CN220488344U - 低扭矩的单向密封球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低扭矩的单向密封球阀，包括阀体、阀杆和球芯，阀体设有阀腔和与阀腔连通的输入口、输出口、中轴通道，阀杆插设于中轴通道，球芯设置于阀腔并与阀杆连接，球芯于输入口的一侧设有浮动阀座和碟形弹簧，球芯于输出口的一侧设有密封阀座、密封环和压环，碟形弹簧通过浮动阀座作用于球芯，使密封阀座和球芯相互抵接，密封环为柔性件，密封环夹置于密封阀座和压环之间并受压形变，使密封环与阀体抵接。本实用新型结构简单合理，通过在球芯的两侧设置浮动阀座和密封阀座，且碟形弹簧只设于球芯的单侧，减少球芯的侧部受力，有利于减少球芯的转动阻力，降低阀杆的转动扭矩，便于使用。

Description

低扭矩的单向密封球阀

技术领域

本实用新型涉及阀装置技术领域，特别涉及一种低扭矩的单向密封球阀。

背景技术

球阀是一种常见的流体阀，其通常由阀体、球芯和阀杆等构件组成，球芯设置于阀体的阀腔中并连接阀杆，通过阀杆控制球芯转动，实现阀门进出口端之间的通断控制。在现有的设计中，为实现球芯与阀体之间的密封，球芯的两侧通常会设有密封圈和碟形弹簧，碟形弹簧作用于密封圈，使阀门处于关闭状态时，密封圈密封球芯两侧与阀体之间的间隙，降低介质泄露的可能性，而在阀门由关闭状态切换至开启状态时，需阀杆带动球芯转动，由于球芯会受到两侧的碟形弹簧对球芯的挤压抵推，因此球芯转动较为困难，导致阀杆受到的转动阻力较大，对于利用驱动器驱使阀杆转动的球阀而言，需要配置较高扭矩的驱动器方可驱使阀杆转动，成本较高且不便于应用。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种低扭矩的单向密封球阀，通过在球芯的两侧设置浮动阀座和密封阀座，且碟形弹簧只设于球芯的单侧，减少球芯的侧部受力，有利于降低球芯的转动阻力，降低阀杆的转动扭矩，便于使用。

根据本实用新型实施例所述的低扭矩的单向密封球阀，其包括阀体、阀杆和球芯，所述阀体设有阀腔、输入口、输出口和中轴通道，所述阀腔分别与所述输入口、所述输出口和所述中轴通道连通，所述阀杆插设于所述中轴通道，所述球芯设置于所述阀腔并与所述阀杆连接，所述球芯于所述输入口的一侧设有浮动阀座和碟形弹簧，所述球芯于所述输出口的一侧设有密封阀座、密封环和压环，所述碟形弹簧通过所述浮动阀座作用于所述球芯，使所述密封阀座和所述球芯相互抵接，所述密封环为柔性件，所述密封环夹置于所述密封阀座和所述压环之间并受压形变，使所述密封环与所述阀体抵接。

根据本实用新型实施例所述的低扭矩的单向密封球阀，其至少具有如下有益效果：浮动阀座在碟形弹簧作用下抵接球芯，使球芯受到向密封阀座的作用力，在球阀处于关闭状态时，介质从输入口侧作用在球芯上，在碟形弹簧的配合作用下，球芯和密封阀座相互抵接挤压，利用密封阀座和压环夹置密封环，使柔性的密封环受压形变并抵接阀体，实现输出口一侧的密封；球芯的两侧分别由浮动阀座和密封阀座夹置支撑，转动球芯时，球芯与浮动阀座和密封阀座转动接触，碟形弹簧只设于球芯的单侧，减少球芯的侧部受力，有利于降低球芯的转动阻力，降低阀杆的转动扭矩，阀杆采用驱动器驱使转动时，可选择扭矩较小的驱动器进行驱动，有利于降低成本，手动操作阀杆转动时，所需施加的扭矩也较小，便于使用。

根据本实用新型的一些实施例，所述压环朝向所述密封环的一侧设有呈凸出状的第一锥面，所述密封环朝向所述压环的一侧对应设有呈凹陷状的第二锥面，所述压环通过所述第一锥面和所述第二锥面配合挤压所述密封环，使所述密封环具有向所述阀体抵压的趋势。

根据本实用新型的一些实施例，所述密封阀座朝向所述球芯的一侧设有与所述球芯的外壁相适配的密封曲面，所述密封曲面与所述球芯的外壁抵接。

根据本实用新型的一些实施例，所述密封阀座朝向所述球芯的一侧设有耐磨层。

根据本实用新型的一些实施例，所述浮动阀座朝向所述球芯的一侧设有耐磨层。

根据本实用新型的一些实施例，所述中轴通道中设有沿径向延伸的内凸缘，所述阀杆的外壁与所述中轴通道的内壁之间设有密封填料，所述阀杆上套设有压料件，所述密封填料夹置于所述内凸缘和所述压料件之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述密封填料包括上层填料、中层填料和下层填料，所述上层填料与所述压料件接触，所述下层填料与所述内凸缘接触，所述中层填料夹置于所述上层填料和所述下层填料之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述上层填料和所述下层填料为金属丝编织石墨，所述中层填料为柔性石墨。

根据本实用新型的一些实施例，所述阀杆上套设有轴套，所述轴套设于所述中轴通道中并位于所述填料的下方。

根据本实用新型的一些实施例，所述阀杆上设有密封圈，所述密封圈用于密封所述阀杆与所述轴套之间的间隙。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例低扭矩的单向密封球阀的结构示意图；

图2为图1中单向密封球阀的截面结构示意图之一；

图3为图2中A部分的放大示意图；

图4为图1中单向密封球阀的截面结构示意图之二；

图5为图4中B部分的放大示意图。

附图标记：

阀体100、阀腔101、输入口102、输出口103、中轴通道104、内凸缘110、密封填料120、上层填料121、中层填料122、下层填料123；

阀杆200、压料件210、轴套220、螺栓件230；

球芯300、浮动阀座310、碟形弹簧320、密封阀座330、密封曲面331、耐磨层332、密封环340、第二锥面341、压环350、第一锥面351。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，如果涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1、图2和图3，一种低扭矩的单向密封球阀，其包括阀体100、阀杆200和球芯300，阀体100设有阀腔101、输入口102、输出口103和中轴通道104，阀腔101分别与输入口102、输出口103和中轴通道104连通，阀杆200插设于中轴通道104，球芯300设置于阀腔101并与阀杆200连接，球芯300于输入口102的一侧设有浮动阀座310和碟形弹簧320，球芯300于输出口103的一侧设有密封阀座330、密封环340和压环350，碟形弹簧320通过浮动阀座310作用于球芯300，使密封阀座330和球芯300相互抵接，密封环340为柔性件，密封环340夹置于密封阀座330和压环350之间并受压形变，使密封环340与阀体100抵接。

可理解的是，如图2和图3所示，阀体100的左侧设有输入口102，其右侧设有输出口103，输入口102和输出口103之间通过阀腔101连通，阀腔101的上侧设有中轴通道104，球芯300设置于阀腔101中且设有贯通的通道，以连通输入口102和输出口103，阀杆200插设中轴通道104并与球芯300连接，以能够带动球芯300转动，控制输入口102和输出口103之间的通断；浮动阀座310和碟形弹簧320位于球芯300的左侧，密封阀座330、密封环340和压环350位于球芯300的右侧，碟形弹簧320的两端分别作用于阀体100和浮动阀座310，使浮动阀座310抵接于球芯300，使球芯300受到向密封阀座330的作用力，在球阀处于关闭状态时，介质从输入口102侧作用在球芯300上，在碟形弹簧320的配合作用下，球芯300和密封阀座330相互抵接挤压，使密封阀座330与球芯300之间密封，密封环340夹置于密封阀座330和压环350之间，密封环340为柔性石墨，利用密封阀座330和压环350夹置密封环340，使密封环340受压形变，密封环340的外周侧抵接阀体100，使密封环340与阀体100之间密封，实现输出口103一侧的密封；球芯300的两侧分别由浮动阀座310和密封阀座330夹置支撑，转动球芯300时，球芯300与浮动阀座310和密封阀座330转动接触，碟形弹簧320只设于球芯300的左侧，减少球芯300的侧部受力，有利于降低球芯300的转动阻力，降低阀杆200的转动扭矩，阀杆200采用驱动器驱使转动时，可选择扭矩较小的驱动器进行驱动，有利于降低成本，手动操作阀杆200转动时，所需施加的扭矩也较小，便于使用。

实际应用时，密封环340还可以由其他柔性材料制成，如其他石墨材料，阀体100、阀杆200和球芯300等构件的具体结构可根据实际使用需要相应设定，在此不作详细描述，以下再作具体说明。

在一些实施例中，压环350朝向密封环340的一侧设有呈凸出状的第一锥面351，密封环340朝向压环350的一侧对应设有呈凹陷状的第二锥面341，压环350通过第一锥面351和第二锥面341配合挤压密封环340，使密封环340具有向阀体100抵压的趋势。

可理解的是，如图2和图3所示，压环350的左侧设有呈凸出状的第一锥面351，密封环340的右侧对应设有呈凹陷状的第二锥面341，第一锥面351和第二锥面341抵接，当压环350抵推密封环340时，通过第一锥面351和第二锥面341之间的配合，利用楔形结构原理，使密封环340受到沿轴向和径向的分力，较好地与阀体100抵接并作用于密封阀座330，使密封阀座330与球芯300抵接，提升密封效果，增强密封性能。实际应用时，第一锥面351和第二锥面341可根据实际使用需要相应设定。

在一些实施例中，密封阀座330朝向球芯300的一侧设有与球芯300的外壁相适配的密封曲面331，密封曲面331与球芯300的外壁抵接。

可理解的是，如图2和图3所示，密封阀座330朝向球芯300的一侧设有密封曲面331，密封曲面331与球芯300的外壁接触处的外廓相适配，以使密封阀座330的密封曲面331抵接于球芯300的外壁时能够实现较好的密封效果，便于使用。实际应用时，密封曲面331的具体形状可根据实际使用需要相应设定。

在一些实施例中，密封阀座330朝向球芯300的一侧设有耐磨层332，浮动阀座310朝向球芯300的一侧设有耐磨层332。可理解的是，如图2和图3所示，密封阀座330朝向球芯300的一侧以及浮动阀座310朝向球芯300的一侧均设有耐磨层332，通过设置耐磨层332与球芯300接触，以提高接触处的耐磨性能，提高使用寿命且提高密封的可靠性。实际应用时，耐磨层332可由石墨材料制得，在实现耐磨性能的同时，也有利于减少与球芯300之间的转动摩擦力，有利于降低球芯300的转动阻力，耐磨层332具体可根据实际使用需要相应设定。

在一些实施例中，中轴通道104中设有沿径向延伸的内凸缘110，阀杆200的外壁与中轴通道104的内壁之间设有密封填料120，阀杆200上套设有压料件210，密封填料120夹置于内凸缘110和压料件210之间。

可理解的是，如图2、图4和图5所示，中轴通道104中设有沿径向延伸的内凸缘110，密封填料120设于内凸缘110的上侧，阀杆200穿设压料件210，压料件210通过螺栓件230连接于阀体100并压设于密封填料120的上侧，以与内凸缘110配合，夹置密封填料120，使用时，可通过螺栓件230调节压料件210对密封填料120的压紧程度，通过密封填料120对阀杆200与中轴通道104的内壁之间的间隙进行密封，相对于采用橡胶圈密封而言，有利于减少阀杆200的转动阻力，降低其扭矩，便于使用。实际应用时，压料件210还可以是通过螺纹连接阀杆200或中轴通道104，具体可根据实际使用需要相应设定。

在一些实施例中，密封填料120包括上层填料121、中层填料122和下层填料123，上层填料121与压料件210接触，下层填料123与内凸缘110接触，中层填料122夹置于上层填料121和下层填料123之间。

可理解的是，如图2、图4和图5所示，密封填料120为多层结构，包括上层填料121、中层填料122和下层填料123，通过设置多层密封填料120，不同层填料可根据需要采用不同性能的材料，从而较好地满足与压料件210、阀杆200、内凸缘110等之间接触的密封需要，便于使用。

具体来说，上层填料121和下层填料123为金属丝编织石墨，以较好地满足介质为高温、高压等苛刻工况的使用需要，中层填料122为柔性石墨，有利于使阀杆200的外壁与中轴通道104的内壁之间获得较高的密封性能，确保可靠的密封。实际应用时，上层填料121、中层填料122和下层填料123的具体材质可根据实际使用需要相应变化。

在一些实施例中，阀杆200上套设有轴套220，轴套220设于中轴通道104中并位于填料的下方。可理解的是，如图2、图4和图5所示，轴套220设于中轴通道104中并位于内凸缘110处，通过设置轴套220，能够减少阀杆200与阀体100之间的磨损，方便阀杆200的定位。实际应用时，轴套220可采用高镍铸铁、高硫合金等材质，由此具体自润滑功能，能够较好地防止阀杆200与轴套220之间咬合卡死，提高阀门运行的可靠性，具体可根据实际使用需要相应设定。

在一些实施例中，阀杆200上设有密封圈(图中未示出)，通过密封圈密封阀杆200与轴套220之间的间隙，在一些粉料、高粘度介质工况中，能够有效防止介质进入到轴套220与阀杆200之间的间隙，防止卡涩，提高阀门运行的可靠性。实际应用时，密封圈可根据实际使用需要相应设定。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种低扭矩的单向密封球阀，其特征在于，包括：

阀体，所述阀体设有阀腔、输入口、输出口和中轴通道，所述阀腔分别与所述输入口、所述输出口和所述中轴通道连通；

阀杆，插设于所述中轴通道；

球芯，设置于所述阀腔并与所述阀杆连接，所述球芯于所述输入口的一侧设有浮动阀座和碟形弹簧，所述球芯于所述输出口的一侧设有密封阀座、密封环和压环，所述碟形弹簧通过所述浮动阀座作用于所述球芯，使所述密封阀座和所述球芯相互抵接，所述密封环为柔性件，所述密封环夹置于所述密封阀座和所述压环之间并受压形变，使所述密封环与所述阀体抵接。

2.根据权利要求1所述的低扭矩的单向密封球阀，其特征在于，所述压环朝向所述密封环的一侧设有呈凸出状的第一锥面，所述密封环朝向所述压环的一侧对应设有呈凹陷状的第二锥面，所述压环通过所述第一锥面和所述第二锥面配合挤压所述密封环，使所述密封环具有向所述阀体抵压的趋势。

3.根据权利要求1所述的低扭矩的单向密封球阀，其特征在于，所述密封阀座朝向所述球芯的一侧设有与所述球芯的外壁相适配的密封曲面，所述密封曲面与所述球芯的外壁抵接。

4.根据权利要求1所述的低扭矩的单向密封球阀，其特征在于，所述密封阀座朝向所述球芯的一侧设有耐磨层。

5.根据权利要求1所述的低扭矩的单向密封球阀，其特征在于，所述浮动阀座朝向所述球芯的一侧设有耐磨层。

6.根据权利要求1所述的低扭矩的单向密封球阀，其特征在于，所述中轴通道中设有沿径向延伸的内凸缘，所述阀杆的外壁与所述中轴通道的内壁之间设有密封填料，所述阀杆上套设有压料件，所述密封填料夹置于所述内凸缘和所述压料件之间。

7.根据权利要求6所述的低扭矩的单向密封球阀，其特征在于，所述密封填料包括上层填料、中层填料和下层填料，所述上层填料与所述压料件接触，所述下层填料与所述内凸缘接触，所述中层填料夹置于所述上层填料和所述下层填料之间。

8.根据权利要求7所述的低扭矩的单向密封球阀，其特征在于，所述上层填料和所述下层填料为金属丝编织石墨，所述中层填料为柔性石墨。

9.根据权利要求6所述的低扭矩的单向密封球阀，其特征在于，所述阀杆上套设有轴套，所述轴套设于所述中轴通道中并位于所述填料的下方。

10.根据权利要求9所述的低扭矩的单向密封球阀，其特征在于，所述阀杆上设有密封圈，所述密封圈用于密封所述阀杆与所述轴套之间的间隙。