[发明专利]撑开式金属密封球阀

说明书

技术领域

本发明属于球阀，尤其是涉及到提升阀杆与撑开球体密封副方面的设计。

背景技术

球阀有很多的优点，主要是阀芯为一个有通腔的球体，通过阀杆控制球体作90°旋转，使阀门开启或关闭，由于流体阻力小，(其通道直径等于管道内径)开关迅速、方便，寿命长、可靠性高得到了广泛的应用。

现有的球阀的密封形式多种多样，归纳起来大致有以下两种。

1、软面密封普通浮动球阀

普通阀座球阀的特点是：在预紧力或流体压力作用下，阀座材料多为特殊的塑料，如PEEKP(聚醚醚酮)PTFE(聚四氟己烯)等相对更硬和刚性更大的塑料材料制成以满足使用温度与压力性能，利用其固有的弹性特性与球体压紧，并使阀座材料产生弹性塑性变形而达到密封，其密封效果取决于阀座在流体压力或预紧力的作用下，能够补偿球体的不圆度和表面微观不平的程度。此外，当球阀装配调试好后，密封面上的预紧力就固定了，其缺点主要是，但当球阀使用一段时间后，由于阀座的磨损，以及塑性残余变形，紧密贴合的阀座和球体将逐渐的松驰，密封比压也将逐渐降低而发生渗漏。

受阀座材料耐温的限制，上述球阀一般仅用较低压力(1.6Mpa左右)与较低的温度(200°以下)下工作。

2、硬面密封高温高压球阀

硬面密封高温球阀的特点是：它的特点是阀体、球体和阀座都是用金属材料制造，阀座为金属或耐热合金，阀座材料采用金属对金属密封副的优点是：适用温度范围广，各种金属材料的热膨胀系数相差不大，只要选用得当，可以达到基本一致，有利于协调温差变形。缺点是金属材料硬度高，达到密封的比压亦高，在压力较低的场合，难以靠流体的压力达到密封的效果，即便是采用预紧力达到密封，但因密封比压较大，球阀的启闭转矩亦大，密封副的磨损越快，阀门的使用寿命不高。

由于开关扭矩增大的因素，靠人工操作是比较困难的事，所以上述的球阀一般多为外设电动或者是气动阀门执行机构，本行业人员都熟知，阀门驱动装置有的会比阀门价格高出许多，不是所有的应用场合都需要此设备，往往有时候不惜增加成本的选择只是不得已而为之。

另外，球阀至今没有令人很满意的可调性，因此，当阀座由于过度磨损而开始泄漏时，就必须对该阀门进行更换或维修。

中国发明专利公开了一种双楔式半球球阀CN1245874A，这种阀门的密封件球体是在其两个半球面的一侧设计成能和其它构件相互滑动形式的燕尾槽，说是半球，其实是在切除通道以外所剩余的球侧面上，首先在其一对的球上先加工出公燕尾槽，另外再加工一母燕槽的装置和其相配对，两者要通过精确的加工，使得加工成本提高，要不质量就很难保证。

由于要在很窄的球体内开制一个燕尾槽，本行业熟悉的人应该知道，从机械结构强度上考虑，按照标准的球体显然尺寸上看来是不够的，所以球体直径通常要大于现有的常规球体的直径，球体直径的增大了(本人按照其说明书中记载的做法做了图示，该球阀的球体至少要增大％15左右才能达到制作燕尾槽要求的)，阀体的体积也势必随之要加大，那么重量也就变得沉重了，这样使得生产成本增加了，这不但不符合国策节能减排的要求，而且产品在外观上来看也不很协调美观。

发明内容

对于现有球阀技术的不足，本发明提供一种球阀，它既有现有软面密封和硬面密封的诸多优点，不但对部分的由于阀座磨损或增加压力引起的在阀门内的泄漏创造了能够得到补偿间隙的条件，而且阀门的操作扭矩也随之降低了许多。

按照本发明的实施例，球阀有左右阀体，其内腔具有传送液体介质的通道，一个具有在该通路内在阀门启闭的位置之间有选择的转动以便控制液体流动的球体，该球体在组装后为相互对称的两片式构造，与球体的两侧的阀体的通道处各有稍有凸起的环形凸缘(通常称谓阀座)的密封面，以至于配合球体靠压在其上。

在以中间切开的球体内部与其通路垂直的内侧有容纳支承架的环状半圆形槽，它的宽度正好和支承架的宽度保持一致，此槽的内径根据阀杆向上提升在不产生干涉的情况下需要通常略大于支承环的外径，并且以该球体为中心轴线部位的锥孔向下延伸一直贯穿到该球体的底部，该孔在阀关闭时与支承架的圆锥关系不仅为紧密配合的状态，更为重要的使球体横向撑开位移一个适当的距离使其紧密封贴合在阀体环形凸缘的密封面上。

为了保证支承架与球体在它们相互运动时有一定的位置关系，支承架下部圆锥的未端设置成为圆台，它们之间是以活动的方式连接并置于在右阀体的纵轴线下端处的台阶孔中。

一个和右阀体底部的孔相配合亦和球体相接触的调配垫可保证球体能在工作中的对中性。