一种高低温交变纯金属双向密封球阀制造技术

本发明专利技术公开了一种高低温交变纯金属双向密封球阀，包括设置有阀腔的阀体、位于阀腔中并经由阀座密封副与阀腔密封配合的球体，球体的顶部与阀杆连接，阀座密封副包括环形的阀座；在阀座的外圆周壁上设置有多个轴肩，阀座的内壁上靠近球体的一侧与球体相切；流道通过N级台阶孔过渡到阀腔上，第N轴肩插入第N级孔体中，且在其之间设置有弹簧补偿型金属密封圈A，弹簧补偿型金属密封圈A至少在平行于流道轴线的方向上处于受压状态。本发明专利技术通过具有弹性补偿功能的密封圈实现浮动密封，满足因温度变化所需的尺寸补偿，无论是高温、低温还是高低温交变，均克服了高温膨胀变形和低温收缩变形，能有效地保证球阀在各种变换工况的严密密封。

A high and low temperature alternating pure metal two-way sealed ball valve

【技术实现步骤摘要】
一种高低温交变纯金属双向密封球阀
本专利技术涉及球阀
，具体涉及一种高低温交变纯金属双向密封球阀。
技术介绍
球阀具有较好的流通能力和密封性能，其阀在石油、石化、化工、能源、矿产等行业中被广泛的应用。球阀主要包括作为阀芯的球体、带动球体转动的阀杆以及与球体通过阀座密封副密封配合的阀体，球体上设置有与其旋转轴线垂直的流体通道。随着球阀所用工况的生产工艺的变化，球阀利用率的提升，同时球阀的使用工况越来越苛刻，其主要体现于高温、低温以及高低温交变。针对这些苛刻工况，对于球阀的密封要求也愈发严格，例如光伏发电中的高温球阀不允许采用柔性石墨做辅助密封。目前，应用此行业的球阀属于中高端工业阀门，其长期被欧洲、美国和日本国际知名企业垄断。这些企业的球阀不仅价格高、交货期长，还存在应用工况单一的缺陷，只能用于高温工况或者低温工况，无法适用于高低温交变的情况。阀门行业壁垒的存在严重制约着阀门的研发与生产。目前市场上广泛使用的几种球阀都存在不同的缺陷，具体如下：1、辅助密封件采用非金属石墨环的球阀，由于非金属石墨环650℃以上高温易氧化，高温、低温或高低温交变下，金属和非金属材料收缩系数不一样，其尺寸对温度变化不敏感，低温下无法补偿金属尺寸变化，密封易泄漏；部分厂家阀座无弹性密封元件，直接采用非金属石墨环作为磨损补偿，存在上述缺陷存在的同时，对非金属石墨环尺寸及其密封部位尺寸要求也变相提高，易造成装配力矩大、力矩小两种极端，一次性装配合格率低；2、采用H型阀座，由于密封点位置增多对加工形位公差、平面度及粗糙度要求高，一次性装配合格率低；扭矩也偏大，变相增加了成本；3、采用波纹管密封需要焊接，工序增多成本增加，且装配过程中后还是需要一辅助密封才能满足密封要求；4、阀杆采用非金属石墨环或金属环密封，石墨环密封存在与第1条一样的缺陷；金属环一般用于静密封，密封形式为面与线接触为佳，阀杆部使用变成了线与线接触密封，再加上阀杆本身会因为内部介质压力的原因上下串动，从安全的角度来讲，泄漏风险大；这些球阀都是只满足单一的高温或低温切断需求，没有达到在高低温变换两种工况同时切断的要求。为了解决高低温的密封问题，现有技术CN108331936A公开了一种高低温自适应阀座结构及安装有该阀座结构的球阀，其通过在用于密封球体和阀腔之间的阀座密封副中设置弹簧，从而利用弹簧的弹性对高低温变化时的尺寸变化进行补偿，以保证球体和阀腔之间的密封性。但是这种球阀中，弹簧的伸缩方向平行于阀体内的流体流动方向，其仅能在流体流动方向对密封部位处的尺寸变化进行补偿，在其与方向则无法进行尺寸补偿。特别是当阀杆因为内部介质压力的原因上下串动时，其密封效果差。并且这种球阀所采用的密封结构复杂、零部件繁多，其加工成本、装配成本高，后期维护困难且成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供了一种高低温交变纯金属双向密封球阀，解决了现有的用于高低温交变的球阀的密封结构复杂、零部件繁多、生产成本以及维护成本高等上述技术问题。本专利技术所设计的一种高低温交变纯金属双向密封球阀，重新设计了一种用于球体与阀腔之间的阀座密封副，以使其在球体两侧均能实现因温度变化所需的尺寸补偿，从而能达到真正的高低温变换双向密封零泄漏；同时本专利技术结构简单、零部件数量少，便于其前期生产、装配以及后期的维护，极大地降低了球阀的生产成本以及维护成本。本专利技术采用的技术方案如下：一种高低温交变纯金属双向密封球阀，包括设置有阀腔的阀体、位于阀腔中并经由阀座密封副与阀腔密封配合的球体，所述球体的顶部与阀杆连接，所述阀座密封副位于球阀的流道和阀腔连通的端部，阀座密封副包括环形的阀座，所述阀座为纯金属，且其轴线与流道的轴线重合；在所述阀座的外圆周壁上设置有多个轴肩，所述轴肩的半径随着靠近阀杆的轴线依次增大，且依次为第一轴肩、第二轴肩......以及第N轴肩，阀座的内壁上靠近球体的一侧与球体相切；所述流道通过N级台阶孔过渡到阀腔上，所述台阶孔的半径随着靠近阀杆的轴线依次增大，且依次为第一级孔体、第二级孔体......以及第N级孔体；所述第N轴肩插入第N级孔体中，且在至少一个轴肩端部和与之配合的孔体的孔底之间设置有弹簧补偿型金属密封圈A，所述弹簧补偿型金属密封圈A的轴线与流道的轴线重合，其两侧分别与轴肩端部以及孔体的孔底接触，且其至少在平行于流道轴线的方向上处于受压状态。进一步地，所述弹簧补偿型金属密封圈A包括轴线均与流道的轴线重合的外弹性金属圈A和内补偿弹簧圈A，所述外弹性金属圈A的横截面为V形，其两侧分别与轴肩端部和与之配合的孔体的孔底接触，所述内补偿弹簧圈A安装在外弹性金属圈A的V形环槽中，并与V形环槽的两侧槽壁接触。进一步地，用垂直于流道轴线的平面将阀体分割为左阀体和右阀体，阀腔对应地被分为位于左阀体上的左阀腔和位于右阀体上的右阀腔，所述球体的球心位于左阀腔中，且左阀体的顶部上凸成与阀杆密封配合的颈部；所述左阀体通过紧固件与右阀体可拆卸式连接，且在左阀体和右阀体之间设置有将左阀体和右阀体分割部位密封的弹簧补偿型金属密封圈B。进一步地，在所述左阀体上与右阀体接触的表面上设置有环形槽，所述环形槽的轴线与流道的轴线重合；所述弹簧补偿型金属密封圈B位于环形槽中，且弹簧补偿型金属密封圈B组件包括轴线均与流道的轴线重合的外弹性金属圈B和内补偿弹簧圈B，所述外弹性金属圈B的横截面为C形，其两侧分别与环形槽的槽底以及右阀体接触，所述内补偿弹簧圈B安装在外弹性金属圈B的C形环槽中，并内切于C形环槽的槽壁。进一步地，所述颈部通过阀杆密封副与阀杆密封，所述阀杆密封副包括均套设在阀杆上的压盖、垫环和弹簧补偿型金属密封圈C，所述颈部的中间部位与阀杆过渡配合，颈部的上侧与阀杆之间形成上环空；所述垫环和弹簧补偿型金属密封圈C均安装在上环空中，且弹簧补偿型金属密封圈C有两个，分别位于垫环的上、下两侧，所述压盖的底端插入上环空中，并将垫环以及弹簧补偿型金属密封圈C压紧在颈部的中间部位上，且压盖通过紧固件与左阀体可拆卸式连接。进一步地，所述弹簧补偿型金属密封圈C包括轴线均与阀杆的轴线重合的外弹性金属圈C和内补偿弹簧圈C，所述外弹性金属圈C的横截面为C形，且在其内圈设置有轴线与阀杆轴线重合的接触环，所述接触环的顶端与外弹性金属圈C连接，接触环的内圈与阀杆相切；所述内补偿弹簧圈C安装在外弹性金属圈C的C形环槽中，并内切于C形环槽的槽壁。进一步地，在所述压盖和垫环的底部且靠近阀杆的一侧均设置有用于安装弹簧补偿型金属密封圈C的直角槽。进一步地，所述颈部的下侧与阀杆之间形成下环空，阀杆的侧壁的下侧外凸成承接环，在下环空中安装有轴套，所述轴套套设在阀杆上，其上、下两端分别与颈部的中间部位以及承接环接触。进一步地，所述阀杆与球体扁方连接。进一步地，所述阀座密封副有两个，分别位于球阀的进、出流道和阀腔连通的端部。由于采用了本技术方案，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术一种高低温交变纯金属双向密封本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高低温交变纯金属双向密封球阀，包括设置有阀腔(1)的阀体(2)、位于阀腔(1)中并经由阀座密封副与阀腔(1)密封配合的球体(3)，所述球体(3)的顶部与阀杆(4)连接，其特征在于：所述阀座密封副位于球阀的流道和阀腔(1)连通的端部，阀座密封副包括环形的阀座(5)，所述阀座(5)为纯金属，且其轴线与流道的轴线重合；/n在所述阀座(5)的外圆周壁上设置有多个轴肩，所述轴肩的半径随着靠近阀杆(4)的轴线依次增大，且依次为第一轴肩、第二轴肩......以及第N轴肩，阀座(5)内壁上靠近球体(3)的一侧与球体(3)相切；/n所述流道通过N级台阶孔过渡到阀腔(1)上，所述台阶孔的半径随着靠近阀杆(4)的轴线依次增大，且依次为第一级孔体、第二级孔体......以及第N级孔体；/n所述第N轴肩插入第N级孔体中，且在至少一个轴肩端部和与之配合的孔体的孔底之间设置有弹簧补偿型金属密封圈A(6)，所述弹簧补偿型金属密封圈A(6)的轴线与流道的轴线重合，其两侧分别与轴肩端部以及孔体的孔底接触，且其至少在平行于流道轴线的方向上处于受压状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种高低温交变纯金属双向密封球阀，包括设置有阀腔(1)的阀体(2)、位于阀腔(1)中并经由阀座密封副与阀腔(1)密封配合的球体(3)，所述球体(3)的顶部与阀杆(4)连接，其特征在于：所述阀座密封副位于球阀的流道和阀腔(1)连通的端部，阀座密封副包括环形的阀座(5)，所述阀座(5)为纯金属，且其轴线与流道的轴线重合；
在所述阀座(5)的外圆周壁上设置有多个轴肩，所述轴肩的半径随着靠近阀杆(4)的轴线依次增大，且依次为第一轴肩、第二轴肩......以及第N轴肩，阀座(5)内壁上靠近球体(3)的一侧与球体(3)相切；
所述流道通过N级台阶孔过渡到阀腔(1)上，所述台阶孔的半径随着靠近阀杆(4)的轴线依次增大，且依次为第一级孔体、第二级孔体......以及第N级孔体；
所述第N轴肩插入第N级孔体中，且在至少一个轴肩端部和与之配合的孔体的孔底之间设置有弹簧补偿型金属密封圈A(6)，所述弹簧补偿型金属密封圈A(6)的轴线与流道的轴线重合，其两侧分别与轴肩端部以及孔体的孔底接触，且其至少在平行于流道轴线的方向上处于受压状态。


2.根据权利要求1所述的一种高低温交变纯金属双向密封球阀，其特征在于：所述弹簧补偿型金属密封圈A(6)包括轴线均与流道的轴线重合的外弹性金属圈A(601)和内补偿弹簧圈A(602)，所述外弹性金属圈A(601)的横截面为V形，其两侧分别与轴肩端部和与之配合的孔体的孔底接触，所述内补偿弹簧圈A(602)安装在外弹性金属圈A(601)的V形环槽中，并与V形环槽的两侧槽壁接触。


3.根据权利要求1所述的一种高低温交变纯金属双向密封球阀，其特征在于：用垂直于流道轴线的平面将阀体(2)分割为左阀体(201)和右阀体(202)，阀腔(1)对应地被分为位于左阀体(201)上的左阀腔和位于右阀体(202)上的右阀腔，所述球体(3)的球心位于左阀腔中，且左阀体(201)的顶部上凸成与阀杆(4)密封配合的颈部(7)；
所述左阀体(201)通过紧固件与右阀体(202)可拆卸式连接，且在左阀体(201)和右阀体(202)之间设置有将左阀体(201)和右阀体(202)分割部位密封的弹簧补偿型金属密封圈B(8)。


4.根据权利要求3所述的一种高低温交变纯金属双向密封球阀，其特征在于：在所述左阀体(201)上与右阀体(202)接触的表面上设置有环形槽(9)，所述环形槽(9)的轴线与流道的轴线重合；
所述弹簧补偿型金属密封圈B(8)位于环形槽(9)中，且弹簧补偿型金属密封圈B(8)组件包括轴线均与流道的轴线重合的外弹性金属圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：李威，张小强，段伟，李勇，张道军，
申请(专利权)人：四川苏克流体控制设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51