专利名称：一种超低温球阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及球阀技术领域，特别涉及一种在超低温エ况下密封性能可靠，安全防爆、使用寿命长的超低温球阀。
背景技术：
球阀主要用于流体或气体管道传输，阻断流体或气体以便于维修、检修或施工，被广泛应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政及钢铁等行业，在国民经济中占有举足轻重的地位。随着对LNG能源需求的增长，低温阀门与超低温阀门的应用也越来越广。
由于在超低温的情况下，阀腔的压カ与管道的压カ很难保持一致，这样就会发生超低温阀门在阀腔内由于压カ异常波动或温度异常升高而产生液体气化，从而发生爆炸的危险。另外，如果将介质排向阀门下游，很容易发生危险，这就需要一种当阀腔异常升压时，阀门能够将阀腔内的压カ排向上游管道，又能保证阀门正常关断的阀门。在英国标准BS6364的4. 6条中提到“由于热膨胀或液体蒸发，阀腔内压カ会增高，因此超低温阀门应设计成可泄放高于公称压カ的压力。”另在GB/T 24925的5. 5. I条中提到“对于进出口侧均能密封的超低温阀门应采取防止阀体中异常升压的措施，可设置降压孔、降压通道或采取其他的泄压方式。对于球阀，自泄压阀座与阀体组件初始密封由弹簧加载。弾性材料制成的自泄压阀座，阀座背后应有金属弹簧，除非制造厂家能通过型式试验证明在阀门的设计温度下释放内压，特别是在阀门的最低设计温度时。若用户无特殊要求，则泄压方式由制造厂确定。”目前，普通超低温球阀一般将阀门的材料改成可耐低温エ矿的材料，其结构形式也只是简单的将脖颈加长，有的在阀球上打一个孔用于泄压，有的则没有泄压结构。对于没有泄压结构的超低温阀门，当温度异常波动，阀腔及阀盖处低温气体气化，极易发生危险事故。对于只是在阀球上打一个孔用于泄压的结构，则阀门只能有一个阀座起密封作用，这样阀门只能由后面的阀座起密封作用，前面的阀座不能起密封作用。对安全要求较高的装置中，一般采用两个阀座都能密封的双活塞效应阀门，而这样的结构就无法满足双活塞效应阀门的设计。随着人们安全意思的提高，目前超低温阀门的安全及性能的要求也越来越高，这就需要ー种超低温エ况下密封性能可靠，寿命长，安全防爆，成本低的高性能超低温球阀。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种在超低温エ况下密封性能可靠、安全防爆、使用寿命长的超低温球阀。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是ー种超低温球阀，包括阀体、阀座组件、阀球、阀盖组件和阀杆组件，阀体、阀盖组件及阀座组件组装后形成阀腔，阀球安装在阀腔内，其特征在于所述阀球上设有单向导通结构，所述单向导通结构的导通方向由阀球内腔指向阀球外；所述阀球上还设有连通阀球内腔与阀腔的通道孔。
本发明还可以采取的技术方案为所述单向导通结构包括基座，所述基座内设有第一阶梯通孔，在第一阶梯通孔的大径孔内由里 向外依次安装有密封球、压紧密封球的支座和压紧支座的弹簧，所述支座上设有过流通道，所述基座的大径孔端制有压紧弹簧的内翻边；所述阀球上设有与基座相配合的安装孔，所述基座固装在安装孔内。所述基座的外轮廓面上置有圆锥螺纹，所述安装孔上置有相配合的内圆锥螺纹，所述基座与阀球通过圆锥螺纹连接。所述单向导通结构包括设在阀球上的第二阶梯通孔，在第二阶梯通孔的大径孔内由里向外依次安装有密封球、压紧密封球的支座和压紧支座的弹簧，在第二阶梯通孔的大径孔端固装有压紧弹簧的压盖，所述支座上设有过流通道，所述压盖上设有过流孔。所述过流通道由设在支座上的中心通孔及贯通中心通孔的开槽构成，所述开槽设在支座与密封球接触的一端。所述通道孔在阀球上的位置与阀杆对正。本发明具有的优点和积极效果是本发明通过设在阀球上的单向导通结构和连接阀球内腔与阀腔的通道孔，一方面保证来自阀球C向的压カ(即阀腔外的压力)即使在很低的情況，单向导通结构也不开启，使阀门具有良好的密封。另ー方面当来自阀球D向的压カ(即阀腔内的压力)超过一定值时，密封球被推开，流体排出阀球外，压カ被卸棹。从而避免了阀门在低温及超低温情况下，由于温度异常升高而导致的阀腔压力的突然升高而造成阀体损坏，达到安全泄压、防爆的目的。由于阀体在C向密封，D向泄压，所以阀门的上游阀座可采用球前密封结构，而下游阀座则可采用球后密封结构，使阀门达到两个阀座密封的效果，当ー个阀座损坏了，另ー个阀座仍然可以起到密封的作用，保证阀门的密封可靠，延长了阀门的使用寿命。
图I本发明的结构示意图；图2是图I中单向导通结构第一种实施方式的结构示意图；图3是图2的A处局部放大图；图4是图2的分解示意图。图5是图I中单向导通结构第二种实施方式的结构示意图；图6是图5的B处局部放大图。图中1、阀体；2、阀座组件；3、阀球；3_1、通道孔；3_2、安装孔；3_3、第二阶梯通孔；4、阀盖组件；5、阀杆组件；6、阀腔；7、单向导通结构；7-1、基座；7-1-1、第一阶梯通孔；7-1-2、内翻边;7-2、密封球；7-3、支座；7-3-1、中心通孔；7_3_2、开槽；7_4、弹簧；7_5、压盖；7_5_1、过流孔。
具体实施例方式为能进一歩了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下请參阅图1-6，ー种超低温球阀，包括阀体I、阀座组件2、阀球3、阀盖组件4和阀杆组件5，阀体、阀盖组件及阀座组件组装后形成阀腔6，阀球安装在阀腔内。所述阀球上设有单向导通结构7，所述单向导通结构的导通方向由阀球内腔指向阀球外；所述阀球上还设有连通阀球内腔与阀腔的通道孔3-1。具体的，当阀腔内的压カ超过一定值时，流体经通道孔进入到阀球内腔，在压力作用下，单向导通结构开启进行泄压，泄压后，单向导通结构关闭。上述技术方案中单向导通结构进一步可采用如下两种结构第一种结构包括基座7-1，所述基座内设有第一阶梯通孔7-1-1，在第一阶梯通孔的大径孔内由里相外依次安装有密封球7-2、压紧密封球的支座7-3和压紧支座的弹簧7-4，所述支座上设有过流通道，所述基座的大径孔端制有压紧弹簧的内翻边7-1-2。所述阀球上设有与基座相配合的安装孔3-2，所述基座固装在安装孔内。具体的，该单向导通结构的安装过程为首先将密封球、支座和弹簧依次装入基座的大孔径内，然后通过翻边装置，使基座的大径孔 端部形成向内的翻边，该翻边压紧弹簧的端部，将密封球、支座和弹簧封装在基座内，最后将上述组装结构固装在阀球的安装孔内形成单向导通结构。上述单向导通结构在组装吋，要保证基座与安装孔配合的密封性，可以采用加密封垫的方式。在本发明中，所述基座的外轮廓面上进ー步置有圆锥螺纹，所述安装孔上置有相配合的内圆锥螺纹，所述基座与阀球通过圆锥螺纹连接。圆锥螺纹的锥度方向由阀球内指向阀球外。采用该锥度方向，上述基座、密封球、支座和弹簧组装后，操作人员换需要通过阀球空腔将上述组装结构引入，然后由里向外将组装结构安装在阀球的安装孔内。第二种结构包括设在阀球上的第二阶梯通孔3-3，在第二阶梯通孔的大径孔内由里向外依次安装有密封球7-2、压紧密封球的支座7-3和压紧支座的弹簧7-3，所述第二阶梯通孔的大径孔端固装有压紧弹簧的压盖7-5，所述支座上设有过流通道，所述压盖上设有过流孔7-5-1。该单向导通结构相比于第一种单向导通结构省去了基座，将密封球、支座和弹簧直接安装在阀球上，但由于阀球形成向内的翻边比较困难，容易损坏阀球，所述相应増加了一个压盖，用于压紧弹簧。该单向导通结构相比于上述第一种单向导通结构，简化了安装，只需在阀球外部进行安装即可。上述两种实施方式中设在支座上的过流通道用于在泄压时，将流体排出。该过流通道可采用设在支座上靠近边缘的多个通孔来实现。在本发明中，所述过流通道优选由设在支座上的中心通孔7-3-1及贯通中心通孔的开槽7-3-2构成，所述开槽设在支座与密封球接触的一端。采用该过流通道结构，当密封球开启时，流体从开槽的边缘进入，从中心通孔内流过，然后从其端ロ排出。上述技术方案中设在阀球上的通道孔在确保阀腔与球阀内腔连通的状态下，其在阀球上的位置和数量可任意设置。在本发明中，所述通道孔在阀球上的位置优选与阀杆对正，參见附图。采用上述位置，仅需设置ー个通道孔，就能保证阀球内腔与两侧的阀腔及阀杆位置的阀腔同时连通，从而简化了结构，降低了加工成本。
权利要求
1.ー种超低温球阀，包括阀体、阀座组件、阀球、阀盖组件和阀杆组件，阀体、阀盖组件及阀座组件组装后形成阀腔，阀球安装在阀腔内，其特征在于所述阀球上设有单向导通结构，所述单向导通结构的导通方向由阀球内腔指向阀球外；所述阀球上还设有连通阀球内腔与阀腔的通道孔。
2.根据权利要求I所述的超低温球阀，其特征在于所述单向导通结构包括基座，所述基座内设有第一阶梯通孔，在第一阶梯通孔的大径孔内由里向外依次安装有密封球、压紧密封球的支座和压紧支座的弹簧，所述支座上设有过流通道，所述基座的大径孔端制有压紧弹簧的内翻边；所述阀球上设有与基座相配合的安装孔，所述基座固装在安装孔内。
3.根据权利要求2所述的超低温球阀，其特征在于所述基座的外轮廓面上置有圆锥螺纹，所述安装孔上置有相配合的内圆锥螺纹，所述基座与阀球通过圆锥螺纹连接。
4.根据权利要求I所述的超低温球阀，其特征在于所述单向导通结构包括设在阀球上的第二阶梯通孔，在第二阶梯通孔的大径孔内由里向外依次安装有密封球、压紧密封球的支座和压紧支座的弹簧，在第二阶梯通孔的大径孔端固装有压紧弹簧的压盖，所述支座上设有过流通道，所述压盖上设有过流孔。
5.根据权利要求2-4任一所述的超低温球阀，其特征在于所述过流通道由设在支座上的中心通孔及贯通中心通孔的开槽构成，所述开槽设在支座与密封球接触的一端。
6.根据权利要求I所述的超低温球阀，其特征在于所述通道孔在阀球上的位置与阀杆对正。
7.根据权利要求5所述的超低温球阀，其特征在于所述通道孔在阀球上的位置与阀杆对正。
全文摘要
本发明涉及一种超低温球阀，包括阀体、阀座组件、阀球、阀盖组件和阀杆组件，阀体、阀盖组件及阀座组件组装后形成阀腔，阀球安装在阀腔内，其特点是阀球上设有由阀球内腔指向阀球外的单向导通结构；阀球上还设有连通阀球内腔与阀腔的通道孔。上述单向导通结构和通道孔，一方面保证来自阀腔外的压力即使在很低的情况，阀门也具有良好的密封。另一方面当阀腔内的压力超过一定值时，密封球被推开，压力被卸掉。从而避免在低温及超低温情况下，由于温度异常升高而导致的阀腔压力的突然升高而造成阀体损坏，达到安全泄压、防爆的目的。此外上、下游阀座可分别采用球前密封结构和球后密封结构，使阀门达到两个阀座密封的效果，保证了阀门的密封可靠，延长了阀门的使用寿命。
文档编号F16K5/08GK102829212SQ201210296428
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月20日 优先权日2012年8月20日
发明者钟福来, 金成波, 宋世君, 李华雷, 潘晓琳 申请人:天津祥嘉流体控制系统有限公司