高中压低扭矩固定式球阀的制作方法

文档序号:12244420阅读:532来源:国知局
高中压低扭矩固定式球阀的制作方法与工艺

本实用新型属于阀门领域,特别是关于一种固定式球阀。本实用新型适用于高、中压介质工况。



背景技术:

固定式球阀由阀体、阀座、球体、阀杆组成,球体上端面与阀杆连接,球体下端面具有与阀杆同心的定位轴,该定位轴与阀体上的定位孔动配合,构成球体固定式连接结构,阀座安装于阀体进出口通道口,与球体密封面相互配合,利用介质压力推动球体与阀座压紧密封。其主要缺点是在启闭过程中球体与阀座之间摩擦力较大,启闭扭矩大,密封面磨损大,长期使用后密封性能下降,产品使用寿命短。而且需要配置较大的驱动装置,产品成本高。



技术实现要素:

本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺点,提供一种启闭过程球体与阀座相互脱离,摩擦力小、密封面磨损小、扭矩低、密封性能可靠、产品使用寿命长、产品成本低的高中压低扭矩固定式球阀。

本实用新型的技术方案包括阀体、阀座、球体、阀杆,球体上端面和下端面分别设有上支撑板和下支撑板;主要是阀座上设有储压室,该储压室由阀体、阀座、储压环三者之间构成的压力腔组成,储压环的内圆壁与阀座第一外圆柱面动密封配合,储压环的外圆面与阀体内圆壁静密封配合,阀座第二外圆柱面与阀体内孔壁动密封配合,阀座第一外圆柱面与第二外圆柱面之间具有径向台阶,该径向台阶的台面与储压环的一个端面构成储压室的两侧壁,径向台阶的 环形面积大于阀座背面与介质接触端面的环形面积;阀体内设有注压阀和泄压阀,注压阀出口腔和泄压阀进口腔通过压力通道与储压室连通,注压阀进口腔与注压通道连通,泄压阀出口腔与泄压通道连通;注压阀的阀芯采用槽式活塞阀芯,所述槽式活塞阀芯由圆柱活塞和活塞杆组成,圆柱活塞外圆柱面均匀制有轴向槽,圆柱活塞外圆柱面与注压活塞缸内腔壁动配合,圆柱活塞一端的端面与注压活塞缸进口内端面之间安装弹簧,圆柱活塞另一端的端面中心与活塞杆的一端固定连接,在活塞杆外侧的圆柱活塞端面上设有与注压活塞缸出口内端面相互配合的密封面,活塞杆的另一端伸入到泄压阀出口腔内;在泄压阀出口腔与阀杆之间设置储压室压力控制装置,所述储压室压力控制装置由顶杆、导向块和顶块组成,顶杆一端的外圆面与泄压阀出口腔内腔壁之间具有活塞式动密封配合结构,顶杆外圆面与导向块的导向孔动配合,导向块固定安装在上支撑板的上平面内,顶杆另一端与固定安装在阀杆上的顶块顶触;顶块外圆面为圆柱面,顶块外圆柱面上对称位置制有两个轴向圆弧凹槽,该圆弧凹槽在球体全关状态时与顶杆对齐,在顶杆一端进入顶块外圆柱面上的圆弧凹槽内时,其另一端外圆面与泄压阀出口腔内腔壁之间具有间隙;阀杆下端采用轴向平键与球体安装孔内壁的轴向键槽相互配合连接,轴向键槽圆弧方向宽度大于轴向平键的宽度。

最好是,顶杆外圆面与泄压阀出口腔内腔壁之间具有相互配合的圆锥面。

最好是,阀座上设有注脂密封腔,该注脂密封腔与注压通道连通。

本实用新型的优点是阀座上设有储压室,通过对储压室注压或泄压,控制阀座的左右移动,在阀门开启时先对储压室注入压力,使阀座密封面离开球体,阀门关闭后将储压室泄压,实现低扭矩、无摩擦启闭,具有启闭扭矩小、密封 面磨损小、密封性能可靠、产品使用寿命长、成本低等特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型图1中I处局部结构放大图。

1阀体、2阀座、3球体、4阀杆、5上支撑板、6下支撑板、7储压室、8储压环、9径向台阶、10压力通道、11注压通道、12泄压通道、13圆柱活塞、14注压活塞缸、15弹簧、16活塞杆、17泄压阀出口腔、18顶杆、19导向块、20顶块、21注脂密封腔。

具体实施方式

如图1所示的高中压低扭矩固定式球阀,包括阀体1、阀座2、球体3、阀杆4,球体3上端面和下端面分别设有上支撑板5和下支撑板6,阀体1采用左阀体、中阀体、右阀体由螺栓连接组成;阀座2上设有储压室7,该储压室7由阀体1、阀座2、储压环8三者之间构成的压力腔组成,储压环8的内圆壁与阀座2第一外圆柱面动密封配合,储压环8的外圆面与阀体1内圆壁静密封配合,阀座2第二外圆柱面与阀体1内孔壁动密封配合,使阀座2可以轴向移动,阀座2第一外圆柱面与第二外圆柱面之间具有径向台阶9,该径向台阶9的台面与储压环8的端面构成储压室7的两侧壁,阀体1内腔壁和阀座2第一外圆柱面为储压室7的上腔壁和下腔壁,径向台阶9的环形面积大于阀座2背面与介质接触端面的环形面积,保证储压室7内的介质对径向台阶9产生的推力大于阀体1通道内介质对阀座2端面产生的推力;阀体1内设有注压阀和泄压阀,注压阀出口腔和泄压阀进口腔通过压力通道10与储压室7连通,注压阀进口腔与注压通道11连通,泄压阀出口腔17与泄压通道12连通;注压阀的阀芯采用槽式活塞阀芯,所述槽式活塞阀芯由圆柱活 塞13和活塞杆16组成,圆柱活塞13外圆柱面均匀制有轴向槽,该轴向槽连通圆柱活塞13的左端面和右端面,使注压通道11内的介质可以从圆柱活塞13与注压活塞缸14内腔壁之间通过,圆柱活塞13外圆柱面与注压活塞缸14内腔壁动配合,圆柱活塞13一端的端面与注压活塞缸14进口内端面之间安装弹簧15,圆柱活塞13另一端的端面中心与活塞杆16的一端固定连接,在活塞杆16外侧的圆柱活塞13端面上设有与注压活塞缸14出口内端面相互配合的密封面,活塞杆16的另一端伸入到泄压阀出口腔17内,活塞杆16外圆面具有连通压力通道10与泄压阀出口腔17和注压活塞缸14内腔的流道;在泄压阀出口腔17与阀杆4之间设置储压室压力控制装置,所述储压室压力控制装置由顶杆18、导向块19和顶块20组成,顶杆18一端的外圆面与泄压阀出口腔17内腔壁之间具有活塞式动密封配合结构,顶杆18中部外圆面与导向块19的导向孔动配合,将顶杆18径向定位安装在导向块19内,导向块19固定安装在上支撑板5的上平面内,顶杆18另一端与固定安装在阀杆4上的顶块20顶触,如图2所示;顶块20外圆面为圆柱面,顶块20外圆柱面上对称位置制有两个轴向圆弧凹槽,即顶块20为圆盘结构,在圆盘同一直径两端的圆周面上各制造轴向圆弧凹槽,该圆弧凹槽在球体3全关状态时与顶杆18对齐,即在球体3与阀座2关闭状态时,顶杆18的端部进入顶块20的圆弧凹槽内,在顶杆18一端进入顶块20的圆弧凹槽内时,顶杆18另一端外圆面与泄压阀出口腔17内腔壁之间具有间隙,此时泄压阀处于开启状态,储压室7内的介质压力通过压力通道10、泄压阀出口腔17、泄压通道12泄放,阀座2与球体3压紧密封配合,同时,阀芯在弹簧15作用下移动,使圆柱活塞13与注压活塞缸14出口侧内腔壁密封配合,切断储压室7与注压通道11之间的介质通道;阀杆4下端采用轴向平键与球体3安装孔内壁的轴向键槽相互配合连接,轴向键槽圆弧方向 宽度大于轴向平键的宽度,在阀门开启初期,阀杆4上的轴向平键在球体3安装孔内的轴向键槽内转动,是阀杆4带动顶块20相对球体3旋转一个角度,顶杆18的一端从顶块20的圆弧凹槽内滑出,顶块20推动顶杆18移动,顶杆18另一端的外圆面插入泄压阀出口腔17内腔壁密封配合,将泄压阀关闭,同时,顶杆18推动活塞杆16克服弹簧15的弹力使圆柱活塞13离开注压活塞缸14出口侧内腔壁,将注压阀开启,注压通道11介质通过压力通道10进入储压室7内,使阀座2密封面脱离球体3密封面,继续旋转阀杆4时,阀杆4上轴向平键旋转方向的端面与球体3安装孔内轴向键槽的承载面接触,带动球体3旋转,实现了球体3与阀座2之间无摩擦启闭。顶块20圆弧凹槽的径向深度,根据顶杆18端部进入顶块20圆弧凹槽时保证泄压阀开启、注压阀关闭,而顶杆18端部滑出顶块20圆弧凹槽时保证泄压阀关闭、注压阀开启的要求设置。阀杆4上轴向平键与球体3安装孔内轴向键槽的宽度差,根据阀杆4相对球体3空转时,保证顶杆18从顶块20圆弧凹槽内滑出的要求设置。泄压阀出口腔17和注压活塞缸14可以阀体1上直接制造形成,也可以在阀体1内安装制有泄压阀出口腔17的泄压阀体和制有注压活塞缸14注压阀体构成。

顶杆18外圆面与泄压阀出口腔17内腔壁之间具有相互配合的圆锥面,即泄压阀出口腔17内腔壁制成喇叭口与顶杆18一端外圆锥面,提高顶杆18移动时与泄压阀出口腔17内腔壁相互配合的可靠性。

阀座2上设有注脂密封腔21,该注脂密封腔21与注压通道11连通,在阀座2与球体3密封配合状态时增加注脂密封。

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