專利名稱:一種提升桿式球閥的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種球閥,具體涉及一種提升桿式球閥。
背景技術:
目前,常用的球閥多為固定球或浮動球等常規球閥。閥座一般采用聚四氟乙烯、尼龍或橡膠等高分子合成材料制造,這些材料受到本身物理性能的影響,工況使用溫度一般不超過200°C,且長時間的開關作用后閥座和球體容易磨損泄漏。其次,閥座上的密封面通常是單唇結構,一旦這種結構的密封面受到流體腔中介質的沖刷破壞后閥門就會泄漏,無法保證閥門的正常使用。修復的手段只有更換整臺閥門或者閥座,因此影響了用戶的正常生產。還有,球體上的球面密封環通常為實心的硬質合金材料,雖然球面密封環在剛性和強度上更有利,但是對于閥門最重要的密封卻是有不可彌補的缺陷。因為通過閥桿的機械楔緊力將球體以下支點推向閥座的同時,由于杠桿原理,球面密封環上半圓的密封面可緊緊的與閥座的密封面靠緊密封,但是球面密封環下半圓的密封面由于楔緊力相對較小的緣故,容易與閥座的密封面產生間隙,使閥門泄漏,不利于高效密封。不僅如此,常規球閥的扭矩相對較大,對執行機構的輸出提出了更高的要求。傳統的提升桿式球閥的閥蓋通常采用全封閉式填料密封結構。在閥門長期工作運行后,隨著閥桿轉動后與填料間相對摩擦后導致原有的填料密封材料磨損的情況出現,管道介質會順從閥桿與填料結構磨損后的間隙中泄露,威脅到人員的生命財產安全。如需要調整閥桿填料函的壓緊深度,使閥門重新加以密封,需將閥門停機后檢修,拆卸閥門上部的執行機構后才能重新維修調整,這無形中增加了繁瑣的人員檢修過程,造成管道停機維護過程中大量的經濟損失。
發明內容本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足,提供一種提升桿式球閥,它的結構新穎、密封性能可靠、使用壽命長,是一種適用范圍廣的低扭矩閥門。實現上述目的的技術方案是一種提升桿式球閥,包括閥體、閥座、球體、閥蓋、閥桿、若干組密封填料、填料壓蓋及執行機構,所述閥體和閥座的中心設有同軸的流體通道, 所述閥座設在所述閥體的內腔并借所述球體將閥體的流體通道分割成流體腔和閥腔,該閥座向著所述閥腔的一面為密封面;所述球體活動地設在所述閥腔中,該球體包括設有中心通道的球體本體及一同心地固定在球體本體的外表面上并與所述中心通道垂直的球面密封環;所述閥座的密封面與所述球面密封環的外球面形成密封副;所述閥蓋連接在所述閥體的位于所述閥腔的上端,該閥蓋的內腔自上而下依次為壓蓋腔、填料腔及導向腔;所述閥桿可上下移動和轉動地設在所述閥蓋的內腔中,該閥桿的下部與所述球體活動連接,該閥桿在位于所述導向腔的外表面上對稱設有一對螺旋形的導向槽,所述閥蓋的導向腔的側壁上對稱設有一對插入所述導向槽的導向銷;所述若干組密封填料上下疊放在所述閥蓋的填料腔中;所述填料壓蓋通過活節螺栓壓裝緊固在所述密封填料的頂面;所述執行機構通過螺紋副連接在所述閥桿的上端。其中所述閥座的密封面包括密封區域和支撐區域;所述密封區域包括內密封面和外密封面,所述內密封面為與所述球體本體同心并且半徑與所述球面密封環的外球面的半徑相等的圓弧面,該內密封面的內端側靠近所述流體腔;所述外密封面為與所述球體本體同心并且半徑與所述球面密封環的外球面的半徑相等的圓弧面,該外密封面的外端側靠近所述閥腔,所述內密封面和所述外密封面通過一緩沖槽隔開,以構成雙唇密封面;所述支撐區域包括內支撐面和外支撐面,所述內支撐面設在所述內密封面的內側,該內支撐面的內端側靠近所述流體腔,所述外支撐面設在所述外密封面的外側,該外支撐面的外端側靠近所述閥腔;在所述球面密封環的后部的所述球體本體的上下外表面上分別相向地并且垂直于所述密封環的軸線地切割一彈性補償槽;所述閥蓋的壓蓋腔的壁面上設有一檢修口,所述導向腔為全封閉的結構;所述填料腔中還設置一位于所述若干組密封填料中間的隔環;所述閥蓋的填料腔的側壁上相應所述隔環的位置徑向開設一連通所述隔環的密封注脂孔,并在該注脂孔中配裝一密封脂單向閥。上述的提升桿式球閥,其中,所述球體的上端開設一與所述中心通道垂直的裝配通道,在該裝配通道的兩側面上分別設置一定位銷釘;所述球體的下端設有一下端面為球面的凸軸,該凸軸與所述閥體上開設的限位凹槽適配;所述閥桿的下端穿過兩個定位銷釘伸入所述球體的裝配通道中,該閥桿的下部設有與所述定位銷釘配合的斜面。上述的提升桿式球閥,其中,所述閥座的外端面上設有一連通所述緩沖槽的注脂孔。上述的提升桿式球閥,其中,所述內密封面的截面弧的長度與所述外密封面的截面弧的長度相等。上述的提升桿式球閥,其中,所述內支撐面和所述外支撐面均為與所述球體本體同心并且半徑大于所述球面密封環的外球面的半徑的圓弧面。上述的提升桿式球閥,其中,所述球面密封環是由硬質合金堆焊在所述球體本體的外表面上形成的。上述的提升桿式球閥,其中,所述彈性補償槽的深度為所述球體壁厚的1/2 2/3,所述彈性補償槽的寬度為1 3mm。上述的提升桿式球閥,其中,所述閥蓋的填料腔及導向腔之間還設有一全封閉的注脂腔,該注脂腔的側壁上開設一潤滑注脂孔,該潤滑注脂孔中配裝一潤滑脂單向閥。上述的提升桿式球閥,其中,所述閥蓋的導向腔的內壁上還設有一導套。上述的提升桿式球閥,其中,所述密封填料為聚四氟乙烯和柔性石墨。本實用新型的提升桿式球閥的技術方案,閥座采用雙唇密封面的結構,可以在其中一個密封面磨損后,另一個密封面依然可以正常工作,另外在兩個密封面之間設有緩沖槽,既使兩個密封面同時損壞,用戶還可以在緊急情況下通過注脂孔向緩沖槽注入密封脂, 使閥門在緊急情況下重新建立密封,保證閥門的高效運轉。球體采用在球面密封環的后部的球體本體的上下外表面上分別切割兩個彈性補償槽,利用這兩個彈性補償槽可以使球面密封環的密封面上不均勻的楔緊力可通過自適應的彈性變形,從而將密封力均勻的分布在閥座的密封面上,使閥門可以高效的密封。另外,在閥蓋的壓蓋腔中開設檢修口,能使閥門在線不停工的情況下向下重新擰緊填料壓蓋上的活結螺栓,重新建立密封的效果,從而大大節省了維護時間和成本。其次,在兩組密封填料之間加入隔環,并配備了密封脂單向閥, 當密封填料出現無法修復的情況時,可通過密封脂單向閥注入外部密封脂,使填料腔重新建立密封,與原有的密封填料一起起到了雙重密封的保證。此外,導向腔為全封閉結構,有效的保證了潤滑脂不外泄;增加了注脂腔并配置了潤滑脂單向閥,使閥門在線工作時可及時為閥桿的導向槽添加潤滑脂,減小了導向槽與導向銷間的摩擦阻力,為閥門減小了操作扭矩。
圖1為本實用新型的提升桿式球閥的結構示意圖;圖2為本實用新型的提升桿式球閥的閥座的結構示意圖;圖3為本實用新型的提升桿式球閥的球體的結構示意圖;圖4為本實用新型的提升桿式球閥的閥蓋的密封結構示意圖。
具體實施方式
為了能更好地對本實用新型的技術方案進行理解,下面通過具體的實施例并結合附圖進行詳細說明請參閱圖1至圖4,本實用新型的提升桿式球閥,包括閥體1、閥座2、球體3、閥蓋 4、閥桿5、兩組密封填料6、填料壓蓋7及執行機構8。閥體1和閥座2的中心設有同軸的流體通道。閥座2設在閥體1的內腔并借球體3將閥體1的流體通道分割成流體腔11和閥腔12。球體3活動地設在閥腔12中,球體3包括設有中心通道31的球體本體30及一球面密封環32,該球面密封環32同心地固定在球體本體30的外表面并與中心通道31垂直, 該球面密封環32是由硬質合金堆焊在球體本體30的外表面上形成的。閥座2向著閥腔12的一面為密封面,該密封面包括密封區域和支撐區域,其中密封區域包括內密封面21和外密封面22,內密封面21為與球體本體30同心,并且半徑與球面密封環32的外球面的半徑相等的圓弧面,該內密封面21的內端側靠近流體腔11 ;外密封面22為與球體本體30同心并且半徑與球面密封環32的外球面的半徑相等的圓弧面,該外密封面22的外端側靠近閥腔12,內密封面21和外密封面22通過一緩沖槽23隔開,以構成雙唇密封面;支撐區域包括內支撐面M和外支撐面25,內支撐面M設在內密封面21的內側,該內支撐面M的內端側靠近流體腔11,外支撐面25設在外密封面22的外側,該外支撐面25的外端側靠近閥腔12 ;內支撐面M和外支撐面25均為與球體本體30同心并且半徑大于球面密封環32的外球面的半徑的圓弧面。在一個最佳的實施例中,閥座2的外端面上設有一連通緩沖槽23的注脂孔沈;內密封面21的截面弧的長度與外密封面22的截面弧的長度相等。[0035]球面密封環32的外球面與閥座2的密封面形成密封副,在球面密封環32的后部的球體本體30的上下外表面上分別相向地并且垂直于密封環32的軸線地切割一彈性補償槽33、33’,該兩個彈性補償槽33、33’的深度為球體本體30的壁厚的1/2 2/3,該兩個彈性補償槽33、33’的寬度為1 3mm。球體3的上端開設一與中心通道31垂直的裝配通道, 在該裝配通道的兩側面上分別設置一定位銷釘33。球體3的下端設有一下端面為球面的凸軸34,該凸軸34與閥體1上開設的限位凹槽13適配。閥蓋4連接在閥體1的位于閥腔12的上端,該閥蓋4的內腔自上而下依次為壓蓋腔41、填料腔42、注脂腔43及導向腔44 ;閥蓋4的導向腔44的側壁上對稱設有一對導向銷45,壓蓋腔41的壁面上開設一檢修口,注脂腔43和導向腔44均為全封閉的結構,注脂腔 43的側壁上徑向開設一潤滑注脂孔,該潤滑注脂孔中配裝一潤滑脂單向閥47;導向腔44的內壁上還設有一導套48,可減小與閥桿2之間的摩擦力;閥桿5可轉動和上下移動地設在閥蓋4的內腔中,并且該閥桿5的下部與球體3 活動連接,即閥桿5的下端穿過球體3上的兩個定位銷釘33伸入球體3的裝配通道中,該閥桿5的下部設有與定位銷釘33配合的斜面51 ;該閥桿5在位于導向腔44的外表面上對稱設有一對螺旋形的導向槽50,使閥蓋4上的導向銷45的內端插置在導向槽50中。兩組密封填料6為聚四氟乙烯和柔性石墨,它們上下疊放在閥蓋4的填料腔42 中;在兩組密封填料6的中間設置一隔環60 ;閥蓋4的填料腔42的側壁上相應隔環60的位置徑向開設一連通隔環60的密封注脂孔,并在該注脂孔中配裝一密封脂單向閥46;填料壓蓋7通過活結螺栓壓裝在密封填料6的頂面。執行機構8通過螺紋副連接在閥桿5的上端。本實用新型的提升桿式球閥的工作原理是通過閥桿4控制球體3利用閥桿5下部的斜面51與其螺旋形導向槽50配合,實現球體3的傾離并轉動,從而實現無摩擦的開啟和關閉閥門。保證了閥門本身低扭矩操作和長期頻繁開關的可靠性。閥門開啟時,球體3 通過閥桿5下部的斜面51和球體3上的底部為球面的凸軸34共同作用使球體3與閥座2 的密封面脫離,流體通道內的流體沿球體3表面均勻通過閥門,降低了高速流體對閥座2的局部沖刷腐蝕。隨后通過閥蓋4上的導向銷45在執行機構8提供的軸向上升力帶動閥桿 5隨螺旋導向槽50轉動直至全開位置。閥門關閉時,閥桿5在執行機構8的下降軸向力作用下使閥桿5在隨導向銷45作用下先將球體轉至關閉位置。最后球體3依靠閥桿5下部的斜面51提供的機械楔緊力和球體3的凸軸34的作用將球體3滾動式的推向閥座2的密封面,從而保證了可靠的密封。閥桿5在工作時是隨著執行機構8上的螺紋副的傳動下提供的一軸向力,使閥桿 5在其90°螺旋導向槽50內的一組導向銷45的作用下使球體3隨著閥桿5的轉動起到閥門開啟和關閉的作用。但在長期頻繁使用的情況下,閥桿5與密封填料6的相對移動使密封填料6出現磨損等情況而是兩者之間出現微小的間隙,這樣密封填料6的介質容易從此間隙中泄露。此時,閥門維護人員只需打開閥蓋4上壓蓋腔41上的檢修口,讓閥門在線不停工的情況下向下重新擰緊填料壓蓋7上的活結螺栓,依靠密封填料6 (聚四氟乙烯和柔性石墨)的彈性變形使閥門在不影響正常使用的情況下重新建立密封的效果,從而大大節省了維護時間和成本。閥座2的密封面在使用過程中,如果內密封面21和外密封面22的其中一個密封面磨損后,另一個密封面依然可以正常工作,既使內密封面21和外密封面22同時損壞,用戶還可以在緊急情況下通過注脂孔沈向緩沖槽23注入密封脂,使閥門在緊急情況下重新建立密封,保證閥門的高效運轉。球體3在工作中利用兩個彈性補償槽33、33’可以使球面密封環32的外球面上不均勻的楔緊力可通過自適應的彈性變形,從而將密封力均勻的分布在閥座2的密封面上, 使閥門可以高效的密封。此外,在兩組密封填料6之間加入隔環60,并配備了密封脂單向閥6,當密封填料 3出現無法修復的情況時,可通過密封脂單向閥46注入外部密封脂,使填料腔42處重新密封,與原有的密封填料6 —起起到了雙重密封的保證。另外,導向腔44為全封閉結構,有效的保證了其潤滑脂不外泄的特點。并增加了注脂腔43和潤滑脂單向閥47,使閥門在線工作時可及時為閥桿5的導向槽50添加潤滑脂, 減小導向槽50與導向銷45間的摩擦阻力,為閥門減小了操作扭矩。本技術領域中的普通技術人員應當認識到,以上的實施例僅是用來說明本實用新型,而并非用作為對本實用新型的限定,只要在本實用新型的實質精神范圍內,對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求書范圍內。
權利要求1.一種提升桿式球閥,包括閥體、閥座、球體、閥蓋、閥桿、若干組密封填料、填料壓蓋及執行機構,所述閥體和閥座的中心設有同軸的流體通道,所述閥座設在所述閥體的內腔并借所述球體將閥體的流體通道分割成流體腔和閥腔,該閥座向著所述閥腔的一面為密封面;所述球體活動地設在所述閥腔中,該球體包括設有中心通道的球體本體及一同心地固定在球體本體的外表面上并與所述中心通道垂直的球面密封環;所述閥座的密封面與所述球面密封環的外球面形成密封副;所述閥蓋連接在所述閥體的位于所述閥腔的上端,該閥蓋的內腔自上而下依次為壓蓋腔、填料腔及導向腔;所述閥桿可上下移動和轉動地設在所述閥蓋的內腔中,該閥桿的下部與所述球體活動連接,該閥桿在位于所述導向腔的外表面上對稱設有一對螺旋形的導向槽,所述閥蓋的導向腔的側壁上對稱設有一對插入所述導向槽的導向銷;所述若干組密封填料上下疊放在所述閥蓋的填料腔中;所述填料壓蓋通過活節螺栓壓裝緊固在所述密封填料的頂面;所述執行機構通過螺紋副連接在所述閥桿的上端,其特征在于,所述閥座的密封面包括密封區域和支撐區域,所述密封區域包括內密封面和外密封面,所述內密封面為與所述球體本體同心并且半徑與所述球面密封環的外球面的半徑相等的圓弧面,該內密封面的內端側靠近所述流體腔;所述外密封面為與所述球體本體同心并且半徑與所述球面密封環的外球面的半徑相等的圓弧面,該外密封面的外端側靠近所述閥腔,所述內密封面和所述外密封面通過一緩沖槽隔開,以構成雙唇密封面;所述支撐區域包括內支撐面和外支撐面,所述內支撐面設在所述內密封面的內側,該內支撐面的內端側靠近所述流體腔,所述外支撐面設在所述外密封面的外側,該外支撐面的外端側靠近所述閥腔;在所述球面密封環的后部的所述球體本體的上下外表面上分別相向地并且垂直于所述密封環的軸線地切割一彈性補償槽;所述閥蓋的壓蓋腔的壁面上設有一檢修口,所述導向腔為全封閉的結構;所述填料腔中還設置一位于所述若干組密封填料中間的隔環;所述閥蓋的填料腔的側壁上相應所述隔環的位置徑向開設一連通所述隔環的密封注脂孔,并在該注脂孔中配裝一密封脂單向閥。
2.根據權利要求1所述的提升桿式球閥,其特征在于,所述球體的上端開設一與所述中心通道垂直的裝配通道,在該裝配通道的兩側面上分別設置一定位銷釘;所述球體的下端設有一下端面為球面的凸軸,該凸軸與所述閥體上開設的限位凹槽適配;所述閥桿的下端穿過兩個定位銷釘伸入所述球體的裝配通道中,該閥桿的下部設有與所述定位銷釘配合的斜面。
3.根據權利要求1所述的提升桿式球閥,其特征在于,所述閥座的外端面上設有一連通所述緩沖槽的注脂孔。
4.根據權利要求1所述的提升桿式球閥,其特征在于,所述內密封面的截面弧的長度與所述外密封面的截面弧的長度相等。
5.根據權利要求1所述的提升桿式球閥,其特征在于,所述內支撐面和所述外支撐面均為與所述球體本體同心并且半徑大于所述球面密封環的外球面的半徑的圓弧面。
6.根據權利要求1所述的提升桿式球閥,其特征在于,所述球面密封環是由硬質合金堆焊在所述球體本體的外表面上形成的。
7.根據權利要求1所述的提升桿式球閥,其特征在于,所述彈性補償槽的深度為所述球體壁厚的1/2 2/3,所述彈性補償槽的寬度為1 3mm。
8.根據權利要求1所述的提升桿式球閥,其特征在于,所述閥蓋的填料腔及導向腔之間還設有一全封閉的注脂腔,該注脂腔的側壁上開設一潤滑注脂孔,該潤滑注脂孔中配裝一潤滑脂單向閥。
9.根據權利要求1所述的提升桿式球閥,其特征在于,所述閥蓋的導向腔的內壁上還設有一導套。
專利摘要本實用新型公開了一種提升桿式球閥,包括閥體、閥座、球體、閥蓋、閥桿、若干組密封填料、填料壓蓋及執行機構。閥座的密封面包括密封區域和支撐區域,密封區域包括內密封面和外密封面,內密封面和外密封面通過一緩沖槽隔開,支撐區域包括內支撐面和外支撐面,內支撐面設在內密封面的內側,外支撐面設在外密封面的外側,以構成雙唇密封面;在球面密封環的后部的球體本體的上下外表面上分別相向地并且垂直于密封環的軸線地切割一彈性補償槽;閥蓋的壓蓋腔的壁面上設有一檢修口,導向腔為全封閉的結構;填料腔中還設置一位于若干組密封填料中間的隔環;閥蓋的填料腔的側壁上相應隔環的位置徑向開設一連通隔環并配裝一密封脂單向閥的密封注脂孔。
文檔編號F16K27/12GK202001655SQ20112009139
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月31日 優先權日2011年3月31日
發明者李仲光, 楊衛東, 王敏華, 蔣敏, 蔡守連 申請人:上海耐萊斯·詹姆斯伯雷閥門有限公司