強制密封固定球球閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種球閥，尤其是涉及一種強制密封固定球球閥，它包括閥體、副閥體、球體、閥座、副閥體流體管道，所述副閥體流體管道外圓上具有主動輪、鋼球、從動輪等機件構(gòu)成的壓力驅(qū)動裝置，所述閥體內(nèi)和副閥體上具有微調(diào)螺母、傳力桿、傳力板、蝶形彈簧及閥座等機件構(gòu)成的壓力傳遞裝置，由壓力驅(qū)動裝置在體外所產(chǎn)生的壓力通過壓力傳遞裝置傳遞到閥腔內(nèi)的閥座，使閥座和球體之間產(chǎn)生所需的密封比壓達到強制密封，本發(fā)明還包括一個具有壓力自緊密封和強制密封復合性能的閥座填料強制密封裝置，可在體外旋轉(zhuǎn)螺旋推力桿對閥腔內(nèi)的閥座填料實施軸向增壓，達到徑向密封，使不銹鋼、工業(yè)純鐵、柔性石墨及高分子材料等所制成的高端填料在本發(fā)明上得到有效地應用，本發(fā)明可根據(jù)流體參數(shù)和工況條件選擇相應的材料制造，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，使用壽命長。
【專利說明】強制密封固定球球閥
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種閥門，特別是涉及一種強制密封固定球球閥。
【背景技術】
[0002]球閥是一種具有流道的球體作為關閉件的閥門，它具有流阻小，不破壞流體形狀，開關方便等優(yōu)點，但是球體和閥座之間在開關時所產(chǎn)生的磨損也是目前的一大難題，它嚴重地影響了閥門的使用期，閥門業(yè)界的研究人員為此也做了大量的工作，如中國實用新型專利ZL201320456935.1所公開的一種“低扭矩無磨損固定球閥”此發(fā)明在結(jié)構(gòu)和使用性能上又具有重大進步，具體表現(xiàn)在球閥啟閉時的旋轉(zhuǎn)是球體相對于閥座是在比壓很小的狀態(tài)下完成90°旋轉(zhuǎn)動作的，所以稱之為“低扭矩無磨損固定球閥”，但是美中不足之處是:閥座和球體之間關閉時的密封比壓是將液壓系統(tǒng)的液壓能轉(zhuǎn)換成機械能來實現(xiàn)的，所以泄漏控制點多，特別是微泄漏控制難度較大，在高溫高壓工況下使用時需要增加很多煩瑣的裝置才能保證液壓系統(tǒng)的允許溫度，而且制造成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術不足，提供一種能夠?qū)⒐潭ㄇ蚯蜷y的體外所產(chǎn)生的機械壓力有效地傳遞到閥腔內(nèi)球體和閥座的密封面，并產(chǎn)生密封比壓，實現(xiàn)強制密封和低扭矩開、關。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是這樣的:一種強制密封固定球球閥，它包括閥體、副閥體、具有流道的球體、閥座、上閥桿、下閥桿、副閥體流體管道，所述副閥體流體管道的外圓上安裝有從動輪，其從動輪的內(nèi)孔具有軸向滑動鍵槽，其軸向滑動鍵槽和安裝于副閥體流體管道的鍵槽中所置的導向鍵呈軸向滑動聯(lián)接，所述副閥體流體管道的外圓還具有外螺紋和主動輪的內(nèi)螺紋相旋合，主動輪的外側(cè)具有定位擋板固定安裝在副閥體流體管道的外圓上，主動輪的內(nèi)側(cè)面和從動輪外側(cè)面具有對應的圓周凹槽，在其對應的圓周凹槽之間安裝有數(shù)只呈圓周排列的鋼球，所述主動輪在外力的作用下可在副閥體流體管道的外螺紋上沿軸線方向旋轉(zhuǎn)進退，由上述機件所構(gòu)成的是壓力驅(qū)動裝置，所述閥體的內(nèi)腔和副閥體上置有數(shù)只呈圓周排列并具有動密封性能的傳力桿，其傳力桿外端伸出于副閥體之外，使安裝于傳力桿端部的微調(diào)螺母和從動輪的內(nèi)側(cè)面相接，傳力桿的內(nèi)端在閥體內(nèi)與閥座臺階上的傳力板相接，傳力板的內(nèi)側(cè)置有蝶形彈簧，蝶形彈簧和閥座的臺肩相接，由上述機件所構(gòu)成的是壓力傳遞裝置，壓力傳遞裝置可將體外的壓力驅(qū)動裝置所產(chǎn)生的壓力傳遞到閥腔內(nèi)，使閥座和球體之間的密封面產(chǎn)生密封比壓，實現(xiàn)強制密封，所述強制密封固定球球閥還包括一個能夠使閥座填料在閥座和閥體之間達到強制密封的閥座填料強制密封裝置。
[0005]所述壓力傳遞裝置中傳力桿的同軸上具有粗圓桿部分和細圓桿部分所組成，其細圓桿部分的外圓與呈靜密封安裝在副閥體上的填料筒以及填料筒中所置的填料內(nèi)孔相配合，其填料的外側(cè)具有填料壓蓋，填料壓蓋的外側(cè)具有壓蓋螺母，壓蓋螺母和填料筒的外螺紋相旋合，通過旋緊壓蓋螺母推動填料壓蓋來壓緊填料，使傳力桿的細圓桿部分和填料呈動密封配合。
[0006]所述閥座填料強制密封裝置，是在閥座的外圓與閥體的臺階孔及副閥體之間由內(nèi)向外依次安裝有截面幾何形狀呈直角梯形的閥座填料墊圈、截面幾何形狀呈上底和下底平行的任意四邊形的閥座填料以及與閥座填料接觸面的形體相匹配的閥座填料壓蓋，所述閥座填料壓蓋的外側(cè)和數(shù)只呈圓周排列的螺旋推力桿相接，所述螺旋推力桿具有外螺紋，同軸上外螺紋的兩端還具有內(nèi)端圓桿和外端圓桿，所述外端圓桿的端部具有扳體，其外螺紋部分和對應的數(shù)只呈圓周排列并靜密封安裝在副閥體上的螺旋推力桿填料筒中的內(nèi)螺紋相旋合，其外端圓桿分別與螺旋推力桿填料筒中所置的螺旋推力桿填料、螺旋推力桿填料壓蓋及螺旋推力桿填料壓蓋螺母的內(nèi)孔相配合，螺旋推力桿填料壓蓋螺母和螺旋推力桿填料的外螺紋相旋合，通過螺旋推力桿填料壓蓋螺母旋轉(zhuǎn)來推動螺旋推力桿填料壓蓋壓緊螺旋推力桿填料，使螺旋推力桿的密封圓桿部分與螺旋推力桿填料呈動密封配合，其扳體部分伸出螺旋推力桿填料壓蓋螺母之外，所述內(nèi)端圓桿在閥腔內(nèi)穿過傳力板與蝶形彈簧所對應的圓孔和閥座填料壓蓋的外側(cè)相接。
[0007]所述填料筒和螺旋推力桿填料筒在副閥體同一圓周上呈間隔安裝。
[0008]所述主動輪以及上閥桿的驅(qū)動方式可采用手動、齒輪傳動、電動并可通過自動化控制來實現(xiàn)開、關及強制密封。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
[0010]1.本發(fā)明一種強制密封固定球球閥在開、關時.球體與閥座之間是在低摩擦無磨損下相對旋轉(zhuǎn)的，減少了傳統(tǒng)球閥在密封壓力下旋轉(zhuǎn)來完成開關而造成的嚴重磨損，本發(fā)明啟閉扭矩很低、磨損很小、無卡阻現(xiàn)象發(fā)生。
[0011]2.本發(fā)明一種強制密封固定球球閥球體與閥座之間的密封，是在球閥體外所產(chǎn)生機械壓力通過壓力傳遞裝置將機械壓力傳遞到閥腔內(nèi)球體和閥座的密封面，并產(chǎn)生密封比壓，實現(xiàn)強制密封，螺紋傳動具有自鎖性能有效地防止球體和閥座之間的微泄漏，特別是在高溫、高壓、高磨損等苛刻工況條件下使用的金屬硬密封固定球球閥采用本發(fā)明，其密封性能、安全性能、操作性能、使用壽命都能達到最佳效果和可靠的保證。
[0012]3.本發(fā)明一種強制密封固定球球閥，所述閥座與閥體之間的閥座填料，本發(fā)明采用了一種壓力自緊密封和螺旋推力桿強制密封的方式，使閥座與閥體之間的密封得到可靠的保證，同時將不銹鋼、工業(yè)純鐵，柔性石墨及高分子等密封元件得到有效地應用。
[0013]4.本發(fā)明的使用期得到了很大的提高，是傳統(tǒng)球閥多倍的使用壽命，能夠在很大程度上節(jié)省資源。
[0014]5.本發(fā)明的結(jié)構(gòu)采用PLC控制實現(xiàn)自動化和遠程控制。
[0015]6.本發(fā)明一種強制密封固定球球閥的結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，零部件可根據(jù)管路系統(tǒng)中流體介質(zhì)的參數(shù)選擇合適的材料制造，能夠適用于各種苛刻流體環(huán)境，流道形狀可與流體管道相同，無變形彎道，無缺口，不破壞流體形狀、無旋渦區(qū)、噪音低、振動小，同時對驅(qū)動裝置中的電機功率要求減小，所以節(jié)能效果非常顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的開啟狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。[0017]圖2為本發(fā)明的關閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中標記為:1.閥體，2.副閥體，3.球體，4.閥座，5.蝶形彈簧，6.傳力板，7.傳力桿，8.填料筒，9.填料，10.填料壓蓋，11.壓蓋螺母，12.微調(diào)螺母，13.從動輪，14.鋼球，15.主動輪，16.上閥桿，17.下閥桿，18.閥座填料墊圈，19.閥座填料，20.閥座填料壓蓋，21.螺旋升降桿,22.螺旋升降桿填料筒，23.螺旋升降桿填料,24.螺旋升降桿填料壓蓋，25.螺旋升降桿填料壓蓋螺母，26.副閥體流體管道，27.導向鍵，28.定位擋板。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明:
[0020]如圖1所示本發(fā)明中球閥開啟狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖,它包括閥體1、副閥體2、具有流道的球體3、閥座4、上閥桿16、下閥桿17、副閥體流體管道26，所述副閥體流體管道26的外圓上安裝有從動輪13，其從動輪13的內(nèi)孔具有軸向滑動鍵槽，其軸向滑動鍵槽和安裝于副閥體流體管道26的鍵槽中所置的導向鍵27呈軸向滑動聯(lián)接，所述副閥體流體管道26的外圓具有外螺紋和主動輪15的內(nèi)螺紋相旋合，主動輪15的外側(cè)具有定位擋板28固定安裝在副閥體流體管道26的外圓上，在主動輪15的內(nèi)側(cè)面和從動輪13外側(cè)面均具有對應的圓周凹槽，其圓周凹槽之間安裝有數(shù)只呈圓周排列的鋼球14，利用鋼球14減少主動輪15和從動輪13之間的摩擦力，所述主動輪15在外力的作用下可在副閥體流體管道26的外螺紋上沿軸線方向旋轉(zhuǎn)進退，由上述機件所構(gòu)成壓力驅(qū)動裝置，所述壓力驅(qū)動裝置中的從動輪13的內(nèi)側(cè)面和壓力傳遞裝置相接，所述閥座4的外圓和閥體I之間具有閥座填料強制密封裝置。
[0021]所述壓力傳遞裝置，是在閥座4背部的臺階上置有蝶形彈簧5，蝶形彈簧5的作用是儲蓄能量和釋放能量，蝶形彈簧5的外側(cè)和傳力板6相接，傳力板6的外側(cè)面又與數(shù)只呈圓周排列的傳力桿7相接，其傳力桿7的同軸上具有粗圓桿部分和細圓桿部分所組成，其粗圓桿部分具有防吹出作用，其細圓桿部分的外圓與對應的數(shù)套填料筒8及其中所置填料9的內(nèi)孔相配合，其填料9的外側(cè)具有填料壓蓋10，填料壓蓋10的外側(cè)具有壓蓋螺母11，壓蓋螺母11和填料筒8的外螺紋相旋合，通過旋緊壓蓋螺母11推動填料壓蓋10來壓緊填料9，使傳力桿7的細圓桿部分和填料9呈動密封配合，所述填料筒8呈靜密封安裝于副閥體2上，其傳力桿7的細圓桿部分伸出于壓蓋螺母11之外，傳力桿7的細圓桿部分的端部置有微調(diào)螺母12和從動輪13的內(nèi)側(cè)面相接，所述微調(diào)螺母12的作用是彌補壓力驅(qū)動裝置和壓力傳遞裝置在加工制造或運行過程中所產(chǎn)生的尺寸偏差，微調(diào)螺母12具有微調(diào)功能的同時還具有鎖定功能，從而保證在強制密封時球體3和閥座4的密封面能夠得到均衡的密封壓力。
[0022]所述閥座填料強制密封裝置，是在閥座4的外圓與閥體I的臺階孔之間及副閥體2上由內(nèi)向外依次安裝有截面呈直角梯形的閥座填料墊圈18、截面呈上、下底平行的任意四邊形的閥座填料19以及與閥座填料19接觸面的形體相匹配的閥座填料壓蓋20，它們之間的組合具有壓力自緊密封功能，所述閥座填料壓蓋20的外側(cè)具有數(shù)只呈圓周排列安裝在副閥體2上的螺旋推力桿裝置，所述螺旋推力桿裝置是閥座填料強制密封裝置中的一個組成部分，其螺旋推力桿裝置由螺旋推力桿21、螺旋推力桿填料筒22、螺旋推力桿填料23、螺旋推力桿填料壓蓋24、螺旋推力桿填料壓蓋螺母25所構(gòu)成，其中螺旋推力桿21的同軸上具有螺紋部分外端圓桿部分和扳體部分以及內(nèi)端圓桿部分，其螺紋部分與副閥體2上的螺旋推力桿填料筒22中內(nèi)螺紋部分相配合，其外端圓桿部分與螺旋推力桿填料筒22中所置的螺旋推力桿填料23的內(nèi)孔相配合，螺旋推力桿填料23的外側(cè)置有螺旋推力桿填料壓蓋24，螺旋推力桿填料壓蓋24的外側(cè)置有螺旋推力桿填料壓蓋螺母25和螺旋推力桿填料筒22的外螺紋相旋合，通過螺旋推力桿填料壓蓋螺母25旋轉(zhuǎn)來推動螺旋推力桿填料壓蓋24壓緊螺旋推力桿填料23，螺旋推力桿21的外端圓桿部分與螺旋推力桿填料23呈動密封配合，其扳體部分伸出螺旋推力桿填料壓蓋螺母25之外，所述推力圓桿部分在閥腔內(nèi)穿過傳力板6和蝶形彈簧5和閥座填料壓蓋20的外側(cè)相接，螺旋推力桿填料筒22呈圓周排列并靜密封安裝在副閥體2上，所述閥座填料強制密封裝置，它采用了一種截面呈上、下底平行的任意四邊形的閥座填料19具有壓力自緊密封功能和旋轉(zhuǎn)螺旋推力桿21可對閥座填料19強制密封的組合密封方式，使閥座4與閥體I之間的密封得到可靠的保證，同時將不銹鋼、工業(yè)純鐵，柔性石墨及高分子等密封元件得到有效地應用，極大地擴展了球閥的使用范圍。
[0023]所述填料筒8和螺旋推力桿填料筒22在副閥體2同一圓周上呈間隔安裝，并呈靜密封。
[0024]本發(fā)明中球閥的開啟狀態(tài)主要表現(xiàn)在:主動輪15與定位擋板28相貼，蝶形彈簧5處于能量釋放狀態(tài)無變形。
[0025]如圖2所示本發(fā)明中球閥的關閉狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明中球閥的關閉狀態(tài)主要表現(xiàn)在:主動輪15與定位擋板28相背離，蝶形彈簧5處于能量積蓄狀態(tài)產(chǎn)生變形，蝶形彈簧5所產(chǎn)生變形能擠壓閥座4，使閥座4和球體3之間產(chǎn)生密封比壓。
[0026]所述主動輪15的驅(qū)動方式可采用手動、蝸輪傳動、齒輪傳動、電動并可以通過PLC等自動化控制來實現(xiàn)開、關及強制密封。
[0027]在說明書等文件中所述的“相接”一詞可以解釋為零部件之間的“接觸”或“接碰”，還有所述的“內(nèi)” “外”是相對的概念，在涉及同一零件的軸向方向時，以球體4為基準，以朝向或接近球體4的方向或接近位置為“內(nèi)”，反之為“外”。
【權利要求】
1.一種強制密封固定球球閥，它包括閥體(1)、副閥體(2)、具有流道的球體(3)、閥座(4)、上閥桿(16)、下閥桿(17)、副閥體流體管道(26)其特征在于:所述副閥體流體管道(26)的外圓上安裝有從動輪(13)，其從動輪(13)的內(nèi)孔具有軸向滑動鍵槽，其軸向滑動鍵槽和安裝于副閥體流體管道(26)的鍵槽中所置的導向鍵(27)呈軸向滑動聯(lián)接，所述副閥體流體管道(26)的外圓還具有外螺紋和主動輪(15)的內(nèi)螺紋相旋合，主動輪(15)的外側(cè)具有定位擋板(28)固定安裝在副閥體流體管道(26)的外圓上，主動輪(15)的內(nèi)側(cè)面和從動輪(13)外側(cè)面具有對應的圓周凹槽，在其對應的圓周凹槽之間安裝有數(shù)只呈圓周排列的鋼球(14)，所述主動輪(15)在外力的作用下可在副閥體流體管道(26)的外螺紋上沿軸線方向旋轉(zhuǎn)進退，由上述機件所構(gòu)成的是壓力驅(qū)動裝置，所述閥體(1)的內(nèi)腔和副閥體(2)上置有數(shù)只呈圓周排列并具有動密封性能的傳力桿(7)，其傳力桿(7)外端伸出于副閥體(2)之外，使安裝于傳力桿(7)端部的微調(diào)螺母(12)和從動輪(13)的內(nèi)側(cè)面相接，傳力桿(7)的內(nèi)端在閥體⑴內(nèi)與閥座⑷臺階上的傳力板(6)相接，傳力板(6)的內(nèi)側(cè)置有蝶形彈簧(5)，蝶形彈簧(5)和閥座(4)的臺肩相接，由上述機件所構(gòu)成的是壓力傳遞裝置，壓力傳遞裝置可將體外的壓力驅(qū)動裝置所產(chǎn)生的壓力傳遞到閥腔內(nèi)，使閥座(4)和球體(3)之間的密封面產(chǎn)生密封比壓，實現(xiàn)強制密封，所述強制密封固定球球閥還包括一個能夠使閥座填料(19)在閥座(4)和閥體⑴之間達到強制密封的閥座填料強制密封裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的強制密封固定球球閥其特征在于:所述壓力傳遞裝置中傳力桿(7)的同軸上具有粗 圓桿部分和細圓桿部分所組成，其細圓桿部分的外圓與呈靜密封安裝在副閥體(2)上的填料筒(8)以及填料筒(8)中所置的填料(9)內(nèi)孔相配合，其填料(9)的外側(cè)具有填料壓蓋(10)，填料壓蓋(10)的外側(cè)具有壓蓋螺母(11)，壓蓋螺母(11)和填料筒(8)的外螺紋相旋合，通過旋緊壓蓋螺母(11)推動填料壓蓋(10)來壓緊填料(9)，使傳力桿(7)的細圓桿部分和填料(9)呈動密封配合。
3.根據(jù)權利要求1所述的強制密封固定球球閥其特征在于:所述閥座填料強制密封裝置，是在閥座⑷的外圓與閥體⑴的臺階孔及副閥體⑵之間由內(nèi)向外依次安裝有截面幾何形狀呈直角梯形的閥座填料墊圈(18)、截面幾何形狀呈上底和下底平行的任意四邊形的閥座填料(19)以及與閥座填料(19)接觸面的形體相匹配的閥座填料壓蓋(20)，所述閥座填料壓蓋(20)的外側(cè)和數(shù)只呈圓周排列的螺旋推力桿(21)相接，所述螺旋推力桿(21)具有外螺紋，同軸上外螺紋的兩端還具有內(nèi)端圓桿和外端圓桿，所述外端圓桿的端部具有扳體，其外螺紋部分和對應的數(shù)只呈圓周排列并靜密封安裝在副閥體(2)上的螺旋推力桿填料筒(22)中的內(nèi)螺紋相旋合，其外端圓桿分別與螺旋推力桿填料筒(22)中所置的螺旋推力桿填料(23)、螺旋推力桿填料壓蓋(24)及螺旋推力桿填料壓蓋螺母(25)的內(nèi)孔相配合，螺旋推力桿填料壓蓋螺母(25)和螺旋推力桿填料筒(22)的外螺紋相旋合，通過螺旋推力桿填料壓蓋螺母(25)旋轉(zhuǎn)來推動螺旋推力桿填料壓蓋(24)壓緊螺旋推力桿填料(23)，使螺旋推力桿(21)的外端圓桿部分與螺旋推力桿填料(23)呈動密封配合，其扳體部分伸出螺旋推力桿填料壓蓋螺母(25)之外，所述內(nèi)端圓桿在閥腔內(nèi)穿過傳力板(6)與蝶形彈簧(5)所對應的圓孔和閥座填料壓蓋(20)的外側(cè)相接。
4.根據(jù)權利要求1、2、3所述的強制密封固定球球閥其特征在于:所述填料筒(8)和螺旋推力桿填料筒(22)在副閥體(2)同一圓周上呈間隔安裝。
5.根據(jù)權利要求1所述的強制密封固定球球閥其特征在于:所述主動輪(15)以及上閥桿(16)的驅(qū)動方式可采用手動、齒輪傳動、電動并可通過自動化控制來實現(xiàn)開、關及強制密 封。
【文檔編號】F16K5/06GK103759033SQ201410026832
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月18日 優(yōu)先權日:2014年1月18日
【發(fā)明者】郝思宏 申請人:郝思宏