專利名稱：小扭矩?zé)o泄漏可調(diào)式球閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明小扭矩?zé)o泄漏可調(diào)式球閥，所屬技術(shù)領(lǐng)域?yàn)橥ㄓ脵C(jī)械。球閥因結(jié)構(gòu)緊湊、流阻低、可通球吹掃、啟閉迅速?gòu)V泛應(yīng)用于石油、化工、輕工、冶金、天然氣等行業(yè)。目前國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家都把球閥列為發(fā)展重點(diǎn)。隨著我國(guó)石油、天然氣業(yè)高速發(fā)展，球閥必將得到更加廣泛應(yīng)用。同時(shí)也對(duì)球閥的密封效果和易操作性提出了更高的要求。
技術(shù)背景當(dāng)前傳統(tǒng)的球閥存在著兩大缺陷1.密封性差、特別是低壓內(nèi)漏(有些產(chǎn)品表明低壓不密封)，由于受加工精度和裝配精度的限制，則球體表面和密封唇面難以達(dá)到理想的形狀和最佳配合狀態(tài)，當(dāng)球閥在關(guān)閉時(shí)特別是在介質(zhì)處于低壓狀態(tài)時(shí)，因密封面間有不同程度的間隙，使密封面比壓不勻及比壓太低，而出現(xiàn)內(nèi)漏。2.啟閉扭矩大，這是由多種因素造成的①因加工和裝配因素使球的垂直軸與閥桿軸不同心；②介質(zhì)的壓力提高了球面的比壓，根據(jù)磨擦力大小與壓力成正比的原理(F＝ηP)則大大增加了摩擦力；③為減少內(nèi)漏人為地增加了密封面比壓。這幾種因素綜合結(jié)果造成球閥啟閉扭矩增大。
為改善這兩種缺陷，防止球閥在關(guān)閉狀態(tài)下，產(chǎn)生低壓內(nèi)漏，其傳統(tǒng)的作法為①盡最大可能提高球體及密封唇的加工精度和裝配精度，結(jié)果是成本增加，仍然無法根本滿足要求；②加大密封面的比壓(即密封唇對(duì)球體的壓力)，由于①難以實(shí)現(xiàn)則無限地加大密封面的比壓，其結(jié)果，使得開啟與關(guān)閉扭矩極大乃至無法開啟與關(guān)閉，失去了球閥的基本作用；③為克服球閥力矩大無法用人力直接啟閉的缺陷在球閥上增加蝸輪、蝸桿裝置、或增加電動(dòng)裝置，以及其它機(jī)械裝置。這不僅使球閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜體積增大，還提高了制造成本和運(yùn)行費(fèi)用。
即使采取了上述措施，但由于球體與密封唇難于滿足應(yīng)有的精度故仍然無法達(dá)到球閥低壓密封的要求。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型專利的目在于提供一種小扭矩?zé)o泄漏可調(diào)式球閥，該球閥真正實(shí)現(xiàn)了啟閉扭矩小、密封無泄漏。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題本發(fā)明改變了普通球閥的密封結(jié)構(gòu)和原理1. 閥門進(jìn)口端改密封唇為支承座(圖1)只提高結(jié)構(gòu)的剛度，不但不密封，且留有必要的流體通道(圖2)，起先導(dǎo)閥的作用大大減小了球閥啟閉扭矩。2.閥門出口端設(shè)置一套齒輪一螺紋傳動(dòng)可調(diào)壓緊密封裝置(見圖1)開啟狀態(tài)時(shí)，此裝置松開，脫離與球面的接觸，當(dāng)需要關(guān)閉時(shí)先旋轉(zhuǎn)球體呈關(guān)閉位置，再旋緊密封裝置，該裝置采用高強(qiáng)度無塑性變形的耐磨、高彈性材料做為密封材料，則當(dāng)其旋緊后根本杜絕了密封面間隙產(chǎn)生的可能，故實(shí)現(xiàn)了完全無泄漏的同時(shí)也因?yàn)樵陂_啟和關(guān)閉時(shí)撤消了兩密封唇的壓力大大地減小了啟閉的扭矩。
優(yōu)點(diǎn)及積極效果a) 降低了對(duì)球體加工精度和安裝精度的要求；b) 閥門的啟閉扭矩小，可快速開啟；c) 根本解決了球閥關(guān)閉不嚴(yán)，特別是低壓泄漏的難題；d) 工藝簡(jiǎn)單、成本降低。


圖1是本發(fā)明小扭矩?zé)o泄漏可調(diào)式球閥的結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖1所示支承座上的通道示意圖。
具體實(shí)施方式
1.結(jié)構(gòu)組成左閥體1、右閥體2、下閥蓋12、O形圈(14、15、28)和上閥蓋27由內(nèi)六方圓柱頭螺釘13和高強(qiáng)度六角螺栓29連接。球體3與閥桿22、手柄23用螺釘45墊圈24、螺栓25連接，并且由下軸套20、上軸套21、鋼球17、定位螺釘18、開槽螺釘19、擋蓋16、填料26、O形圈(43、44)將球體3定位在左閥體1和右閥體2內(nèi)。支承座11位于球體3前側(cè)。壓力環(huán)4、密封唇5、密封圈6、O形圈(7、8、10)相互配合，且位于球體3右側(cè)與齒圈9用螺紋46連接，且與小齒輪32外嚙合并用限位螺釘30限位。小齒輪32與齒輪箱35、齒輪箱壓蓋31、輪軸33、平鍵34、齒輪軸套36、密封墊37、O形圈(38、40)齒輪箱通蓋39、內(nèi)六方螺釘42裝配，并用內(nèi)六方螺釘41固定在右閥體2上。原理2.機(jī)械可調(diào)式小扭矩?zé)o泄漏球閥工作原理球閥關(guān)閉時(shí)，先旋轉(zhuǎn)球閥手柄23使球體3繞垂直于通路的軸線旋轉(zhuǎn)至呈關(guān)閉位置。然后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)輪軸33，則使小齒輪32轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)也使齒圈38轉(zhuǎn)動(dòng)。因齒圈38與壓力環(huán)4采用螺紋46連接并且用限位螺釘30防止壓力環(huán)4旋轉(zhuǎn)，在齒圈38旋轉(zhuǎn)作用下迫使壓力環(huán)4沿通道軸線向球體3方向移動(dòng)，并推動(dòng)(推力為50000KN～100000 KN)密封圈6、O形圈8和密封唇5與球體3壓緊。因球體3表面密封靠密封圈6密封，其密封寬度為傳統(tǒng)密封面寬度的1/4，根據(jù)面積與比壓成反比的原理，則密封面比壓與傳統(tǒng)密封面比壓提高四倍，所以提高了密封效果，又因?yàn)槊芊馊?采用高強(qiáng)度無塑性變形的高彈性材料作為密封材料，則當(dāng)其旋緊后根本杜絕了密封面間隙產(chǎn)生的可能，故實(shí)現(xiàn)了完全無泄漏。球閥關(guān)閉時(shí)，先逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)輪軸33，則使小齒輪32轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)也使齒圈38轉(zhuǎn)動(dòng)。在齒圈38旋轉(zhuǎn)作用下迫使壓力環(huán)4沿通道軸線向遠(yuǎn)離球體3方向移動(dòng)，同時(shí)也使密封圈6、密封唇5與球體3產(chǎn)生間隙，這時(shí)介質(zhì)從支承座11上的通道47和產(chǎn)生的間隙流入球閥的另一側(cè)，兩側(cè)壓差逐漸變小(起到了先導(dǎo)閥的作用)，這時(shí)旋轉(zhuǎn)球閥手柄23使球體3繞垂直于通路的軸線旋轉(zhuǎn)至呈開啟位置。因?yàn)樵陂_啟和關(guān)閉時(shí)撤消了球面密封比壓，球體與密封面之間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)磨擦，從而大大地減小了球閥啟閉的扭矩。
權(quán)利要求1.一種球閥可調(diào)式密封壓緊裝置，包括球體(3)、閥體(1、2)、支承座(11)、密封唇(5)、壓力環(huán)(4)、齒圈(9)、小齒輪(32)密封圈(6)和O形圈(8)，其中密封圈(6)固定在密封唇(5)與球體(3)的密封面間，其特征在于，支承圈(11)位于介質(zhì)入口及球體(3)前側(cè)，密封唇(5)位于球體(3)后側(cè)，并置于壓力環(huán)(4)內(nèi)，壓力環(huán)(4)與齒圈(9)用螺紋(46)連接，小齒輪(32)安裝在閥體(2)上并與齒圈(9)外嚙合。
2.按權(quán)利要求1所述可調(diào)式密封壓緊裝置，其特征是在球體(3)表面與密封唇(5)密封的基礎(chǔ)上設(shè)置了一道密封圈(6)，提高了比壓與密封性能。
3.按權(quán)利要求1所述可調(diào)式密封壓緊裝置，其特征是在于支承座(11)上有流體通道(47)。
專利摘要小扭矩?zé)o泄漏可調(diào)式球閥，針對(duì)普通球閥的缺陷，改進(jìn)了傳統(tǒng)的密封結(jié)構(gòu)，將其中一側(cè)密封改為支承和通導(dǎo)結(jié)構(gòu)，另一側(cè)密封采用新的組合式密封面結(jié)構(gòu)，并利用可調(diào)式壓緊裝置提高了球閥的密封效果。這種閥在關(guān)閉時(shí)密封面與球體嚴(yán)密壓緊，有效地杜絕了泄漏。并且在開啟時(shí)密封唇與球體及時(shí)松開，球體與密封面之間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)摩擦，減少了閥門啟閉時(shí)的扭矩。同現(xiàn)有的球閥相比具有密封無泄漏、啟閉力矩小、工藝性好、成本低和使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16K5/00GK2525320SQ02202648
公開日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2002年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月4日
發(fā)明者杜頤桂 申請(qǐng)人:杜頤桂