CN213512206U - 一种双向密封轨道球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双向密封轨道球阀，设置有阀座、球体、阀体、螺钉，所述阀座上设置有密封槽，所述密封槽用于放置密封圈，所述阀座上还设置有孔，所述螺钉用于与所述孔配合将所述阀座与所述阀体座孔卡接；还包括约束结构设置在两个所述阀座之间，用于防止阀座浮动和退出。本方案采用整体式阀座与所述约束结构用螺钉相接的方式，单座实现双向密封、正常情况下低操作力实现双向全压差密封、出现密封件损坏时外力强制密封，有效提高产品的使用寿命，及特定条件下有效实现正向、反向全压差关断，提高管道运行的安全性，并且整体式阀座结构方便更换，并且阀座的结构简单，能够降低制造难度及材料成本。

Description

一种双向密封轨道球阀

技术领域

本实用新型涉及管道输送控制设备领域，尤其涉及一种双向密封轨道球阀。

背景技术

轨道球阀主要用于管道重要环节的截断或接通工段，具有强制密封的功能。产品广泛应用于石油气、天然气、煤化工等领域的输送管道中，起到安全启闭的作用；轨道球阀的应用要求高于常规固定球阀，其目的是可以通过强制外力达到阀门密封；在特定的紧急状态下可实现安全截断控制的目的。

对轨道球阀的结构作进一步探索和优化，以使得其在服务于管道输送控制设备领域时具有更好的性能，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

实用新型内容

现有技术中存在的技术问题为：

1)目前国际国内最先进的轨道球阀能够实现上游端高压强度密封，当反向 (原下游方向)端出现高压时很难实现全压差密封，特别是口径大、压力较高时，很难实现反向高压全压差密封，而且设计时阀杆承载能力要求非常高，阀门推力扭矩大、传动链受力部位易受损。

2)部份阀门厂家通过设计双座(阀前阀后阀座)来克服上述难题，球体做成两半球，中部楔力撑开来达到强度密封，这种方式实质上是等同于闸式球面阀，相对单座整体球轨道球阀的制造难度及材料费用均有较大提高。

3)另一方面技术结构为阀座可换式结构设计，一种方式是阀座组件通过应用先进设备加工，采用紧配压入式，这种方式对产品制造尺寸及表面精度要求非常高，这对加工、检测设备投入非常高、制造成本高。

4)另外传统的阀座是通过螺纹配合连接，这种结构简单，拆换不是很方便；同时大口径的阀门不能实现螺纹加工，无条件的厂家只能通过焊连接的方式来固定阀座，不能更换。

针对上述提出的技术问题，本实用新型提供了一种双向密封轨道球阀，解决了口径大或压力高的轨道球阀如何实现双向全压差密封的问题，采用可换式阀座，同时降低制造难度及材料成本。

本方案的技术手段如下：

一种双向密封轨道球阀，包括：阀座、球体、阀体、螺钉，所述阀座上设置有密封槽，所述密封槽用于放置密封圈，所述阀座上还设置有孔，所述阀座对称设置在所述阀体的竖直方向上的两端，所述螺钉用于与所述孔配合将所述阀座与所述阀体座孔卡接；

还包括约束结构设置在两个所述阀座之间，用于防止阀座浮动和退出。

进一步的，所述约束结构分为外环和内环，所述外环的外径大于内环的外径，两个所述阀座均可与所述约束结构表面配合。

将所述约束结构的形状设置为直径不相同的两部分，是为了使所述约束结构的外表面与阀体内壁和阀座的表面充分挤压配合。

进一步的，所述内环的内侧设置有一圈内环槽，所述内环槽内环形间隔排布有螺纹孔，所述螺纹孔可与所述螺钉配合。

所述的螺纹孔表面锪平，便于所述螺钉进入所述螺纹孔，设置所述内环槽则可对所述螺钉起到一定的定位作用。

进一步的，所述阀座与阀体的端部接触的面为支撑面，所述球体与所述阀座的接触面为阀座密封面。

进一步的，还包括：上阀杆、楔形轴，所述上阀杆与所述楔形轴相连，所述上阀杆可带动所述楔形轴在竖直方向上滑动。

进一步的，还包括阀盖、密封垫片，所述阀盖、阀体、密封垫片、密封圈均为栓接连接。

进一步的，还包括：阀门填料结构，所述阀门填料结构包括：填料和填料压套，所述阀门填料结构为可调式压盖结构。

进一步的，所述上阀杆的上端连接有伞齿轮操作器，用于控制阀门的启闭。

所述伞齿轮操作器是为了提升阀门操作的方便性。

本方案在实际工作时，阀门为强制密封阀，因此阀体设计保持整体性，用于保证其高承载能力；采用阀座与所述约束结构配合的方式来实现阀座的可换性和保证其双向密封性，且加工具有可操作性；所述阀杆与所述楔形轴可设置为整体式也可设置为分体式结构，阀门口径小时采用整体式，承载能力要求高时采用分体式结构，可利用加工和相关热处理工艺实现。

阀门阀盖、阀体、密封垫片、密封圈采用栓接连接，阀盖与填料箱可根据加工的需要采用分段结构，阀门填料密封设计为可调式压盖结构，上部装支架连接执行器或手动驱动组件。

本方案的阀门实际的工作过程：

当阀门处于全关状态下时，导向销位于上部直槽内，此时所述阀座球体接触密封，所述阀座受到指向所述球体的力为P2，受到远离所述球体的力为P1；

当所述P1大于P2时，在力的作用下，把球体推向阀座密封面，阀座随即向右移动直至抵到支撑面上，进一步施加外力关阀，强制球面紧密封推向阀座密封面，形成密封后，在压力P1的辅助作用下，更好的保证密封效果；

当所述P2大于P1时，在力的作用下，把球体密封面推向阀座密封面，阀座随即向右移动，直至抵到支撑面上，进一步施加外力关阀，强制球面紧密封推向阀座密封面，形成初始密封；在压力P2的辅助作用下，阀座后部与支撑面形成差压环带，差压环带为A2与d1间环带，差压环带产生的推力把所述阀座推向球体，利于实现高压密封；

密封的工作原理：阀外外力作用于球体，压紧推力视为预紧力，关到位时，阀杆与下轴端自然形成球阀的固定端，形成自密封，反向操作和正向操作方式相同，不需要过大外力即能实现阀门密封。

当阀门开启时，提升阀杆，导向销位于上部直槽内，阀杆背面的楔面拨动球体上的圆柱销绕下轴逆向转动角度α，此过程中球体密封面与阀座密封面逐渐脱离，阀座在后部密封圈为O型密封圈，在O型密封圈的作用下降所述阀座弹起0.5-1mm，所述阀座尾部圆周上均布螺钉阻止所述阀座进一步退出阀体座孔。

当阀门开启操作继续时，楔形轴的90°螺旋导向槽、直槽和左右导向销的作用下，所述球体旋转90°，直到阀杆上部限位，此时阀门全开，此时阀座密封面与球体密封面为脱离状态。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1)采用整体式阀座与所述约束结构用螺钉相接的方式，单座实现双向密封、正常情况下低操作力实现双向全压差密封、出现密封件损坏时外力强制密封，有效提高产品的使用寿命，及特定条件下有效实现正向、反向全压差关断，提高管道运行的安全性，并且整体式阀座结构方便更换；

2)阀座的结构简单，能够降低制造难度及材料成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的一种双向密封轨道球阀的结构示意图，其中为阀门全关状态示意图；

图2为本实用新型的一种双向密封轨道球阀的结构示意图，其中为阀门开启状态示意图；

图3为本实用新型的一种双向密封轨道球阀的结构示意图，其中为阀门全关状态示意图；

图4为本实用新型的阀座图1中A处的结构示意图；

图5为本实用新型的阀座示意图，其中为阀门关闭状态下，球体与阀座的相对关系图；

图6为本实用新型的阀座示意图，其中为阀门开启状态下，球体与阀座的相对关系图；

图7为本实用新型的阀座示意图，其中为阀门全开状态下，球体与阀座的相对关系图；

图8为本实用新型的阀座受力示意图，其中为图3中的P1>P2时的受力状态；

图9为本实用新型的阀座受力示意图，其中为图3中的P1<P2时的受力状态，其中A2与d1之间为差压环带；

图10为本实用新型的约束结构的结构示意图；

图11为本实用新型的约束结构的安装示意图。

图中的附图标记分别为:1-阀体；2-球体；3-下轴套；4-阀座；5-第一密封圈；6-第二密封圈；7-螺钉；8-阀盖；9-楔形轴；10-第一上轴套；11-导向螺栓；12-第二上轴套；13-销轴；14-上阀杆；15-填料；16-填料压套；17-支架；18-伞齿轮操作器；19-约束结构；191-内环槽；192-螺纹孔。

具体实施方式

参照说明书附图对本实用新型的一种双向密封轨道球阀，作以下详细地说明。

实施例1：

如图1至图11所示，一种双向密封轨道球阀，包括：阀座4、球体2、阀体1、螺钉7，所述阀座(4)上设置有密封槽，所述密封槽用于放置密封圈，所述阀座4上还设置有孔，所述阀座4对称设置在所述阀体1的竖直方向上的两端，所述螺钉7用于与所述孔配合将所述阀座4与所述阀体1座孔卡接；

还包括约束结构19设置在两个所述阀座4之间，用于防止阀座4浮动和退出。

进一步的，所述约束结构分为外环和内环，所述外环的外径大于内环的外径，两个所述阀座4均可与所述约束结构表面配合。

进一步的，所述内环的内侧设置有一圈内环槽191，所述内环槽191内环形间隔排布有螺纹孔192，所述螺纹孔192可与所述螺钉7配合。

进一步的，所述阀座4与阀体1的端部接触的面为支撑面，所述球体2与所述阀座的接触面为阀座密封面。

进一步的，还包括：上阀杆14、楔形轴9，所述上阀杆14与所述楔形轴9 相连，所述上阀杆14可带动所述楔形轴9在竖直方向上滑动。

进一步的，还包括阀盖8、密封垫片，所述阀盖8、阀体1、密封垫片、密封圈均为栓接连接。

进一步的，还包括：阀门填料结构，所述阀门填料结构包括：填料15和填料压套16，所述阀门填料结构为可调式压盖结构。

进一步的，所述上阀杆14的上端连接有伞齿轮操作器18，用于控制阀门的启闭。

当阀门处于全关状态下时，导向销11位于上部直槽内，此时所述阀座4球体2接触密封，所述阀座4受到指向所述球体2的力为P2，受到远离所述球体 2的力为P1；

当所述P1大于P2时，在力的作用下，把球体2推向阀座4密封面，阀座4 随即向右移动直至抵到支撑面上，进一步施加外力关阀，强制球面紧密封推向阀座4密封面，形成密封后，在压力P1的辅助作用下，更好的保证密封效果；

当所述P2大于P1时，在力的作用下，把球体2密封面推向阀座4密封面，阀座4随即向右移动，直至抵到支撑面上，进一步施加外力关阀，强制球面紧密封推向阀座4密封面，形成初始密封；在压力P2的辅助作用下，阀座4后部与支撑面形成差压环带，差压环带为A2与d1间环带，差压环带产生的推力把所述阀座4推向球体2，利于实现高压密封；

密封的工作原理：阀外外力作用于球体2，压紧推力视为预紧力，关到位时，阀杆与下轴端自然形成球阀的固定端，形成自密封，反向操作和正向操作方式相同，不需要过大外力即能实现阀门密封。

当阀门开启时，提升阀杆，导向销11位于上部直槽内，阀杆背面的楔面拨动球体2上的圆柱销绕下轴逆向转动角度α，此过程中球体2密封面与阀座4 密封面逐渐脱离，阀座4在后部密封圈为O型密封圈，在O型密封圈的作用下降所述阀座4弹起0.5-1mm，所述阀座4尾部圆周上均布螺钉7阻止所述阀座4 进一步退出阀体4座孔。

当阀门开启操作继续时，楔形轴9的90°螺旋导向槽11、直槽和左右导向销11的作用下，所述球体2旋转90°，直到阀杆上部限位，此时阀门全开，此时阀座4密封面与球体2密封面为脱离状态。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双向密封轨道球阀，包括：阀座(4)、球体(2)、阀体(1)、螺钉(7)，其特征在于，所述阀座(4)上设置有密封槽，所述密封槽用于放置密封圈，所述阀座(4)上还设置有座孔，所述阀座(4)对称设置在所述阀体(1)在竖直方向上的两端，所述螺钉(7)用于与所述座孔配合，将所述阀座(4)与所述阀体(1)卡接；

还包括约束结构(19)设置在两个所述阀座(4)之间，用于防止阀座(4)浮动和退出。

2.根据权利要求1所述的一种双向密封轨道球阀，其特征在于，所述约束结构分为外环和内环，所述外环的外径大于内环的外径，两个所述阀座(4)均可与所述约束结构表面配合。

3.根据权利要求2所述的一种双向密封轨道球阀，其特征在于，所述内环的内侧设置有一圈内环槽(191)，所述内环槽(191)内环形间隔排布有螺纹孔(192)，所述螺纹孔(192)可与所述螺钉(7)配合。

4.根据权利要求1所述的一种双向密封轨道球阀，其特征在于，所述阀座(4)与阀体(1)的端部接触的面为支撑面，所述球体(2)与所述阀座的接触面为阀座密封面。

5.根据权利要求1所述的一种双向密封轨道球阀，其特征在于，还包括：上阀杆(14)、楔形轴(9)，所述上阀杆(14)与所述楔形轴(9)相连，所述上阀杆(14)可带动所述楔形轴(9)在竖直方向上滑动。

6.根据权利要求1所述的一种双向密封轨道球阀，其特征在于，还包括阀盖(8)、密封垫片，所述阀盖(8)、阀体(1)、密封垫片、密封圈均为栓接连接。

7.根据权利要求1所述的一种双向密封轨道球阀，其特征在于，还包括：阀门填料结构，所述阀门填料结构包括：填料(15)和填料压套(16)，所述阀门填料结构为可调式压盖结构。

8.根据权利要求5所述的一种双向密封轨道球阀，其特征在于，所述上阀杆(14)的上端连接有伞齿轮操作器(18)，用于控制阀门的启闭。

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