CN210196525U - 金属多层环球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及球阀技术领域，尤其涉及一种金属多层环球阀，采用环形的硬质材料制作为密封组件(活塞环)，经过特殊热处理,精密设备加工，研磨密封组件的密封弧面与阀芯外端面的球面吻合，达到零泄漏，且阀芯转动时，硬质材料制作的密封组件还能够刮除阀芯外端面上的物料，进一步提高密封效果。多层金属密封环由金属石墨层与不锈钢层相互间隔加持形成，金属石墨层与不锈钢层同步磨损，有着超高的自补偿功能，实现耐温耐磨。寿命加长，使用寿命比气囊或软质密封高出10倍，更换与维护比气囊更简单，无需调整中心，无需考虑间隙问题。

Description

金属多层环球阀

技术领域

本实用新型涉及球阀技术领域，尤其涉及一种金属多层环球阀。

背景技术

普通球阀密封主要依靠在预紧力或流体压力作用下，阀座与球体压紧并使阀座材料产生弹塑性变形而达到密封。由于阀体和球体采用金属材料，阀座选用软质的非金属材料，当这类球阀应用于冷、热态工作环境中，由于阀座和阀体的材料不同，热胀冷缩不一致，容易造成在运行中球阀发生渗漏或阀门启闭失灵。

公告号为CN205331479U的一种圆顶阀，以及公开号为CN105650298A的一种圆顶阀，都是采用硬(金属)密封组件与阀芯接触来实现切断介质的目的，由于金属接触密封无法达到可观的密封效果，稍微与介质摩擦一段时间，就会引起密封不严，仓泵加压后，直接冲刷密封面与球面，导致短期内损坏。

公告号为CN207364311U的一种新型的双密封形式圆顶阀，增加了一处软性材质密封，在密封性上已达到改进(双密封，)比硬质密封严密，但是软密封必须要靠密封比压才能实现密封，由于在使用过程中，软性材质的磨损速度大于硬密封的磨损速度，导致软性密封件与球顶过盈接触面磨损后，无法产生有效密封，随之产生泄漏。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有技术中球阀硬(金属)密封组件摩擦一段时间后，会引起密封不严，仓泵加压后，直接冲刷密封面与球面，导致短期内损坏，以及双密封(硬质密封加软质密封)虽然增加了软密封，但是在使用过程中，软性材质的磨损速度大于硬密封的磨损速度，导致软性密封件与球顶过盈接触面磨损后，无法产生有效密封，随之产生泄漏的技术问题，本实用新型提供一种金属多层环球阀。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种金属多层环球阀，阀芯和阀体，所述阀芯设置在所述阀体内；

执行结构，所述执行结构驱动阀芯在所述阀体的开启和关闭之间转动；

活塞环，所述活塞环设置在阀芯和阀体之间；

充气室，充气室内的气体作用于活塞环使其在所述阀体的开启和关闭之间作远离和抵靠所述阀芯的运动，从而充气室正压时，所述活塞环受压使得密封件抵靠在所述阀芯表面；充气室泄压时，活塞环远离所述阀芯表面；

活塞环的下部为硬质材质，活塞环的下部和阀芯的外端面之间相互匹配且形成硬质密封。本实用新型金属多层环球阀，采用环形的硬质材料制作为密封组件(活塞环)，经过特殊热处理,精密设备加工，研磨密封组件的密封面与阀芯外端面的球面吻合，达到零泄漏，且阀芯转动时，硬质材料制作的密封组件还能够刮除阀芯外端面上的物料，进一步提高密封效果。

进一步，具体地作为优选，所述活塞环的下部为多层金属密封环结构，多层金属密封环结构的底部靠近密封组件的内圈部位形成与阀芯的外端面相互配合的密封弧面。

进一步，所述多层金属密封环结构由环状的金属石墨层与环状的不锈钢层相互间隔加持形成。优选四层不锈钢层和三层金属石墨层，相互间隔设置，同步磨损，有着超高的自补偿功能，实现耐温耐磨。寿命加长，使用寿命比气囊或软质密封高出10倍，更换与维护比气囊更简单，无需调整中心，无需考虑间隙问题。

进一步，为了便于加工和装配，所述活塞环为分体式结构，包括上密封压盖和多层金属密封环结构，上密封压盖和多层金属密封环结构之间通过连接件可拆卸固定连接，上密封压盖的顶部和限位部之间形成充气室。

为了保证耐磨性，所述多层金属密封环结构的顶部和底部均为不锈钢层，所述密封弧面中至少有一层金属石墨层。

进一步，为了便于设置密封组件(活塞环)，阀体包括阀座和阀盖，阀体的上端为阀座，环形的阀盖固定设置于阀座的上端，所述阀芯与执行结构相连，所述阀盖的上端面的内圈向内部延伸形成限位部后，限位部内圈向下延伸形成限位圈，限位部和限位圈的内部形成周向的通道，活塞环设置在通道内，所述活塞环的顶部和限位部之间形成所述的充气室，所述阀盖上开设有气道，所述气道的一端和充气室相连通，所述气道的另一端连接有气源组件。

进一步，所述活塞环上还设置有用于检测充气室是否漏气的检漏机构。

进一步，具体地作为优选，所述检漏机构包括上密封压盖的上端面向多层金属密封环结构开设的检漏气源孔，检漏气源孔的顶端和充气室相连通，检漏气源孔底部靠近密封弧面但不穿过多层金属密封环结构。优选检漏气源孔底部延伸至最下面一层金属石墨层的上端，靠近密封弧面的位置，这样当密封弧面研磨到一定程度(需要更换的时候，此时检漏气源孔底部已贯穿多层金属密封环)，检漏气源孔能够及时检测到多层金属密封环是否已经失效。

进一步，具体地，所述执行机构包括转轴、凸轮、摆缸、接近开关和控制器，所述阀体上还固定连接有支架，所述凸轮套装在转轴上，转轴贯穿支架，转轴的一端和阀芯连接，转轴另一端和摆缸连接，控制器定设置在支架，接近开关设置在控制器的底部，摆臂的上端和控制器底部的支耳铰接，摆臂的下端安装有滚轮，摆臂中部安装有外凸的传感器，滚轮和转轴同轴设置，当球阀关闭状态时，凸轮和滚轮相互抵靠，抬起摆臂，使得传感器和接近开关相互接触，当球阀打开状态时，摆臂的下端下落，凸轮和滚轮互脱离，摆臂下落，使得传感器和接近开关相互脱离，接近开关和控制器电性连接，控制器和气源组件电性连接。球阀关闭是的转轴转向和球阀关开启时转轴转向相反。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的金属多层环球阀，采用环形的硬质材料制作为密封组件(活塞环)，经过特殊热处理,精密设备加工，研磨密封组件的密封弧面与阀芯外端面的球面吻合，达到零泄漏，且阀芯转动时，硬质材料制作的密封组件还能够刮除阀芯外端面上的物料，进一步提高密封效果。多层金属密封环由金属石墨层与不锈钢层相互间隔加持形成，金属石墨层与不锈钢层同步磨损，有着超高的自补偿功能，实现耐温耐磨。寿命加长，使用寿命比气囊或软质密封高出10倍，更换与维护比气囊更简单，无需调整中心，无需考虑间隙问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型金属多层环球阀最优实施例的立体结构示意图。

图2是本实用新型金属多层环球阀最优实施例的俯视图。

图3是图2中的A-A剖视图。

图4是图3中的B处放大图。

图5是本实用新型金属多层环球阀转轴部件部分的立体结构示意图。

图中：100、阀体，200、阀芯，201、外端面，300、阀座，400、阀盖，401、限位部，402、限位圈，403、气道，500、执行机构、501、转轴，502、凸轮，503、摆缸，504、接近开关，505、支架，506、控制器，507、摆臂，508、滚轮，601、上密封压盖，602、多层金属密封环结构，603、密封弧面，6021、金属石墨层，6022、不锈钢层。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1-5所示，是本实用新型最优实施例，一种金属多层环球阀，包括阀体100、阀芯200、阀座300和阀盖400，阀芯200设置于阀体100内部，阀体100的上端为阀座300，环形的阀盖400固定设置于阀座300的上端，阀芯200与执行机构500相连，转轴部件500转动带动所述阀芯200运动从而实现球阀的开启或关闭，阀盖400的上端面的内圈相内部延伸形成限位部401后，限位部401内圈向下延伸形成限位圈402，限位部401和限位圈402的内部形成周向的通道M，通道M内设置有活塞环，活塞环的顶部和限位部401之间形成充气室N，阀盖400上开设有气道403，气道403的一端和充气室N相连通，气道403的另一端通过管路连接有气源组件，当球阀关闭状态，充气室N内充气时，密封组件的底部靠近密封组件的内圈部位抵靠在阀芯200的外端面201上，活塞环和阀芯200的外端面201相互配合且密封，活塞环的下部为硬质材质，使得活塞环和阀芯200的外端面201形成硬质密封。

活塞环为分体式结构，包括上密封压盖601和多层金属密封环结构602，多层金属密封环结构602通过螺栓和上密封压盖601固定连接，上密封压盖601和通道M的侧壁之间设置有密封圈，上密封压盖601的顶部和限位部401之间形成充气室N，多层金属密封环结构602的底部靠近密封组件的内圈部位形成与阀芯200的外端面201相互配合的密封弧面603，多层金属密封环结构602由金属石墨层6021与不锈钢层6022相互间隔加持(紧密叠加)形成。多层金属密封环结构602的顶部和底部均为不锈钢层6022，密封弧面603中至少有一层金属石墨层6021。

上密封压盖601的上端面向多层金属密封环结构602开设有检漏气源孔604，检漏气源孔604的顶端和充气室N相连通，检漏气源孔604底部靠近密封弧面603但不穿过多层金属密封环结构602的底部。

执行机构500包括转轴501、凸轮502、摆缸503、接近开关504和控制器506，阀体100上还固定连接有支架505，凸轮502套装在转轴501上，转轴501贯穿支架505，转轴501的一端和阀芯200连接，转轴501的另一端和摆缸503连接，控制器506固定设置在支架505，接近开关504设置在控制器506的底部，摆臂507的上端和控制器506底部的支耳铰接，摆臂507的下端安装有滚轮508，摆臂507中部安装有外凸的传感器，滚轮508和转轴501同轴设置，当球阀关闭状态时，凸轮502和滚轮508相互抵靠，抬起摆臂507，使得传感器和接近开关504相互接触，当球阀打开状态时，摆臂507的下端下落，凸轮502和滚轮508相互脱离，摆臂507下落，使得传感器和接近开关504相互脱离，接近开关504和控制器506电性连接，控制器506和气源组件电性连接。

工作原理：在球阀关闭时(图5的视角)，将摆缸控制转轴501顺时针(图5箭头所示)旋转一定角度，凸轮502向远离接近开关504运动，球阀打开，摆臂507的下端下落(摆臂507的安装位置即图5中所示，摆臂507在位于凸轮502向打开方向旋转的另一侧)，凸轮502和滚轮508相互脱离，摆臂507下落，使得传感器和接近开关504相互脱离，接近开关504将信号发送给控制器506，控制器506控制气源组件停止向充气室N充气，气源组件包括气泵和压力传感器，气泵用于充气，压力传感器用于检测充气室N的压力，压力传感器和控制器506电性连接，当压力传感器检测充气室N的压力下降低于设定值时，说明充气室N漏气，压力传感器将信号传给控制器506，气泵停止充气。

球阀打开状态时，将摆缸503控制转轴501逆时针旋转一定角度，凸轮502向靠近接近开关504运动，球阀关闭，摆臂507的下端上抬，凸轮502和滚轮508相互接触，使得传感器和接近开关504相互接触，接近开关504将信号发送给控制器506，控制器506控制气源组件向充气室N充气。气泵向充气室N充气时，气压下压上密封压盖601的上端面，从而上密封压盖601下压多层金属密封环结构602，使得密封弧面603抵靠并压紧在阀芯200的外端面201上，密封弧面与阀芯外端面的球面吻合，达到零泄漏，优选多层金属密封环结构602为四层不锈钢层6022和三层金属石墨层6021，且阀芯200转动时，硬质材料制作的密封组件还能够刮除阀芯200外端面201上的物料，进一步提高密封效果，多层金属密封环结构602下部的内圈(即密封弧面603)和外端面201摩擦的部分同步磨损，即使磨损，由于充气室N始终有气压，多层金属密封环结构602的密封弧面603始终都能够抵靠在外端面201上，有着超高的自补偿功能，实现耐温耐磨。寿命加长，使用寿命比气囊或软质密封高出10倍，更换与维护比气囊更简单，无需调整中心，无需考虑间隙问题。

优选检漏气源孔604底部延伸至最下面一层金属石墨层6021的上端，靠近密封弧面603的位置，这样当密封弧面603研磨到一定程度，此时检漏气源孔604底部已连通到多层金属密封环结构602底部，检漏气源孔604和阀体100内相互连通，充气室N内气压降低达不到密封压力，压力检测器将信号发送给控制器报警，气泵停止充气，与克莱德功能相同，需要更换多层金属密封环结构602，检漏气源孔能够及时检测到多层金属密封环结构602已经失效。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种金属多层环球阀，阀芯（200）和阀体（100），所述阀芯（200）设置在所述阀体（100）内；

执行结构（500），所述执行结构驱动阀芯（200）在所述阀体（100）的开启和关闭之间转动；

活塞环，所述活塞环设置在阀芯（200）和阀体（100）之间；

充气室（N），充气室（N）内的气体作用于活塞环使其在所述阀体的开启和关闭之间作远离和抵靠所述阀芯（200）的运动，从而充气室（N）正压时，所述活塞环受压使得密封件抵靠在所述阀芯（200）表面；充气室（N）泄压时，所述活塞环远离所述阀芯（200）表面；

特征在于：所述活塞环的下部为硬质材质，活塞环的下部和阀芯( 200 )的外端面(201 )之间相互匹配且形成硬质密封。

2.如权利要求1所述的金属多层环球阀，其特征在于：所述活塞环的下部为多层金属密封环结构（602），多层金属密封环结构（602）的底部靠近密封组件的内圈部位形成与阀芯(200 )的外端面( 201 )相互配合的密封弧面（603）。

3.如权利要求2所述的金属多层环球阀，其特征在于：所述多层金属密封环结构（602）由环状的金属石墨层（6021）与环状的不锈钢层（6022）相互间隔加持形成。

4.如权利要求2所述的金属多层环球阀，其特征在于：所述活塞环为分体式结构，包括上密封压盖（601）和多层金属密封环结构（602），上密封压盖（601）和多层金属密封环结构（602）之间通过连接件可拆卸固定连接，上密封压盖（601）的顶部和限位部（401）之间形成充气室（N）。

5.如权利要求3所述的金属多层环球阀，其特征在于：所述多层金属密封环结构（602）的顶部和底部均为不锈钢层（6022），所述密封弧面（603）中至少有一层金属石墨层（6021）。

6.如权利要求1所述的金属多层环球阀，其特征在于：阀体( 100 )包括阀座( 300 )和阀盖( 400 )，阀体( 100 )的上端为阀座( 300 )，环形的阀盖( 400 )固定设置于阀座(300 )的上端，所述阀芯（200）与执行结构（500）相连，所述阀盖( 400 )的上端面的内圈向内部延伸形成限位部（401）后，限位部（401）内圈向下延伸形成限位圈（402），限位部（401）和限位圈（402）的内部形成周向的通道( M )，活塞环设置在通道( M )内，所述活塞环的顶部和限位部（401）之间形成所述的充气室（N），所述阀盖( 400 )上开设有气道（403），所述气道（403）的一端和充气室（N）相连通，所述气道（403）的另一端连接有气源组件。

7.如权利要求2所述的金属多层环球阀，其特征在于：所述活塞环上还设置有用于检测充气室（N）是否漏气的检漏机构。

8.如权利要求7所述的金属多层环球阀，其特征在于：所述检漏机构包括上密封压盖（601）的上端面向多层金属密封环结构（602）开设的检漏气源孔（604），检漏气源孔（604）的顶端和充气室（N）相连通，检漏气源孔（604）底部靠近密封弧面（603）但不穿过多层金属密封环结构（602）。

9.如权利要求1所述的金属多层环球阀，其特征在于：所述执行结构包括转轴（501）、凸轮（502）、摆缸（503）、接近开关（504）和控制器（506），所述阀体( 100 )上还固定连接有支架（505），所述凸轮（502）套装在转轴（501）上，转轴（501）贯穿支架（505），转轴（501）的一端和阀芯( 200 )连接，转轴（501）的另一端和摆缸（503）连接，控制器（506）固定设置在支架（505），接近开关（504）设置在控制器（506）的底部，摆臂（507）的上端和控制器（506）底部的支耳铰接，摆臂（507）的下端安装有滚轮（508），摆臂（507）中部安装有外凸的传感器，滚轮（508）和转轴（501）同轴设置，当球阀关闭状态时，凸轮（502）和滚轮（508）相互抵靠，抬起摆臂（507），使得传感器和接近开关（504）相互接触，当球阀打开状态时，摆臂（507）的下端下落，凸轮（502）和滚轮（508）相互脱离，摆臂（507）下落，使得传感器和接近开关（504）相互脱离，接近开关（504）和控制器（506）电性连接，控制器（506）和气源组件电性连接。

Images