CN219606095U - 一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀 - Google Patents

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武显强
杨昌慧
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Abstract

本实用新型涉及一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀。现有的球阀结构复杂,重量大,经常发生卡死故障而引起停车,导致运行成本高,维修维护周期长。本实用新型包括阀体、阀座和阀杆,其特征在于所述的阀体内设置C型球,C型球上端与阀杆连接,所述C型球为双偏心结构设计,C型球的回转中心与C型球密封面几何中心之间形成第一偏心,C型球回转中心与阀座流通中心之间形成第二偏心。本实用新型减轻了球阀重量,运行可靠,耐磨性强。确保不依赖弹簧或工艺压力而实现严密关断。

Description

一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀
技术领域
本实用新型涉及固定球阀技术领域,特别涉及一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀,应用于粉末排放系统(PDS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、煤粉等工业生产系统。
背景技术
固定球阀广泛应用于石油、化工、长输管线、采油、能源等工业系统中,在管道系统中主要担负导流、截止、节流等功能。在各类粉末输送排放系统中,应用有大量的金属硬密封固定球阀,这些球阀结构复杂,重量大,经常发生卡死故障而引起停车,导致运行成本高,维修维护周期长。
实用新型内容
本实用新型针对上述问题,提供一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀,减轻了球阀重量,运行可靠,耐磨性强。
本实用新型采取如下技术方案:一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀,包括阀体、阀座和阀杆,其特征在于所述的阀体内设置C型球,C型球上端与阀杆连接,所述C型球为双偏心结构设计,C型球的回转中心与C型球密封面几何中心之间形成第一偏心,C型球回转中心与阀座流通中心之间形成第二偏心。双偏心设计的C型球在阀杆的带动下产生双矢量运动(旋转/平移)使得在打开和关闭阀门过程中阀座和C型球体间没有任何摩擦和磨损,在关闭过程的最后阶段(3%全行程),阀座会被擦拭干净。
作为优选,所述的C型球为半球开放式结构。能够降低球阀的整体重量。
作为优选,所述的阀座为圆弧外凸密封面,与C型球球面接触为凸对凸的线密封。结合扭矩强制机械密封,真正实现双向零泄漏。
作为优选,所述的阀体包括左阀体和右阀体,所述阀座与右阀体腔体结合外圆为锥对锥配合。能结合扭矩强制机械密封,真正实现双向零泄漏。使阀座稳定固定在阀体内,且在维护时方便拆卸。
作为优选,所述阀座外锥圆上设有环槽,槽内装有静态石墨密封圈。彻底消除了传统球阀因O-ring热胀冷缩导致的泄漏。
作为优选,所述C型球下端孔底与固定轴端面间设有蝶形弹簧。具有更小的摩擦力损失,降低了阀门的开关扭矩和生产运行成本。
作为优选,所述C型球的下端沉孔与固定轴间设有下衬套和空心金属O型圈。防止粉末颗粒介质进入下衬套14内外配合的缝隙,消除了卡涩、卡死的隐患
作为优选,所述阀杆上设有防飞台阶圆,由阀盖沉孔限制其向上的窜动,台阶圆端面与阀盖限位沉孔间布置装有减磨平面轴承。有效减小阀杆4运动的摩擦力,降低阀门的动作扭矩。
作为优选,所述左阀体与右阀体之间采用O型圈与密封垫圈的双重密封冗余设计。确保左、右阀体间的绝对密封。
作为优选,所述右阀体的上端孔与阀杆台阶外圆间自上而下设有中衬套、石墨密封圈、垫圈,中衬套由阀盖压紧,递进压紧密封圈;所述阀盖内设上衬套、填料函组件和上衬套支撑阀杆。
本实用新型的有益效果在于:
1.C型球采用双偏心结构设计,双偏心设计的C型球在阀杆的带动下产生双矢量运动(旋转/平移)使得在打开和关闭阀门过程中阀座和C型球体间没有任何摩擦和磨损,在关闭过程的最后阶段(3%全行程),阀座会被擦拭干净。C型球在阀门关闭时,扭矩通过阀杆驱动C型球与阀座产生凸轮楔紧的机械强制密封,从机械原理上,确保不依赖弹簧或工艺压力而实现严密关断。
2.C型球的半球开放式设计重量轻,减轻了球阀整体的重量,有着明显的成本优势,同时,开放式的球体无空腔死区,无需泄压排放。
3.阀座为圆弧外凸密封面,与C型球球面接触为凸对凸的线密封,结合扭矩强制机械密封,真正实现双向零泄漏。
4.所述阀座与右阀体腔体结合外圆为锥对锥配合,利用锥度自锁原理,阀座所受来自C型球的轴向力最大程度的转化为径向力,产生最大的紧固力,即使阀门长期运行使用,阀座也能稳定可靠的固定在阀体内不松动、不脱离,而在阀门维护维修时,又能极其方便的拆卸。
5.阀座外锥圆上设有环槽,槽内装有静态石墨密封圈,彻底消除了传统球阀因O-ring热胀冷缩导致的泄漏。
6.C型阀球下端孔底与固定轴端面间设有蝶形弹簧,为C型球的运动提供缓冲,使其运动更平稳。
7.C型球下端沉孔与固定轴间设有下衬套和空心金属O型圈,防止粉末颗粒介质进入下衬套内外配合的缝隙,消除了卡涩、卡死的隐患。
8.阀杆上设有防飞台阶圆,由阀盖沉孔限制其向上的窜动,台阶圆端面与阀盖限位沉孔间布置装有减磨平面轴承,有效减小阀杆运动的摩擦力,降低阀门的动作扭矩。
9.左阀体与右阀体之间采用O型圈与密封垫圈的双重密封冗余设计,确保左、右阀体间的绝对密封,在一道密封出现故障时,另一道密封仍能实现密封需要。
附图说明
图1是本实用新型的剖面图。
图2是图1的俯视图。
图3是填料函的放大示意图。
图4是阀杆上部的放大示意图。
图5是固定轴部位放大示意图。
图6是C型球、阀座密封副放大示意图。
图中:1.左阀体、2.右阀体、3.C型球、4.阀杆、5.阀盖、6.上衬套、7.减磨平面轴承、8.中衬套、9.石墨密封圈、10.垫圈、11.阀座、12.碟形弹簧、13.固定轴、14.下衬套、15.空心金属O型圈、16.底盖、17.第二O型圈、18.第二密封圈、19.第三O型圈、20.第三密封圈、21.第一O型圈、22.第一密封垫圈、23.静态石墨密封圈、100.填料函组件、A.第一偏心、B.第二偏心。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本实用新型。
如图1-图6所示,本实用新型包括左阀体1、右阀体2、C型球3、阀座11、阀杆4、固定轴13、阀盖5、填料函组件100、上衬套6、中衬套8、下衬套14、空心金属O型圈15、减磨平面轴承7和底盖16。
其中,C型球3采用双偏心结构设计,C型球3的回转中心与C型球3密封面几何中心设有第一偏心A,C型球3回转中心与阀座11流通中心设有第二偏心B。
C型球3位于右阀体2腹腔,上端与阀杆4通过渐开线花键连接,下端由固定轴13连接支撑,所述右阀2体出口段设有阀座11,C型球3密封面与阀座11圆弧密封面接触密封。双偏心设计的C型球3在阀杆4的带动下产生双矢量运动(旋转/平移)使得在打开和关闭阀门过程中阀座11和C型球3体间没有任何摩擦和磨损,在关闭过程的最后阶段(3%全行程),阀座11会被擦拭干净。
阀门关闭时,扭矩通过阀杆4驱动C型球3与阀座11产生凸轮楔紧的机械强制密封,从机械原理上,确保不依赖弹簧或工艺压力而实现严密关断。
一个实施例中,C型球3的半球开放式设计重量轻,其重量只有常规球阀阀球的50%,减轻了球阀整体的重量,有着明显的成本优势,同时,开放式的球体无空腔死区,无需泄压排放。
一个实施例中,阀座11为圆弧外凸密封面,与C型球3球面接触为凸对凸的线密封,结合扭矩强制机械密封,真正实现双向零泄漏。
一个实施例中,阀座11与右阀体2腔体结合外圆为锥对锥配合,利用锥度自锁原理,阀座11所受来自C型球3的轴向力最大程度的转化为径向力,产生最大的紧固力,即使阀门长期运行使用,阀座11也能稳定可靠的固定在阀体内不松动、不脱离,而在阀门维护维修时,又能极其方便的拆卸。
一个实施例中,阀座11外锥圆上设有环槽,槽内装有静态石墨密封圈23,彻底消除了传统球阀因O-ring热胀冷缩导致的泄漏。
一个实施例中,C型球3下端孔底与固定轴13端面间设有蝶形弹簧12,蝶形弹簧12为C型球3的运动提供缓冲,使C型球3的运动更平稳,同时减小了轴端与孔底的摩擦面积,意味着更小的摩擦力损失,降低了阀门的开关扭矩和生产运行成本。
一个实施例中,C型球3下端沉孔与固定轴13间设有下衬套14和空心金属O型圈15,防止粉末颗粒介质进入下衬套14内外配合的缝隙,消除了卡涩、卡死的隐患,固定轴13下端设有环形槽,槽内设有第一O型圈21,固定轴13尾部设有台阶,台阶一侧端面与右阀体2之间装有第一密封垫圈22。另一侧抵住底盖16端面,底盖16通过螺钉与右阀体2固定连接。
一个实施例中,右阀体2上端孔与阀杆4台阶外圆间自上而下设有中衬套8、石墨密封圈9、垫圈10,中衬套8由阀盖5压紧,递进压紧密封圈9;所述阀盖5与右阀体2由螺柱、螺母固定连接,阀盖5与右阀体2配合的外圆上设有环槽,槽内设有第二O型圈17,阀盖5与右阀体2连接处端面设有第二密封垫圈18。
一个实施例中,阀杆4上设有防飞台阶圆,由阀盖5沉孔限制其向上的窜动,台阶圆端面与阀盖5限位沉孔间布置装有减磨平面轴承7,有效减小阀杆4运动的摩擦力,降低阀门的动作扭矩。
一个实施例中,阀盖5内设上衬套6、填料函组件100,上衬套6支撑阀杆4;所述填料函组件100包括填料垫104、填料103、填料压盖102、填料压板101、螺柱106、螺母105;所述左阀体1与右阀体2通过螺柱、螺母连接固定。
一个实施例中,左阀体1与右阀体2配合的凸台外圆上设有环槽,槽内置带挡圈的第三O型圈19,左阀体1与右阀体2端面间设有第三密封垫圈20,O型圈与密封垫圈的双重密封冗余设计,确保左、右阀体间的绝对密封,在一道密封出现故障时,另一道密封仍能实现密封需要。
应理解,这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解,在阅读了本实用新型讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀,包括阀体、阀座(11)和阀杆(4),其特征在于所述的阀体内设置C型球(3),C型球(3)上端与阀杆(4)连接,所述C型球(3)为双偏心结构设计,C型球(3)的回转中心与C型球密封面几何中心之间形成第一偏心(A),C型球3(3)回转中心与阀座(11)流通中心之间形成第二偏心(B)。
2.根据权利要求1所述的一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀,其特征在于所述的C型球(3)为半球开放式结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀,其特征在于所述的阀座(11)为圆弧外凸密封面,与C型球球面接触为凸对凸的线密封。
4.根据权利要求1所述的一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀,其特征在于所述的阀体包括左阀体(1)和右阀体(2),所述阀座(11)与右阀体(2)腔体结合外圆为锥对锥配合。
5.根据权利要求1所述的一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀,其特征在于所述阀座(11)外锥圆上设有环槽,槽内装有静态石墨密封圈(23)。
6.根据权利要求1所述的一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀,其特征在于所述C型球下端孔底与固定轴端面间设有蝶形弹簧(12)。
7.根据权利要求1所述的一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀,其特征在于所述C型球的下端沉孔与固定轴间设有下衬套(14)和空心金属O型圈(15)。
8.根据权利要求1所述的一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀,其特征在于所述阀杆(4)上设有防飞台阶圆,由阀盖(5)沉孔限制其向上的窜动,台阶圆端面与阀盖限位沉孔间布置装有减磨平面轴承。
9.根据权利要求4所述的一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀,其特征在于所述左阀体(1)与右阀体(2)之间采用O型圈与密封垫圈的双重密封冗余设计。
10.根据权利要求4所述的一种压力密封旋转式双偏心耐磨高性能球阀,其特征在于所述右阀体(2)的上端孔与阀杆(4)台阶外圆间自上而下设有中衬套(8)、石墨密封圈(9)、垫圈(10),中衬套(8)由阀盖(5)压紧,递进压紧石墨密封圈(9);所述阀盖(5)内设上衬套(6)、填料函组件(100)和上衬套(6)支撑阀杆(4)。
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