一种半接触式密封球阀的制作方法

本实用新型涉及一种半接触式密封球阀，尤其涉及一种小口径金属硬密封浮动球阀，属于球阀技术领域。

背景技术：

总所周知，球阀的主要功能是切断或接通管道中的流体通道，它的作用原理很简单，借助手柄或其他驱动装置在阀杆上端施加一定的转矩并传递给球体，使它旋转90°（或其他特殊要求的角度除外），球体的通孔则与阀体通道中心线重合或垂直，球阀便完成了全开或全关的动作。球阀以其流体阻力小、开关迅速、阀体内通道平整光滑等特点，已经发展成为一种主要的阀类，在航天、石油、化工、长输管线、轻工业食品、建筑等许多方面都得到了广泛的应用。随着经济、市场需求的发展，一些特殊用途的特殊结构球阀在不断涌现，比如耐高温、耐磨损、耐腐蚀的低摩擦系数的金属球阀的需求。相对于其他控制管道介质流通的阀门，传统的软密封浮动球阀虽然具备球阀固有的特性，然而，传统的浮动硬密封球阀，由于结构单一，缺乏对现场维修服务的快速响应，而且尤其在一些容易发生点腐蚀、介质结晶的特殊工况，比如过热蒸汽管道的对空排气应用方面，由于球面直接面对大气，外界的杂物如混合雨雪等落在此处，由于系统的高位导致球面的温度会达到500多度以上，一方面杂物会被加热硬化粘附在球体表面，另一方面冰冻的雨雪液体会对球面的涂层造成点腐蚀，传统的浮动硬密封球阀无法满足客户及市场需求，极大地限制了硬密封浮动球阀的发展。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种可以极为有效的消除腐蚀性和容易结晶的介质对球阀所带来的损伤，极大地延长了阀门的使用寿命，适用于小口径浮动球阀对密封要求严苛的高压工况的半接触式密封球阀；进一步地，本实用新型提供一种减小了启动时阀杆作用在阀球上的冲击力的半接触式密封球阀；更进一步地，本实用新型提供一种保证阀杆可靠密封性，压盖组件可以在线更换的半接触式密封球阀。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种半接触式密封球阀，包括阀体、阀座和球体，所述阀体内设置有流体通道，所述流体通道上设置有两相对的所述阀座，两所述阀座之间密封式设置有所述球体，所述球体的表面为非连续性球面，所述非连续性球面包括位于所述阀座密封线内圈的球面一和与所述阀座密封线相接触的起到密封作用的球面二；所述球面一的直径小于所述球面二的直径。

所述球面一上设置有若干凹陷。

所述阀座密封线与所述球面二的弧度相配合并形成密封副。

所述阀体内设置有内孔，所述内孔内设置有导向套筒，阀杆扁式一端穿过所述导向套筒顶端后与所述球体顶端的矩形截面孔相连，所述矩形截面孔与所述流体通道相通，所述阀座包括分别设置于所述阀杆两侧的上游支撑阀座和下游阀座，所述上游支撑阀座设置于所述导向套筒内，所述上游支撑阀座和所述导向套筒的上游内壁之间设置有蝶型弹簧，所述下游阀座包括与所述球体相接触的圆柱形的阀座小端和与阀盖相连的圆柱形的阀座大端，所述阀座大端和阀座小端之间有楔形斜面相连，所述阀座大端位于所述导向套筒外部，所述楔形斜面与所述导向套筒的下游端之间由楔形密封圈和垫圈密封。

所述流体通道依次穿过所述导向套筒的上游端、蝶型弹簧、上游支撑阀座、球体和下游阀座。

所述阀体上部固定设置有压盖组件，所述压盖组件上的填料组设置了动载弹簧。

所述阀座和球体的材质均包括金属。

所述阀座和球体的表面均设置有喷涂层。

所述垫圈的材质包括金属。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的一种半接触式密封球阀，其阀座密封面在开关的过程中只和非长期暴露在腐蚀性或以结晶介质中的光滑球面（即球面二）接触，在最大的程度上避免了球体表面由于涂层破损和坚硬结晶附着物的存在而导致的密封面之间夹渣的现象，进而损伤关键密封表面，极大地延长了阀门的使用寿命；球面一上的凹陷的设置，使在凹陷的区域内形成的点腐蚀和堆积物形成的硬点不会在开关过程中刮伤或挤压球体和阀座的喷涂层，使本实用新型使用寿命长；球体与阀杆配合面为矩形截面孔，采用间隙配合，矩形截面孔与流体通道相通，使本实用新型挤压面积增大，减小了启动时阀杆作用在阀球上的冲击力；压盖组件上的填料组设置了动载弹簧，可以持续不断的给填料进行动态应力加载，以保证阀杆可靠密封性，压盖组件可以在线更换。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中球体的结构示意图；

图3为图2中A部分的放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1~图3所示，一种半接触式密封球阀，包括阀体1、蝶型弹簧13、上游支撑阀座11、球体3、导向套筒8、阀杆9、下游阀座12、垫圈15、楔形密封圈16、阀盖14、压盖组件17、动载弹簧18。所述阀体1内设置有流体通道4，所述流体通道4上设置有两相对的所述阀座2，两所述阀座2之间密封式设置有所述球体3，所述阀体1内孔设置导向套筒8，导向套筒8在阀杆9孔处设置了一个孔，阀体1底部依次设置蝶型弹簧13、上游支撑阀座11、球体3，导向套筒8另一端设置垫圈15、楔形密封圈16，阀体1另一端装入下游阀座12和阀盖14，阀杆9为单件整体式锻造，所述的球体3的球面为非连续性球面，所述非连续性球面包括位于所述阀座2密封线内圈的球面一5和与所述阀座2密封线相接触的起到密封作用的球面二6；所述球面一5的直径小于所述球面二6的直径。所述球面一5上设置有若干凹陷7。球体3顶部设置一个矩形截面孔10，将阀杆9扁式一端从阀体1上部装入并装入球体3顶端，矩形截面孔10与流体通道 4相通，挤压面积增大，在球体3关闭位置，矩形截面孔10的长轴与流体通道 4轴线一致，增加浮动球阀的球体的浮动范围，阀体1上部通过螺钉固定压盖组件17，压盖组件17上的填料组设置了动载弹簧18，可以持续不断的给填料进行动态应力加载，保证阀杆9可靠密封性，关闭球体3，压盖组件17可以在线更换。

所述阀座2和球体3的材质均为金属。

所述垫圈15的材质为金属。

所述球体3与阀杆9配合面为矩形截面孔10，采用间隙配合，与流体通道4相通，宽大的阀杆-阀球驱动面积，使挤压面积增大，减小了启动时阀杆9作用在阀球上的冲击力，在球体3关闭位置，矩形截面孔10的长轴与流体通道4轴线一致，增加浮动球阀的球体3的浮动范围。

所述球体3的球面为非连续性球面，球体3表面直径较小的区域内形成的点腐蚀和堆积物形成的硬点不会再开关过程中刮伤或挤压球体3和阀座2的喷涂层，适用于小口径浮动球阀对密封要求严苛的高压工况。

所述压盖组件17上的填料组设置了动载弹簧18，可以持续不断的给填料进行动态应力加载，保证阀杆可靠密封性，压盖组件17可以在线更换。

具体使用方式如下：球体3设置为非连续性球面，位于阀座2密封线内圈的阀球表面的直径设计得比起到密封作用的球面要小，在阀球转动的过程中，这部分球面与阀座2是不接触的，点腐蚀和介质结晶的问题大多出现在此球面直径较小的区域内。球体3旋转，此处由点腐蚀和介质结晶附着物的厚度低于阀座2与球体3的密封面所在的球面，根本不会接触阀座2密封面，所以不会破坏阀座2密封面上的涂层，避免了关键密封面的损伤，从而提高阀门的使用寿命。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。