CN214889008U - 一种弹性密封式球阀 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种弹性密封式球阀，属于阀门密封技术的领域，其包括阀座、球体和阀盖，阀座内设有阀腔，阀腔底部开设有第一流道，第一流道内嵌设有第一密封圈，球体位于阀腔内且球体上开设有贯穿的通槽，阀座上设有用于驱动球体转动的驱动件，阀盖连接在阀座上，阀盖侧壁开设有与阀腔相对的第二流道，第二流道内嵌设有弹性件和第二密封圈，第一密封圈和第二密封圈均与球体相配合，弹性件位于第二密封件背离球体的一侧。本申请具有减少球阀球体卡死可能的效果。

Description

一种弹性密封式球阀

技术领域

本申请涉及阀门密封技术的领域，尤其是涉及一种弹性密封式球阀。

背景技术

球阀由于具有流体阻力小、操作方便、启闭迅速、密封性好和可靠性高等特点，在石油化工、长输管线及城市供暖等行业得到了广泛地应用。

公告号为CN203189774U的中国专利公开了一种保持球阀内清洁的球阀结构，包括阀体、设置在阀体内阀球和密封圈，阀杆固连在阀球上端，阀杆可带动阀球转动，阀球内部有一个通道，在阀体、阀杆、阀球和密封圈之间形成腔体，在阀球的底部开设有通孔，腔体通过通孔与通道相连通。

针对上述中的相关技术，发明人认为在高温环境下，阀球容易发生膨胀，导致阀球与密封圈间发生卡死的情况。

实用新型内容

为了改善球阀卡死的问题，本申请提供一种弹性密封式球阀。

本申请提供的一种弹性密封式球阀采用如下的技术方案：

一种弹性密封式球阀，包括阀座、球体和阀盖，所述阀座内设有阀腔，所述阀腔底部开设有第一流道，所述第一流道内嵌设有第一密封圈，所述球体位于阀腔内且球体上开设有贯穿的通槽，所述阀座上设有用于驱动球体转动的驱动件，所述阀盖连接在阀座上，所述阀盖侧壁开设有与阀腔相对的第二流道，所述第二流道内嵌设有弹性件和第二密封圈，所述第一密封圈和第二密封圈均与球体相配合，所述弹性件位于第二密封件背离球体的一侧。

通过采用上述技术方案，当操作者转动阀杆使得第一密封圈和第二密封圈与球体通槽相对时，第一流道与第二流道连通，而第一密封圈和第二密封圈与球体相抵触时，第一流道与第二流道断开；当球体由于高温发生膨胀时，弹性件被压缩，给第二密封圈提供了一定的位移余量，从而使得球体可自由转动，减小了球体被卡死的可能，此外，第二密封圈在弹性件的弹性力下与球体保持抵紧，使得第二密封圈在低温环境下依旧保持与球体间的密封性，适应范围广。

可选的，所述弹性件包括碟簧，所述蝶形弹簧的凸出端与第二密封圈抵触。

通过采用上述技术方案，碟簧对第二密封圈提供弹性力，且碟簧与第二密封圈为面接触，利于提高第二密封圈受力的均匀性，减小第二密封圈歪斜的可能。

可选的，所述第一密封圈与球体间设有第一挡环，所述第二密封圈与球体间设有第二挡环，所述第一挡环和第二挡环内圈均设有与球体相贴合的密封面。

通过采用上述技术方案，第一挡环和第二挡环与球体抵触配合，利于缩小第一密封圈和第二密封圈的损耗。

可选的，所述第一挡环和第二挡环在远离球体的一端均延伸有卡环，所述第一挡环对应的卡环插接在第一密封圈内，所述第二挡环对应的卡环插接在第二密封圈内，所述第一挡环和第二挡环相背的一端均设有第一锥面，所述第一密封圈和第二密封圈上均设有第一锥面相贴合的第二锥面。

通过采用上述技术方案，卡环以及第一锥面与第二锥面的配合，使得第一密封圈与第一挡环、第二密封圈与第二挡环的接触面积增加，提高了相互间的密封性；卡环的插接结构还起到了同轴定位的作用。

可选的，所述阀盖侧壁开设有供第二密封圈放入的安装槽，所述阀盖侧壁设有与安装槽同轴分布的定位环，所述定位环内径与安装槽内径相同，所述第二挡环位于定位环内，所述定位环与阀腔插接配合。

通过采用上述技术方案，定位环一方面给第二挡环提供了安装空间，另一方面也起到了定位的作用，利于提高阀盖与阀座间的位置精度，同时也减小了阀座与阀盖连接处发生泄漏的可能。

可选的，所述弹性件与第二密封圈间设有第三挡环，所述第二密封圈与第三挡环抵触的一侧延伸有密封环，所述第三挡环侧壁开设有供密封环嵌入的沉槽。

通过采用上述技术方案，第三挡环将弹性件与第二密封圈间隔开，第三挡环与第二密封圈的面接触利于增加密封圈受力的均匀性，同时密封环与沉槽的配合可提高第二密封圈与第三挡环间的密封性。

可选的，所述密封圈为金属填料。

通过采用上述技术方案，金属填料具有耐高温、耐腐蚀等特性，利于延长密封圈的使用寿命，保证密封圈的密封性能。

可选的，所述阀座通过固定件与阀盖相连；所述固定件包括双头螺柱和螺母，所述双头螺柱的一端与阀座连接，另一端穿过阀盖后与螺母螺纹连接。

通过采用上述技术方案，双头螺柱的一端螺接在阀座内，减小了整体占用的额外空间，连接方便。

可选的，所述驱动件包括转动连接在阀座上的阀杆，所述阀杆穿进阀腔内，所述球体上开设有键槽，所述键槽的两端均延伸出球体外，所述阀杆穿进阀座内的一端插接在键槽内。

通过采用上述技术方案，键槽与阀杆采用插接方式，装卸方便。

可选的，所述弹性件包括弹簧，所述弹簧设有若干个并沿第二密封圈轴线周向分布，各个所述弹簧的两端均通过垫圈连接，其中一个所述垫圈与第二密封圈抵触。

通过采用上述技术方案，采用弹簧对垫圈提供弹性力，垫圈增加了弹簧与弹性件的接触面积，利于减小弹性件局部受力而导致位置歪斜产生间隙的情况发生。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.采用弹性件与第二密封圈的配合结构，使得第二密封圈可在保持与球体密封的情况下保证球体的自由转动，适用于不同环境温度；

2.第二挡环、第二密封圈和第三挡环的组合方式，一方面利于提高球阀的密封性，另一方面起到了保护第二密封圈的作用；定位环与阀腔插接配合，利于提高阀盖与阀座的安装精度。

附图说明

图1是本申请实施例一的整体结构示意图。

图2是本申请实施例一用于体现阀盖和阀座的结构示意图。

图3是图2中A处放大图。

图4是本申请实施例一用于体现第一挡环和第二挡环的结构示意图。

图5是本申请实施例二的整体结构示意图。

附图标记说明：1、阀座；11、阀腔；111、第一流道；12、第一密封圈；13、第一挡环；14、凹槽；15、金属填料；2、球体；21、通槽；3、阀盖；31、碟簧；32、第二流道；33、第二密封圈；34、第二挡环；35、密封面；351、密封环；36、卡环；37、第一锥面；38、第二锥面；4、安装槽；41、定位环；42、第三挡环；421、沉槽；43、台阶；44、阶梯槽；45、第一环片；46、第二环片；5、固定件；51、双头螺柱；52、螺母；6、驱动件；61、阀杆；62、键槽；63、键块；64、料槽；65、第一转槽；66、第二转槽；67、限位环；68、压套；69、压板；691、紧固螺钉；692、指示牌；693、卡簧；7、弹簧；71、垫圈。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

实施例1：本申请实施例公开一种弹性密封式球阀。如图1和图2，弹性密封式球阀包括阀座1、球体2和阀盖3，阀座1内设有阀腔11，阀腔11呈圆柱形，阀腔11底部开设有与其同轴分布的第一流道111，第一流道111内径小于与阀腔11内径，且第一流道111沿伸出阀座1外。

如图2，阀腔11底部开设有与第一流道111同轴分布的凹槽14，凹槽14内径大于第一流道111内径，阀座1在凹槽14内设有沿其轴线依次排列的第一挡环13和第一密封圈12，第一密封圈12位于凹槽14槽底并与凹槽14内周壁抵紧。

如图2，球体2为采用316L号钢材制成的实心球，抗变形能力强，耐高温、耐腐蚀，球体2位于阀腔11内且球体2直径小于阀腔11内径和阀腔11长度，球体2上开设有贯穿的通槽21，通槽21与球体2的球心同轴分布。阀座1上设有用于驱动球体2转动的驱动件6，对通槽21的相对位置进行切换。

如图2，阀盖3通过固定件5连接在阀座1上，阀盖3与阀腔11相对分布，阀盖3侧壁开设有贯穿的第二流道32，第二流道32与阀腔11同轴分布，阀盖3朝向阀腔11的一端开设有安装槽4，安装槽4与第二流道32同轴分布且相互连通，安装槽4内径大于第二流道32内径，安装槽4槽深小于凹槽槽深，阀盖3侧壁设有与安装槽4同轴分布的定位环41，定位环41与阀盖3一体成型，且定位环41内径与安装槽4内径相同。

如图2和图3，阀盖3侧壁在定位环41外侧设有台阶43，阀腔11内壁在朝向阀盖3的一端设有与台阶43相对应的阶梯槽44，阀座1在阶梯槽44内设有密封组件，密封组件包括第一环片45和同轴分布在第一环片45内的第二环片46，第一环片45和第二环片46间填充有金属填料15，使得第一环片45、金属填料15和第二环片46固结成整体，第一环片45插接在阶梯槽44内且两者采用紧配合，第二环片46内径与阀腔11内径相同，第一环片45和第二环片46宽度相同且均小于阶梯槽44槽深。

定位环41插接在阀腔11内并位于第二环片46中，对阀盖3和阀座1的相对位置进行定位，同时台阶43插入阶梯槽44内并与金属填料15抵触，实现了台阶43与阶梯槽44配合处的密封。

如图2和图4，阀盖3在安装槽4内嵌设有沿其轴线依次排列的第二挡环34、第二密封圈33、第三挡环42和弹性件，第二密封圈33将安装槽4封住，第二挡环34位于定位环41内；第一挡环13长度大于第二挡环34，第一挡环13和第二挡环34对称分布在球体2的两侧且均与球体2相抵触，第一挡环13和第二挡环34与球体2抵触端的内圈均开设有与球体2外轮廓相贴合的密封面35，从而将球体2夹住，并使得球心与第一挡环13和第二挡环34的轴线共线，密封面35靠近球体2一端的开口边缘直径大于通槽21内径。

第一密封圈12和第二密封圈33均采用金属填料在模具内压铸而成，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨等优点。第一挡环13和第二挡环34在远离球体2的一端均延伸有卡环36，第一挡环13与其对应的卡环36一体成型，且挡环插接在第一密封圈12内，第二挡环34与其对应的卡环36一体成型，且挡环插接在第二密封圈33内；第一挡环13和第二挡环34相背的一端均设有第一锥面37，第一锥面37为外锥面，第一密封圈12和第二密封圈33上均与第一锥面37相贴合的的第二锥面38。第一挡环13与第一密封圈12间的卡环36插接以及第一锥面37和第二锥面38的配合，利于提高第一挡环13与第一密封圈12间密封性。

第二密封圈33与第三挡环42抵触的一端延伸有密封环351，密封环351与第二密封圈33一体成型，第三挡环42侧壁开设有沉槽421，密封环351插接在沉槽421内，利于增加第三挡环42与第二密封圈33间的密封性。第二挡环34、第二密封圈33和第三挡环42形成一组可位移的密封结构，再配合卡环36、密封环351以及第一锥面37和第二锥面38的贴合，使得第二挡环34、第三挡环42与第二密封圈33的接触面增加、密封路径多样，增强了结构的密封效果。

如图2，弹性件包括碟簧31，碟簧31的敞口端抵在安装槽4槽底，碟簧31的凸出端与第三挡环42抵触，碟簧31采用904L号钢材经热处理后加工成锻件，再由数控加工而成，具有优良耐磨性和弹力性能，第二挡环34在碟簧31的弹力作用下保持与球体2的紧密抵触，提高了第二挡环34与球体2间的密封性，同时碟簧31具有良好的面接触性，利于第三挡环42受力的均匀性。

如图2，驱动件6包括转动连接在阀座1上的阀杆61，阀杆61的一端设有两个对称分布的平面，另一端穿进阀座1内，球体2上开设有键槽62，键槽62槽底呈凹弧形，且键槽62沿垂直于通槽21轴线方向延伸出球体2外，保证了球体2在通槽21两端的厚度，阀杆61穿进阀腔11内的一端设有键块63，键块63插接在键槽62内，键块63与阀杆一体成型，且键块63端部与键槽62槽底形状相适配；操作者可利用扳手套在阀杆61设有平面的一端来转动阀杆61，阀杆61带动球体2转动，当通槽21与第一挡环13和第二挡环34相对时，第一流道111与第二流道32连通，球阀打开，当第一挡环13和第二挡环34与通槽21完全错位时，第一流道111与第二流道32断开，球阀关闭。

阀座1上开设有料槽64，料槽64槽底开设有第一转槽65，第一转槽65底开设有第二转槽66，第二转槽66与阀腔11连通，料槽64、第一转槽65和第二转槽66同轴分布，料槽64和第二转槽66的内径均大于第一转槽65内径，阀杆61依次穿过料槽64、第一转槽65和第二转槽66，键块63部分伸进阀腔11内；阀杆61与第一转槽65采用间隙配合，料槽64内填充有金属填料15，金属填料15处于压实状态，一方面保证阀杆61可自由转动，另一方面对料槽64进行密封。

如图1和图2，阀座1上设有与料槽64同轴分布的限位环67，限位环67内径与料槽64内径相同，阀杆61上套设有压套68和压板69，压套68位于压板69下方且压套68下端插接在限位环67内，压板69的两端均穿设有紧固螺钉691，紧固螺钉691端部螺接在阀座1上，带动压板69压紧在压套68上，从而使得压套68对料槽64内的金属填料15施加压力，使得金属填料15保持密实，提高密封性能。

如图1和图2，阀杆61上穿设有指示牌692和卡簧693，指示牌692上开设有供阀杆61穿过的槽，且该槽与阀杆61设有平面一段的截面相配合，指示牌692用于引导操作者转动阀杆61的方向，卡簧693卡紧在阀杆61上并位于指示牌692上方，将指示牌692固定住。

如图1，固定件5包括双头螺柱51和螺母52，双头螺柱51设有四个且沿阀腔11圆周排列，各个双头螺柱51的一端螺接在阀座1内，另一端穿过阀盖3后与螺母52螺纹连接，阀盖3上开设有供双头螺柱51穿过的孔，操作者拧动螺母52与阀盖3抵紧便可将阀盖3与阀座1相固定。

本申请实施例1实施原理为：操作者利用扳手转动阀杆61，阀杆61带动球体2转动，使得球阀打开或关闭；球体2、第一密封圈12和第二密封圈33均采用特殊材料，在高温高压环境下不易发生变形、失效等情况，同时碟簧31给第二挡环34提供了一定的位移余量，使得第二挡环34在保持与球体2紧密抵触的条件下可跟随球体2的体积状态而相应的改变位置，从而使得球体2可自由转动，减小了球体2被卡死的情况发生，使得球阀可适应不同的温度环境。

实施例2

如图4，本实施例与实施例1的不同之处在于，弹性件包括弹簧7和垫圈71，弹簧7设有若干个并沿第二密封圈33轴线圆周等距分布，其中一个垫圈71与安装槽4槽底抵触，另一个垫圈71与第三挡环42抵触，各个弹簧7连接在两个垫圈71之间。

实施例2的实施原理为：采用弹簧7作为第三挡环42的弹力支撑，垫圈71增加了弹簧7与第三挡环42的接触面积，利于提高第三挡环42受力的均匀性，稳定第二挡环34与球体2的抵触。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弹性密封式球阀，其特征在于：包括阀座(1)、球体(2)和阀盖(3)，所述阀座(1)内设有阀腔(11)，所述阀腔(11)底部开设有第一流道(111)，所述第一流道(111)内嵌设有第一密封圈(12)，所述球体(2)位于阀腔(11)内且球体(2)上开设有贯穿的通槽(21)，所述阀座(1)上设有用于驱动球体(2)转动的驱动件(6)，所述阀盖(3)连接在阀座(1)上，所述阀盖(3)侧壁开设有与阀腔(11)相对的第二流道(32)，所述第二流道(32)内嵌设有弹性件和第二密封圈(33)，所述第一密封圈(12)和第二密封圈(33)均与球体(2)相配合，所述弹性件位于第二密封件背离球体(2)的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种弹性密封式球阀，其特征在于：所述弹性件包括碟簧(31)，所述碟簧(31)的凸出端与第二密封圈(33)抵触。

3.根据权利要求1或2所述的一种弹性密封式球阀，其特征在于：所述第一密封圈(12)与球体(2)间设有第一挡环(13)，所述第二密封圈(33)与球体(2)间设有第二挡环(34)，所述第一挡环(13)和第二挡环(34)内圈均设有与球体(2)相贴合的密封面(35)。

4.根据权利要求3所述的一种弹性密封式球阀，其特征在于：所述第一挡环(13)和第二挡环(34)在远离球体(2)的一端均延伸有卡环(36)，所述第一挡环(13)对应的卡环(36)插接在第一密封圈(12)内，所述第二挡环(34)对应的卡环(36)插接在第二密封圈(33)内，所述第一挡环(13)和第二挡环(34)相背的一端均设有第一锥面(37)，所述第一密封圈(12)和第二密封圈(33)上均设有第一锥面(37)相贴合的第二锥面(38)。

5.根据权利要求3所述的一种弹性密封式球阀，其特征在于：所述阀盖(3)侧壁开设有供第二密封圈(33)放入的安装槽(4)，所述阀盖(3)侧壁设有与安装槽(4)同轴分布的定位环(41)，所述定位环(41)内径与安装槽(4)内径相同，所述第二挡环(34)位于定位环(41)内，所述定位环(41)与阀腔(11)插接配合。

6.根据权利要求1所述的一种弹性密封式球阀，其特征在于：所述弹性件与第二密封圈(33)间设有第三挡环(42)，所述第二密封圈(33)与第三挡环(42)抵触的一侧延伸有密封环(351)，所述第三挡环(42)侧壁开设有供密封环(351)嵌入的沉槽(421)。

7.根据权利要求1或6所述的一种弹性密封式球阀，其特征在于：所述第一密封圈(12)和第二密封圈(33)均为金属填料。

8.根据权利要求1所述的一种弹性密封式球阀，其特征在于：所述阀座(1)通过固定件(5)与阀盖(3)相连；所述固定件(5)包括双头螺柱(51)和螺母(52)，所述双头螺柱(51)的一端与阀座(1)连接，另一端穿过阀盖(3)后与螺母(52)螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的一种弹性密封式球阀，其特征在于：所述驱动件(6)包括转动连接在阀座(1)上的阀杆(61)，所述阀杆(61)穿进阀腔(11)内，所述球体(2)上开设有键槽(62)，所述键槽(62)的两端均延伸出球体(2)外，所述阀杆(61)穿进阀座(1)内的一端插接在键槽(62)内。

10.根据权利要求1所述的一种弹性密封式球阀，其特征在于：所述弹性件包括弹簧(7)，所述弹簧(7)设有若干个并沿第二密封圈(33)轴线周向分布，各个所述弹簧(7)的两端均通过垫圈(71)连接，其中一个所述垫圈(71)与第二密封圈(33)抵触。

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