单阀座双向密封结构及球阀的制作方法

本实用新型涉及阀门密封技术领域，具体涉及一种单阀座双向密封结构及球阀。

背景技术：

球阀在石油、化工、能源、矿产等领域具有广泛的应用，是工业管线中重要的组成部件。其中有一类称为隔断球阀，其主要作用是在管线发生泄漏时迅速隔离破损管段，保证管线和现场人员安全。这种球阀一般采用双向密封形式，以保证不管泄漏发生在阀门前还是阀门后，都能将泄漏点进行有效隔离。

目前，双向密封球阀一般是在阀门的阀球两侧设置两道密封阀座，分别密封阀门两个方向的介质，从而整体上实现双向密封。这种通过双阀座实现双向密封的阀门由于有两道密封阀座，体积大，质量重，而且装配困难，制造和维护成本高。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种单阀座双向密封结构及球阀，其用以解决现有技术中阀门的阀球两侧设置两道密封阀座，体积大，质量重，制造和维护成本高的问题。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种单阀座双向密封结构，包括：阀球、阀座以及阀体；

所述阀座与所述阀体滑动密封配合，且在密封配合处形成一封闭腔；所述阀座包括远离所述阀球的阀座前端和靠近所述阀球的阀座后端，所述阀座后端上设有与所述阀球配合的密封环，所述密封环将所述阀体的内腔分隔为前腔和后腔；

所述阀体上设有流道，所述流道被配置为：当前腔的介质压力大于或等于后腔的介质压力时，所述流道使前腔与所述封闭腔导通，以使介质作用于所述阀座前端的力大于后端；当前腔的介质压力小于或等于后腔的介质压力时，所述流道使后腔与封闭腔导通，以使介质作用于所述阀座前端的力大于后端。

在上述技术方案的基础上，所述阀座为环形阶梯轴结构，其设有第一外环面和第二外环面；所述阀体设有第一内孔面和第二内孔面，所述第一外环面和第二外环面与第一内孔面和第二内孔面滑动密封配合，且在阶梯轴结构处形成所述封闭腔。

在上述技术方案的基础上，所述阀体上还设有一控制阀，所述流道包括第一流道、第二流道和第三流道，所述第一流道、第二流道和第三流道的一端均与所述控制阀连接，所述第一流道的另一端与所述前腔导通，所述第二流道的另一端与所述封闭腔导通，所述第三流道的另一端与所述后腔导通。

在上述技术方案的基础上，所述控制阀为梭阀。

在上述技术方案的基础上，所述阀座前端依次设有推力环、弹簧和弹簧座，所述推力环套设于所述阀体的内孔上，所述弹簧两端分别与所述推力环和弹簧座抵持，所述弹簧座固定于所述阀体上。

在上述技术方案的基础上，所述弹簧座上设有安装孔，所述弹簧套设于所述安装孔内。

在上述技术方案的基础上，所述安装孔为多个，多个所述安装孔环形均布于所述弹簧座上。

在上述技术方案的基础上，所述弹簧座和阀体结合处设有用于紧固件连接的螺纹孔。

在上述技术方案的基础上，所述阀座后端设有环形凹槽，所述密封环安装于所述环形凹槽内，所述密封环贴近所述阀球侧为弧形。

本实用新型的目的在于还提供一种球阀，包括上述的单阀座双向密封结构。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的单阀座双向密封结构及球阀，通过单阀座就实现了阀门的双向密封，简化了传统双阀座双向密封阀门的结构，降低了体积和重量，节约了制造和维修成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例中单阀座双向密封结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中p1>p2时阀座的受力图；

图3为本实用新型实施例中p1<p2时阀座的受力图；

图中：1、阀球；2、阀座；21、第一外环面；22、第二外环面；210、阀座前端；220、阀座后端；3、阀体；31、第一流道；32、第二流道；33、第三流道；34、第一内孔面；35、第二内孔面；4、密封环；5、推力环；6、弹簧；7、弹簧座；8、封闭腔；9、控制阀；100、前腔；200、后腔。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1所示，本实用新型实施例一方面提供一种单阀座双向密封结构，包括：阀球1、阀座2以及阀体3；

阀座2与阀体3滑动密封配合，且在密封配合处形成一封闭腔8；阀座2包括远离阀球1的阀座前端210和靠近阀球1的阀座后端220，阀座后端220上设有与阀球1配合的密封环4，密封环4将阀体3的内腔分隔为前腔100和后腔200。具体地，阀座2为环形阶梯轴结构，其设有第一外环面21和第二外环面22；阀体3设有第一内孔面34和第二内孔面35，第一外环面21和第二外环面22与第一内孔面34和第二内孔面35滑动密封配合，轴孔配合处设有密封圈，且在阶梯轴结构处形成封闭腔8。

阀体1上设有流道，流道被配置为：当前腔100的介质压力大于或等于后腔200的介质压力时，流道使前腔100与封闭腔8导通，以使介质作用于阀座前端210的力大于阀座后端220；当前腔100的介质压力小于或等于后腔200的介质压力时，流道使后腔200与封闭腔8导通，以使介质作用于阀座前端210的力大于阀座后端220。具体地，阀体3上还设有一控制阀9，流道包括第一流道、第二流道和第三流道，第一流道31、第二流道32和第三流道33的一端均与控制阀连接，第一流道的另一端与前腔100导通，第二流道的另一端与封闭腔8导通，第三流道33的另一端与后腔200导通。优选地，控制阀9为梭阀，当前腔100的介质压力大于或等于后腔200的介质压力时，使前腔100与封闭腔8导通；当前腔100的介质压力小于或等于后腔200的介质压力时，使后腔200与封闭腔8导通。

本实用新型实施例的单阀座双向密封结构，其工作原理如下：

参见图2所示，当前腔100介质压强p1大于后腔200介质压强p2时，控制阀9将第一流道31和第二流道32导通，封闭腔8内压强与前腔100压强相等均为p1。从图2可以看出：上一条粗实线的上面部分，阀座前端210的压强p1大于阀座后端220的压强p2，即p1>p2；两条粗实线之间的部分，阀座前端210的压强p1，阀座后端220为密封环4，计算时忽略密封环4与阀球1配合处的压强，即p1>0；下一条粗实线的下面部分，阀座前端210的压强p1等于阀座后端220的压强p1，即p1＝p1。总体来看，介质作用于阀座前端210的力大于阀座后端220，阀座2在介质压力的驱使压紧在阀球1上，形成可靠密封。

参见图3所示，当前腔100介质压强p1小于后腔200介质压强p2时，控制阀9将第三流道33和第二流道32导通，封闭腔8内压强与后腔200压强相等均为p2。从图3可以看出：上一条粗实线的上面部分，阀座前端210的压强p2等于阀座后端220的压强p2，即p2＝p2；上一条粗实线与第二条粗实线之间的部分，阀座前端210的压强p2，阀座后端220为密封环4，计算时忽略密封环4与阀球1配合处的压强，即p2>0；第二条粗实线与第三条粗实线之间的部分，阀座前端210的压强p2大于阀座后端220的压强p1，即p2>p1；第三条粗实线的下面部分，阀座前端210的压强p1等于阀座后端220的压强p1，即p1＝p1。总体来看，介质作用于阀座前端210的力大于阀座后端220，阀座2在介质压力的驱使压紧在阀球1上，形成可靠密封。

参见图2和图3所示，当前腔100介质压强p1等于后腔200介质压强p2时，可以归纳到上述p1>p2或p1<p2中的任一种情况。

与现有技术相比，本实用新型实施例的单阀座双向密封结构，通过单阀座就实现了阀门的双向密封，简化了传统双阀座双向密封阀门的结构，降低了体积和重量，节约了制造和维修成本。

作为优选的实施方式，阀座前端210依次设有推力环5、弹簧6和弹簧座7，推力环5套设于阀体3的内孔上，弹簧6两端分别与推力环5和弹簧座7抵持，弹簧座7固定于阀体3上。本实用新型实施例的弹簧座7和阀体3结合处设有用于紧固件连接的螺纹孔，通过紧固螺钉将弹簧座7和阀体3固定。具体地，弹簧座7上设有安装孔，弹簧6套设于安装孔内。安装孔为多个，多个安装孔环形均布于弹簧座7上。通过推力环5、弹簧6和弹簧座7，从另一角度提供一个弹簧预紧力作用于阀座前端210，驱使阀座2压紧在阀球1上，形成可靠密封。多个弹簧6环形均布，作用在阀座前端210的力更加均衡。

作为优选的实施方式，阀座后端220设有环形凹槽，密封环4安装于环形凹槽内，密封环4贴近阀球1侧为弧形，弧形结构与阀球1的外形更加匹配，密封效果更好。

本实用新型实施例另一方面还提供一种球阀，包括上述单阀座双向密封结构。

与现有技术相比，本实用新型实施例的球阀，通过单阀座双向密封结构，就实现了球阀的双向密封，简化了传统双阀座双向密封球阀的结构，降低了体积和重量，节约了制造和维修成本。

本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。