一种管道系统自动补偿球阀的制作方法

本发明涉及球阀技术领域，特别是涉及一种阀门与管道补偿器采用一体式结构设计的管道系统自动补偿球阀。

背景技术：

管道由于受温度变化会产生热胀冷缩，如果温度变化时管道不能完全自由地膨胀或收缩,管道中将产生热应力，在管道与阀门设计中必须考虑这种应力,否则它可能导致管道的破裂,影响正常生产的进行。

管道补偿器又称为伸缩器或伸缩节、膨胀节,主要用于补偿管道受温度变化而产生的热胀冷缩。如果温度变化时管道不能完全自由地膨胀或收缩,管道中将产生热应力。在管道设计中必须考虑这种应力,否则它可能导致管道的破裂,影响正常生产的进行。作为管道工程的一个重要组成部分,补偿器在保证管道长期正常运行方面发挥着重要的作用。

现有技术中为了消除管道产生的热应力对管道的影响通常会在管道上安装管道补偿器与阀门合并使用。但是这种方式存在如下缺点，结构复杂、庞大笨重；阀门与管道补偿器连接合并使用，泄露部位多，易产生介质外漏；既用阀门又用补偿器会使整个管道运行成本加高。

技术实现要素：

本发明提供了一种管道系统自动补偿球阀。

本发明提供了如下方案：

一种管道系统自动补偿球阀，包括连接有齿轮箱的阀体、用于开闭管道的阀芯球、分别与所述齿轮箱以及所述阀芯球相连的用于驱动所述阀芯球转动的上阀杆、具有一道硬密封及两道软密封的多层次阀座密封结构；

所述阀体的至少一端的端面连接有沿流体流动方向向远端延伸的具有凸起和/或凹陷的变径管状结构，所述变径管状结构用于实现消除管道热应力的补充功能。

优选地：所述阀体的一端的端面连接有具有凸起的第一变径管状结构；所述阀体的另一端的端面连接有具有凸起的第二变径管状结构，所述第一变径管状结构以及所述第二变径管状结构与所述阀体均采用焊接工艺固定相连。

优选地：所述硬密封包括与金属阀座圈相连的波纹管密封组件，所述软密封包括位于所述金属阀座圈上且与所述阀芯球相抵接的v型密封圈以及n型密封圈。

优选地：所述金属阀座圈与所述变径管状结构之间设置有预紧弹簧。

优选地：所述齿轮箱通过上轴套以及填料箱实现与所述阀体的相连接，所述上轴套与所述阀体采用焊接方式固定相连。

优选地：所述上阀杆依次穿过所述填料箱以及所述上轴套与所述阀芯球相连；所述上阀杆与所述上轴套之间设置有自润滑无油轴承；所述上阀杆形成有t型台肩，所述t型台肩的上表面设置有止推垫片，所述填料箱的下端面与所述止推垫片的上表面相抵接。

优选地：所述填料箱与所述上阀杆之间设置有多道o型密封圈以及防火填料密封层，所述填料箱与所述上轴套之间连接有多道o型密封圈以及一道缠绕垫片。

优选地：还包括下阀杆，所述下阀杆与所述阀芯球固定相连且与下轴套可旋转相连。

优选地：所述下阀杆通过自润滑无油轴承与所述下轴套相连；所述下轴套与所述阀体采用焊接工艺固定相连，所述下轴套的下部连接有同于密封的底盖。

优选地：所述阀体上形成有多个吊耳以及支撑脚架。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种管道系统自动补偿球阀，在一种实现方式下，该球阀可以包括连接有齿轮箱的阀体、用于开闭管道的阀芯球、分别与所述齿轮箱以及所述阀芯球相连的用于驱动所述阀芯球转动的上阀杆、具有一道硬密封及两道软密封的多层次阀座密封结构；所述阀体的至少一端的端面连接有沿流体流动方向向远端延伸的具有凸起和/或凹陷的变径管状结构，所述变径管状结构用于实现消除管道热应力的补充功能。该球阀结构简单紧凑、阀门与管道补偿器采用一体式结构设计，尽量减少泄漏点，保证密封更可靠，使用寿命更长，降低了整体管道运行成本。具有一体式结构，体积小、重量轻，全焊接型式确保密封可靠、无需维修保养、使用寿命长、操作方便。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种管道系统自动补偿球阀的结构示意图;

图2是本发明实施例提供的局部（a）放大示意图；

图3是本发明实施例提供的局部（b）放大示意图。

图中：齿轮箱1、阀体2、阀芯球3、上阀杆4、第一变径管状结构5、第二变径管状结构6、金属阀座圈7、波纹管密封组件8、v型密封圈9、n型密封10、预紧弹簧11、上轴套12、填料箱13、自润滑无油轴承14、止推垫片15、o型密封圈16、防火填料密封层17、缠绕垫片18、下阀杆19、下轴套20、底盖21、吊耳22、支撑脚架23。

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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1、图2、图3，为本发明实施例提供的一种管道系统自动补偿球阀，如图1、图2、图3所示，该球阀包括连接有齿轮箱1的阀体2、用于开闭管道的阀芯球3、分别与所述齿轮箱1以及所述阀芯球3相连的用于驱动所述阀芯球3转动的上阀杆4、具有一道硬密封及两道软密封的多层次阀座密封结构；

所述阀体2的至少一端的端面连接有沿流体流动方向向远端延伸的具有凸起和/或凹陷的变径管状结构，所述变径管状结构用于实现消除管道热应力的补充功能。

本申请提供的球阀，在保持原球阀功能性不变的前提下，在其一端或者两端均形成用于实现消除管道热应力的补充功能的变径管状结构，该变径管状结构的功能与传统的管道补偿器的功能类似，可以有效的补偿管道受温度变化而产生的热胀冷缩。该球阀在使用时，阀体与补偿器形成一体式结构，将本申请提供的蝶阀直接与管道相连即可，无需安装额外的管道补偿器。

在实际应用中，可以根据现场安装部位的需要选择在阀体2的一端或者两端设置变径管状结构。为了使连接后两端更加平衡，达到可以补偿两端管道的功能，所述阀体2的一端的端面连接有具有凸起的第一变径管状结构5；所述阀体2的另一端的端面连接有具有凸起的第二变径管状结构6，所述第一变径管状结构5以及所述第二变径管状结构6与所述阀体2均采用焊接工艺固定相连。阀体与变径管状结构全焊接一体式结构，阀体与变径管状结构通过焊接连接形成具有补偿功能的蝶阀，结构紧凑，质量轻、强度好。当然在实际应用中，可以采用在阀体的一端设置形成多道连续凸起和凹陷相结合的波纹状结构的变径管状结构。

为了进一步的提高该球阀的密封性，所述硬密封包括与金属阀座圈7相连的波纹管密封组件8，所述软密封包括位于所述金属阀座圈7上且与所述阀芯球3相抵接的v型密封圈9以及n型密封圈10。独特的阀座设计（一道硬密封和两道软密封多层次结构进行密封结构形式），阀座背面采用特殊型式的波纹管密封结构形式，从而保证阀门、管道的更安全、更可靠。阀座的静密封采用特殊型式的波纹管密封结构，确保自动补偿阀在受到管道热胀冷缩变形时，可起到自动密封的功能。同时，采用波纹管密封结构代替原有的o型密封圈可以有效的提高密封结构的使用寿命，使得密封圈寿命与球阀整体使用寿命一致，减少使用过程中的维护工作。为了进一步消除热应力，所述金属阀座圈7与所述变径管状结构之间设置有预紧弹簧11。

为了使该球阀具有良好的防火性能，所述齿轮箱1通过上轴套12以及填料箱13实现与所述阀体2的相连接，所述上轴套12与所述阀体2采用焊接方式固定相连。所述上阀杆4依次穿过所述填料箱13以及所述上轴套12与所述阀芯球3相连；所述上阀杆4与所述上轴套12之间设置有自润滑无油轴承14；所述上阀杆4形成有t型台肩，所述t型台肩的上表面设置有止推垫片15，所述填料箱13的下端面与所述止推垫片15的上表面相抵接。所述填料箱13与所述上阀杆4之间设置有多道o型密封圈16以及防火填料密封层17，所述填料箱13与所述上轴套12之间连接有多道o型密封圈16以及一道缠绕垫片18。球体与阀座采用一道硬密封和两道软密封多层次结构进行密封，确保密封性可靠。上阀杆采用上装式，利用填料箱压住阀杆t型台肩可实现阀杆防飞出功能，使自动补偿阀功能等级更高。

进一步的，还包括下阀杆19，所述下阀杆19与所述阀芯球3固定相连且与下轴套20可旋转相连。所述下阀杆19通过自润滑无油轴承14与所述下轴套20相连；所述下轴套20与所述阀体2采用焊接工艺固定相连，所述下轴套20的下部连接有同于密封的底盖21。所述阀体2上形成有多个吊耳22以及支撑脚架23。下阀杆与阀芯球采用自润滑无油轴承进行润滑传动，使高性能球阀的启闭扭矩非常小。

本申请提供的管道系统自动补偿球阀，可以应用在供热、采暖系统等领域方面的管路上，在管道因热胀冷缩引发的变形时起到自动补偿的功能，防止管道的破裂。从而保证阀门、管道的更安全、更可靠，作为管道工程的一个重要组成部分,补偿器在保证管道长期正常运行方面发挥着重要的作用。

阀体采用高性能优质碳钢；阀体采用球形一体结构设计，尽量减少泄漏点，防止了介质外漏，保证密封更可靠；球形结构型式、全焊接一体式结构，阀体与补偿器通过焊接连接，结构紧凑，质量轻、强度好。球体与阀座采用一道硬密封和两道软密封多层次结构进行密封，确保密封性可靠。

总之，本申请提供的管道系统自动补偿球阀，过渡段采用球形封头，使阀门整体都有自动补偿管道因热胀冷缩引发的变形，从而保证阀门、管道的更安全、更可靠。该球阀结构简单紧凑、阀门与管道补偿器采用一体式结构设计，尽量减少泄漏点，保证密封更可靠，使用寿命更长，降低了整体管道运行成本。具有一体式结构，体积小、重量轻，全焊接型式确保密封可靠、无需维修保养、使用寿命长、操作方便。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。