专利名称：小扭矩无泄漏可调式球阀的制作方法
技术领域：
本发明小扭矩无泄漏可调式球阀，所属技术领域为通用机械。球阀因结构紧凑、流阻低、可通球吹扫、启闭迅速广泛应用于石油、化工、轻工、冶金、天然气等行业。目前国际上发达国家都把球阀列为发展重点。随着我国石油、天然气业高速发展，球阀必将得到更加广泛应用。同时也对球阀的密封效果和易操作性提出了更高的要求。
技术背景当前传统的球阀存在着两大缺陷1.密封性差、特别是低压内漏(有些产品表明低压不密封)，由于受加工精度和装配精度的限制，则球体表面和密封唇面难以达到理想的形状和最佳配合状态，当球阀在关闭时特别是在介质处于低压状态时，因密封面间有不同程度的间隙，使密封面比压不匀及比压太低，而出现内漏。2.启闭扭矩大，这是由多种因素造成的①因加工和装配因素使球的垂直轴与阀杆轴不同心；②介质的压力提高了球面的比压，根据磨擦力大小与压力成正比的原理(F＝ηP)则大大增加了摩擦力；③为减少内漏人为地增加了密封面比压。这几种因素综合结果造成球阀启闭扭矩增大。
为改善这两种缺陷，防止球阀在关闭状态下，产生低压内漏，其传统的作法为①尽最大可能提高球体及密封唇的加工精度和装配精度，结果是成本增加，仍然无法根本满足要求；②加大密封面的比压(即密封唇对球体的压力)，由于①难以实现则无限地加大密封面的比压，其结果，使得开启与关闭扭矩极大乃至无法开启与关闭，失去了球阀的基本作用；③为克服球阀力矩大无法用人力直接启闭的缺陷在球阀上增加蜗轮、蜗杆装置、或增加电动装置，以及其它机械装置。这不仅使球阀结构复杂体积增大，还提高了制造成本和运行费用。
即使采取了上述措施，但由于球体与密封唇难于满足应有的精度故仍然无法达到球阀低压密封的要求。
鉴于现有技术存在的问题，本实用新型专利的目在于提供一种小扭矩无泄漏可调式球阀，该球阀真正实现了启闭扭矩小、密封无泄漏。
发明内容
为了解决上述问题本发明改变了普通球阀的密封结构和原理1. 阀门进口端改密封唇为支承座(图1)只提高结构的刚度，不但不密封，且留有必要的流体通道(图2)，起先导阀的作用大大减小了球阀启闭扭矩。2.阀门出口端设置一套齿轮一螺纹传动可调压紧密封装置(见图1)开启状态时，此装置松开，脱离与球面的接触，当需要关闭时先旋转球体呈关闭位置，再旋紧密封装置，该装置采用高强度无塑性变形的耐磨、高弹性材料做为密封材料，则当其旋紧后根本杜绝了密封面间隙产生的可能，故实现了完全无泄漏的同时也因为在开启和关闭时撤消了两密封唇的压力大大地减小了启闭的扭矩。
优点及积极效果a) 降低了对球体加工精度和安装精度的要求；b) 阀门的启闭扭矩小，可快速开启；c) 根本解决了球阀关闭不严，特别是低压泄漏的难题；d) 工艺简单、成本降低。
图1是本发明小扭矩无泄漏可调式球阀的结构图；图2是图1所示支承座上的通道示意图。
具体实施方式
1.结构组成左阀体1、右阀体2、下阀盖12、O形圈(14、15、28)和上阀盖27由内六方圆柱头螺钉13和高强度六角螺栓29连接。球体3与阀杆22、手柄23用螺钉45垫圈24、螺栓25连接，并且由下轴套20、上轴套21、钢球17、定位螺钉18、开槽螺钉19、挡盖16、填料26、O形圈(43、44)将球体3定位在左阀体1和右阀体2内。支承座11位于球体3前侧。压力环4、密封唇5、密封圈6、O形圈(7、8、10)相互配合，且位于球体3右侧与齿圈9用螺纹46连接，且与小齿轮32外啮合并用限位螺钉30限位。小齿轮32与齿轮箱35、齿轮箱压盖31、轮轴33、平键34、齿轮轴套36、密封垫37、O形圈(38、40)齿轮箱通盖39、内六方螺钉42装配，并用内六方螺钉41固定在右阀体2上。原理2.机械可调式小扭矩无泄漏球阀工作原理球阀关闭时，先旋转球阀手柄23使球体3绕垂直于通路的轴线旋转至呈关闭位置。然后顺时针转动轮轴33，则使小齿轮32转动，同时也使齿圈38转动。因齿圈38与压力环4采用螺纹46连接并且用限位螺钉30防止压力环4旋转，在齿圈38旋转作用下迫使压力环4沿通道轴线向球体3方向移动，并推动(推力为50000KN～100000 KN)密封圈6、O形圈8和密封唇5与球体3压紧。因球体3表面密封靠密封圈6密封，其密封宽度为传统密封面宽度的1/4，根据面积与比压成反比的原理，则密封面比压与传统密封面比压提高四倍，所以提高了密封效果，又因为密封圈6采用高强度无塑性变形的高弹性材料作为密封材料，则当其旋紧后根本杜绝了密封面间隙产生的可能，故实现了完全无泄漏。球阀关闭时，先逆时针转动轮轴33，则使小齿轮32转动，同时也使齿圈38转动。在齿圈38旋转作用下迫使压力环4沿通道轴线向远离球体3方向移动，同时也使密封圈6、密封唇5与球体3产生间隙，这时介质从支承座11上的通道47和产生的间隙流入球阀的另一侧，两侧压差逐渐变小(起到了先导阀的作用)，这时旋转球阀手柄23使球体3绕垂直于通路的轴线旋转至呈开启位置。因为在开启和关闭时撤消了球面密封比压，球体与密封面之间不存在相对运动和动磨擦，从而大大地减小了球阀启闭的扭矩。
权利要求1.一种球阀可调式密封压紧装置，包括球体(3)、阀体(1、2)、支承座(11)、密封唇(5)、压力环(4)、齿圈(9)、小齿轮(32)密封圈(6)和O形圈(8)，其中密封圈(6)固定在密封唇(5)与球体(3)的密封面间，其特征在于，支承圈(11)位于介质入口及球体(3)前侧，密封唇(5)位于球体(3)后侧，并置于压力环(4)内，压力环(4)与齿圈(9)用螺纹(46)连接，小齿轮(32)安装在阀体(2)上并与齿圈(9)外啮合。
2.按权利要求1所述可调式密封压紧装置，其特征是在球体(3)表面与密封唇(5)密封的基础上设置了一道密封圈(6)，提高了比压与密封性能。
3.按权利要求1所述可调式密封压紧装置，其特征是在于支承座(11)上有流体通道(47)。
专利摘要小扭矩无泄漏可调式球阀，针对普通球阀的缺陷，改进了传统的密封结构，将其中一侧密封改为支承和通导结构，另一侧密封采用新的组合式密封面结构，并利用可调式压紧装置提高了球阀的密封效果。这种阀在关闭时密封面与球体严密压紧，有效地杜绝了泄漏。并且在开启时密封唇与球体及时松开，球体与密封面之间不存在相对运动和动摩擦，减少了阀门启闭时的扭矩。同现有的球阀相比具有密封无泄漏、启闭力矩小、工艺性好、成本低和使用寿命长的特点。
文档编号F16K5/00GK2525320SQ02202648
公开日2002年12月11日 申请日期2002年2月4日 优先权日2002年2月4日
发明者杜颐桂 申请人:杜颐桂