CN2653241Y

CN2653241Y - 球阀用弹性唇缘式密封座

Info

Publication number: CN2653241Y
Application number: CN 200320109291
Authority: CN
Inventors: 俞金龙; 李仲光
Original assignee: Shanghai Neles Jamesbury Valve Co ltd
Current assignee: Shanghai Neles Jamesbury Valve Co ltd
Priority date: 2003-10-28
Filing date: 2003-10-28
Publication date: 2004-11-03
Anticipated expiration: 2013-10-28

Abstract

一种球阀用弹性唇缘式密封座，为具有外圆周面、背侧端面、前侧端面和内孔的环状体，其特征在于：设置有分别与背侧端面和内孔相交的内锥面、和分别与前侧端面和内孔相交的凹弧面，该内锥面和凹弧面之间形成了一圈向内孔逐渐减薄的弹性唇缘，该凹弧面近前侧端面处为一可与阀球大面积接触的跟部，在该跟部设置有若干跟部槽。本实用新型解决密封座不会随密封压力的增大而产生塑性变形，而且能自动将封闭体腔内被截留的液体介质于热膨胀时泄放至上游的管路中的技术问题。

Description

球阀用弹性唇缘式密封座

技术领域：

本实用新型是关于密封，特别是球阀的密封。

背景技术：

球阀具有流体阻力小、开关迅速、密封性好、可靠性高等特点，为石油、化工、电力、造纸、核工业、航天等各工业管道系统所广泛采用。随着化学工业的发展和进步，各种新型材料不断面世，尤其是被称为“塑料王”的聚四氟乙烯材料的出现，以它的高耐温、耐腐蚀、耐磨损性能，以及优良的可塑性成为阀门密封件较理想的材料。因此，球阀也随着密封件材质的改进，在各类阀门中异军突起，独树一只，获得迅猛的发展。

聚四氟乙烯虽有许多橡胶材料无法达到的优良性能，但它也存在热膨胀过高和弹性差的缺点，其膨胀系数是钢的8～10倍。而现有球阀的密封结构，是一种挤压式密封(参见图1)，它靠阀体安装后使阀球与密封圈之间产生紧密接触来实现的；也就是说阀球与密封圈之间具有一定的压紧力，压紧力愈大，密封圈材料变形越大，密封性越好。如果压紧力减少，密封圈材料弹性良好，恢复原形，密封性仍能保持；若材料弹性差，不能恢复原形，就引起泄漏。阀门在管线上经常会遭遇温度的变化，由于聚四氟乙烯材料制造的密封圈的体积膨胀远大于由金属阀体和阀球限定的容置密封圈的空间容积的膨胀，因此受到巨大的热膨胀压力，温度愈高，该热膨胀压力愈大，而聚四氟乙烯弹性差，其屈服应力低，在此巨大的热膨胀压力下产生塑性变形(即所谓的“冷流”)，当温度下降，膨胀消失，金属的阀体和阀球恢复原形，但密封圈却不能复原，其与阀球间出现空隙造成泄漏。此外，当球阀关闭时，在上、下游密封圈之间，环绕阀球周围和阀球中的流通区域形成了一个封闭体腔，在该封闭体腔中充满了被截留的流体介质，当受热膨胀时，需要有一个压力释放结构，否则会导致阀体泄漏、爆破、火灾等事故。为此有些厂家为了降低封阀体腔内的介质压力，在阀球靠上游的一侧面上钻一个泄放孔，将被截留的流体介质向上游的管道内泄放，但这样一来，本来是双向密封的成了单向密封，而且还带来安装不便；有的厂家干脆在阀体上开设一个泄放孔，将上述被截留的液体介质向外泄放，但却需增加泄放的外接管路，不仅安装不便，还要增加费用。

发明内容：

本实用新型提供一种球阀用弹性唇缘式密封座，解决密封座不会随密封压力的增大而产生塑性变形，而且能自动将封闭体腔内被截留的流体介质于热膨胀时泄放至上、下游的管路中的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种球阀用弹性唇缘式密封座，为具有外圆周面、背侧端面、前侧端面和内孔的环状体，其特征在于：设置有分别与背侧端面和内孔相交的内锥面、和分别与前侧端面和内孔相交的凹弧面，该内锥面和凹弧面之间形成了一圈向内孔逐渐减薄的弹性唇缘，该凹弧面近前侧端面处为一可与阀球大面积接触的跟部，在该跟部设置有若干跟部槽。

上述的球阀用弹性唇缘式密封座，其特征在于：该密封座的外圆周面上设置有若干外径槽。

上述的球阀用弹性唇缘式密封座，其特征在于：该凹弧面近内孔处可用与其相切的锥面替代。

本实用新型完全改变了现有球阀的挤压型密封圈的结构形态，它具有一个可弯曲的弹性唇缘，利用弹性唇缘与阀球的接触来实现密封。同时，该密封座的内锥面与阀体之间形成了一个可让弹性唇缘伸缩的空腔—“挠性变形区”，正是这一空腔为密封座积蓄能量创造了条件，在压力、温度变化乃至磨损时，弹性唇缘就可以作相应的弯曲或挠曲始终与阀球表面保持接触，而不会产生永久性的塑性变形导致泄露漏。为此大大提高了密封性能，特别是低压密封性能，延长了使用寿命。

当球阀关闭时，阀球在流体介质压力下被推向下游，下游密封座负荷增加，下游密封座负荷降低，阀体处于上、下游两个密封座之间的封闭体腔内的被截面流体介质，如遇温度升高而导致压力激升超过密封座的预紧力时，被截留的部分介质可通过跟部槽向负荷小的上游密封座弹性唇口施压推动其向“挠性度性区”弯曲离开阀球表面形成间隙而自动泄放到上游管路中，从而有效、方便地消除了由被截留介质压力升高引起的隐患。

本实用新型在密封座外圆周上设置的外径槽，可使上游压力通过上游密封圈渗入到阀体的密封体腔中，从而使上游密封座达到压力平衡，减少上游压力对整个阀门扭矩的影响。

附图说明：

图1是现有球阀的密封结构示意图。

图2是本实用新型结构示意图。

图3是图2的A-A旋转剖视图。

图4是本实用新型的又一种结构示意图。

图5是本实用新型在球阀上安装的状态变化示意图。

图6是本实用新型泄放封闭体腔内压力的示意图。

具体实施方式：

请参见图2～3所示，本实用新型是一个具有外圆周面7、前端侧面6、后端侧面9和内孔8的环状体。在该环状体背侧端设置有分别与背侧端面9和内孔8相交的内锥面10。在该环状体前侧端设置有分别与前侧端面6和内孔8相交的凹弧面2。该内锥面10的斜角约为5～50°之间，凹弧面2的半径小于阀球半径。如此，由内锥面10和凹弧面2之间被夹持的区域愈向内孔8处愈减薄，从而形成了一个富有弯曲弹性的弹性唇缘5；而凹弧面2近前侧端面6处是一个可与球阀大面积接触的跟部4。在跟部4上设置有若干径向的跟部槽3。在外圆周面7上设置有若干轴向的外径槽1。本实用新型的凹弧面2在近内孔8处可用与其相切斜角约45～75°的锥面11替(参见图4)代，这样弹性唇缘5则由内锥面10和锥面11夹持形成。

本实用新型I在安装的初始状态如图5(a)所示，其背侧端面9和外圆周面7分别靠贴在阀体11密封座腔中相应的壁面上，其弹性唇缘5与阀球12接触，其内锥面10与阀体11相应的壁面间形成了一个挠性变形区13，该挠性变形区13是一个空腔，可供弹性唇缘5弯曲伸展。当阀体11的两半部分紧固后，阀球12压向密封垫，使弹性唇缘5向挠性变形区13的空间中弯曲变形，且阀球12与跟部4大面积接触，由此跟部4承受压紧力，防止产生塑料性变形，同时整个密封座略有扭曲，致使部分的外圆周面7和背侧端面9的略微离开阀体11密封座腔相应壁面，图5(b)所示即为上述本实用新型在装配后的变形情况。当上游管路压力增大，或遇温度上升材料产生膨胀等使阀球12与密封座之间的压紧力增大时，弹性唇缘5可继续向挠性变形区13方向弯曲，但又始终与阀球12接触形成密封，而跟部4则稍许再增加些与阀球12接触的面积就足以吸收所增加的压力，使整个密封座仍处在弹性变形阶段；一旦增加的压力消失，一切恢复原状，继续保持原有的密封状态。

当球阀处于关闭状态，阀体11内处在上、下游的二个密封座之间的封闭体腔(包含阀球12的流体通道在内)中被截留的流体介质B(参见图6)在温度升高时会产生巨大的压力，该压力使部分被截留的流体介质B沿跟部槽3向弹性唇缘5流动，并将弹性唇缘5推离阀球12向挠性变形区13弯曲变形，从而越过弹性唇缘5与阀球12间的间隙泄入输送管路。这样本实用新型就能自动泄放封闭体腔中部分被截留介质B，使封阀体腔内的压力下降，恢复至常值，有效地消除了阀体爆破、泄漏和火灾等隐患。由于球阀在关闭状态下，输送管路中的压力差，使处于上游端的密封座的压紧力要比下游端的密封座的小，因此，上述的泄放常在上游端的密封座中发生，也即被截留的流体介质B向上游的输送管路中泄放。

Claims

1、一种球阀用弹性唇缘式密封座，为具有外圆周面、背侧端面、前侧端面和内孔的环状体，其特征在于：设置有分别与背侧端面和内孔相交的内锥面、和分别与前侧端面和内孔相交的凹弧面，该内锥面和凹弧面之间形成了一圈向内孔逐渐减薄的弹性唇缘，该凹弧面近前侧端面处为一可与阀球大面积接触的跟部，在该跟部设置有若干跟部槽。

2、根据权利要求1所述的球阀用弹性唇缘式密封座，其特征在于：该密封座的外圆周面上设置有若干外径槽。

3、根据权利要求1或2所述的球阀用弹性唇缘式密封座，其特征在于：该凹弧面近内孔处可用与其相切的锥面替代。