CN217762161U - 一种浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀，包括阀体，设置于阀体内部的阀座，设置于阀座内部的阀球，以及穿过阀体设置于阀球上方的阀杆，所述阀体、阀座和阀球的内部开设有相应的流体通道，所述阀体由主阀体和副阀体相互固定而构成，在所述主阀体的对应所述阀座的外侧的部位开设有一圈凹槽，并且在凹槽内设置环形的弹簧，从而可借助弹簧的弹性力将阀座向阀球顶推，以确保阀球与阀座的接触面的密封性能。本实用新型在阀体对应阀座的外侧的部位开设有一圈凹槽并设置环形碟簧的结构形式，具有很好的双向密封性能，能够保证阀座的泄漏等级达到ANSI/FCI ClassⅥ。

Description

一种浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀

技术领域

本实用新型属于阀门技术领域，具体涉及一种浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀。

背景技术

目前，红土镍矿是主要的镍材料来源。在全球碳中和的大背景下，高压酸浸工艺产出的氢氧化镍钴成为重要的电池正极材料，且正在快速发展。在高压酸浸工艺具有高温、高压、高酸的工况条件下，对与之相关的阀门要求极高。同时要求阀门具备双向密封、耐磨、耐腐蚀、耐高温、以及抗结垢特点，其材质通常为钛合金或双相不锈钢等，且表面需采用超音速及纳米等离子喷涂。目前该工况仅用进口品牌的阀门，不仅价格贵、周期长、而且维修费用高。

湿法冶金专用的钛合金耐磨阀门需要打破国外技术垄断的局面，提升国内研制能力，掌握具有自主知识产权，达到国际设计及制造能力，从而实现高压酸浸金属硬密封耐磨球阀的国产化，特别是针对高压酸浸工艺加酸系统的硫酸阀，需实现“零”的突破，从而为湿法冶金工艺装置提供质优价廉、安全可靠的国产湿法冶金专用金属硬密封耐磨球阀。

现有金属硬密封耐磨球阀，主要包括阀体，设置于阀体内部的阀座，设置于阀座内部的阀芯(阀球)，以及设置于阀芯上方的阀杆，阀体、阀座和阀球的内部设有相应的流体通道，阀杆的下端插入阀球顶端所设的凹槽中，以使阀杆的转动可以联动阀球转动，从而打开或关闭流体通道。

实用新型内容

针对现有金属硬密封耐磨球阀所存在的国产替代的需求，本实用新型对现有球阀提出了系列改进，以使球阀具有可靠的双向密封性能。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀，包括阀体，设置于阀体内部的阀座，设置于阀座内部的阀球，以及穿过阀体设置于阀球上方的阀杆，所述阀体、阀座和阀球的内部开设有相应的流体通道，所述阀体由主阀体和副阀体相互固定而构成，其中：

在所述主阀体的对应所述阀座的外侧的部位开设有一圈凹槽，并且在凹槽内设置环形的弹簧，从而可借助弹簧的弹性力将阀座向阀球顶推，以确保阀球与阀座的接触面的密封性能。

根据本实用新型，所述弹簧为与所述凹槽对应的环形碟簧的形式，其外缘抵住凹槽的外侧，内缘则抵住阀座。

根据本实用新型，所述阀体上对应所述阀杆穿过的位置开设有通孔，且通孔内的上部设有填料函，填料函内填充组合填料，组合填料上方用压盖压住，所述压盖上开设有螺孔，并借助螺栓将压盖固定于阀体上，所述螺栓与所述阀体的接触面之间加设有蝶形弹簧。

进一步的，所述阀杆在其下端插入阀球顶端凹槽的部位的上方设有一圈轴肩，该轴肩的外径大于所述阀体上供阀杆穿过的通孔的直径。

优选的，所述阀体上供阀杆穿过的通孔的下方开设有一段凹槽，该凹槽与所述阀杆的轴肩相适配，从而使所述轴肩的上端可伸入所述凹槽中。

进一步的在所述阀杆的轴肩与所述凹槽的接触面上进一步设置有垫圈。

根据本实用新型，所述阀杆的顶端设置有支架，并借助支架设置有电动装置，以用于驱动阀杆转动，且所述阀杆的顶端套设有联轴器，并通过联轴器穿过支架而连接至电动装置的输出轴。

进一步的，在所述支架供联轴器穿过的通孔内加设有定位轴套，以保证阀杆与阀球的同心度。

本实用新型的浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀具有以下有益效果：

1、在阀体对应阀座的外侧的部位开设有一圈凹槽并设置环形碟簧的结构形式，能够很好的实现双向密封，保证阀座的泄漏等级达到ANSI/FCI ClassⅥ。

2、阀座在中腔压力作用下，压缩弹簧可以将压力自动泄放到通道内，保证了阀门安全可靠运行。

3、阀座底部与阀体配合面采用硬化处理+配对研磨独特设计结构，可以有效防止颗粒介质进入弹簧后而造成失效，杜绝介质进入阀座底部与阀体配合面从而导致阀门静密封处泄漏及卡阻的异常发生，更有利于阀门的密封。

4、定位轴套的设置保证了阀杆与阀球的同心度，从而有利于阀门的稳定运行。

5、阀杆采用下装式设计，阀杆与轴肩一体式设计，通过阀杆与主阀体配合，在有内压且松开填料的情况下，阀杆不会因内压作用而飞出。

附图说明

图1为本实用新型的浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀的整体结构剖视图。

图2为图1中III部分的局部放大示意图。

图3为图1中I部分的局部放大示意图。

图4为图1中II部分的局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图，以具体实施例对本实用新型的浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀作清楚、完整地描述。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型的浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀包括阀体10，设置于阀体10内部的阀座20，设置于阀座20内部的阀球30，以及穿过阀体10设置于阀球30上方的阀杆40，所述阀体10、阀座20和阀球30的内部开设有相应的流体通道以供流体通过，所述阀杆40的下端插入阀球30顶端所设的凹槽中，以使阀杆40的转动可以联动阀球30转动，从而打开或关闭流体通道。

结合图2的放大示意图所示，所述阀体10上对应所述阀杆40穿过的位置开设有通孔15，且通孔15内的上部设有填料函70，填料函70内填充组合填料71，组合填料71上方用压盖72压住，所述压盖72上开设有螺孔73，并借助螺栓74将压盖72固定于阀体10上。所述组合填料71优选由三层填料构成，上、下为加不锈钢的柔性石墨盘根，中间为模压成型石墨填料。进一步的，所述螺栓74与所述阀体10的接触面之间加设有蝶形弹簧75，从而可以利用蝶形弹簧75被挤压后的弹性力，使得阀门在温度和应力交变中，填料函70内的填料的预紧力得到连续性补偿，杜绝外泄漏。

所述阀体10由主阀体11和副阀体12相互固定而构成，固定方式可以是例如图1中所示的开设螺栓孔并采用螺栓螺母固定的方式。

所述阀杆40的顶端设置有支架50，并借助支架50设置有电动装置60，以用于驱动阀杆40转动。

结合图3的局部放大示意图所示，本实用新型的双向密封切断球阀，在所述主阀体11的对应所述阀座20的外侧的部位开设有一圈凹槽13，并且在凹槽13内设置环形的弹簧14，从而可以借助弹簧14的弹性力将阀座20向阀球30顶推，进而更好地确保阀球30与阀座20的接触面的密封性能。所述弹簧14为与凹槽13对应的环形碟簧的形式，其外缘抵住凹槽13的外侧，内缘则抵住阀座20。这一结构设计可以恢复、补偿长期开关阀门的常规磨损、阀体10内部的高温膨胀及低温收缩，低压力时可靠预紧密封等，且为了保证实际运行时(有介质压力)阀座20与阀球30之间有一个初始的接触力，无论温度和压力如何变化，它始终给阀座20一个推力，使其紧紧地靠在阀球30上，在介质压力的共同作用下，保证阀座20的泄漏等级达到ANSI/FCI ClassⅥ。同时，为防止中腔超压，阀座20在中腔压力作用下压缩弹簧14，将压力自动泄放到通道内，保证了阀门的安全可靠运行。

进一步的，如图4的局部放大示意图所示，阀体内腔在阀座20上端及下端(图示为上端)与阀体10接触面的位置外侧固定有压圈21，固定方式可以是图示的螺栓固定，从而将阀座20向阀体10的方向压紧。当管道压力上来以后，阀门是浮动结构，所以阀球30在管道压力的推动下紧密贴合左侧的阀座10，压力越高密封性能越好；而在低压时，右侧的阀座10受弹簧14的顶推，并进一步顶推阀球30紧密贴紧左侧的阀座20，从而保证低压密封。当管道压力正常流向时，阀球30迫使左侧的阀座20紧密贴紧阀体10，防止固态介质进入阀座20和阀体10之间，保证静态密封；当介质出现反向压力时，压圈21压住阀座20，使阀座20不脱离阀体10，固态介质不会进入阀座20和阀体10之间，保证静态密封，从而可以实现双向密封。阀体10和阀座20接触部位全部采用喷涂硬质合金技术，保证静态密封的持久性，长期使用不会出现泄露现象。

进一步的，所述阀杆40采用下装式的结构设计，具体的，如图2所示，所述阀杆40在其下端插入阀球30顶端凹槽的部位的上方设有一圈轴肩41，所述轴肩41的外径大于所述通孔15的直径，从而可以对轴肩41起到限位作用；优选的，所述阀体10上供阀杆40穿过的通孔15的下方开设有一段凹槽19，该凹槽19与所述阀杆40的轴肩41相适配，从而使所述轴肩41的上端可伸入通孔15的凹槽19中，但受到通孔15的限位，不能向上脱出。这样，通过阀杆40与阀体10的配合，在有内压且松开填料的情况下，阀杆40不会因内压作用而飞出。进一步的，在所述阀杆40的轴肩41与所述凹槽19的接触面上进一步设置有垫圈42，以起到缓冲的作用。

进一步的，回到图1，所述阀杆40的顶端套设有联轴器42，并通过联轴器42穿过支架50而连接至电动装置60的输出轴，由于现有支架50供联轴器42穿过的通孔较大，导致与联轴器42之间的间隙较大，运行过程中易发生偏移，进而影响阀球30的转动。为此，本实用新型在支架50供联轴器42穿过的通孔内加设有定位轴套51，所述定位轴套51优选由润滑性材料，例如铜，制成。定位轴套51的设置可以保证阀杆40与阀球30的同心度，从而有利于阀门的稳定运行。

虽然以上通过本实用新型的优选实施例对本实用新型作了详细描述，但上述实施例并不用于限制本实用新型，本领域技术人员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范围之内。

Claims (8)

1.一种浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀，包括阀体，设置于阀体内部的阀座，设置于阀座内部的阀球，以及穿过阀体设置于阀球上方的阀杆，所述阀体、阀座和阀球的内部开设有相应的流体通道，所述阀体由主阀体和副阀体相互固定而构成，其特征在于：

在所述主阀体的对应所述阀座的外侧的部位开设有一圈凹槽，并且在凹槽内设置环形的弹簧，从而可借助弹簧的弹性力将阀座向阀球顶推，以确保阀球与阀座的接触面的密封性能。

2.根据权利要求1所述的浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀，其特征在于，所述弹簧为与所述凹槽对应的环形碟簧的形式，其外缘抵住凹槽的外侧，内缘则抵住阀座。

3.根据权利要求1所述的浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀，其特征在于，所述阀体上对应所述阀杆穿过的位置开设有通孔，且通孔内的上部设有填料函，填料函内填充组合填料，组合填料上方用压盖压住，所述压盖上开设有螺孔，并借助螺栓将压盖固定于阀体上，所述螺栓与所述阀体的接触面之间加设有蝶形弹簧。

4.根据权利要求1所述的浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀，其特征在于，所述阀杆在其下端插入阀球顶端凹槽的部位的上方设有一圈轴肩，该轴肩的外径大于所述阀体上供阀杆穿过的通孔的直径。

5.根据权利要求4所述的浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀，其特征在于，所述阀体上供阀杆穿过的通孔的下方开设有一段凹槽，该凹槽与所述阀杆的轴肩相适配，从而使所述轴肩的上端可伸入所述凹槽中。

6.根据权利要求5所述的浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀，其特征在于，在所述阀杆的轴肩与所述凹槽的接触面上进一步设置有垫圈。

7.根据权利要求1所述的浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀，其特征在于，所述阀杆的顶端设置有支架，并借助支架设置有电动装置，以用于驱动阀杆转动，且所述阀杆的顶端套设有联轴器，并通过联轴器穿过支架而连接至电动装置的输出轴。

8.根据权利要求7所述的浮动式全金属硬碰硬双向密封切断球阀，其特征在于，在所述支架供联轴器穿过的通孔内加设有定位轴套，以保证阀杆与阀球的同心度。

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