一种超低温球阀的制作方法

本实用新型涉及球阀技术领域，尤其涉及一种超低温球阀。

背景技术：

液化天然气是一种清洁、高效的能源，在环境问题日益显著的背景下，液化天然气作为清洁能源越来越受到青睐，由于这一趋势，液化天然气应用技术也得到了迅速发展，液化天然气正以每年约12％的高速增长，成为全球增长最迅猛的能源行业之一，我国近年来也越发注重对LNG的引进，在沿海布置了大量的LNG接收站，从LNG接收到气化的整个过程中，需要用到大量的超低温阀门。

由于超低温阀门工况非常苛刻，对阀门结构、材质选取、低温处理、内部和外部的密封、阀腔憋压等参数要求严格，目前90％以上依赖进口产品，这使得我国低温阀门工业的附加值和核心竞争力大大降低，国内部分阀门厂家已尝试模仿进口产品进行制造，但从实际运用情况来看，效果很不理想。

随着LNG行业的快速发展节能减排的大力推广，LNG用超超低温球阀国产化势在必行。

专利号为CN106523729A的专利文献公开了一种低温上装式固定球阀,该低温上装式固定球阀包括：阀体、球体、上游阀座、下游阀座、阀盖、阀杆、连接支架以及执行机构；球体的上下两端分别设置有上短轴和下短轴，且上短轴和下短轴与球体为一体结构，阀杆与上短轴连接；上游阀座、下游阀座与阀体之间设置有第一弹性补偿部件以及泛塞密封圈；上游阀座为阶梯式结构且可沿水平方向移动；下游阀座为阶梯式结构且可沿水平方向移动，该低温上装式固定球阀尺寸精度高、密封性能好，使用寿命长，能够满足在-162℃下使用的要求，即使口径达到6寸以上，该低温上装式固定球阀的各项性能仍然能够满足要求。

但是，在实际使用过程中，发明人发现该阀座固定环加工难度大，增加成本投入；同时阀座密封圈受力向上的过程中容易发生变形的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处，通过背压密封采用唇形自压密封圈，再配合压圈使得上游阀座和下游阀座在移动的过程中不易受到挤压力而变形，同时结合阀座固定环与上游阀座和下游阀座配合卡合连接，从而解决了阀座固定环加工难度大，增加成本投入；同时阀座密封圈受力向上的过程中容易发生变形的技术问题，进而实现了球阀密封性好、使用寿命长、耐低温工况，同时具有防低温抱死、运行可靠、可在线维护的效果。

针对以上技术问题，采用技术方案如下：一种超低温球阀，包括阀体、位于所述阀体内部的球体、位于所述球体与阀体之间并且位于所述球体两侧的上游阀座和下游阀座、与所述阀体螺栓连接的阀盖和设置在所述阀盖内的阀杆；

所述上游阀座和下游阀座与所述阀体之间设置有阀座固定环，所述阀座固定环与所述上游阀座和下游阀座配合卡合连接；

所述上游阀座和下游阀座与所述球体之间均设置有密封圈，所述密封圈靠近所述上游阀座和下游阀座为唇形且通过压圈固定在所述上游阀座和下游阀座上。

作为一种优选，所述阀座固定环表面四周沿圆周方向设置有若干卡扣；所述上游阀座和下游阀座表面设置有与所述卡扣匹配的卡槽。

作为一种优选，所述上游阀座和下游阀座上均通过螺纹固定连接有固定座且通过防转销定位在阀体上。

作为一种优选，所述阀座和下游阀座外侧设置有螺母，所述上游阀座和下游阀座端部设置有螺纹线，所述螺纹线与所述螺母配合连接。

作为一种优选，所述阀盖采用长颈结构且其内部开设有通道，所述阀杆可滑动设置在所述通道上且与阀芯定位连接。

作为一种优选，所述阀体与所述阀盖连接方式为焊接式或法兰式。

作为一种优选，所述阀座固定环与所述上游阀座和下游阀座之间设置有浮动空间。

作为一种优选，所述密封圈采用弹性密封结构。

作为一种优选，所述上游阀座和下游阀座均为阶梯式结构且可沿水平方向移动。

作为又一种优选，所述球体的上下两端分别设置有上短轴和下短轴，且所述上短轴和下短轴与所述球体为一体结构，所述阀杆与所述上短轴连接。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型中通过背压密封采用唇形自压密封圈，再配合压圈使得上游阀座和下游阀座在移动的过程中不易受到挤压力而变形，提高整个球阀的使用寿命；同时通过介质压力形成自密封功能，有效保证阀座背压密封，进而能够实现-196℃以下的低温；

(2)本实用新型中通过直接在上游阀座和下游阀座表面设置有与所述卡扣匹配的卡槽，并配合阀座固定环上的卡扣，降低传统的加工难度，降低生产成本，提高生产效率；

(3)本实用新型中通过设置阀座密封圈采用弹性密封结构，上游阀座和下游阀座与螺母通过螺纹连接固定，并通过防转销定位在阀上，再配合阀座固定环，使上游阀座和下游阀座具有万向自由浮动及自预紧功能，确保密封的可靠性；

(4)本实用新型中通过设置阀芯与阀杆连接端采用阀盖进行导向定位，减小阀杆受介质影响的摩擦力，降低阀体扭矩，阀杆具有防飞出功能；

(5)本实用新型中通过设置阀体采用固定球双浮动阀座结构，阀腔具有自泄压功能，阀体采用上装式结构，在阀体上部开口设置阀盖，当阀门故障时，无需拆卸阀门，可实现在线维修。

综上所述，该设备具有加工简单，密封性好的优点，尤其适用于球阀技术领域。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为超低温球阀的剖视示意图。

图2为超低温球阀A处的放大示意图。

图3为超低温球阀B处的放大示意图。

图4为阀杆和阀芯的装配示意图。

图5为上游阀座和下游阀座的部分俯视示意图。

图6为阀座固定环的俯视示意图。

图7为上游阀座和下游阀座和阀座固定环装配时的状态示意图。

图8为球体装配时的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

如图1、图2所示，一种超低温球阀，包括阀体1、位于所述阀体1内部的球体2、位于所述球体2与阀体1之间并且位于所述球体2两侧的上游阀座3和下游阀座4、与所述阀体1螺栓连接的阀盖5和设置在所述阀盖5内的阀杆6；

所述上游阀座3和下游阀座4与所述阀体1之间设置有阀座固定环7，所述阀座固定环7与所述上游阀座3和下游阀座4配合卡合连接；

所述上游阀座3和下游阀座4与所述球体2之间均设置有密封圈41，所述密封圈41靠近所述上游阀座3和下游阀座4为唇形且通过压圈42固定在所述上游阀座3和下游阀座4上。

在本实施例中，通过设置上游阀座3和下游阀座4背压密封采用唇形自压密封圈，再配合压圈42使得上游阀座3和下游阀座4在移动的过程中不易受到挤压力而变形，提高整个球阀的使用寿命；同时通过介质压力形成自密封功能，有效保证阀座背压密封。

在这值得一提的是上游阀座3和下游阀座4背压密封密封圈41处及阀体1背压密封室采用特殊加工工艺，保证光洁度达Ra0.2以上，确保唇形密封圈的密封性。

进一步，如图5、图6所示，所述阀座固定环7表面四周沿圆周方向设置有若干的卡扣71；所述上游阀座3和下游阀座4表面设置有与所述卡扣71匹配的卡槽72。

在本实施例中，通过直接在上游阀座3和下游阀座4表面设置有与所述卡扣71匹配的卡槽72，并配合阀座固定环7上的卡扣71，降低传统的加工难度，降低生产成本，提高生产效率。

在这值得说明的是，安装球体2安装完成时，拧紧螺母20，进而提升上游阀座3和下游阀座4，螺丝位于上游阀座3和下游阀座4侧壁处。

进一步，如图3所示，所述上游阀座3和下游阀座4上均通过螺纹固定连接有固定座31且通过防转销定位在阀体1上。

进一步，如图3所示，所述上游阀座3和下游阀座4外侧设置有螺母20，所述上游阀座3和下游阀座4端部设置有螺纹线30，所述螺纹线30与所述螺母20配合连接。

在本实施例中，通过设置阀座密封圈41采用弹性密封结构，通过压圈42固定在上游阀座3和下游阀座4上，上游阀座3和下游阀座4与螺母通过螺纹连接固定，并通过防转销定位在阀体1上，在配合阀座固定环7，使上游阀座3和下游阀座4具有万向自由浮动及自预紧功能，确保密封的可靠性。

进一步，如图4所示，阀盖5采用长颈结构且其内部开设有通道10，所述阀杆6可滑动设置在所述通道10上且与阀芯61定位连接。

在本实施例中通过阀盖5采用长颈阀盖结构，长颈阀盖设计按照BS6364标准，保证处于阀盖5顶部填料区底部的温度始终适合正常操作的区间，以保证阀体1的操作性。

值得一提的是阀芯61与阀杆6连接端采用阀盖5进行导向定位，减小阀杆6受介质影响的摩擦力，降低阀体1扭矩，阀杆6具有防飞出功能。

进一步，所述阀体1与所述阀盖5连接方式为焊接式或法兰式。

进一步，所述阀体1采用上装式结构且为固定球双浮动阀座结构。

进一步，所述阀座固定环7与所述上游阀座3和下游阀座4之间设置有浮动空间40。

在本实施例中，通过设置阀体采用固定球双浮动阀座结构，阀腔具有自泄压功能，阀体采用上装式结构，在阀体上部开口设置阀盖，当阀门故障时，无需拆卸阀门，可实现在线维修。

进一步，所述密封圈41采用弹性密封结构。

更进一步，如图1所示，所述球体2的上下两端分别设置有上短轴21和下短轴22，且所述上短轴21和下短轴22与所述球体2为一体结构，所述阀杆6与所述上短轴21连接。

总之，该球阀达到阀门规格为DN25-DN300，公称压力为PN2.0-PN15.0，密封等级为ANSI Class V-VI，使用寿命不低于10万次，此外使用温度达到-196至+100℃。

实施例二

如图1所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：

进一步，如图1所示，所述上游阀座3和下游阀座4均为阶梯式结构且可沿水平方向移动。

在本实施例中，上游阀座3和下游阀座4会在压力的作用下向着阀体1移动，从而使上游阀座3和下游阀座4与球体2之间形成空隙，一方面保证了球阀的安全，另一方面避免了通过密封圈泄放压力导致密封圈密封性能降低的问题。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。

当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。