[实用新型]带组合式球体的双密封副无摩擦球阀

说明书

本实用新型是一种回转球阀，属于通用机械领域。用于液压、气动系统的开、关与流量调节，特别是对于要求球阀使用寿命长、密封性好、操作力矩小和流体温度由-253℃～450℃的场合。

众所周知，由于球阀具有流阻损失小和操作快速灵活的特点而广泛用于石油、化工、水电、热力、轻工和核能等管网系统内。但目前用于这些领域的球阀多属传统结构，即球阀在开、关过程中，球面与密封座始终是接触的，二者的接触面始终在磨损的条件下工作。当多次磨损至一定程度后，球面和密封座构成的密封副将损坏，使球阀丧失密封能力而失效。为了保持密封副的密封能力，必须对密封副施加足够的密封载荷，这就使该处产生了较大的摩擦力，运动时必须克服由摩擦力而带来的摩擦力矩，给电动、气动或人力操作带来困难。同时，为了减少摩擦力矩又能维持密封，一般只能采用带有橡胶和工程塑料的软密封座，因而无法用于高温或超低温场合。

中国专利报社国际部主编的“世界发明”杂志(国内代号为CN11-2451)1994年第17卷第9期介绍了一种球阀(中国专利号为2144225)，提出了一种提高球阀使用寿命的方法，即当密封座磨损至不能使用时，只需更换一件紧固件和密封座就能使球阀继续使用。这对节省费用和缩短维修周期有利，但不能从根本上解决密封副的磨损问题。特别是当球面也被磨坏时，就必须更换球阀。

另一种公知的球阀见诸于由国家机械工业局主管的“阀门杂志”(国内刊号为ISSN1002-5855/CN21-1131/TH)，1999年第4期“轨道球阀的特性与设计”一文，论述了一种轨道球阀方案。利用阀杆底部的斜面与顶部的螺旋槽的协同动作实现球体在转动时与密封座的倾离与脱开。这就大大提高了球阀的使用寿命。但要指出，该结构对阀杆的加工精度要求很高，阀杆底部的斜面和顶部的螺旋槽要有很高的形位公差精度，必须有专用工装和设备才能满足要求。还要指出，在球体与密封座倾离时是在互相接触下进行的，因此仍有局部磨损出现。同时，这种倾离密封座的装置不能同时装于阀的进、出口，难以实现进、出口双向密封。

本实用新型的目是要提供一种带组合式球体的双密封副无摩擦球阀，在球体动作前使它与密封座脱离接触。然后在完全无摩擦条件下使球体转动以实现开、关。这就大大增加了阀的使用寿命，提高了密封性，降低了操作力矩，并可实现进、出口双向密封，同时可以将耐高、低温的金属材料用于密封座。

本实用新型的目的是这样实现的：球阀的球体由2件球冠和1件斜体组成。该斜体的内腔为一梯形空腔，其面积不小于球阀的额定流通面积。而斜体空腔的左、右侧壁的中部各有一条上、下贯通的燕尾槽，球冠装于斜体内并可在该燕尾槽内相对滑动，构成了组合球体。两球冠的球面分别与阀体上的进、出口密封座接触构成双密封副，而球冠的顶部与阀盖的下端面接触。组合球体的斜体与操纵球体运动的传动轴用键连成一体，而传动轴的上端与用钢球固定在阀盖内因而只能转动、不能上下位移的手柄用梯形螺纹连接。传动轴的上端面有一锥形孔，它的锥角与限制传动轴运动的限位器的锥角相等。传动轴上有一定位销，阀盖上有一定位槽和止动块。当逆时针方向转动手柄时，由于手柄不能上下位移，迫使传动轴上升，并带动斜体一同上升，但由于2球冠顶部与阀盖下端面接触，因此球冠不能上升，而只能在斜体内相对滑动并逐渐向中心偏转，迫使球冠的球面与阀体的密封座逐渐脱开。当传动轴锥形孔上升至与限位器锥面接触后，继续转动手柄，此时两锥面间形成的摩擦力矩带动传动轴与组合球体一同转动。当手柄转动90°时，传动轴上的定位销与阀盖上的挡块接触，停止转动。此时球阀在双密封副无摩擦工况下完成了由关闭至开启90°的动作。当顺时针转动手柄时，依靠传动轴与限位器两锥面间的摩擦力矩带动传动轴与组合球体同时转动。当转动至90°时，传动轴上的定位销与阀盖定位槽侧壁相接触而不能继续转动，只能带动组合球体的斜体向下运动，并逐渐迫使2球冠向外偏转直至使球冠的球面与阀体上的密封座接触，传动轴与组合球体停止运动。当手柄继续顺时针施加力矩时，球面与阀体密封座接触处的密封力提高，防止泄漏。此时，球阀在双密封副无摩擦的工况下完成了由开启至关闭和保持密封的动作。

本实用新型将根据附图所描述的一个实施例子作出解释。

附图1是一种带组合式球体的双密封副无摩擦球阀的剖面图。

附图2是球冠的外形图。