CN221054341U - 一种新型高频软密封球阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型高频软密封球阀，其包括阀体、安装在所述阀体内部的球体、安装在所述阀体与球体之间用来实现间隙密封的阀座、安装在所述阀体顶部的填料函，所述阀座为环状弹性结构件，所述阀座在与所述球体接触侧设置有开口朝向所述球体的环形凹槽，所述阀座被所述环形凹槽分隔形成靠近内圈的第一弹性挠臂、靠近外圈的第二弹性挠臂；所述螺柱贯穿压盖与所述填料函连接安装，所述螺柱的顶部外周套设有将所述压盖向下压持的碟簧组。本方案的球阀结构简单，在高频开关运行时，既能提高球体与阀体之间的密封性，也能保持阀杆与填料之间的密封性，从而防止球阀的内漏发生。

Description

一种新型高频软密封球阀

【技术领域】

本实用新型属于球阀技术领域，特别是涉及一种新型高频软密封球阀。

【背景技术】

现有的软密封球阀用阀座，其弹性结构不足以产生足够的变形来降低材料自身内部应力，当产生的内部应力远远超过材料本身的许用应力，就会造成不可恢复的塑性形变，在长时间高压挤压变形下，阀座就会发生冷流变形，会使阀座的弹性失效而使球体与阀体之间的密封效果变差，从而造成阀门内漏的现象。

专利公开号为CN 216555467 U公开的超低温软密封球阀，设置有两个阀座，两个阀座对称设置于阀腔内的两侧，阀座位于球体和阀体之间；其中，至少一个阀座和阀体之间设置有第一弹性补偿组件，第一弹性补偿组件作用于阀座以保持阀座和球体之间处于预紧密封的状态，通过第一弹性补偿组件对阀座提供预紧力，使得阀座和球体之间处于持续保持预紧密封状态。该方案中采用了第一弹性补偿组件来提供预紧力从而提高球体与阀体之间的密封性，但是该方案中球体与阀体之间的阀座密封，需要第一弹性补偿组件来提供预紧力，而且第一弹性补偿组件包括第一垫片与第一弹性件，当长期受到高频次的开关且高压的作用时，第一垫片、第一弹性件容易因受力不均匀发生偏移或者变形而导致阀座的密封失效，从而使球阀产生内漏的现象。

有必要提供一种新型高频软密封球阀来解决上述技术问题。

【实用新型内容】

本实用新型的主要目的在于提供一种新型高频软密封球阀，该球阀结构简单，在高频开关运行时，既能提高球体与阀体之间的密封性，也能保持阀杆与填料之间的密封性，从而防止球阀的内漏发生。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种新型高频软密封球阀，其包括阀体、安装在所述阀体内部的球体、安装在所述阀体与球体之间用来实现间隙密封的阀座、安装在所述阀体顶部的填料函，所述阀座为环状弹性结构件，所述阀座在与所述球体接触侧设置有开口朝向所述球体的环形凹槽，所述阀座被所述环形凹槽分隔形成靠近内圈的第一弹性挠臂、靠近外圈的第二弹性挠臂；所述螺柱贯穿压盖与所述填料函连接安装，所述螺柱的顶部外周套设有将所述压盖向下压持的碟簧组。

进一步地，所述环形凹槽的截面为“U型”结构。

进一步地，所述阀体在与所述阀座接触的位置包括呈水平设置的第一限位面、成竖直设置的第二限位面；所述阀座设置有与所述第一限位面抵持相贴的接触面、与所述第二限位面形成密封的第三密封面。

进一步地，所述第一弹性挠臂的一侧面朝向所述第二限位面且邻接所述第三密封面，所述第一弹性挠臂与所述第二限位面之间具有活动间隙。

进一步地，所述第一弹性挠臂设置有与所述球体侧形成密封的第一密封面，所述第二弹性挠臂设置有与所述球体侧形成密封的第二密封面，所述第一密封面与所述第二密封面均与所述球体的表面仿形，且所述第一密封面与所述球体表面的间隙小于所述第二密封面与所述球体表面的间隙。

进一步地，所述球体的上侧设置有圆柱形的凹槽，阀杆一端伸入到所述球体上侧圆柱形的凹槽里，所述阀杆穿过所述阀体的上端与所述球体安装固定；所述阀杆表面设置成台阶轴结构使在纵向上会形成起到限位作用的配合面。

进一步地，所述填料函套设于所述阀杆的外周且固定于所述阀体顶部，所述填料函在靠近所述阀杆的一侧设置有填料室，所述填料室里填充有填料，压紧所述填料的填料压套设置在所述填料的上端且延伸出所述填料函，所述填料压套的上端设置有所述压盖。

进一步地，所述阀杆的配合面上设置有止推轴承，所述填料函套设于所述阀杆的外周且所述填料函的下端紧压在所述止推轴承上。

进一步地，所述阀体包括左阀体、与所述左阀体适配安装的右阀体，所述左阀体在与所述右阀体接触的位置、所述阀体的上端在靠近所述阀杆的内侧均设置有台阶面，台阶面上设置有密封垫片，所述左阀体与所述右阀体的下端通过锁紧螺柱来挤压所述密封垫片实现间隙密封；所述填料函与所述阀体之间通过锁紧螺钉来挤压所述密封垫片实现密封。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种新型高频球阀的有益效果在于：本方案提供的一种新型高频软密封球阀，(1)阀座在与球体接触侧设置有环形凹槽，起到了支撑的作用，阀座被环形凹槽分隔形成靠近内圈的第一弹性挠臂、靠近外圈的第二弹性挠臂，两个弹性臂弹性较高且回弹效果好，阀座受到的挤压力小时主要由第一弹性挠臂与球体侧接触密封、挤压力大时主要由第二弹性挠臂与球体侧接触密封，两个区域面交替作用，阀座与球体的自适应变形能力高且密封效果好，在该过程中，阀座的第三密封面始终保持与阀体侧的密封效果，即使在高频次的开关时，阀座能始终保持阀体与球体之间的密封性；(2)螺柱的顶部外周设置了碟簧组，当球阀在高频开关运行造成填料的加剧磨损，而导致阀杆与填料之间出现间隙时，由于螺柱锁紧时碟簧组处于压缩状态，碟簧组可以提供预紧力来压紧压盖，压盖压紧填料压套从而压紧填料，从而使填料与阀杆之间保持良好的密封性。因此，本方案提供的球阀，在高频开关运行时，既能提高球体与阀体之间的密封性，也能保持阀杆与填料之间的密封性，从而防止球阀的内漏发生。

【附图说明】

图1为本实用新型实施例球阀结构示意图；

图2为本实用新型实施例球阀阀座密封处结构示意图；

图3为本实用新型实施例球阀阀座密封处结构示意图；

图4为本实用新型实施例球阀碟簧处结构示意图；

图中数字表示：

100-球阀，101-螺柱，102-密封垫片，103-填料，104-止推轴承，105-填料压套，106-压盖，107-碟簧组，108-螺钉；

1-阀体，11-左阀体，12-右阀体，13-第一限位面，14-第二限位面；

2-球体；

3-阀座，31-第一密封面，32-接触面，33-环形凹槽，34-第二密封面，35-第三密封面，活动间隙36，37-第一弹性挠臂，38-第二弹性挠臂；

4-阀杆，5-填料函。

【具体实施方式】

请参照图1-图4，本实施例为一种新型高频软密封球阀，球阀100包括阀体1、安装在阀体1内部的球体2、安装在阀体1与球体2之间用来实现间隙密封的阀座3、安装在球体2上侧的阀杆4、套设于阀杆4的外周且固定于阀体1顶部的填料函5。

阀体1包括左阀体11、与左阀体适配安装的右阀体12，左阀体11与右阀体12接触的位置均设置成台阶面，台阶面上设置有密封垫片102，左阀体11与右阀体12的下端通过锁紧螺柱101来挤压密封垫片102实现间隙密封。左阀体11与右阀体12接触适配的位置设置的台阶面，能将密封垫片102卡在台阶面之间，使密封垫片102不易移动和偏移，使左阀体11与右阀体12之间的密封效果更好。

球体2的上侧设置有圆柱形的凹槽，阀杆4一端伸入到球体2上侧圆柱形的凹槽里，阀杆4穿过阀体1的上端与球体2安装固定；阀杆4表面设置成台阶轴结构，台阶轴结构在纵向上会形成起到限位作用的配合面。

阀座3设置为一个环状结构且具有弹性，阀座3被夹持在阀体1与球体2之间，两个阀座3对称设置于阀腔内的两侧。

阀体1在与阀座3接触的位置包括呈水平设置的第一限位面13、成竖直设置的第二限位面14；阀座3设置有与阀体1的第一限位面13抵持相贴的接触面32、与阀体1的第二限位面14形成密封的第三密封面35；阀座3在与球体2接触侧设置有环形凹槽33，环形凹槽33的截面设置为“U型”结构，环形凹槽的开口朝向球体表面；阀座的环形凹槽33分隔形成第一弹性挠臂37、第二弹性挠臂38，第一弹性挠臂37与第二弹性挠臂38弹性较高且回弹效果好；第一弹性挠臂37设置在阀座3的内圈，当阀座3与球体2接触时，第一弹性挠臂37先于第二弹性挠臂38与球体2表面相贴。

第一弹性挠臂37设置有与球体2侧形成密封的第一密封面31，第二弹性挠臂38设置有与球体3侧形成密封的第二密封面34，第一密封面31与第二密封面34均与球体2的表面仿形，且第一密封面31与球体2表面的间隙小于第二密封面34与球体2表面的间隙，从而第一密封面31能先于第二密封面34与球体2表面相贴实现密封。第一弹性挠臂37的一侧面朝向第二限位面14且邻接第三密封面35，第一弹性挠臂37与第二限位面14之间具有活动间隙36，以便第一弹性挠臂37在受到球体2挤压时具有向阀体1一侧扩张的形变空间。

阀座3受到球体2的挤压，阀座3的接触面32抵持在阀体1的第一限位面13上，阀座3的第三密封面35挤压在阀体1的第二限位面14上，实现阀座3与阀体1之间的密封；阀座3受到挤压变形，当阀座3受到的挤压力较小时，阀座3第一弹性挠臂37的第一密封面31首先与球体2表面接触进行密封，随着球体2对阀座3的挤压加重压力较高时，第一弹性挠臂37发生弹性形变被挤向活动间隙36，同时第二弹性挠臂38的第二密封面34与球体2表面接触进行密封，在整个过程中，第三密封面34始终与阀体1的第二限位面14保持良好的密封效果。当球体2对阀座3的挤压力小时，由第一密封面31实现球体2与阀座3之间的间隙密封，当挤压力较大时，主要第二密封面34实现球体2与阀座3之间的间隙密封，而且在整个过程中，第三密封面34始终与阀体1的第二限位面14保持良好的密封效果。因此，在高频次的开关时，阀座3能始终保持阀体1与球体2之间的密封性。

图2为阀座3受到低压时阀座3的密封状态，图3为阀座3受到高压时阀座3的密封状态。

在本实施例中，阀座3在与球体2侧的接触位置设置了第一弹性挠臂37、第二弹性挠臂38共两个弹性臂结构，来实现球体2与阀座3之间的密封。

在其他实施例中，可在阀座3与球体2的接触侧依据需要再增加若干个弹性臂结构，在弹性臂结构上设置有密封面，实现球体2与阀座3之间的密封，密封的原理与本实施例相同。

填料函5套设于阀杆4的外周且固定于阀体1的顶部，且填料函5在靠近阀杆4一侧设置有填料室，且填料室里填充有填料103，填料103被压紧后能保证阀杆4与填料函5之间的密封性，同时还可以保护阀杆4避免受到磨损，确保球阀100运作的可靠性和安全性。阀杆4台阶轴的配合面上设置有止推轴承104，填料函5套设于阀杆4的外周且填料函5的下端紧压在止推轴承104上，止推轴承104能够承受轴向的负荷，能够防止填料函5在轴向的偏移和晃动。

阀体1的上端在靠近阀杆4的内侧也设置有若干个起到限位作用环形的台阶面。填料函5与阀体2之间通过锁紧螺钉108来挤压设置在阀体1台阶面上的密封垫片102实现密封效果，可以通过锁紧螺钉108挤压填料103、密封垫片102来增强填料函5与阀杆4、阀体2之间的密封效果。

压紧填料103的填料压套105设置在填料103的上端且延伸出填料函5的上端，填料压套105的上端设置有压盖106，螺柱101贯穿压盖106连接填料函5，螺柱101外周且在压盖106上表面的部分套设有碟簧组107，螺柱101锁紧时碟簧组107处于压缩状态，当填料103磨损时碟簧组107可以提供预紧力来压紧压盖106，压盖106又会压紧填料压套105从而压紧填料103，保证阀杆4与填料函5之间的密封性。

碟簧组的工作原理：球阀100在开关运行时，填料103和阀杆4间的磨擦损伤会随开关次数的增加而逐渐累积，进而导致填料103会加剧磨损，阀杆4与填料103之间会出现间隙，由于螺柱101锁紧时碟簧组107处于压缩状态，碟簧组107可以提供预紧力来压紧压盖106，压盖106压紧填料压套105从而压紧填料103，能继续保证阀杆4与填料函5之间的密封性。因此，即使球阀100经过高频次的开关运行，填料103与阀杆4之间仍能保持良好的密封效果。

在本实施例中，碟簧组107是对碟簧进行组合设计得到，可通过叠合、对合和复合不同的组合方式得到，借用轴承磨损概念建立填料磨损间的定量关系，可根据不同规格填料在相同开关频次和内压力的情况下的磨损量，制定碟簧组的安装方式，达到防止阀杆处外漏的目的。

本方案提供的一种新型高频软密封球阀，(1)阀座在与球体2接触侧设置有环形凹槽33，起到了支撑作用，阀座3被环形凹槽33分隔形成有靠近内圈的第一弹性挠臂37、靠近外圈的第二弹性挠臂38，两个弹性臂弹性较高且回弹效果好，阀座3受到的挤压力小时主要由第一弹性挠臂37接触密封、挤压力大时主要由第二弹性挠臂38接触密封，两个区域面交替作用，阀座3与球体2的自适应变形能力高且密封效果好，在该过程中，阀座3的第三密封面35始终保持与阀体1侧保持良好的密封性，即使在高频次的开关时，阀座3能始终保持阀体1与球体2之间的密封性；(2)压盖106上表面螺柱101的外周设置了碟簧组107，当球阀100在高频开关运行造成填料103的加剧磨损，而导致阀杆4与填料103之间出现间隙时，由于螺柱101锁紧时碟簧组107处于压缩状态，碟簧组107可以提供预紧力来压紧压盖106，压盖106压紧填料压套105从而压紧填料103，从而使填料103与阀杆4之间保持良好的密封性。因此，本方案提供的球阀100，球阀100在高频次的开关运行时，既能提高球体2与阀体1之间的密封性，也能保持阀杆3与填料103之间的密封性，从而防止球阀100的内漏发生。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护。

Claims (9)

1.一种新型高频软密封球阀，其特征在于：其包括阀体、安装在所述阀体内部的球体、安装在所述阀体与球体之间用来实现间隙密封的阀座、安装在所述阀体顶部的填料函，所述阀座为环状弹性结构件，所述阀座在与所述球体接触侧设置有开口朝向所述球体的环形凹槽，所述阀座被所述环形凹槽分隔形成靠近内圈的第一弹性挠臂、靠近外圈的第二弹性挠臂；所述填料函的上方设置有压盖，螺柱贯穿所述压盖与所述填料函连接安装，所述螺柱的顶部外周套设有将所述压盖向下压持的碟簧组。

2.如权利要求1所述的一种新型高频软密封球阀，其特征在于：所述环形凹槽的截面为“U型”结构。

3.如权利要求1所述的一种新型高频软密封球阀，其特征在于：所述阀体在与所述阀座接触的位置包括呈水平设置的第一限位面、成竖直设置的第二限位面；所述阀座设置有与所述第一限位面抵持相贴的接触面、与所述第二限位面形成密封的第三密封面。

4.如权利要求3所述的一种新型高频软密封球阀，其特征在于：所述第一弹性挠臂的一侧面朝向所述第二限位面且邻接所述第三密封面，所述第一弹性挠臂与所述第二限位面之间具有活动间隙。

5.如权利要求1所述的一种新型高频软密封球阀，其特征在于：所述第一弹性挠臂设置有与所述球体侧形成密封的第一密封面，所述第二弹性挠臂设置有与所述球体侧形成密封的第二密封面，所述第一密封面与所述第二密封面均与所述球体的表面仿形，且所述第一密封面与所述球体表面的间隙小于所述第二密封面与所述球体表面的间隙。

6.如权利要求1所述的一种新型高频软密封球阀，其特征在于：所述球体的上侧设置有圆柱形的凹槽，阀杆一端伸入到所述球体上侧圆柱形的凹槽里，所述阀杆穿过所述阀体的上端与所述球体安装固定；所述阀杆表面设置成台阶轴结构使在纵向上会形成起到限位作用的配合面。

7.如权利要求6所述的一种新型高频软密封球阀，其特征在于：所述填料函套设于所述阀杆的外周且固定于所述阀体顶部，所述填料函在靠近所述阀杆的一侧设置有填料室，所述填料室里填充有填料，压紧所述填料的填料压套设置在所述填料的上端且延伸出所述填料函，所述填料压套的上端设置有所述压盖。

8.如权利要求6所述的一种新型高频软密封球阀，其特征在于：所述阀杆的配合面上设置有止推轴承，所述填料函套设于所述阀杆的外周且所述填料函的下端紧压在所述止推轴承上。

9.如权利要求6所述的一种新型高频软密封球阀，其特征在于：所述阀体包括左阀体、与所述左阀体适配安装的右阀体，所述左阀体在与所述右阀体接触的位置、所述阀体的上端在靠近所述阀杆的内侧均设置有台阶面，台阶面上设置有密封垫片，所述左阀体与所述右阀体的下端通过锁紧螺柱来挤压所述密封垫片实现间隙密封；所述填料函与所述阀体之间通过锁紧螺钉来挤压所述密封垫片实现密封。