CN212155890U - 具有双重密封结构的高压球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有双重密封结构的高压球阀，属于球阀技术领域，包括阀座、阀体与球体，阀座的外侧壁与阀体的内侧壁之间上设有一O型密封圈与一弹簧，所述弹簧与介质流向互相平行，还包括有弹簧座与石墨密封圈，所述弹簧座的一端与弹簧的一端相固定，弹簧的另一端与阀体或阀座相抵，弹簧座的另一端与石墨密封圈相固定，石墨密封圈夹设于阀座、弹簧座与阀体之间。通过增加石墨密封圈和弹簧座，使密封结构由原来单一的O型密封圈调整为石墨密封圈‑动结构与O型密封圈‑静结构结合的双层密封结构，提高了阀门的密封性能要求，以满足在高压力下使用。

Description

具有双重密封结构的高压球阀

技术领域

本实用新型涉及球阀技术领域，尤其涉及一种具有双重密封结构的高压球阀。

背景技术

现有中低压球阀多在介质流入端附近的阀体与阀座之间设置一道O型圈密封，并配合一道编织石墨用于防火。在球阀工作压力≤32MPa时，O型圈的力学性能尚能满足设计要求用于密封。而对于工作压力＞32MPa的球阀而言，O型圈的力学性能已经不能满足设计要求，在该工作压力下，O型圈容易发生不可逆的变形导致球阀失去密封性。

基于此，提出本案申请。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种密封性能良好的高压球阀，解决现有技术中采用单道O型圈作为密封结构致使高压球阀的密封性能不足的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用一种具有双重密封结构的高压球阀，包括阀体、阀座和球体，阀座的外侧壁与阀体的内侧壁之间上设有一O型密封圈与一弹簧，所述弹簧与介质流向互相平行；还包括有弹簧座与石墨密封圈，所述弹簧座的一端与弹簧的一端相固定，弹簧的另一端与阀体或阀座相抵，弹簧座的另一端与石墨密封圈相固定，所述石墨密封圈夹设于阀座、弹簧座与阀体之间。

上述结构中，增设了一道独立的石墨密封圈与原有的O型密封圈配合实现双重密封，提高在介质流入端或介质流出端处的阀座与阀体之间的密封性能。并且，上述结构将石墨密封圈通过弹簧座与弹簧进行联动，一则可使弹簧在进行预紧补偿或磨损补偿而产生形变适应的过程中使石墨密封圈也进行同步的补偿位移，故使石墨密封圈与阀座、阀体之间得以始终保持一个无间隙配合，有效提高阀座与阀体之间的密封性能。二则，此处由于在高压力(＞32MPa)工作环境中，受高压力作用，阀座与阀体之间可能出现过大的间隙变化，该过大的间隙变化是原有的O型密封圈所无法支持、确保密封效果的，而上述结构凭借石墨密封圈与弹簧之间的同步补偿作用以及较大的位移变化可以适应过大的间隙变化，确保密封效果。三则，上述结构将石墨密封圈与弹簧座联动，是借用弹簧的较强的抗形变力作为缓冲，避免石墨密封圈在高压力下发生过大的形变而丧失密封效果。四则，石墨密封圈本身更具柔性，即便受到较高的压力其形变也较为微小，故在高压力环境中使用的密封效果更好。

本实用新型进一步设置如下：所述石墨密封圈为楔形石墨密封圈，所述石墨密封圈的楔形面与阀座间隙配合，且具有楔形面的一端夹设于阀座、弹簧座与阀体之间。通过该楔形面的作用，在石墨密封圈受到弹簧的作用力的配合下，可使石墨密封圈的该端形成一个楔形角，而楔形角可充分、紧密地嵌入在阀体与阀座之间，并且作用力越高、石墨密封圈与阀座、阀体之间的配合越紧密，故而能够使石墨密封圈应用于高压力环境中，发生形变时，始终与阀座、阀体保持一个无间隙配合的状态。

为便于加工，本实用新型进一步设置如下：所述楔形面为45°～50°，该角度下，其斜面间隙配合作用最佳、石墨密封圈具有楔形面的该端的形变均匀，并且楔形面与阀座之间的密封效果较好。

本实用新型进一步设置如下：所述O型密封圈设于介质流入端一侧时，所述弹簧、弹簧座、石墨密封圈设置于所述O型密封圈的下游；所述O型密封圈设于介质流出端一侧时，所述弹簧、弹簧座、石墨密封圈设置于所述O型密封圈的上游。

为避免弹簧座在高压力工作环境下发生过大的形变而影响其补偿作用、以及与其连带的石墨密封圈的密封效果，本实用新型进一步设置如下：所述阀座与阀体之间设置有用于限制弹簧座形行程的限位结构。

本实用新型进一步设置如下：所述弹簧座上设有一凹进面，所述阀座与该凹进面之间间隙配合，既可以限制弹簧座的行程、防止弹簧的形变量过大，也可以限制弹簧座的移动方向、加强阀座与弹簧座之间的相互作用，还能够使石墨密封圈与阀座之间接触面积增加、提高石墨密封圈的密封效果。

为控制弹簧座的具体位移，本实用新型进一步设置如下：所述凹进面的深度为3.5mm、长度为6mm。

本实用新型进一步设置如下：所述阀体上设有一凹槽，所述弹簧嵌设于所述凹槽中，使弹簧与与弹簧座、石墨密封圈的安装位置错开，避免三者相互“抢占地盘”，同时也便于安装；另一点，弹簧内置于阀体中后，减少了阀体与阀座之间的间隙，也有助于提高密封效果。

本实用新型进一步设置如下：所述弹簧座的两端之间外侧面、内侧面分别与阀体无间隙配合、阀座间隔1.2mm配合。前者是为了提高密封性能，后者是为了避免弹簧座与阀座在阀座的轴向上(即前述介质的流动方向)发生接触产生摩擦，确保弹簧座在轴向上的运动不受阀座的轴向运动的影响，以起到独立运行的目的，提高密封效果。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型通过在原有的O型圈的基础之上增加一通过弹簧座与弹簧联动的石墨密封圈，另石墨密封圈跟随弹簧、弹簧座的移动而移动，从而使石墨密封圈与阀体、阀座之间始终保持一个紧密的无间隙配合状态、确保密封效果，并结合弹簧的缓冲作用以及石墨密封圈的柔性，使上述联动结构应用于高压力环境时，仍具有较好的密封性，满足高压力环境下的密封需要。

附图说明

图1为中低压球阀密封结构示意图。

图2为本实用新型具体实施例1结构示意图。

图3为本实用新型具体实施例2结构示意图。

附图标记：100—球体，200—密封连接座，300—阀座，400—弹簧，500—编制石墨，600—O型密封圈，700—阀体，800—石墨密封圈； 310—限位阶面一，320—限位阶面二，610—挡圈，910—配合阶面二。

具体实施方式

为适应高压力环境的工作需要，例如CLASS 2500(42MPa)压力级的球阀的密封使用需求，本实用新型提供一种具有双重密封结构的高压球阀，增加石墨密封圈和弹簧座，使密封结构由原来单一的O型密封圈调整为石墨密封圈与O型密封圈的双层密封结构。

实施例1

如图2所示，本实施例提供具有双重密封结构的高压球阀，包括阀座、阀体与球体，阀座的外侧壁与阀体的内侧壁之间上设有O型密封圈挡圈，阀体上设有一凹槽，凹槽中嵌设一弹簧，凹槽的深度以将弹簧整体纳入其内、弹簧露出量以与所需的最大预紧补偿、磨损补偿量相适应，例如，可通常采用5～12mm。凹槽、弹簧的轴向与介质流向、图2中所示的阀座轴向的方向互相平行。弹簧露出于凹槽一端——即图中所示左端固定连接有一弹簧座，弹簧座的左端则连接有石墨密封圈，该石墨密封圈的左端面与阀座无间隙配合、其外侧面与阀体无间隙配合、其内侧面与阀座无间隙配合——形成石墨密封圈夹设于阀座、弹簧座与阀体之中的密封结构形式。

本实施例中O型密封圈设于介质流入端一侧，弹簧、弹簧座、石墨密封圈设置于O型密封圈的下游。若O型密封圈设于介质流出端一侧时，弹簧、弹簧座、石墨密封圈设置于O型密封圈的上游。

当阀座与阀体之间出现间隙时，弹簧利用其自身的形变自然地将该间隙进行补偿，补偿过程中，弹簧推动弹簧座与石墨密封圈一同向左端位移，从而使石墨密封圈始终与阀座、阀体保持无间隙地贴合。

为避免弹簧发生过大的形变量，造成球阀的密封性能及使用性能被破坏，本实施例在阀座与阀体之间设置有用于限制弹簧座形行程的限位结构：限位结构由阀座上的限位阶面一和阀体上的配合阶面一间隙配合形成。而阀座与弹簧座之间也设置有用于限制弹簧座形行程的限位结构：该限位结构由阀座上的限位阶面二和弹簧座上的配合阶面二(即上文所述凹进面)配合形成。

作为优选，为了避免弹簧座与阀座之间产生摩擦影响弹簧的补偿效果以及石墨密封圈的密封效果，本实施例使弹簧座两端之间的外侧面、内侧面分别与阀体无间隙配合、阀座间隔至少1.2mm配合。

实施例2

参见图3，本实施例与实施例1的区别之处在于：本实施例中，石墨密封圈为楔形石墨密封圈，,具有楔形面的一端夹设于阀座、弹簧座与阀体之间，使石墨密封圈的楔形面与阀座间隙配合。该楔形面与弹簧对弹簧座以及石墨密封圈施加的反作用力的配合作用下，可使石墨密封圈的该端的楔形角，而楔形角可充分、紧密地嵌入在阀体与阀座之间，而始终与阀座、阀体保持一个无间隙配合的状态。

并且，上述结构中，楔形面与阀座之间的是间隙配合的，由于楔形面是一个斜面，因此，楔形石墨密封圈受到平行于介质流动方向的力时，其能够通过斜面配合将该所受力中的部分转为与前述力相垂直的方向而传递至阀座上，一方面可以减少前述力方向上的形变与位置，另一方面可以使于过程中提高石墨密封圈与阀座在于前述力垂直的方向上的密封连接性能。

图3中所示，本实施例中凹进面的深度为2mm、长度为7.8mm，楔形面为 45°。

综上所述，本实用新型提供了一种具有双重密封结构的高压球阀，通过增加石墨密封圈和弹簧座，使密封结构由原来单一的O型密封圈调整为石墨密封圈- 动结构与O型密封圈-静结构结合的双层密封结构，该结构确满足了阀门的密封及使用性能要求，确保阀门的使用寿命。

Claims (9)

1.具有双重密封结构的高压球阀，包括阀座、阀体与球体，阀座的外侧壁与阀体的内侧壁之间上设有一O型密封圈与一弹簧，所述弹簧与介质流向互相平行，其特征在于；还包括有弹簧座与石墨密封圈，所述弹簧座的一端与弹簧的一端相固定，弹簧的另一端与阀体或阀座相抵，弹簧座的另一端与石墨密封圈相固定，所述石墨密封圈夹设于阀座、弹簧座与阀体之间。

2.如权利要求1所述的具有双重密封结构的高压球阀，其特征在于：所述石墨密封圈为楔形石墨密封圈，所述石墨密封圈的楔形面与阀座间隙配合。

3.如权利要求2所述的具有双重密封结构的高压球阀，其特征在于：所述楔形面为45°～50°。

4.如权利要求1所述的具有双重密封结构的高压球阀，其特征在于：所述O型密封圈设于介质流入端一侧时，所述弹簧、弹簧座、石墨密封圈设置于所述O型密封圈的下游；所述O型密封圈设于介质流出端一侧时，所述弹簧、弹簧座、石墨密封圈设置于所述O型密封圈的上游。

5.如权利要求1所述的具有双重密封结构的高压球阀，其特征在于：所述阀座与阀体之间设置有用于限制弹簧座形行程的限位结构。

6.如权利要求1所述的具有双重密封结构的高压球阀，其特征在于：所述弹簧座上设有一凹进面，所述阀座与该凹进面之间间隙配合。

7.如权利要求6所述的具有双重密封结构的高压球阀，其特征在于：所述凹进面的深度为3.5mm、长度为6mm。

8.如权利要求1所述的具有双重密封结构的高压球阀，其特征在于：所述阀体上设有一凹槽，所述弹簧嵌设于所述凹槽中。

9.如权利要求1所述的具有双重密封结构的高压球阀，其特征在于：所述弹簧座的两端之间外侧面、内侧面分别与阀体无间隙配合、阀座间隔1.2mm配合。

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