单阀座双向密封结构球阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了单阀座双向密封结构球阀，本实用新型采用单阀座双向密封阀座结构设计，基于上述结构设计，即整个球阀只有一个阀座，球体采用不偏心方案，并且阀门下游无阀座结构。这样既解决了输送得介质的中腔堆积造成阀芯抱死问题，也解决了偏心旋转阀密封精度差，极易泄漏的问题。
【专利说明】单阀座双向密封结构球阀
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及阀门，具体是单阀座双向密封结构球阀。
【背景技术】
[0002]在石油、石化、化工、能源、矿产等行业生产过程中，伴随着很多固相、气固相、液固相介质的输送，国内针对这种工况，对要求严密密封的阀门国内制造厂家都是采用双阀座形式，对不密封要求不高的阀门国内制造厂家普遍采用偏心旋转阀。但是国内制造厂家的阀门在使用过程中体现出两种情况:一、采用双阀座密封的阀门的检修周期太短，在使用过程中容易造成阀门内腔堵死，无法开关并引起阀杆断裂和下游阀座冲刷损坏；二、采用偏心旋转球阀的阀门在使用过程中，介质容易粘接在球阀上，使阀门的密封性能越来越差，并导致最终卡死。现在急需对应用在此工况的阀门的密封结构做出必要的结构改进才能完全满足生产的需要，实现免维护，降成本的经营策略。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种单阀座双向密封结构球阀，可以解决阀座与阀体静密封之间泄漏，引起的阀门内漏的问题。
[0004]本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现:单阀座双向密封结构球阀，包括阀体和左体，阀体和左体相对设置后形成中腔，中腔内设置有球体，球体连接有上阀杆密封部，上阀杆密封部从球体延伸至中腔外，其中左体与球体之间设置有阀座密封部，阀座密封部包括阀座和位于阀座与左体之间的密封圈和位于阀座与左体之间的弹簧；在介质上游区指向介质下游的方向上，所述左体包括依次一体化连接的左体第一台阶体、左体第二台阶体、左体第三台阶体、左体第四台阶体，所述阀座包括依次一体化连接的阀座第一台阶体、阀座第二台阶体、阀座第三台阶体；左体第一台阶体的内径小于左体第二台阶体的内径小于左体第三台阶体的内径小于左体第四台阶体的内径，阀座第一台阶体的外径小于阀座第二台阶体的外径小于阀座第三台阶体的外径，其中，左体第二台阶体的内径等于阀座第一台阶体的外径，左体第四台阶体的内径等于阀座第三台阶体的外径，密封圈位于左体第二台阶体、左体第三台阶体、阀座第一台阶体、阀座第二台阶体构成的空腔内，弹簧位于左体第三台阶体与阀座第三台阶体之间，且弹簧的轴线与介质上游区指向介质下游的方向平行，弹簧的一端与阀座第三台阶体面向介质上游一侧靠接，弹簧的另一端延伸进左体第三台阶体内部。
[0005]本实用新型从阀门的阀座结构上做改进，需要解决两大问题。
[0006]1、在输送介质的过程中，尽量避免介质在阀门内腔堆积，避免阀球在开关过程中对介质进行挤压，防止介质残留。
[0007]2、尽可能使阀门实现双向密封，避免下游介质回流至上游管道中。
[0008]此种结构改进后，经比对，使用此种阀门的维护周期与装置停车大检修的周期一致，经济成本是双阀座密封阀门的4/5，使管道输送介质更稳定、长久，既提高了生产效益，也节约了经济成本。
[0009]现有球阀采用双阀座密封结构球阀，由于阀门的中腔口径大于阀门流道口径，在开关过程中会有介质阻塞在下游阀座处，造成介质在阀门中部不断堆积，最终将阀球抱死无法动作，使阀门失去切断功能。采用偏心旋转球阀的阀门在使用过程中，由于阀门下游无阀座，不会造成阀门中腔介质堆积，但是由于在球体旋转过程中，球体会脱离阀座，介质容易粘接在球阀表面和阀座密封面上，在球体再次旋转关闭后，介质会残留在阀座与球体的密封之间，使阀门的密封性能越来越差，并导致球体无法转动，最终将球体卡死。
[0010]本发明采用单阀座双向密封阀座结构设计，基于上述结构设计，即整个球阀只有一个阀座，球体采用不偏心方案，并且阀门下游无阀座结构。这样既解决了输送得介质的中腔堆积造成阀芯抱死问题，也解决了偏心旋转阀密封精度差，极易泄漏的问题。
[0011]密封方向一:介质上游压力高于介质下游压力时，正常密封，即当介质上游进口端压力大于下游出口端压力时，介质上游进口端压力推动阀座与球体球面紧密密封。密封原理:介质上游压力大于介质下游压力时:上游介质压力Fl +弹簧补偿预紧力-下游介质对阀座的反向推力F2实现球体和阀座的密封。
[0012]密封方向二:介质下游压力高于介质上游压力时，反向密封，即当介质下游压力大于介质上游压力时，介质下游压力推动阀座与球体球面紧密密封。密封原理:介质下游压力大于出游时:下游介质进入阀座背部的压力Fl +弹簧补偿预紧力-下游介质对阀座的正向推力F2实现球体和阀座的密封。
[0013]阀座第三台阶体与球体之间设置有刃口体，刃口体生长于阀座第三台阶体并与球体表面挤压接触。防止球体表面粘接的处理方式是利用刃口体进行的，球体采用不偏心设计，阀座密封面内外侧都设计有刃口，球体在旋转过程中始终与阀座紧密贴合。如果有介质粘接在球体表面上，阀座内外侧刃口在球体旋转过程中将会自动清洁球体，始终保证阀座与球体的密封性能。
[0014]球体内设置有通孔构成球体流道，球体流道的直径等于左体最小内径。
[0015]为了保证弹簧的装配，阀座第三台阶体与左体第三台阶体之间存在间隙。
[0016]为了保证密封圈的装配，阀座第二台阶体与左体第二台阶体之间存在间隙。左体第三台阶体面向球体的一面倾斜角度为45度，左体第三台阶体面向球体的一面为挤压球体面，刃口体生长于挤压球体面。
[0017]球体远离上阀杆密封部一侧还设置有下阀杆密封部，下阀杆密封部位于阀体和左体之间。下阀杆密封部和上阀杆密封部构成对球体的支持。
[0018]本实用新型的优点在于:阀座结构形式为双向密封，具有双向阻塞功能，阀座密封面内外均具有刃口设计，可以在球体转动过程中清洁球体表面。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为实施例1的结构图。
[0020]图2为阀座密封部的结构图。
[0021]图3为阀座密封部密封方向一受力结构图。
[0022]图4为阀座密封部密封方向二受力结构图。
[0023]图中的附图标记分别表示为:1、上阀杆密封部；2、阀体；3、左体；4、阀座密封部；5、球体；6、下阀杆密封部；7、中腔；8、阀座；9、弹簧；10、密封圈；11、刃口体，51、球体流道；31、左体第一台阶体，32、左体第二台阶体；33、左体第三台阶体；34、左体第四台阶体；81、阀座第一台阶体；82、阀座第二台阶体；83、阀座第三台阶体。
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0025]实施例1:
[0026]如图1所示。
[0027]如图1和图2
[0028]单阀座双向密封结构球阀，包括阀体2和左体3，阀体2和左体3相对设置后形成中腔7，中腔7内设置有球体5，球体连接有上阀杆密封部1，上阀杆密封部I从球体5延伸至中腔7外，其中左体3与球体之间设置有阀座密封部4，阀座密封部4包括阀座8和位于阀座与左体3之间的密封圈10和位于阀座与左体3之间的弹簧9 ;在介质上游区指向介质下游的方向上，所述左体3包括依次一体化连接的左体第一台阶体31、左体第二台阶体32、左体第三台阶体33、左体第四台阶体34，所述阀座8包括依次一体化连接的阀座第一台阶体81、阀座第二台阶体82、阀座第三台阶体83 ;左体第一台阶体31的内径小于左体第二台阶体32的内径小于左体第三台阶体33的内径小于左体第四台阶体34的内径，阀座第一台阶体81的外径小于阀座第二台阶体82的外径小于阀座第三台阶体83的外径，其中，左体第二台阶体32的内径等于阀座第一台阶体81的外径，左体第四台阶体34的内径等于阀座第三台阶体83的外径,密封圈10位于左体第二台阶体32、左体第三台阶体33、阀座第一台阶体81、阀座第二台阶体82构成的空腔内，弹簧9位于左体第三台阶体33与阀座第三台阶体83之间，且弹簧9的轴线与介质上游区指向介质下游的方向平行，弹簧9的一端与阀座第三台阶体83面向介质上游一侧靠接，弹簧9的另一端延伸进左体第三台阶体33内部。
[0029]本实用新型从阀门的阀座结构上做改进，需要解决两大问题。
[0030]1、在输送介质的过程中，尽量避免介质在阀门内腔堆积，避免阀球在开关过程中对介质进行挤压，防止介质残留。
[0031]2、尽可能使阀门实现双向密封，避免下游介质回流至上游管道中。
[0032]此种结构改进后，经比对，使用此种阀门的维护周期与装置停车大检修的周期一致，经济成本是双阀座密封阀门的4/5，使管道输送介质更稳定、长久，既提高了生产效益，也节约了经济成本。
[0033]现有球阀采用双阀座密封结构球阀，由于阀门的中腔口径大于阀门流道口径，在开关过程中会有介质阻塞在下游阀座处，造成介质在阀门中部不断堆积，最终将阀球抱死无法动作，使阀门失去切断功能。采用偏心旋转球阀的阀门在使用过程中，由于阀门下游无阀座，不会造成阀门中腔介质堆积，但是由于在球体旋转过程中，球体会脱离阀座，介质容易粘接在球阀表面和阀座密封面上，在球体再次旋转关闭后，介质会残留在阀座与球体的密封之间，使阀门的密封性能越来越差，并导致球体无法转动，最终将球体卡死。
[0034]本发明采用单阀座双向密封阀座结构设计，基于上述结构设计，即整个球阀只有一个阀座，球体采用不偏心方案，并且阀门下游无阀座结构。这样既解决了输送得介质的中腔堆积造成阀芯抱死问题，也解决了偏心旋转阀密封精度差，极易泄漏的问题。
[0035]如图3，密封方向一:介质上游压力高于介质下游压力时，正常密封，即当介质上游进口端压力大于下游出口端压力时，介质上游进口端压力推动阀座与球体球面紧密密封。密封原理:介质上游压力大于介质下游压力时:上游介质压力Fl +弹簧补偿预紧力-下游介质对阀座的反向推力F2实现球体和阀座的密封。
[0036]如图4，密封方向二:介质下游压力高于介质上游压力时，反向密封，即当介质下游压力大于介质上游压力时，介质下游压力推动阀座与球体球面紧密密封。密封原理:介质下游压力大于出游时:下游介质进入阀座背部的压力Fl +弹簧补偿预紧力-下游介质对阀座的正向推力F2实现球体和阀座的密封。
[0037]阀座第三台阶体83与球体之间设置有刃口体11，刃口体11生长于阀座第三台阶体83并与球体表面挤压接触。防止球体表面粘接的处理方式是利用刃口体进行的，球体采用不偏心设计，阀座密封面内外侧都设计有刃口，球体在旋转过程中始终与阀座紧密贴合。如果有介质粘接在球体表面上，阀座内外侧刃口在球体旋转过程中将会自动清洁球体，始终保证阀座与球体的密封性能。左体第三台阶体33面向球体5的一面倾斜角度为45度，左体第三台阶体33面向球体5的一面为挤压球体面，刃口体11生长于挤压球体面。
[0038]球体内设置有通孔构成球体流道51，球体流道51的直径等于左体3最小内径。
[0039]为了保证弹簧的装配，阀座第三台阶体83与左体第三台阶体33之间存在间隙。
[0040]为了保证密封圈的装配，阀座第二台阶体82与左体第二台阶体32之间存在间隙。
[0041]球体5远离上阀杆密封部I 一侧还设置有下阀杆密封部6，下阀杆密封部6位于阀体2和左体3之间。下阀杆密封部6和上阀杆密封部构成对球体的支持。
[0042]零部件加工具体步骤为:采用机械加工的形式粗精加工阀体、左体、阀座、球体；要求加工后阀体和阀座在密封圈装配位置的光洁度不低于Ral.6，阀座与球体之间的配合位置光洁度不低于Ra0.8 ;各零件其余部位光洁度不低于Ra3.2。
[0043]零部件装配具体步骤为。1、对经过机械加工后待装配零件部件进行修毛刺，将所有金属零件清洗干净，用压缩空气吹干，确保表面无残留。
[0044]2、将弹簧放入左体内部。
[0045]3、将密封圈放入阀座外圆密封部。
[0046]4、将组装好的阀座放入左体内部，注意保护好密封圈。
[0047]5、将球体装入阀体内部，依次装入下阀杆密封部零件和上阀杆部零件，并在阀体结合部装入密封垫片。
[0048]6、将组装好的左体部零件与阀体部零件组合。
[0049]7、按照普通球阀的装配工艺规程组装其余零部件。
[0050]如上所述，则能很好的实现本实用新型。
【权利要求】
1.单阀座双向密封结构球阀，其特征在于:包括阀体(2)和左体(3)，阀体(2)和左体(3)相对设置后形成中腔(7)，中腔(7)内设置有球体(5)，球体连接有上阀杆密封部(I)，上阀杆密封部(I)从球体(5)延伸至中腔(7)外，其中左体(3)与球体之间设置有阀座密封部(4)，阀座密封部(4)包括阀座(8)和位于阀座与左体(3)之间的密封圈(10)和位于阀座与左体(3 )之间的弹簧(9 );在介质上游区指向介质下游的方向上，所述左体(3 )包括依次一体化连接的左体第一台阶体(31)、左体第二台阶体(32)、左体第三台阶体(33)、左体第四台阶体(34)，所述阀座(8)包括依次一体化连接的阀座第一台阶体(81)、阀座第二台阶体(82)、阀座第三台阶体(83);左体第一台阶体(31)的内径小于左体第二台阶体(32)的内径小于左体第三台阶体(33)的内径小于左体第四台阶体(34)的内径，阀座第一台阶体(81)的外径小于阀座第二台阶体(82)的外径小于阀座第三台阶体(83)的外径，其中，左体第二台阶体(32)的内径等于阀座第一台阶体(81)的外径，左体第四台阶体(34)的内径等于阀座第三台阶体(83 )的外径，密封圈(10 )位于左体第二台阶体(32 )、左体第三台阶体(33 )、阀座第一台阶体(81)、阀座第二台阶体(82)构成的空腔内，弹簧(9)位于左体第三台阶体(33)与阀座第三台阶体(83)之间，且弹簧(9)的轴线与介质上游区指向介质下游的方向平行，弹簧(9)的一端与阀座第三台阶体(83)面向介质上游一侧靠接，弹簧(9)的另一端延伸进左体第三台阶体(33)内部。
2.根据权利要求1所述的单阀座双向密封结构球阀，其特征在于:阀座第三台阶体(83)与球体之间设置有刃口体(11)，刃口体(11)生长于阀座第三台阶体(83)并与球体表面挤压接触。
3.根据权利要求1所述的单阀座双向密封结构球阀，其特征在于:球体内设置有通孔构成球体流道(51)，球体流道(51)的直径等于左体(3)最小内径。
4.根据权利要求1所述的单阀座双向密封结构球阀，其特征在于:阀座第三台阶体(83)与左体第三台阶体(33)之间存在间隙。
5.根据权利要求1所述的单阀座双向密封结构球阀，其特征在于:阀座第二台阶体(82)与左体第二台阶体(32)之间存在间隙。
6.根据权利要求1所述的单阀座双向密封结构球阀，其特征在于:球体(5)远离上阀杆密封部(I) 一侧还设置有下阀杆密封部(6 )，下阀杆密封部(6 )位于阀体(2 )和左体(3 )之间。
7.根据权利要求2所述的单阀座双向密封结构球阀，其特征在于:左体第三台阶体(33)面向球体(5)的一面倾斜角度为45度，左体第三台阶体(33)面向球体(5)的一面为挤压球体面，刃口体(11)生长于挤压球体面。
【文档编号】F16K5/06GK203548978SQ201320767439
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】贾怀军 申请人:四川苏克流体控制设备有限公司