CN217003189U - 一种带有球体缓力支撑装置的球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有球体缓力支撑装置的球阀，属于球阀制造技术领域，球阀包括中间阀体；分别连接于中间阀体左、右两侧的上游阀体以及下游阀体；上游阀体以及下游阀体与中间阀体相对的内腔间均设有一密封阀座，两个密封阀座之间设有球体，球体的左侧与上游阀体之间、球体的右侧与下游阀体之间均设有一水平且具有弹性的球体支撑装置，通过球体支撑装置能够缓冲来自上游阀体内腔中的介质压力；球体的上侧设有上平面，其下侧设有下平面；上平面的上侧设有上凸缘，下平面的下侧设有下凸缘，上凸缘的上端连接阀杆。本实用新型具有能够有效降低密封阀座所承担压力，提高浮动球阀适用范围的优点。

Description

一种带有球体缓力支撑装置的球阀

技术领域

本实用新型涉及球阀制造技术领域，尤其涉及一种带有球体缓力支撑装置的球阀。

背景技术

浮动球阀是常用的一种阀门，通过球体绕阀杆中心90°转动，实现全开或全闭，主要靠介质压力推动球体挤向密封阀座实现密封，起到阻断介质功能。

现有技术的浮动球阀，由于介质作用于球体以及密封阀座上的介质力非常大，而密封阀座又受限于密封材料以及加工精度等的影响，本身所能够承载的压力或冲击载荷有限，而这却极大影响了浮动球阀的适用范围，现有技术的浮动球阀无法同时适用口径较大、压力较高的环境，并且开关的转矩相对较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决背景技术中提及的问题，提供一种带有球体缓力支撑装置的球阀，该装置具有能够降低下游密封阀座所承受的压力，提高浮动球阀适用范围的优点。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种带有球体缓力支撑装置的球阀，所述的球阀包括中间阀体；分别连接于所述中间阀体左、右两侧的上游阀体以及下游阀体；所述上游阀体以及下游阀体与中间阀体相对的内腔间均设有一密封阀座，两个所述密封阀座之间设有球体。

所述球体的左侧与上游阀体之间、球体的右侧与下游阀体之间均设有一水平且具有弹性的球体支撑装置，通过所述球体支撑装置能够缓冲来自上游阀体内腔中的介质压力。

为了进一步改进上述技术方案，还采取如下措施：

作为优选，所述球体的上侧设有上平面，其下侧设有下平面；所述上平面的上侧设有上凸缘，所述下平面的下侧设有下凸缘，所述上凸缘的上端连接阀杆。

作为优选，所述中间阀体内设有相贯通的右内孔以及左内孔；所述右内孔的左端向内凸出形成右挡肩，所述左内孔的右端向内凸出形成左挡肩。

作为优选，所述每个球体支撑装置均包括：支撑架、前垫圈、碟簧、后垫圈以及限位销轴；其中所述支撑架包括作为安装基体的外圆环，所述外圆环的前侧设有两个上下相对的外圆弧架，上侧的所述外圆弧架上贯穿设置一上半孔，所述上半孔与上凸缘嵌合连接；下侧所述外圆弧架上贯穿设置一下半孔，所述下半孔与下凸缘嵌合连接。

作为优选，所述外圆环的前端面形成端面一，所述外圆弧架的前端面形成端面二，安装所述支撑架时：上、下游所述球体支撑装置中的端面一分别对应抵靠连接于左挡肩、右挡肩一侧；上、下游两个所述端面二则垂直且相对；所述外圆环的后端面形成端面三，所述端面三上设有碟簧安装槽，所述碟簧安装槽内从槽底向着槽口方向依次设有前垫圈、碟簧以及后垫圈，其中所述前垫圈以及后垫圈用于支撑对应的碟簧；每个所述碟簧安装槽与对应的上游阀体或下游阀体之间均设有一限位销轴，所述限位销轴的轴体穿过对应碟簧安装槽内的前垫圈、碟簧以及后垫圈，以对所述碟簧进行竖直方向上的限位。

作为优选，所述外圆环的内侧为球面；所述球体半径小于支撑架上的球面半径；所述球面的后侧设有环内孔；两个所述外圆弧架相对的内侧均设有平行面；安装所述球体支撑装置时，上、下两个平行面分别对应与上平面或下平面接触配合。

作为优选，两个所述球体支撑装置上碟簧的碟簧弹力与阀腔内介质压力满足如下关系：介质压力始终介于碟簧弹力与下游密封阀座承担的最大压力之和以及碟簧弹力与下游密封阀座承担的最小压力之和之间，其中所述密封阀座承担的最小压力是初始密封压力，所述密封阀座承担的最大压力是密封阀座密封材料能承担的最大压力。

作为优选，所述球体的上凸缘、下凸缘外侧分别对应安装有上滑动轴承、下滑动轴承；所述上滑动轴承的外径与支撑架的上半孔的孔径相匹配；所述下滑动轴承的外径与下半孔的孔径相匹配。

作为优选，所述球体的上平面与下平面相互平行；且所述上平面与对应支撑架内的平行面之间均设有上支撑垫圈，所述下平面与对应支撑架内的平行面之间均设有下支撑垫圈。

作为优选，所述端面三上沿着圆周方向等角度且均分设有若干个碟簧安装槽；每个所述碟簧安装槽槽内的碟簧均为由2～8片碟簧组合而成，其组合方式为全叠合、全对合或部分叠合，部分对合。

本实用新型具有以下优点：

1、本装置通过在上下游阀体与球体之间设置弹性球体支撑装置，使得大部分介质力通过支撑装置得到吸收并将其缓冲传递给阀体，而受介质力影响较大的密封阀座只承担正常的许用压力，能够提高密封阀座的使用寿命。

2、本装置能够明显降低密封阀座所承担的压力，也因此提高了阀门最大适用口径以及最大适用压力，扩大了使用范围，同时可有效降低转动力矩。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是图1中I处的局部放大结构示意图；

图3是本实用新型中球体的局部结构示意图；

图4是本实用新型中中间阀体的局部结构示意图；

图5是本实用新型中支撑架的前部结构示意图；

图6是本实用新型中支撑架的后部结构示意图；

图7是本实用新型中支撑架的左侧结构示意图；

图8是本实用新型中支撑架的侧剖面结构示意图；

图9是本实用新型中支撑架的水平剖面结构示意图。

图中标记名称：上游阀体01、球体02、上凸缘021、上平面022、下凸缘024、下平面023、球体支撑装置03、支撑架031、外圆环0311、端面三03110、碟簧安装槽03111、外圆弧架0312、上半孔0313、端面一0314、端面二0315、球面0316、环内孔0317、平行面0318、下半孔0319、前垫圈032、碟簧033、后垫圈034、限位销轴035、中间阀体04、右内孔041、右挡肩042、左挡肩043、左内孔044、上滑动轴承05、上支撑垫圈06、密封阀座07、下游阀体08、下滑动轴承09、下支撑垫圈10。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述，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。

本实施例的一种带有球体缓力支撑装置的球阀，其中浮动球阀包括中间阀体04；分别连接于中间阀体04左、右两侧的上游阀体01以及下游阀体08；上游阀体01以及下游阀体08与中间阀体04相对的内腔间均设有一密封阀座07，两个密封阀座07之间设有球体02，球体02与密封阀座07相互配合，用于控制球阀的开闭。

参考图1，本实施例中，球体02的左侧与上游阀体01之间、球体02的右侧与下游阀体08之间均设有一水平且具有弹性的球体支撑装置03，通过球体支撑装置03能够缓冲来自上游阀体01内腔中的介质压力，进而调节下游密封阀座07所受到的压力。

参考图3，球体02的上侧设有上平面022，其下侧设有下平面023；上平面022的上侧设有上凸缘021，下平面023的下侧设有下凸缘024，上凸缘021的上端连接阀杆。

参考图4，中间阀体04内设有相贯通的右内孔041以及左内孔044；右内孔041的左端向内凸出形成右挡肩042，左内孔044的右端向内凸出形成左挡肩043。

参考图2以及图5～9，本实施例中，每个球体支撑装置03均包括：支撑架031、前垫圈032、碟簧033、后垫圈034以及限位销轴035；其中支撑架031包括作为安装基体的外圆环0311，外圆环0311的前侧设有两个上下相对的外圆弧架0312，上侧的外圆弧架0312上贯穿设置一上半孔0313，上半孔0313与上凸缘021嵌合连接；下侧外圆弧架0312上贯穿设置一下半孔0319，下半孔0319与下凸缘024嵌合连接；外圆环0311的前端面形成端面一0314，外圆弧架0312的前端面形成端面二0315，安装支撑架031时；上、下游球体支撑装置03中的端面一0314分别对应抵靠连接于左挡肩043、右挡肩042一侧，左挡肩043、右挡肩042用于限位对应的支撑架031；上、下游的端面二0315则垂直且相对；外圆环0311的后端面形成端面三03110，端面三03110上设有碟簧安装槽03111，碟簧安装槽03111内从槽底向着槽口方向依次设有前垫圈032、碟簧033以及后垫圈034，其中前垫圈032以及后垫圈034用于支撑对应的碟簧033；每个碟簧安装槽03111与对应的上游阀体01或下游阀体08之间均设有一限位销轴035，限位销轴035的轴体穿过对应碟簧安装槽03111内的前垫圈032、碟簧033以及后垫圈034，以对碟簧033进行竖直方向上的限位。

外圆环0311的内侧为球面0316，用于承载支撑球体02；球体02半径小于支撑架031上的球面0316半径；球面0316的后侧设有环内孔0317；两个外圆弧架0312相对的内侧均设有平行面0318；安装球体支撑装置03时，上、下两个平行面0318分别对应与上平面022或下平面023接触配合。

当球体02在正中心位置时，上、下游二处的球体支撑装置03中碟簧弹力分别作用于中间阀体04的右挡肩042、左挡肩043上；球体02完全关闭时，在上游介质压力P0作用下，球体02向下游端移动压向下游的密封阀座07，下游支撑装置03中的碟簧弹力开始作用于球体02上，且移动距离越长，碟簧弹力越大，直至下游密封阀座07承压力基本适宜时；此时，介质力=碟簧弹力+下游密封阀座07的承压力（球体02与球体支撑装置03的合重力，产生于中间阀体04间的摩擦阻力相对较小，可以忽略），设计时：碟簧弹力+密封阀座07承担的最大压力＞介质压力＞碟簧弹力+密封阀座07承担的最小压力（密封阀座07承担的最小压力是初始密封压力，密封阀座07承担的最大压力是密封材料能承担的最大压力）。

具体地，球体02的上凸缘021、下凸缘024外侧分别对应安装有上滑动轴承05、下滑动轴承09；上滑动轴承05的外径与支撑架031的上半孔0313的孔径相配合；下滑动轴承09的外径与下半孔0319的孔径配合。

具体地，球体02的上平面022与下平面023相互平行；且上平面022与对应支撑架031内的平行面0318之间均设有上支撑垫圈06，下平面023与对应支撑架031内的平行面0318之间均设有下支撑垫圈10，支撑架031的下平行面0318通过下支撑垫圈10支撑球体02，维系球体中心高度稳定，防止球体重力作用下偏载造成密封阀座下部局部受力不均产生局部过快磨损，影响密封阀座使用寿命。

进一步地，端面三03110上沿着圆周方向等角度且均分设有若干个碟簧安装槽03111；每个碟簧安装槽03111槽内的碟簧033均为由2～8片碟簧组合而成，组合方式为全叠合、全对合或部分叠合，部分对合。

本实用新型中，球体支撑装置03的碟簧弹力能够将绝大部分介质力缓解并将其传递给下游阀体08，而且设计时遵循：碟簧弹力+密封阀座07承担的最大压力＞介质压力＞碟簧弹力+密封阀座07承担的最小压力的设定，使得密封阀座07承担的压力基本保持在适宜范围。由于绝大部分介质力的作用力臂变小（由密封阀座07密封面到球体02垂直中心线之间的距离变为球体02的上凸缘021与下凸缘024到球体02垂直中心线之间的距离），因而转动力矩相对变小许多。解决了重要影响因素，上述浮动球阀，无论是最大适用口径，还是最大适用压力，都可以极大的提高。

需要说明的是，二个密封阀座07可以是固定阀座，也可以是单活塞阀座，也可以是单活塞阀座+固定阀座、单活塞阀座+双活塞阀座或固定阀座+双活塞阀座的组合，以实现不同的功能和现场使用需求。阀座密封材料可以是金属硬密封材料，也可以非金属软密封材料，也可以软硬结合的密封材料，以适应不同的环境。

另外，此浮动球阀球体的缓力支撑装置同样适用于一些特定条件下的固定球阀。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种带有球体缓力支撑装置的球阀，所述的球阀包括中间阀体（04）；分别连接于所述中间阀体（04）左、右两侧的上游阀体（01）以及下游阀体（08）；所述上游阀体（01）以及下游阀体（08）与中间阀体（04）相对的内腔间均设有一密封阀座（07），两个所述密封阀座（07）之间设有球体（02），其特征在于，

所述球体（02）的左侧与上游阀体（01）之间、球体（02）的右侧与下游阀体（08）之间均设有一水平且具有弹性的球体支撑装置（03），通过所述球体支撑装置（03）能够缓冲来自上游阀体（01）内腔中的介质压力。

2.根据权利要求1所述的一种带有球体缓力支撑装置的球阀，其特征是：所述球体（02）的上侧设有上平面（022），其下侧设有下平面（023）；所述上平面（022）的上侧设有上凸缘（021），所述下平面（023）的下侧设有下凸缘（024），所述上凸缘（021）的上端连接阀杆。

3.根据权利要求2所述的一种带有球体缓力支撑装置的球阀，其特征是：所述中间阀体（04）内设有相贯通的右内孔（041）以及左内孔（044）；所述右内孔（041）的左端向内凸出形成右挡肩（042），所述左内孔（044）的右端向内凸出形成左挡肩（043）。

4.根据权利要求3所述的一种带有球体缓力支撑装置的球阀，其特征是：所述每个球体支撑装置（03）均包括：支撑架（031）、前垫圈（032）、碟簧（033）、后垫圈（034）以及限位销轴（035）；其中所述支撑架（031）包括作为安装基体的外圆环（0311），所述外圆环（0311）的前侧设有两个上下相对的外圆弧架（0312），上侧的所述外圆弧架（0312）上贯穿设置一上半孔（0313），所述上半孔（0313）与上凸缘（021）嵌合连接；下侧所述外圆弧架（0312）上贯穿设置一下半孔（0319），所述下半孔（0319）与下凸缘（024）嵌合连接。

5.根据权利要求4所述的一种带有球体缓力支撑装置的球阀，其特征是：所述外圆环（0311）的前端面形成端面一（0314），所述外圆弧架（0312）的前端面形成端面二（0315），安装所述支撑架（031）时：上、下游所述球体支撑装置（03）中的端面一（0314）分别对应抵靠连接于左挡肩（043）、右挡肩（042）一侧；上、下游两个所述端面二（0315）则垂直且相对；所述外圆环（0311）的后端面形成端面三（03110），所述端面三（03110）上设有碟簧安装槽（03111），所述碟簧安装槽（03111）内从槽底向着槽口方向依次设有前垫圈（032）、碟簧（033）以及后垫圈（034），其中所述前垫圈（032）以及后垫圈（034）用于支撑对应的碟簧（033）；每个所述碟簧安装槽（03111）与对应的上游阀体（01）或下游阀体（08）之间均设有一限位销轴（035），所述限位销轴（035）的轴体穿过对应碟簧安装槽（03111）内的前垫圈（032）、碟簧（033）以及后垫圈（034），以对所述碟簧（033）进行竖直方向上的限位。

6.根据权利要求5所述的一种带有球体缓力支撑装置的球阀，其特征是：所述外圆环（0311）的内侧为球面（0316）；所述球体（02）半径小于支撑架（031）上的球面（0316）半径；所述球面（0316）的后侧设有环内孔（0317）；两个所述外圆弧架（0312）相对的内侧均设有平行面（0318）；安装所述球体支撑装置（03）时，上、下两个平行面（0318）分别对应与上平面（022）或下平面（023）接触配合。

7.根据权利要求6所述的一种带有球体缓力支撑装置的球阀，其特征是：两个所述球体支撑装置（03）上碟簧（033）的碟簧弹力与阀腔内介质压力满足如下关系：介质压力始终介于碟簧弹力与下游密封阀座（07）承担的最大压力之和以及碟簧弹力与下游密封阀座（07）承担的最小压力之和之间，其中所述密封阀座（07）承担的最小压力是初始密封压力，所述密封阀座（07）承担的最大压力是密封阀座（07）密封材料能承担的最大压力。

8.根据权利要求7所述的一种带有球体缓力支撑装置的球阀，其特征是：所述球体（02）的上凸缘（021）、下凸缘（024）外侧分别对应安装有上滑动轴承（05）、下滑动轴承（09）；所述上滑动轴承（05）的外径与支撑架（031）的上半孔（0313）的孔径相匹配；所述下滑动轴承（09）的外径与下半孔（0319）的孔径相匹配。

9.根据权利要求8所述的一种带有球体缓力支撑装置的球阀，其特征是：所述球体（02）的上平面（022）与下平面（023）相互平行；且所述上平面（022）与对应支撑架（031）内的平行面（0318）之间均设有上支撑垫圈（06），所述下平面（023）与对应支撑架（031）内的平行面（0318）之间均设有下支撑垫圈（10）。

10.根据权利要求5～9中任意一项所述的一种带有球体缓力支撑装置的球阀，其特征是：所述端面三（03110）上沿着圆周方向等角度且均分设有若干个碟簧安装槽（03111）；每个所述碟簧安装槽（03111）槽内的碟簧（033）均为由2～8片碟簧组合而成，其组合方式为全叠合、全对合或部分叠合，部分对合。

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