一种强制密封球阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种球阀，尤其涉及一种强制密封球阀，它包括阀体、副阀体、球体、阀座、副阀体流体管道，所述副阀体流体管道外圆上具有螺柱螺母驱动式强制密封装置，其中蜗轮和主动螺柱之间具有平键相联，主动螺柱旋转运动时，可使与其相旋合的从动螺母的轴向滑动键槽沿副阀体流体管道上的导向键作轴向直线运动，可把体外所产生的压力通过压力传递系统使阀腔内的阀座和球体之间产生所需的密封比压，实现低扭矩开、关和强制密封，通过自动化控制系统来完成螺柱螺母驱动式强制密封装置和电动执行器在开、关和密封过程中相关联的动作程序，本实用新型的结构选择相应的材料可适用于各种苛刻的流体和环境。
【专利说明】一种强制密封球阀
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种阀门，特别涉及一种强制密封球阀。
【背景技术】
[0002]球阀是一种具有流道的球体作为关闭件的阀门，它具有流阻小，不破坏流体形状，开关方便等优点，但是球体和阀座之间在开关时所产生的磨损也是目前的一大难题，它严重地影响了阀门的使用期，阀门业界的研究人员为此也做了大量的工作，如中国发明专利CN201310323798所公开的一种“低扭矩无磨损固定球阀”此发明在结构和使用性能上又具有重大进步，具体表现在球阀启闭时的旋转是球体相对于阀座是在比压很小的状态下完成90°旋转动作的，所以称之为“低扭矩无磨损固定球阀”，但是美中不足之处是:阀座和球体之间关闭时的密封比压是将液压系统的液压能转换成机械能来实现的，所以泄漏控制点多，特别是微泄漏控制难度较大，在高温高压工况下使用时需要增加很多烦琐的装置来保证液压系统在允许温度范围内的工作性能，制造成本较高。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术不足，提供一种能够将固定球球阀的体外所产生的机械压力有效地传递到阀腔内球体和阀座的密封面，并产生密封比压，实现强制密封和低扭矩开、关。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的:一种强制密封球阀，它包括阀体、副阀体、具有流道的球体、阀座、上阀杆、下阀杆、电动执行机构、副阀体流体管道和压力传递系统，其特征在于:所述副阀体流体管道的外圆上安装有螺柱螺母驱动式强制密封装置，其螺柱螺母驱动式强制密封装置中具有一组主动螺柱和从动螺母相互旋合，所述螺柱螺母驱动式强制密封装置和压力传递系统相接。
[0005]所述螺柱螺母驱动式强制密封装置，其中主动螺柱的外圆和蜗轮蜗杆箱体中的蜗轮之间具有平键呈静联接。
[0006]所述主动螺柱的内孔和副阀体流体管道的外圆呈动配合。
[0007]所述主动螺柱的外端面的圆周凹槽中置有数只钢球和蜗轮蜗杆箱体的内侧面相接。
[0008]所述主动螺柱的外螺纹部分伸出于蜗轮蜗杆箱体之外和安装于副阀体流体管道外圆上的从动螺母的内螺纹相旋合。
[0009]所述从动螺母的内孔和副阀体流体管道的外圆相配套，从动螺母的内孔具有轴向滑动键槽，其轴向滑动键槽和安装于副阀体流体管道的键槽中所置的导向键呈轴向滑动联接。
[0010]所述蜗轮蜗杆箱体固定安装在副阀体流体管道的外圆之上。
[0011]所述压力传递系统，是其阀座的背部具有数只呈圆周排列的不通孔，其不通孔中分别置有弹簧，弹簧的外侧置有与不通孔相配合的柱塞，柱塞外端和传力板相接，传力板的外侧面又与传力杆粗圆杆部分的内端面相接，其传力杆的同轴上还具有细圆杆部分，其细圆杆部分的外圆与静密封安装于副阀体上的填料筒中所置填料的内孔相配合，并由螺纹填料压套压紧填料，使传力杆的细圆杆部分和填料呈动密封配合，其传力杆的细圆杆部分伸出于螺纹填料压套之外，传力杆的细圆杆部分的端部置有微调螺母和从动螺母的内侧面相接。
[0012]所述一种强制密封球阀，其开、关过程中所要求电动执行器和螺柱螺母驱动式强制密封装置之间相互关联的顺序动作可采用PLC等自动化控制来实现。
[0013]上述技术方案是本实用新型的第一实施例。
[0014]本实用新型的第二实施例是:除去将第一实施例中的主动螺柱改为主动螺母及从动螺母改为从动螺柱外，其它结构均为相同。
[0015]所述蜗轮的内孔和主动螺母外圆之间具有平键相联。
[0016]所述主动螺母的内孔和副阀体流体管道的外圆呈动配合。
[0017]所述主动螺母的外端面的圆周凹槽中置有数只呈圆周排列的钢球和蜗轮蜗杆箱体的内侧面相接。
[0018]所述主动螺母的内螺纹部分伸出于蜗轮蜗杆箱体之外和安装于副阀体流体管道外圆上的从动螺柱的外螺纹相旋合。
[0019]所述从动螺柱的内孔具有轴向滑动键槽。
[0020]所述从动螺柱的轴向滑动键槽和副阀体流体管道外圆的键槽中所置的导向键呈轴向滑动配合。
[0021]本实用新型的有益效果是:
[0022]1、本实用新型一种强制密封球阀在开、关时.球体与阀座之间是在低摩擦无磨损下相对旋转的，减少了传统球阀在密封压力下旋转来完成开关而造成的严重磨损，本实用新型启闭扭矩很低、磨损很小、无卡阻现象发生。
[0023]2、本实用新型一种强制密封球阀球体与阀座之间的密封，是球阀体外具有螺柱螺母驱动式强制密封装置，其装置中所产生机械压力通过压力传递系统将机械压力传递到阀腔内球体和阀座的密封面，并产生密封比压，蜗轮蜗杆为机械传动并具有自锁性能有效地防止球体和阀座之间的微泄漏，特别是在高温、高压、高磨损等苛刻工况条件下使用的金属硬密封固定球球阀采用本实用新型，其密封性能、安全性能、操作性能、使用寿命都能达到最佳效果和可靠的保证。
[0024]3、本实用新型的使用期得到了很大的提高，是传统球阀多倍的使用寿命，能够在很大程度上节省资源。
[0025]4、本实用新型一种强制密封球阀的结构采用PLC控制实现自动化和远程控制。
[0026]5、本实用新型一种强制密封球阀的结构简单、制造方便，零部件可根据管路系统中流体介质的参数选择合适的材料制造，能够适用于各种苛刻流体环境，流道形状可与流体管道相同，无变形弯道，无缺口，不破坏流体形状、无旋涡区、噪音低、振动小，同时对驱动装置中的电机功率要求减小，所以节能效果非常显著。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型实施例一的开启状态的结构示意图。
[0028]图2为本实用新型实施例一的关闭状态的结构示意图。
[0029]图3为本实用新型实施例二的结构示意图。
[0030]图4为本实用新型所提供的一种强制密封球阀中相关联的电动执行器和螺柱螺母驱动式强制密封装置与PLC自动化控制系统连接示意图。
[0031]图中标记为:1.阀体，2.副阀体，3.球体，4.阀座，5.弹簧，6.柱塞，7.传力板，
8.传力杆，9.填料筒，10.填料，11.螺纹填料压套，12.微调螺母，13.从动螺母，14.轴向滑动键槽15.副阀体流体管道，16.键槽，17.导向键，18.主动螺柱，19.钢球，20.平键，21.蜗轮，22.蜗杆，23.蜗轮蜗杆箱体，24.上阀杆，25.下阀杆，26.电动执行器，27.螺柱螺母驱动式强制密封装置，28.PLC自动化控制系统，29.主动螺母，30.从动螺柱，31.阀座填料。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明:
[0033]如图1所示本实用新型第一实施例的开启状态的结构示意图，它包括阀体1、副阀体2、上阀杆24、下阀杆25、电动执行机构26、具有流道的球体3、阀座4、阀座填料31，所述阀座4的外侧具有压力传递系统和安装于副阀体流体管道15外圆上的螺柱螺母驱动式强制密封装置27相接，所述压力传递系统是:阀座的背部具有数只呈圆周排列的不通孔，其不通孔中分别置有弹簧5，弹簧5的外侧置有与不通孔相配合的柱塞6，柱塞6外端和传力板7相接，传力板7的外侧面又与传力杆8的粗圆杆部分内端面相接，其传力杆8的同轴上还具有细圆杆部分，其细圆杆部分与静密封安装于副阀体2上的填料筒9中所置填料10的内孔相配合，并在螺纹填料压套11的压紧力下压紧填料10呈动密封配合，其传力杆8的细圆杆部分伸出于螺纹填料压套11之外，传力杆8的细圆杆部分的端部置有一微调螺母12，其微调螺母12与安装于副阀体流体管道15外圆上的螺柱螺母驱动式强制密封装置27中的从动螺母13的内侧面相接，所述螺柱螺母驱动式强制密封装置27，它包括:蜗杆22、蜗轮21、蜗轮蜗杆箱体23、平键20、主动螺柱18、从动螺母13和导向键17作为主要机件构成，其蜗轮蜗杆箱体23固定安装在副阀体流体管道15的外圆之上，其蜗轮21的内孔和主动螺柱18外圆之间具有平键20相联，主动螺柱18的内孔和副阀体流体管道15的外圆呈动配合，其主动螺柱18的外端面的圆环凹槽中置有数只呈圆周排列的钢球19和蜗轮蜗杆箱体15的内侧面相接,可减少主动螺柱18和蜗轮蜗杆箱体23之间的摩擦力，其主动螺柱18的外螺纹伸出于蜗轮蜗杆箱体15之外和安装于副阀体流体管道15外圆上的从动螺母13的内螺纹相旋合，所述从动螺母13的内孔具有轴向滑动键槽14，其轴向滑动键槽14和副阀体流体管道15外圆的键槽16中所置的导向键17呈轴向滑动配合。
[0034]如图2所示，本实用新型第一实施例的一种强制密封球阀的关闭状态的结构示意图和密封过程说明，所述密封过程:第一步是上阀杆24和与之相连带的球体3在电动执行器26的作用下由开启朝关闭方向旋转90°使球体3的密封面和阀座4的密封面相互对应，第二步是螺柱螺母驱动式强制密封装置27中蜗杆16在电机的作用下驱动蜗轮15和主动螺柱18在副阀体流体管道15上旋转，由于与副阀体流体管道15相配合的从动螺母13的内孔有一轴向滑动键槽14，其轴向滑动键槽14和安装于副阀体流体管道15上的键槽16中所置的导向键17呈轴向滑动配合，由于上述结构，从动螺母13仅能在副阀体流体管道15上作直线轴向运动，所以主动螺柱18在蜗杆22和蜗轮21作用下所产生的旋转力通过从动螺母13可转换为轴向推力，在此推力下从动螺母13沿导向键17向内作轴向位移，并通过压力传递系统将固定球球阀体外所产生的机械压力传递到阀腔内的阀座4，使阀座4和球体3之间产生所需的密封比压，并达到强制密封的效果。
[0035]图3所述本实用新型的第二实施例，除去将第一实施例中的主动螺柱改为主动螺母以及将从动螺母改为从动螺柱外，其它结构均为相同，它包括:电机、蜗杆22、蜗轮21、蜗轮蜗杆箱体23、平键20、主动螺母29、从动螺柱30和导向键17作为主要机件构成，其蜗轮蜗杆箱体23固定安装在副阀体流体管道15的外圆之上，其蜗轮21的内孔和主动螺母29外圆之间具有平键20相联，主动螺母29的内孔和副阀体流体管道15的外圆呈动配合，其主动螺母29的外端面的圆周凹槽中置有数只呈圆周排列的钢球19和蜗轮蜗杆箱体23的内侧面相接，其主动螺母29的内螺纹长度部分伸出于蜗轮蜗杆箱体23之外，其主动螺母29的内螺纹和安装于副阀体流体管道15外圆上的从动螺柱30的外螺纹相旋合，所述从动螺柱30的内孔具有轴向滑动键槽14，其轴向滑动键槽14和副阀体流体管道15外圆的键槽16中所置的导向键17呈轴向滑动配合。
[0036]如图4所示，本实用新型一种强制密封球阀，其自动化控制系统28采用了 PLC等电子、电器元器件来控制与之相关联的电动执行器26和螺柱螺母驱动式强制密封装置27以实现开、关动作程序。
[0037]在说明书等文件中所述的“内” “外”是相对的概念，在涉及同一零件的轴向方向时，以球体4为基准，以朝向或接近球体3的方向或接近位置为“内”，反之为“外。
【权利要求】
1.一种强制密封球阀，它包括阀体(I)、副阀体(2)、具有流道的球体(3)、阀座(4)、上阀杆(24)、下阀杆(25)、电动执行机构(26)、副阀体流体管道(15)和压力传递系统，其特征在于:所述副阀体流体管道(15)的外圆上具有一组主动螺柱(18)和从动螺母(13)相互旋合，所述主动螺柱(18)的外圆和蜗轮蜗杆箱体(23)中的蜗轮(21)之间具有平键(20)相联接，所述主动螺柱(18)的外端面的圆周凹槽中置有数只钢球(19)和蜗轮蜗杆箱体(23)的内侧面相接，所述主动螺柱(18)的内孔和副阀体流体管道(15)的外圆呈动配合，所述从动螺母(13)的内孔和副阀体流体管道(15)的外圆相配套，其从动螺母(13)的内孔具有轴向滑动键槽(14)，其轴向滑动键槽(14)和安装于副阀体流体管道(15)的键槽(16)中所置的导向键(17)呈轴向滑动联接，由蜗杆(22)、蜗轮(21)、蜗轮蜗杆箱体(23)、平键(20)、主动螺柱(18)、从动螺母(13)和导向键(17)作为主要机件构成螺柱螺母驱动式强制密封装置，所述螺柱螺母驱动式强制密封装置和压力传递系统相接。
2.根据权利要求1所述的一种强制密封球阀，其特征在于:所述主动螺柱(18)的外螺纹部分伸出于蜗轮蜗杆箱体(23)之外和安装于副阀体流体管道(15)外圆上的从动螺母(13)内螺纹相旋合。
3.根据权利要求1所述的一种强制密封球阀，其特征在于:所述螺柱螺母驱动式强制密封装置(27)中的蜗轮蜗杆箱体(23)固定安装在副阀体流体管道(15)的外圆之上。
4.根据权利要求1或2所述的一种强制密封球阀，其特征在于:所述压力传递系统，是其阀座(4)的背部具有数只呈圆周排列的不通孔，其不通孔中分别置有弹簧(5)，弹簧(5)的外侧置有与不通孔相配合的柱塞￠)，柱塞(6)外端和传力板(7)相接，传力板(7)的外侧面又与传力杆(8)上粗圆杆部分的内端面相接，其传力杆(8)的同轴上还具有细圆杆部分，其细圆杆部分的外圆与静密封安装于副阀体⑵上的填料筒(9)中所置填料(10)的内孔相配合，并由螺纹填料压套(11)压紧填料(10)，使传力杆(8)的细圆杆部分和填料(10)呈动密封配合，其传力杆(8)的细圆杆部分伸出于螺纹填料压套(11)之外，传力杆(8)的细圆杆部分的端部置有微调螺母(12)和从动螺母(13)的内侧面相接。
5.根据权利要求1所述的一种强制密封球阀，其特征在于:所述螺柱螺母驱动式强制密封装置(27)中所具有一组相互旋合的主动螺柱(18)和从动螺母(13)，它们还可以更换为另一组主动螺母(29)和从动螺柱(30)相互旋合的结构形式出现。
【文档编号】F16K5/08GK203926878SQ201420022632
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2014年1月6日
【发明者】郝思宏 申请人:郝思宏