CN214274557U - 弹性密封球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种弹性密封球阀，阀体内设置有球状阀芯，阀杆组件穿过阀体上开设有的安装管后并与阀芯连接，阀体通路上与阀芯相配合的端口处设置有台阶孔，补偿密封组件置于台阶孔内将阀芯与阀体密封，所述的补偿密封组件包括碟簧以及通过齿形结构嵌合的支撑圈和密封座，密封座的内侧与阀芯外壁抵靠密封，支撑圈和密封座通过高低错落布置的齿形结构嵌合，碟簧提供弹力驱使支撑圈推动密封座紧压在阀芯和台阶孔的阶面上。碟簧提供的弹力不仅能够提供给密封座轴向方向的补偿力，也能提供径向方向的补偿力，在密封面磨损后具有自动补偿功能，一方面保证密封座与球状阀芯之间的密封效果，另一方面提高密封座与阀体之间的密封。

Description

弹性密封球阀

技术领域

本实用新型属于阀门制造技术领域，特别是涉及到一种弹性密封球阀。

背景技术

球阀不仅结构简单、密封性能好，而且驱动力矩小，操作简便、易实现快速启闭，是常用的阀门之一。球阀是由旋塞阀演变而来的，它的启闭件是一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90°实现开启和关闭的目的。球阀在管道上主要用于切断、分配和改变介质流动方向，它在使用过程中需要经常性的开启和关闭，在使用一段时间后密封性能就会下降，特别是由于反复的开启和关闭，使球阀的密封系统产生磨损，此时球阀将不处于密封状态，从而导致产品的报废。

为了解决上述目的，名称为《具有补偿功能的弹性阀座球阀》(授权公告号：CN204387381 U)公开了以下技术方案：主要包括左阀体、右阀体、阀瓣和阀杆，所述左阀体和右阀体相互紧固在一起，阀瓣位于左阀体和右阀体内，所述阀杆的下端与阀瓣相连接，它还包括有左补偿簧、右补偿簧、左阀座支撑圈、右阀座支撑圈、左阀座、右阀座，所述的左阀体和右阀体内侧分别开设有相对应的凹槽，左补偿簧、右补偿簧分别安装在凹槽内，左阀座支撑圈和右阀座支撑圈分别安装在凹槽内的左补偿簧和右补偿簧上，左阀座和右阀座分别安装在所述凹槽内左阀座支撑圈和右阀座支撑圈上，阀瓣与左阀座、右阀座相接触。上述方案将阀座安装在具有自动补偿功能的支撑座上，使得阀座在磨损时能够补偿弹性变形量，这样就有效延长了阀门的使用寿命。但是这里的左阀座、右阀座主要是靠左阀体和右阀体的安装预紧力密封在阀瓣上的，对磨损的补偿能力有限；其次由于左阀座支撑圈、右阀座支撑圈的形状，左补偿簧、右补偿簧只能提供轴向(指的是阀体上介质通道的轴向方向)补偿，无法提供径向(指的是阀体上介质通道的径向方向)补偿，这样的左阀座、右阀座容易受温度变化导致材料热胀冷缩影响比较大，影响密封效果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种在轴向和径向均可自动补偿的弹性密封球阀。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种弹性密封球阀，包括阀体，阀体内设置有球状阀芯，阀杆组件穿过阀体上开设有的安装管后并与阀芯连接，阀杆组件调节阀芯转动至阀芯上的通路与阀体上的通路相通的工作位，或阀芯上的通道与阀体上的通道错位的截止位，阀体通路上与阀芯相配合的端口处设置有台阶孔，补偿密封组件置于台阶孔内将阀芯与阀体密封，所述的补偿密封组件包括碟簧以及通过齿形结构嵌合的支撑圈和密封座，密封座的内侧与阀芯外壁抵靠密封，支撑圈和密封座通过高低错落布置的齿形结构嵌合，碟簧提供弹力驱使支撑圈推动密封座紧压在阀芯和台阶孔的阶面上。

上述方案中，由于支撑圈和密封座通过齿形结构嵌合，所以碟簧提供的弹力不仅能够提供给密封座轴向方向的补偿力，也能提供径向方向的补偿力，在密封面磨损后具有自动补偿功能，一方面保证密封座与球状阀芯之间的密封效果，另一方面提高密封座与阀体之间的密封性能，同时也不会受温度变化导致密封材料的热胀冷缩影响密封效果，该密封型式使用寿命长。

附图说明

图1为球阀的剖视图；

图2为球阀的爆炸视图；

图3为图1的部分放大图。

具体实施方式

如图1-图3所示，一种弹性密封球阀，包括阀体10，阀体10内设置有球状阀芯20，阀杆组件30穿过阀体10上开设有的安装管11后并与阀芯20连接，阀杆组件30调节阀芯20转动至阀芯20上的通路与阀体10上的通路相通的工作位，或阀芯20上的通道与阀体10上的通道错位的截止位，阀体10通路上与阀芯20相配合的端口处设置有台阶孔 12，补偿密封组件40置于台阶孔12内将阀芯20与阀体10密封，所述的补偿密封组件40包括碟簧41以及通过齿形结构嵌合的支撑圈42和密封座43，密封座43的内侧与阀芯20外壁抵靠密封，支撑圈42和密封座43通过高低错落布置的齿形结构嵌合，碟簧41提供弹力驱使支撑圈42推动密封座43紧压在阀芯20和台阶孔12的阶面121上。为了便于说明，首先我们做以下定义：阀体10上的通路方向定义为轴向，垂直于轴向的方向定义为径向，由于支撑圈42和密封座43通过齿形结构嵌合，所以碟簧41提供的弹力不仅能够提供给密封座43轴向方向的补偿力，也能提供径向方向的补偿力，在密封面磨损后具有自动补偿功能，一方面保证密封座43与球状阀芯20之间的密封效果，另一方面提高密封座43与阀体10之间的密封性能，同时也不会受温度变化导致密封材料的热胀冷缩影响密封效果，该密封型式使用寿命长。

所述的支撑圈42整体呈圆环形，支撑圈42的内壁为外侧直径大、内侧直径小的喇叭状，支撑圈42的外壁为在径向方向渐次错落结构，包括自外圈外侧(这里的外侧指的是远离阀芯20的一侧)向中部倾斜的第一齿面a，和自中部向内圈内侧(这里的内侧指的是靠近阀芯20的一侧)倾斜的第二齿面b，第一、二齿面a、b之间有过渡面e过渡连接，密封座43外端(这里的外端指的是远离阀芯20的一端)形状与支撑圈 42内端(这里的内端指的是靠近阀芯20的一端)形状吻合，支撑圈42 和密封座43嵌合在一起。如图3所示，碟簧41的弹力作用下，一方面产生作用在阀芯20上的径向力Fa而密封，另一方面产生作用在阀体10 台阶孔12的阶面121上的径向力Fc，其中Fa由分力Fa1和Fa2构成，由于支撑圈42和密封座43通过齿形结构嵌合，所以在两者的接触面处，支撑圈42作用在密封座43上的力为Fb，Fb由分力Fb1和Fb2构成，Fc＝Fa2+Fb2，当密封面磨损后具有自动补偿功能，自动补偿密封面的磨损，同时也不会受温度变化导致密封材料的热胀冷缩影响密封效果。

密封座43整体呈圆环形，截面由以下结构构成：长方形的外侧边切割成与支撑圈42内端形状吻合的径向方向渐次错落结构，这种密封型式比传统的密封型式所需的预紧力要小很多，由于预紧力小，同通径下密封座的43径向尺寸也小，长方形的内侧边在中段向下切割部分实体构成密封面c，也就是说，密封面c相对于轴向来说是一个倾斜的面，密封面c与阀芯20的外壁抵靠密封，密封面c与阀芯20之间为线接触，密封效果好。

所述的碟簧41的板面倾斜布置，内圈外侧与台阶孔12的台面122 抵靠、外圈内侧与支撑圈42的外端面抵靠，碟簧41提供弹力驱动支撑圈42向内侧移动。如图3所示，支撑圈42始终受到碟簧41向右的推力F。

密封座43上临近里端的外壁与台阶孔12的阶面121抵靠，密封座 43上临近外端的外壁与台阶孔12的阶面121间留有间隙d，即密封座 43的外壁不是平齐布置的，而是临近支撑圈42的一侧的外壁与阶面121 间隙布置，临近阀芯20一侧的外壁与阶面121抵靠，间隙d的设置一方面减少密封座43与阀体10的截面的接触面积，提高密封效果，另一方面便于将补偿密封组件40安装在阀体10的台阶孔12内。

密封座43为聚四氟乙烯材料制成，聚四氟乙烯材料具有耐油耐酸耐碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂，同时，聚四氟乙烯具有耐高温、耐低温的特点，它的摩擦系数极低，所以具有自润滑作用，有利于阀芯20的转动。

为了实现阀芯20能够安装进阀体10的内腔中，阀体10由第一、二半体13、14对接构成，第一、二半体13、14的外法兰通过螺栓15 固定连接，安装管11设置在第二半体14上且与第二半体14一体铸造成型。装配时，先将阀杆组件30装配到安装管11内，再将补偿密封组件40置于台阶孔12内，然后将第一、二半体13、14对接将阀芯20包裹在内部，最后用螺栓15固定连接，操作简单。

阀杆31的下部杆身插置于安装管11内，该段杆身上套设有阀杆密封组件50防止外界的雨水、杂质渗漏到阀腔内。

Claims (8)

1.一种弹性密封球阀，包括阀体(10)，阀体(10)内设置有球状阀芯(20)，阀杆组件(30)穿过阀体(10)上开设有的安装管(11)后并与阀芯(20)连接，阀杆组件(30)调节阀芯(20)转动至阀芯(20)上的通路与阀体(10)上的通路相通的工作位，或阀芯(20)上的通道与阀体(10)上的通道错位的截止位，阀体(10)通路上与阀芯(20)相配合的端口处设置有台阶孔(12)，补偿密封组件(40)置于台阶孔(12)内将阀芯(20)与阀体(10)密封，其特征在于：所述的补偿密封组件(40)包括碟簧(41)以及通过齿形结构嵌合的支撑圈(42)和密封座(43)，密封座(43)的内侧与阀芯(20)外壁抵靠密封，支撑圈(42)和密封座(43)通过高低错落布置的齿形结构嵌合，碟簧(41)提供弹力驱使支撑圈(42)推动密封座(43)紧压在阀芯(20)和台阶孔(12)的阶面(121)上。

2.根据权利要求1所述的弹性密封球阀，其特征在于：所述的支撑圈(42)整体呈圆环形，支撑圈(42)的内壁为外侧直径大、内侧直径小的喇叭状，支撑圈(42)的外壁为在径向方向渐次错落结构，包括自外圈外侧向中部倾斜的第一齿面(a)，和自中部向内圈内侧倾斜的第二齿面(b)，第一、二齿面(a、b)之间由过渡面(e)过渡连接，密封座(43)外端形状与支撑圈(42)内端形状吻合，支撑圈(42)和密封座(43)嵌合在一起。

3.根据权利要求2所述的弹性密封球阀，其特征在于：密封座(43)整体呈圆环形，截面由以下结构构成：长方形的外侧边切割成与支撑圈(42)内端形状吻合的径向方向渐次错落结构，长方形的内侧边在中段向下切割部分实体构成密封面(c)，密封面(c)与阀芯(20)的外壁抵靠密封。

4.根据权利要求2所述的弹性密封球阀，其特征在于：所述的碟簧(41)的板面倾斜布置，内圈外侧与台阶孔(12)的台面(122)抵靠、外圈内侧与支撑圈(42)的外端面抵靠，碟簧(41)提供弹力驱动支撑圈(42)向内侧移动。

5.根据权利要求3所述的弹性密封球阀，其特征在于：密封座(43)上临近里端的外壁与台阶孔(12)的阶面(121)抵靠，密封座(43)上临近外端的外壁与台阶孔(12)的阶面(121)间留有间隙(d)。

6.根据权利要求5所述的弹性密封球阀，其特征在于：密封座(43)为聚四氟乙烯材料制成。

7.根据权利要求1所述的弹性密封球阀，其特征在于：阀体(10)由第一、二半体(13、14)对接构成，第一、二半体(13、14)的外法兰通过螺栓(15)固定连接，安装管(11)设置在第二半体(14)上且与第二半体(14)一体铸造成型。

8.根据权利要求1所述的弹性密封球阀，其特征在于：阀杆(31)的下部杆身插置于安装管(11)内，该段杆身上套设有阀杆密封组件(50)。

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