CN209294455U - 一种高频球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高频球阀，其能解决现有传统的高频球阀的抗冲击性能较差，且介质只能从阀门一侧进入，导致阀门安装受限的问题。其包括阀体、阀盖、阀杆、球芯和气动执行结构，阀杆和球芯一体制成，阀杆与上阀盖之间通过填料函密封，气动执行机构的内部安装有用于缓冲活塞的液压缓冲器；左阀盖和右阀盖的颈部分别配合插入通孔二，且左阀盖和右阀盖的法兰分别密封固接在阀体的左侧面和右侧面上；左阀盖和右阀盖的颈部内周面上分别安装有与阀座组件，阀座组件由阀体内向外依次包括阀座、阀座密封环和阀座托架，阀座的密封面与球芯的密封面配合，阀座托架内部设有柱形弹簧，柱形弹簧的一端顶靠在阀座托架上，另一端顶靠在左阀盖或右阀盖上。

Description

一种高频球阀

技术领域

本实用新型涉及球阀领域，具体为一种高频球阀。

背景技术

有机硅材料具有独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业。硅粉是制备有机硅的原料，由氮气在管道内输送，管道上安装的高频球阀需要频繁的进行开关动作，要求每分钟动作两次，因此对阀门在高频动作下的耐冲击性能提出了更高的要求。

传统的高频球阀结构如图1和图2所示，包括阀体1、阀盖2、阀杆3和球芯4，阀盖2安装在阀体1右侧，阀杆3和球芯4之间通过扁方5连接，阀杆3与阀体1之间通过填料函密封，阀杆3的上端连接气动执行机构6；球芯4与阀体1之间安装有后阀座7和后阀座密封环8，球芯4与阀盖2之间安装有前阀座9、前阀座密封环10、阀座托架11和碟形弹簧12。工作时，介质由阀盖右侧进入，球芯关闭时，介质压力和碟形弹簧推动球芯挤压后阀座，实现球芯和后阀座之间的密封，后阀座继续挤压后阀座密封环，实现阀体与后阀座密封环之间的密封，进而实现阀门的关闭。此种结构的高频球阀，其阀杆与球芯为分体式组装结构，在气动执行机构在高频驱动下，阀杆和球芯的抗冲击性能较差，并且由于球芯与阀体、阀盖之间的密封形式限制，介质只能从阀盖一侧（即右侧）进入才能实现阀门的关闭，而无法从阀门另一侧进入，使阀门在安装时受到一定的限制。

发明内容

针对现有传统的高频球阀的抗冲击性能较差，且介质只能从阀门一侧进入，导致阀门安装受限的技术问题，本实用新型提供了一种高频球阀，其能提高阀门的抗冲击性能，并且阀体两侧都可以作为介质进口。

其技术方案是这样的：一种高频球阀，其包括阀体、阀盖、阀杆、球芯和气动执行结构，其特征在于：所述阀杆和球芯一体制成，所述阀盖包括上阀盖、左阀盖和右阀盖，所述阀体的上端开有供球芯穿过的通孔一，所述上阀盖的颈部配合插入所述通孔一，所述上阀盖的法兰与所述阀体密封固接，所述球芯位于所述阀体内，所述阀杆穿过所述上阀盖后与所述气动执行机构连接，所述阀杆与所述上阀盖之间通过填料函密封，所述气动执行机构的内部安装有用于缓冲活塞的液压缓冲器；所述左阀盖和所述右阀盖结构相同且其内部设有轴向通道，所述阀体的左右两侧对称开有通孔二，所述左阀盖和所述右阀盖的颈部分别配合插入所述通孔二，且所述左阀盖和所述右阀盖的法兰分别密封固接在所述阀体的左侧面和右侧面上；所述左阀盖和所述右阀盖的颈部内周面上分别安装有与阀座组件，所述阀座组件由所述阀体内向外依次包括阀座、阀座密封环和阀座托架，所述阀座的密封面与所述球芯的密封面配合，所述阀座托架内部设有柱形弹簧，所述柱形弹簧的一端顶靠在所述阀座托架上，另一端顶靠在所述左阀盖或所述右阀盖上。

其进一步特征在于：

所述左阀盖的颈部内周面上开有同轴的圆形凹槽一和圆形凹槽二，所述阀座、所述阀座密封环和所述阀座托架分别配合插装于所述圆形凹槽一内，且所述阀座密封环位于所述阀座与所述圆形凹槽一之间，所述阀座托架的内侧端面上设有用于顶靠所述阀座密封环的凸起，且所述阀座托架的内侧端面与所述阀座的后端面之间留有供介质进入的间隙；所述阀座托架的外侧端面上分别成型有与其同轴的内环壁和外环壁，所述外环壁与所述圆形凹槽一的内侧壁滑动配合，所述内环壁与所述圆形凹槽二的内侧壁滑动配合，所述柱形弹簧套装在所述内环壁与所述外环壁围成的环形凹槽内，所述柱形弹簧的一端顶靠在所述阀座托架的外侧端面上，另一端顶靠在所述圆形凹槽一的槽底面上，所述柱形弹簧可推动所述阀座托架挤压所述阀座密封环，所述阀座密封环继续挤压所述阀座，实现所述阀座与所述球芯之间的密封。

所述阀盖与所述阀体之间分别通过阀盖螺栓固定连接，所述阀盖与所述阀体之间压装有阀体密封环。

位于所述填料函下方的所述上阀盖与所述阀杆之间安装有导向套，所述阀杆与所述导向套间隙配合。

所述填料函由下至上依次包括填料座、芳纶纤维填料、填料压盖和填料压板，所述填料压板通过填料螺栓固接在所述上阀盖的顶面上，所述填料压板压紧所述填料压盖，所述填料压盖压紧所述芳纶纤维填料。

所述填料压盖的外侧壁上沿其周向设有环形凸起，所述填料压板的底面上对应所述环形凸起开有圆形凹槽三，所述环形凸起与所述圆形凹槽三之间压装有碟形弹簧。

所述气动执行机构的左右两侧设有气缸盖，所述液压缓冲器的壳体一端插装固定于所述气缸盖的中部且二者之间通过O型圈密封，所述液压缓冲器的轴向平行于所述活塞的移动方向，且所述液压缓冲器的受撞头与同侧的所述活塞相对设置。

所述球芯的密封面和所述阀座的密封面上均堆焊有硬质合金层，所述阀座上的所述硬质合金层上还设有环形刮刀结构，所述环形刮刀结构由硬质合金堆焊而成，所述环形刮刀结构与所述球芯的密封面密封配合。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的高频球阀，在气动执行机构上安装了液压缓冲器，又将阀杆与球芯制成了一体式结构，能够有效减小气动执行机构对阀杆以及球芯的高频冲击力，使阀杆和球芯的抗冲击性能得到显著提高；同时，为了便于一体式阀杆球芯装入阀体，在阀体顶部开设了通孔一并设置了上阀盖；为了实现阀体两侧都能作为介质进口，设置了左阀盖和右阀盖，并且在左阀盖与球芯之间、右阀盖与球芯之间设置了相同结构的阀座组件，从而无论从左阀盖一侧进介质还是从右阀盖一侧进介质，在柱形弹簧的作用下，都能实现阀座与球芯之间的密封配合，实现阀门的开启和关闭，由于阀门左右两侧都能作为介质进口，使得阀门在安装时更加方便，提高了阀门的安装适应性。

附图说明

图1为传统的高频球阀的主剖视图；

图2为图1中A区域的放大图；

图3为本实用新型的主剖视图；

图4为图3中B区域的放大图；

图5为图3中C区域的放大图；

图6为液压缓冲器与气动执行机构的安装结构示意图。

图3至图6中的附图标记：21-阀体；221-上阀盖；222-左阀盖；223-右阀盖；23-阀杆；24-球芯；241-球芯的密封面；25-气动执行结构；251-活塞；252-气缸盖；26-阀盖螺栓；27-阀体密封环；28-液压缓冲器；281-受撞头；29-轴向通道；30-阀座；301-阀座的密封面；302-环形刮刀；31-阀座密封环；32-阀座托架；321-凸起；322-内环壁；323-外环壁；33-柱形弹簧；34-圆形凹槽一；35-圆形凹槽二；36-间隙；37-导向套；38-填料座；39-芳纶纤维填料；40-填料压盖；401-环形凸起；41-填料压板；411-圆形凹槽三；42-填料螺栓；43-碟形弹簧；44-O型圈；45-锁紧螺母。

具体实施方式

见图3至图6，本实用新型的一种高频球阀，其包括阀体21、阀盖、阀杆23、球芯24和气动执行结构25，阀杆23和球芯24一体制成，阀盖包括上阀盖221、左阀盖222和右阀盖223，阀体21的上端开有供球芯24穿过的通孔一，上阀盖221的颈部配合插入通孔一，上阀盖221的法兰与阀体21通过阀盖螺栓26固定连接，且二者之间压装有阀体密封环27，球芯24位于阀体21内，阀杆23穿过上阀盖221后与气动执行机构25连接，阀杆23与上阀盖221之间通过填料函密封，气动执行机构25的内部安装有用于缓冲活塞251的液压缓冲器28；左阀盖222和右阀盖223结构相同且其内部设有轴向通道29，阀体21的左右两侧对称开有通孔二，左阀盖222和右阀盖223的颈部分别配合插入通孔二，且左阀盖222和右阀盖223的法兰分别通过阀盖螺栓26固定安装在阀体21的左侧面和右侧面上，且左阀盖222与阀体21之间、右阀盖223与阀体21之间分别压装有阀体密封环27；左阀盖222和右阀盖223的颈部内周面上分别安装有与阀座组件，阀座组件由阀体21内向外依次包括阀座30、阀座密封环31和阀座托架32，阀座的密封面301与球芯的密封面241配合，阀座托架32内部设有柱形弹簧33，柱形弹簧33的一端顶靠在阀座托架32上，另一端顶靠在左阀盖222或右阀盖223上。

见图4，左阀盖222的颈部内周面上开有同轴的圆形凹槽一34和圆形凹槽二35，阀座30、阀座密封环31和阀座托架32分别配合插装于圆形凹槽一34内，且阀座密封环31位于阀座30与圆形凹槽一34之间，阀座托架32的内侧端面上设有用于顶靠阀座密封环31的凸起321，且阀座托架32的内侧端面与阀座30的后端面之间留有供介质进入的间隙36；阀座托架32的外侧端面上分别成型有与其同轴的内环壁322和外环壁323，外环壁323与圆形凹槽一34的内侧壁滑动配合，内环壁322与圆形凹槽二35的内侧壁滑动配合，柱形弹簧33套装在内环壁322与外环壁323围成的环形凹槽内，柱形弹簧33的一端顶靠在阀座托架32的外侧端面上，另一端顶靠在圆形凹槽一34的槽底面上，柱形弹簧33可推动阀座托架32挤压阀座密封环31，阀座密封环31继续挤压阀座30，实现阀座30与球芯24之间的密封。如此设计，结构设计合理且紧凑，同时也便于组装。以介质从左阀盖222的轴向通道29进入为例，柱形弹簧33推动阀座托架32，使阀座托架32上的凸起321挤压阀座密封环31，实现阀座30与左阀盖222之间的密封，同时，阀座密封环31挤压阀座30，阀座托架32与阀座30之间的间隙36内的介质也挤压阀座30，实现阀座30与球芯24之间的密封。介质从右阀盖进入同理，不再赘述。

见图5，位于填料函下方的上阀盖221与阀杆23之间安装有导向套37，阀杆23与导向套37间隙配合，通过设置导向套，可保证阀杆、球芯与上阀盖之间的同轴度。

见图5，填料函由下至上依次包括填料座38、芳纶纤维填料39、填料压盖40和填料压板41，填料压板41通过填料螺栓42固接在上阀盖222的顶面上，填料压板41压紧填料压盖40，填料压盖40压紧芳纶纤维填料39；填料压盖40的外侧壁上沿其周向设有环形凸起401，填料压板41的底面上对应环形凸起401开有圆形凹槽三411，环形凸起401与圆形凹槽三411之间压装有碟形弹簧43。由于硅粉硬度高，传统的石墨填料或聚四氟乙烯填料经长期使用后容易磨损，导致阀门泄露，因此本实用新型采用耐磨性能优异的芳纶纤维填料，能够大大提高填料的耐磨性能，延长阀门使用寿命，同时，通过在填料压盖和填料压板之间加装碟形弹簧，能够实现填料的动态密封，提高填料密封性能。

见图6，气动执行机构25的左右两侧设有气缸盖252，液压缓冲器28的壳体一端插装固定于气缸盖252的中部且二者之间通过O型圈44密封，并通过锁紧螺母45锁紧，液压缓冲器28的轴向平行于活塞251的移动方向，且液压缓冲器28的受撞头281与同侧的活塞251相对设置。液压缓冲器使用市面上现有的液压缓冲器即可，当两个活塞做相向运动时，液压缓冲器能够对活塞起到有效的缓冲作用，进而大大减小气动执行机构对阀门的冲击力，提高阀门耐冲击性能。

见图4，球芯的密封面241和阀座的密封面301上均堆焊有硬质合金层，阀座30上的硬质合金层上还设有环形刮刀302结构，环形刮刀302结构由硬质合金堆焊而成，环形刮刀302结构与球芯的密封面241密封配合。如此设计，能够提高密封面处的耐磨性，延长阀门整机的使用寿命，刮刀结构设计还能起到自清洁作用。

Claims (8)

1.一种高频球阀，其包括阀体、阀盖、阀杆、球芯和气动执行结构，其特征在于：所述阀杆和球芯一体制成，所述阀盖包括上阀盖、左阀盖和右阀盖，所述阀体的上端开有供球芯穿过的通孔一，所述上阀盖的颈部配合插入所述通孔一，所述上阀盖的法兰与所述阀体密封固接，所述球芯位于所述阀体内，所述阀杆穿过所述上阀盖后与气动执行机构连接，所述阀杆与所述上阀盖之间通过填料函密封，所述气动执行机构的内部安装有用于缓冲活塞的液压缓冲器；所述左阀盖和所述右阀盖结构相同且其内部设有轴向通道，所述阀体的左右两侧对称开有通孔二，所述左阀盖和所述右阀盖的颈部分别配合插入所述通孔二，且所述左阀盖和所述右阀盖的法兰分别密封固接在所述阀体的左侧面和右侧面上；所述左阀盖和所述右阀盖的颈部内周面上分别安装有与阀座组件，所述阀座组件由所述阀体内向外依次包括阀座、阀座密封环和阀座托架，所述阀座的密封面与所述球芯的密封面配合，所述阀座托架内部设有柱形弹簧，所述柱形弹簧的一端顶靠在所述阀座托架上，另一端顶靠在所述左阀盖或所述右阀盖上。

2.根据权利要求1所述的一种高频球阀，其特征在于：所述左阀盖的颈部内周面上开有同轴的圆形凹槽一和圆形凹槽二，所述阀座、所述阀座密封环和所述阀座托架分别配合插装于所述圆形凹槽一内，且所述阀座密封环位于所述阀座与所述圆形凹槽一之间，所述阀座托架的内侧端面上设有用于顶靠所述阀座密封环的凸起，且所述阀座托架的内侧端面与所述阀座的后端面之间留有供介质进入的间隙；所述阀座托架的外侧端面上分别成型有与其同轴的内环壁和外环壁，所述外环壁与所述圆形凹槽一的内侧壁滑动配合，所述内环壁与所述圆形凹槽二的内侧壁滑动配合，所述柱形弹簧套装在所述内环壁与所述外环壁围成的环形凹槽内，所述柱形弹簧的一端顶靠在所述阀座托架的外侧端面上，另一端顶靠在所述圆形凹槽一的槽底面上，所述柱形弹簧可推动所述阀座托架挤压所述阀座密封环，所述阀座密封环继续挤压所述阀座，实现所述阀座与所述球芯之间的密封。

3.根据权利要求1或2所述的一种高频球阀，其特征在于：所述阀盖与所述阀体之间分别通过阀盖螺栓固定连接，所述阀盖与所述阀体之间压装有阀体密封环。

4.根据权利要求1或2所述的一种高频球阀，其特征在于：位于所述填料函下方的所述上阀盖与所述阀杆之间安装有导向套，所述阀杆与所述导向套间隙配合。

5.根据权利要求1或2所述的一种高频球阀，其特征在于：所述填料函由下至上依次包括填料座、芳纶纤维填料、填料压盖和填料压板，所述填料压板通过填料螺栓固接在所述上阀盖的顶面上，所述填料压板压紧所述填料压盖，所述填料压盖压紧所述芳纶纤维填料。

6.根据权利要求5所述的一种高频球阀，其特征在于：所述填料压盖的外侧壁上沿其周向设有环形凸起，所述填料压板的底面上对应所述环形凸起开有圆形凹槽三，所述环形凸起与所述圆形凹槽三之间压装有碟形弹簧。

7.根据权利要求1或2所述的一种高频球阀，其特征在于：所述气动执行机构的左右两侧设有气缸盖，所述液压缓冲器的壳体一端插装固定于所述气缸盖的中部且二者之间通过O型圈密封，所述液压缓冲器的轴向平行于所述活塞的移动方向，且所述液压缓冲器的受撞头与同侧的所述活塞相对设置。

8.根据权利要求1或2所述的一种高频球阀，其特征在于：所述球芯的密封面和所述阀座的密封面上均堆焊有硬质合金层，所述阀座上的所述硬质合金层上还设有环形刮刀结构，所述环形刮刀结构由硬质合金堆焊而成，所述环形刮刀结构与所述球芯的密封面密封配合。