一种快速启闭高温高压电动球阀的制作方法

本实用新型涉及球阀技术领域，具体涉及一种快速启闭高温高压电动球阀。

背景技术：

在核电站、火电站、船舶动力和海洋核动力平台等领域中，蒸汽动力系统均通过郎肯循环，利用水蒸气作为工质推动汽轮机做功转换为能量(机械能或电能)供人们使用。当这些蒸汽动力系统发生事故时，会发生水蒸气(或水)大量外泄和高压管路向低压管路释放压力，造成人员伤亡或下游设备损坏等损失。因此必须设置阀门，保证高温高压水蒸汽或水介质管道快速启闭，截断高温高压水蒸气(或水)外泄，防止造成巨大危害。

现有球阀的结构不能完全满足以上要求，其中：

(1)密封性较差，容易造成渗漏，并且关闭速度较慢；

(2)电动执行机构的扭矩较大，操作不便。

有鉴于此，急需对现有的球阀结构进行改进，以提高密封性，降低扭矩，提高关闭速度。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是现有的球阀密封性差、扭矩较大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种快速启闭高温高压电动球阀，包括：

阀体，顶部设有阀盖，内部的球形腔内设有上下对称的阀座组，各所述阀座组包括对称设置的左右两个阀座，所述阀座与所述阀体之间设置弹性件，两所述阀座的相互背离的一侧分别设有滚轴组，且所述滚轴组包括相对设置的两个滚轴；

一体式阀球，由电动执行机构驱动，通过轴承转动设置在所述阀体和所述阀盖上，与所述阀座之间形成动密封；

阀座推开机构，包括固定在所述一体式阀球的上下两端的推开盘，所述推开盘的外周设有均布的四个柱形槽，所述滚轴与所述推开盘的外周抵靠，随着所述一体式阀球的转动，所述滚轴进入所述柱形槽，实现阀的开启或关闭。

在另一个优选的实施例中，所述阀座与所述阀球的接触密封面设置为锥面。

在另一个优选的实施例中，所述电动执行机构和所述阀盖之间设有隔热法兰。

在另一个优选的实施例中，所述一体式阀球的顶端设有阀杆，所述电动执行驱动机构通过所述阀杆驱动所述一体式阀球转动。

在另一个优选的实施例中，所述阀杆的外周设有柔性填料，并采用填料盖压实。

在另一个优选的实施例中，所述弹性件采用弹簧或碟簧。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)在关闭状态下，一体式阀球和阀座抵靠密封，能够保证在高温高压环境下实现阀门关闭零泄漏，密封效果良好；

(2)在开启或关闭之间的调节过程中，推开盘与滚轴发生接触，能够降低一体式阀球转动过程中的摩擦，能够降低电动执行机构扭矩，从而实现阀门快速启闭；

(3)具有自密封特性，通过弹性件使阀座移动回位，与一体式阀球再次建立密封；

(4)维修时不需整体拆卸，只需打开阀盖，就可以将关键件一体式阀球取出维修，维护方便。

附图说明

图1为本实用新型在关闭状态下的结构示意图；

图2为本实用新型在开启状态下的结构示意图；

图3为本实用新型中推开盘和滚轴的俯视图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种快速启闭高温高压电动球阀，能够实现关闭零泄漏，关闭快速，操作简单、快捷。下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做出详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的一种快速启闭高温高压电动球阀，包括阀体1、一体式阀球4和阀座推开机构5。

如图2和图3所示，阀体1顶部设有阀盖7，内部的球形腔内设有上下对称的阀座组，各阀座组包括对称设置的左右两个阀座3，阀座3与阀体1之间设置弹性件，两阀座3的相互背离的一侧分别设有滚轴52组，且滚轴52组包括相对设置的两个滚轴52。一体式阀球4由电动执行机构12驱动，通过轴承转动设置在阀体1和阀盖7上，与阀座3之间形成动密封。阀座推开机构5包括固定在一体式阀球4的上下两端的推开盘51，推开盘51的外周设有均布的四个柱形槽50，滚轴52与推开盘51的外周抵靠，随着一体式阀球4的转动，滚轴52进入柱形槽50，实现阀的开启或关闭。

阀体1内流体(水蒸气或水)流向由左至右流动。一体式阀球4的上下轴上套有下轴承2和上轴承6。通过下轴承2，一体式阀球4安装在阀体1固定孔内；通过上轴承6，一体式阀球4的上端与阀盖7对接安装。阀盖7与阀体1通过双头螺柱、螺母和垫片连接安装。

阀体1采用整体奥氏体不锈钢锻件加工，具有耐腐蚀、耐辐照、高温下许用应力高等特点，适用于各种环境条件。

上轴承、下轴承选用浸铜石墨材料制造，这种加入金属的石墨，其线胀系数与金属接近，便于安装，滑动摩擦系数小，可降低驱动机构输出转矩，耐高温，耐辐照。阀座3采用奥氏体不锈钢锻件加工，具有良好的耐磨性。

一体式阀球4采用一体化结构设计，硬质合金制造，其硬度大于阀座3，

阀盖7采用奥氏体不锈钢锻件加工，耐腐蚀、耐辐照、高温下许用应力高，采用阀盖7设计，便于本阀门的拆装检修。阀盖7中法兰与阀体1间采用纯刚性密封，密封可靠，便于修理。

电动执行机构12是本阀门的驱动机构，采用高效率电机，输出扭矩和转速，保证本阀快速启闭。

阀座3与一体式阀球4的接触密封面设置为锥面，采用的是球体与锥面间的线性密封形式，在使用过程中，如果阀座3密封面磨损，可以通过上游介质力及弹性件预紧力的作用使阀座3移动，自动建立一体式阀球4与阀座3之间的动态密封。

电动执行机构12和阀盖7之间设有隔热法兰11，电动执行机构12与阀盖7上表面通过隔热法兰11由螺栓、螺母和垫片连接，保证阀体1的高温不会传递至电动执行机构12，影响电动执行机构12工作。

一体式阀球4的顶端设有阀杆10，电动执行驱动机构通过阀杆10驱动一体式阀球4转动。一体式阀球4与阀杆10下端通过六角配合连接，阀杆10上端与电动执行机构12通过六角配合连接。

阀座3与阀体1间采用动密封，阀座3侧向设置弹性件，能够在阀门关闭时压紧阀座3，保证阀座3与一体式阀球4之间的密封。在阀门由关闭转为开启时，弹性件还原，阀座3与一体式阀球4之间的压紧密封力消失，当阀杆10再带动一体式阀球4转动时，推开盘51将阀座3推开，阀座3与一体式阀球4之间密封面的摩擦力消失，因而减小了阀杆10的扭矩，也避免管路有杂质时造成阀座3的接触密封面损伤。

阀杆10的外周设有柔性填料8，并采用填料8盖压实。柔性填料8采用柔性石墨等，有效防止灰尘或油污进入阀体1内。

弹性件采用弹簧或碟簧，弹簧和碟簧都是成本低且装卸方便的部件。

本实用新型的工作原理如下：

(1)本实用新型开启状态时，如图2所示，一体式阀球4开启，流道通畅，流体流过。

快速启闭高温高压电动球阀开启过程中，电动执行机构12通过阀杆10带动一体式阀球4转动，一体式阀球4和两个推开盘51一同转动，阀座3上的滚轴52与推开盘51滚动摩擦，滚轴52从推开盘51的柱形槽50中滚出，从而挤压两侧的阀座3移动，阀座3的弹性件被挤压，此时一体化阀球与阀座3的接触密封面分开，消除了摩擦。当一体式阀球4转至开状态，滚轴52滚至推开盘51转90°后的下一个柱形槽50内，阀座3恢复原位置，阀座3的弹性件的弹力也恢复原状。整个开启过程中，阀座3与一体式阀球4的球体不接触摩擦，开启电动执行机构12输出扭矩小。

(2)本实用新型关闭过程中，电动执行机构12通过阀杆10带动一体式阀球4转动，推开盘51推开阀座3，一体式阀球4的球面跟阀座3不接触，减小摩擦。

(3)本实用新型关闭到位，如图1所示，由上游介质压力和阀座3弹簧的预紧力作用，弹性件压紧阀座3，使其与一体化阀球紧密密封。

当电动执行机构12输出转速为3r/min，阀门的开启和关闭速度均可达到5s。

本实用新型并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。