一種高溫雙活塞固定球閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高溫雙活塞固定球閥，其包括設置于閥蓋及球體之間的閥座，所述閥座與所述球體密封接觸，所述閥座與閥蓋之間設置密封組件，所述密封組件包括密封體，所述密封體的兩端分別設置第一彈性件和第二彈性件；所述第一彈性件的一端抵在所述閥座上，其另一端抵在所述密封體上；所述第二彈性件的一端抵在所述閥蓋上，其另一端抵在所述密封體上；所述密封體的外徑大于所述閥座與所述球體密封位置的外徑，所述密封體的內(nèi)徑小于所述閥座與所述球體密封位置的內(nèi)徑。本發(fā)明的密封組件在密封的同時，能夠實現(xiàn)雙向密封的雙活塞功能，密封效果好，且能應用于高溫工況，有效解決高溫介質泄露的問題。
【專利說明】一種高溫雙活塞固定球閥
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及球閥【技術領域】，特別是涉及一種高溫雙活塞固定球閥。
【背景技術】
[0002]球閥以其流阻小、啟閉迅速、結構緊湊等優(yōu)點而廣泛應用煤化工裝置煤渣、煤灰等雜質的收集和排放，閥門使用工況相對較為苛刻，且流經(jīng)其內(nèi)的介質一般均為高溫介質，因此要求閥門具有良好的密封性能?，F(xiàn)有的球閥中，主要有單活塞功能的球閥和雙活塞功能的球閥，而雙活塞球閥在球閥關閉時，無論其中腔的壓力大還是管道內(nèi)的壓力大，其閥座始終被推向球體，因此具有較好的密封效果。
[0003]如中國專利文獻CN2032782845U公開了一種雙活塞密封球閥，其主要包括閥座、閥蓋、球體、和閥桿，閥座設置于閥蓋與球體之間，閥座與閥蓋相對的徑向面之間分別設置有第一彈簧及彈簧安裝槽和密封圈及密封圈安裝槽，密封圈包括兩個唇形密封圈，唇形密封圈為橫截面呈U型的環(huán)形結構，唇形密封圈開口朝向相反，兩個唇形密封圈設置有開口的另一側相互貼合。該專利文獻將兩個唇形密封圈開口反向貼合在一起，無論是管道內(nèi)的介質壓力大還是中腔內(nèi)的介質壓力大，其相應一側的唇形密封圈的開口內(nèi)均會因充滿介質溶液而緊貼閥蓋和閥座，進而達到密封的效果；但為了保證密封圈的開口均有一定的膨脹性能，唇形密封圈一般均采用橡膠、塑料等材質制成，而橡膠、塑料材質均不能應用于高溫環(huán)境，因此安裝有此類閥座的球閥不能應用于煤化工等其它高溫工況。
[0004]現(xiàn)有的應用與高溫工況的球閥其密封一般采用石墨作為密封件，由于石墨不具備橡膠的較大彈性，所以都需要有彈簧預緊，如中國專利文獻CN202402694U公開了一種適用于高溫的硬密封球閥閥座密封裝置，其包括閥座密封圈和彈性部件，在閥座和閥體之間依次設置有閥座密封圈、閥座填料環(huán)、閥座壓環(huán)和彈性部件，閥座壓環(huán)固定閥座填料環(huán)的位置。該專利文獻的閥座填料環(huán)內(nèi)填充材料為柔性石墨材料，該石墨填料通過閥座壓環(huán)單向緊固在閥座上以實現(xiàn)密封。該類閥座雖然能夠應用于高溫環(huán)境，但很顯然其密封結構只是單向密封結構，也即當端部進壓時，閥座被壓向球體，進而實現(xiàn)緊密密封；當中腔進壓時，閥座壓環(huán)單向壓緊密封填料，使中腔內(nèi)的高壓介質無法進入密封間隙內(nèi)，此時，中腔內(nèi)的高壓介質會推動閥座與球體分離，進而實現(xiàn)泄壓，可見這種閥座與閥體的密封結構只能適用于單活塞功能的球閥中，無法實現(xiàn)雙活塞功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，本發(fā)明要解決的技術問題是現(xiàn)有的具有雙活塞功能的球閥不能用于高溫介質，而采用石墨作為密封件的球閥只具有單活塞的功能為此本發(fā)明的目的是提供一種高溫雙活塞固定球閥，該閥座結構具有雙活塞的功能，密封效果好，且能用于高溫工況。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種高溫雙活塞固定球閥，其包括設置于閥蓋及球體之間的閥座，所述閥座與所述球體密封接觸，所述閥座與閥蓋之間設置密封組件；所述密封組件包括耐高溫并具有一定形變能力的密封體，所述密封體的兩端分別設置第一彈性件和第二彈性件，所述密封體、所述第一彈性件及所述第二彈性件沿著所述閥座的軸向設置；所述第一彈性件的一端抵在所述閥座上，其另一端抵在所述密封體上；所述第二彈性件的一端抵在所述閥蓋上，其另一端抵在所述密封體上；所述第一彈性件與所述第二彈性件將所述密封體擠壓變形以密封所述閥座與所述閥蓋之間的間隙；所述密封體的外徑大于所述閥座與所述球體密封位置的外徑，所述密封體的內(nèi)徑小于所述閥座與所述球體密封位置的內(nèi)徑。
[0007]所述密封體與所述第一彈性件之間設置有第一壓環(huán)；所述密封體與所述第二彈性件之間設置有第二壓環(huán)。
[0008]所述密封體整體填充于所述閥座與閥蓋之間的徑向空隙內(nèi)。
[0009]所述密封體包括沿徑向設置的第一密封環(huán)及第二密封環(huán)，所述第一密封環(huán)與所述第二密封環(huán)之間設有用于將所述第一密封環(huán)與所述第二密封環(huán)間隔開的芯環(huán)；所述第一密封環(huán)密封所述芯環(huán)與所述閥蓋之間的間隙，所述第二密封環(huán)密封所述芯環(huán)與所述閥體之間的間隙。
[0010]所述第一壓環(huán)與所述第二壓環(huán)的兩端分別設置有向所述第一密封環(huán)及所述第二密封環(huán)延伸的抵觸部，所述第一密封環(huán)及所述第二密封環(huán)的兩端分別抵靠于所述第一壓環(huán)與所述第二壓環(huán)的所述抵觸部上；所述芯環(huán)的兩端分別與所述第一壓環(huán)、所述第二壓環(huán)之間具有一定空隙，所述間隙大于或等于所述密封體密封時的壓縮量。
[0011]所述密封體為石墨密封環(huán)。
[0012]所述閥座與所述閥蓋的配合面上還設置兩個用于放置過濾件的凹槽，所述凹槽分別位于所述密封組件的兩側。
[0013]所述過濾件為石墨圈；所述第一彈性件、所述第二彈性件均為碟形彈簧。
[0014]所述閥座上設置有防止所述第一彈性件被過度壓縮的第一限位部；所述閥蓋上設置有防止所述第二彈性件被過度壓縮的第二限位部。
[0015]所述第一限位部位為設置在所述閥座上的用于阻擋所述密封體向所述球體方向過度滑動的第一凸臺；所述第二限位部位為設置在所述閥蓋上的用于阻擋所述密封體遠離所述球體過度滑動的第二凸臺。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
1.本發(fā)明的密封組件包括耐高溫并具有一定形變能力的密封體，該密封體的兩端分別設置第一彈性件和第二彈性件，第一彈性件和第二彈性件分別從密封體的兩端向其中心擠壓，使其發(fā)生一定的彈性形變而密封閥座與閥蓋之間的間隙，且密封體的外徑大于閥座與球體密封位置的直徑，密封體的內(nèi)徑小于閥座與球體密封位置的直徑，該密封組件在密封的同時，能夠實現(xiàn)雙向密封的雙活塞功能，無論是中腔內(nèi)的壓力高于管道內(nèi)的壓力，還是管道內(nèi)的壓力高于中腔內(nèi)的壓力，密封體均能將閥座與閥蓋之間的間隙密封，并使閥座推向球體，實現(xiàn)閥座與球體之間的密封，密封效果好；另外，本發(fā)明的密封體由耐溫材料制成，因此可應用于高溫工況，能有效解決高溫介質泄露的問題。
[0017]2.本發(fā)明的密封體包括第一密封環(huán)、第二密封環(huán)，且在第一密封環(huán)與第二密封環(huán)之間設有用于將第一密封環(huán)與第二密封環(huán)間隔開的芯環(huán)；第一密封環(huán)密封芯環(huán)與閥蓋之間的間隙，第二密封環(huán)密封芯環(huán)與閥體之間的間隙。對于寬度及厚度較大的密封體來說，需要具有較大的壓力才能使其發(fā)生一定的變形進而實現(xiàn)密封，而通過將密封體分成第一密封環(huán)和第二密封環(huán)，則可以大大降低密封時所需的彈性壓力，進而在具有良好密封效果的同時便于對球閥進行開啟或者關閉。
[0018]3.本發(fā)明閥座靠近兩端部的位置分別設置過濾件，該過濾件能夠有效防止介質中的顆粒介質進入閥座與閥蓋之間的間隙，進而保護密封組件的密封性能。
[0019]4.本發(fā)明的閥座上設置有防止第一彈性件被過度壓縮的第一限位部；而閥蓋上則設有防止第二彈性件被過度壓縮的第二限位部。當中腔或管道內(nèi)的壓力相差過大時，密封體會在壓差的作用下向其中一側滑動，壓縮該側的彈性件，若壓力過大，則會使彈性件因被過度壓縮而損壞，而通過設置第一限位部、第二限位部則可有效防止彈性體過度壓縮，進而保護密封組件始終保持較佳的工作狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
圖1是本發(fā)明的閥座與球體、閥蓋配合的結構示意圖；
圖2是本發(fā)明另一種實施方式的閥座與球體、閥蓋配合的結構示意圖。
[0021]圖中附圖標記表示為:
1-閥座；10_中腔；2_閥蓋；20_管道內(nèi)腔；3_密封體；31_第一密封環(huán)；32_第二密封環(huán)；33_芯環(huán)；41_第一彈性件；42_第二彈性件；50_抵觸部；51_第一壓環(huán)；52_第二壓環(huán)；6-球體；7-凹槽；81-第一凸臺；82_第二凸臺。
【具體實施方式】
[0022]實施例一
參見圖1，一種高溫雙活塞固定球閥，其包括設置于閥蓋2及球體6之間的閥座1，所述閥座I與所述球體6密封接觸，所述閥座I與閥蓋2之間設置密封組件，所述密封組件包括密封體3，所述密封體3為石墨密封環(huán)；當然，在其它實施例中也可以采用其它耐高溫并具有一定形變能力的材料制成；所述密封件3為整體式結構，呈環(huán)形，并填充于所述閥座I與閥蓋2之間的徑向空隙內(nèi)，整體式密封組件3主要適用于密封組件厚度較小的球閥上。所述密封體3的兩端分別設置第一彈性件41和第二彈性件42，所述密封體3、所述第一彈性件41及所述第二彈性件42沿著所述閥座I的軸向設置；所述第一彈性件41的一端抵在所述閥座I上，其另一端抵在所述密封體3上；所述第二彈性件42的一端抵在所述閥蓋2上，其另一端抵在所述密封體3上；所述第一彈性件41與所述第二彈性件42將所述密封體3擠壓變形以密封所述閥座I與所述閥蓋2之間的間隙；所述密封體3的外徑Dl大于所述閥座I與所述球體6密封位置的外徑D2,所述密封體3的內(nèi)徑D4小于所述閥座I與所述球體6密封位置的內(nèi)徑D3。本發(fā)明該密封組件在密封的同時，能夠實現(xiàn)雙向密封的雙活塞功能，無論是中腔內(nèi)的壓力高于管道內(nèi)的壓力，還是管道內(nèi)的壓力高于中腔內(nèi)的壓力，密封體均能將閥座I與閥蓋2之間的間隙密封，并使閥座推向球體，實現(xiàn)閥座與球體之間的密封，密封效果好；另外，本發(fā)明的密封體3由耐溫材料制成，因此可應用于高溫工況，能有效解決高溫介質泄露的問題。
[0023]本實施例中，所述密封體3與所述第一彈性件41之間設置有第一壓環(huán)51 ;所述密封體3與所述第二彈性件42之間設置有第二壓環(huán)52，也即第一彈性件41、第二彈性件42均間接抵觸在密封體3上，這種設計方式能夠有效防止密封體3被壓緊，以實現(xiàn)較好的密封效果。
[0024]本實施例中，所述閥座I與所述閥蓋2的配合面上還設置兩個用于放置過濾件的凹槽7，所述凹槽7分別位于所述密封組件的兩側。為了方便加工，如圖1所示，本實施例中的所述凹槽7均成型于所述閥座I上。該過濾件能夠有效防止介質中的顆粒介質進入閥座I與閥蓋2之間的間隙及密封組件內(nèi)，進而保護密封組件的密封性能。
[0025]本實施例中的所述過濾件為石墨圈；所述第一彈性件41、所述第二彈性件42均采用碟形彈簧。
[0026]本實施例中，所述閥座I或所述閥蓋2上設置有防止所述第一彈性件41被過度壓縮的第一限位部；所述閥座I或所述閥蓋2上設置有防止所述第二彈性件42被過度壓縮的第二限位部。具體的，所述第一限位部位為設置在所述閥座I上的用于阻擋所述密封體3向所述球體6方向過度滑動的第一凸臺81 ;所述第二限位部位為設置在所述閥蓋2上的用于阻擋所述密封體3遠離所述球體6過度滑動的第二凸臺82。當所述密封體3在管道內(nèi)腔20中的介質壓力及第二彈性件42的作用下向球體6的一側過度運動時，所述第一壓環(huán)51的下端抵在所述第一凸臺81上，進而阻止第一彈性件41被過度壓縮；當所述密封體3在中腔10內(nèi)的介質壓力及第一彈性件41的作用下向閥蓋2的一側過度運動時，所述第二壓環(huán)51的上端抵在所述第二凸臺82上，進而阻止第二彈性件41被過度壓縮。
[0027]本發(fā)明閥座結構的密封原理為:
當中腔10內(nèi)的介質壓力大于管道內(nèi)腔20內(nèi)介質的壓力時，中腔10內(nèi)的介質通過閥座I與閥蓋2之間的接觸面進入到第一彈性件41所在的內(nèi)腔里，此時中腔10內(nèi)的介質壓力與第一彈性件41處的介質壓力相等，但由于所述密封體3的內(nèi)徑D4小于閥座I與球體6密封位置的外徑D2，兩處介質對閥座I的合力，推動閥座I緊貼球體6，使閥座與球體實現(xiàn)密封，第一彈性件41處的介質壓力與其彈力一起共同推動密封體3向閥蓋運動(在圖1向右側運動)，進而壓縮密封體3以密封閥座I與閥蓋2之間的間隙。
[0028]當管道內(nèi)腔20內(nèi)的介質壓力大于中腔10內(nèi)的介質壓力時，管道內(nèi)腔20內(nèi)的介質通過閥座I與閥蓋2之間的間隙進入第二彈性件42所在的內(nèi)腔里，此時由于密封體3的外徑Dl大于閥座I與球體6密封位置的內(nèi)徑D3，第二彈性件42內(nèi)的介質對密封體3施加的壓力與其彈力共同作用推動閥座I緊貼球體6 (圖1中向左側運動)，使閥座與球體實現(xiàn)密封，與此同時密封體3被壓縮，以密封將閥座I與閥蓋2之間的間隙。
[0029]由此可見，不論是中腔進壓還是端部進壓，本發(fā)明的球閥結構均可以實現(xiàn)密封，SP可以作為雙活塞功能的球閥使用。
[0030]實施例二
由于密封體3—般都采用石墨等耐高溫、并具有一定變形能力的材料制成，其厚度越厚，則越需要第一彈性件41及第二彈性件42具有較大的初始預壓力，而一些球閥需要密封體3具有較大的厚度，這時就會致使球閥在閉合或開啟的時候操作困難。
[0031]為了解決這一問題，本實施例中的所述密封體3包括沿徑向設置的第一密封環(huán)31及第二密封環(huán)32，所述第一密封環(huán)31與所述第二密封環(huán)32之間設有用于將所述第一密封環(huán)31與所述第二密封環(huán)32間隔開的芯環(huán)33 ;所述第一密封環(huán)31密封所述芯環(huán)33與所述閥蓋2之間的間隙，所述第二密封環(huán)32密封所述芯環(huán)33與所述閥座I之間的間隙。
[0032]進一步優(yōu)選的，所述第一壓環(huán)51與所述第二壓環(huán)52的兩端分別設置有向所述第一密封環(huán)31及所述第二密封環(huán)32延伸的抵觸部50，所述第一密封環(huán)31及所述第二密封環(huán)32的兩端分別抵靠于所述第一壓環(huán)51與所述第二壓環(huán)52的所述抵觸部50上；所述芯環(huán)33的兩端分別與所述第一壓環(huán)51、所述第二壓環(huán)52之間具有一定空隙，所述間隙大于或等于所述密封體3密封時的壓縮量。
[0033]將密封體3分成第一密封環(huán)31、芯環(huán)33、第二密封環(huán)32，在保證密封性能的同時還有有效減小起密封作用的第一密封環(huán)31、第二密封環(huán)32的厚度,進而減小設置在密封體3兩側的第一彈性件41、及第二彈性件42的初始預壓力；而將芯環(huán)33的兩端分別與所述第一壓環(huán)51、所述第二壓環(huán)52之間具有一定空隙，則可以保證第一壓環(huán)51、第二壓環(huán)52的抵觸部50對第一密封環(huán)31、第二密封環(huán)32具有適宜的壓縮量，進而保證密封效果。
[0034]其他實施方式中，密封件3還可以根據(jù)情況選用更多層的密封環(huán)結構，相鄰層的密封環(huán)通過芯環(huán)隔開即可。本領域技術人員應該明白，只要保證密封件3兩端設置第一彈性件和第二彈性件，并保證密封組件的內(nèi)外徑，以及所述閥座與所述球體密封位置的內(nèi)外徑之間的關系，就可以獲得具有雙活塞功能的球閥，而上述結構均屬于本發(fā)明要保護的內(nèi)容。
[0035]上述【具體實施方式】只是對本發(fā)明的技術方案進行詳細解釋，本發(fā)明并不只僅僅局限于上述實施例，本領域技術人員應該明白，凡是依據(jù)上述原理及精神在本發(fā)明基礎上的改進、替代，都應在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種高溫雙活塞固定球閥，其包括設置于閥蓋(2)及球體(6)之間的閥座(1)，所述閥座(1)與所述球體(6)密封接觸，所述閥座(1)與閥蓋(2)之間設置密封組件，其特征在于: 所述密封組件包括耐高溫并具有一定形變能力的密封體(3)，所述密封體的兩端分別設置第一彈性件(41)和第二彈性件(42)，所述密封體(3)、所述第一彈性件(41)及所述第二彈性件(42)沿著所述閥座(1)的軸向設置；所述第一彈性件(41)的一端抵在所述閥座(I)上，其另一端抵在所述密封體(3)上；所述第二彈性件(42)的一端抵在所述閥蓋(2)上，其另一端抵在所述密封體(3)上；所述第一彈性件(41)與所述第二彈性件(42)將所述密封體(3 )擠壓變形以密封所述閥座(1)與所述閥蓋(2 )之間的間隙； 所述密封體(3)的外徑Dl大于所述閥座(1)與所述球體(6)密封位置的外徑D2，所述密封體(3)的內(nèi)徑D4小于所述閥座(1)與所述球體(6)密封位置的內(nèi)徑D3。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高溫雙活塞固定球閥，其特征在于:所述密封體(3)與所述第一彈性件(41)之間設置有第一壓環(huán)(51);所述密封體(3)與所述第二彈性件(42)之間設置有第二壓環(huán)(52)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種高溫雙活塞固定球閥，其特征在于:所述密封體(3)整體填充于所述閥座(1)與閥蓋(2 )之間的徑向空隙內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種高溫雙活塞固定球閥，其特征在于:所述密封體(3)包括沿徑向設置的第一密封環(huán)(31)及第二密封環(huán)(32)，所述第一密封環(huán)(31)與所述第二密封環(huán)(32)之間設有用于將所述第一密封環(huán)(31)與所述第二密封環(huán)(32)間隔開的芯環(huán)(33);所述第一密封環(huán)(31)密封所述芯環(huán)(33)與所述閥蓋(2)之間的間隙，所述第二密封環(huán)(32 )密封所述芯環(huán)(33 )與所述閥體(1)之間的間隙。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種高溫雙活塞固定球閥，其特征在于:所述第一壓環(huán)(51)與所述第二壓環(huán)(52)的兩端分別設置有向所述第一密封環(huán)(31)及所述第二密封環(huán)(32)延伸的抵觸部(50)，所述第一密封環(huán)(31)及所述第二密封環(huán)(32)的兩端分別抵靠于所述第一壓環(huán)(51)與所述第二壓環(huán)(52)的所述抵觸部(50)上；所述芯環(huán)(33)的兩端分別與所述第一壓環(huán)(51)、所述第二壓環(huán)(52)之間具有一定空隙，所述間隙大于或等于所述密封體(3)密封時的壓縮量。
6.根據(jù)權利要求1-5任一所述的一種高溫雙活塞固定球閥,其特征在于:所述密封體(3)為石墨密封環(huán)。
7.根據(jù)權利要求1-6任一所述的一種高溫雙活塞固定球閥，其特征在于:所述閥座(1)與所述閥蓋(2)的配合面上還設置兩個用于放置過濾件的凹槽(7)，所述凹槽(7)分別位于所述密封組件的兩側。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種高溫雙活塞固定球閥，其特征在于:所述過濾件為石墨圈；所述第一彈性件(41)、所述第二彈性件(42)均為碟形彈簧。
9.根據(jù)權利要求1-8任一所述的一種高溫雙活塞固定球閥，其特征在于:所述閥座(1)上設置有防止所述第一彈性件(41)被過度壓縮的第一限位部；所述閥蓋(2)上設置有防止所述第二彈性件(42)被過度壓縮的第二限位部。
10.根據(jù)權利要求9所述的一種高溫雙活塞固定球閥，其特征在于:所述第一限位部位為設置在所述閥座(1)上的用于阻擋所述密封體(3)向所述球體(6)方向過度滑動的第一凸臺(81);所述第二限位部位為設置在所述閥蓋(2)上的用于阻擋所述密封體(3)遠離所述球體(6 )過度滑動的第二 凸臺(82 )。
【文檔編號】F16K5/06GK103727259SQ201310747873
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權日:2013年12月31日
【發(fā)明者】陳尚東, 韓金忠 申請人:蘇州紐威閥門股份有限公司