CN210687101U - 密封结构及三通球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种密封结构及三通球阀，密封结构设置于中心件、包围中心件的壳体之间，壳体的内表面具有环形面和端表面，密封结构包括密封圈和弹性体，密封圈的内周面与中心件的外表面密封配合，密封圈的外周面与壳体的环形面密封配合，密封圈的端面与壳体的端表面密封配合；密封圈设有绕密封圈的周向设置的环形空间，弹性体位于环形空间内，弹性体与环形空间的内表面相接触。上述密封结构及三通球阀，通过密封圈的自身结构设计，以及与密封圈配合的部件的设计，使密封结构的密封效果佳，能克服低温环境下密封圈的低温蠕变的问题；将该密封结构应用于三通球阀时，其密封效果远远好于常规球阀，而且结构简单，易于拆卸。

Description

密封结构及三通球阀

技术领域

本实用新型涉及一种密封结构。

本实用新型还涉及一种包括该密封结构的三通球阀。

背景技术

三通球阀是一种在管路设计中常用的阀门，主要用来切断、分配和改变介质的流动方向，其工作原理是靠旋转阀芯来使阀门开启或关闭。

目前的国内外主流品牌的三通球阀在密封结构上，通常采用一道密封，即在阀芯和阀体之间加一个环形密封圈，而且仅受到阀芯和阀体之间的挤压力。随着时间推移，密封圈在低温下产生蠕变，影响密封效果；另外，常规球阀通常采用法兰连接，端口容易产生磨损，导致泄露。

上述三通球阀的密封问题，在低温环境下更为明显。比如，以低温储罐为例，目前国内外主流品牌的三通球阀在低温浸泡时的泄漏率均不符合国际低温最高标准BS6364的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种密封结构及三通球阀，以解决三通球阀在低温情况下密封差、易泄露的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供一种密封结构，所述密封结构设置于中心件、包围所述中心件的壳体之间，所述壳体的内表面具有环形面和端表面，所述密封结构包括：

密封圈，所述密封圈的内周面与所述中心件的外表面密封配合，所述密封圈的外周面与所述壳体的环形面密封配合，所述密封圈的端面与所述壳体的端表面密封配合；

弹性体，所述密封圈设有绕所述密封圈的周向设置的环形空间，所述弹性体位于所述环形空间内，所述弹性体与所述环形空间的内表面相接触。

在本技术方案中，密封圈的三个面与中心件、壳体接触，且在密封圈内设置弹性体，在密封圈受径向压力挤压时，位于密封圈内的弹性体也会受到挤压，使弹性体向密封圈施加反向的力，增强密封圈对中心件、壳体的压紧力，弥补低温状态下密封圈因收缩而损失的压紧力。

优选地，所述弹性体为弹簧蓄能圈。

在本技术方案中，弹簧蓄能圈为一种较佳的弹性体，在受到挤压后能提供较佳的反向的力。

优选地，所述密封圈与所述弹性体成一体式。

在本技术方案中，密封圈与弹性体制成一体式，减少了泄漏点的产生，更简化了密封结构，方便了安装，保证了密封性能。

优选地，所述密封结构还包括轴向支撑件，所述轴向支撑件设置于所述壳体的端表面与所述密封圈的端面之间，所述轴向支撑件向所述密封圈施加沿所述密封圈的轴向的压力。

在本技术方案中，通过轴向支撑件，进一步加强了沿密封圈的轴向的密封性。

优选地，所述轴向支撑件包括支撑筒、波形弹簧、垫圈，所述波形弹簧被夹在所述支撑筒和垫圈之间，所述支撑筒、垫圈与所述壳体的端表面、所述密封圈的端面相接触，所述波形弹簧与所述密封圈同轴设置。

在本技术方案中，波形弹簧在受到支撑筒、垫圈的夹紧力时，会对支撑筒、垫圈施加轴向的力，从而使密封圈受到沿轴向的压力，加强了密封圈的密封性，弥补低温状态下密封圈因收缩而损失的压紧力。

本实用新型还提供一种三通球阀，包括阀体和阀芯，所述阀芯位于所述阀体内，所述三通球阀还包括上述密封结构，所述阀体为所述壳体，所述阀芯为所述中心件。

在本技术方案中，使用上述密封结构的三通球阀，密封效果远远好于常规球阀，而且结构简单，易于拆卸。

优选地，所述阀体包括中间体和两个连接管体，两个所述连接管体将所述中间体夹住，所述阀芯容纳于所述中间体中，所述环形面位于所述中间体的内周面上，所述端表面位于所述连接管体的端面上。

在本技术方案中，密封结构设置于中间体和连接管体的连接处，不仅保证了阀芯与中间体之间的密封，还保证了中间体和连接管体之间的密封。

优选地，所述连接管体、中间部之间形成间隙，所述密封圈具有伸入至所述间隙内的延伸部，所述延伸部与所述间隙密封配合。

在本技术方案中，延伸部将连接管体、中间部之间的间隙密封，进一步保证了阀体的密封性。

优选地，所述间隙与延伸部密封配合的表面设有条形凸起。

在本技术方案中，条形凸起起到固定延伸部的作用，避免了密封圈在低温下因蠕变而产生径向位移。

优选地，所述密封结构还包括支撑筒、波形弹簧、垫圈，所述波形弹簧被夹在所述支撑筒和垫圈之间，所述支撑筒、垫圈与所述连接管体的端表面、所述密封圈的端面相接触，所述波形弹簧与所述密封圈同轴设置。

在本技术方案中，波形弹簧在受到支撑筒、垫圈的夹紧力时，会对支撑筒、垫圈施加轴向的力，从而使密封圈受到沿轴向的压力，加强了密封圈的密封性，弥补低温状态下密封圈因收缩而损失的压紧力。

优选地，所述支撑筒包括筒主体和沿所述筒主体的径向向外延伸的凸缘，所述波形弹簧、垫圈套在所述筒主体上，所述凸缘的端面与所述密封圈的端面相接触，所述垫圈的端面与所述连接管体的端表面相接触。

在本技术方案中，筒主体用于支撑和定位波形弹簧、垫圈。

优选地，所述连接管体与所述中间件接触的一端形成向外凸出的连接凸缘；所述三通球阀还包括若干锁紧螺栓，所述锁紧螺栓依次穿过两个所述连接管体的连接凸缘，将两个所述连接管体的连接凸缘锁紧。

在本技术方案中，通过上述连接方式连接连接管体、中间件，其密封效果较现有连接好，再配合上述密封结构，能达到极佳的密封效果，保证三通球阀在低温状态下的密封性。

优选地，所述三通球阀还包括：

阀杆，所述阀杆与所述阀芯固定连接，所述阀杆的端部穿过所述阀体至所述阀体的外部，

手柄，所述手柄套在所述阀杆的端部并带动所述阀杆、阀芯转动；

自锁杆，所述自锁杆安装在所述手柄上，所述自锁杆的端部能抵在所述阀体的外表面上；所述阀体的外表面设有自锁孔，所述手柄转动过程中，所述自锁杆的端部能落入所述自锁孔中。

在本技术方案中，手柄通过自锁杆实现自锁，既能保证手柄的位置处于球阀的全开、全闭或其他预设的状态，还可以防止因意外触碰而导致的手柄的位置发生改变的问题。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

上述密封结构及三通球阀，通过密封圈的自身结构设计，以及与密封圈配合的部件的设计，使密封结构的密封效果佳，能克服低温环境下密封圈的低温蠕变的问题；将该密封结构应用于三通球阀时，其密封效果远远好于常规球阀，而且结构简单，易于拆卸。

附图说明

图1为本实用新型三通球阀的立体示意图。

图2为本实用新型三通球阀的正视图。

图3为图2所示的三通球阀的剖视图。

图4为图3所示的三通球阀的密封结构的放大示意图。

图5为图3所示的三通球阀的自锁杆的放大示意图。

附图标记说明

密封结构1，密封圈11，环形空间111，延伸部112，弹性体12，轴向支撑件13，支撑筒131，波形弹簧132，垫圈133，筒主体134，凸缘135；

阀体2，中间体21，环形面211，连接管体22，端表面221，连接凸缘222，间隙23，条形凸起231，锁紧螺栓24，自锁孔25；

阀芯3，阀杆4，手柄5，自锁杆6，限位面61，压缩弹簧7，拉环8。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。

如图1至图3所示，本实用新型提供一种密封结构1，该密封结构1设置于三通球阀的阀体2和阀芯3之间。其中，阀体2包括中间体21和两个连接管体22，两个连接管体22将中间体21夹住，阀芯3容纳于中间体21中，中间体21的内周面形成环形面211，连接管体22的端面形成端表面221。

如图4所示，密封结构1包括密封圈11和弹性体12，密封圈11的内周面与阀芯3的外表面密封配合，密封圈11的外周面与中间体21的环形面211密封配合，密封圈11的端面与连接管体22的端表面221密封配合；密封圈11设有绕密封圈11的周向设置的环形空间111，弹性体12位于环形空间111内，弹性体12与环形空间111的内表面相接触。

该密封结构1用于阀体2和阀芯3之间的密封时，密封圈11的三个面与阀体2、阀芯3接触，且在密封圈11内设置弹性体12，在密封圈11受径向压力挤压时，位于密封圈11内的弹性体12也会受到挤压，使弹性体12向密封圈11施加反向的力，增强密封圈11对阀体2、阀芯3的压紧力，弥补低温状态下密封圈11因收缩而损失的压紧力。

其中，弹性体12可为弹簧蓄能圈或者具有弹性的任何部件。为了方便安装和保证密封性能，密封圈11与弹性体12可以制成一体式，减少了泄漏点的产生，更简化了密封结构。

如图4所示，密封结构1还包括轴向支撑件13，轴向支撑件13设置于连接管体22的端表面221与密封圈11的端面之间，轴向支撑件13向密封圈11施加沿密封圈11的轴向的压力。

通过轴向支撑件13，进一步加强了沿密封圈11的轴向的密封性。轴向支撑件13的一种具体结构如图4所示，轴向支撑件13包括支撑筒131、波形弹簧132和垫圈133，波形弹簧132被夹在支撑筒131和垫圈133之间，支撑筒131、垫圈133与连接管体22的端表面221、密封圈11的端面相接触，波形弹簧132与密封圈11同轴设置。波形弹簧132在受到支撑筒131、垫圈133的夹紧力时，会对支撑筒131、垫圈133施加轴向的力，从而使密封圈11受到沿轴向的压力，加强了密封圈11的密封性，弥补低温状态下密封圈11因收缩而损失的压紧力。

其中，支撑筒131包括筒主体134和沿筒主体134的径向向外延伸的凸缘135，波形弹簧132、垫圈133套在筒主体134上，凸缘135的端面与密封圈11的端面相接触，垫圈133的端面与连接管体22的端表面221相接触。筒主体134用于支撑和定位波形弹簧132、垫圈133。筒主体134的外周面与连接管体22的内周面相配合，保证了筒主体134自身的位置的稳定性。

在三通球阀的安装过程中，连接管体22、中间部21之间并不是完全密合，因装配和结构需求会形成间隙23，密封圈11具有伸入至间隙23内的延伸部112，延伸部112与间隙23密封配合。延伸部112将连接管体22、中间部21之间的间隙23密封，进一步保证了阀体2的密封性。为了避免密封圈11在低温下产生蠕变，间隙23与延伸部112密封配合的表面设有条形凸起231，条形凸起231起到固定延伸部112的作用。

现有的三通球阀的阀体2的连接管体22与中间件21之间的连接通常为法兰连接，法兰连接的密封效果差，容易泄露。而本实用新型的连接管体22与中间件21接触的一端形成向外凸出的连接凸缘222；三通球阀还包括若干锁紧螺栓24，锁紧螺栓24依次穿过两个连接管体22的连接凸缘222，将两个连接管体22的连接凸缘222锁紧。

通过上述连接方式连接连接管体22、中间件21，其密封效果较法兰连接好，再配合上述密封结构1，能达到极佳的密封效果，保证三通球阀在低温状态下的密封性。

由于连接管体22的数量为两个，上述密封结构1的数量也为两个，每个连接管体22与中间件21的连接处均设置有一个密封结构1。

上述密封结构1除了用于三通球阀的密封外，还可用于任何与三通球阀的结构类似的装置。具有中心件以及包围中心件的壳体的结构，均可适用该密封结构1。此时，壳体的内表面具有环形面和端表面，密封圈的内周面与中心件的外表面密封配合，密封圈的外周面与壳体的环形面密封配合，密封圈的端面与壳体的端表面密封配合。

如图1至图3、图5所示，三通球阀还包括阀杆4和手柄5，阀杆4与阀芯3固定连接，阀杆4的端部穿过阀体2至阀体2的外部，手柄5套在阀杆4的端部并带动阀杆4、阀芯3转动，使阀芯3在开启和关闭这两位置之间切换。

现有的三通球阀通常不带自锁功能，在使用中很容易因为意外触碰到手柄5，使手柄5位置偏移，影响球阀的工作状态。另外，在三通球阀开启或关闭过程中，不能从手柄5的转动角度判断出球阀的状态。

因此，本实用新型的三通球阀还包括自锁杆6，自锁杆6安装在手柄5上，自锁杆6的端部能抵在阀体2的外表面上；阀体2的外表面设有自锁孔25，手柄5转动过程中，自锁杆6的端部能落入自锁孔25中。自锁孔25对应于球阀的各种预设的状态。比如，在球阀关闭的状态的手柄5对应的位置下方设置一自锁孔25，当手柄5转动至球阀关闭的状态时，自锁杆6的端部落入自锁孔25中，使手柄5被锁定，不会因受到外力而转动，使球阀能始终处于关闭状态。

在此手柄5转动过程中，自锁杆6的端部始终抵在阀体2的外表面上，直至自锁杆6的端部落入自锁孔25中。为实现上述功能，三通球阀还包括压缩弹簧7，压缩弹簧7套在自锁杆6上；自锁杆6与阀体4接触的一端形成沿自锁杆6的径向向外延伸的限位面61，压缩弹簧7的两端分别抵在限位面61和手柄5上。通过压缩弹簧7，使自锁杆6的端部始终抵在阀体2的外表面上，自锁杆6始终具有向阀体2的压力。

上述三通球阀还包括拉环8，拉环8固定于自锁杆6远离阀体2的一端。当需要调整球阀状态时，只需用手向上提起拉环8，使自锁杆6从自锁孔25中拔出，就可以转动手柄5。

本实用新型主要是针对三通球阀的密封和手柄固定这两方面做出了优化设计，密封效果远远好于常规球阀，而且结构简单，易于拆卸。手柄5的自锁设计，既能保证手柄5的位置处于球阀的全开、全闭或其他预设的状态，还可以防止因意外触碰而导致的手柄5的位置发生改变的问题。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种密封结构，所述密封结构设置于中心件、包围所述中心件的壳体之间，所述壳体的内表面具有环形面和端表面，其特征在于，所述密封结构包括：

密封圈，所述密封圈的内周面与所述中心件的外表面密封配合，所述密封圈的外周面与所述壳体的环形面密封配合，所述密封圈的端面与所述壳体的端表面密封配合；

弹性体，所述密封圈设有绕所述密封圈的周向设置的环形空间，所述弹性体位于所述环形空间内，所述弹性体与所述环形空间的内表面相接触。

2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于：所述弹性体为弹簧蓄能圈。

3.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于：所述密封圈与所述弹性体成一体式。

4.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于：所述密封结构还包括轴向支撑件，所述轴向支撑件设置于所述壳体的端表面与所述密封圈的端面之间，所述轴向支撑件向所述密封圈施加沿所述密封圈的轴向的压力。

5.根据权利要求4所述的密封结构，其特征在于：所述轴向支撑件包括支撑筒、波形弹簧、垫圈，所述波形弹簧被夹在所述支撑筒和垫圈之间，所述支撑筒、垫圈与所述壳体的端表面、所述密封圈的端面相接触，所述波形弹簧与所述密封圈同轴设置。

6.一种三通球阀，包括阀体和阀芯，所述阀芯位于所述阀体内，其特征在于：所述三通球阀还包括权利要求1至5任一项所述的密封结构，所述阀体为所述壳体，所述阀芯为所述中心件。

7.根据权利要求6所述的三通球阀，其特征在于：所述阀体包括中间体和两个连接管体，两个所述连接管体将所述中间体夹住，所述阀芯容纳于所述中间体中，所述环形面位于所述中间体的内周面上，所述端表面位于所述连接管体的端面上。

8.根据权利要求7所述的三通球阀，其特征在于：所述连接管体、中间部之间形成间隙，所述密封圈具有伸入至所述间隙内的延伸部，所述延伸部与所述间隙密封配合。

9.根据权利要求8所述的三通球阀，其特征在于：所述间隙与延伸部密封配合的表面设有条形凸起。

10.根据权利要求7所述的三通球阀，其特征在于：所述密封结构还包括支撑筒、波形弹簧、垫圈，所述波形弹簧被夹在所述支撑筒和垫圈之间，所述支撑筒、垫圈与所述连接管体的端表面、所述密封圈的端面相接触，所述波形弹簧与所述密封圈同轴设置。

11.根据权利要求10所述的三通球阀，其特征在于：所述支撑筒包括筒主体和沿所述筒主体的径向向外延伸的凸缘，所述波形弹簧、垫圈套在所述筒主体上，所述凸缘的端面与所述密封圈的端面相接触，所述垫圈的端面与所述连接管体的端表面相接触。

12.根据权利要求7所述的三通球阀，其特征在于：所述连接管体与所述中间体接触的一端形成向外凸出的连接凸缘；所述三通球阀还包括若干锁紧螺栓，所述锁紧螺栓依次穿过两个所述连接管体的连接凸缘，将两个所述连接管体的连接凸缘锁紧。

13.根据权利要求6所述的三通球阀，其特征在于：所述三通球阀还包括：

阀杆，所述阀杆与所述阀芯刚性连接，所述阀杆的端部穿过所述阀体至所述阀体的外部，

手柄，所述手柄套在所述阀杆的端部并带动所述阀杆、阀芯转动；

自锁杆，所述自锁杆安装在所述手柄上，所述自锁杆的端部能抵在所述阀体的外表面上；所述阀体的外表面设有自锁孔，所述手柄转动过程中，所述自锁杆的端部能落入所述自锁孔中。

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