CN215950449U - 具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀，包括阀盖、阀体、阀杆、阀座以及球体，所述阀体内形成有流道，球体与阀座均安装在阀体内，所述阀盖安装在阀体上方，阀杆能转动且能移动的设置在阀盖内，所述阀杆包括中阀杆组件与下阀杆组件，所述中阀杆组件设置轨道，所述轨道内插入有导向件，所述中阀杆组件与下阀杆组件之间限位式的转动连接，所述下阀杆组件与球体连接，本实用新型采用分段式阀杆结构，通过中阀杆与下阀杆之间的转动式限位连接，使中阀杆与下阀杆既能传递力矩与转矩，又能消除阀杆因受到执行器向下的推力和阀杆端特殊斜面与球体挤压而产生的强制力这样双重的作用力下所产生的微量的塑性弯曲变形。

Description

具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀

技术领域

本实用新型涉及阀门技术领域，具体的涉及一种球阀，尤其是指一种轨道式球阀。

背景技术

轨道球阀也称为强制密封球阀，因其结构特点为强制密封，一般应用于对密封性要求比较严格的特殊工况。目前市场上的轨道球阀均采用整条式阀杆，轨道球阀由开到关的原理为：由执行机构带动阀杆首先从上向下直行程动作，然后阀杆在阀门支架导向销与阀杆螺旋槽的作用下，阀杆做既旋转四分之一周又向下的动作，最后做向下楔紧，在阀杆端部特有的斜面的作用下，阀杆将球体推挤向阀体上的阀座，直至球体与阀座完全的密封，完成关闭。传统的整条式阀杆的结构为：上部与执行机构连接，中部为螺旋槽，中下部为填料密封位置，下端部为阀杆与轴套接触部位和特殊斜面；这样的阀杆结构，由于只有下端部与阀体上的轴套接触的一个支点，因此，阀门关闭时，阀杆在执行器向下推力和阀杆端特殊斜面与球体挤压而产生的强制力，在这样双重力的作用下，阀杆会产生微量的塑性弯曲变形，从而导致填料产生椭圆效应，无法通过填料压盖的螺柱螺母压紧，从而使介质从填料部位泄漏；由填料部位泄漏造成的事故是极度危险的，尤其是在有毒有害的气体、液体等工况下。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀，包括阀盖、阀体、阀杆、阀座以及球体，所述阀体内形成有流道，球体与阀座均安装在阀体内，所述阀盖安装在阀体上方，阀杆能转动且能移动的设置在阀盖内，所述阀杆包括中阀杆组件与下阀杆组件，所述中阀杆组件设置轨道，所述轨道内插入有导向件，所述中阀杆组件与下阀杆组件之间限位式的转动连接，所述下阀杆组件与球体连接。

具体的，所述中阀杆组件包括中阀杆，所述下阀杆组件包括下阀杆，所述中阀杆与下阀杆之间转动连接，所述中阀杆与下阀杆之间连接有对中阀杆与下阀杆之间的相对转动起限位作用的圆柱销，所述圆柱销与中阀杆、下阀杆的中心线垂直。

具体的，所述中阀杆与下阀杆沿着径向开设安装孔，所述圆柱销插入安装孔内连接中阀杆与下阀杆，所述安装孔沿着阀杆转动方向的孔径略大于圆锥销的直径形成转动微调间隙，所述转动微调间隙使得所述中阀杆相对于下阀杆的转动角度被限定。

具体的，所述中阀杆与下阀杆之间通过螺纹连接。

具体的，所述中阀杆组件还包括导轨连接套，所述导轨连接套套在中阀杆外并相对于阀盖固定连接，所述轨道设置两条，两条轨道对称的设置在导轨连接套外周。

具体的，所述中阀杆设置中阀杆轴套组件，所述下阀杆设置下阀杆轴套，所述下阀杆的下段呈偏心楔型，所述偏心楔型段具有一个倾斜的楔形面，所述楔形面的最外端与下阀杆轴套的内侧面相接，所述中阀杆轴套组件包括上轴套与下轴套，所述阀盖顶部开设环槽，所述上轴套位于环槽内，上轴套上部用轴套挡板压紧限位，所述中阀杆中部与阀盖之间形成填料腔，所述下轴套位于填料腔底部并由填料压紧。

具体的，所述导轨连接套的一端设置螺栓组件，所述螺栓组件的一端与导轨连接套连接，螺栓组件的另一端抵紧轴套挡板。

具体的，所述圆柱销沿着中阀杆、下阀杆的直径安装，所述转动微调间隙在0.8～1.5mm之间。说明书说明转动微调间隙与偏心的关系

具体的，所述阀盖包括上阀盖与下阀盖，所述导轨连接套位于上阀盖的阀腔内，所述上阀盖在对应导轨连接套顶部的位置安装有定位销，所述定位销伸入上阀盖的阀腔内的一端能转动的安装有导向件，所述导向件与轨道滚动接触。

具体的，所述导向件为可以转动的安装在定位销一端的滚轮套，所述定位销设置油孔与直通式压注油杯，所述油杯的出油口与油孔连接并与滚轮套相对应。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用分段式阀杆结构，通过中阀杆与下阀杆之间的转动式限位连接，使中阀杆与下阀杆既能传递力矩与转矩，又能消除阀杆因受到执行器向下的推力和阀杆端特殊斜面与球体挤压而产生的强制力这样双重的作用力下所产生的微量的塑性弯曲变形，中阀杆在两端的轴套组件的作用下，始终保持阀杆的直线度，不会对填料形成其它外力，避免了填料椭圆效应的发生，从而保证了填料处的密封的有效性；本实用新型安全性高，经过上万次开关试验后，仍能保持阀杆的初始同轴度，具有可靠的密封性，尤其适用于高温、高热等特殊工况；通过设置导轨连接套，使得连接套处的直径比现有的整条式的阀杆的直径增大2倍左右，这种设计既增强了阀杆的强度与刚度，更加有利于设计更大直径的导向销与滚轮套，加大了滚轮套与导轨连接套的螺旋槽接触面积，有效降低了摩擦比压；将之前导向销与轨道螺旋槽的滑动摩擦改变为滚动摩擦，新设计的结构，强度及刚度得到保证，加上润滑油的作用，因此，在使用时，动作流畅、连贯，大大增加了阀门的使用寿命；通过分段式的阀杆结构设计，增加了阀杆整体的长度，分段式的阀杆与导轨连接套配合，能够预留出上轴套的安装空间，并通过导轨连接套简对上轴套进行间接限位，相对于现有技术中因受安装空间、阀杆长度过长易引起弯曲变形等因素的限制，只能设计一个轴套进行定位的阀杆结构而言，有效的保证了阀杆的垂直度，同时结构之间的相互配合避免了其他冗余结构的设计，既节约了整体的安装与设计成本，又有效的提高了阀体的寿命；本实用新型所述的中阀杆与下阀杆之间采用转动的连接方式，同时通过圆柱销对转角位移做限制，并配合所述转动微调间隙的设计，有力的保证了阀门开关过程中所需的力矩与转矩的传递，又能抵消因扭力等所产生的阀杆的弯曲变形，确保了阀杆的高效的密封性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1所示为本实用新型所述具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀的结构示意图；

附图2所示为图1中A处的放大图；

附图3所示为图1中B处的放大图；

附图4所示为所述导轨连接套的结构示意图；

附图5所示为球阀开启时的结构示意图；

附图6所示为球阀关闭时的结构示意图。

附图标记：

1、阀盖，2、阀体，3、阀座，4、执行器，5、支架，6、球体，7、阀杆， 8、中阀杆组件，9、下阀杆组件，10、轨道，11、导向件，12、导轨连接套， 13、中阀杆，14、下阀杆，15、圆柱销，16、螺纹槽，17、安装孔，18、中阀杆轴套组件，19、下阀杆轴套，20、上轴套，21、下轴套，22、环槽，23、轴套挡板，24、填料腔，25、填料，26、填料压套，27、填料压板，28、螺栓组件，29、上阀盖，30、下阀盖，31、定位销，32、滚轮套，33、导向销， 34、油孔，35、油杯，36、出油口。

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。

下面将结合说明书附图对本实用新型做进一步描述。

本实用新型提供如下技术方案：

如附图1～6所示，所述的具有两段式阀杆7适用于高温高压工况的高密封性能轨道10球阀，包括：阀盖1、阀体2、阀杆7、阀座3、执行器4、支架5以及球体6，以图示方向为例做说明，所述阀体2内形成有水平的流道，球体6与阀座3均安装在阀体2内，所述阀盖1安装在阀体2上方，阀杆7 竖直的设置在阀盖1内，所述执行器4带动阀杆7转动且上移动，所述阀杆7 包括中阀杆组件8与下阀杆组件9，所述中阀杆组件8设置轨道10，所述轨道10内插入有导向件11，在本实施例中所述轨道10为轨道槽，所述导向件 11能与轨道槽转动滚动或者滑动接触。具体的，所述中阀杆组件8还包括导轨连接套12，所述导轨连接套12套在中阀杆13外并相对于阀盖1固定，所述轨道10设置两条，两条轨道10对称的设置在导轨连接套12外周。所述支架5位于阀盖1上部，所述执行器4为直行程气动执行器，执行器4安装在支架5顶部。具体的，所述导轨连接套12为对开式导轨连接套12。所述导轨连接套12的材料为17-4PH氮化钢。所述阀体2与阀盖1通过螺柱、螺母配合连接。

所述中阀杆组件8与下阀杆组件9之间限位式的转动连接，所述下阀杆组件9与球体6连接。所述“限位式的转动连接”是指中阀杆组件8与下阀杆组件9之间是转动连接，但是二者之间相对的转动角度也就是说二者之间相对的转角位移被限制。这样设计之后，中阀杆组件8与下阀杆组件9之间既能传递力矩与转矩，又能消除阀杆7因受到执行器4向下的推力和阀杆7 端特殊斜面与球体6挤压而产生的强制力这样双重的作用力下所产生的微量的塑性弯曲变形，始终保持阀杆7的直线度。不会对填料25形成其它外力，避免了填料椭圆效应的发生，从而保证了填料25处的密封的有效性。

下面将通过进一步的描述具体的说明本实用新型的结构以及所能达到的技术效果。

参照图1所示，所述中阀杆组件8包括中阀杆13，所述下阀杆组件9包括下阀杆14，所述中阀杆13与下阀杆14之间转动连接，所述中阀杆13与下阀杆14之间连接有对中阀杆13与下阀杆14之间的相对转动起限位作用的圆柱销15，所述圆柱销15与中阀杆13、下阀杆14的中心线垂直。具体的，所述中阀杆13与下阀杆14之间的转动连接可以采用本实用新型实施例的方式，即在中阀杆13下段设置外螺纹(图未示)，在下阀杆14上端开设螺纹槽16，使得中阀杆13与下阀杆14通过这种螺纹连接的方式实现转动连接。除此之外，也可以在中阀杆13底端开设螺纹槽16，而在下阀杆14上段设置外螺纹 (图未示)。当然，所述的转动连接的连接方式不限于本实用新型中所揭露的螺纹连接，二者可以通过套接的方式实现转动连接，其他的转动连接方式不再赘述，只要是本领域技术人员所公知的能实现两个连接轴之间的转动配合的连接方式皆是本实用新型所述的“转动连接”。

具体的，本实用新型是以圆柱销15为例来连接限位所述中阀杆13与下阀杆14，在具体实施时不应以此为限制。所述中阀杆13与下阀杆14沿着径向开设安装孔17，所述圆柱销15插入安装孔17内连接中阀杆13与下阀杆 14，所述安装孔17沿着阀杆7转动方向的孔径略大于圆锥销的直径形成转动微调间隙，所述转动微调间隙使得所述中阀杆13相对于下阀杆14的转动角度被限定。所述安装孔17可以沿着中阀杆13、下阀杆14的径向开设，也可以偏心设置，这样的设置方式都能够实现本实用新型的目的。具体的，所述圆柱销15沿着中阀杆13、下阀杆14的直径安装，所述转动微调间隙在 0.8～1.5mm之间。也就是说，所述下阀杆14相对与中阀杆13的转角对应的最大的转动位移值为1.6mm～3mm。本实用新型所述的中阀杆13与下阀杆14之间采用转动的连接方式，同时通过圆柱销15对转角位移做限制，并配合所述转动微调间隙的设计，有力的保证了阀门开关过程中所需的力矩与转矩的传递，又能抵消因扭力等所产生的阀杆7的弯曲变形，确保了阀杆7的高效的密封性能。

具体的，所述中阀杆13设置中阀杆轴套组件18，所述下阀杆14设置下阀杆轴套19，所述下阀杆14的下段呈偏心楔型段，所述偏心楔型段具有一个倾斜的楔形面，所述楔形面的最外端与下阀杆轴套19的内侧面相接，所述中阀杆轴套组件18包括上轴套20与下轴套21，所述阀盖1顶部开设环槽22，所述上轴套20位于环槽22内，上轴套20上部用轴套挡板23压紧限位，所述中阀杆13中部与阀盖1之间形成填料腔24，所述下轴套21位于填料腔24 底部并由填料25压紧。所述填料25上方设置填料压套26与填料压板27。所述填料压板27压紧在填料压套26上部并通过活节螺栓与螺母与阀盖1固定。本实用新型分段式的中阀杆13、下阀杆14与导轨连接套12配合，能够预留出上轴套20的安装空间，并通过导轨连接套12简对上轴套20进行间接限位，相对于现有技术中因受安装空间、阀杆7长度过长易引起弯曲变形等因素的限制，只能设计一个轴套进行定位的阀杆7结构而言，有效的保证了阀杆7 的垂直度，同时结构之间的相互配合避免了其他冗余结构的设计，既节约了整体的安装与设计成本，又有效的提高了阀体2的寿命。两段式的阀杆7的结构设计既能传递力矩与转矩，又能消除阀杆7因受到的推力和挤压强制力所产生的微量的塑性弯曲变形，经过上万次开关试验之后，都始终保持阀杆7 的直线度。不会对填料25形成其它外力，避免了填料25椭圆效应的发生，从而保证了填料25处的密封的有效性。

具体的，所述导轨连接套12的一端设置螺栓组件28，所述螺栓组件28 的一端与导轨连接套12连接，螺栓组件28的另一端抵紧轴套挡板23。

具体的，所述阀盖1包括上阀盖29与下阀盖30，所述导轨连接套12位于上阀盖29的阀腔内，所述上阀盖29在对应导轨连接套12顶部的位置安装有定位销31，所述定位销31伸入上阀盖29的阀腔内的一端能转动的安装有导向件11，所述导向件11与轨道10滚动接触。具体的，所述导向件11包括可以转动的安装在定位销31一端的滚轮套32以及滚动的设置在滚轮套32与轨道10之间的导向销33。所述定位销31设置油孔34与直通式压注油杯35，所述油杯35的出油口36与油孔34连接并与滚轮套32相对应。通过设置导轨连接套12，使得导轨连接套12处的直径比现有的整条式的阀杆7的直径增大2倍左右，这种设计既增强了阀杆7的强度与刚度，更加有利于设计更大直径的导向销33与滚轮套32，加大了滚轮套32与导轨连接套12的螺旋槽接触面积，有效降低了摩擦比压；将之前导向销33与轨道螺旋槽的滑动摩擦改变为滚动摩擦，新设计的结构，强度及刚度得到保证，加上润滑油的作用，因此，在使用时，动作流畅、连贯，大大增加了阀门的使用寿命。

如图5所示，为所述轨道10式球阀开启时的状态图，此时，所述阀杆7 的底部位于球体6的流道的上部，并未伸入球体6的流道内，所述导轨连接套12位于相对的远离下阀杆14的位置，所述圆柱销15的中心轴线与流道平行；如图6所示，为所述轨道10式球阀关闭时的状态图，此时，所述阀杆7 的底部位于球体6的流道内，所述导轨连接套12位于相对的靠近阀杆7的位置，所述圆柱销15的中心轴线与流道垂直。也就说说，在螺旋状的轨道10 的作用下，当所述轨道10式球阀有开启状态到关闭状态时，所述阀杆7转动的同时还发生了向下的移动。阀杆7向下移动的过程中，下阀杆14的偏心楔型段的倾斜的楔形面，所述楔形面的最外端与下阀杆轴套19的内侧面以及球体6相接使得阀杆7产生扭力。本实用新型中，中阀杆组件8与下阀杆组件9 之间的这种转动式的限位连接方式，既能传递力矩与转矩，又能消除阀杆7 因受到执行器4向下的推力和阀杆7端特殊斜面与球体6挤压而产生的强制力这样双重的作用力下所产生的微量的塑性弯曲变形，始终保持阀杆7的直线度，阀杆7的同轴度的保持不会对填料25形成其它外力，避免了填料25 椭圆效应的发生，从而保证了填料25处的密封的有效性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀，其特征在于：包括阀盖、阀体、阀杆、阀座以及球体，所述阀体内形成有流道，球体与阀座均安装在阀体内，所述阀盖安装在阀体上方，阀杆能转动且能移动的设置在阀盖内，所述阀杆包括中阀杆组件与下阀杆组件，所述中阀杆组件设置轨道，所述轨道内插入有导向件，所述中阀杆组件与下阀杆组件之间限位式的转动连接，所述下阀杆组件与球体连接。

2.根据权利要求1所述的具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀，其特征在于：所述中阀杆组件包括中阀杆，所述下阀杆组件包括下阀杆，所述中阀杆与下阀杆之间转动连接，所述中阀杆与下阀杆之间连接有对中阀杆与下阀杆之间的相对转动起限位作用的圆柱销，所述圆柱销与中阀杆、下阀杆的中心线垂直。

3.根据权利要求2所述的具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀，其特征在于：所述中阀杆与下阀杆沿着径向开设安装孔，所述圆柱销插入安装孔内连接中阀杆与下阀杆，所述安装孔沿着阀杆转动方向的孔径略大于圆锥销的直径形成转动微调间隙，所述转动微调间隙使得所述中阀杆相对于下阀杆的转动角度被限定。

4.根据权利要求2或3所述的具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀，其特征在于：所述中阀杆与下阀杆之间通过螺纹连接。

5.根据权利要求1、2或3所述的具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀，其特征在于：所述中阀杆组件还包括导轨连接套，所述导轨连接套套在中阀杆外并相对于阀盖固定连接，所述轨道设置两条，两条轨道对称的设置在导轨连接套外周。

6.根据权利要求5所述的具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀，其特征在于：所述中阀杆设置中阀杆轴套组件，所述下阀杆设置下阀杆轴套，所述下阀杆的下段呈偏心楔型，所述偏心楔型段具有一个倾斜的楔形面，所述楔形面的最外端与下阀杆轴套的内侧面相接，所述中阀杆轴套组件包括上轴套与下轴套，所述阀盖顶部开设环槽，所述上轴套位于环槽内，上轴套上部用轴套挡板压紧限位，所述中阀杆中部与阀盖之间形成填料腔，所述下轴套位于填料腔底部并由填料压紧。

7.根据权利要求6所述的具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀，其特征在于：所述导轨连接套的一端设置螺栓组件，所述螺栓组件的一端与导轨连接套连接，螺栓组件的另一端抵紧轴套挡板。

8.根据权利要求3所述的具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀，其特征在于：所述圆柱销沿着中阀杆、下阀杆的直径安装，所述转动微调间隙在0.8～1.5mm之间。

9.根据权利要求5所述的具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀，其特征在于：所述阀盖包括上阀盖与下阀盖，所述导轨连接套位于上阀盖的阀腔内，所述上阀盖在对应导轨连接套顶部的位置安装有定位销，所述定位销伸入上阀盖的阀腔内的一端能转动的安装有导向件，所述导向件与轨道滚动接触。

10.根据权利要求9所述的具有两段式阀杆适用于高温高压工况的高密封性能轨道球阀，其特征在于：所述导向件为可以转动的安装在定位销一端的滚轮套，所述定位销设置油孔与直通式压注油杯，所述油杯的出油口与油孔连接并与滚轮套相对应。

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