CN215059657U

CN215059657U - 一种侧装式储气库金属硬密封高压切断球阀

Info

Publication number: CN215059657U
Application number: CN202120665055.XU
Authority: CN
Inventors: 张韬; 卓剑平; 卓赞聪; 李朝领; 陈皇亲; 周剑锋
Original assignee: Newtork Flow Control Co ltd
Current assignee: Newtork Flow Control Co ltd; Shenyang Turbo Machinery Co Ltd
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2021-03-31
Publication date: 2021-12-07
Anticipated expiration: 2031-03-31

Abstract

本实用新型提供一种侧装式储气库金属硬密封高压切断球阀，阀座固定在副阀体内，球体和阀杆连接，阀杆的外侧设有填料函，填料函和主阀体通过螺栓连接固定在一起，阀杆的顶部通过连轴器连接着执行机构，执行机构的底面固定有支架，支架的底面落到并固定到主阀体上，阀杆的底面内装有调整垫环，调整垫环的下面装有与球体上表面接触的碟簧；所述阀座在与所述副阀体接触的密封面上设有弹簧蓄能密封圈。本实用新型的结构使填料函等部件受保护，设置弹簧蓄能密封圈，使用寿命较长，能适用于更苛刻的环境。设置可调式防顶球设计，采用调整垫环与碟簧预紧设计，有效防止球体热胀时同时承受介质压力上串，挤压阀杆造成球体无法正常转动卡死。

Description

一种侧装式储气库金属硬密封高压切断球阀

技术领域

本实用新型属于切断球阀领域，具体涉及一种侧装式储气库金属硬密封高压切断球阀。

背景技术

地下储气库的历史可以上溯到20世纪初。1915年加拿大建成世界上第一座地下储气库，全世界有地下储气库715座左右，总工作气量3930亿方，总日采气能力66.56亿方/天。

由于地下储气库在调峰和保障供气安全方面具有不可替代的作用和明显的优势，因而越来越受到许多国家的重视。相关资料显示，全球10％左右的天然气用气量由地下储气库供应，西欧国家和俄罗斯分别达到20％、30％。就国际上储气库发展趋势看，欧美国家正在不断加大储气库的建设力度，增大储气量，除了常规的调峰应急需要外，已经开始研究建立天然气的战略储备课题。

中国的地下储气库建设起步较晚，20世纪70年代在大庆油田曾经进行过利用气藏建设地下储气库的尝试。20世纪90年代初，随着陕京天然气输气管道的建设，为确保北京、天津的安全供气，国家开始加大力度研究建设地下储气库技术。2000年11月，我国首次在大港油田利用枯竭凝析气藏建成了大张坨地下储气库，总库容达到46.0×10m，总可利用气量为20.0×10m 左右，日最大供气量近2000×10m。2003年利用气量为7.6×10m，占陕京输气管道年销售量的28％。2006年冬季高峰期，该地下储气库每天向北京供气逾1600×10m，弥补陕甘宁天然气的供应量缺口。

地下储气库使用了大量的大口径高压切断球阀，而这部分大口径高压切断球阀国内还依赖于进口。目前国内的装备水平已经有了很大的提高，具备国产化的能力和实力。

切断固定球阀采用优质材料，先进结构，特殊工艺和检测手段，球阀有启闭迅速、灵活、密封可靠、结构紧凑、流阻特小等优点。切断固定球阀所处工况属易燃、易爆环境，任何外漏和内漏都可能造成激烈燃烧、爆炸等严重后果，因此具有优异的结构、较好的使用性能和较长的使用寿命十分重要。

实用新型内容

本实用新型提供一种侧装式储气库金属硬密封高压切断球阀，包括主阀体、副阀体、阀杆、阀座和球体，所述主阀体和所述副阀体之间通过螺栓连接，所述阀座固定在所述副阀体内，所述球体和所述阀杆连接，所述阀杆的外侧设有填料函，所述填料函和所述主阀体通过螺栓连接固定在一起，所述阀杆的顶部通过连轴器连接着执行机构，所述执行机构的底面固定有支架，所述支架的底面落到并固定到所述主阀体上；所述阀座在与所述副阀体接触的面上设有缺口，所述缺口内装有弹簧蓄能密封圈。

本实用新型进一步设置为，所述阀杆的底面内装有调整垫环，所述调整垫环的下面装有与所述球体上表面接触的碟簧。

本实用新型进一步设置为，所述球体的顶部及底部的外侧固定有支撑板，所述支撑板通过销轴固定在所述副阀体上，所述球体的顶部和所述支撑板之间装有轴套。

本实用新型进一步设置为，所述阀杆的底部伸入所述球体内并通过圆柱销连接。

本实用新型进一步设置为，所述阀杆和所述填料函之间设有组合填料，所述组合填料包括顶部和底部的编织石墨，紧贴着所述编织石墨装有石墨填料；所述石墨填料从上到下包括第一层石墨填料、第二层石墨填料和第三层石墨填料，所述第一层石墨填料和所述第二层石墨填料之间、所述第二层石墨填料和所述第三层石墨填料之间通过斜面接触；所述编织石墨为采用金属丝或PTFE丝增强的石墨线编织而成的编织石墨盘根环；所述第一层石墨填料的底面和所述第三层石墨填料的顶面的角度为30°，所述第二层石墨填料的顶面和底面的角度为45°。

本实用新型进一步设置为，所述球体的上下轴面为平面，所述球体包括形状一样的进口端和出口端，所述进口端和所述出口端均设有弓形缺口；所述弓形缺口有两个，分别开在单边对角处，或者所述弓形缺口有四个，分别开在双边对角处。

本实用新型进一步设置为，所述阀杆的下部和所述主阀体之间从上到下装有滑动轴承、石墨密封环和压环。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、支架直接坐落在主阀体上而不是填料函等连接部件上，支架直接与阀体配合，这样更好的使执行机构动作时的惯性力通过阀体分散至管道上，这样有效的保护了填料函零件只承受介质力而不受执行机构动作产生的惯性力。

2、球体球口部位带有弓形缺口，弓形缺口便于球体正转或者反转都能起到扩散流体，降低流速的作用。

3、设置弹簧蓄能密封圈，使用寿命较长，能适用于更苛刻的环境。比如：低泄漏、超低温或者特殊高压气体介质的工况下。

4、设置可调式防顶球设计，采用调整垫环与碟簧预紧设计，阀杆挤压调整垫环,使碟簧紧贴球阀，有效防止球体热胀时同时承受介质压力上串，挤压阀杆造成球体无法正常转动卡死。

5、球体与阀杆采用圆柱销连接避免因间隙配合导致阀杆与球体的圆心不在一条直线上，配合性好，传动力矩大。

6、低泄漏组合填料设计，填料顶部与底部采用两圈编织石墨，中间上下采用30°高密度纯石墨，再配合45°低密度纯石墨圈组合而成，这样的组合密封使阀杆密封在高压氧气体工况下密封更优越更保险，延长了填料的使用寿命。

7、防尘轴承腔设计，采用石墨密封环与滑动轴承组合的预紧轴承腔设计，滑动轴承挤压石墨，使柔性石墨紧贴阀杆与主阀体，有效防止颗粒性物料进入滑动轴承与填料之间的空腔，堆积沉淀，挤压阀杆造成阀杆卡死。

8、球体、阀座密封面硬化处理，球体上下轴面为平面，便于加工、喷焊装夹磨削。球体、阀座表面火焰重熔硬化层，大大提高其耐磨性和抗高压气体冲刷能力。

9、球体采用侧装式，即从侧面装入而不是从顶部装入，加工工艺相对顶装式简单、相对顶装式价格低。

10、结合以上，本实用新型的结构合理巧妙，使用性能优异，使用寿命长。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为图1的局部结构放大图；

图3为弹簧蓄能密封圈的结构示意图；

图4为组合填料的结构示意图；

图5为弓形缺口为一个的球体的立体结构示意图；

图6为图5的主视图；

图7为图5的部分剖视图；

图8为弓形缺口为两个的球体的立体结构示意图；

图9为图8的主视图；

图10为图8的部分剖视图。

其中，1、主阀体；2、副阀体；3、球体；4、阀座；5、弹簧蓄能密封圈；6、圆柱销；7、轴套；8、支撑板；9、填料函；10、阀杆；11、支架； 12、组合填料；13、编织石墨；14、第一层石墨填料；15、第二层石墨填料； 16、第三层石墨填料；17、连轴器；18、执行机构；19、调整垫环；20、碟簧；21、滑动轴承；22、石墨密封环；23、压环；24、弓形缺口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种侧装式储气库金属硬密封高压切断球阀，参见图1 和图2，包括主阀体1、副阀体2、阀座4和球体3，主阀体1和副阀体2之间通过螺栓连接，阀座4固定在副阀体2内，球体3和阀杆10连接，阀杆 10的外侧设有填料函9，填料函9和主阀体1通过螺栓连接固定在一起，阀杆10的顶部通过连轴器17连接着执行机构18，执行机构18的底面固定有支架11，支架11的底面落到并固定到主阀体1上，支架11直接坐落在主阀体1上而不是填料函9等连接部件上，使执行机构18动作时的惯性力通过阀体更好地分散至管道上，这样有效的保护了填料函9零件只承受介质力而不受执行机构18动作产生的惯性力。阀杆10的底面内装有调整垫环19，调整垫环19的下面装有与球体3上表面接触的碟簧20。采用调整垫环19与碟簧20预紧设计，阀杆10挤压调整垫环19,使碟簧20紧贴球阀，有效防止球体3热胀时同时承受介质压力上串，挤压阀杆10造成球体3无法正常转动卡死。阀座4在与副阀体2接触的密封面上设有弹簧蓄能密封圈5，参见图 1和图3。弹簧蓄能密封圈5的优点在于它可以像O形圈一样实现“自密封”，即其密封性能随着压力的升高而升高。另外，由于弹簧蓄能密封圈5最外层是用PTFE做的夹套，PTFE具有很小的摩擦系数，使用寿命较长，能适用于更苛刻的环境。比如：低泄漏、超低温或者特殊高压气体介质的工况下。

进一步地，球体3的顶部及底部的外侧固定有支撑板8，支撑板8通过销轴固定在副阀体2上，球体3的顶部和支撑板8之间装有轴套7。阀杆10 的底部伸入球体3内并通过圆柱销6连接。

进一步地，阀杆的下部和主阀体之间从上到下装有滑动轴承21、石墨密封环22和压环23。在阀杆10升降的过程中，滑动轴承21起到润滑导向的作用，石墨密封环22的作用为防尘，压环23给石墨密封环22一个预紧力把石墨密封环22撑开，还有就是防止介质通过石墨密封环22进入滑动轴承 21，保持滑动轴承21在转动时有较好的润滑作用，减少摩擦力。

进一步地，在阀杆10和填料函9之间设有组合填料12，组合填料12 包括顶部和底部的编织石墨13，紧贴着编织石墨13装有石墨填料，组合填料12的顶部固定有填料压盖。编织石墨13可以为采用金属丝或PTFE丝增强的石墨线编织而成的编织石墨盘根环。

更进一步地，石墨填料从上到下包括第一层石墨填料14、第二层石墨填料15和第三层石墨填料16，第一层石墨填料14和第二层石墨填料15之间、第二层石墨填料15和第三层石墨填料16之间通过斜面接触。置于第一层石墨填料14、第二层石墨填料15和第三层石墨填料16具体的填料密度可以根据使用需要选择相同或不同。例如，第一层石墨填料14(高密度)的底面和第三层石墨填料16(高密度)的顶面的角度为30°，第二层石墨填料15(低密度)的顶面和底面的角度为45°，这样的组合密封使阀杆10密封在高压氧气体工况下密封更优越更保险，延长了填料的使用寿命。第二层石墨填料 15(低密度)还可以是设置成多层，例如图4中的3层。

球体3的上下轴面为平面，球体3包括形状一样的进口端和出口端，进口端和出口端均设有弓形缺口。弓形缺口有两个，分别开在单边对角处，参见图5-图7，或者弓形缺口有四个，分别开在双边对角处，参见图8-图10。

进一步地，球体3、阀座4密封面设有硬化处理层，球体3上下轴面为平面，便于加工、喷焊装夹磨削。球体3、阀座4表面通过火焰重熔设有硬化层，能大大提高其耐磨性和抗高压气体冲刷能力。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种侧装式储气库金属硬密封高压切断球阀，包括主阀体、副阀体、阀杆、阀座和球体，所述主阀体和所述副阀体之间通过螺栓连接，所述阀座固定在所述副阀体内，所述球体和所述阀杆连接，所述阀杆的外侧设有填料函，所述填料函和所述主阀体通过螺栓连接固定在一起，其特征在于，所述阀杆的顶部通过连轴器连接着执行机构，所述执行机构的底面固定有支架，所述支架的底面落到并固定到所述主阀体上；所述阀座在与所述副阀体接触的密封面上设有弹簧蓄能密封圈。

2.根据权利要求1所述的侧装式储气库金属硬密封高压切断球阀，其特征在于，所述阀杆的底面内装有调整垫环，所述调整垫环的下面装有与所述球体上表面接触的碟簧。

3.根据权利要求1所述的侧装式储气库金属硬密封高压切断球阀，其特征在于，所述球体的顶部及底部的外侧固定有支撑板，所述支撑板通过销轴固定在所述副阀体上，所述球体的顶部和所述支撑板之间装有轴套。

4.根据权利要求1所述的侧装式储气库金属硬密封高压切断球阀，其特征在于，所述阀杆的底部伸入所述球体内并通过圆柱销连接。

5.根据权利要求1所述的侧装式储气库金属硬密封高压切断球阀，其特征在于，所述阀杆和所述填料函之间设有组合填料，所述组合填料包括顶部和底部的编织石墨，紧贴着所述编织石墨装有石墨填料；所述石墨填料从上到下包括第一层石墨填料、第二层石墨填料和第三层石墨填料，所述第一层石墨填料和所述第二层石墨填料之间、所述第二层石墨填料和所述第三层石墨填料之间通过斜面接触；所述编织石墨为采用金属丝或PTFE丝增强的石墨线编织而成的编织石墨盘根环；所述第一层石墨填料的底面和所述第三层石墨填料的顶面的角度为30°，所述第二层石墨填料的顶面和底面的角度为45°。

6.根据权利要求1所述的侧装式储气库金属硬密封高压切断球阀，其特征在于，所述球体的上下轴面为平面，所述球体包括形状一样的进口端和出口端，所述进口端和所述出口端均设有弓形缺口；所述弓形缺口有两个，分别开在单边对角处，或者所述弓形缺口有四个，分别开在双边对角处。

7.根据权利要求1所述的侧装式储气库金属硬密封高压切断球阀，其特征在于，所述阀杆的下部和所述主阀体之间从上到下装有滑动轴承、石墨密封环和压环。