一种自锁型硬密封全焊接球阀的制作方法

本发明属于阀门技术领域，尤其涉及一种自锁型硬密封全焊接球阀。

背景技术：

球阀是一种球体由阀杆带动，并绕球阀轴线作旋转运动以实现通断的阀门。目前，随着城市供热需求的不断提高，供热用工业管道的压力等级以及供热温度均再不断变化，从而对于供热系统密封材料的耐高温、耐高压性能以及阀门整体的安全性要求在不断提高。

现有常规球阀构造包括阀体、金属阀座、球体和阀杆，金属阀座与球体之间采用软密封材料密封，受密封材料特性限制，这种密封构造的球阀已经越来越不能满足供热系统的高温高压要求。而市场上目前还没有合适的现有球阀密封材料替代品，所以，必须设计一种新的不依赖密封材料特性的密封结构来满足球阀的高温高压使用要求。

另一问题，现有球阀自身无锁定机构或者只有手动锁定机构，使用不便。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种解决现有球阀密封材料不再能满足使用要求且锁定不便的问题的自锁型硬密封全焊接球阀。

本发明是这样实现的，一种自锁型硬密封全焊接球阀，包括阀体、金属阀座、球体、阀杆和调节机构，所述阀体具有进孔和出孔，所述球体通过阀杆和轴承安装在所述阀体内部，所述球体内具有连通所述进孔和出孔的介质通道，所述阀体的进孔与所述球体球面之间以及阀体的出孔与球体球面之间分别安装有所述金属阀座；其特征在于：

所述阀体的内部对应进孔和出孔分别固定有压环，所述压环、阀体和金属阀座之间构成密封的环形活塞腔，所述金属阀座的外表面具有以活塞方式设置于所述环形活塞腔内的环形凸缘，所述环形凸缘将环形活塞腔分隔成为远离球体的控制腔a和靠近球体的控制腔b；

所述调节机构具有固定在所述阀体上的缸体，所述缸体具有中介质通道以及环绕所述中介质通道的环形活塞腔；

所述中介质通道中贯穿设置有传动杆，所述传动杆的一端传动连接所述阀杆，所述传动杆的另一端连接手轮杆；

所述缸体的环形活塞腔内配装有活塞环，所述活塞环将所述环形活塞腔分隔成远离所述手轮杆的弹压腔以及靠近所述手轮杆的冲压腔，所述弹压腔内配装有弹簧；

所述手轮杆的外周部具有圆环形的盘板，所述缸体上密封插装有锁定销，所述锁定销的一端固定在所述活塞环上，所述锁定销的另一端与所述盘板相对应，所述盘板上设有可插接所述锁定销的锁定孔；

还包括介质压力源，所述介质压力源与所述控制腔a之间通过第一通路连通，所述介质压力源与所述控制腔b和冲压腔之间通过第二通路连通，所述第一通路与第二通路之间设置有控制第一通路与第二通路通断状态的控制阀。

本发明中的金属阀座采用金属制成，本发明中的金属阀座随环形凸缘以活塞的方式安装在阀体内侧的环形活塞腔中，此结构使金属阀座可实现活移。控制腔a和控制腔b中的压力差是驱动金属阀座活移的动力。金属阀座的活移可令金属阀座与球体球面贴合或者分离。在球体转动即球阀调节的过程中，与球体脱离的金属阀座可完全避免二者之间的磨损，从而完全避免因磨损而造成的密封失效，保证球阀在高温高压的工作环境下的密封性能。另外，与球体脱离的金属阀座可减小球体转动过程中的扭矩，方便球阀调节。

本发明中的调节机构通过冲压腔内冲压实现解锁，冲压腔内的压力消失后，锁定销在弹簧的作用下发挥作用，实现自动锁定，以方便操作。

本发明中的密封结构与锁定机构均是利用高压介质作为驱动源，从而实现联动且具有统一性。

在上述技术方案中，优选的，所述金属阀座的内径与所述进孔和出孔的内径相同。此结构避免金属阀座与阀体内面之间产生阶梯，减阀体内液体流动的阻力。

在上述技术方案中，优选的，所述阀体上设置有分别与控制腔a和控制腔b相同的排污孔，所述排污孔上安装有排污阀。在到达设备维护期时，可以开启排污阀，清洗控制腔，排出控制腔内的杂质，保证金属阀座平滑移动。

在上述技术方案中，优选的，所述传动杆的轴线水平，所述阀杆的轴线垂直，所述传动杆与所述阀杆通过蜗轮蜗杆传动连接。本技术方案提供一种转动杆与阀杆的连接方式，即通过蜗轮蜗杆垂直传动连接。

在上述技术方案中，优选的，所述缸体靠近所述冲压腔的一端固定有连接盘，所述第二通路通过所述连接盘与所述冲压腔相通，所述锁定销密封插装在所述连接盘上。连接盘可作为缸体的端盖，起到密封缸体的环形活塞腔作用。

所述手轮杆的一端设置有插接传动杆的插孔，手轮杆与传动杆通过键连接，所述手轮杆的另一端固定有手轮盘；所述连接盘上固定有端盖，所述端盖的内部固定有限位螺钉，所述手轮杆上固定有限位板，所述限位板设于所述端盖内侧。本技术方案提供一种手轮杆与传动杆的具体连接方式，轮杆与传动杆通过可轴向活移的方式插接，在压力腔高压介质失效的情况下，可通过轴向活移手轮杆来使盘板与锁定销脱离，实现手动解除锁定。另外，限位板和限位螺钉的具体结构设计，可以避免手轮杆与传动杆因轴向活移过大而脱离连接。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明中调节结构的剖视图；

图3是本发明的局部剖视图；

图4是本发明密封结构上部剖视图；

图5是本发明密封结构下部剖视图。

图中、10、阀体；101、控制腔a；102、控制腔b；20、金属阀座；30、球体；40、压环；50、阀杆；60、调节机构；601、缸体；602、传动杆；603、手轮杆；604、键；605、活塞环；606、冲压腔；607、弹簧；608、盘板；609、锁定销；610、连接盘；611、手轮盘；612、端盖；613、限位螺钉；614、限位板；70、排污阀。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为解决现有球阀密封材料不再能满足使用要求且锁定不便的的弊端，本发明特提供一种自锁型硬密封全焊接球阀，本球阀可以避免球阀因磨损而造成的密封失效，保证球阀在高温高压的工作环境下的密封性能且调节方便。为了进一步说明本发明的结构，结合附图详细说明书如下：

请参阅图1和图3，一种自锁型硬密封全焊接球阀，包括阀体10、金属阀座20、球体30、阀杆50和调节机构60。

请参阅图4和图5，所述阀体10具有进孔和出孔，所述球体30通过阀杆50和轴承安装在所述阀体10内部。即球体30的上部和下部分别固定有同轴线的上阀杆50和下阀杆50，上阀杆50和下阀杆50共同组成所述阀杆50。上阀杆50和下阀杆50通过轴承安装在阀体10上。球体30设于阀体10的进孔与出孔之间，球体30内具有连通所述进孔和出孔的介质通道，球体30以阀杆50轴线为轴的旋转动作，可令介质通道连通阀体10的进孔与出孔，如此实现球阀的通断。

阀体10的进孔与球体30球面之间以及阀体10的出孔与球体30球面之间分别安装有金属阀座20。金属阀座20是阀体10的进孔、出孔与球体30的介质通道之间过渡的主要密封件。

阀体10的内部对应进孔和出孔分别固定有压环40。压环40、阀体10和金属阀座20之间构成密封的环形活塞腔。金属阀座20的外表面具有以活塞方式设置于环形活塞腔内的环形凸缘。环形凸缘将环形活塞腔分隔成为远离球体30的控制腔a101和靠近球体30的控制腔b102。金属阀座20远离球体30端的外周面与阀体10之间设有环形密封圈，金属阀座20靠近球体30端的外周面与压环40之间设有环形密封圈，环形凸缘的外周面阀体10之间设有环形密封圈。环形凸缘的活塞式可活动方式设置令与其相对固定的阀体10实现可活动的配装。控制腔a101和控制腔b102中的压力差可令阀体10产生靠近或者远离球体30的活动，从而实现阀体10与球体30表面的接触和脱离。阀体10与球体30表面接触状态下发挥密封作用，阀体10与球体30表面脱离状态下，可保证球体30转动顺滑，减小磨损，完全避免因磨损而造成的密封失效，保证球阀在高温高压的工作环境下的密封性能。本实施例中，为保证阀体10与球体30表面可靠接触，阀体10靠近球体30的端面是与球体30外圆面适配的圆周弧面。

调节机构60是用于调节球阀开闭的部件组合，用于控制球体30转动，以令球体30的介质通道与进孔、出孔相对或者相错。

请参阅图2，调节机构60具有缸体601，缸体601固定在阀体10上。缸体601具有中介质通道以及环绕中介质通道的环形活塞腔。中介质通道中贯穿设置有传动杆602，传动杆602的一端传动连接阀杆50，传动杆602的另一端连接手轮杆603。

转动转动杆即可实现对球阀的调节。

缸体601的环形活塞腔内配装有活塞环605，活塞环605将环形活塞腔分隔成远离手轮杆603的弹压腔以及靠述手轮杆603的冲压腔606，弹压腔内配装有弹簧607。手轮杆603的外周部具有圆环形的盘板608，缸体601上密封插装有锁定销609，锁定销609的一端固定在活塞环605上，锁定销609的另一端与盘板608相对应，盘板608上设有可插接锁定销609的锁定孔。锁定销609插入盘板608后，与盘板608相对固定的传动杆602即被限制转动，如此实现对球阀球体30转动的锁定。而锁定销609与盘板608的结合状态则由可在缸体601的环形活塞腔内活移的活塞环605控制，活塞环605靠近或远离盘板608的移动实现锁定销609插接或脱离盘板608。冲压腔606内压力与弹簧607的压力差控制活塞环605移动。

本发明中需要介质压力源，介质压力源可为球阀工作环境中其它设备或系统的压力源，也可是独立配套的可提供压力介质的装备(如液压站)。

介质压力源与控制腔a101之间通过第一通路连通，介质压力源与控制腔b102和冲压腔606之间通过第二通路连通。第一通路与第二通路之间设置有控制第一通路与第二通路通断状态的控制阀。本实施例中，控制阀为二位四通液压换向阀，保证在同一时段内两条通路之一冲由压力。当第一通路冲有压力时，阀体10与球体30接触密封，弹簧607顶压活塞环605并且使锁定销609插接盘板608，此状态下球阀无法调节。需要调节时，第一通路泄压，第二通路冲压，在控制腔b102的压力作用下阀体10与球体30脱离，冲压腔606的压力大于弹簧607压力且顶压活塞环605并且使锁定销609脱离盘板608，此时锁定状态解除，可通过旋转传动杆602来调节球体30转动，以调节球阀状态。

在上述技术方案中，优选的，金属阀座20的内径与进孔和出孔的内径相同。此结构避免金属阀座20与阀体10内面之间产生阶梯，减阀体10内液体流动的阻力。

在上述技术方案中，优选的，阀体10上设置有分别与控制腔a101和控制腔b102相同的排污孔，排污孔上安装有排污阀70。到达设备维护期时，可以开启排污阀70，清洗控制腔，排出控制腔内的杂质，保证金属阀座20平滑移动。

传动杆602的轴线水平，阀杆50的轴线垂直，传动杆602与所述阀杆50通过蜗轮蜗杆传动连接。本技术方案提供一种转动杆与阀杆50的连接方式，即通过蜗轮蜗杆垂直传动连接。

缸体601靠近冲压腔606的一端固定有连接盘610。第二通路通过连接盘610与冲压腔606相通，锁定销609密封插装在连接盘610上。连接盘610可作为缸体601的端盖612，起到密封缸体601的环形活塞腔作用。

手轮杆603的一端设置有插接传动杆602的插孔，手轮杆603与传动杆602通过键604连接，手轮杆603的另一端固定有手轮盘611。连接盘610上固定有端盖612，端盖612的内部固定有限位螺钉613，手轮杆603上固定有限位板614，限位板614设于端盖612内侧。本技术方案提供一种手轮杆603与传动杆602的具体连接方式，轮杆与传动杆602通过可轴向活移的方式插接，在压力腔高压介质失效的情况下，可通过轴向活移手轮杆603来使盘板608与锁定销609脱离，实现手动解除锁定。另外，限位板614和限位螺钉613的具体结构设计，可以避免手轮杆603与传动杆602因轴向活移过大而脱离连接。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。