CN213419981U - 一种球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种球阀，阀座包括阀座本体，阀座本体远离球芯的一端设有第一圆环，第一圆环的端部设有第二圆环，第一圆环和第二圆环的内径与阀座本体的内径相同，第一圆环的外径小于阀座本体的外径，第二圆环的外径小于第一圆环的外径，第二圆环通过第一密封圈与阀体密封，阀座本体通过第二密封圈与阀体密封，第一圆环外套设有第三密封圈，第三密封圈一端设有V形槽，另一端设有斜面，第二圆环外套设有弹簧座圈，弹簧座圈远离球芯的一端开设有弹簧腔，弹簧腔内设有弹簧，弹簧座圈另一端上部设有顶推部，顶推部插入V形槽，第三密封圈的斜面与阀座本体接触。适合煤粉、硅粉、纯碱、矿浆、粘稠、有固体硬颗粒物等特殊严苛恶劣环境长期使用。

Description

一种球阀

技术领域

本实用新型涉及阀门技术领域，具体涉及一种球阀。

背景技术

现有的金属密封球阀存在以下缺陷：

首先，参见图1，弹簧座圈和阀座之间形成第1道缝24，弹簧座圈与阀体/阀盖之间形成第2道缝隙25，阀座与阀体/阀盖之间形成第3道缝隙26，这3道完全暴露在流体介质环境下，没有任何防尘措施，当阀门长期处于此工况时，介质中的固体颗粒就进入到这3道缝隙内(包括缝隙里的预紧圆柱弹簧)，沉积填充满所有缝隙之后，会使得弹簧失去弹性预紧，套筒阀座失去浮动能力，最终使得阀门不能密封、或者球座扼死完全无法动作。

其次，参见图1，常规的阀座密封圈27横截面形状为矩形，而且也被安装在一个封闭的矩形空间，这样无论是在预紧力作用下或是全压差条件下，阀座密封圈27的变形程度非常小，自然在阀座密封圈27的内外径方向不能保证可靠的密封，不但泄漏的可能性非常大，而且为了确保此处密封，需要加大阀座预紧力蓄能，但这样，也使得阀门的扭矩大大增加。

再者，参见图1和图2.阀座密封面所自然形成的2个大概为135°的钝角，而非尖锐的直角或锐角，这就使得阀门在开关动作过程当中，不但不能清除球芯表面的附着物，还对球芯表面所沉积的附着物形成一种滚压作用，使得本来轻轻附着的异物被紧密的压实在球芯表面，这样，在整个阀门动作过程当中，球座密封面间都有异物存在，进而破坏了密封副完全紧密吻合的程度，这样就导致了阀门泄漏或密封面擦伤磨损。

最后，参见图3，尤其高温高压工况时，尤其是当球阀处于小开度状态，高速带颗粒的气-固-液三相介质流经球芯与阀座间的缝隙时，会对阀座密封面、球芯通道口位置唇边、阀门的通道处带来极大的冲击、冲蚀和磨损，严重时，阀门通道处壁厚减薄穿透，阀座密封面和球芯通道口位置唇边冲蚀和磨损，阀门很快就会被损坏、产生泄漏，严重时管道蚀穿，会造成严重的事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种球阀。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种球阀，包括阀体、球芯、下阀轴、上阀轴、填料箱、填料压套、填料压板和阀座，所述球芯设置于阀体内部，所述球芯下部与下阀轴转动配合，所述球芯上部与上阀轴固定连接，所述下阀轴固定安装在阀体底部，所述上阀轴贯穿阀体延伸至阀体外部，所述填料箱设置于上阀轴和阀体之间，所述填料压套设置于填料箱上方，所述填料压板设置于填料压套上方，所述阀体进出水通道靠近球芯的一端设有阀座安装槽，所述阀座安装在阀座安装槽内，所述阀座包括阀座本体，所述阀座本体远离球芯的一端设有第一圆环，所述第一圆环的内径与阀座本体的内径相同，外径小于阀座本体的外径，所述第一圆环的端部设有第二圆环，所述第二圆环的内径与阀座本体的内径相同，外径小于第一圆环的外径，所述第二圆环的外圆面通过第一密封圈与阀体密封，所述阀座本体的外圆面通过第二密封圈与阀体密封，所述第一圆环外套设有第三密封圈，所述第三密封圈远离球芯的一端设有V形槽，另一端设有斜面，所述第二圆环外套设有弹簧座圈，所述弹簧座圈远离球芯的一端开设有弹簧腔，所述弹簧腔内设有弹簧，所述弹簧一端与阀体抵接，另一端与弹簧座圈抵接，所述弹簧座圈另一端上部设有顶推部，所述顶推部的端部呈V形，所述顶推部的端部插入V形槽，所述第三密封圈的斜面与阀座本体接触。

更进一步的技术方案是，所述阀座本体靠近球芯的一端设有密封凸起，所述密封凸起的密封面与密封凸起的侧面垂直。

更进一步的技术方案是，所述阀座本体、第一圆环、第二圆环和密封凸起一体成型。

更进一步的技术方案是，所述第三密封圈的V形槽的角度为90°，所述顶推部的角度为110°，所述第三密封圈的斜面的角度为55°，所述阀座本体与斜面相对应侧面的角度为60°。

更进一步的技术方案是，所述阀体进出水通道、阀座、球芯喷涂或者喷焊有耐磨超硬合金材料。

更进一步的技术方案是，所述耐磨超硬合金材料为碳化钨合金、镍基合金、钴铬钨合金或陶瓷合金。

更进一步的技术方案是，所述填料箱的下端延伸至球芯，所述填料箱与球芯之间设有第一轴套，所述第一轴套与填料箱之间设有第一防尘圈，所述第一防尘圈位于第一轴套的上部，所述第一轴套与球芯之间设有第二防尘圈，所述第二防尘圈位于第一轴套的下部。

更进一步的技术方案是，所述下阀轴与球芯之间设有第二轴套，所述第二轴套与下阀轴之间设有第三防尘圈，所述第三防尘圈位于第二轴套的下部，所述第二轴套与球芯之间设有第四防尘圈，所述第四防尘圈位于第二轴套的上部。

更进一步的技术方案是，还包括执行机构，所述执行机构通过长颈支架安装于阀体上，所述上阀轴伸出阀体后与执行机构连接。

更进一步的技术方案是，所述阀体包括左阀体和右阀体，所述左阀体和右阀体通过螺栓连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1)全隔离：创造性的将除阀座外的其它零件(如第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈、弹簧座圈、弹簧)与颗粒介质完全阻断开来，阀座一端通过第一密封圈与阀体密封，另一端通过第二密封圈与阀体密封，使颗粒物质根本无法进入到前述的3道缝隙内，确保阀门在任何情况下，弹簧处于设计预紧状态，阀座始终都具有自由浮动能力。

2)自清洁:其密封凸起的密封面与密封凸起的侧面垂直，当阀门由开到关，或是由关到开过程中，在流体作用力及弹簧的共同作用下，这个90°的直角始终紧紧与球芯表面贴合，可自清除掉球面上粘结的附着物，从而确保阀门动作顺畅连续，不卡阻，保证了阀座和球芯密封面的长期安全运行。

3)第三密封圈的V形槽的角度为90°，顶推部的角度为110°，第三密封圈的斜面的角度为55°，阀座本体与斜面相对应侧面的角度为60°。两两之间的角度差分别为20°和5°，使得第三密封圈能够沿着其内外径方向产生更大的周向楔形密封力，使得密封更为安全可靠。

4)在阀体进出水通道、阀座、球芯喷涂或者喷焊有耐磨超硬合金材料。所述耐磨超硬合金材料为碳化钨合金、镍基合金、钴铬钨合金或陶瓷合金。硬度最高可达HRC70～75，结合力一般不小于70MPa，涂层厚度0.2～0.3㎜，最后可达1㎜，如此，可以起到多层保护并有效抵抗硬颗粒介质对以上部位的直接冲击，进而增强阀门的耐磨抗冲刷性能和使用寿命。

5)为防止硬颗粒物进入有相对转动的第一轴套内部，在第一轴套的内侧设有第一防尘圈，在第一轴套的外侧设有第二防尘圈，第一轴套与球芯为紧配连接，阀门开关时，彼此相对静止不动，故第二防尘圈放在最下方；第一轴套与填料箱为间隙配合连接，随着阀门开关，第一轴套与填料箱之间产生运动摩擦，为防止颗粒物进入两者之间加大磨损程度，故第一防尘圈设置在上方位置。为防止硬颗粒物进入有相对转动的第二轴套内部，在第二轴套的内侧设有第三防尘圈，在第二轴套的外侧设有第四防尘圈，第二轴套与球芯为紧配连接，阀门开关时，彼此相对静止不动，故第四防尘圈放在最上方；第二轴套与下阀轴为间隙配合连接，阀门开关时，第二轴套与下阀轴之间产生运动摩擦，为防止颗粒物进入两者之间加大磨损程度，故第三防尘圈设置在下方位置。

附图说明

图1是现有技术阀座的结构示意图；

图2是图1中A部的放大图；

图3是现有技术球阀处于小开度状态时的结构示意图；

图4是本实用新型的结构示意图；

图5是图4中B部的放大图；

图6是本实用新型的阀座的结构示意图；

图7是本实用新型的第三密封圈的结构示意图；

图8是本实用新型的弹簧座圈的结构示意图；

图9是图4中C部的放大图；

图10是图4中D部的放大图。

图中：1、球芯；2、下阀轴；3、上阀轴；4、填料箱；5、填料压套；6、填料压板；7、阀座安装槽；8、阀座；8-1、阀座本体；8-2、第一圆环；8-3、第二圆环；8-4、密封凸起；8-5、密封面；9、第一密封圈；10、第二密封圈；11、弹簧座圈；11-1、顶推部；12、弹簧；13、第三密封圈；13-1、V形槽；13-2、斜面；14、第一轴套；15、第一防尘圈；16、第二防尘圈；17、第二轴套；18、第三防尘圈；19、第四防尘圈；20、执行机构；21、长颈支架；22、左阀体；23、右阀体；24、第1道缝；25、第2道缝隙；26、第3道缝隙；27、阀座密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

如图4-10所示，一种球阀，包括阀体、球芯1、下阀轴2、上阀轴3、填料箱4、填料压套5、填料压板6和阀座8，所述球芯1设置于阀体内部，所述球芯1下部与下阀轴2转动配合，所述球芯1上部与上阀轴3固定连接，所述下阀轴2固定安装在阀体底部，所述上阀轴3贯穿阀体延伸至阀体外部，所述填料箱4设置于上阀轴3和阀体之间，所述填料压套5设置于填料箱4上方，所述填料压板6设置于填料压套5上方，所述阀体进出水通道靠近球芯1的一端设有阀座安装槽7，所述阀座8安装在阀座安装槽7内，所述阀座8包括阀座本体8-1，所述阀座本体8-1远离球芯1的一端设有第一圆环8-2，所述第一圆环8-2的内径与阀座本体8-1的内径相同，外径小于阀座本体8-1的外径，所述第一圆环8-2的端部设有第二圆环8-3，所述第二圆环8-3的内径与阀座本体8-1的内径相同，外径小于第一圆环8-2的外径，所述第二圆环8-3的外圆面通过第一密封圈9与阀体密封，所述阀座本体8-1的外圆面通过第二密封圈10与阀座安装槽7处的阀体密封，所述第一圆环8-2外套设有第三密封圈13，所述第三密封圈13远离球芯1的一端设有V形槽13-1，另一端设有斜面13-2，所述第二圆环8-3外套设有弹簧座圈11，所述弹簧座圈11远离球芯1的一端开设有弹簧腔，所述弹簧腔内设有弹簧12，所述弹簧12一端与阀体抵接，另一端与弹簧座圈11抵接，所述弹簧座圈11另一端上部设有顶推部11-1，所述顶推部11-1的端部呈V形，所述顶推部11-1的端部插入V形槽13-1，所述第三密封圈13的斜面13-2与阀座本体8-1接触。

所述阀座本体8-1靠近球芯1的一端设有密封凸起8-4，所述密封凸起8-4的密封面8-5与密封凸起8-4的侧面垂直。

所述阀座本体81、第一圆环8-2、第二圆环8-3和密封凸起8-4一体成型。

所述第三密封圈13为柔性石墨夹不锈钢丝并模压成形，所述第三密封圈13的V形槽13-1的角度为90°，所述顶推部11-1的角度为110°，所述第三密封圈13的斜面13-2的角度为55°，所述阀座本体8-1与斜面13-2相对应侧面的角度为60°。两两之间的角度差分别为20°和5°，使得第三密封圈13能够沿着其内外径方向产生更大的周向楔形密封力，使得密封更为安全可靠。

所述阀体进出水通道、阀座8、球芯1喷涂或者喷焊有耐磨超硬合金材料。所述耐磨超硬合金材料为碳化钨合金、镍基合金、钴铬钨合金或陶瓷合金。硬度最高可达HRC70～75，结合力一般不小于70MPa，涂层厚度0.2～0.3㎜，最后可达1㎜，如此，可以起到多层保护并有效抵抗硬颗粒介质对以上部位的直接冲击，进而增强阀门的耐磨抗冲刷性能和使用寿命。

所述填料箱4的下端延伸至球芯1，所述填料箱4与球芯1之间设有第一轴套14，所述第一轴套14与填料箱4之间设有第一防尘圈15，所述第一防尘圈15位于第一轴套14的上部，所述第一轴套14与球芯1之间设有第二防尘圈16，所述第二防尘圈16位于第一轴套14的下部。为防止硬颗粒物进入有相对转动的第一轴套14内部，在第一轴套14的内侧设有第一防尘圈15，在第一轴套14的外侧设有第二防尘圈16，第一轴套14与球芯1为紧配连接，阀门开关时，彼此相对静止不动，故第二防尘圈16放在最下方；第一轴套14与填料箱4为间隙配合连接，随着阀门开关，第一轴套14与填料箱4之间产生运动摩擦，为防止颗粒物进入两者之间加大磨损程度，故第一防尘圈15设置在上方位置。

所述下阀轴2与球芯1之间设有第二轴套17，所述第二轴套17与下阀轴2之间设有第三防尘圈18，所述第三防尘圈18位于第二轴套17的下部，所述第二轴套17与球芯1之间设有第四防尘圈19，所述第四防尘圈19位于第二轴套17的上部。为防止硬颗粒物进入有相对转动的第二轴套17内部，在第二轴套17的内侧设有第三防尘圈18，在第二轴套17的外侧设有第四防尘圈19，第二轴套17与球芯1为紧配连接，阀门开关时，彼此相对静止不动，故第四防尘圈19放在最上方；第二轴套17与下阀轴2为间隙配合连接，阀门开关时，第二轴套17与下阀轴2之间产生运动摩擦，为防止颗粒物进入两者之间加大磨损程度，故第三防尘圈18设置在下方位置。

还包括执行机构20，所述执行机构20通过长颈支架21安装于阀体上，所述上阀轴3伸出阀体后与执行机构20连接。

所述阀体包括左阀体22和右阀体23，所述左阀体22和右阀体23通过螺栓连接。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种球阀，包括阀体、球芯(1)、下阀轴(2)、上阀轴(3)、填料箱(4)、填料压套(5)、填料压板(6)和阀座(8)，所述球芯(1)设置于阀体内部，所述球芯(1)下部与下阀轴(2)转动配合，所述球芯(1)上部与上阀轴(3)固定连接，所述下阀轴(2)固定安装在阀体底部，所述上阀轴(3)贯穿阀体延伸至阀体外部，所述填料箱(4)设置于上阀轴(3)和阀体之间，所述填料压套(5)设置于填料箱(4)上方，所述填料压板(6)设置于填料压套(5)上方，所述阀体进出水通道靠近球芯(1)的一端设有阀座安装槽(7)，所述阀座(8)安装在阀座安装槽(7)内，其特征在于：所述阀座(8)包括阀座本体(8-1)，所述阀座本体(8-1)远离球芯(1)的一端设有第一圆环(8-2)，所述第一圆环(8-2)的内径与阀座本体(8-1)的内径相同，外径小于阀座本体(8-1)的外径，所述第一圆环(8-2)的端部设有第二圆环(8-3)，所述第二圆环(8-3)的内径与阀座本体(8-1)的内径相同，外径小于第一圆环(8-2)的外径，所述第二圆环(8-3)的外圆面通过第一密封圈(9)与阀体密封，所述阀座本体(8-1)的外圆面通过第二密封圈(10)与阀体密封，所述第一圆环(8-2)外套设有第三密封圈(13)，所述第三密封圈(13)远离球芯(1)的一端设有V形槽(13-1)，另一端设有斜面(13-2)，所述第二圆环(8-3)外套设有弹簧座圈(11)，所述弹簧座圈(11)远离球芯(1)的一端开设有弹簧腔，所述弹簧腔内设有弹簧(12)，所述弹簧(12)一端与阀体抵接，另一端与弹簧座圈(11)抵接，所述弹簧座圈(11)另一端上部设有顶推部(11-1)，所述顶推部(11-1)的端部呈V形，所述顶推部(11-1)的端部插入V形槽(13-1)，所述第三密封圈(13)的斜面(13-2)与阀座本体(8-1)接触。

2.根据权利要求1所述的一种球阀，其特征在于：所述阀座本体(8-1)靠近球芯(1)的一端设有密封凸起(8-4)，所述密封凸起(8-4)的密封面(8-5)与密封凸起(8-4)的侧面垂直。

3.根据权利要求1所述的一种球阀，其特征在于：所述阀座本体(8-1)、第一圆环(8-2)、第二圆环(8-3)和密封凸起(8-4)一体成型。

4.根据权利要求1所述的一种球阀，其特征在于：所述第三密封圈(13)的V形槽(13-1)的角度为90°，所述顶推部(11-1)的角度为110°，所述第三密封圈(13)的斜面(13-2)的角度为55°，所述阀座本体(8-1)与斜面(13-2)相对应侧面的角度为60°。

5.根据权利要求1所述的一种球阀，其特征在于：所述阀体进出水通道、阀座(8)、球芯(1)喷涂或者喷焊有耐磨超硬合金材料。

6.根据权利要求5所述的一种球阀，其特征在于：所述耐磨超硬合金材料为碳化钨合金、镍基合金、钴铬钨合金或陶瓷合金。

7.根据权利要求1所述的一种球阀，其特征在于：所述填料箱(4)的下端延伸至球芯(1)，所述填料箱(4)与球芯(1)之间设有第一轴套(14)，所述第一轴套(14)与填料箱(4)之间设有第一防尘圈(15)，所述第一防尘圈(15)位于第一轴套(14)的上部，所述第一轴套(14)与球芯(1)之间设有第二防尘圈(16)，所述第二防尘圈(16)位于第一轴套(14)的下部。

8.根据权利要求1所述的一种球阀，其特征在于：所述下阀轴(2)与球芯(1)之间设有第二轴套(17)，所述第二轴套(17)与下阀轴(2)之间设有第三防尘圈(18)，所述第三防尘圈(18)位于第二轴套(17)的下部，所述第二轴套(17)与球芯(1)之间设有第四防尘圈(19)，所述第四防尘圈(19)位于第二轴套(17)的上部。

9.根据权利要求1所述的一种球阀，其特征在于：还包括执行机构(20)，所述执行机构(20)通过长颈支架(21)安装于阀体上，所述上阀轴(3)伸出阀体后与执行机构(20)连接。

10.根据权利要求1所述的一种球阀，其特征在于：所述阀体包括左阀体(22)和右阀体(23)，所述左阀体(22)和右阀体(23)通过螺栓连接。

Images