一种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，包括阀体、球体、阀座和驱动球体旋转的阀杆，阀座可相对阀体滑动地设于与入口流体通道和出口流体通道连通处的阀体的空腔内；阀座上环设有可封堵球体内部流道与阀体空腔连通处的密封环，入口流体通道和出口流体通道处的阀座部分环形外侧壁与阀体可转动配合连接；且部分外侧壁通过环形密封组件与阀体密封连接；环形密封组件包括至少一个单向密封圈，且至少一阀座上的单向密封圈的槽口同向且背对于球体设置。本发明通过在阀座与阀体之间设置单向密封圈使该球阀具有超压泄放的功能，解决了阀体内部的高压造成球阀损坏的问题，延长了球阀的使用寿命，同时通过蜗轮蜗杆驱动机构实现密封可调的功能。
【专利说明】—种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种球阀，尤其是一种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀。
【背景技术】
[0002]球阀作为一种截止阀对管路进行控制，其应用范围较广，而且在不同的【技术领域】对球阀的功能有不同的要求。在液化石油气或煤气等传输过程中，液化的气体极容易发生汽化现象，例如，当球阀阻断介质的流道的时候，球阀的球体内部的通道中会有一些介质残留并进入阀体的空腔内，如果残留的介质发生汽化现象，会在阀体内产生很高的内压，如果这些压力得不到及时的释放，可能会导致球阀的阀体破坏，甚至有可能造成安全事故，例如，液化天然气(LNG)气化后体积扩大为原来的600倍，如果较高的压力得不到有效的释放，承受高压的球阀极容易引起安全事故的发生，严重缩短球阀的使用寿命。
[0003]另外，球阀主要是用来阻断或接通管路中的介质，球阀主要依靠阀座上的密封件与球体之间进行挤压密封，而挤压力主要来源于预紧力，还有一些球阀利用球阀的结构依靠介质的挤压提供。然而球阀在使用一段时间后，由于阀座上的密封件与球体长时间的摩擦，密封件极易磨损，导致预紧力下降，进而导致球阀发生泄漏，解决泄漏的常规做法是拆卸阀门重新安装密封件，重新调整，这种操作方式费时费力。所以球阀需要能够不断调整阀座预紧力的机构。
[0004]现有技术中，在申请号为201410108546.9，专利名称为“一种内压自控球阀”公开了一种具有高压泄放功能的球阀，主要是在阀体的空腔内部设置柱塞换向阀实现阀体高压介质释放到连接球阀的上游或下游，虽然上述的球阀可以实现较好的泄压功能，但是实现泄放功能的结构较复杂，而且加工和装配的难度较大，极大程度地提高了球阀的生产和制造成本。
[0005]另外，现有技术中，在申请号为01122998.5，专利名称为“密封压力可调式自动补偿球阀”公开了一种密封压力可调式自动补偿球阀，其技术关键在于依靠在阀座上加工锥面，在阀体圆周上安装多个调节定位螺栓，通过调节定位螺栓来挤压锥面，达到调整的目的。这种方式有以下几个缺点:首先，很难调整均匀，因为在圆周上布置多个调整点，各个调整点是单独调整的，很难将其调整的都比较一致，有一个不一致就会导致阀座上力分布不均匀造成局部泄露。其次，调整能力有限，限于阀体和锥面尺寸，在阀门轴向上的调整量很有限，不能够连续可调。再次，开多个孔会减少阀体强度。
[0006]鉴于此提出本发明。
【发明内容】
[0007]本发明的目的为克服现有技术的不足，提供一种结构简单，成本较低且具有较好的调节补偿和高压泄放功能以及较好的密封性能，使用寿命较长且适用于各种液体和液化气体管路系统的具有高压泄放功能的新型密封可调球阀。
[0008]为了实现该目的，本发明采用如下技术方案:一种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，包括阀体、球体、阀座和驱动球体旋转的阀杆；
[0009]所述的阀体为一空腔结构，且所述的阀体上设有连通所述空腔的入口流体通道和出口流体通道，所述的球体设于入口流体通道和出口流体通道之间；
[0010]所述的球体可旋转地设置在所述阀体的空腔内；所述的阀杆的一端贯入于阀体内且与球体固定连接；
[0011]所述的阀座可相对阀体转动地设于与入口流体通道和出口流体通道连通处的阀体的空腔内；
[0012]所述的阀座上环设有可封堵球体内部流道与阀体空腔连通处的密封环，所述的入口流体通道和出口流体通道处的阀座部分环形外侧壁与阀体可转动配合连接；且部分外侧壁通过环形密封组件与阀体密封连接；所述的环形密封组件包括至少一个单向密封圈，且至少一阀座上的单向密封圈的槽口背对或均背对于球体设置。单向密封圈具有单方向泄放功能，通过在阀座上设置单向密封圈可以使阀体容腔内的高压流体介质通过单向密封圈泄放到流体的上游或下游，该球阀实现泄放功能的结构简单，成本较低，且便于安装，可靠性较高，可以根据球阀的实际的工况选取单向密封圈的个数，通过设置单向密封圈的槽口的方向控制高压流体介质的朝流体的上游、下游或上下游同时泄放的功能。
[0013]前述的这种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀中，所述的阀体和阀座之间设有驱动阀座整体向球体方向动作的阀座驱动装置，所述的阀座驱动装置包括一可将阀体外部的作用力传递到阀体内部的第一传动件和与第一传动件相配合并设于阀体空腔内部且可直接驱动阀座动作的第二传动件；所述的阀座驱动装置部分设置于阀体的空腔内，设置在阀体的空腔内部的阀座驱动装置设置在不同阀座上的环形密封组件之间的阀体空腔内部;
[0014]或者所述的阀座驱动装置包括一可将阀体外部的作用力传递到阀体内部的第一传动件和与第一传动件相配合并设于阀体空腔内部且可间接驱动阀座动作的第二传动件，所述的阀座驱动装置还包括一与第二传动件同轴的第三传动件，所述的第二传动件通过第三传动件与阀座相连接；所述的阀座驱动装置部分设置于阀体的空腔内，设置在阀体的空腔内部的阀座驱动装置设置在不同阀座上的环形密封组件之间的阀体空腔内部。
[0015]所述的阀座驱动装置可以给阀座一个整体向球体方向动作的作用力，该作用力可使阀座上的密封环与球体呈环形接触，且使阀座的环形受力点受力均匀，有效地克服了传统的多点调节容易泄露的缺点，具有很好的密封性能。
[0016]前述的这种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀中，设于入口流体通道附近的阀座上单向密封圈的槽口背对或均背对于球体设置；设于出口流体通道附近的阀座上的至少一个单向密封圈的槽口正对球体设置；该种单向密封圈的设置方式可以实现球阀内部的高压介质朝流体上游泄放的功能。
[0017]或者设于入口流体通道和设于出口流体通道附近的阀座上的单向密封圈的槽口背对或均背对球体设置；该种单向密封圈的设置方式可以实现球阀内部的高压介质可朝流体上游和下游同时泄放的功能。
[0018]再或者所述的入口流体通道附近的阀座上至少一个单向密封圈的槽口正对球体设置，设于出口流体通道附近的阀座上的单向密封圈的槽口背对或均背对球体设置。该种单向密封圈的设置方式可以实现球阀内部的高压介质可朝流体下游泄放的功能。
[0019]前述的这种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀中，所述的入口流体通道和出口流体通道处的阀体上设有沿靠近球体的方向逐级增大的环形阶梯空腔，所述阀座均具有相互配合的环形阶梯结构；所述的阀座的部分外侧壁与阀体的部分内侧壁可转动配合连接，当阀座被调节时，保证阀座在阀体的指定内壁进行旋转滑动；阀座的部分外侧壁与阀体上的环形阶梯空腔的部分内侧壁通过单向密封圈密封连接，通过单向密封圈实现阀座与阀体的内壁密封连接，同时实现该球阀的泄放功能，所述的单向密封圈个数可以根据球阀所要求的密封性能和实现泄放功能的压力的大小选取。
[0020]前述的这种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀中，远离球体的阀座的一端上的环形阶梯的轴向外侧壁部分与阀体的一轴向内侧壁可转动配合连接，且阀座上的该轴向侧壁与靠近球体一侧相邻阶梯的径向侧壁与该处阀体的上述轴向侧壁相邻且靠近球体的径向侧壁和轴向侧壁形成环形间隙空腔，且形成该空腔的阀座的轴向侧壁与阀体的轴向侧壁部分通过一个或一个以上的单向密封圈相连接，相同尺寸的相邻的单向密封圈之间设有与阀座相连接的限位挡。限位挡可以防止相邻的单向密封圈在球阀内部的高压流体介质泄放时使单向密封圈发生异位或变形，进而影响球阀的密封性能。单向密封圈的个数可以根据球阀的设计的密封性能选取。为了进一步改善球阀的密封性能，可以在阀座与阀体的配合处设置多个可容纳单向密封圈的环形的间隙。
[0021]前述的这种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀中，所述的第一传动件为一设置在阀体上并部分贯入阀体的蜗杆；所述的第二传动件为一设于阀体的空腔内并与蜗杆相配合且与阀座同轴配合设置的涡轮，所述的蜗杆的贯入阀体的部分和涡轮均设于所驱动阀座的环形密封组件的靠近球体的一侧的阀体的空腔内。其中涡轮蜗杆的传力方式可以直接或间接驱动阀座向球体方向动作，并使阀座上的密封环与球体呈环形接触，且可以保证环形接触处的各点受力均匀，使其达到较好的密封效果，避免了传统多点调节的各点受力不均匀容易造成泄漏的问题。另外，通过该调节方式可以实现连续调节的功能，且调节量较大，使其具有较好的可调性。
[0022]前述的这种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀中，所述的阀体上设有安装蜗杆且与阀体空腔相连通的安装孔，所述的蜗杆一端贯通于安装孔且可相对安装孔旋转设置并与涡轮配合连接，所述蜗杆与安装孔之间为密封连接。为了安装方便可以将蜗杆分成两段，一段为含有与涡轮配合的部分，另一段为将阀体外部力传递到阀体内部的调节杆，所述的调节杆与具有蜗杆齿的蜗杆能够同步转动，调节杆一端外伸于阀体，通过外伸于阀体的调节杆将阀体外部的力传递到阀体的内部，传递到阀体内部的力驱动涡轮旋转，进而直接或间接驱动阀座向球体方向动作。
[0023]前述的这种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀中，所述的涡轮为环形结构，且涡轮内侧壁直接与阀座的外侧壁螺纹连接或通过第三传动件与阀座相连接，且所述的涡轮的一端与阀体可转动连接；优选地，所述的第三传动件为一与涡轮同轴的环形结构的推动螺母，所述的推动螺母的外侧壁与涡轮的内侧壁为键连接，所述推动螺母内侧壁至少部分与阀座的外侧壁为螺纹配合连接；所述的推动螺母的一端直接或通过弹性部件与阀体内壁相连接。当涡轮内侧壁直接与阀座之间的螺纹连接时，涡轮通螺纹将力直接传递到阀座上，使阀座向球体方向动作；当通过推动螺母时，蜗杆将力传递给涡轮，涡轮通过一同转动的推动螺母将力传递给阀座，使阀座向球体方向动作，该种传力方式主要是通过键和推动螺母与阀座之间的螺纹结构传力，采用该种传力方法可以释放一部分有害内应力。所述的弹性部件常选用碟簧。
[0024]前述的这种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀中，所述涡轮一侧设有一与涡轮同轴且一体的环形凸起，所述的环形凸起与涡轮形成一环形挡肩；所述的阀体内部空腔具有与所述的环形挡肩配合的台阶结构，所述的挡肩可旋转地与所述台阶结构相嵌套。在传力过程中，环形凸起对涡轮起到限位的作用，避免涡轮发生轴向窜动，提高了传动的可靠性。
[0025]前述的这种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀中，所述的阀体上还设有一开孔，所述的开孔处封设有一盖体，所述的阀杆的一端贯穿于盖体并与球体相连接，所述的阀杆与盖体之间为可旋转密封连接；
[0026]所述的蜗杆设于具有阀杆一侧的阀体上，所述的蜗杆的蜗杆齿部分的两侧为光杆结构，所述的光杆部分通过一设于开孔与阀体的空腔连接处的蜗杆定位架固定，所述的蜗杆定位架具有与蜗杆相配合的限位槽和防止涡轮轴向窜动的定位台阶；为了对蜗杆的自由度进行限制，通过蜗杆定位架对蜗杆的光杆部分进行限制。
[0027]所述的盖体还具有一凸起，所述的凸起设于开孔内并通过该凸起直接将对蜗杆限位的蜗杆定位架压设于与阀杆相连接处的球体的端面上；
[0028]或者所述的凸起设于开孔内并通过该凸起通过一缓冲垫将对蜗杆限位的蜗杆定位架压设于与阀杆相连接处的球体的端面上。
[0029]前述的这种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀中，所述的盖体与阀杆具有多级密封结构，且密封结构分别设置在靠近球体的阀杆贯入处的和远离球体的贯出处的盖体与阀杆的配合处。
[0030]所述的阀杆为阶梯变径结构，且与球体的连接处的杆径较大，所述的盖体具有孔径变小的一与变径处配合的阶梯孔，在阀杆的杆径较大的变径处与盖体之间设有一具有一级内阶梯的套管，且该套管的内壁和外壁上均设有一个以上的放置密封圈的槽，并通过密封件对该处阀杆和盖体进行密封。
[0031]在阀杆的贯入处和贯出处之间的阀杆与盖体之间形成一空腔。
[0032]沿远离球体的方向，且在阀杆的贯出处的盖体上具有以孔径变大的阶梯结构，在该孔径较小的阀杆与盖体的开孔之间设有一外径变大的阶梯套管，且该处的阀杆与盖体通过该阶梯套管相连接，在阶梯套管的上部设有一环形套管，所述的环形套管的内壁和外壁上均设有一个以上的环形槽，在所述的环形槽内设置单向密封圈，所述的单向密封圈的槽口均正对球体设置。所述的环形套管上部的阀杆与盖体之间的间隙设有填充材料，且在填充材料的上方还设有一内壁和外壁上设有密封圈的环形套管，上述的环形套管和填充材料均通过一压盖压设在该处的盖体的阶梯结构上。通过多级密封改善了球阀的密封性能，使球阀具有更高的承压能力。
[0033]采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果:本发明通过在阀座与阀体之间设置单向密封圈使该球阀具有超压泄放的功能，解决了阀体内部的高压造成球阀损坏的问题，延长了球阀的使用寿命，同时通过蜗轮蜗杆驱动机构实现密封可调的功能；另外，本发明所述球阀通过涡轮蜗杆形式的阀座驱动机构使阀座整体向球体方向移动，使阀座上的密封环与球体形成良好的密封配合，避免传统的调节方式多个调节点调节不均匀造成泄漏的问题；另外，采用该种调节方式可以连续调节，且调节量较大；与传统的可调节的球阀相t匕，本球阀的阀体上的开孔较少，阀体的强度较高，具有较高的承压能力，且存在的漏点较少。
[0034]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1:本发明的结构示意图一；
[0036]图2:本发明的结构示意图二；
[0037]图3:图1的局部放大视图A ；
[0038]图4:图1的局部放大视图B ；
[0039]图5:蜗杆定位架的剖视图。
[0040]其中:1、阀体，2、球体，3、阀座，4、阀杆，5、入口流体通道，6、出口流体通道，7、密封环，8、蜗杆，9、涡轮，10、推动螺母，11、弹性部件，12、环形凸起，13、安装孔，14、蜗杆定位架，15、盖体，16、限位槽，17、定位台阶，18、缓冲垫，19、间隙空腔，20、限位挡，21、阶梯孔，22、套管，23、空腔，24、阶梯套管，25、环形套管，26、填充材料，27、环形套管，28、压盖，29、压环。
【具体实施方式】
[0041]本发明的实施例一:一种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，如图1和图2所示，包括阀体1、球体2、阀座3和驱动球体2旋转的阀杆4 ；
[0042]所述的阀体I为一空腔结构，且所述的阀体I上设有连通所述空腔的入口流体通道5和出口流体通道6，所述的球体2设于入口流体通道5和出口流体通道6之间；
[0043]所述的球体2可旋转地设置在所述阀体I的空腔内；所述的阀杆4的一端贯入于阀体I内且与球体2固定连接；
[0044]所述的阀座3可相对阀体I转动地设于与入口流体通道5和出口流体通道6连通处的阀体I的空腔内；
[0045]所述的阀座3上环设有可封堵球体2内部流道与阀体I空腔连通处的密封环7，所述的入口流体通道5和出口流体通道6处的阀座3部分环形外侧壁与阀体I可转动配合连接；且部分外侧壁通过环形密封组件与阀体I密封连接；所述的环形密封组件包括三个单向密封圈，且至少一阀座3上的单向密封圈的槽口背对或均背对于球体2设置。
[0046]所述的阀体I和阀座3之间设有驱动阀座3整体向球体2方向动作的阀座驱动装置，所述的阀座驱动装置包括一可将阀体外部的作用力传递到阀体内部的第一传动件和与第一传动件相配合并设于阀体I空腔内部且可间接驱动阀座3动作的第二传动件，所述的阀座驱动装置还包括一与第二传动件同轴的第三传动件，所述的第二传动件通过第三传动件与阀座3相连接；所述的阀座驱动装置部分设置于阀体I的空腔内，设置在阀体I的空腔内部的阀座驱动装置设置在不同阀座3上的环形密封组件之间的阀体I空腔内部。
[0047]在该球阀中，设于入口流体通道5和设于出口流体通道6附近的阀座3上的单向密封圈的槽口均背对球体2设置。该种单向密封圈的设置方式可以实现阀体I内部的高压流体从流体的上游和下游同时泄放，有效地减小了球阀的内部压力，并保证球阀具有一个良好的工况。
[0048]如图3所示，所述的入口流体通道5和出口流体通道6处的阀体I上设有沿靠近球体2的方向逐级增大的环形阶梯空腔，所述阀座3均具有相互配合的环形阶梯结构；所述的阀座3的部分外侧壁与阀体I的部分内侧壁可转动配合连接，且阀座3的部分外侧壁与阀体I上的环形阶梯空腔的部分内侧壁通过单向密封圈密封连接。通过上述结构在保证阀座3可以轴向动作的同时起到密封的作用。
[0049]远离球体2的阀座3的一端上的环形阶梯的轴向外侧壁部分与阀体I的一轴向内侧壁可转动配合连接，且阀座3上的该轴向侧壁与靠近球体2 —侧相邻阶梯的径向侧壁与该处阀体I的上述轴向侧壁相邻且靠近球体2的径向侧壁和轴向侧壁形成环形间隙空腔19，且形成该空腔的阀座3的轴向侧壁与阀体I的轴向侧壁部分通过两个单向密封圈相连接，相同尺寸的相邻的单向密封圈之间设有与阀座3相连接的限位挡20。所述的限位挡20环设并固定在阀座3上。防止该球阀在使用过程中两个单向密封圈相互挤压变形影响密封效果。为了进一步改善球阀的密封性能，阀座3与配合处的阀体多设一级环形阶梯，且通过一个具有一级凸缘的压环29将一单向密封圈压设在该处的阀座3与阀体I之间的间隙内，避免该单向密封圈发生窜动。
[0050]所述的第一传动件为一设置在阀体I上并部分贯入阀体I的蜗杆8 ;所述的第二传动件为一设于阀体I的空腔内并与蜗杆8相配合且与阀座3同轴配合设置的涡轮9 ;所述的蜗杆8的贯入阀体的部分和涡轮9均设于所驱动阀座3的环形密封组件的靠近球体2的一侧的阀体I的空腔内。
[0051]所述的阀体I上设有安装蜗杆8且与阀体I空腔相连通的安装孔13，所述的蜗杆8 —端贯通于安装孔13且可相对安装孔13旋转设置并与涡轮9配合连接，所述蜗杆8与安装孔13之间为密封连接。该密封连接是通过设于蜗杆8与安装孔13之间的三个槽口正对蜗杆8的蜗杆齿的单向密封圈，有效地解决了球阀空腔内的高压作用下发生泄漏的问题。所述的涡轮9和设于阀体I空腔内部的蜗杆8部分设于靠近球体2的环形密封组件一侧。
[0052]所述的涡轮9为环形结构，且涡轮9内侧壁通过第三传动件与阀座3相连接，且所述的涡轮9的一端与阀体I可转动连接；
[0053]所述的第三传动件为一与涡轮9同轴的环形结构的推动螺母10，所述的推动螺母10的外侧壁与涡轮9的内侧壁为键连接，所述推动螺母10内侧壁至少部分与阀座3的外侧壁为螺纹配合连接；所述的推动螺母10的一端通过弹性部件11与阀体内壁相连接。所述的弹性部件11选用弹性碟簧，所述的弹性碟簧具有预紧的作用。
[0054]所述涡轮9 一侧设有一与涡轮9同轴且一体的环形凸起12，所述的环形凸起12与涡轮9形成一环形挡肩；所述的阀体I内部空腔具有与所述的环形挡肩配合的台阶结构，所述的挡肩可旋转地与所述台阶结构相嵌套。该种配合可以保证涡轮9在旋转时不发生轴向窜动。
[0055]所述的阀体I上还设有一开孔，所述的开孔处封设有一盖体15，所述的阀杆4的一端贯穿于盖体15并与球体2相连接，所述的阀杆4与盖体15之间为可旋转密封连接；所述的阀杆4通过单向密封圈与盖体15密封连接，且所述的单向密封圈的槽口均正对球体2设置。防止高压流体从阀杆4与盖体15之间的间隙泄漏到外界环境，避免在传递有毒或易燃易爆流体的泄漏造成环境和安全问题。
[0056]所述的蜗杆8设于具有阀杆4 一侧的阀体I上，所述的蜗杆8的蜗杆齿部分的两侧为光杆结构，所述的光杆部分通过一设于开孔与阀体I的空腔连接处的蜗杆定位架14固定，如图5所示，所述的蜗杆定位架14具有与蜗杆8相配合的限位槽16和防止涡轮9轴向窜动的定位台阶17 ;为了便于安装，将蜗杆8分成两个部分，包括蜗杆齿部分和调节杆部分，所述的蜗杆齿部分两端均为光杆，通过两端的光杆固定在蜗杆定位架14上，调节杆部分的一端从阀体I上的安装孔13贯入并与蜗杆齿部分固定连接，另一端外伸于阀体1，且该端通过一防护盖保护。
[0057]所述的盖体15还具有一凸起，所述的凸起设于开孔内并通过该凸起通过一缓冲垫18将对蜗杆8限位的蜗杆定位架14压设于与阀杆4相连接处的球体2的端面上。
[0058]如图4所示，前述的这种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀中，所述的盖体15与阀杆4具有多级密封结构，且密封结构分别设置在靠近球体的阀杆贯入处的和远离球体的贯出处的盖体15与阀杆4的配合处。
[0059]所述的阀杆4为阶梯变径结构，且与球体2的连接处的阀杆杆径较大，所述的盖体15具有一与其配合的阶梯孔21，在阀杆4的杆径较大的变径处与盖体15之间设有一具有一级内阶梯的套管22，且该套管22的内壁和外壁上均设有一个以上的放置单向密封圈的槽，并通过单向密封圈对该处阀杆4和盖体15进行密封。所述的单向密封圈的槽口正对球体2的方向设置。
[0060]在阀杆的贯入处和贯出处之间的阀杆与盖体之间形成一空腔23。该空腔可以减小阀杆4与阀盖15配合处的接触面积，如果接触面积较大，增大了阀杆4与阀盖15之间的摩擦力，增大了阀杆4的旋拧难度，该处空腔可降低安装时调节阀杆位置的难度的同时，降低了对阀杆4的加工精度的要求。
[0061]沿远离球体2的方向，且在阀杆4的贯出处的盖体15上具有以孔径变大的阶梯结构，在该孔径较小的阀杆4与盖体15的开孔之间设有一外径变大的阶梯套管24，且该处的阀杆4与盖体15通过该阶梯套管相连接，在阶梯套管的上部设有一环形套管25，所述的环形套管25的内壁和外壁上均设有一个环形槽，在所述的环形槽内设置单向密封圈，所述的单向密封圈的槽口均正对球体设置。所述的环形套管25上部的阀杆4与盖体15之间的间隙设有填充材料26，且在填充材料26的上方还设有一内壁和外壁上设有密封圈的环形套管27，上述的环形套管25、27和填充材料26均通过一压盖28压设在该处的盖体的阶梯结构上。通过多级密封改善了球阀的密封性能，使球阀具有更高的承压能力。并有效地避免了流体介质从阀杆4与盖体15之间的间隙泄漏的问题。
[0062]本发明的实施例二:一种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，包括阀体1、球体2、阀座3和驱动球体2旋转的阀杆4 ；
[0063]所述的阀体I为一空腔结构，且所述的阀体I上设有连通所述空腔的入口流体通道5和出口流体通道6，所述的球体2设于入口流体通道5和出口流体通道6之间；
[0064]所述的球体2可旋转地设置在所述阀体I的空腔内；所述的阀杆4的一端贯入于阀体I内且与球体2固定连接；
[0065]所述的阀座3可相对阀体I转动地设于与入口流体通道5和出口流体通道6连通处的阀体I的空腔内；
[0066]所述的阀座3上环设有可封堵球体2内部流道与阀体I空腔连通处的密封环7，所述的入口流体通道5和出口流体通道6处的阀座3部分环形外侧壁与阀体I可转动配合连接；且部分外侧壁通过环形密封组件与阀体I密封连接；所述的环形密封组件包括至少一个单向密封圈，且至少一阀座3上的单向密封圈的槽口背对或均背对于球体2设置。
[0067]所述的阀体I和阀座3之间设有驱动阀座3整体向球体2方向动作的阀座驱动装置，所述的阀座驱动装置包括一可将阀体I外部的作用力传递到阀体内部的第一传动件和与第一传动件相配合并设于阀体I空腔内部且可直接驱动阀座3动作的第二传动件；所述的阀座驱动装置部分设置于阀体I的空腔内，设置在阀体I的空腔内部的阀座驱动装置设置在不同阀座3上的环形密封组件之间的阀体I空腔内部。
[0068]设于入口流体通道5附近的阀座3上单向密封圈的槽口背对或均背对于球体2设置；设于出口流体通道6附近的阀座3上的至少一个单向密封圈的槽口正对球体2设置。
[0069]所述的入口流体通道5和出口流体通道6处的阀体I上设有沿靠近球体2的方向逐级增大的环形阶梯空腔，所述阀座3均具有相互配合的环形阶梯结构；所述的阀座3的部分外侧壁与阀体I的部分内侧壁可转动配合连接，且阀座3的部分外侧壁与阀体I上的环形阶梯空腔的部分内侧壁通过单向密封圈密封连接。
[0070]远离球体2的阀座3的一端上的环形阶梯的轴向外侧壁部分与阀体I的一轴向内侧壁可转动配合连接，且阀座3上的该轴向侧壁与靠近球体2 —侧相邻阶梯的径向侧壁与该处阀体I的上述轴向侧壁相邻且靠近球体2的径向侧壁和轴向侧壁形成环形间隙空腔19，且形成该空腔的阀座3的轴向侧壁与阀体I的轴向侧壁部分通过一个或一个以上的单向密封圈相连接，相同尺寸的相邻的单向密封圈之间设有与阀座3相连接的限位挡20。
[0071]所述的第一传动件为一设置在阀体I上并部分贯入阀体I的蜗杆8 ;所述的第二传动件为一设于阀体I的空腔内并与蜗杆8相配合且与阀座3同轴配合设置的涡轮9 ;所述的蜗杆8的贯入阀体的部分和涡轮9均设于所驱动阀座3的环形密封组件的靠近球体2的一侧的阀体I的空腔内。
[0072]所述的阀体I上设有安装蜗杆8且与阀体I空腔相连通的安装孔13，所述的蜗杆8 —端贯通于安装孔13且可相对安装孔13旋转设置并与涡轮9配合连接，所述蜗杆8与安装孔13之间为密封连接。
[0073]所述的涡轮9为环形结构，且涡轮9内侧壁直接与阀座3的外侧壁螺纹连接，且所述的涡轮9的一端与阀体I可转动连接；所述涡轮9 一侧设有一与涡轮9同轴且一体的环形凸起12，所述的环形凸起12与涡轮9形成一环形挡肩；所述的阀体I内部空腔具有与所述的环形挡肩配合的台阶结构，所述的挡肩可旋转地与所述台阶结构相嵌套。
[0074]所述的阀体I上还设有一开孔，所述的开孔处封设有一盖体15，所述的阀杆4的一端贯穿于盖体15并与球体2相连接，所述的阀杆4与盖体15之间为可旋转密封连接；
[0075]所述的蜗杆8设于具有阀杆4 一侧的阀体I上，所述的蜗杆8的蜗杆齿部分的两侧为光杆结构，所述的光杆部分通过一设于开孔与阀体I的空腔连接处的蜗杆定位架14固定，所述的蜗杆定位架14具有与蜗杆8相配合的限位槽16和防止涡轮9轴向窜动的定位台阶17 ;
[0076]所述的凸起设于开孔内并通过该凸起通过一缓冲垫18将对蜗杆8限位的蜗杆定位架14压设于与阀杆4相连接处的球体2的端面上。
[0077]本发明的实施例三:一种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，包括阀体1、球体2、阀座3和驱动球体2旋转的阀杆4 ；
[0078]所述的阀体I为一空腔结构，且所述的阀体I上设有连通所述空腔的入口流体通道5和出口流体通道6，所述的球体2设于入口流体通道5和出口流体通道6之间；
[0079]所述的球体2可旋转地设置在所述阀体I的空腔内；所述的阀杆4的一端贯入于阀体I内且与球体2固定连接；
[0080]所述的阀座3可相对阀体I转动地设于与入口流体通道5和出口流体通道6连通处的阀体I的空腔内；
[0081]所述的阀座3上环设有可封堵球体2内部流道与阀体I空腔连通处的密封环7，所述的入口流体通道5和出口流体通道6处的阀座3部分环形外侧壁与阀体I可转动配合连接；且部分外侧壁通过环形密封组件与阀体I密封连接；所述的环形密封组件包括至少一个单向密封圈，且至少一阀座3上的单向密封圈的槽口背对或均背对于球体2设置。
[0082]所述的阀体I和阀座3之间设有驱动阀座3整体向球体2方向动作的阀座驱动装置，所述的阀座驱动装置包括一可将阀体外部的作用力传递到阀体内部的第一传动件和与第一传动件相配合并设于阀体I空腔内部且可间接驱动阀座3动作的第二传动件，所述的阀座驱动装置还包括一与第二传动件同轴的第三传动件，所述的第二传动件通过第三传动件与阀座3相连接；所述的阀座驱动装置部分设置于阀体I的空腔内，设置在阀体I的空腔内部的阀座驱动装置设置在不同阀座3上的环形密封组件之间的阀体I空腔内部。
[0083]所述的入口流体通道5附近的阀座3上至少一个单向密封圈的槽口正对球体2设置，设于出口流体通道6附近的阀座3上的单向密封圈的槽口背对或均背对球体2设置。
[0084]所述的入口流体通道5和出口流体通道6处的阀体I上设有沿靠近球体2的方向逐级增大的环形阶梯空腔，所述阀座3均具有相互配合的环形阶梯结构；所述的阀座3的部分外侧壁与阀体I的部分内侧壁可转动配合连接，且阀座3的部分外侧壁与阀体I上的环形阶梯空腔的部分内侧壁通过单向密封圈密封连接。
[0085]远离球体2的阀座3的一端上的环形阶梯的轴向外侧壁部分与阀体I的一轴向内侧壁可转动配合连接，且阀座3上的该轴向侧壁与靠近球体2 —侧相邻阶梯的径向侧壁与该处阀体I的上述轴向侧壁相邻且靠近球体2的径向侧壁和轴向侧壁形成环形间隙空腔19，且形成该空腔的阀座3的轴向侧壁与阀体I的轴向侧壁部分通过一个或一个以上的单向密封圈相连接，相同尺寸的相邻的单向密封圈之间设有与阀座3相连接的限位挡20。
[0086]所述的第一传动件为一设置在阀体I上并部分贯入阀体I的蜗杆8 ;所述的第二传动件为一设于阀体I的空腔内并与蜗杆8相配合且与阀座3同轴配合设置的涡轮9 ;所述的蜗杆8的贯入阀体的部分和涡轮9均设于所驱动阀座3的环形密封组件的靠近球体2的一侧的阀体I的空腔内。
[0087]所述的阀体I上设有安装蜗杆8且与阀体I空腔相连通的安装孔13，所述的蜗杆8 —端贯通于安装孔13且可相对安装孔13旋转设置并与涡轮9配合连接，所述蜗杆8与安装孔13之间为密封连接。
[0088]所述的涡轮9为环形结构，且涡轮9内侧壁通过第三传动件与阀座3相连接，且所述的涡轮9的一端与阀体I可转动连接；所述的第三传动件为一与涡轮9同轴的环形结构的推动螺母10，所述的推动螺母10的外侧壁与涡轮9的内侧壁为键连接，所述推动螺母10内侧壁至少部分与阀座3的外侧壁为螺纹配合连接；所述的推动螺母10的一端通过弹性部件11与阀体内壁相连接。
[0089]所述涡轮9 一侧设有一与涡轮9同轴且一体的环形凸起12，所述的环形凸起12与涡轮9形成一环形挡肩；所述的阀体I内部空腔具有与所述的环形挡肩配合的台阶结构，所述的挡肩可旋转地与所述台阶结构相嵌套。
[0090]所述的阀体I上还设有一开孔，所述的开孔处封设有一盖体15，所述的阀杆4的一端贯穿于盖体15并与球体2相连接，所述的阀杆4与盖体15之间为可旋转密封连接；
[0091]所述的蜗杆8设于具有阀杆4 一侧的阀体I上，所述的蜗杆8的蜗杆齿部分的两侧为光杆结构，所述的光杆部分通过一设于开孔与阀体I的空腔连接处的蜗杆定位架14固定，所述的蜗杆定位架14具有与蜗杆8相配合的限位槽16和防止涡轮9轴向窜动的定位台阶17 ;
[0092]所述的凸起设于开孔内并通过该凸起通过一缓冲垫18将对蜗杆8限位的蜗杆定位架14压设于与阀杆4相连接处的球体2的端面上。
[0093]以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，包括阀体(I)、球体(2)、阀座(3)和驱动球体⑵旋转的阀杆⑷； 所述的阀体(I)为一空腔结构，且所述的阀体(I)上设有连通所述空腔的入口流体通道(5)和出口流体通道(6)，所述的球体⑵设于入口流体通道(5)和出口流体通道(6)之间； 所述的球体(2)可旋转地设置在所述阀体(I)的空腔内；所述的阀杆(4)的一端贯入于阀体⑴内且与球体⑵固定连接； 所述的阀座(3)可相对阀体(I)转动地设于与入口流体通道(5)和出口流体通道(6)连通处的阀体(I)的空腔内； 所述的阀座(3)上环设有可封堵球体(2)内部流道与阀体(I)空腔连通处的密封环(7)，其特征在于:所述的入口流体通道(5)和出口流体通道(6)处的阀座(3)部分环形外侧壁与阀体(I)可转动配合连接；且部分外侧壁通过环形密封组件与阀体(I)密封连接；所述的环形密封组件包括至少一个单向密封圈，且至少一阀座(3)上的单向密封圈的槽口背对或均背对于球体(2)设置。
2.根据权利要求1所述的具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，其特征在于:所述的阀体⑴和阀座⑶之间设有驱动阀座⑶整体向球体⑵方向动作的阀座驱动装置，所述的阀座驱动装置包括一可将阀体(I)外部的作用力传递到阀体内部的第一传动件和与第一传动件相配合并设于阀体(I)空腔内部且可直接驱动阀座(3)动作的第二传动件；所述的阀座驱动装置部分设置于阀体(I)的空腔内，设置在阀体(I)的空腔内部的阀座驱动装置设置在不同阀座(3)上的环形密封组件之间的阀体(I)空腔内部； 或者所述的阀座驱动装置包括一可将阀体外部的作用力传递到阀体内部的第一传动件和与第一传动件相配合并设于阀体(I)空腔内部且可间接驱动阀座(3)动作的第二传动件，所述的阀座驱动装置还包括一与第二传动件同轴的第三传动件，所述的第二传动件通过第三传动件与阀座(3)相连接；所述的阀座驱动装置部分设置于阀体(I)的空腔内，设置在阀体(I)的空腔内部的阀座驱动装置设置在不同阀座(3)上的环形密封组件之间的阀体(I)空腔内部。
3.根据权利要求1或2所述的具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，其特征在于:设于入口流体通道(5)附近的阀座(3)上单向密封圈的槽口背对或均背对于球体(2)设置；设于出口流体通道(6)附近的阀座(3)上的至少一个单向密封圈的槽口正对球体(2)设置； 或者设于入口流体通道(5)和设于出口流体通道(6)附近的阀座(3)上的单向密封圈的槽口背对或均背对球体(2)设置； 再或者所述的入口流体通道(5)附近的阀座(3)上至少一个单向密封圈的槽口正对球体⑵设置，设于出口流体通道(6)附近的阀座(3)上的单向密封圈的槽口背对或均背对球体⑵设置。
4.根据权利要求3所述的具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，其特征在于:所述的入口流体通道(5)和出口流体通道(6)处的阀体(I)上设有沿靠近球体(2)的方向逐级增大的环形阶梯空腔，所述阀座(3)均具有相互配合的环形阶梯结构；所述的阀座(3)的部分外侧壁与阀体(I)的部分内侧壁可转动配合连接，且阀座(3)的部分外侧壁与阀体(I)上的环形阶梯空腔的部分内侧壁通过单向密封圈密封连接。
5.根据权利要求4所述的具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，其特征在于:远离球体(2)的阀座(3)的一端上的环形阶梯的轴向外侧壁部分与阀体(I)的一轴向内侧壁可转动配合连接，且阀座(3)上的该轴向侧壁与靠近球体(2) —侧相邻阶梯的径向侧壁与该处阀体(I)的上述轴向侧壁相邻且靠近球体(2)的径向侧壁和轴向侧壁形成环形间隙空腔(19)，且形成该空腔的阀座(3)的轴向侧壁与阀体(I)的轴向侧壁部分通过一个或一个以上的单向密封圈相连接，相同尺寸的相邻的单向密封圈之间设有与阀座⑶相连接的限位挡(20)。
6.根据权利要求2-5任一权利要求所述的具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，其特征在于:所述的第一传动件为一设置在阀体(I)上并部分贯入阀体(I)的蜗杆(8);所述的第二传动件为一设于阀体(I)的空腔内并与蜗杆(8)相配合且与阀座(3)同轴配合设置的涡轮(9)，所述的蜗杆(8)的贯入阀体的部分和涡轮(9)均设于所驱动阀座(3)的环形密封组件的靠近球体(2)的一侧的阀体(I)的空腔内。
7.根据权利要求6所述的具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，其特征在于:所述的阀体⑴上设有安装蜗杆⑶且与阀体⑴空腔相连通的安装孔(13)，所述的蜗杆(8)一端贯通于安装孔(13)且可相对安装孔(13)旋转设置并与涡轮(9)配合连接，所述蜗杆(8)与安装孔(13)之间为密封连接。
8.根据权利要求7所述的具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，其特征在于:所述的涡轮(9)为环形结构，且涡轮(9)内侧壁直接与阀座(3)的外侧壁螺纹连接或通过第三传动件与阀座(3)相连接，且所述的涡轮(9)的一端与阀体(I)可转动连接；优选地，所述的第三传动件为一与涡轮(9)同轴的环形结构的推动螺母(10)，所述的推动螺母(10)的外侧壁与涡轮(9)的内侧壁为键连接，所述推动螺母(10)内侧壁至少部分与阀座(3)的外侧壁为螺纹配合连接；所述的推动螺母(10)的一端直接或通过弹性部件(11)与阀体内壁相连接。
9.根据权利要求8所述的具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，其特征在于:所述涡轮(9) 一侧设有一与涡轮(9)同轴且一体的环形凸起(12)，所述的环形凸起(12)与涡轮(9)形成一环形挡肩；所述的阀体(I)内部空腔具有与所述的环形挡肩配合的台阶结构，所述的挡肩可旋转地与所述台阶结构相嵌套。
10.根据权利要求7-9任一权利要求所述的具有高压泄放功能的新型密封可调球阀，其特征在于:所述的阀体(I)上还设有一开孔，所述的开孔处封设有一盖体(15)，所述的阀杆⑷的一端贯穿于盖体(15)并与球体(2)相连接，所述的阀杆⑷与盖体(15)之间为可旋转密封连接； 所述的蜗杆(8)设于具有阀杆(4) 一侧的阀体(I)上，所述的蜗杆(8)的蜗杆齿部分的两侧为光杆结构，所述的光杆部分通过一设于开孔与阀体(I)的空腔连接处的蜗杆定位架(14)固定，所述的蜗杆定位架(14)具有与蜗杆⑶相配合的限位槽(16)和防止涡轮(9)轴向窜动的定位台阶(17)； 所述的盖体(15)还具有一凸起，所述的凸起设于开孔内并通过该凸起直接将对蜗杆(8)限位的蜗杆定位架(14)压设于与阀杆(4)相连接处的球体(2)的端面上； 或者所述的凸起设于开孔内并通过该凸起通过一缓冲垫(18)将对蜗杆(8)限位的蜗 杆定位架(14)压设于与阀杆(4)相连接处的球体(2)的端面上。
【文档编号】F16K5/08GK104265932SQ201410460707
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】滕磊军, 任宏杰, 孙拥军, 施晓丽, 于兰, 李亚鹏, 申靖 申请人:北京航天试验技术研究所