一种超低温上装式球阀的制作方法

本发明涉及球阀技术领域，具体涉及一种超低温上装式球阀。

背景技术：

液化天然气，简称LNG，主要成分为甲烷，是一种比较先进的清洁能源，广泛的应用于人们的日常的生活中；LNG是通过常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体，液化后的天然气能大大节约储运空间和成本，并且具有热值大、性能高等特点。在天然气液化过程中使用到的超低温球阀，除满足基本的切断操作功能外，还需要能方便快速的在线检修，缩短停工时间，减少停工损失。

目前市面上常见的超低温阀的阀座结构为螺纹环套式结构和外置顶推式结构，这两种球阀均存在拆装困难，无法实现快速在线检修的目的。

中国专利文献CN102889395A公开了一种超低温上装式固定球阀，其阀球上下车制支撑轴，下支撑轴固定在阀体上，上支撑轴固定在阀盖上，阀球通过矩形槽与阀杆的一端连接，阀杆的另一顿嵌入执行机构的键槽，执行机构与支架固定，执行机构通过阀杆带球体旋转，实现球阀的开关；这种球阀结构虽然简单，但当将该球阀安装于管道上后就无法取出阀球及阀内件进行检修。

为了解决上述不能对球阀内的阀球及阀内件进行检修的技术问题，中国专利文献CN102777624A公开了的一种上装式在线检修球阀，其检修时需要将压圈上的两个保护螺塞拧下，换上压力接头，将外接压力气源接头与压力接头连接，打开进气阀引入气源，在气源的作用下推动阀座向两侧运动，直到阀座与球体中间留有足够的拆卸空间为止，也就是说，上述现有技术中要拆卸球阀进行检修需要外接气源，不仅操作较为麻烦，而且气源也不方便携带，无法快速完成；同时其密封采用了O型橡胶圈，橡胶材料无法满足-162℃以下工况，也即该结构不能用于低温系统。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中无法快速实现在线检修阀球及阀内件的缺陷，从而提供一种结构简单可靠，且能实现快速在线检修球阀的超低温上装式球阀。

一种超低温上装式球阀，包括

阀球，具有圆形通道的球状体；

阀座，两端开口的筒状体，其一端与所述阀球具有入口的外表面密封配合；

阀体，密封套设在所述阀座外侧；

压圈，位于靠近所述阀球一侧且可拆卸的固定套设在所述阀体上；

所述阀座和压圈的轴向上成型有相互配合的解锁结构，周向旋转所述阀座，所述解锁结构适于带动所述阀座脱离与所述阀球的密封至所述阀球能取出的距离，反向或继续旋转所述阀座，所述解锁结构适于带动所述阀座与所述阀球的密封配合。

优选的，所述解锁结构包括成型于所述阀座的阀座斜面和成型于所述压圈的压圈斜面，所述阀座斜面适于沿所述压圈斜面移动。

优选的，所述阀座斜面和压圈斜面分别设置为至少两个且相邻斜面依次对称设置。

优选的，所述压圈上还成型有与所述阀座配合的适于在所述阀球能取出的距离处锁定的取出锁定位和适于所述阀座与所述阀球的密封配合的密封锁定位。

优选的，所述取出锁定位为垂直于轴向的压圈取出锁定平面，所述密封锁定位为垂直于轴向的压圈密封锁定平面，所述压圈取出锁定平面、所述压圈斜面与压圈密封锁定平面依次邻接；所述阀座上相应的设置有阀座锁定平面、所述阀座斜面依次邻接；阀座锁定平面与所述压圈取出锁定平面相抵时，所述阀座脱离与所述阀球的密封至所述阀球能取出的距离；阀座锁定平面与所述压圈密封锁定平面相对时，所述阀座与所述阀球的密封配合。优选的，所述阀座和所述阀体之间还设置有复位弹簧，在所述阀球能取出的距离处，所述复位弹簧对所述阀座施加有朝向所述阀球的复位弹力。

优选的，所述解锁结构为曲斜面结构。

优选的，所述压圈和阀体之间成型有用于定位、避免所述压圈发生移动的定位结构。

优选的，所述定位结构包括成型于所述阀体与所述压圈的外圆面相连接的内圆面上的第一凹槽，设置于所述压圈、且与所述第一凹槽对应的第二凹槽，放置于所述第一凹槽和第二凹槽形成的空间内的金属构件，位于所述第一凹槽上方、用于安装螺钉以限制所述金属构件的螺孔，及设置于所述压圈未与所述阀体连接一侧、用于取出所述金属构件的通孔。

优选的，所述金属构件与所述压圈垂直方向上的尺寸大于所述第二凹槽竖直方向上的尺寸，不大于所述第一凹槽和第二凹槽竖直方向上的尺寸。

优选的，所述第一凹槽和第二凹槽均为半球形，所述金属构件为钢珠。

优选的，所述通孔设置有用于与所述螺孔对齐刻线。

优选的，所述球阀还包括通过螺栓连接于所述阀体上方的阀盖，套设于所述阀盖中、且一端连接于所述阀球的阀杆，和安装于所述阀盖上端、连接于所述阀杆另一端的执行机构，所述执行机构通过所述阀杆控制所述阀球的开关。

优选的，所述阀盖为长颈结构。

优选的，所述阀杆设置有避免所述阀杆损坏的双轴承结构，包括位于所述阀杆靠近所述阀球一端的第一轴承和位于所述阀杆靠近所述执行机构一端的第二轴承。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的超低温上装式球阀，包括阀球，阀座，阀体和压圈，阀座和压圈的轴向上成型有相互配合的解锁结构，周向旋转阀座，解锁结构适于带动阀座脱离与阀球的密封至阀球能取出的距离；上述球阀利用阀座与压圈上的解锁结构，推动阀座沿阀体的轴向向外运动，直至阀球能从两阀座之间取出，此时解锁结构到达极限距离并锁定，检修人员就能取出阀球及阀内件，另外，当检修完成，检修人员将所述阀球及阀内件安装回所述球阀后，只需反向或继续旋转所述阀座，所述阀座向靠近所述阀球的方向运动直至密封，无需外接动力，操作简单便捷，实现了球阀在线快速检修的目的。

2.本发明提供的超低温上装式球阀，阀座斜面和压圈斜面分别设置为至少两个且相邻斜面依次对称设置，这种结构有利于检修人员操作，避免阀座在移动过程中发生错位，造成对球阀的损伤。

3.本发明提供的超低温上装式球阀，所述压圈上还成型有与所述阀座配合的适于在所述阀球能取出的距离处锁定的取出锁定位和适于所述阀座与所述阀球的密封配合的密封锁定位。这种结构是为了保证检修人员在检修球阀时，阀座与压圈不会发生相对移动，影响检修人员的操作，也保证检修人员的安全。

4.本发明提供的超低温上装式球阀，阀座和阀体之间还设置有复位弹簧，在阀球能取出的距离处，复位弹簧对所述阀座施加有朝向阀球的复位弹力；这种结构能使处于解封状态的球阀快速的回复到密封状态，当检修人员完成检修，并安装好阀球及阀内件后只需要将阀座与压圈上的解锁结构调节一定角度，阀座在复位弹簧的作用下就能快速的向所述阀球运动，形成密封结构。

5.本发明提供的超低温上装式球阀，压圈和阀体之间成型有用于定位、避免压圈发生移动的定位结构，包括分别相对应设置于阀体和压圈上的第一凹槽和第二凹槽，放置于第一凹槽和第二凹槽形成的空间内的金属构件，位于第一凹槽上方、用于安装螺钉以限制金属构件的螺孔，及设置于压圈未与阀体连接一侧、用于取出金属构件的通孔；这种结构相较于挡圈，拆装更加的简便，便于检修人员对阀内件的拆装，实现真正真正意义上的快速在线检修。

6.本发明提供的超低温上装式球阀，阀盖为长颈结构，以保证填料函部位处于常温状态，防止填料函结霜或结冰而影响填料的正常工作。

7.本发明提供的超低温上装式球阀，阀杆设置有避免阀杆损坏的双轴承结构，包括位于阀杆靠近阀球一端的第一轴承和位于阀杆靠近执行机构一端的第二轴承；这种结构能保证阀杆在传递执行机构的扭矩时只将扭矩传递给阀球，不会因可能产生的弯矩发生损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的超低温上装式球阀的整体结构剖面图；

图2为图1所示的局部剖面图；

图3为本发明提供的超低温上装式球阀密封状态的结构示意图；

图4为本发明提供的超低温上装式球阀解封状态的结构示意图；

图5为本发明提供的定位结构的放大剖面图；

图6为本发明提供的阀杆双轴承结构的放大剖面图；

附图标记说明：

1-阀体,11-第一凹槽，12-螺孔，2-阀座，21-阀座斜面，3-压圈，31-压圈斜面，32-第二凹槽，33-通孔，4-金属构件，5-复位弹簧，6-阀球，7-阀盖，8-阀杆，81-第一轴承，82-第二轴承，9-执行机构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明提供了超低温上装式球阀的整体结构剖面图；图2为本发明提供了超低温上装式球阀的局部结构剖面图。

如图1和图2所示，所述球阀，包括阀球6，具有圆形通道的球状体；阀座2，两端开口的筒状体，其一端与所述阀球6具有入口的外表面密封配合；阀体1，密封套设在所述阀座2外侧；压圈3，位于靠近所述阀球6一侧且可拆卸的固定套设在所述阀体1上；特别的，所述阀座2和压圈3的轴向上成型有相互配合的解锁结构，周向旋转所述阀座2，所述解锁结构适于带动所述阀座2脱离与所述阀球6的密封至所述阀球6能取出的距离，反向或继续旋转所述阀座2，所述解锁结构适于带动所述阀座2与所述阀球6的密封配合。

如图3和图4所示，图3为所述阀座2与压圈3上的解锁结构相互重合，所述阀座2与所述阀球6处于密封状态的结构示意图；图4为所述阀座2向远离所述阀球6方向运动，与所述阀球6处于解封状态的结构示意图，此时，所述解锁结构之间到达最大距离，并且所述阀球6能从所述阀座2之间取出；所述球阀利用所述阀座2与所述压圈3上的所述解锁结构，推动所述阀座2沿远离所述阀球6的方向运动，直至到达能将所述阀球6能从两所述阀座2之间取出的距离，此时所述解锁结构到达极限距离并锁定，检修人员就能取出所述阀球6及阀内件，另外，当检修完成，检修人员将所述阀球6及阀内件安装回所述球阀后，只需反向或继续旋转所述阀座2，所述阀座2向靠近所述阀球6的方向运动直至密封，无需外接动力，操作简单便捷，实现了所述球阀在线快速检修的目的。

进一步，所述解锁结构包括成型于所述阀座2的阀座斜面21和成型于所述压圈3的压圈斜面31，所述阀座斜面21适于沿所述压圈斜面31移动；需要说明的是，斜面为所述解锁结构优选方案，是研究人员根据实际经验和操作得出的最优方案，在其他实施例中也可是其他能使所述阀座2与所述压圈3保持相对移动后状态且能回复的结构。

进一步，所述阀座斜面21和压圈斜面31分别设置为至少两个且相邻斜面依次对称设置，这种结构有利于检修人员操作，避免所述阀座2在移动过程中发生错位，造成对所述球阀的损伤。

进一步，所述压圈3上还成型有与所述阀座2配合的适于在所述阀球6能取出的距离处锁定的取出锁定位和适于所述阀座2与所述阀球6的密封配合的密封锁定位，这种结构是为了保证检修人员在检修所述球阀6时，所述阀座2与所述压圈3不会发生相对移动，影响检修人员的操作，也保证检修人员的安全。

进一步，所述取出锁定位为垂直于轴向的压圈取出锁定平面，所述密封锁定位为垂直于轴向的压圈密封锁定平面，所述压圈取出锁定平面、所述压圈斜面31与压圈密封锁定平面依次邻接；所述阀座2上相应的设置有阀座锁定平面、所述阀座斜面21依次邻接；阀座锁定平面与所述压圈取出锁定平面相抵时，所述阀座2脱离与所述阀球6的密封至所述阀球6能取出的距离；阀座锁定平面与所述压圈密封锁定平面相对时，所述阀座2与所述阀球6的密封配合；这种结构说明，只有当所述阀座2与所述压圈3处于如图4所示的解封状态时，所述解锁结构才会发生锁定，当所述阀座2与所述压圈3处于入图3所述的密封状态时，所述解锁结构不发生锁定。

进一步，所述阀座2和所述阀体1之间还设置有复位弹簧5，在所述阀球6能取出的距离处，所述复位弹簧5对所述阀座2施加有朝向所述阀球6的复位弹力；这种结构能使处于解封状态的所述球阀快速的回复到密封状态，当检修人员完成检修，并安装好所述阀球6及阀内件后只需要将所述阀座2与所述压圈3上的所述解锁结构调节一定角度，所述阀座2在所述复位弹簧5的作用下就能快速的向所述阀球6运动，形成密封结构。

进一步，所述解锁结构为曲斜面结构，这种结构是为了便于检修人员在将所述阀座2与所述压圈3上的所述解锁结构调节一定角度时，减小摩擦。

进一步，如图5所示，所述压圈3和阀体1之间成型有用于定位、避免所述压圈3发生移动的定位结构。

具体的，所述定位结构包括成型于所述阀体1与所述压圈3的外圆面相连接的内圆面上的第一凹槽11，设置于所述压圈3、且与所述第一凹槽11对应的第二凹槽32，放置于所述第一凹槽11和第二凹槽32形成的空间内的金属构件4，位于所述第一凹槽11上方、用于安装螺钉以限制所述金属构件4的螺孔12，及设置于所述压圈3未与所述阀体1连接一侧、用于取出所述金属构件4的通孔33；这种结构相较于挡圈，拆装更加的简便，便于检修人员对阀内件的拆装，实现真正真正意义上的快速在线检修。

进一步，所述金属构件4与所述压圈3垂直方向上的尺寸大于所述第二凹槽32竖直方向上的尺寸，不大于所述第一凹槽11和第二凹槽32竖直方向上的尺寸；这种结构是为了保证所述金属构件4能有效的起到限制所述压圈3的作用。

进一步，所述第一凹槽11和第二凹槽32均为半球形，所述金属构件4为钢珠；需要说明的是，所述第一凹槽11和第二凹槽32的半球形为本实施例的优选方案，也可根据情况和需要选择其他形状，所述金属构件4是根据所述第一凹槽11和第二凹槽32的形状选择的最优方案。

进一步，所述通孔33设置有用于与所述螺孔12对齐刻线，这种结构是为了便于检修人员在拆装阀内件的过程中可根据刻线提示快速的拆卸安装定位结构，缩短检修时间。

进一步，所述球阀还包括通过螺栓连接于所述阀体1上方的阀盖7，套设于所述阀盖7中、且一端连接于所述阀球6的阀杆8，和安装于所述阀盖7上端、连接于所述阀杆8另一端的执行机构9，所述执行机构9通过所述阀杆8控制所述阀球6的开关。

进一步，所述阀盖7为长颈结构以保证填料函部位处于常温状态，防止填料函结霜或结冰而影响填料的正常工作。进一步，如图6所示，所述阀杆8设置有避免所述阀杆8损坏的双轴承结构，包括位于所述阀杆8靠近所述阀球6一端的第一轴承81和位于所述阀杆8靠近所述执行机构9一端的第二轴承82；这种结构能保证阀杆8在传递执行机构9的扭矩时只将扭矩传递给阀球6，不会因可能产生的弯矩发生损坏。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。