一种高效硬密封球阀的制作方法

本发明涉及工程设备技术领域，具体为一种高效硬密封球阀。

背景技术：

球阀，随着科学技术的飞速发展，生产工艺及产品结构的不断改进，已迅速发展成为一种主要的阀类。目前，硬密封球阀作为一种用来实现管路系统通断及流量控制的部件，球阀被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业，在国民经济中占有举足轻重的地位。已在石油、化工、冶金、水电等许多领域中得到极为广泛地应用。在现有的一些硬密封球阀中，在一些高温或带有颗粒、纤维的流体介质，尤其是煤化工黑水工况领域，电站冶金行业的锅炉及结垢冷冻的运输管线上使用往往使用寿命都不长，主要表现在以下几个方面：一是密封面不耐磨损，在高温高压、介质中的颗粒物等容易刮伤阀门腔体及腔内部件；二是阀座被介质中颗粒物卡死；三是弹簧或弹性碟片在介质冲刷下积夹杂质，致使阀座密封失效；四是传统硬密封球阀一般采用单向硬密封，在介质的压力作用下，阀杆会存在偏心，造成开闭扭矩大；五是单向硬密封球阀介质流向设计均围绕着密封阀座的反向要求，在管道组装过程中，应严格执行阀体所标流向装配，故造成安装过程繁杂，需要就介质流向给安装工人进行专业培训。上述这些均是传统硬密封球阀比较常见问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高效硬密封球阀，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高效硬密封球阀，包括阀体、两个阀座、位于阀体内带通孔的球体以及控制球体实现关闭与开启的阀杆，所述阀杆贯穿阀体到达阀体的外部，所述阀体的两侧通过螺栓螺母连接有阀盖，两个所述阀座位于阀体的两端且与球体相抵触构成密封副，所述阀座与阀体内周部密封连接的密封面为相互配合且两端相贴合的台阶型结构，且阀座远离球体的一端外径小于阀座靠近球体的一端外径，所述阀座远离球体的一端通过第一密封组件机构与阀盖密封连接，所述阀杆与阀体之间通过第二密封组件机构密封。

优选的，所述第一密封组件机构包括呈凸台型的弹簧座、弹簧座与阀座之间贴覆的第二密封圈、弹簧座窄段面与阀盖内周壁贴合的第一密封圈以及弹簧座粗段的竖向段与阀盖内周壁贴合的弹簧组件，所述阀盖的内壁设置成与弹簧座匹配的凸台型结构。

优选的，所述阀座靠近球体的端面设置有金属硬质合金密封圈，所述金属硬质合金密封圈与球体的球面相配合，金属硬质合金密封圈沿球体两端流道设计为缩口型结构，金属硬质合金密封圈与球体球面贴合处开设有微斜面刃口。

优选的，所述弹簧组件为第一碟形弹簧。

优选的，所述弹簧组件为压缩弹簧。

优选的，所述第一密封圈和第二密封圈均为石墨密封圈。

优选的，所述阀体与阀盖的连接处贴覆有一层包覆垫片。

优选的，所述第二密封组件机构包括填充在阀体填料函内的填料、压合在填料上端面的第二碟形弹簧以及位于第二碟形弹簧上端的填料压盖，所述填料压盖通过填料压盖螺栓螺母与阀体锁紧。

优选的，所述阀杆呈倒t型结构，所述阀杆的t型台阶上贴合有阀杆减磨垫，所述阀杆的垂直底端连接有与球体顶端限位固定槽协合的定位销，所述定位销和阀杆的t型台阶处安装有防静电功能结构的防静电弹簧。

优选的，所述金属硬质合金密封圈密封部位及球体球面采用激光熔敷工艺堆焊莫拉莱尔高钼不锈钢粉末或碳化硅、石墨烯等耐高温耐磨复合材料，阀座采用具有高硬度、耐磨损的堆焊合金材质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本高效硬密封球阀是将预装好的阀体阀杆组合件与阀盖阀座密封组合件，通过阀体与阀盖之间石墨密封圈密封及螺栓螺母锁紧，即完成装配。与传统单向硬密封结构相比，第一是在开闭过程中能够更好保障阀杆的同心度，同时双向密封结构，能保证开闭扭力比传统单向硬密封结构阀门轻一倍以上；第二是双向硬密封石墨密封圈及阀座均采用分体式，装配和维修比传统单项密封结构方便；第三是双向硬密封密封球阀无介质流向要求，任何一端均可作为介质的进出口，故而减少了现场安装工人培训及安装工人核对介质流向浪费时间；最后双向硬密封密封结构比单项硬密封结构单个密封承受的压力要低一倍，故而总体蝶形弹簧、密封面的耐疲劳度要强一倍以上，故而双向密封比单项密封结构密封性能好，使用寿命长。本产品适应于手动执行器多种类的开闭系统。直接安装手柄即可实现手动开闭；在阀体上安装支架、阀杆顶端安装套筒后，可以安装各类执行器，实现远程或自动化操控。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明a部放大结构示意图；

图3为图1中俯视结构示意图。

图中：阀盖1、第一密封圈2、弹簧组件3、弹簧座4、第二密封圈5、阀座6、球体7、包覆垫片8、阀体9、防静电弹簧10、阀杆减磨垫11、填料12、第二碟形弹簧13、填料压盖14、阀杆15、螺栓螺母16、填料压盖螺栓螺母17、金属硬质合金密封圈18。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：

一种高效硬密封球阀，包括阀体9、两个阀座6、位于阀体9内带通孔的球体7以及控制球体7实现关闭与开启的阀杆15，阀杆15贯穿阀体9到达阀体9的外部，阀体9的两侧通过螺栓螺母16连接有阀盖1，阀体9与阀盖1的连接处贴覆有一层包覆垫片8，起密封作用，两个阀座6位于阀体9的两端且与球体7相抵触构成密封副，阀座6与阀体9内周部密封连接的密封面为相互配合且两端相贴合的台阶型结构，且阀座6远离球体7的一端外径小于阀座6靠近球体7的一端外径，阀座6远离球体7的一端通过第一密封组件机构与阀盖1密封连接，阀杆15与阀体9之间通过第二密封组件机构密封。

第一密封组件机构包括呈凸台型的弹簧座4、弹簧座4与阀座6之间贴覆的第二密封圈5、弹簧座4窄段面与阀盖1内周壁贴合的第一密封圈2以及弹簧座4粗段的竖向段与阀盖1内周壁贴合的弹簧组件3，弹簧组件3为第一碟形弹簧或者为压缩弹簧，弹簧座4上开设有与弹簧组件3匹配的弹簧限位槽，第一碟形弹簧与压缩弹簧双向选用，扭力轻一点选压缩弹簧，扭力重一点选择第一碟形弹簧，现有技术的弹簧陷位是打在阀体上的，很不方便，阀体打漏了也不知道，本申请是将弹簧组件3打在阀座6上，加工方便，可以用第一碟形弹簧也可以用压缩弹簧，是双用的。

弹簧座4设计成与阀座6成分体结构，方便加工和维修，第一密封圈2和第二密封圈5均为石墨密封圈，石墨密封圈的设置很好的防止介质通过间隙进入到弹簧组件3位置及阀座6末端石墨密封，造成结垢或介质中的颗粒物、腐蚀物将弹簧组件3憋死，致使失去作用，石墨密封圈具有很好的耐温防火作用，使阀门密封能在高温环境正常使用；阀盖1的内壁设置成与弹簧座4匹配的凸台型结构，阀座6靠近球体7的端面设置有金属硬质合金密封圈18，金属硬质合金密封圈18与球体7的球面相配合，金属硬质合金密封圈18沿球体7两端流道设计为缩口型结构，靠近球体7及紧贴阀体9或阀盖1中腔位置设有石墨密封圈限位，石墨密封圈及金属硬质合金密封圈18向流道外口延展末端与阀座6前端相互协合。在阀座6与密封装配时候，先将石墨密封圈套在金属硬质合金密封圈18外圈密封圈限位上，其后，装上阀座6，在阀座6末端有弹簧组件3限位及末端的阀座密封圈位处，套上弹簧组件3及石墨密封圈，使其石墨密封圈切换在阀盖1或阀体9内侧多级石墨密封圈限位槽。从而实现了金属硬质合金密封圈18与阀座6的双重密封，也确保了减小介质流通中对阀座密封面的冲刷，另外该设计彻底将介质与弹簧组件3隔离，其介质对弹簧组件3不会造成冲刷、或是堆积颗粒物质或其他影响，确保了阀门的密封性能，减少降低了介质的泄漏率。金属硬质合金密封圈18与球体7球面贴合处开设有微斜面刃口，金属硬质合金密封圈18刃口与球体7球面贴合，起到球面洁净清洁及对颗粒、纤维物质裁断的功能。保证了介质中颗粒、纤维等物质对球体表面的损害，金属硬质合金密封圈18及阀座6均为对等双向结构设计，该结构设计对平衡了密封两端弹簧组件3的力度。减小了开闭扭矩，同时，使得两端流道均可作为流入或流出通道，不受流向的支配而定向定型安装阀门。金属硬质合金密封圈18密封部位及球体7球面采用激光熔敷工艺堆焊莫拉莱尔高钼不锈钢粉末或碳化硅、石墨烯等耐高温耐磨复合材料，保证了阀门密封面、球面的耐磨损及耐温性能。阀座6采用具有高硬度、耐磨损的堆焊合金材质。

第二密封组件机构包括填充在阀体9填料函内的填料12、压合在填料12上端面的第二碟形弹簧13以及位于第二碟形弹簧13上端的填料压盖14，填料压盖14通过填料压盖螺栓螺母17与阀体9锁紧，第二蝶形弹簧13具有弹力大、耐用等特点，第二蝶形弹簧13起到自补偿密封效果，能很好的保证阀门密封效果，阀杆15呈倒t型结构，阀杆15的t型台阶上贴合有阀杆减磨垫11，阀杆15的垂直底端连接有与球体7顶端限位固定槽协合的定位销，定位销和阀杆15的t型台阶处安装有防静电功能结构的防静电弹簧10。

本发明提供的高效硬密封球阀，与传统单向硬密封结构相比，第一是在开闭过程中能够更好保障阀杆15的同心度，同时双向密封结构，能保证开闭扭力比传统单向硬密封结构阀门轻一倍以上；第二是双向硬密封石墨密封圈及阀座6均采用分体式，装配和维修比传统单项密封结构方便；第三是双向硬密封密封球阀无介质流向要求，任何一端均可作为介质的进出口，故而减少了现场安装工人培训及安装工人核对介质流向浪费时间；最后双向硬密封密封结构比单项硬密封结构单个密封承受的压力要低一倍，故而总体蝶形弹簧、密封面的耐疲劳度要强一倍以上，故而双向密封比单项密封结构密封性能好，使用寿命长。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。