端设有第一凹槽，第一凹槽内设有阀座嵌入环7，上游预紧机构包括预紧螺母16和弹性件，上游阀座支承圈靠近球体4的一端设有外螺纹，外螺纹与预紧螺母螺纹连接，弹性件的一端与预紧螺母连接，弹性件的另一端与阀体连接，弹性件可以是圆柱压缩弹簧、板簧、碟簧等，碟簧具有刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷的特点，适合于轴向空间要求小的场合，因此本实施例中优选的弹性件选用碟簧15，碟簧的一端与阀体1接触，碟簧的另一端与预紧螺母16接触。预紧螺母16向碟簧方向旋进时，压缩蝶簧15，产生弹性力，推动预紧螺母16、上游阀座支承圈8、上游压环11、上游密封组件和阀座嵌入环7向球体4方向移动，直至靠上球体4，继续旋进蝶簧15使阀座嵌入环与球体压紧，形成上游密封结构。本实施例中弹性件的安装空间固定，由预紧螺母、阀体和上游阀座围成，空间内没有其他部件占用空间，增大了弹性件的安装空间，相应增加了弹性件的长度尺寸，即增大了碟簧的叠合数量，碟簧叠合时，具有相对于同一变形，弹簧数越多则载荷越大的特点，因此增加了碟簧的弹性力，即使面对低温、超低温环境冷缩情况下，对弹性件预紧力影响较小，其预紧密封性更稳定。

上游阀座支承圈8远离球体4的一端设有上游压环11，上游压环与上游阀座支承圈可以是螺钉固定，可以是上游压环设有内螺纹，上游阀座支承圈相应设有外螺纹，两者螺纹连接，本实施例中上游压环11用螺钉12固定在上游阀座支承圈8上，上游压环的外表面与阀体接触，上游密封组件设于阀体、上游阀座支承圈和上游压环围成的空间内，具体的，上游阀座支承圈8远离球体4的一端由左至右依次设有第一端面和第二端面，第一端面与第二端面通过第一连接面连接，上游压环包括左端面、中部端面和右端面，连接左端面与右端面的为外周面，连接中部端面与右端面的为内周面，外周面与阀体内表面接触，中部端面和内周面分别与上游阀座支承圈的第一端面和第一连接面接触，右端面、第二端面、阀体和第一连接面围成沟槽用于放置上游密封组件。上游阀座支承圈、上游压环与上游密封组件形成一个整体，当上游阀座支承圈移动时，上游压环和上游密封组件随之移动，装配完成后沟槽与密封件间不存在间隙，工作时面对不同压力，密封稳定性好。

上游压环11上设有销孔，本实施例优选的销孔设置在螺钉间的空档位置，销孔可以是1、2、3、4、5或6个等，本实施例中设置4个销孔且均布设置，销孔贯穿上游压环11并延伸至上游阀座支承圈8上，阀体1内设有固定圈14，固定圈与阀体点焊固定连接，固定圈与防转销13的一端固定连接，固定圈设有固定孔，防转销的一端与固定孔紧配合，防转销的另一端与销孔间隙配合，深度方向上预留有阀座的装配余量，实现防转销的另一端与销孔滑动连接，使阀座可以沿防转销移动，上游阀座只能沿防转销13轴向移动而不能转动，使阀座在预紧过程中只能移动，不能转动，有效防止在旋转预紧螺母时阀座因跟转而损伤唇式密封圈。上游密封组件包括至少两个依次设置的上游唇形密封圈10，两端的上游唇形密封圈的唇口相背对设置，防止常规单向唇式密封圈承受反向压力时损坏。

如图3所示，下游阀座6包括下游阀座支承圈21，下游阀座支承圈靠近球体4的一端设有第二凹槽，第二凹槽内设有阀座嵌入环7，下游阀座支承圈靠近球体的一端设有外螺纹，外螺纹与预紧螺母16螺纹连接，阀体1与下游阀座支承圈21间设有下游压环20，预紧螺母与下游压环间设有弹性件，弹性件的一端与预紧螺母连接，弹性件的另一端与下游压环连接，弹性件可以是压缩弹簧、气弹簧、液压杆、碟簧等，碟簧具有刚度大，缓冲吸振能力强，能以小变形承受大载荷的特点，适合于轴向空间要求小的场合，因此本实施例中优选的弹性件选用碟簧15，碟簧的一端与下游压环接触，碟簧的另一端与预紧螺母16接触，具体的，下游压环与阀体的接触处设有缺口，下游压环向上设有凸起，向左也设有凸起，向上的凸起部分卡于阀体的缺口处，限制下游压环向右移动，向左的凸起高度与上游阀座支承圈与碟簧接触处的高度一致，向左的凸起部分与碟簧的一端接触，使上游、下游两处的碟簧规格尺寸一致，弹性力一致，球体上下游的预紧力均衡，进一步提高阀门的工作稳定性。预紧螺母16向碟簧方向旋进时，压缩蝶簧15，产生弹性力，推动预紧螺母16、下游阀座支承圈21和阀座嵌入环7向球体4方向移动，直至靠上球体4，继续旋进蝶簧15使阀座嵌入环与球体压紧，形成下游密封结构。

下游阀座支承圈21、下游压环20和阀体1围成的空间内设有下游密封组件。下游密封组件包括至少两个依次设置的下游唇形密封圈19，两端的下游唇形密封圈的唇口相背对设置。装配过程中下游密封组件是固定的，因此下游密封组件始终保持与周围组件的接触，面对不同工作压力，密封稳定性好。

下游阀座支承圈21远离球体4的一端设有销孔，销孔可以是1、2、3、4、5或6个等，本实施例中设置4个销孔且均布设置，阀体1内设有固定圈14，固定圈与阀体点焊固定连接，固定圈与防转销13的一端固定连接，固定圈设有固定孔，防转销的一端与固定孔紧配合，防转销的另一端与销孔间隙配合，深度方向上预留有阀座的装配余量，实现防转销的另一端与销孔滑动连接，使阀座可以沿防转销移动，下游阀座只能沿防转销13轴向移动而不能转动，使阀座在预紧过程中只能移动，不能转动，有效防止在旋转预紧螺母时阀座因跟转而损伤唇式密封圈。

唇式密封圈是一种弹性密封圈，属于现有技术，它依靠唇部紧贴密封耦合件的表面，阻塞泄露通道而获得密封效果，当密封介质压力增大时，唇口被撑开，更加紧密地与密封面贴合。唇式密封圈压紧力是随介质压力的改变而变化的，既能保证足够的密封压紧力，又不至产生过大的摩擦。

在上游阀座5和阀体1之间设有上游防火石墨圈9，下游阀座6和阀体之间设有下游防火石墨圈18，当发生火灾时，防火石墨圈可起到防火的作用；上述结构中，可以增大上游阀座支承圈和下游阀座支承圈靠近球体的一端的带外螺纹段的外径，以增加阀座的强度；为防止螺纹的咬合，预紧螺母16采用不同于阀座的高强度和硬度的材料，例如沉淀强化镍基高温合金，防止和阀座咬死。

本实施例提供的一种大口径超低温顶装式固定球阀，上游阀座支承圈与上游压环连接形成独立的沟槽，用于放置上游密封组件，使上游阀座支承圈、上游压环与上游密封组件形成一个整体，当上游阀座支承圈移动时，上游压环和上游密封组件随之移动，有效消除了沟槽与密封件间隙的存在，下游阀座支承圈与阀体间设有下游压环，下游压环、阀体和下游阀座支承圈间的空间为固定的，不会随着下游阀座支承圈的移动而移动，下游密封组件始终保持与周围组件的接触，面对不同压力，密封稳定性好；唇式密封圈采用双向密封结构，防止常规单向唇式密封圈承受反向压力时损坏；上游处，弹性件的安装空间固定，由预紧螺母、阀体和上游阀座围成，空间内没有其他部件占用空间，增大了弹性件的安装空间，相应增加了弹性件的长度尺寸，增加了弹性件的压缩量，即使面对低温、超低温环境冷缩情况下，对弹性件预紧力影响较小，其预紧密封性更稳定；防转销与阀座滑动连接的设置，使阀座在预紧过程中只能移动，不能转动，有效防止在旋转上、下游压环时阀座因跟转而损伤唇式密封圈。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种大口径超低温顶装式固定球阀，包括阀体、球体和阀座，所述球体设于所述阀体内，所述球体与所述阀体间设有所述阀座，其特征在于：所述阀座包括设于所述球体的上游侧的上游阀座和设于所述球体的下游侧的下游阀座，其中所述上游阀座靠近所述球体的一端设有上游预紧机构，所述上游阀座远离所述球体的一端设有上游压环，所述上游压环与所述上游阀座间设有上游密封组件，所述上游阀座与所述阀体滑动连接。

2.根据权利要求1所述的大口径超低温顶装式固定球阀，其特征在于：所述上游阀座包括上游阀座支承圈，所述上游预紧机构包括预紧螺母和弹性件，所述上游阀座支承圈靠近所述球体的一端设有外螺纹，所述外螺纹与所述预紧螺母螺纹连接，所述弹性件的一端与所述预紧螺母连接，所述弹性件的另一端与所述阀体连接。

3.根据权利要求2所述的大口径超低温顶装式固定球阀，其特征在于：所述上游阀座支承圈远离所述球体的一端设有所述上游压环，所述上游压环的外表面与所述阀体接触，所述上游密封组件设于所述阀体、所述上游阀座支承圈和所述上游压环围成的空间内。

4.根据权利要求2所述的大口径超低温顶装式固定球阀，其特征在于：所述上游压环上设有销孔，所述销孔贯穿所述上游压环并延伸至所述上游阀座支承圈上，所述阀体内设有固定圈，所述固定圈与防转销的一端固定连接，所述防转销的另一端与所述销孔滑动连接。

5.根据权利要求2-4任一项所述的大口径超低温顶装式固定球阀，其特征在于：所述上游密封组件包括至少两个依次设置的唇形密封圈，两端的所述唇形密封圈的唇口相背对设置。

6.根据权利要求2所述的大口径超低温顶装式固定球阀，其特征在于：所述上游阀座支承圈靠近所述球体的一端设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有阀座嵌入环。

7.根据权利要求1所述的大口径超低温顶装式固定球阀，其特征在于：所述下游阀座包括下游阀座支承圈，所述下游阀座支承圈靠近所述球体的一端设有外螺纹，所述外螺纹与预紧螺母螺纹连接，所述阀体与所述下游阀座支承圈间设有下游压环，所述预紧螺母与所述下游压环间设有弹性件。

8.根据权利要求7所述的大口径超低温顶装式固定球阀，其特征在于：所述下游阀座支承圈、所述下游压环和所述阀体围成的空间内设有下游密封组件。

9.根据权利要求8所述的大口径超低温顶装式固定球阀，其特征在于：所述下游密封组件包括至少两个依次设置的唇形密封圈，两端的所述唇形密封圈的唇口相背对设置。

10.根据权利要求7-9任一项所述的大口径超低温顶装式固定球阀，其特征在于：所述下游阀座支承圈远离所述球体的一端设有销孔，所述阀体内设有固定圈，所述固定圈与防转销的一端固定连接，所述防转销的另一端与所述销孔滑动连接。