一种自洁式高压密封球阀制造技术

本发明专利技术公开了一种自洁式高压密封球阀，包括阀体、启闭件和阀杆，所述启闭件由第一半球形启闭件和第二半球形启闭件组成，两个半球形启闭件均具有两个自由度，第一个自由度为第一半球形启闭件和第二半球形启闭件作为一个整体围绕阀杆轴线旋转以实现阀门的启闭，第二个自由度为第一半球形启闭件和第二半球形启闭件分别沿自身轴线横向移动，用以调节密封副的压紧力。本发明专利技术能够自动清洁密封阀接触部的水垢，外部作用力可以作用到密封副上，可以通过启闭驱动装置的扭矩来调节密封副的预压紧力，方便控制；当启闭件发生轻微磨损消耗后，可以通过启闭件的推进距离来补偿，从而达到高压密封的要求，延长了球阀的使用寿命。延长了球阀的使用寿命。延长了球阀的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种自洁式高压密封球阀


[0001]本专利技术涉及阀门
，具体地说是一种自洁式高压密封球阀。

技术介绍

[0002]现有球阀的启闭件是带有圆形通道的球体，绕垂直于通道的轴线旋转，球体随阀杆转动从而达到启闭通道的目的。球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。可根据工况需要，装配不同的驱动装置形成多种不同控制方法的球阀，如电动球阀，气动球阀，液动球阀等等。
[0003]球阀按结构形式一般可分为浮动球阀、固定球阀、弹性球阀三大类。其中浮动球球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封；固定球阀的球体是固定的，受压后不产生移动，固定球球阀都带有浮动阀座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证密封。
[0004]以上浮动球和固定球的球阀密封副压紧力来自工作介质，密封度是动态的，当介质压力过小时，密封度较差；当介质的压力过大时，要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷，应用范围有局限性。而弹性球球阀的球体是弹性的，球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封比压很大，依照介质本身的压力已达不到密封的要求，必须施加外力。但弹性件长时间工作后，会产生弹性疲惫或塑性变形，使得密封副压紧力变弱，相应地阀门密封性能下降。
[0005]因此需要一种在介质本身的压力已达不到密封要求时，能够将外部作用力施加到密封副上的球阀结构，同时预压紧力应该是动态可调到，以适应阀门在长时间使用后启闭件的磨损。
[0006]另外，在当球阀应用于污水、原水系统中时，会出现比较严重的结垢现象，尤其在我国北方地区，水质偏碱性、硬度偏高，结垢现象更为严重。此类水垢不同于高温锅炉等设备中的结垢，而是类似于以矿物质结晶析出的方式附着于启闭件密封副，附着力强难以清除，影响阀门密封，引起阀门卡阻，增加阀门启闭扭矩，严重时阀门无法启闭而功能失效。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种自洁式高压密封球阀，解决现有球阀在使用过程中因结垢而导致启闭动作困难和破坏密封度的问题，同时解决无法通过外力动态调节启闭件密封副预压紧力度的问题以及启闭件磨损后无法自动补偿的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0009]一种自洁式高压密封球阀，包括阀体、启闭件和阀杆，所述启闭件由第一半球形启闭件和第二半球形启闭件组成，第一半球形启闭件和第二半球形启闭件连接纵向阀杆，第一半球形启闭件和第二半球形启闭件均具有两个自由度，第一个自由度为第一半球形启闭件和第二半球形启闭件作为一个整体围绕阀杆轴线旋转以实现阀门的启闭，第二个自由度为第一半球形启闭件和第二半球形启闭件分别沿自身轴线横向移动，用以调节密封副的压
紧力。
[0010]进一步，所述阀杆为十字阀杆，在纵轴上垂直设置有横轴，十字阀杆的纵轴下端设置在阀体内腔底部，十字阀杆的纵轴可围绕自身轴线旋转，在十字阀杆的纵轴上端套装有旋转套，旋转套顶端从阀体内腔伸出，在旋转套顶端设置有启闭驱动装置，通过启闭驱动装置控制旋转套的转动，所述第一半球形启闭件和第二半球形启闭件安装在十字阀杆的横轴上。旋转套的旋转动作可以驱动第一半球形启闭件和第二半球形启闭件扩张或收缩以及旋转动作。
[0011]启闭件除了能够完成常规地旋转启闭动作外，构成启闭件两部分能够进行一定范围的扩张动作，该动作可通过外力触发，因此可以实现通过外力调节启闭件的扩张度，对应调节阀体密封副的预压紧力，来保证球阀的密封度的可靠性。
[0012]进一步，所述旋转套的下端固定连接有第一锥齿轮，旋转套连同第一锥齿轮可围绕十字阀杆纵轴的轴线旋转，在十字阀杆的横轴两端分别设置有第二锥齿轮和第三锥齿轮，第二锥齿轮和第三锥齿轮可围绕十字阀杆的横轴的轴线旋转，第一锥齿轮同时与第二锥齿轮和第三锥齿轮啮合，在所述第一半球形启闭件和第二半球形启闭件的平面端设置有伸缩轴，所述伸缩轴外圆为螺纹，内孔为花键孔，在横轴的两端设置有对应花键，所述伸缩轴套装在横轴，横轴上的花键与伸缩轴的花键孔对应，使得伸缩轴相对横轴具有横向伸缩自由度，在第二锥齿轮和第三锥齿轮的外侧固定设置有内螺纹套筒，内螺纹套筒与伸缩轴外圆螺纹配合，组成丝杆螺母结构，为伸缩轴的伸缩动作提供动力，在十字阀杆的纵轴上设置有弹性复位件以及限位件。作为优选，所述弹性复位件为扭簧，所述限位件为限位销，在十字阀杆无外力作用状态下，十字阀杆的横轴与阀座轴线重合。
[0013]进一步，为了避免管路结垢对阀门动作及密封性的影响，在阀体内设置有水垢清洁装置，所述水垢清洁装置设置在阀体的进出口处，所述水垢清洁装置包括密封环、旋转架、桨叶和固定支架，所述密封环通过柔性的旋转架浮动设置于启闭件与阀体内壁之间，旋转架尾部带有转轴，转轴通过固定支架固定，在转轴上设置有桨叶。当启闭件处于在开启过程中以及开启状态，介质流过阀体，桨叶受力旋转，从而带动密封环旋转，密封环的旋转动作，能够有效地清除阀体内腔密封副部分的水垢，而在启闭件开启和闭合过程中，处于旋转状态的密封环会与启闭件边缘接触，可以对启闭件进行清洁。
[0014]本专利技术的工作原理如下：
[0015]第一半球形启闭件和第二半球形启闭件压紧密封环，阀门处于闭合状态。若要开启阀门，启闭驱动装置控制旋转套的开始转动，初始时为第一阶段，由于扭簧的弹簧力作用在十字阀杆上，使得十字阀杆保持不动，第一锥齿轮分别带动第二锥齿轮和第三锥齿轮旋转，并且旋转方向相反，第二锥齿轮背部的内螺纹套筒旋转，丝杆螺母结构使第一半球形启闭件会发生远离密封环的镜像直线运动，第二半球形启闭件与第一半球形启闭件为镜像关系，原理相同，此过程密封环被放松，在工作状态会有少量介质流过阀体，密封环开始旋转，旋转过程会清理密封部的水垢。此过程会使第一半球形启闭件和第二半球形启闭件相互靠近，最终到达极限位；接下来，进入第二阶段，控制旋转套的继续朝之前方向转动，由于第一半球形启闭件和第二半球形启闭件已到达最小极限位置，无法再继续缩小距离，第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮之间停止相对运动，第一半球形启闭件和第二半球形启闭件停止相对运动，最为整体开始沿十字阀杆纵轴的轴线方向翻转，翻转的过程会克服扭簧的
弹簧力，第一半球形启闭件和第二半球形启闭件翻转90
°
后，阀门处于开启状态，在此状态，介质流过阀体，密封环旋转，旋转过程会持续清理阀体内侧密封部的水垢。
[0016]当阀门处于开启状态，当需要关闭时，启闭驱动装置控制旋转套的反方向转动，此时为第三阶段，在扭簧的作用下，第一半球形启闭件和第二半球形启闭件会作为整体反向翻转直至限位销到达极限位，此时十字阀杆的横轴轴线与密封环的轴线重合，旋转套继续转动，进入第四阶段，此时因为十字阀杆在扭簧和限位销共同作用下保持静止，第一锥齿轮带动第二锥齿轮、第三锥齿轮旋转，该阶段与第一阶段动作相逆，原理相同，不在赘述，第一半球形启闭件和第二半球形启闭件分别被推向各自对应的密封环，在推进过程中密封环被压紧前处于旋转状态，旋转过程会本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自洁式高压密封球阀，包括阀体(1)、启闭件(3)和阀杆，其特征在于：所述启闭件(3)由第一半球形启闭件(301)和第二半球形启闭件(302)组成，第一半球形启闭件(301)和第二半球形启闭件(302)连接纵向阀杆，第一半球形启闭件(301)和第二半球形启闭件(302)均具有两个自由度，第一个自由度为第一半球形启闭件(301)和第二半球形启闭件(302)作为一个整体围绕阀杆轴线旋转，第二个自由度为第一半球形启闭件(301)和第二半球形启闭件(302)分别沿自身轴线横向移动。2.根据权利要求1所述的自洁式高压密封球阀，其特征在于：所述阀杆为十字阀杆(4)，在纵轴上垂直设置有横轴(401)，十字阀杆(4)的纵轴下端设置在阀体(1)内腔底部，十字阀杆(4)的纵轴可围绕自身轴线旋转，在十字阀杆(4)的纵轴上端套装有旋转套(5)，旋转套(5)顶端从阀体(1)内腔伸出，在旋转套(5)顶端设置有启闭驱动装置，通过启闭驱动装置控制旋转套(5)的转动，所述第一半球形启闭件(301)和第二半球形启闭件(302)安装在十字阀杆(4)的横轴(401)上。3.根据权利要求2所述的自洁式高压密封球阀，其特征在于：所述启闭驱动装置包括蜗轮(7)、蜗杆(8)和转轴(9)，所述蜗轮(7)连接旋转套(5)，蜗轮(7)与蜗杆(8)配合，蜗杆(8)的输入端为转轴(9)，转轴(9)连接动力源。4.根据权利要求2或3所述的自洁式高压密封球阀，其特征在于：所述旋转套(5)与阀体(1)的连接处设置有密封填料(6)。5.根据权利要求4所述的自洁式高压密封球阀，其特征在于：所述旋转套(5)的下端固定连接有第一锥齿轮(11)，旋转套(5)连同第一锥齿轮(11)可围绕十字阀杆(4)纵轴的轴线旋转，在十字...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智，王伟杰，
申请(专利权)人：天津卡尔斯阀门股份有限公司，
类型：发明
国别省市：