CN210566411U - 一种热力管网焊接球阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种热力管网焊接球阀，包括阀体、阀座组件和球形阀芯，阀座组件与阀芯之间设有密封结构，阀座组件包括阀座，阀座具有锥形面，密封结构包括设置于锥形面上的第一密封圈、第二密封圈和金属密封层，第一密封圈朝向球形阀芯突出锥形面的高度大于第二密封圈朝向球形阀芯突出锥形面的高度，第二密封圈朝向球形阀芯突出锥形面的高度大于金属密封层的厚度。第一密封圈形成初始密封即第一道密封，当工况系统开始工作时，介质压力产生活塞效应促使第二密封圈形成第二道密封，当系统压力不断升高时，阀座上的金属密封层与球形阀芯的表面紧密贴合，形成第三道密封。三级密封的结构设计，即使第一密封圈磨损后，阀门依然具有较好的密封性。
Description
技术领域
本实用新型涉及阀门领域，具体涉及一种热力管网焊接球阀。
背景技术
传统的热力管网球阀大多采用直筒形外观的阀体，阀体中设有阀座组件，阀芯采用球形结构，阀芯与阀座组件之间大多采用单道聚四氟乙烯材质的密封圈，但是该种密封方式使得密封圈磨损速度很快，特别是介质压力较大的工况下，导致阀门使用寿命较短。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种热力管网焊接球阀，以解决现有技术中存在的阀座组件与阀芯之间单道密封圈易磨损导致密封失效造成阀门使用寿命短的问题。
为实现上述目的，本实用新型的一种热力管网焊接球阀采用如下技术方案：一种热力管网焊接球阀，包括阀体、阀座组件和球形阀芯，阀座组件与阀芯之间设置有密封结构，所述阀座组件包括阀座，阀座具有与球形阀芯配合的锥形面，密封结构包括设置于锥形面上的第一密封圈、第二密封圈和金属密封层，第一密封圈朝向球形阀芯突出锥形面的高度大于第二密封圈朝向球形阀芯突出锥形面的高度，第二密封圈朝向球形阀芯突出锥形面的高度大于金属密封层的厚度。
所述锥形面上设置有供第一密封圈安装的第一安装槽，第一密封圈的截面为三角形结构，三角形结构的一条棱边朝向球形阀芯用于与球形阀芯顶压密封配合。
所述锥形面上于第一安装槽处设置有便于橡胶圈拆装的环槽。
所述第二密封圈的截面为矩形结构，锥形面上设有供密封环安装的开口朝向球形阀芯的第二安装槽，矩形结构朝向球形阀芯的端角缺失形成坡面用于与球形阀芯顶压密封配合。
所述金属密封层覆盖沿阀座径向方向第二密封圈以外的锥形面部分，第一密封圈位于金属密封层所覆盖的锥形面部分上。
所述阀座组件还包括位于阀座外侧的弹簧座和挡圈，弹簧座上设有供弹簧安装的并开口朝向阀座的弹簧安装孔。
所述阀体的内壁上于挡圈的外侧设有环形限位槽，环形限位槽中安装有孔用钢丝挡圈。
本实用新型的有益效果：第一密封圈与球形阀芯的表面紧密贴合，形成初始密封即第一道密封，当工况系统开始工作时，介质压力产生活塞效应而产生介质推力，第一密封圈产生弹性变形而促使第二密封圈与球形阀芯的表面紧密贴合，形成第二道密封，当系统压力不断升高时，第一密封圈和第二密封圈均产生弹性变形，这时阀座上的金属密封层与球形阀芯的表面紧密贴合，形成第三道密封。三级密封的结构设计，使阀门能够适合不同压力级别的工况，在介质流体压力较大时，即使第一密封圈磨损后，阀门依然具有较好的密封性。
附图说明
图1是本实用新型的一种热力管网焊接球阀的一个实施例的结构示意图；
图2是图1中阀体与阀座组件的配合结构示意图；
图3是阀座组件的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的一种热力管网焊接球阀的实施例，如图1-图3所示，包括阀体、阀座组件4和球形阀芯3，球形阀芯3具有流道6。阀体包括相对设置的第一阀体1和第二阀体2，各阀体均包括连接段29和与连接段29一体成型的且开口朝向另一阀体的半球形段30，两个阀体的半球形段30的端面通过环形焊缝焊接在一起。阀座组件4设置于各阀体的连接段与半球形段的连接处，阀座组件与阀芯之间设置有密封结构21。阀座组件与阀体内壁之间设置有O形密封圈。
本实施例中阀体的数量为两个，相应地阀座组件4的数量也为两个。两个阀体的结构相同，两个阀座组件的结构也相同，下面以其中一个阀座组件为为例进行详细说明其结构。阀座组件4可拆安装于相应的阀体中，阀座组件4包括依次设置的阀座15、弹簧座16和挡圈17，密封结构21设置于阀座15上。弹簧座16上设有供弹簧安装的并开口朝向阀座的弹簧安装孔，弹簧座的另一端面上设置有螺杆19，螺杆的数量为多个并周向间隔设置于弹簧座上，挡圈17上设置有与各螺杆一一对应的螺杆穿孔，螺杆上设置有锁紧螺母18。阀体的内壁上于挡圈的外侧设有环形限位槽20，环形限位槽中安装有孔用钢丝挡圈以对阀座组件进行限位挡止。各阀体的介质流道的端部均设置有扩口段，便于阀座的安装和取出。当阀门出现故障时，可以不用将阀体解体即可进行内部零部件的更换，大大缩短了阀门的维修时间，甚至在用户现场就可完成，极大的方便了用户的管网维护。
密封结构21为三级密封，阀座15具有与球形阀芯配合的锥形面26，密封结构21包括设置于锥形面上的第一密封圈23、第二密封圈22和金属密封层25。第一密封圈23为氟橡胶O形圈且其截面为三角形结构，三角形结构的一条棱边朝向球形阀芯用于与球形阀芯顶压密封配合，锥形面上设置有供第一密封圈23安装的第一安装槽，锥形面26上于第一安装槽处设置有便于橡胶圈拆装的环槽24。第二密封圈22采用增强聚四氟乙烯聚合物密封环，密封环的截面为矩形结构，锥形面上设有供密封环安装的开口朝向球形阀芯的第二安装槽。矩形结构朝向球形阀芯的端角缺失形成坡面用于与球形阀芯顶压密封配合。金属密封层25采用堆焊钴基合金，且金属密封面并不覆盖整个锥形面，金属密封层覆盖沿阀座径向方向第二密封圈以外的锥形面部分。金属密封层25的设置使得在阀门开启和关闭过程中，阀座对依附在球形阀芯表面上的污垢、结垢等影响密封效果的颗粒型介质进行自清洁，保证阀门长期有效的运行。第一密封圈位于合金密封层覆盖的锥形面部分上。第一密封圈23朝向球心阀芯的棱边突出锥形面26的高度大于第二密封圈22朝向球形阀芯突出的高度，第二密封圈22朝向球形阀芯突出的高度大于合金密封层25的厚度，以使第一密封圈23形成第一道密封、第二密封圈22形成第二道密封、合金密封层25形成第三道密封的三级密封结构。
上述三级密封实现过程为：第一密封圈23在弹簧的作用下与球形阀芯的表面紧密贴合，形成初始密封即第一道密封，当工况系统开始工作时，介质压力产生活塞效应而产生介质推力，第一密封圈产生弹性变形而促使第二密封圈22与球形阀芯的表面紧密贴合，形成第二道密封，当系统压力不断升高时，第一密封圈和第二密封圈均产生弹性变形，这时阀座上的金属密封层25与球形阀芯的表面紧密贴合，形成第三道密封。三级密封结构的设计，使阀门能够适合不同压力级别的工况，阀门密封更加安全可靠。
阀芯3包括筒体7和位于筒体外侧的球形侧板8，筒体7的内腔形成上述流道6，筒体7与球形侧板8之间形成空腔，起到减重的作用。第一阀体1和第二阀体2的端面焊接处相对设置有分别供固定轴安装的第一安装孔和供电动执行机构的驱动轴安装的第二安装孔。空腔中设置有分别与第一安装孔对应的第一安装凸台12和与第二安装孔对应的第二安装凸台9。第一安装凸台12上设置有用于与固定轴13转动配合安装的配合孔，第二安装凸台9上设置有供电动执行机构5的驱动轴11传动连接的连接孔。第一安装孔中设置有焊接有轴套，固定轴13安装于轴套中，轴套的端部可拆连接有端盖14。第二安装孔中焊接有滑动轴承10，滑动轴承10的端部设置有连接法兰27以供电动执行机构安装，电动执行机构的驱动转与滑动轴承的内圈紧配合安装。滑动轴承10的端部与连接法兰之27间设置有轴承封盖28，三者通过螺钉固定连接。
本实施例中的阀门的阀体采用两个对开式的阀体焊接而成，且采用单焊缝形式，焊接点壁现有技术少，泄漏点少。焊缝在整个阀体的中间位置，焊缝远离阀座组件，焊接过程中产生的高温热量尽量少的传至阀座位置，确保阀座不会变形造成卡塞导致密封失效，而且也保证了阀座与阀体之间的密封受焊缝热量影响较少，确保密封性。而且，球形阀体结构紧凑，刚度大，确保阀门在受到轴向压力、拉力、径向弯矩时，阀门可以启闭灵活。
在本实用新型的其他实施例中，在保证阀芯和阀座之间密封性的前提下，密封结构也可以只具有第一密封圈形成一道密封；密封结构也可以只具有第二密封圈形成一道密封；密封结构也可以只具有金属密封层形成一道密封；密封结构也可以同时具有第一密封圈、第二密封圈、金属密封层中的任意两个，此时具有了两道密封；在保证密封性能前提下，第一密封圈的截面也可以为矩形结构，也可以为圆形结构。
Claims (7)
1.一种热力管网焊接球阀，包括阀体、阀座组件和球形阀芯，阀座组件与阀芯之间设置有密封结构，其特征在于：所述阀座组件包括阀座，阀座具有与球形阀芯配合的锥形面，密封结构包括设置于锥形面上的第一密封圈、第二密封圈和金属密封层，第一密封圈朝向球形阀芯突出锥形面的高度大于第二密封圈朝向球形阀芯突出锥形面的高度，第二密封圈朝向球形阀芯突出锥形面的高度大于金属密封层的厚度。
2.根据权利要求1所述的热力管网焊接球阀，其特征在于：所述锥形面上设置有供第一密封圈安装的第一安装槽，第一密封圈的截面为三角形结构，三角形结构的一条棱边朝向球形阀芯用于与球形阀芯顶压密封配合。
3.根据权利要求2所述的热力管网焊接球阀，其特征在于：所述锥形面上于第一安装槽处设置有便于橡胶圈拆装的环槽。
4.根据权利要求1所述的热力管网焊接球阀，其特征在于：所述第二密封圈的截面为矩形结构，锥形面上设有供密封环安装的开口朝向球形阀芯的第二安装槽，矩形结构朝向球形阀芯的端角缺失形成坡面用于与球形阀芯顶压密封配合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的热力管网焊接球阀，其特征在于：所述金属密封层覆盖沿阀座径向方向第二密封圈以外的锥形面部分，第一密封圈位于金属密封层所覆盖的锥形面部分上。
6.根据权利要求1所述的热力管网焊接球阀，其特征在于：所述阀座组件还包括位于阀座外侧的弹簧座和挡圈，弹簧座上设有供弹簧安装的并开口朝向阀座的弹簧安装孔。
7.根据权利要求1所述的热力管网焊接球阀，其特征在于：所述阀体的内壁上于挡圈的外侧设有环形限位槽，环形限位槽中安装有孔用钢丝挡圈。
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