CN220378933U - 一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀 - Google Patents

Abstract

一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，包括阀体、阀杆、球体、导向件和两个阀盖，本实用新型的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，可完全替代进口阀门，并优于进口阀门的性能，球阀整体密封性好，耐高温、高压性能优异，可有效防止静电火花引起的火灾，防由于火灾引起的外漏，防阀门高温抱死，使用过程中阀门动作无卡组，使用寿命长，安全可靠性高，可大大降低了球阀的采购周期、维修成本及生产运营成本，提高了生产效率。

Description

一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀

技术领域

本实用新型涉及球阀技术领域，具体的说是一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀。

背景技术

高温高压型球阀主要用于渣油加氢装置中的高温、高压部位，其执行机构可以为气动式，也可以为电动式。由于使用环境特殊，因此，高温高压型球阀的密封性、耐高温性能和抗压性能的好坏将直接关乎着整套设备的使用寿命和整体的生产效率。

现有技术中，我国的渣油加氢技术基本来源于国外，随渣油加氢工艺配合引进的高温高压球阀也就从一开始就占据了市场。目前，国内自主研发的加氢技术也均采用国外公司的进口球阀。但油品标准升级后，新建或改造项目增多，对此，高温高压球阀的需求量也相应增加。由于装置的操作条件苛刻，对阀门要求较高，阀门连续使用周期较短，基本上两年就需要大修或更换，进口阀门存在采购周期长、价格高、维修成本高，使用寿命短等缺陷，造成装置生产运营成本偏高。

为此，如何设计并制备一种耐高温高压型球阀，使其能够完全替代进口阀门，且其自身密封性好，耐高温、高压性能优异，使用寿命长，对于降低整体渣油加氢工艺的生产成本，提高生产效率来说实为必要。

发明内容

本实用新型的技术目的为：提供一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，该球阀可完全替代进口阀门，并优于进口阀门的性能，球阀整体密封性好，耐高温、高压性能优异，可有效防止静电火花引起的火灾，防由于火灾引起的外漏，防阀门高温抱死，使用过程中阀门动作无卡组，使用寿命长，安全可靠性高，可大大降低了球阀的采购周期、维修成本及生产运营成本，提高生产效率。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，包括阀体、阀杆、球体、导向件和两个阀盖，两个阀盖左右对称设置在阀体的左右两侧，所述的球体设置在阀体中部的阀腔内，在阀腔内位于阀体与球体之间的位置还设置有用于定位球体的定位组件，该定位组件包括上下对称设置的两个支撑板，两个支撑板分别与球体的上下耳轴相配合设置，每个支撑板均通过定位销与阀盖固定连接，支撑板与球体的上下耳轴之间的径向间隙内还设置有硬质合金堆焊层，所述球体和阀盖上设置有相互贯通，以供物料进出的通孔，球体上还设置有用于将其内部通孔与阀体内腔相互连通的压力平衡孔，在球体的外侧设置有与其外表面相贴合，用于支撑球体的阀座，该阀座与阀盖之间的密封凹槽内设置有密封填料环，所述密封填料环靠近球体的一端还设置有硬质金属包边，在阀盖的内部还设置有固定该密封填料环的水平密封组件，该水平密封组件包括压圈和弹性元件，所述弹性元件的一端与阀盖相抵接，另一端与压圈相抵接，并通过压圈将密封填料环压紧在密封凹槽内；

所述的阀杆竖直设置，阀杆的底端与球体的顶部配合连接，阀杆的顶端连接驱动机构，驱动机构经由阀杆带动球体进行旋转，以实现整体球阀的启闭，在阀杆的外侧还套设有导向件，该导向件的下部通过螺栓连接的方式固定在阀体的顶端，在导向件与阀杆之间还设置有用于对球阀进行径向密封的压紧密封组件，该压紧密封组件包括从下到上依次设置的填料垫、阀杆填料环、填料压套和填料压板，所述填料压板通过螺栓连接的方式设置在导向件的上方，阀杆与阀杆填料环相配合的部位还喷涂或堆焊有硬质合金层。

进一步的，所述的阀盖与阀体之间通过螺栓连接。

进一步的，所述阀杆的底端通过球体顶部预设的扁槽与球体配合连接。

进一步的，所述弹性元件为碟簧或弹簧。

进一步的，所述阀体与阀盖的配合对接处设置有缠绕垫Ⅰ和二道密封圈Ⅰ，阀体与导向件的配合对接处设置有缠绕垫Ⅱ和二道密封圈Ⅱ。

进一步的，所述的球体与阀杆之间、阀杆与阀体间均设有防静电组件。

进一步的，所述阀杆在阀体内套设段的直径大于在导向件内套设段的直径，导向件的下部具有与阀杆外表面相配合的锥形结构，且导向件的锥形结构处喷涂或堆焊有硬质合金层。

进一步的，所述的阀杆与导向件同轴设置。

进一步的，所述导向件的顶端设置有用于安装驱动机构的支架。

有益效果：

1、本实用新型的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，结构简单、设计合理，球阀整体密封性好，耐高温、高压性能优异，可有效防止静电火花引起的火灾，防由于火灾引起的外漏，防阀门高温抱死，使用过程中阀门动作无卡组，使用寿命长，安全可靠性高，该球阀可完全替代进口阀门，并优于进口阀门的性能，可大大降低了球阀的采购周期、维修成本及生产运营成本，提高生产效率。

2、本实用新型的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，弹性元件通过对压圈施加的作用力传递给阀座，使阀座密封面与球体密封面紧密结合，不仅满足阀座与球体初始密封条件，还能够吸收高温下球体的轴向热膨胀量，防止球体与阀座高温抱死或动作卡组。球体上还设置有一压力平衡孔，可实现阀门通道与阀体内腔的连通，使得球体在开阀状态下内外压差为零，进而提高其使用寿命。

3、本实用新型的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，密封填料环采用带金属包边的石墨材质密封填料环，安装在阀盖和阀座之间的凹槽内，并用碟簧或弹簧压紧，防止因介质进入阀盖和阀座间的缝隙造成大量的内漏，同时，带金属包边的密封填料环本身强度较高，可在朝向球体的方向上有效提高密封强度，进而提高抗压能力和使用寿命。

4、本实用新型的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，支撑板内孔处设有硬质合金堆焊层，可提高其耐磨性及抗压能力，确保阀门高温高压下启闭旋转无卡组、开关灵活。阀杆与阀杆填料环配合部位喷涂或堆焊硬质合金层，可有效提高阀杆填料环的密封性，防止阀杆填料环处外漏。防止阀杆吹出的导向件，其与阀杆接触部位也堆焊有硬质合金层，可提高其表面粗糙度及密封性能，有效降低阀杆填料环所需密封力，防止阀杆填料环处外漏。

5、本实用新型的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，支撑板通过定位销与阀盖连接，既可以定位球体，又可以防止因球体中心下落太多导致阀座填料密封处大量内漏。

6、本实用新型的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，阀杆本身的锥形防吹出结构设计，在阀腔异常升压或填料压板失效等极端情况下，也能保证阀杆不会被介质吹出，安全可靠性高。

7、本实用新型的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，在球体与阀杆之间、阀杆与阀体之间设防静电结构，可有效防止静电火花引起的火灾或爆炸等危险。

8、本实用新型的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，在阀体与阀盖之间、阀体与导向件之间设置有缠绕垫和二道密封圈，即可以起到双重密封作用，又可以防止由于火灾引起的外漏。

9、本实用新型的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，阀体两侧为对称结构，阀门关闭时两侧均可承受介质压力，无安装方向要求，适用范围广。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意剖视图；

图2为图1的Ⅰ处放大图；

图3为图1的Ⅱ处放大图；

图4为图1的Ⅲ处放大图；

图5为本实用新型实施例2的结构示意剖视图；

图6为图5的Ⅰ处放大图；

附图标记：1-阀盖、2-阀体、3-弹性元件、4-压圈、5-密封填料环、501-硬质金属包边、6-阀座、7-球体、8-缠绕垫Ⅰ、9-二道密封圈Ⅰ、10-防静电组件、11-导向件、12-填料垫、13-阀杆填料环、14-支架、15-填料压板、16-填料压套、17-缠绕垫Ⅱ、18-二道密封圈Ⅱ、19-阀杆、20-支撑板、21-定位销、22-硬质合金堆焊层、23-压力平衡孔、24-硬质合金层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，包括阀体2、阀杆19、球体7、导向件11和两个阀盖1，两个阀盖1左右对称设置在阀体2的左右两侧，阀盖1与阀体2之间通过螺栓连接，所述的球体7设置在阀体2中部的阀腔内，在阀腔内位于阀体2与球体7之间的位置还设置有用于定位球体7的定位组件，该定位组件包括上下对称设置的两个支撑板20，两个支撑板20分别与球体7的上下耳轴相配合设置，每个支撑板20均通过定位销21与阀盖1固定连接，支撑板20与球体7的上下耳轴之间的径向间隙内还设置有硬质合金堆焊层22，所述球体7和阀盖1上设置有相互贯通，以供物料进出的通孔，球体7上还设置有用于将其内部通孔与阀体内腔相互连通的压力平衡孔23，在球体7的外侧设置有与其外表面相贴合，用于支撑球体7的阀座6，该阀座6与阀盖1之间的密封凹槽内设置有密封填料环5，所述密封填料环5靠近球体7的一端还设置有硬质金属包边501，在阀盖1的内部还设置有固定该密封填料环5的水平密封组件，该水平密封组件包括压圈4和弹性元件3，所述弹性元件3为碟簧或弹簧，弹性元件3的一端与阀盖1相抵接，另一端与压圈4相抵接，并通过压圈4将密封填料环5压紧在密封凹槽内；

所述的阀杆19竖直设置，阀杆19的底端通过球体7顶部预设的扁槽与球体7配合连接，阀杆19的顶端连接驱动机构，驱动机构经由阀杆19带动球体7进行旋转，以实现整体球阀的启闭，在阀杆19的外侧还套设有导向件11，该导向件11与阀杆19同轴设置，该导向件11的下部通过螺栓连接的方式固定在阀体2的顶端，所述导向件11的顶端设置有用于安装驱动机构的支架14，在导向件11与阀杆19之间还设置有用于对球阀进行径向密封的压紧密封组件，该压紧密封组件包括从下到上依次设置的填料垫12、阀杆填料环13、填料压套16和填料压板15，所述填料压板15通过螺栓连接的方式设置在导向件11的上方，阀杆19与阀杆填料环13相配合的部位还喷涂或堆焊有硬质合金层24，所述阀杆19在阀体2内套设段的直径大于在导向件11内套设段的直径，导向件11的下部具有与阀杆19外表面相配合的锥形结构，且导向件11的锥形结构处喷涂或堆焊有硬质合金层24。

进一步的，所述阀体2与阀盖1的配合对接处设置有缠绕垫Ⅰ8和二道密封圈Ⅰ9，阀体2与导向件11的配合对接处设置有缠绕垫Ⅱ17和二道密封圈Ⅱ18。

进一步的，所述的球体7与阀杆19之间、阀杆19与阀体2之间均设有用于静电导出的防静电组件10。

本实用新型的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀结构简单、设计合理，球阀整体可有效保证阀门的密封可靠性，防阀门高温抱死，阀门动作无卡组，防静电火花引起的火灾，防由于火灾引起的外漏，替代进口阀门，实现国产化，大大降低了采购周期、维修成本及生产运营成本，实用效果好。

实施例1

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例的球阀结构中所选用的弹性元件为碟簧。

如图1所示，本实施例的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，在结构上主要包括阀体2、阀盖1、导向件11、球体7、阀座6、压圈4、阀杆19、支撑板20和支架14。

阀体2的中部阀腔内设有球体7及支撑板20；阀体2上端设置一个与阀杆19同轴的导向件11，阀体2和导向件11螺栓连接；阀体2的两侧对称，各设一个阀盖1，阀体2与阀盖1螺栓连接。

每个阀盖1内侧依次设置一个阀座6、压圈4和弹性元件——碟簧3，阀座6大端与阀盖1间隙配合，阀盖1及阀座6小端之间设有密封凹槽，密封凹槽内设有密封填料环5；弹性元件——碟簧3一端与阀盖1相抵接，另一端与压圈4相抵，通过压圈压紧密封填料环，密封填料环5采用带金属包边的石墨环，即带有硬质金属包边501的石墨材质密封填料环5，从而防止因高温高压的介质进入阀盖1与阀座6之间的缝隙造成的内漏；弹性元件——碟簧3不仅能够通过对压圈4施加的作用力传递给阀座6，使阀座6密封面与球体7密封面紧密结合，满足阀座与球体初始密封条件，还能够吸收高温下球体7的轴向热膨胀量，同时还可防止球体与阀座抱死或动作卡组。

支撑板20通过定位销21与两个阀盖1连接，既可以定位球体7，又可以防止因球体7中心下落太多导致密封填料环5处内泄。

支撑板20内孔堆焊硬质合金堆焊层22，提高其耐磨性及抗压能力，确保阀门启闭球体旋转无卡组、开关灵活。

与阀杆填料环13配合部位的阀杆19喷涂或堆焊硬质合金层24，提高阀杆填料环13的密封性，防止阀杆填料环13处外漏。

阀杆19一端与球体7扁槽连接，另一端连接驱动机构。

球体7与阀杆19之间、阀杆19与阀体2之间均有设有防静电组件，将球体7与阀座6开关过程中摩擦产生的静电通过阀体2引到大地，防止静电火花可能引起的火灾或者爆炸等危险。

阀体2与阀盖1设置缠绕垫Ⅰ8、二道密封圈Ⅰ9；阀体2与导向件11设置缠绕垫Ⅱ17、二道密封圈Ⅱ18，二道密封圈Ⅰ9、二道密封圈Ⅱ18即可以和缠绕垫Ⅰ8、缠绕垫Ⅱ17起到双重密封作用，又可以防止因发生火灾导致的阀门外漏。

即使在阀腔异常升压或填料压板失效等极端情况下，阀杆19被导向件11抵挡，保证阀杆19不会被介质吹出。

球体7上设置有一个压力平衡孔23，该压力平衡孔23使阀门通道与阀体2内腔连通，使得球体在开阀状态下内外压压差为零。

阀体2两侧为对称结构，阀门关闭时两侧均可承受介质压力，无方向要求。

实施例2

如图3、图4、图5和图6所示，本实施例的球阀结构中所选用的弹性元件为弹簧。

如图5所示，本实施例的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，在结构上主要包括阀体2、阀盖1、导向件11、球体7、阀座6、压圈4、阀杆19、支撑板20和支架14。

本实施例中的左右部件均与实施例1相同，仅存在弹性元件的差异。

本实施例中，每个阀盖1内侧依次设置一个阀座6、压圈4和弹性元件——弹簧3，阀座6大端与阀盖1间隙配合，阀盖1及阀座6小端之间设有密封凹槽，密封凹槽内设有密封填料环5；弹性元件——弹簧3一端与阀盖1相抵接，另一端与压圈4相抵，通过压圈压紧密封填料环，密封填料环采用带金属包边的石墨环，从而防止因高温高压的介质进入阀盖1与阀座6之间的缝隙造成的内漏；弹性元件——弹簧3不仅能够通过对压圈4施加的作用力传递给阀座6，使阀座6密封面与球体7密封面紧密结合，不仅满足阀座与球体初始密封条件，还能够吸收高温下球体7的轴向热膨胀量，同时还可防止球体与阀座抱死或动作卡组。

本说明书中各个实施例采取递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，包括阀体（2）、阀杆（19）、球体（7）、导向件（11）和两个阀盖（1），两个阀盖（1）左右对称设置在阀体（2）的左右两侧，所述的球体（7）设置在阀体（2）中部的阀腔内，其特征在于：在阀腔内位于阀体（2）与球体（7）之间的位置还设置有用于定位球体（7）的定位组件，该定位组件包括上下对称设置的两个支撑板（20），两个支撑板（20）分别与球体（7）的上下耳轴相配合设置，每个支撑板（20）均通过定位销（21）与阀盖（1）固定连接，支撑板（20）与球体（7）的上下耳轴之间的径向间隙内还设置有硬质合金堆焊层（22），所述球体（7）和阀盖（1）上设置有相互贯通，以供物料进出的通孔，球体（7）上还设置有用于将其内部通孔与阀体内腔相互连通的压力平衡孔（23），在球体（7）的外侧设置有与其外表面相贴合，用于支撑球体（7）的阀座（6），该阀座（6）与阀盖（1）之间的密封凹槽内设置有密封填料环（5），所述密封填料环（5）靠近球体（7）的一端还设置有硬质金属包边（501），在阀盖（1）的内部还设置有固定该密封填料环（5）的水平密封组件，该水平密封组件包括压圈（4）和弹性元件（3），所述弹性元件（3）的一端与阀盖（1）相抵接，另一端与压圈（4）相抵接，并通过压圈（4）将密封填料环（5）压紧在密封凹槽内；

所述的阀杆（19）竖直设置，阀杆（19）的底端与球体（7）的顶部配合连接，阀杆（19）的顶端连接驱动机构，驱动机构经由阀杆（19）带动球体（7）进行旋转，以实现整体球阀的启闭，在阀杆（19）的外侧还套设有导向件（11），该导向件（11）的下部通过螺栓连接的方式固定在阀体（2）的顶端，在导向件（11）与阀杆（19）之间还设置有用于对球阀进行径向密封的压紧密封组件，该压紧密封组件包括从下到上依次设置的填料垫（12）、阀杆填料环（13）、填料压套（16）和填料压板（15），所述填料压板（15）通过螺栓连接的方式设置在导向件（11）的上方，阀杆（19）与阀杆填料环（13）相配合的部位还喷涂或堆焊有硬质合金层（24）。

2.根据权利要求1所述的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，其特征在于：所述的阀盖（1）与阀体（2）之间通过螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，其特征在于：所述阀杆（19）的底端通过球体（7）顶部预设的扁槽与球体（7）配合连接。

4.根据权利要求1所述的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，其特征在于：所述弹性元件（3）为碟簧或弹簧。

5.根据权利要求1所述的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，其特征在于：所述阀体（2）与阀盖（1）的配合对接处设置有缠绕垫Ⅰ（8）和二道密封圈Ⅰ（9），阀体（2）与导向件（11）的配合对接处设置有缠绕垫Ⅱ（17）和二道密封圈Ⅱ（18）。

6.根据权利要求1所述的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，其特征在于：所述的球体（7）与阀杆（19）之间、阀杆（19）与阀体（2）之间均设有防静电组件（10）。

7.根据权利要求1所述的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，其特征在于：所述阀杆（19）在阀体（2）内套设段的直径大于在导向件（11）内套设段的直径，导向件（11）的下部具有与阀杆（19）外表面相配合的锥形结构，且导向件（11）的锥形结构处喷涂或堆焊有硬质合金层（24）。

8.根据权利要求1所述的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，其特征在于：所述的阀杆（19）与导向件（11）同轴设置。

9.根据权利要求1所述的一种渣油加氢装置用耐高温高压型金属硬密封球阀，其特征在于：所述导向件（11）的顶端设置有用于安装驱动机构的支架（14）。