新型主动密封式球阀的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型主动密封式球阀。球芯装在由右阀体和左阀体密封连接构成的阀门的阀腔中，右阀体内管道和左阀体内管道分别与球芯相连接处装有一个阀座，球芯顶部连接用于手动水平旋转球芯的阀杆，阀杆从左阀体的阀腔侧面中伸出；球芯水平方向开有中心通孔，球芯中心通孔水平两侧的球形表面上对称开有圆环型凹槽，圆环型凹槽上装有与阀座相配合的球密封环，球密封环与阀座均为环形阶梯式结构，球密封环与阀座通过各自阶梯式环形密封面的连接实现主动密封。本发明通过设计具有主动密封功能的密封副，提高了阀门的密封效果，延长了阀门的使用寿命。
【专利说明】新型主动密封式球阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型球阀，特别是涉及一种新型主动密封式球阀。
【背景技术】
[0002]球阀是流体管道输送系统中用来控制流体介质流量以及流向的一种特殊管道部件。它对整个系统工作的稳定性和可靠性有着很大的影响，因此被喻为“管路的咽喉”。密封性能是阀门使用过程中需要重点关注一个重要性能，它决定了阀门的使用的安全可靠性。对于现有的球阀，主要利用阀座和球之间的接触形成密封副，达到密封效果。然而这种被动的密封形式在使用中还是存在较大问题。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中的密封问题，本发明对球阀的密封技术进行进一步研究，提供了一种新型主动密封式球阀，在阀门关闭时，通过密封面之间的主动压紧，提高了阀门的S封效果。
[0004]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:
包括右阀体、左阀体、球芯和阀杆；还包括球密封环和阀座；球芯装在由右阀体和左阀体密封连接构成的阀门的阀腔中，右阀体内管道和左阀体内管道分别与球芯相连接处装有一个阀座，球芯顶部连接用于手动水平旋转球芯的阀杆，阀杆从左阀体的阀腔侧面中伸出；球芯水平方向开有中心通孔，球芯中心通孔水平两侧的球形表面上对称开有圆环型凹槽，圆环型凹槽上装有与阀座相配合的球密封环，球密封环与阀座均为环形阶梯式结构，球密封环与阀座通过各自阶梯式环形密封面的连接实现主动密封。
[0005]所述的球密封环:阶梯内圈面为球环形球面，阶梯外圈面为由不等高的均为半环形的球外半球环面和球内半球环面衔接而成；球环形球面为面向外的凸出环形球面，球外半球环面和球内半球环面均为面向外的凸出半环形球面，球外半球环面内缘高于球环形球面外缘，球内半球环面内缘低于球环形球面外缘；
所述的阀座:阶梯内圈面为座环形球面，阶梯外圈面为由不等高的均为半环形的座外半球环面和座内半球环面衔接而成；座环形球面为面向内的内凹环形球面，座外半球环面和座内半球环面均为面向内的内凹半环形球面，座外半球环面内缘低于座环形球面外缘，座内半球环面内缘高于座环形球面外缘。
[0006]所述的球外半球环面内缘与球环形球面外缘之间的半环形柱面为球内密封环面，球内半球环面内缘与球环形球面外缘之间的半环形柱面为球外密封环面，球外半球环面与球内半球环面之间的衔接断面为球密封断面；
所述的座外半球环面内缘与座环形球面外缘之间的半环形柱面为座外密封环面，座内半球环面内缘高于座环形球面外缘之间的半环形柱面为座内密封环面，座外半球环面和座内半球环面之间的衔接断面为座密封断面；
球密封环的球内密封环面、球外密封环面和球密封断面分别与阀座的座外密封环面、座内密封环面和座密封断面相配合组成球阀的主动密封副。
[0007]所述的球环形球面的内、外缘分别与座环形球面的内、外缘直径相同，球外半球环面的内、外缘分别与座外半球环面的内、外缘直径相同，球内半球环面的内、外缘分别与座内半球环面的内、外缘直径相同。
[0008]所述的球芯顶部开有弧形槽，阀杆下端嵌入安装在弧形槽内。
[0009]所述的圆环型凹槽的槽深度为3_5mm。
[0010]本发明具有的有益效果是:
(1)采用球面环形台阶结构的阀座和球密封圈，使球阀在关闭时能够得到有效的主动密封，提高了阀门的密封效果；
(2)采用的阀座和球密封圈为单独两个部件可以拆卸，进而提高了阀门的使用；
(3)采用两个密封副结构，能够更进一步地保证阀门的密封效果，延长阀门的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的结构示意图。
[0012]图2是本发明球芯结构示意图。
[0013]图3是本发明球密封环示意图。
[0014]图4是本发明阀座俯视图。
[0015]图5是本发明球阀关闭过程的图1俯视剖面示意图。
[0016]图6是本发明球阀关闭位置的图1俯视剖面示意图。
[0017]图中:1、右阀体，2、左阀体，3、球芯，3A、圆环型凹槽，3B、弧形槽，4、阀杆，5、球密封环，5A、球内密封环面，5B、球外密封环面，5C、球密封断面，5D、球外半球环面，5E、球内半球环面，5F、球环形球面，6、阀座，6A、座外密封环面，6B、座内密封环面，6C、座密封断面，6D、座外半球环面，6E、座内半球环面,6F、座环形球面。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例，说明本发明的【具体实施方式】。
[0019]如图1?图2所示，本发明球阀包括右阀体1、左阀体2、球芯3、阀杆4、球密封环5和阀座6 ;球芯3装在由右阀体1和左阀体2密封连接构成的阀门的阀腔中，右阀体1内管道和左阀体2内管道分别与球芯3相连接处装有一个阀座6，球芯3顶部连接用于手动水平旋转球芯3的阀杆4，阀杆4从左阀体2的阀腔侧面中伸出，阀杆4与左阀体2周向密封连接；球芯3水平方向开有中心通孔，球芯3中心通孔水平两侧的球形表面上对称开有圆环型凹槽3A，如图2所示，圆环型凹槽3A上装有与阀座6相配合的球密封环5，球密封环5与阀座6均为环形阶梯式结构，球密封环5与阀座6通过各自阶梯式环形密封面的连接实现主动密封。
[0020]如图3所示，球密封环5:阶梯内圈面为球环形球面5F，阶梯外圈面为由不等高的均为半环形的球外半球环面和球内半球环面5E衔接而成；球环形球面5F为面向外的凸出环形球面，球外半球环面5D和球内半球环面5E均为面向外的凸出半环形球面，球外半球环面内缘高于球环形球面5F外缘，球内半球环面5E内缘低于球环形球面5F外缘。
[0021]如图3所示，球外半球环面内缘与球环形球面5F外缘之间的半环形柱面为球内密封环面5A，球内半球环面5E内缘与球环形球面5F外缘之间的半环形柱面为球外密封环面5B，球外半球环面?与球内半球环面5E之间的衔接断面为球密封断面5C。
[0022]如图4所示，阀座6:阶梯内圈面为座环形球面6F，阶梯外圈面为由不等高的均为半环形的座外半球环面6D和座内半球环面6E衔接而成；座环形球面6F为面向内的内凹环形球面，座外半球环面6D和座内半球环面6E均为面向内的内凹半环形球面,座外半球环面6D内缘低于座环形球面6F外缘，座内半球环面6E内缘高于座环形球面6F外缘。
[0023]如图4所示，座外半球环面6D内缘与座环形球面6F外缘之间的半环形柱面为座外密封环面6A，座内半球环面6E内缘高于座环形球面6F外缘之间的半环形柱面为座内密封环面6B，座外半球环面6D和座内半球环面6E之间的衔接断面为座密封断面6C。
[0024]球密封环5的球内密封环面5A、球外密封环面5B和球密封断面5C分别与阀座6的座外密封环面6A、座内密封环面6B和座密封断面6C相配合组成球阀的主动密封副。
[0025]球环形球面5F的内、外缘分别与座环形球面6F的内、外缘直径相同，球外半球环面的内、外缘分别与座外半球环面6D的内、外缘直径相同，球内半球环面5E的内、外缘分别与座内半球环面6E的内、外缘直径相同，以使得球密封环5的球环形球面5F、球外半球环面?和球内半球环面5E分别与阀座6的座环形球面6F、座外半球环面6D和座内半球环面6E配合密封。
[0026]如图2所示，圆球芯3顶部开有弧形槽3B，阀杆4下端嵌入安装在弧形槽3B内，阀杆4下端两侧面分别与弧形槽3B两侧内壁紧贴。
[0027]圆环型凹槽3A的槽深度为3-5_。
[0028]本发明的具体实施工作过程如下:
如图5所示，当阀芯3沿着逆时针反向旋转时，球阀逐渐开启；当阀芯3沿着顺时针方向关闭时，安装在上面的球密封环5跟着转动，当阀芯3转到闭合位置时，如图6所示，球密封环5和安装在阀体上的阀座6相接触，形成左右两个密封副，从而在阀芯内外无压力差的情况下也能实现密封，达到主动密封效果。由此，本发明提高了阀门的密封效果，延长了阀门的使用寿命，带来了显著的技术效果。
[0029]上述【具体实施方式】用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种新型主动密封式球阀，包括右阀体(I)、左阀体(2)、球芯(3)和阀杆(4);其特征在于:还包括球密封环(5)和阀座(6);球芯(3)装在由右阀体(I)和左阀体⑵密封连接构成的阀门的阀腔中，右阀体⑴内管道和左阀体⑵内管道分别与球芯⑶相连接处装有一个阀座(6)，球芯(3)顶部连接用于手动水平旋转球芯(3)的阀杆(4)，阀杆(4)从左阀体(2)的阀腔侧面中伸出；球芯(3)水平方向开有中心通孔，球芯(3)中心通孔水平两侧的球形表面上对称开有圆环型凹槽(3A)，圆环型凹槽(3A)上装有与阀座(6)相配合的球密封环(5)，球密封环(5)与阀座(6)均为环形阶梯式结构，球密封环(5)与阀座(6)通过各自阶梯式环形密封面的连接实现主动密封。
2.根据权利要求1所述的一种新型主动密封式球阀，其特征在于:所述的球密封环(5):阶梯内圈面为球环形球面(5F)，阶梯外圈面为由不等高的均为半环形的球外半球环面(5D)和球内半球环面(5E)衔接而成；球环形球面(5F)为面向外的凸出环形球面，球外半球环面(5D)和球内半球环面(5E)均为面向外的凸出半环形球面，球外半球环面(5D)内缘高于球环形球面(5F)外缘，球内半球环面(5E)内缘低于球环形球面(5F)外缘； 所述的阀座(6):阶梯内圈面为座环形球面(6F)，阶梯外圈面为由不等高的均为半环形的座外半球环面(6D)和座内半球环面(6E)衔接而成；座环形球面(6F)为面向内的内凹环形球面，座外半球环面^D)和座内半球环面^E)均为面向内的内凹半环形球面，座外半球环面^D)内缘低于座环形球面^F)外缘，座内半球环面^E)内缘高于座环形球面(6F)外缘。
3.根据权利要求1所述的一种新型主动密封式球阀，其特征在于:所述的球外半球环面(5D)内缘与球环形球面(5F)外缘之间的半环形柱面为球内密封环面(5A)，球内半球环面(5E)内缘与球环形球面(5F)外缘之间的半环形柱面为球外密封环面(5B)，球外半球环面(5D)与球内半球环面(5E)之间的衔接断面为球密封断面(5C)； 所述的座外半球环面^D)内缘与座环形球面^F)外缘之间的半环形柱面为座外密封环面(6A)，座内半球环面^E)内缘高于座环形球面^F)外缘之间的半环形柱面为座内密封环面(6B)，座外半球环面^D)和座内半球环面^E)之间的衔接断面为座密封断面(6C)； 球密封环(5)的球内密封环面(5A)、球外密封环面(5B)和球密封断面(5C)分别与阀座(6)的座外密封环面(6A)、座内密封环面^B)和座密封断面￠0相配合组成球阀的主动密封副。
4.根据权利要求1所述的一种新型主动密封式球阀，其特征在于:所述的球环形球面(5F)的内、外缘分别与座环形球面^F)的内、外缘直径相同，球外半球环面(5D)的内、外缘分别与座外半球环面(6D)的内、外缘直径相同，球内半球环面(5E)的内、外缘分别与座内半球环面^E)的内、外缘直径相同。
5.根据权利要求1所述的一种新型主动密封式球阀，其特征在于:所述的球芯(3)顶部开有弧形槽(3B)，阀杆(4)下端嵌入安装在弧形槽(3B)内。
6.根据权利要求1所述的一种新型主动密封式球阀，其特征在于:所述的圆环型凹槽(3A)的槽深度为3-5mm。
【文档编号】F16K5/08GK104315188SQ201410547949
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】朱林杭, 林哲, 阮晓东 申请人:浙江大学