一种反装碟形弹簧的金属硬密封球阀的制作方法

本实用新型涉及一种球阀，更具体地说，尤其涉及一种反装碟形弹簧的金属硬密封球阀。

背景技术：

传统的金属硬密封球阀，阀座和球体密封，阀座与阀体密封，密封力主要来自于弹簧的推力，阀座与阀座密封圈在弹簧的作用力下，在阀体腔内做活塞式运动，保持阀座与球体的紧密贴合实现高低压下的密封。当弹簧的设计力较小，阀座与阀体的密封无法密封；若提高弹簧的设计力，阀座与球体的预紧力就相应增大，从而阀门的操作力矩增大，可能导致阀门卡死，不能正常启闭，这样会大大缩减了阀门的使用寿命，严重影响使用管道的正常工作。对原有结构进行改进，较好地结合市场的新需求，解决用户使用中的存在问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种结构紧凑、性能稳定且使用寿命较长的反装碟形弹簧的金属硬密封球阀。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种反装碟形弹簧的金属硬密封球阀，包括分体式阀体，在分体式阀体内设有相互配合的球体，在球体上设有第一通孔，在第一通孔两端对应的分体式阀体上设有第二通孔，其中所述球体其中一端对应的第二通孔端部沿周向设有楔形安装缺口，在楔形安装缺口内设有与球体相适应的反推力机构，反推力机构包括设置在楔形安装缺口内的阀座和套设在阀座外壁上的碟形弹簧，所述阀座背面设有环形凹槽，所述环形凹槽沿第一通孔轴向的剖面轮廓线由第一斜线、第二斜线和连接第一、二斜线的圆弧线段组成；第一斜线与水平面所成的夹角α为78°-82°，第二斜线与水平面所成的夹角β为33° -37°，圆弧线段所对应圆的半径R为2.5～3mm，所述碟形弹簧反装在环形凹槽内。

上述的一种反装碟形弹簧的金属硬密封球阀中，所述楔形安装缺口与阀座配合形成环形的楔形安装腔，所述反推力机构还包括与楔形安装腔相适应的推力圈和阀座密封圈，所述推力圈和阀座密封圈由外至内依序层叠设置在楔形安装腔内；推力圈与阀座配合夹紧碟形弹簧，所述推力圈与碟形弹簧相接触的端面为斜面，推力圈与阀痤密封圈相接触的端面为与水平面相垂直的垂直面。

上述的一种反装碟形弹簧的金属硬密封球阀中，所述楔形安装腔内底部为燕尾结构的楔形斜面，该楔形斜面与水平面所成的夹角γ为28°-32°。

上述的一种反装碟形弹簧的金属硬密封球阀中，所述阀座由一体成型的传动套和密封套组成，传动套的外径大于楔形安装缺口的外径，密封套的外径与楔形安装缺口内底部的内径相适应；环形凹槽设置在传动套与密封套的接触部。

上述的一种反装碟形弹簧的金属硬密封球阀中，所述分体式阀体由相互配合的左阀体和右阀体组成；在左、右阀体的接触部之间设有缠绕式垫圈。

上述的一种反装碟形弹簧的金属硬密封球阀中，所述分体式阀体上设有与球体相连接的阀杆，在阀杆自由端连接有旋转驱动机构；在分体式阀体与阀杆接触部上端的分体式阀体上设有环形缺口，在环形缺口内设有密封结构，该密封结构由两个丝网套和夹设在两个丝网套之间的填料层组成，该填料层由若干个膨胀石墨环组成；在密封结构上端依序设有轧兰和定位块，所述轧兰与分体式阀体固定连接。

本实用新型采用上述结构后，通过阀座、反装的碟形弹簧、推力圈和阀座密封圈配合，当阀座在高压力工况下，阀座与球体相互作用时，传动套自由端也即是环形凹槽开口部后仰，推动碟形弹簧，碟形弹簧继续传动动能，直到环形凹槽第一斜线对应的斜面与碟形弹簧贴合后由推力圈承受工况压力连续产生的推力，由此限制阀座的弹性变形并保护阀座产生塑性变形。在低压力工况下，阀座沟形凹槽头部在材料上的处理和结构上的设计，具有很高的回弹性能，阀座始终保持着与球体相贴合，并在蝶形弹簧的张力推力下，达到很好的低压密封性。

在工作过程中，阀座、碟形弹簧、推力圈和阀座密封圈都不发生位移，并能保持阀座与球体的紧密贴合实现高低压工况下的密封。阀座密封圈不做往复运动，使用中无磨损，密封性持久。

同时，阀座密封圈采用楔形设计，通过比较小的预紧力，就能实现更大的变形，从而实现阀座与阀体间的紧密贴合和密封。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大示意图；

图3是图1中B处的局部放大示意图。

图中：分体式阀体1、第二通孔1a、楔形安装缺口1b、楔形安装腔1c、左阀体1d、右阀体1e、球体2、第一通孔2a、阀座3、环形凹槽3a、第一斜线3b、第二斜线3c、圆弧线段3d、传动套3e、密封套3f、碟形弹簧4、推力圈5、阀座密封圈6、缠绕式垫圈7、阀杆8、旋转驱动机构9、丝网套10、填料层11、轧兰12、定位块13。

具体实施方式

参阅图1至图3所示，本实用新型的一种反装碟形弹簧的金属硬密封球阀，包括分体式阀体1，所述分体式阀体1由相互配合的左阀体1d和右阀体1e组成；在左、右阀体1d,1e 的接触部之间设有缠绕式垫圈7。在分体式阀体1内设有相互配合的球体2，球体2表面根椐使用工况适应不同的介质，可采用表面镀铬(YG)或喷焊镍基合金(YN)或喷涂碳化钨(YW) 或等离子氮化(YD)等工艺处理，以提高球体2表面硬度和耐高温性能要求。

在球体2上设有第一通孔2a，在第一通孔2a两端对应的分体式阀体1上设有第二通孔 1a，在球体2其中一端对应的第二通孔1a端部沿周向设有楔形安装缺口1b，在楔形安装缺口1b内设有与球体2相适应的反推力机构，反推力机构包括设置在楔形安装缺口1b内的阀座3和套设在阀座3外壁上的碟形弹簧4，所述阀座3背面设有环形凹槽3a，所述环形凹槽 3a沿第一通孔2a轴向的剖面轮廓线由第一斜线3b、第二斜线3c和连接第一、二斜线3b,3c 的圆弧线段3d组成；第一斜线3b与水平面所成的夹角α为78°-82°,夹角α优选为80°，第二斜线3c与水平面所成的夹角β为33°-37°,夹角β优选为35°，圆弧线段3d所对应圆的半径R为2.5～3mm，所述碟形弹簧4反装在环形凹槽3a内。蝶形弹簧采用Inconel 718 材料固溶处理+沉淀硬化处理。通过弹性结构设计，使阀座的头部具有极高弹性性能。

同时，楔形安装缺口1b与阀座配合形成环形的楔形安装腔1c，所述反推力机构还包括与楔形安装腔1c相适应的推力圈5和阀座密封圈6，所述推力圈5和阀座密封圈6由外至内依序层叠设置在楔形安装腔1c内；推力圈5与阀座3配合夹紧碟形弹簧4，所述推力圈5与碟形弹簧4相接触的端面为斜面，推力圈5与阀痤密封圈6相接触的端面为与水平面相垂直的垂直面。优选地，所述楔形安装腔1c内底部为燕尾结构的楔形斜面，该楔形斜面与水平面所成的夹角γ为28°-32°，夹角γ优选为30°。所述阀座3由一体成型的传动套3e和密封套3f组成，传动套3e的外径大于楔形安装缺口1b的外径，密封套3f的外径与楔形安装缺口1b内底部的内径相适应；环形凹槽3a设置在传动套3e与密封套3f的接触部。

采用这种结构，阀座、碟形弹簧、推力圈和阀座密封圈都不发生位移，并能保持阀座与球体的紧密贴合实现高低压工况下的密封。阀座密封圈不做往复运动，使用中无磨损，密封性持久。并且，阀座密封圈采用楔形设计，通过比较小的预紧力，就能实现更大的变形，从而实现阀座与阀体间的紧密贴合和密封。

在分体式阀体1上设有与球体2相连接的阀杆8，在阀杆8自由端连接有旋转驱动机构9，根据具体使用工况要求，旋转驱动机构9可以采用手柄、气动执行装置、蜗轮—蜗杆传动装置或电动执行装置等本领域常用的驱动装置，本实用新型中采用手柄。在分体式阀体1与阀杆8接触部上端的分体式阀体1上设有环形缺口，在环形缺口内设有密封结构，该密封结构由两个丝网套10和夹设在两个丝网套10之间的填料层11组成，在本实施例中，两个丝网套 10是采用φ0.1mm的Inconel 718材质编织物。填料层11由若干个膨胀石墨环组成，膨胀石墨环填采用柔性石墨材料制成，在本实施例中，膨胀石墨环填料共有三个，根据具体情况，膨胀石墨环填料8的数量可以适应性地增加。在密封结构上端依序设有轧兰12和定位块13，所述轧兰12与分体式阀体1固定连接。

所述的夹角关系，为本实用新型实施例图2所示角度下各面与水平面的夹角关系。本实用新型的球阀与现有常规球阀的使用方法相同。

以上所举实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用来方便说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。