一种卧轴偏心半球阀的制作方法

本实用新型涉及阀门领域，尤其涉及一种卧轴偏心半球阀。

背景技术：

球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，广泛应用在石油、化工、冶金、轻纺、食品、原子能、航空等领域。偏心球阀是一种比较新型的球阀类别，它有着自身结构所独有的一些优越性，只需要用旋转90°的操作和很小的转动力矩就能严密关闭，开关无摩擦，密封不易磨损，启闭力矩小，可减小所配执行器的规格。

目前市场上偏心半球阀基本按《gb/t26146-2010偏心半球阀》标准设计和生产，产品基本是立轴结构。立轴安装至少存在以下使用弊端：

1.垂直空间要求高；

2.阀芯需要占据流道下端，使阀体内腔流道的弧度大，增大了介质的流动阻力；

3.长时间使用后，阀芯上主密封副磨损不能实现完全在线维修。

另一方面，常规硬密封球阀的密封，依赖阀座密封面和阀芯密封面的精密挤压密封，这对于阀座密封面和阀芯密封面的加工精度和安装精度要求都非常高。但由于偏心半球阀偏心的存在，要想保证阀门主密封的密封可靠性，必须要保证阀芯半球体中心与阀座中心同心，而由于阀芯、阀座和阀体是分开加工，阀芯和阀体偏心距不可能完全相同，必然存在工序积累误差，此误差若过大，轻则导致阀门主密封泄漏不可靠或阀门扭矩过大，影响密封效果，严重时可导致密封失效，导致阀门报废。所以市场上有偏球阀难加工一说，价格也较高。

在中国发明专利cn201811224835.x中公开了一种偏心球阀，该阀座通过可调安装结构可微小移动地安装在阀盖上，在操作机构的驱动下，阀球转动至使阀球密封面与阀座密封面逐渐挤压接触时，阀座可微小移动，使得阀球密封面与阀座密封面之间实现压力均匀的密封，从而解决了上述的技术问题。但是该偏心球阀通过将阀座浮动的安装在阀体上，为保证阀座能够在环形槽内顺利的浮动，本身结构为间隙配合，再加上阀座端面与环形槽内壁反复磨损，会导致密封不严密，使介质流入阀座的外圆周与环形槽的底面之间的微小间隙内，介质堆积结晶，就会将微小的间隙堵塞，使阀座丧失微调的作用，或是只有下方的微小间隙被堵塞，造成阀座偏心密封失效。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够在装配时将阀芯密封球冠与阀座中心调整至同心，克服加工误差，以保证有效密封的一种卧轴偏心半球阀。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种卧轴偏心半球阀，包括：

阀体，其水平的两端具有进口端和出口端，于阀体的上部密封的盖设有阀盖，阀盖与阀体之间围构成阀腔；

阀座组件，环向密封的固定于阀体出口端的台阶处；及

阀芯，通过阀杆可转动的设于阀腔内；

其特征在于，

所述阀杆的轴线垂于阀体内介质流动的方向、并水平设置；

所述阀芯上具有与其同心的、圆柱形的凸台，于凸台上间隙的套设有密封环，所述密封环具有球冠形的密封面，于凸台与密封环所成的夹间隙内设有气囊环，所述密封环与阀芯通过固定组件固定；

驱动阀芯沿阀杆向介质流动方向转动，使密封环的球冠与阀座组件配合密封。

进一步的技术方案在于，于出口端一侧的阀体上开设有贯通的调节孔，于调节孔内设有能够调节阀座组件水平位置的顶件一，使阀座组件密封地与密封环抵接。

进一步的技术方案在于，所述阀座组件包括：

主密封圈，其截面呈梯形；及

阀座，其与阀体间通过密封圈密封，所述阀座上与一压环配合形成与主密封圈匹配的阀槽；

所述主密封圈设于阀槽内，并通过压环压制固定，所述主密封圈的小端外露并凸出于阀座表面与密封环接触；

所述压环与阀座通过端面上的多个螺钉固定。

进一步的技术方案在于，所述阀座组件还包括：

垫圈，设于阀座的外端；及

弹性缓冲垫，设于垫圈与阀座之间；

所述阀体、阀座、弹性缓冲垫和阀座通过压紧螺钉连接固定。

进一步的技术方案在于，所述固定组件包括环向均布的多个连接螺钉和与连接螺钉交错设置的多个定位销。

进一步的技术方案在于，所述阀杆包括设于两端且同轴的阀杆一和阀杆二；

所述阀杆一与阀体密封的固定、与阀芯通过轴套可转动的连接；

所述阀杆二与阀体通过轴套可转动的连接、与阀芯固定，所述阀杆二外接有动力头。

进一步的技术方案在于，所述阀杆一的轴向位置通过调节组件可调。

进一步的技术方案在于，所述调节组件包括：

端盖，其定位套密封的嵌入阀体的出口内，其法兰盘置于阀体外，于端盖的法兰盘上开设有贯通的调节孔，于调节孔内设有能够调节法兰盘与阀体之间距离的顶件二；

所述阀杆一的外端具有阶梯轴一，所述阶梯轴一位于端盖的定位套内并固定。

进一步的技术方案在于，所述阀杆一的内端具有阶梯轴二，所述阶梯轴二与阀芯固定，于阶梯轴二的阶梯处设有半球垫圈。

进一步的技术方案在于，所述密封环的端面与阀芯间通过密封圈密封。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

该偏心半球阀采用卧轴结构安装阀芯，不占据流道下端，使流道下端可以较立式偏心半球阀设计的更平缓，减小了流动阻力；

当阀门主密封副零件损坏，需要维修或更换，可不将阀门从管线上拆下，将阀芯转至开的位置，使阀芯向上朝向阀盖，在线打开阀盖，从阀体上口处可直接拆卸密封环；若阀座组件需要更换，可将阀芯旋转朝向进口端，让出空间，即可对若阀座组件进行更换维修，做到在线维护，不需要将阀体拆卸下来，维修方便；

在该半球阀结构中，球冠形的密封环与阀芯之间预留有合理的空间游动间隙，并在该间隙内设置气囊环，向气囊环充气使其膨胀，由于气囊环中气体的压力是均衡的，利用气囊的膨胀，调整密封环的位置，能够使球冠面与阀座组件的密封面均匀接触，使阀芯密封面与阀座密封面之间实现压力均匀的密封，将阀芯与阀座中心调整至同心的理想位置后，再将密封环固定在阀芯上，从保证主密封合理的密封比压，降低阀门扭矩，并能够保证长时间的有效使用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本卧轴偏心半球阀关闭状态的结构示意图；

图2是本卧轴偏心半球阀开启状态的结构示意图；

图3是图1中a部的放大结构示意图；

图4是图2中b部的放大结构示意图；

图5是本卧轴偏心半球阀一维修状态的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1～图5所示，一种卧轴偏心半球阀，安装于管道上，用于启/闭管路，以控制管道内介质的流动，在这里，介质可以是液体和气体。

偏心半球阀包括阀体1、阀座组件3和阀芯4。阀体1水平的两端具有进口端和出口端，于阀体1的上部密封的盖设有阀盖2，阀盖2与阀体1之间围构成阀腔，在阀盖2上连接有吊扣，吊扣用以与外部起重等设备配合，以实现偏心半球阀的搬运等。阀座组件3环向密封的固定于阀体1出口端的台阶处。阀芯4通过阀杆可转动的设于阀腔内。通过阀芯4的密封面与阀座组件3的密封面挤压密封，以将阀体1内的流道封闭，截断介质的流出。

在本公开的卧轴偏心半球阀中，阀杆的轴线垂于阀体1内介质流动的方向、并水平设置。

具体的，阀杆包括设于两端且同轴的阀杆一81和阀杆二82，阀杆一81与阀体1密封的固定、与阀芯4通过轴套可转动的连接；阀杆二82与阀体1通过轴套可转动的连接、与阀芯4固定，所述阀杆二82外接有动力头83，动力头83为执行机构，可以是手动的蜗轮蜗杆传动装置，也可以是自动的蜗轮蜗杆传动装置等形式。动力头83带动阀杆二82转动，从而实现了对阀芯4旋转的驱动。

该偏心半球阀采用卧轴结构安装阀芯4，不占据流道下端，使流道下端可以较立式偏心半球阀设计的更平缓，减小了流动阻力。

当阀门主密封副零件损坏，需要维修或更换，可不将阀门从管线上拆下，将阀芯4转至开的位置，如图2所示，使阀芯4向上朝向阀盖2，在线打开阀盖2，从阀体1上口处可直接拆卸密封环5；若阀座组件3需要更换，可将阀芯4旋转朝向进口端，如图5所示，让出空间，即可对若阀座组件3进行更换维修，做到在线维护，不需要将阀体1拆卸下来，维修方便。

阀芯4上具有与其同心的、圆柱形的凸台，于凸台上间隙的套设有密封环5，所述密封环5具有球冠形的密封面，于凸台与密封环5所成的夹间隙内设有气囊环6，所述密封环5与阀芯4通过固定组件固定，并且密封环5的端面与阀芯4间通过密封圈密封。驱动阀芯4沿阀杆向介质流动方向转动，使密封环5的球冠与阀座组件3配合密封。

其中，固定组件包括环向均布的多个连接螺钉和与连接螺钉交错设置的多个定位销。由于密封环5与阀芯4是大间隙配合，为防止密封环5受力松动，在安装调试完成后，在密封环5和阀芯4上配打定位销，将球冠牢牢地锁定在调整好的位置上，也方便以后维修拆卸后再定位。为了配合密封环5的调节，在密封环5上穿设连接螺钉的孔为大直径的阶梯光孔，留有调节间隙，使阶梯光孔在调节后还能够对应阀芯上的螺纹孔，并穿设螺钉压紧密封环5。由于连接螺钉与密封环5上配合光孔之间及密封环5和阀芯4之间都有间隙，为防止阀门使用一段时间后，密封环5在自重或其它特殊因素下可能发生下垂，导致密封失效，因此还需要配打定位销。

在该半球阀结构中，球冠形的密封环5与阀芯4之间预留有合理的空间游动间隙，并在该间隙内设置气囊环6，向气囊环6充气使其膨胀，由于气囊环6中气体的压力是均衡的，利用气囊的膨胀，调整密封环5的位置，能够使球冠面与阀座组件3的密封面均匀接触，使阀芯4密封面与阀座32密封面之间实现压力均匀的密封，将阀芯4与阀座32中心调整至同心的理想位置后，再将密封环5固定在阀芯4上，从保证主密封合理的密封比压，降低阀门扭矩，并能够保证长时间的有效使用。

本公开的卧轴偏心半球阀中，于出口端一侧的阀体1上开设有贯通的调节孔，于调节孔内设有能够调节阀座组件3水平位置的顶件一7，使阀座组件3密封地与密封环5抵接。顶件一7可以采用螺接在调节孔内的顶丝。顶件一7能够带动阀座组件3靠近或者远离阀芯4，从而可以调节阀座组件3在阀体1内的位置，以使阀座组件3能够更好与阀芯4上球冠面配合实现密封，避免偏心半球阀的密封出现漏点等情况。

阀座组件3与阀体1之间预先设置有调整间隙，安装时，由阀门进水端灌进压力水，调整阀体1上的调整螺钉，将阀座组件3沿水平方向一点点推向球冠面，直至主密封不漏水为止，不可过度压紧，主密封不漏水即可，以防主密封圈31过压，密封比压过大而消减密封圈寿命，增大阀门启闭扭矩。调整好调整螺钉后，为锁定调整好的阀座32位置，将设置在阀体1出口端处的压紧螺钉拧上。

阀座组件3包括主密封圈31和阀座32，主密封圈31的截面呈梯形，阀座32与阀体1间通过密封圈密封，所述阀座32上与一压环33配合形成与主密封圈31匹配的阀槽，主密封圈31设于阀槽内，并通过压环33压制固定，所述主密封圈31的小端外露并凸出于阀座32表面与密封环5接触。压环33与阀座32通过端面上的多个螺钉固定。

本公开的卧轴偏心半球阀中，密封副是软硬双重密封，即阀座32本体采用不锈钢材质，另有凸起的橡胶主密封圈31与密封环5球冠上的不锈钢面密封，当阀门关闭时，首先压缩主密封圈31，形成软密封，再由环形球冠与阀座32进行硬密封,密封效果好。

另外，主密封圈31通过梯形的截面形式压制在阀座32上，便于拆卸维修。

在阀杆转动启闭阀芯4过程中，其输送的液体会导致阀体1内部压强变高，尤其在阀门打开的过程中，不仅压力迅速变化，其震动感也很强，长期启闭过程中，会使得阀座32的密封性降低，容易使得介质泄漏。

因此在本公开的卧轴偏心半球阀中，阀座组件3还包括垫圈34和弹性缓冲垫35。垫圈34设于阀座32的外端，弹性缓冲垫35设于垫圈34与阀座32之间，所述阀体1、阀座32、弹性缓冲垫35和阀座32通过压紧螺钉连接固定。弹性缓冲垫35的设置可以有效减震，避免介质泄漏。

本公开的卧轴偏心半球阀中，阀杆一81的轴向位置通过调节组件可调，以保证阀芯4与阀体1同心。

调节组件包括端盖84，端盖84的形状与现有技术相同，端盖84的定位套密封的嵌入阀体1的出口内，其法兰盘置于阀体1外，于端盖84的法兰盘上开设有贯通的调节孔，于调节孔内设有能够调节法兰盘与阀体1之间距离的顶件二85，在阀杆一81的外端同样具有阶梯轴一，所述阶梯轴一位于端盖84的定位套内并固定。顶件二85同样可以采用螺接在调节孔内的顶丝，通过旋进或旋出顶件二85，使顶件二85凸出调节孔内，可以调节端盖84即阀杆一81的轴向位置。

另外，阀杆一81的内端同样具有阶梯轴二，所述阶梯轴二与阀芯4固定，于阶梯轴二的阶梯处设有半球垫圈86，该处半球垫圈相当于一个自润滑轴承，材质铜，能减小阀芯4和阀杆一81之间摩擦力，降低阀门启闭力矩。

以上仅是本实用新型的较佳实施例，任何人根据本实用新型的内容对本实用新型作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本实用新型的保护范围。