专利名称：带有防卡预紧装置的金属硬密封球阀的阀座结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种球阀，特别涉及一种带有防卡预紧装置的金属硬密封球阀的阀座结构。
背景技术：
球阀问世于20世纪50年代，随着科学技术的飞速发展，生产工艺及产品结构的不断改进，在短短的40年时间里，已迅速发展成为一种主要的阀类。在西方工业发达的国家，球阀的使用正在逐年不断的上升，在我国，球阀被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业，在国民经济中占有举足轻重的地位。目前，为了确保固定球阀的球体与阀座的紧密贴合密封，通常在阀座的背后设置弹簧，弹簧的预紧压缩力能够使阀座与球体紧密贴合密封。在不同的温度下，球阀零部件的尺寸会因为热胀冷缩而改变，为了防止因零部件尺寸的改变而导致阀门的卡死，也需要在阀座的背后设置弹簧，通过弹簧的伸缩变形来补偿阀门零部件的尺寸变化，从而防止阀门的卡死。现有的球阀主要采用柱螺旋弹簧或蝶形弹簧用于实施防卡的功能。如图I所示，采用圆柱螺旋弹簧的典型金属硬密封球阀的阀座结构，包括球体
I、阀座2、阀座密封3、阀座密封压套4、圆柱螺旋弹簧5、密封6 ^及阀体7 \通过阀座2 '与阀座密封压套4 I勺挤压，阀座密封3 ^可以确保阀座2 ^与阀体7 '的可靠密封，通常阀座密封3 '采用柔性石墨材料，可以用于高温工况，也可以根据工况条件采用其他材料。密封一定程度上可以防止固体介质进入到弹簧腔，密封一般采用柔性石墨材料，可以适用于不同的温度、压力和介质工况，也可以根据工况条件采用其他材料。但是由于密封没有被压紧，因此密封性能不是很好，当阀门长期使用在含大量的固体介质时，微小的固体介质会通过密封进入到弹簧腔，并沉积在弹簧上，最终因为固体介质积满在弹簧腔而导致弹簧的失效。另外，采用圆柱螺旋弹簧5 '，根据球阀规格的不同，通常需要设置多个圆柱螺旋弹簧5 '，口径较小的球阀通常需要10多个圆柱螺旋弹簧5 '，口径较大的球阀甚至需要上百个圆柱螺旋弹簧5 S因此，采用圆柱螺旋弹簧5 I勺球阀，其装配和拆卸比较麻烦。特别是当球阀用于含固体颗粒的介质时，由于圆柱螺旋弹簧5 '的尺寸较小，弹簧钢丝之间的间隙很小，因此，圆柱螺旋弹簧5 '容易被固体介质堵塞而失效。如图2所示，采用蝶形弹簧的典型球阀阀座结构，包括球阀的球体1"，阀座2"，阀座密封3"，阀座密封压套4"，蝶形弹簧5"，密封6"及阀体7"。通过阀座2"与阀座密封压套4"的挤压，阀座密封3"可以确保阀座3"与阀体7"的可靠密封，通常阀座密封3"采用柔性石墨材料，可以用于高温工况，也可以采用其他材料。密封一定程度上可以防止固体介质进入到弹簧腔，密封一般采用柔性石墨材料，可以适用于不同的温度、压力和介质工况，也可以根据工况条件采用其他材料。但是由于密封没有被压紧，因此密封性能不是很好，阀门长期使用时，阀门通道中的微小的固体介质会通过密封进入到弹簧腔，并沉积在弹簧上。与图I采用圆柱螺旋弹簧的阀座结构相比较，图2采用蝶形弹簧5"的阀座结构，弹簧腔的空间更大，不容易被固体介质所堵塞，但是，长期使用最终还是有可能因为固体介质积满在蝶形弹簧腔中而导致蝶形弹簧5"的失效。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种防止固体介质堵塞、密封性好的带有防卡预紧装置的金属硬密封球阀的阀座结构。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案一种带有防卡预紧装置的金属硬密封球阀的阀座结构，包括有阀体、设于阀体阀腔内的球体及与球体呈密封配合的阀座，阀座包括有球体密封端及阀座密封端，阀座的阀座密封端处设有柔性石墨密封垫，阀座的球体密封端处设有与球体贴合密封的硬密封块，阀座与阀体之间设有阀座与阀体组合后形成的环状缓冲槽，环状缓冲槽内设有缓冲件及阀座密封压套，阀座密封压套的一端与柔性石墨密封垫抵触，另一端与缓冲件抵触，其特征在于所述的缓冲件为绕环形缓冲槽设置的由钢丝绕置一体成型的螺旋状弹性圈，钢丝绕圈呈倾斜状绕置，所述螺旋状弹性圈相对于与阀座密封压套抵触一端的另一端处密封组件，螺旋状弹性圈的两侧的若干抵触点分别与阀座密封压套及密封组件呈弹性抵触配合；阀座延伸至阀体流道的一端与阀体之间设有供介质压力进入缓冲腔对密封组件实施抵压的间隙，该间隙内设有过滤组件。其中，密封组件包括有处于缓冲槽内且外圈与阀体抵触密封、内圈与阀座抵触密封的柔性石墨密封垫片及贴设于柔性石墨密封垫片横向两侧的弹性圈压套及密封压环，其中弹性圈压套与螺旋状弹性圈抵触，密封压环与阀体抵触。采用上述技术方案，在阀体与阀座之间设置缓冲槽，并且将处于缓冲槽内的缓冲件设置成由钢丝绕置的螺旋状弹性圈，相对于现有技术而言，此类由钢丝绕置而成的螺旋状弹性圈中钢丝绕圈之间的间距较大，当球阀用于含固体的介质时，螺旋状弹性圈不易被固体介质堵塞而失效及卡紧的情况发生；其次是由于螺旋状弹性圈是由钢丝绕置而成，由于其为圈体，所以通常只需要一根钢丝便可实施加工，因此其制造成本较低，从而降低了生产成本；最后由于螺旋状弹性圈是绕阀体与阀座之间的环形的缓冲槽设置的，这样设置后，螺旋状弹性圈的两侧分别与阀体与阀座实施弹性的抵触，螺旋状弹性圈的两侧不仅具有较高的受压强度，具有较好的弹性力，且在使用后能够自动回位，相对现有技术中的圆柱螺旋弹簧及蝶形弹簧采用轴向两端面与阀体及阀座抵触而言，螺旋状弹性圈具有更多的抵触点，因此，螺旋状的弹性圈的弹性力能够均匀的分布于阀座上，能够进一步的防止阀座与阀体之间产生卡紧的情况。而且螺旋状弹性圈与阀座密封压套实施抵触时，阀座密封压套会受到弹性持续对柔性石墨密封垫实施抵触，构成柔性石墨密封垫的持续密封，保证了柔性石墨密封垫的密封性能，该处的柔性石墨密封垫为柔性石墨密封垫，这样设置是为了适应高温工况。螺旋状弹性圈相对于与阀座密封压套抵触一端的另一端处密封组件，该密封组件的设置阀腔内的压力外泄。本发明进一步设置中的密封组件由柔性石墨密封垫片及设于柔性石墨密封垫片两侧的弹性圈压套及密封压环组成，柔性石墨密封垫片用于密封阀体及阀座，而弹性圈压套及密封压环的设置则可作为抵触的借鉴体，使螺旋状弹性圈可实施对密封垫片的持续抵触，从而提高了柔性石墨密封垫片的密封性能。本发明中的螺旋状弹性 圈在安装及拆卸过程中极为方便，无需进行压缩，只需将其放置于缓冲槽内既可。阀座与阀体之间设有供介质压力进入缓冲腔对密封组件实施抵压的间隙的设置是为了使阀体流道内的介质压力能够进入到环状缓冲槽内并借助于对密封组件及螺旋状弹性圈的抵压实施对阀座的抵压，使阀座与球体之间的密封更为紧凑，间隙内过滤组件的设置则是为了防止介质内的颗粒状杂质进入到环状缓冲槽内对螺旋状弹性圈造成卡死。本发明进一步设置为过滤组件为安装于阀座与阀体之间间隙内的柔性石墨过滤块。采用上述技术方案，这样设置不仅起到过滤的作用，而且可适用于高温工况。下面结合附图对本发明作进一步描述。
图I为背景技术的示意图I ; 图2为背景技术的示意图2;
图3为本发明实施例的局部示意 图4为本发明实施例中螺旋状弹性圈的立体示意 图5为本发明实施例中螺旋状弹性圈的立体示意图。
具体实施例方式如图3—图5所示的一种带有防卡预紧装置的金属硬密封球阀的阀座结构，包括有阀体I、设于阀体I阀腔11内的球体2及与球体2呈密封配合的阀座3，阀座3包括有球体密封端31及阀座密封端32，阀座3的阀座密封端32处设有柔性石墨密封垫321，阀座3的球体密封端31处设有与球体2贴合密封的硬密封块311，硬密封块311为与阀座一体成型的部分；阀座3与阀体I之间设有阀座3与阀体I组合后形成的环状缓冲槽4，环状缓冲槽4内设有缓冲件及阀座密封压套5，阀座密封压套5的一端与柔性石墨密封垫321抵触，另一端与缓冲件抵触，缓冲件为绕环形缓冲槽4设置的由钢丝绕置61 —体成型的螺旋状弹性圈6，钢丝绕圈61呈倾斜状绕置，相对于现有技术而言，此类由钢丝绕置而成的螺旋状弹性圈6中钢丝绕圈61之间的间距较大，当球阀用于含固体的介质时，螺旋状弹性圈6不易被固体介质堵塞而失效及卡紧的情况发生；其次是由于螺旋状弹性圈6是由钢丝绕置而成，由于其为圈体，所以通常只需要一根钢丝便可实施加工，因此其制造成本较低，从而降低了生产成本；最后由于螺旋状弹性圈6是绕阀体I与阀座3之间的环形的缓冲槽4设置的，这样设置后，螺旋状弹性圈6的两侧分别与阀座密封压套5和弹性圈压套72实施弹性的抵触，螺旋状弹性圈6不仅具有较高的受压强度，而且具有较好的弹性力及回复力，相对现有技术中的圆柱螺旋弹簧及蝶形弹簧采用轴向两端面与阀体及阀座抵触而言，螺旋状弹性圈6具有更多的抵触点，因此，螺旋状弹性圈6的弹性力能够均匀的分布于阀座3上，能够进一步的防止阀座3与阀体I之间产生卡紧的情况。而且螺旋状弹性圈6与阀座密封压套5实施抵触时，阀座密封压套5会受到弹性持续对柔性石墨密封垫321实施抵触，构成柔性石墨密封垫321的持续密封，保证了柔性石墨密封垫321的密封性能，选用柔性石墨密封垫321是为了适应高温工况。螺旋状弹性圈6相对于与阀座密封压套5抵触一端的另一端处密封组件7，螺旋状弹性圈6的两侧的若干抵触点分别与阀座密封压套5及密封组件7呈弹性抵触配合。螺旋状弹性圈6相对于与阀座密封压套5抵触一端的另一端处密封组件7能够有效果的防止阀体I通道处的微小固体介质进入到螺旋状弹性圈6内。需要说明的是，为了使阀体I流道内的介质压力能够进入到环状缓冲槽4内并借助于对密封组件7及螺旋状弹性圈6的抵压实施对阀座3的抵压，使阀座3与球体2之间的密封更为紧凑，阀座3延伸至阀体I流道的一端与阀体I之间设有供介质压力进入缓冲腔对密封组件7实施抵压的间隙8，该间隙8内设有过滤组件9，过滤组件为安装于阀座与阀体之间间隙内的柔性石墨过滤块，这样设置不仅起到过滤的作用，而且可适用于高温工况。在本发明实施例I及2中，密封组件7包括有处于缓冲槽4内且内圈与阀体I抵触密封、外圈与阀座3抵触密封的柔性石墨密封垫片71及贴设于柔性石墨密封垫片71横向两侧的弹性圈压套72及密封压环73，其中弹性圈压套72与螺旋状弹性圈6抵触，密封压环73与阀体I抵触。柔性石墨密封垫片71用于密封阀体I及阀座3，而弹性圈压套72及 密封压环73的设置则可作为抵触的借鉴体，使螺旋状弹性圈6可实施对柔性石墨密封垫片71的持续抵触，从而提高了柔性石墨密封垫片71的密封性能。上述方案中螺旋状弹性圈6在成型过程中钢丝绕圈61采用倾斜的角度，倾斜的角度可根据设计而定，使螺旋状弹性圈6在两侧承载受力时具有很好的弹性。
权利要求
1.一种带有防卡预紧装置的金属硬密封球阀的阀座结构，包括有阀体、设于阀体阀腔内的球体及与球体呈密封配合的阀座，阀座包括有球体密封端及阀座密封端，阀座的阀座密封端处设有柔性石墨密封垫，阀座的球体密封端处设有与球体贴合密封的硬密封块，阀座与阀体之间设有阀座与阀体组合后形成的环状缓冲槽，环状缓冲槽内设有缓冲件及阀座密封压套，阀座密封压套的一端与柔性石墨密封垫抵触，另一端与缓冲件抵触，其特征在于所述的缓冲件为绕环形缓冲槽设置的由钢丝绕置一体成型的螺旋状弹性圈，钢丝绕圈呈倾斜状绕置，所述螺旋状弹性圈相对于与阀座密封压套抵触一端的另一端处密封组件，螺旋状弹性圈的两侧的若干抵触点分别与阀座密封压套及密封组件呈弹性抵触配合；阀座延伸至阀体流道的一端与阀体之间设有供介质压力进入缓冲腔对密封组件实施抵压的间隙，该间隙内设有过滤组件。
2.根据权利要求I所述的带有防卡预紧装置的金属硬密封球阀的阀座结构，其特征在 于所述的密封组件包括有处于缓冲槽内且外圈与阀体抵触密封、内圈与阀座抵触密封的柔性石墨密封垫片及贴设于柔性石墨密封垫片横向两侧的弹性圈压套及密封压环，其中弹性圈压套与螺旋状弹性圈抵触，密封压环与阀体抵触。
3.根据权利要求I或2所述的带有防卡预紧装置的金属硬密封球阀的阀座结构，其特征在于所述的过滤组件为安装于阀座与阀体之间间隙内的柔性石墨过滤块。
全文摘要
本发明涉及一种带有防卡预紧装置的金属硬密封球阀的阀座结构。技术方案为带有防卡预紧装置的金属硬密封球阀的阀座结构，包括有阀体、球体、阀座，阀座包括有球体密封端及阀座密封端，阀座的球体密封端处设有硬密封块，阀座与阀体之间设有环状缓冲槽，环状缓冲槽内设有缓冲件及阀座密封压套，缓冲件为绕环形缓冲槽设置的由钢丝绕置一体成型的螺旋状弹性圈，钢丝绕圈呈倾斜状绕置，螺旋状弹性圈相对于与阀座密封压套抵触一端的另一端处密封组件；阀座延伸至阀体流道的一端与阀体之间设有间隙，该间隙内设有过滤组件。采用上述技术方案，提供了一种防止固体介质堵塞、密封性好的带有防卡预紧装置的金属硬密封球阀的阀座结构。
文档编号F16K5/06GK102635702SQ20121008876
公开日2012年8月15日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者兰文武, 叶建伟, 林挂月, 林洁, 潘建瓯, 王云达, 王汉洲, 邱晓来, 郝晓红, 黄明金 申请人:浙江超达阀门股份有限公司