CN213954410U - 一种大口径低扭矩结构软密封球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种大口径低扭矩结构软密封球阀，其在打开或者关闭时，需要提供的扭矩力更少。其包括阀体、阀体帽和球体，阀体和球体之间、阀体帽和球体之间分别设有密封结构，其特征在于：密封结构包括阀座，阀座和阀体之间、阀座和阀体帽之间设有弹性垫环，通过弹性垫环挤压阀座使阀座与球体接触；密封结构还包括压圈、阀座托架，阀体和阀体帽上开设有用于卡入压圈的缺口，阀座托架与压圈连接，阀座表面设有阶梯面，阀座托架的内径大于阀座最小的外径并且小于阀座最大的外径，通过阀座托架与阀座的阶梯面接触实现对阀座进行限位；球体底部和底轴连接，底轴底部通过滚动轴承与球阀底部连接。

Description

一种大口径低扭矩结构软密封球阀

技术领域

本实用新型涉及软密封球阀技术领域，具体为一种大口径低扭矩结构软密封球阀。

背景技术

在化工石化，石油天然气，电厂，钢铁等行业通常需要使用软密封球阀，球阀具有极优的切断性能，当全开时其流路和管路内径基本相同，流体压力损失极小。常见的球阀如图1、图2所示，其包括阀体100、阀体帽101以及位于阀体100和阀体帽101内的球体102，阀体100和球体102之间、阀体帽101和球体102之间分别设有密封结构103，密封结构103由内到外依次为阀座嵌件1031、阀座1032、阀座密封环1033、阀座托架1034和碟形弹簧1035，阀杆104从阀体100顶部伸入并与球体102连接同时它们之间通过填料105进行密封，底轴106位于阀体100底部，底轴106上安装有止推垫片107用于对球体102进行支撑，同时底轴106伸入球体102内并且底轴106和球体102之间设有底轴承108；当阀门关闭时，介质压力和一侧的碟形弹簧1035推动球体102挤压另一侧的阀座1032，实现球体102和阀座1032间密封，另一侧的阀座1032继续挤压另一侧的阀座密封环1033，实现阀体100和阀座密封环1033密封，从而切断介质的流通，当需要恢复流通时，通过执行机构控制阀杆104带动球体102转动，使球体102上的通道与球阀进出口连通从而恢复介质的流通。但是实际使用过程中，碟形弹簧产生的力不稳定，使得控制阀门开闭的扭矩力不稳定，一般都需要选择偏大的执行机构来提供足够的力来打开或者关闭阀门，同时球体102底部支撑在止推垫片107上，打开或者关闭阀门时，它们之间发生的滑动摩擦也会增大需要的扭矩力。

实用新型内容

针对现有的球阀需要提供较大的扭矩力才能开启或者关闭阀门的问题，本实用新型提供了一种大口径低扭矩结构软密封球阀，其在打开或者关闭时，需要提供的扭矩力更少。

其技术方案是这样的：一种大口径低扭矩结构软密封球阀，其包括阀体、阀体帽和球体，所述阀体和所述球体之间、所述阀体帽和所述球体之间分别设有密封结构，其特征在于：所述密封结构包括阀座，所述阀座和所述阀体之间、所述阀座和所述阀体帽之间设有弹性垫环，通过所述弹性垫环挤压所述阀座使阀座与球体接触；所述密封结构还包括压圈、阀座托架，所述阀体和所述阀体帽上开设有用于卡入所述压圈的缺口，所述阀座托架与所述压圈连接，所述阀座表面设有阶梯面，所述阀座托架的内径大于所述阀座最小的外径并且小于所述阀座最大的外径，通过所述阀座托架与阀座的阶梯面接触实现对所述阀座进行限位；所述球体底部和底轴连接，所述底轴底部通过滚动轴承与球阀底部连接。

其进一步特征在于：

所述阀体或者所述阀体帽对应阀座的位置开设有安装口一，所述阀座一端容纳于所述安装口一内，所述阀座还开设有用于容纳所述弹性垫环的安装口二；

所述阀座与所述球体接触的位置设有水线槽；

球阀底部连接有底法兰，所述底法兰通过底垫圈与所述阀体实现密封，所述底法兰上开设有安装口三，所述安装口三内安装有所述滚动轴承，所述滚动轴承为止推轴承，所述底轴底部呈阶梯状，所述底轴通过轴肩安装在所述止推轴承上。

本实用新型的有益效果为：阀门关闭时，弹性垫环的弹力推动阀座挤压球体，结合介质压力推动球体，达到阀座和球体之间的软密封，而阀体和阀体帽与阀座之间的密封则依靠弹性垫环来实现，由于不需要使用碟形弹簧，使用弹性垫环来提供弹力，使得需要的扭矩力更为稳定，同时球体底部直接与底轴连接在一起，通过在底轴底部设置轴承使得在打开或者关闭阀门时，由原先的球体与止推垫片之间发生的滑动摩擦变为底轴与轴承之间产生的滚动摩擦，摩擦力更小，从而降低打开或者关闭阀门所需的扭矩力；另外，通过在阀座和球体之间的密封面上设置水线槽在保证密封比压的前提下尽量减少与球体面的接触，进一步降低操作扭矩。

附图说明

图1为现有球阀结构剖视示意图；

图2为图1中A处放大结构示意图；

图3为本实用新型结构剖视示意图；

图4为图3中A处放大结构示意图。

具体实施方式

如图3、图4所示的一种大口径低扭矩结构软密封球阀，其包括安装在介质出口方向的阀体1、安装在介质入口方向的阀体帽2和位于阀体1、阀体帽2内部的球体3，阀体1和球体3之间、阀体帽2和球体3之间分别设有密封结构4，密封结构4包括环形竖向布置的阀座41，阀座41和阀体1之间、阀座41和阀体帽2之间设有环形竖向布置的弹性垫环42，通过弹性垫环42挤压阀座41使阀座42与球体3接触，弹性垫环42可以采用橡胶等弹性材料制作，依靠弹性垫环42的预紧力来挤压阀座41进行密封；本方案中阀座41和阀体1、阀体帽2之间为软密封结构，通过弹性垫环42的预紧力来对阀座41进行挤压再加上介质压力推动球体3实现密封，弹性垫环42的预紧力相较于碟形弹簧更为稳定，从而保证打开或者关闭阀门所需的扭矩稳定，不再需要采用偏大的执行结构，同时阀座41内嵌入弹性垫环42，通过弹性垫环42的变形可以有效调节密封效果，阀座41在密封面磨损的情况下，通过弹性垫环42可以调节阀座41的位置，有效地补偿密封性能。

具体的，阀体1或者阀体帽2对应阀座41的位置开设有安装口一11，阀座41一端容纳于安装口一11内，阀座41还开设有用于容纳弹性垫环42的安装口二411；通过安装口一11、安装口二411对阀座41、弹性垫环42进行安装，保证密封性能；密封结构4还包括压圈43、阀座托架44，阀体1和阀体帽2上开设有用于卡入压圈43的缺口，阀座托架44与压圈43通过螺钉连接，阀座41表面设有阶梯面412，环形阀座托架44的内径大于环形阀座41最小的外径并且小于阀座41最大的外径，这样就可以通过阀座托架44与阀座41的阶梯面412接触实现对阀座41进行限位，压圈43和阀座托架44是阻止阀座41挤压球体3过量而起到限位的作用，从而可以有效阻止弹性垫环42产生预紧力过大使得阀座41密封球体3的力过大。另外，阀座41与球体3接触的位置设有水线槽45，水线槽45可以在阀座41上开设，在保证密封比压的前提下，通过减少接触面积来降低操作扭矩。

球体3底部和底轴5通过键6连接，底轴5底部通过滚动轴承7与球阀底部连接；球阀底部连接有底法兰8，底法兰8通过底垫圈9与阀体1实现密封，底法兰8上开设有安装口三81，安装口三81内安装有滚动轴承7，滚动轴承7为止推轴承（例如推力球轴承），从而可以承受轴向力，底轴5底部呈阶梯状，底轴5通过轴肩安装在止推轴承上；球体3通过键6与底轴5进行连接，实现底轴5和球体3一体式结构，在打开或者关闭阀门时，底轴5和阀门底部依靠推力球轴承进行相对转动，由于是滚动摩擦产生的摩擦力小，相应地减小了打开或者关闭阀门所需的扭矩力。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种大口径低扭矩结构软密封球阀，其包括阀体、阀体帽和球体，所述阀体和所述球体之间、所述阀体帽和所述球体之间分别设有密封结构，其特征在于：所述密封结构包括阀座，所述阀座和所述阀体之间、所述阀座和所述阀体帽之间设有弹性垫环，通过所述弹性垫环挤压所述阀座使阀座与球体接触；所述密封结构还包括压圈、阀座托架，所述阀体和所述阀体帽上分别开设有用于卡入所述压圈的缺口，所述阀座托架与所述压圈连接，所述阀座表面设有阶梯面，所述阀座托架的内径大于所述阀座最小的外径并且小于所述阀座最大的外径，通过所述阀座托架与阀座的阶梯面接触实现对所述阀座进行限位；所述球体底部和底轴连接，所述底轴底部通过滚动轴承与球阀底部连接。

2.根据权利要求1所述的一种大口径低扭矩结构软密封球阀，其特征在于：所述阀体或者所述阀体帽对应阀座的位置开设有安装口一，所述阀座一端容纳于所述安装口一内，所述阀座还开设有用于容纳所述弹性垫环的安装口二。

3.根据权利要求1或2所述的一种大口径低扭矩结构软密封球阀，其特征在于：所述阀座与所述球体接触的位置设有水线槽。

4.根据权利要求1所述的一种大口径低扭矩结构软密封球阀，其特征在于：球阀底部连接有底法兰，所述底法兰通过底垫圈与所述阀体实现密封，所述底法兰上开设有安装口三，所述安装口三内安装有所述滚动轴承，所述滚动轴承为止推轴承，所述底轴底部呈阶梯状，所述底轴通过轴肩安装在所述止推轴承上。

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