CN213685363U - 一种高频耐磨球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要适用于石油化工、煤化工及硅产业等需要高频率开关的耐磨工况领域，其具体地公开了一种高频耐磨球阀，包括阀体、置于阀体阀腔中的球体、固定在阀体上侧的阀盖以及底端穿过阀盖的内孔后插入阀腔中并与球体连接的阀杆，阀杆通过圆柱销与球体同轴连接，圆柱销有三个，并沿阀杆的轴线中心对称分布，圆柱销的上、下两端分别插入球体和阀杆中。本实用新型中，阀杆与球体之间采用三根绕阀杆与球体的轴线120°均布、并与阀杆和球体无间隙连接的圆柱销，从而不仅能确保阀杆和球体连接强度，消除阀杆和球体扁方连接或键连接所不可避免的连接间隙，以使阀杆和球体之间通过圆柱销实现面面接触，从而在高频率的开关过程中有效减少冲击疲劳变形。

Description

一种高频耐磨球阀

技术领域

本实用新型涉及球阀技术领域，具体涉及一种高频耐磨球阀。

背景技术

近年来，石油化工、煤化工及硅产业等呈快速发展趋势，随着各种新技术的开发和工艺技术进步，其工艺装置的苛刻工况对阀门的性能要求越来越高。其中处于最严苛的工况下的高频耐磨球阀的性能状态是制约这些工艺装置生产效率的瓶颈。

以石化产业中的聚烯烃装置为例，在乙烯石化装置中，聚烯烃装置是关键工艺装置，其主要用来实现淤浆原料和气相反应生成固态聚烯烃物。而该装置中，最关键的就是自动控制产品排料系统(Products Discharge System，PDS)的高频阀，该高频阀的性能状态直接影响整个装置的运行周期。因此为了满足生产需求，保证生产顺利进行，该类装置工况要求高频阀的开关寿命大于一百万次，且需要在2.5S内开启或关闭阀门。而由于这类介质中含有PE粉料和PP粉料的气固两相物料，因此阀门除了需要满足在高频使用这个工况条件外，同时还需具备耐磨性能。

而目前市场上应用于此类工况的高频阀主要有以下几个缺点：一是防尘效果差，因为液相、气相、颗粒状的PP/PE粉料介质极易产生自聚卡死阀门，导致阀门失效；二是因开关频率高导致阀座和涂层伤损，继而导致密封失效泄漏；三是阀门的高频开关会导致阀杆疲劳变形，特别是以及阀杆和球体的连接传动失效；四是由于高频率的开启，阀门的执行器支架固定在阀盖上，长期工作下来其产生的震动会导致阀门密封性能失效。这些失效不仅会导致高频阀门的使用寿命短、需要工艺装置经常停车更换，同时还生产不顺畅、严重影响生产企业的经济效益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供了一种高频耐磨球阀，解决了阀门的高频开关会导致阀杆疲劳变形，特别是以及阀杆和球体的连接传动失效等上述多个技术缺陷。本实用新型所设计的球阀主要适用于石油化工、煤化工及硅产业等需要高频率开关的耐磨工况领域。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种高频耐磨球阀，包括阀体、置于阀体阀腔中的球体、固定在阀体上侧的阀盖以及底端穿过阀盖的内孔后插入阀腔中并与球体连接的阀杆，所述阀杆通过圆柱销与球体同轴连接，所述圆柱销有三个，并沿阀杆的轴线中心对称分布，且圆柱销的上、下两端分别插入球体和阀杆中。

进一步地，在所述球体上设置有轴线与阀杆的轴线重合的安装孔，所述阀杆的底端插入安装孔中，且其外壁与安装孔的孔壁贴合，所述圆柱销位于阀杆和安装孔之间，其靠近阀杆轴线的一侧插入阀杆中，其另一侧插入安装孔孔壁中。

进一步地，在所述阀杆的圆柱侧壁上靠近球体的一端以及安装孔孔壁上分别设置有底端为开放端的条形插槽A和顶端为开放端的条形插槽B，所述条形插槽A和条形插槽B的延伸方向均平行于阀杆的轴线，且其横截面均为一段等径圆弧，条形插槽A和条形插槽B均有三个，并均沿阀杆的轴线中心对称分布，条形插槽A和条形插槽B一一对应；

所述圆柱销靠近阀杆轴线的一侧分别各插入一个条形插槽A中，其另一侧分别各插入一个条形插槽B中，且圆柱销的圆柱侧壁的两侧分别与条形插槽A的槽壁以及条形插槽B的槽壁贴合。

进一步地，所述等径圆弧的圆心均位于阀杆上设置有条形插槽A的圆柱侧壁的周线上。

进一步地，所述条形插槽A和与之对应的条形插槽B拼组成圆形孔。

进一步地，所述阀杆通过上轴承与阀盖的内孔转动配合，所述上轴承的内、外圈分别与阀杆以及阀盖的内孔贴合；

在所述阀体的底部设置有与阀杆同轴的下阀杆，在球体的底部设置有下安装孔，所述下阀杆的顶端贯穿阀体的下侧后插入下安装孔中，并通过下轴承与下安装孔转动配合，所述下轴承的内、外圈分别与下阀杆以及下安装孔的内孔贴合；

下阀杆的底端侧壁外凸成连接法兰，所述连接法兰通过螺纹紧固件固定在阀体上。

进一步地，在所述下阀杆上位于球体的底部和阀体的内壁之间的部位上设置有与阀腔连通的径向孔，在下阀杆上设置有顶端与径向孔连通、底端与外部连通的轴向孔，在所述轴向孔的底端螺纹连接有螺塞。

进一步地，所述阀体的流体通道上靠近阀腔的一端均通过防尘阀座结构与球体配合，在流体通道上设置有与流体通道同轴、孔径大于流体通道孔径的阀座安装孔；

所述防尘阀座结构安装在阀座安装孔中，其包括弹簧以及均为环形的弹簧座和阀座，所述弹簧座的一端与阀座安装孔远离球体的一端抵接，其另一端设置有弹簧安装孔，所述阀座的一端与球体接触，其另一端的内圈向远离球体的一端延伸并将弹簧座覆盖，且此延伸部的外圈与流体通道的壁面贴合，所述弹簧位于弹簧安装孔中，其两端分别与弹簧安装孔的孔底以及阀座抵接。

进一步地，所述阀盖为长颈结构，其颈部内孔和阀杆之间通过颈部密封组件进行转动密封配合，在颈部内孔上端设置有轴向承载台阶，所述颈部密封组件包括承载台阶向上依次套设在阀杆上且经由压紧螺栓轴向压紧在承载台阶上的垫圈、填料、填料压环、碟簧和填料压盖，所述填料压环的底端、垫圈以及填料位于颈部内孔中，所述填料压环的顶端、碟簧和填料压盖位于颈部内孔外侧，所述压紧螺栓贯穿填料压盖的外圆周侧后与阀盖螺纹连接；

在填料压环底端的内壁和外壁上均设置有环形的密封圈安装槽，在内、外侧的密封圈安装槽中分别安装有内密封圈和外密封圈，所述内密封圈的内、外圈分别与阀杆以及对应的密封圈安装槽槽底贴合，所述外密封圈的内外圈分别与对应的密封圈安装槽槽底以及颈部内孔贴合。

进一步地，所述阀体被与阀腔相交且垂直于其流体通道流通方向的平面分为左阀体和右阀体，所述左阀体通过横向连接件和右阀体连接为一体，所述横向连接件包括螺杆和螺母，所述螺杆的一端与左阀体连接，其另一端贯穿右阀体后与螺母螺纹连接。

由于采用了本技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型一种高频耐磨球阀，阀杆与球体之间采用三根绕阀杆与球体的轴线120°均布、并与阀杆和球体无间隙连接的圆柱销，从而不仅能确保阀杆和球体连接强度，消除阀杆和球体扁方连接或键连接所不可避免的连接间隙，以使阀杆和球体之间通过圆柱销实现面面接触，从而在高频率的开关过程中有效减少冲击疲劳变形；

2.本实用新型一种高频耐磨球阀，采用三根圆柱销绕阀杆或球体的轴线以120°均布设计，而垂直于阀杆或球体轴线的平面中，三根圆柱销的轴线、阀杆的轴线以及球体的轴线均投影为点，将三根圆柱销的轴线所投影的三点连接起来，形成一个等边三角形，从而基于“一个三角形有唯一确定的外接圆”(三点确定一圆)，可知此正三角形的外接圆圆心是此正三角形各边垂直平分线的交点，其到三角形三个顶点距离相等，由于三根圆柱销绕阀杆或球体的轴线以120°均布设计，因此此外接圆圆心与阀杆、球体的轴线投影点重合；这样阀杆、球体在与三圆柱销配合时，阀杆的轴线的投影点与外接圆圆心重合、球体的轴线的投影点与外接圆圆心重合，从而使阀杆的轴线的投影点与球体的轴线的投影点重合，继而使阀杆和球体装配完成后的同心度得到非常好的保证，便于球阀的高频开关，使其开关更顺畅；

3.本实用新型一种高频耐磨球阀，采用多点定位阀杆和球体，通过每点来均分高速高频运行时对阀杆与阀球之间连接部位的冲击，从而避免高速高频运行时对阀杆与阀球之间连接部位的冲击力过大，造成阀门开关位置的错位的情况出现；

4.本实用新型一种高频耐磨球阀，不仅仅由圆柱销的上端与阀杆配合来定位圆柱销分布的中心点与阀杆轴线重合、圆柱销的下端与球体配合来定位圆柱销分布的中心点与球体的轴线重合，还通过圆柱销朝向阀杆轴线的一侧与远离阀杆轴线的一侧分别与阀杆和球体配合来保证阀杆与球体的同轴度。具体地，除了圆柱销的上、下两端对阀杆和球体的定位，同一个圆柱销上绕自身轴线的圆柱侧壁的内、外侧同时对阀杆和球体进行定位，以使阀杆和球体上与之圆柱侧壁配合的结构也为绕此圆柱销的旋转面，从而将与同一个圆柱销配合的阀杆和球体上与此圆柱销配合的部位的旋转轴线为此圆柱销的轴线，最终将阀杆和球体上与圆柱销配合的部位不仅绕各自的轴线中心对称分布，且阀杆和球体上与同一个圆柱销配合部位还绕此圆柱销轴线对称，继而提高了阀杆和球体装配完成后的同心度，便于球阀的高频开关，使其开关更顺畅；

5.本实用新型一种高频耐磨球阀，阀盖和阀杆以及下阀杆之间采用双轴承设计，保证了阀杆的稳定性，避免阀门高频动作时，造成阀杆疲劳弯曲、变形卡阻现象；对位于球体上、下的阀杆和下阀杆能通过轴承进行端部径向定位，保证阀杆和下阀杆的同轴度；同时阀盖和阀杆之间设置两个轴承，其目的是确保阀杆转动的稳定性，确保阀杆和阀盖始终有良好的同心度，避免因为装配后的累积公差的因素导致阀门高频启闭过程中阀杆的疲劳变形；

6.本实用新型一种高频耐磨球阀，为了防止球阀被压力挤压变形等不利情况产生，优选地基于下阀杆，设置一个用于泄压的通道：径向孔和轴向孔；当需要对阀腔进行泄压时，打开螺塞，即可快速地对阀腔进行泄压，保护球阀，防止其因高压而形变等不利情况产生；更主要的是，当球阀处于开或者关位时，上下游的流体介质完全被球体密封隔离，即上下游流道和中腔(阀体和球体之间的腔体)之间是隔离开的，在阀门全开或全关且上下游管线带压的时候，此时可以打开这个螺塞，排除中腔里面的污物，检查阀座是否有泄漏，打开螺塞泄压后在线更换阀杆填料及其它密封件等，起到在线维修的功能；

7.本实用新型一种高频耐磨球阀，阀座的一端的内圈向远离球体的一端延伸并将弹簧座覆盖，从而使阀座延伸端和阀体组成的腔体能完全包裹住弹簧及弹簧座，从而将能将弹簧座和弹簧与流通在球阀中的含颗粒介质隔绝开，能有效防止流体中的固体颗粒物进入弹簧座里面，使阀座结构具有非常好的防尘功能，从而延长阀门的使用寿命；

8.本实用新型一种高频耐磨球阀，填料压盖和填料压环之间的碟簧能够为填料提供自补偿压紧力，并结合石墨填料双重密封，本实用新型解决了填料高频密封失效问题，此球阀非常适用于球阀高磨损、高频开关工况的使用；

9.本实用新型一种高频耐磨球阀，执行器的安装支架通过内六角螺钉直接设计固定在阀体上，以使执行器的安装端与阀盖相互独立，在阀门高频启闭时，执行器产生的周期性的高频率的冲击力直接施加在阀体上，而不是施加到具有精密配合密封填料函的阀盖上，从而不会影响阀门的密封性能；

10.本实用新型一种高频耐磨球阀，球体、阀座表面处理采用堆焊硬化层的方法，使球体、阀座表面形成超厚度硬化层，与基体结合力高，既适用高磨损工况的使用，又解决了硬化层容易磨穿和脱落的问题；

11.本实用新型一种高频耐磨球阀，阀杆采用高强度双向不锈钢，解决阀门高频开关导致的阀杆疲劳失效问题，阀杆表面硬化处理提高阀杆的光洁度和耐磨性，减小阀门开启时阀杆和填料之间的摩擦力，从而增加填料的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，本说明书附图中的各个部件的比例关系不代表实际选材设计时的比例关系，其仅仅为结构或者位置的示意图，其中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是阀杆和球体之间的配合部位的横截面结构示意图；

图3是阀杆和阀盖处的配合结构示意图；

图4是下阀杆处的结构示意图；

图5是防尘阀座结构示意图；

图6是执行器的支架安装示意图。

附图中标号说明：

1-阀体，2-球体，3-下轴承，4-下阀杆，5-右阀体，6-阀座，7-石墨盘根，8-O形圈A，9-弹簧，10-弹簧座，11-O形圈B，12-O形圈C，13-阀盖，14-圆柱销，15-阀杆，16-上轴承，17-第二上轴承，18-填料，19-填料压盖，20-碟簧，21-填料压环，22-内密封圈，23-外密封圈，24-支架，25-内六角螺钉，26-阀腔，27-条形插槽，28-安装孔，29-条形插槽B，30-下安装孔，31-径向孔，32-轴向孔，33-螺塞，34-流体通道，35-阀座安装孔，36-弹簧安装孔，37-垫圈，38-压紧螺栓，39-承载台阶，40-左阀体，41-螺杆，42-螺母。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面结合图1至图6对本实用新型作详细说明。

实施例1

如图1所示，本实用新型一种高频耐磨球阀，包括阀体1、置于阀体1阀腔26中的球体2、固定在阀体1上侧的阀盖13以及底端穿过阀盖13的内孔后插入阀腔26中并与球体2连接的阀杆15，所述阀杆15通过圆柱销14与球体2同轴连接，所述圆柱销14有三个，并沿阀杆15的轴线中心对称分布，且圆柱销14的上、下两端分别插入球体2和阀杆15中。

现有技术中，当阀杆和球体之间采用扁方连接或者键连接时，其不可避免地存在连接间隙，这在球阀的高频率的开关过程中会因此连接间隙的存在产生来自执行器的动力冲击，继而导致阀杆和球体之间的连接部位冲击疲劳变形。具体地，在整个旋转过程中，基于此连接间隙，导致驱动阀杆时，其上仅通过扁方的转角部位的线或者键上的线来与球体接触，继而通过此线来拨动球体转动，即开关过程中，阀杆与球体之间为线接触，此接触部位在长期反复开关的工况下，及其容易疲劳变形，导致阀杆和球体的连接传动失效。

基于上述情况，本实用新型中阀杆15与球体2之间采用三根绕阀杆15与球体2的轴线120°均布、并与阀杆15和球体2无间隙连接的圆柱销，从而不仅能确保阀杆和球体连接强度，消除阀杆和球体扁方连接或键连接所不可避免的连接间隙，以使阀杆和球体之间通过圆柱销14实现面面接触，从而在高频率的开关过程中有效减少冲击疲劳变形。

同时，一个设备的精度不仅受限于其机加的加工精度，还受限于后期的装配精度。而本实用新型中，不仅对于阀杆以及球体上与圆柱销配合的结构进行高精度加工，同时在后期装配时采用三个圆柱销进行装配，从而能保证通过圆柱销互相连接的阀杆和球体的同轴度。具体地，本实用新型中，采用三根圆柱销绕阀杆或球体的轴线以120°均布设计，而垂直于阀杆或球体轴线的平面中，三根圆柱销的轴线、阀杆的轴线以及球体的轴线均投影为点，将三根圆柱销的轴线所投影的三点连接起来，形成一个等边三角形，从而基于“一个三角形有唯一确定的外接圆”(三点确定一圆)，可知此正三角形的外接圆圆心是此正三角形各边垂直平分线的交点，其到三角形三个顶点距离相等，由于三根圆柱销绕阀杆或球体的轴线以120°均布设计，因此此外接圆圆心与阀杆、球体的轴线投影点重合；这样阀杆、球体在与三圆柱销配合时，阀杆的轴线的投影点与外接圆圆心重合、球体的轴线的投影点与外接圆圆心重合，从而使阀杆的轴线的投影点与球体的轴线的投影点重合，继而使阀杆和球体装配完成后的同心度得到非常好的保证，便于球阀的高频开关，使其开关更顺畅。

同时，采用多点定位阀杆和球体，通过每点来均分高速高频运行时对阀杆与阀球之间连接部位的冲击，从而避免高速高频运行时对阀杆与阀球之间连接部位的冲击力过大，造成阀门开关位置的错位的情况出现。

实施例2

本实施例是关于实施例1中阀杆和球体之间的配合结构做出进一步地实施说明。

如图在所述球体2上设置有轴线与阀杆15的轴线重合的安装孔28，所述阀杆15的底端插入安装孔28中，且其外壁与安装孔28的孔壁贴合，所述圆柱销14位于阀杆15和安装孔28之间，其靠近阀杆15轴线的一侧插入阀杆15中，其另一侧插入安装孔28孔壁中。

本实用新型中，不仅仅由圆柱销的上端与阀杆15配合来定位圆柱销分布的中心点与阀杆15轴线重合、圆柱销的下端与球体配合来定位圆柱销分布的中心点与球体2的轴线重合，还通过圆柱销朝向阀杆轴线的一侧(以下称之为圆柱销内侧)与远离阀杆轴线的一侧(以下称之为圆柱销外侧)分别与阀杆和球体配合来保证阀杆与球体的同轴度。具体地，除了圆柱销的上、下两端对阀杆和球体的定位，同一个圆柱销上绕自身轴线的圆柱侧壁的内、外侧同时对阀杆和球体进行定位，以使阀杆和球体上与之圆柱侧壁配合的结构也为绕此圆柱销的旋转面，从而将与同一个圆柱销配合的阀杆和球体上与此圆柱销配合的部位的旋转轴线为此圆柱销的轴线，最终将阀杆和球体上与圆柱销配合的部位不仅绕各自的轴线中心对称分布，且阀杆和球体上与同一个圆柱销配合部位还绕此圆柱销轴线对称，继而提高了阀杆和球体装配完成后的同心度，便于球阀的高频开关，使其开关更顺畅。

关于圆柱销的内、外侧与阀杆和球体之间的配合结构具体如下：

如图2所示，本实用新型中，在所述阀杆15的圆柱侧壁上靠近球体2的一端以及安装孔28孔壁上分别设置有底端为开放端的条形插槽A27和顶端为开放端的条形插槽B29，所述条形插槽A27和条形插槽B29的延伸方向均平行于阀杆15的轴线，且其横截面均为一段等径圆弧，条形插槽A27和条形插槽B29均有三个，并均沿阀杆15的轴线中心对称分布，条形插槽A27和条形插槽B29一一对应；

所述圆柱销14靠近阀杆15轴线的一侧分别各插入一个条形插槽A27中，其另一侧分别各插入一个条形插槽B29中，且圆柱销14的圆柱侧壁的两侧分别与条形插槽A27的槽壁以及条形插槽B29的槽壁贴合，如图2所示。

优选地，所述等径圆弧的圆心均位于阀杆15上设置有条形插槽A27的圆柱侧壁的周线上。

优选地，所述条形插槽A27和与之对应的条形插槽B29拼组成圆形孔。

实施例3

本实施例是关于本实用新型中阀杆的工作状态稳定性做出优化说明。

如图1所示，本实用新型中，所述阀杆15通过上轴承16与阀盖13的内孔转动配合，所述上轴承16的内、外圈分别与阀杆15以及阀盖13的内孔贴合；

如图1和图4所示，在所述阀体1的底部设置有与阀杆15同轴的下阀杆4，在球体2的底部设置有下安装孔30，所述下阀杆4的顶端贯穿阀体1的下侧后插入下安装孔30中，并通过下轴承3与下安装孔30转动配合，所述下轴承3的内、外圈分别与下阀杆4以及下安装孔30的内孔贴合；

下阀杆4的底端侧壁外凸成连接法兰，所述连接法兰通过螺纹紧固件固定在阀体1上。

优选地，在上轴承16上设置有第二上轴承17，所述第二上轴承的内、外圈分别与阀杆15以及阀盖13的内孔贴合。为了便于安装上轴承16和第二上轴承17，阀盖为加长颈结构。

阀盖13和阀杆15以及下阀杆4之间采用双轴承设计，保证了阀杆的稳定性，避免阀门高频动作时，造成阀杆疲劳弯曲、变形卡阻现象；对位于球体上、下的阀杆15和下阀杆4能通过轴承进行端部径向定位，保证阀杆15和下阀杆4的同轴度。同时，阀盖13和阀杆15之间设置两个轴承，其目的是确保阀杆15转动的稳定性，确保阀杆和阀盖始终有良好的同心度，避免因为装配后的累积公差的因素导致阀门高频启闭过程中阀杆的疲劳变形。

进一步地，在所述下阀杆4上位于球体2的底部和阀体1的内壁之间的部位上设置有与阀腔26连通的径向孔31，在下阀杆4上设置有顶端与径向孔31连通、底端与外部连通的轴向孔32，在所述轴向孔32的底端螺纹连接有螺塞33。

优选地，在下阀杆4与阀体2之间装有下轴套，下轴套的内、外圈分别与下阀杆4和阀体贴合。

优选地，下阀杆与球体之间设有静电弹簧，通过静电弹簧将阀球上积蓄的静电依次导给阀杆、阀体、阀体支座以及地面。

当球体处于关位或者开位时，阀腔与阀体的流体通道34为截断不连通的状态，而在关闭球阀或者打开球阀的过程中，流体通道34通过球体上的用于流通流体的中间通道与阀腔连通，继而使阀腔中充满流体；因此当球体处于关位或者开位时，阀腔被封闭并充满流体，当中腔有异常高压时，阀腔内外压差非常大，最大可达几十兆帕，为了防止球阀被压力挤压变形等不利情况产生，优选地基于下阀杆4，设置一个用于泄压的通道：径向孔31和轴向孔32；当需要对阀腔进行泄压时，打开螺塞33，即可快速地对阀腔进行泄压，保护球阀，防止其因高压而形变等不利情况产生。

更主要的是，当球阀处于开或者关位时，上下游的流体介质完全被球体密封隔离，即上下游流道和中腔(阀体和球体之间的腔体)之间是隔离开的，在阀门全开或全关且上下游管线带压的时候，此时可以打开这个螺塞，排除中腔里面的污物，检查阀座是否有泄漏，打开螺塞泄压后在线更换阀杆填料及其它密封件等，起到在线维修的功能。

实施例4

本实施例是关于支撑球体的阀座进行实施说明。

现有用于含颗粒的介质的球阀的阀座上的防尘结构不理想，尤其是流体介质中所含的细粉颗粒，在使用过程中很容易在阀体台阶处堆积，在高频工况的应用下这些细粉颗粒依然能够钻进弹簧座里，导致弹簧功能失效，从而导致密封失效泄漏。

为了解决上述情况，本实用新型中，如图1和图5所示，所述阀体1的流体通道34上靠近阀腔26的一端均通过防尘阀座结构与球体2配合，在流体通道34上设置有与流体通道34同轴、孔径大于流体通道34孔径的阀座安装孔35；

所述防尘阀座结构安装在阀座安装孔35中，其包括弹簧9以及均为环形的弹簧座10和阀座7，所述弹簧座10的一端与阀座安装孔35远离球体2的一端抵接，其另一端设置有弹簧安装孔36，所述阀座7的一端与球体2接触，其另一端的内圈向远离球体2的一端延伸并将弹簧座10覆盖，且此延伸部的外圈与流体通道34的壁面贴合，所述弹簧9位于弹簧安装孔36中，其两端分别与弹簧安装孔36的孔底以及阀座7抵接。

阀座7的一端的内圈向远离球体2的一端延伸并将弹簧座10覆盖，从而使阀座7延伸端和阀体1组成的腔体能完全包裹住弹簧9及弹簧座10，从而将能将弹簧座10和弹簧9与流通在球阀中的含颗粒介质隔绝开，能有效防止流体中的固体颗粒物进入弹簧座里面，使阀座结构具有非常好的防尘功能，从而延长阀门的使用寿命。

优选地，阀座7上设有刮刀结构，在球阀开启过程中，具有自清洁球面的作用。

优选地弹簧安装孔36有多个，其沿弹簧座10的周向均布。

优选地，阀座7靠近球体2的外圆面上随着远离球体2依次套设有嵌入阀座7外圆面中的石墨盘根以及两个O形圈A8，O形圈A8外圈与阀座安装孔35孔壁贴合；在弹簧座10的外圆面上和内圆面上均套设有嵌入弹簧座10内的O形圈B11和O形圈C12，O形圈B11内圈与阀座7延伸端外圆贴合贴合，O形圈C12外圈与阀座安装孔35贴合。

石墨盘根处的密封主要用于防火，O形圈A8为阀座主密封，主要用于密封腔体压力，O形圈B11主要为阀座延伸端和弹簧座之间的密封，防止颗粒进入弹簧安装孔36.

实施例5

本实施例是关于本实用新型中，阀盖和阀杆之间的密封结构做出实施说明。

所述阀盖13为长颈结构，其颈部内孔和阀杆15之间通过颈部密封组件进行转动密封配合，在颈部内孔上端设置有轴向承载台阶39，所述颈部密封组件包括承载台阶39向上依次套设在阀杆15上且经由压紧螺栓38轴向压紧在承载台阶39上的垫圈37、填料18、填料压环21、碟簧20和填料压盖19，所述填料压环21的底端、垫圈37以及填料18位于颈部内孔中，所述填料压环21的顶端、碟簧20和填料压盖19位于颈部内孔外侧，所述压紧螺栓38贯穿填料压盖19的外圆周侧后与阀盖13螺纹连接；

在填料压环21底端的内壁和外壁上均设置有环形的密封圈安装槽，在内、外侧的密封圈安装槽中分别安装有内密封圈22和外密封圈23，所述内密封圈22的内、外圈分别与阀杆15以及对应的密封圈安装槽槽底贴合，所述外密封圈23的内外圈分别与对应的密封圈安装槽槽底以及颈部内孔贴合。

优选地碟簧20有两个。

内、外密封圈均优选地为O形密封圈。

填料压环21设有内外两道密封圈，一方面和填料一同起双重密封作用，另一方面能有效防止外部灰尘进入填料函而影响阀门使用寿命。

填料压盖19和填料压环21之间的碟簧20能够为填料提供自补偿压紧力，并结合石墨填料双重密封，本实用新型解决了填料因高频开关导致密封失效问题，此球阀非常适用于球阀高磨损、高频开关工况的使用。

实施例6

本实施例是在上述实施例的基础上，对阀体1的结构做出实施说明。

如图1所示，本实用新型中，所述阀体1被与阀腔相交且垂直于其流体通道34流通方向的平面分为左阀体40和右阀体5，所述左阀体40通过横向连接件和右阀体5连接为一体，所述横向连接件包括螺杆41和螺母42，所述螺杆41的一端与左阀体40连接，其另一端贯穿右阀体5后与螺母42螺纹连接。

实施例7

驱动装置驱动上阀杆15带动球体2旋转实现流道开关，具体地，执行器的安装支架24通过内六角螺钉25直接设计固定在阀体1上，如图6所示，以使执行器的安装端与阀盖13相互独立，在阀门高频启闭时，执行器产生的周期性的高频率的冲击力直接施加在阀体1上，而不是施加到具有精密配合密封填料函的阀盖13上，从而不会影响阀门的密封性能。

实施例8

本实施例是在上述实施例的基础上，对本实用新型的耐磨做出进一步地优化说明。

球体、阀座表面处理采用堆焊硬化层的方法，使球体、阀座表面形成超厚度硬化层，与基体结合力高，既适用高磨损工况的使用，又解决了硬化层容易磨穿和脱落的问题。

关于堆焊硬化层具体如下：球体、阀座金属基体上采用等离子堆焊硬化层的方法，使球体、阀座表面形成超厚度硬化层，硬质合金与基体完全融合，结合力高，孔隙率达到0％，既适用高磨损工况的使用，又解决了硬化层容易磨穿和脱落的问题，密封等级达到ANSI FCI/70-2ClassVI甚至零泄漏。

优选地，阀体材质采用锻钢材质。

阀杆采用高强度双向不锈钢，解决阀门高频开关导致的阀杆疲劳失效问题，阀杆表面硬化处理提高阀杆的光洁度和耐磨性，减小阀门开启时阀杆和填料之间的摩擦力，从而增加填料的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高频耐磨球阀，包括阀体(1)、置于阀体(1)阀腔(26)中的球体(2)、固定在阀体(1)上侧的阀盖(13)以及底端穿过阀盖(13)的内孔后插入阀腔(26)中并与球体(2)连接的阀杆(15)，其特征在于：所述阀杆(15)通过圆柱销(14)与球体(2)同轴连接，所述圆柱销(14)有三个，并沿阀杆(15)的轴线中心对称分布，且圆柱销(14)的上、下两端分别插入球体(2)和阀杆(15)中。

2.根据权利要求1所述的一种高频耐磨球阀，其特征在于：在所述球体(2)上设置有轴线与阀杆(15)的轴线重合的安装孔(28)，所述阀杆(15)的底端插入安装孔(28)中，且其外壁与安装孔(28)的孔壁贴合，所述圆柱销(14)位于阀杆(15)和安装孔(28)之间，其靠近阀杆(15)轴线的一侧插入阀杆(15)中，其另一侧插入安装孔(28)孔壁中。

3.根据权利要求2所述的一种高频耐磨球阀，其特征在于：在所述阀杆(15)的圆柱侧壁上靠近球体(2)的一端以及安装孔(28)孔壁上分别设置有底端为开放端的条形插槽A(27)和顶端为开放端的条形插槽B(29)，所述条形插槽A(27)和条形插槽B(29)的延伸方向均平行于阀杆(15)的轴线，且其横截面均为一段等径圆弧，条形插槽A(27)和条形插槽B(29)均有三个，并均沿阀杆(15)的轴线中心对称分布，条形插槽A(27)和条形插槽B(29)一一对应；

所述圆柱销(14)靠近阀杆(15)轴线的一侧分别各插入一个条形插槽A(27)中，其另一侧分别各插入一个条形插槽B(29)中，且圆柱销(14)的圆柱侧壁的两侧分别与条形插槽A(27)的槽壁以及条形插槽B(29)的槽壁贴合。

4.根据权利要求3所述的一种高频耐磨球阀，其特征在于：所述等径圆弧的圆心均位于阀杆(15)上设置有条形插槽A(27)的圆柱侧壁的周线上。

5.根据权利要求3所述的一种高频耐磨球阀，其特征在于：所述条形插槽A(27)和与之对应的条形插槽B(29)拼组成圆形孔。

6.根据权利要求1所述的一种高频耐磨球阀，其特征在于：所述阀杆(15)通过上轴承(16)与阀盖(13)的内孔转动配合，所述上轴承(16)的内、外圈分别与阀杆(15)以及阀盖(13)的内孔贴合；

在所述阀体(1)的底部设置有与阀杆(15)同轴的下阀杆(4)，在球体(2)的底部设置有下安装孔(30)，所述下阀杆(4)的顶端贯穿阀体(1)的下侧后插入下安装孔(30)中，并通过下轴承(3)与下安装孔(30)转动配合，所述下轴承(3)的内、外圈分别与下阀杆(4)以及下安装孔(30)的内孔贴合；

下阀杆(4)的底端侧壁外凸成连接法兰，所述连接法兰通过螺纹紧固件固定在阀体(1)上。

7.根据权利要求6所述的一种高频耐磨球阀，其特征在于：在所述下阀杆(4)上位于球体(2)的底部和阀体(1)的内壁之间的部位上设置有与阀腔(26)连通的径向孔(31)，在下阀杆(4)上设置有顶端与径向孔(31)连通、底端与外部连通的轴向孔(32)，在所述轴向孔(32)的底端螺纹连接有螺塞(33)。

8.根据权利要求1所述的一种高频耐磨球阀，其特征在于：所述阀体(1)的流体通道(34)上靠近阀腔(26)的一端均通过防尘阀座结构与球体(2)配合，在流体通道(34)上设置有与流体通道(34)同轴、孔径大于流体通道(34)孔径的阀座安装孔(35)；

所述防尘阀座结构安装在阀座安装孔(35)中，其包括弹簧(9)以及均为环形的弹簧座(10)和阀座(7)，所述弹簧座(10)的一端与阀座安装孔(35)远离球体(2)的一端抵接，其另一端设置有弹簧安装孔(36)，所述阀座(7)的一端与球体(2)接触，其另一端的内圈向远离球体(2)的一端延伸并将弹簧座(10)覆盖，且此延伸部的外圈与流体通道(34)的壁面贴合，所述弹簧(9)位于弹簧安装孔(36)中，其两端分别与弹簧安装孔(36)的孔底以及阀座(7)抵接。

9.根据权利要求1所述的一种高频耐磨球阀，其特征在于：所述阀盖(13)为长颈结构，其颈部内孔和阀杆(15)之间通过颈部密封组件进行转动密封配合，在颈部内孔上端设置有轴向承载台阶(39)，所述颈部密封组件包括承载台阶(39)向上依次套设在阀杆(15)上且经由压紧螺栓(38)轴向压紧在承载台阶(39)上的垫圈(37)、填料(18)、填料压环(21)、碟簧(20)和填料压盖(19)，所述填料压环(21)的底端、垫圈(37)以及填料(18)位于颈部内孔中，所述填料压环(21)的顶端、碟簧(20)和填料压盖(19)位于颈部内孔外侧，所述压紧螺栓(38)贯穿填料压盖(19)的外圆周侧后与阀盖(13)螺纹连接；

在填料压环(21)底端的内壁和外壁上均设置有环形的密封圈安装槽，在内、外侧的密封圈安装槽中分别安装有内密封圈(22)和外密封圈(23)，所述内密封圈(22)的内、外圈分别与阀杆(15)以及对应的密封圈安装槽槽底贴合，所述外密封圈(23)的内外圈分别与对应的密封圈安装槽槽底以及颈部内孔贴合。

10.根据权利要求1所述的一种高频耐磨球阀，其特征在于：所述阀体(1)被与阀腔相交且垂直于其流体通道(34)流通方向的平面分为左阀体(40)和右阀体(5)，所述左阀体(40)通过横向连接件和右阀体(5)连接为一体，所述横向连接件包括螺杆(41)和螺母(42)，所述螺杆(41)的一端与左阀体(40)连接，其另一端贯穿右阀体(5)后与螺母(42)螺纹连接。

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