CN209943577U - 一种软硬密封球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种软硬密封球阀，包括阀体、阀座、阀杆和球形阀芯，所述球形阀芯上开设有同轴分布的第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽和第二沟槽分别位于球型阀芯的两端，所述第一沟槽和第二沟槽上分别通过硫化固定有第一橡胶圈和第二橡胶圈，所述第一橡胶圈和第二橡胶圈处于拉伸状态，所述第一橡胶圈和第二橡胶圈分别在球型阀芯处于关闭状态时弹性抵压阀座从而构成次级软密封；本技术方案相比于现有的直接在阀座上开槽，工艺简单，成本低廉，且橡胶圈与沟槽的配合容易，并可直接在现有的硬密封球阀中进行改造，实用性很高，另外直接在球形阀芯上开槽，整个球阀结构无明显改变。

Description

一种软硬密封球阀

技术领域

本实用新型涉及阀门领域，尤其涉及一种软硬密封球阀。

背景技术

球阀主要是通过一个有孔的球体，在阀杆的控制下作90°旋转，使阀门开启或关闭，由于其通道直径等于或小于管道内径，流体阻力小，开关迅速、方便，寿命长、可靠性高，得到了广泛的应用。

现有的球阀的密封形式大致分为软密封和硬密封两种。

软密封球阀的特点是：在预紧力或流体压力作用下，阀座材料多为特殊的塑料，如由PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟己烯)、尼龙等相对更硬和刚性更大的塑料材料制成以满足使用温度与压力性能，利用其固有的弹性特性与球体压紧，并使阀座材料产生弹性塑性变形而达到密封，其密封效果取决于阀座在流体压力或预紧力的作用下，能够补偿球体的不圆度和表面微观不平的程度。此外，当球阀装配调试好后，密封面上的预紧力就固定了。软密封球阀的缺点主要是：当球阀使用一段时间后，由于阀座的磨损，以及塑性残余变形，紧密贴合的阀座和球体将逐渐的松驰，密封比压也将逐渐降低而发生渗漏，受阀座材料耐温的限制，上述球阀一般仅用于较低压力(1.6Mpa左右)与较低的温度(200°以下)下工作。

硬密封球阀的特点是：阀体、球体和阀座都是用金属材料制造，阀座为金属或耐热合金。阀座材料采用金属对金属密封副的优点是：适用温度范围广，各种金属材料的热膨胀系数相差不大，只要选用得当，可以达到基本一致，有利于协调温差变形；缺点是：金属材料硬度高，达到密封的比压亦高，在压力较低的场合，难以靠流体的压力达到密封的效果，即便是采用预紧力达到密封，但因密封比压较大，球阀的启闭转矩亦大，密封副的磨损越快，阀门的使用寿命不高。由于开关扭矩增大的因素，靠人工操作是比较困难的事，所以硬密封球阀一般多采用齿轮箱、电动或气动阀门执行机构驱动阀门的启闭，阀门驱动装置有的会比阀门价格高出许多，不是所有的应用场合都需要此设备，有时候增加这些装置是不得已的事。

因此，于2010年6月10日申请的公开号为CN102278491A的中国专利文献涉及了一种软硬双密封固定球阀，包括阀体、阀座和球形阀芯，阀座固定于阀体的流道口与球形阀芯之间，阀体、阀座和球形阀芯皆为金属材质，阀座具有硬密封面，硬密封面为阀座上与球形阀芯相接触的面，硬密封面形状与其所对应的球形阀芯的圆弧面一致，硬密封面与球形阀芯接触构成初级硬密封，阀座上固定有橡胶材质的第一O形圈，第一O形圈与球形阀芯接触构成次级软密封，采用初级硬密封和次级软密封相结合的软硬双密封组合密封结构，使球阀的密封性能更可靠，基本达到“零泄漏”密封要求，橡胶材质的第一O形圈外表面具有聚四氟乙烯层，不仅保证密封面的弹性和韧性，还减小了摩擦，提高了耐磨性，使球阀的开闭使用次数提高到十倍以上。

但本领域的技术人员在实施过程中发现，在阀体内部开槽不仅工艺复杂，而且加工成本高，因此，本领域的技术人员很容易的想到在球体表面开槽，这种方式不仅工艺简单而且加工成本也低，但位于球体表面的O型圈在球阀的使用过程中，极其容易脱落，因此，现有的软硬密封球阀还是采用的在阀体内部开槽，以达到软密封的效果。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，提供了一种软硬密封球阀，该球阀通过在球体上开设沟槽，以达到软密封的效果，从而使得加工工艺简单，加工成本降低。

为了达到上述目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种软硬密封球阀，包括阀体、阀座、阀杆和球形阀芯，所述阀体、阀座和球形阀芯皆为金属材质，所述阀座固定于阀体的流道口与球形阀芯之间，所述阀杆位于阀体的安装孔内，且阀杆的一端与球形阀芯间隙配合并可控制球形阀芯旋转，所述阀座具有硬密封面，所述硬密封面为阀座上与球形阀芯相接触的面，所述硬密封面的形状与其所对应的球形阀芯的圆弧面一致，所述硬密封面与球形阀芯接触构成初级硬密封，其作出的改进是，所述球形阀芯(4) 上开设有同轴分布的第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽和第二沟槽分别位于球形阀芯的两端，所述第一沟槽和第二沟槽上分别通过硫化固定有第一橡胶圈和第二橡胶圈，所述第一橡胶圈和第二橡胶圈处于拉伸状态，所述第一橡胶圈和第二橡胶圈分别在球形阀芯处于关闭状态时弹性抵压阀座从而构成次级软密封。

作为优选，所述第一橡胶圈相对于球形阀芯表面具有第一凸起部，所述第一凸起部与阀座弹性抵压阀座从而构成次级软密封。

作为优选，所述第二橡胶圈相对于球形阀芯表面具有第二凸起部，所述第二凸起部与阀座弹性抵压阀座从而构成次级软密封。

作为优选，所述第一沟槽和第二沟槽与阀体的流道孔同轴分布。

作为更优选，所述第二沟槽与第一沟槽直径相同。

作为优选，靠近阀座的阀体上开设有收容槽，所述收容槽内放置有具有弹性件，所述弹性件与所述收容槽相匹配，所述弹性件一端弹性抵压所述阀体，所述弹性件另一端弹性抵压所述阀座，所述弹性件处于被压缩状态，所述弹性件提供使阀座向球形阀芯压紧的弹性力，从而使得硬密封面与球形阀芯压紧构成初级硬密封。

作为优选，还设有用于将阀体与阀座隔离的密封圈，所述密封圈位于阀体与阀座间。

作为优选，还设有用于将阀体与阀座隔离的防火垫，所述防火垫位于阀体与阀座间，所述防火垫与所述密封圈同轴，所述防火垫位于密封圈外侧。

本实用新型的有益效果为：

1)、本实用新型采用软硬双重密封可以保证球阀的密封性能，比普通的单种密封更不容易泄漏。

2)、球形阀芯上开槽并硫化橡胶，与金属阀座密封，即使发生火灾损失了一道软密封，也可以保证硬密封的有效性，具有一定的防火性能。

3)、本实用新型适用于多种工况下，依然有很好的密封效果。

4)、本实用新型相比于现有的直接在阀座上开槽，工艺简单，成本低廉，且橡胶圈与沟槽的配合容易，并可直接在现有的硬密封球阀中进行改造，实用性很高，另外直接在球形阀芯上开槽，整个球阀结构无明显改变，而若在阀座上开槽，为了保证整个阀体的强度，阀体体积显然会增大，导致扭矩增大，因此在球形阀芯上开槽减小了扭矩，使得产品使用寿命增加。

附图说明

图1是本实用新型软硬密封球阀的剖视图；

图2是本实用新型图1的I处的局部放大图；

图3是本实用新型图1的II处的局部放大图。

附图标记说明：1、阀体；2、阀座；3、阀杆；4、球形阀芯；41、第一沟槽；5、第一橡胶圈；51、第一凸起部；42、第二沟槽；6、第二橡胶圈；62、第二凸起部；11、收容槽；7、弹性件；8、密封圈；9、防火垫。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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”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”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，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1和图2所示的一种软硬密封球阀，包括阀体1、阀座2、阀杆3和球形阀芯4，所述阀体1、阀座2和球形阀芯4皆为金属材质，所述阀座2固定于阀体1的流道口与球形阀芯4之间，所述阀杆3位于阀体1的安装孔内，且阀杆3的一端与球形阀芯4间隙配合并可控制球形阀芯4旋转，所述阀座2具有硬密封面，所述硬密封面为阀座2上与球形阀芯4相接触的面，所述硬密封面的形状与其所对应的球形阀芯4的圆弧面一致，所述硬密封面与球形阀芯4接触构成初级硬密封，其作出的改进是，所述球形阀芯4上开设有同轴分布的第一沟槽41和第二沟槽42，所述第一沟槽41和第二沟槽42分别位于球形阀芯4的两端，所述第一沟槽41和第二沟槽42上分别通过硫化固定有第一橡胶圈5和第二橡胶圈6，所述第一橡胶圈5和第二橡胶圈6处于拉伸状态，所述第一橡胶圈5和第二橡胶圈6分别在球形阀芯 4处于关闭状态时弹性抵压阀座2从而构成次级软密封。

相比于现有的直接在阀座2上开槽，工艺简单，成本低廉，且橡胶圈与沟槽的配合容易，并可直接在现有的硬密封球阀中进行改造，实用性很高，另外直接在球形阀芯4上开槽，整个球阀结构无明显改变，而若在阀座2上开槽，为了保证整个阀体1的强度，阀体1体积显然会增大，导致扭矩增大，因此在球形阀芯4上开槽减小了扭矩，使得产品使用寿命增加。

值得说明的是，经过硫化后第一橡胶圈5和第二橡胶圈6的物理、力学性能明显改善，强度、弹性、拉伸模量增高，塑性变形减少，成为不溶弹性体，因第一橡胶圈5硫化固定在第一沟槽41上，所述第一沟槽41可以是半圆槽或是矩形槽或是其他形状的槽，第一橡胶圈5的外表面都可以与第一沟槽41的内表面弹性抵压接触，从而形成密封效果，在本实施例中，优选第一沟槽41为半圆槽。

值得说明的是，由于橡胶都可以硫化，即本实施例中第一橡胶圈5和第二橡胶圈6的材质可以是丁晴橡胶、硅橡胶、天然橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、通用橡胶、乙丙橡胶和顺丁橡胶等等，在本实施例中优选丁晴橡胶。

具体地，所述第一橡胶圈5相对于球形阀芯4表面具有第一凸起部51，所述第一凸起部 51只是相对于球形阀芯4表面而言，对于第一橡胶圈5本身横截面其可以是一个完整的圆，其中部分位于第一凹槽内，另一部分相对于球形阀芯4表面凸出，还可以是第一橡胶圈5横截面中有一凸起部分，该凸起部分相对于球形阀芯4表面形成第一凸起部51，所述第一凸起部51与阀座2弹性抵压阀座2从而构成次级软密封。

具体地，所述第一沟槽41位于处于关闭状态的球形阀芯4一端并与阀体1的流道孔同轴分布，密封球阀是通过阀杆3旋转带动球形阀芯4旋转从而达到球阀调节与启闭的功能，因此第一沟槽41需与阀体1的流道孔同轴分布，这样阀杆3旋转带动球形阀芯4旋转的过程中，当球形阀芯4处于开启状态时第一橡胶圈5便可弹性抵压阀座2，从而达到次级密封状态。

具体地，所述第二橡胶圈6相对于球形阀芯4表面具有第二凸起部62，所述第二凸起部 62只是相对于球形阀芯4表面而言，对于第二橡胶圈6本身横截面其可以是一个完整的圆，其中部分位于第二沟槽42内，另一部分相对于球形阀芯4表面凸出，还可以是第二橡胶圈6 横截面中有一凸起部分，该凸起部分相对于球形阀芯4表面形成第二凸起部62，所述第二凸起部62与阀座2弹性抵压阀座2从而构成次级软密封。

具体地，所述第二沟槽42位于处于关闭状态的球形阀芯4一端并与阀体1的流道孔同轴分布，密封球阀是通过阀杆3旋转带动球形阀芯4旋转从而达到球阀调节与启闭的功能，因此第二沟槽42需与阀体1的流道孔同轴分布，这样阀杆3旋转带动球形阀芯4旋转的过程中，当球形阀芯4处于开启状态时第二橡胶圈6便可弹性抵压阀座2，从而达到次级密封状态。

值得说明的是，第一沟槽41和第二沟槽42的直径无特殊要求，但考虑到制作工艺的难易，所述第二沟槽42与第一沟槽41优选相同的直径。

具体地，靠近阀座2的阀体1上开设有收容槽11，所述收容槽11内放置有具有弹性件7，所述弹性件7与所述收容槽11相匹配，所述弹性件7一端弹性抵压所述阀体1，所述弹性件 7另一端弹性抵压所述阀座2，所述弹性件7处于被压缩状态，所述弹性件7提供使阀座2向球形阀芯4压紧的弹性力，从而使得硬密封面与球形阀芯4压紧构成初级硬密封。

具体地，还设有用于将阀体1与阀座2隔离的密封圈8，所述密封圈8位于阀体1与阀座2间。

具体地，还设有用于将阀体1与阀座2隔离的防火垫9，所述防火垫9位于阀体1与阀座2间，所述防火垫9与所述密封圈8同轴，所述防火垫9位于密封圈8外侧。

这样，本实施例便形成了软硬双重密封，从而保证了球阀的密封性能，比普通的单种密封更不容易泄漏；球形阀芯4上开槽并硫化橡胶，与金属阀座2密封，即使发生火灾损失了一道软密封，也可以保证硬密封的有效性，具有一定的防火性能；适用于多种工况下，依然有很好的密封效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种软硬密封球阀，包括阀体(1)、阀座(2)、阀杆(3)和球形阀芯(4)，所述阀体(1)、阀座(2)和球形阀芯(4)皆为金属材质，所述阀座(2)固定于阀体(1)的流道孔与球形阀芯(4)之间，所述阀杆(3)位于阀体(1)的安装孔内，且阀杆(3)的一端与球形阀芯(4)间隙配合并可控制球形阀芯(4)旋转，所述阀座(2)具有硬密封面，所述硬密封面为阀座(2)上与球形阀芯(4)相接触的面，所述硬密封面的形状与其所对应的球形阀芯(4)的圆弧面一致，所述硬密封面与球形阀芯(4)接触构成初级硬密封，其特征在于，所述球形阀芯(4)上开设有同轴分布的第一沟槽(41)和第二沟槽(42)，所述第一沟槽(41)和第二沟槽(42)分别位于球形阀芯(4)的两端，所述第一沟槽(41)和第二沟槽(42)上分别通过硫化固定有第一橡胶圈(5)和第二橡胶圈(6)，所述第一橡胶圈(5)和第二橡胶圈(6)处于拉伸状态，所述第一橡胶圈(5)和第二橡胶圈(6)分别在球形阀芯(4)处于关闭状态时弹性抵压阀座(2)从而构成次级软密封。

2.根据权利要求1所述的一种软硬密封球阀，其特征在于，所述第一橡胶圈(5)相对于球形阀芯(4)表面具有第一凸起部(51)，所述第一凸起部(51)与阀座(2)弹性抵压阀座(2)从而构成次级软密封。

3.根据权利要求1所述的一种软硬密封球阀，其特征在于，所述第二橡胶圈(6)相对于球形阀芯(4)表面具有第二凸起部(62)，所述第二凸起部(62)与阀座(2)弹性抵压阀座(2)从而构成次级软密封。

4.根据权利要求1所述的一种软硬密封球阀，其特征在于，所述第一沟槽(41)和第二沟槽(42)与阀体(1)的流道孔同轴分布。

5.根据权利要求4所述的一种软硬密封球阀，其特征在于，所述第二沟槽(42)与第一沟槽(41)直径相同。

6.根据权利要求1所述的一种软硬密封球阀，其特征在于，靠近阀座(2)的阀体(1)上开设有收容槽(11)，所述收容槽(11)内放置有具有弹性件(7)，所述弹性件(7)与所述收容槽(11)相匹配，所述弹性件(7)一端弹性抵压所述阀体(1)，所述弹性件(7)另一端弹性抵压所述阀座(2)，所述弹性件(7)处于被压缩状态，所述弹性件(7)提供使阀座(2)向球形阀芯(4)压紧的弹性力，从而使得硬密封面与球形阀芯(4)压紧构成初级硬密封。

7.根据权利要求1所述的一种软硬密封球阀，其特征在于，还设有用于将阀体(1)与阀座(2)隔离的密封圈(8)，所述密封圈(8)位于阀体(1)与阀座(2)间。

8.根据权利要求7所述的一种软硬密封球阀，其特征在于，还设有用于将阀体(1)与阀座(2)隔离的防火垫(9)，所述防火垫(9)位于阀体(1)与阀座(2)间，所述防火垫(9)与密封圈(8)同轴，所述防火垫(9)位于密封圈(8)外侧。

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