[发明专利]一种非减压球阀

说明书

本发明涉及球阀领域。本发明设计一种非减压球阀，包括：一个阀杆，连接手柄用于调节进入球阀的高压流体流速；一个球体，连接阀杆用于控制球阀内的高压流体流速；一个阀座，拼接球体以固定；一个密封垫圈，位于球阀内，用于当球阀处于闭合状态时限制球阀内的高压流体流动；一个开槽环，位于球阀的阀座与密封垫圈之间。调节开槽环，以允许高压流体进入开槽环的槽内，实现阀座任一侧的流体压力平衡。

技术领域

本发明涉及机械工程领域。具体来说，本发明涉及球阀座结构领域。

背景技术

球阀通常用于通过管道限制或允许流体流速的应用。球阀在工作过程中频繁开启和闭合，从而控制流经球阀的流体流速。球阀打开和闭合过程中，流体多次滞留在阀腔内。连续打开和闭合球阀将导致流体持续滞留在阀腔内，因温度变化对阀腔产生过高压力。阀腔压力过高将损坏阀门部件，降低阀门性能。传统上，球阀利用自减压机制降低压力。

传统球阀通常由两个阀座拼接形成球形表面，当球体处于闭合状态时限制流经球阀的流速。拼接球形表面的阀座可以是单向(阻止一侧流动)或双向(阻止阀座两侧流动)。

在一些应用中，需要在球阀内提供双重隔离机制，即，当球阀上游的阀座因腐蚀、生锈等原因损坏，无法执行预期功能时，应由球阀下游的阀座限制流体流速。对于此类应用，使用非减压设计的球阀。

非减压球阀由一个单向阀座(限制一侧流速)和一个双向阀座(限制阀座两侧流速)，或者两个双向阀座组成。以下情况下建议采用球阀的非减压设计：进入球阀的流体未能限制流速导致系统故障时，另一个阀座发挥作用，持续拼接球形表面处于球阀闭合状态，阻止流体从阀腔向球阀下游流动。球阀的非减压设计在球阀下游形成额外隔离。

例如，如图1所示，传统非减压类型设计的双向阀座通常使用O形圈或唇形密封作为密封件。当一个隔离机制(即上游阀座)失效时，流体进入球阀腔。流体对阀座区域A1和A2施加的力始终将阀座推向球体。这样确保阀座持续拼接为球形表面，避免流体从阀腔向球阀下游流动。

但如果使用石墨垫圈密封球阀，此类非减压设计非常难以在阀座背面接触线以下获得所需区域，从而不允许腔内流体进入接触直径以下的区域。此类非减压双重隔离机制目前仅限制于使用O形圈或唇形密封的应用，因为此类密封自我充能，而对于O形圈或唇形密封不适用而使用石墨垫圈密封球阀的特定应用，则此类机制不适用，因为此类密封不能自我充能。

因此，需要一种非减压球阀，其阀座配备的垫圈密封能够减轻上述缺陷。

发明目的

本发明的一些目的如下，并通过以下至少一种具体实施方式满足：

本发明的一个目的是提供一种非减压球阀，阀座配备垫圈密封。

本发明的另一个目的是提供一种非减压球阀，阻止下游流体流动，从而减小/消除隔离失效时管件/设备下游发生任何损坏的可能。

本发明的另一个目的是提供一种非减压球阀，提高阀门的性能并延长寿命。

本发明的另一个目的是提供一种非减压球阀，降低维护成本。

本发明的另一个目的是提供一种非减压球阀，适用于高温和低温应用以及定制要求。本发明的其他目的和优势在以下描述中更加明显，但不限制本发明的范围。

发明内容

本发明设计一种非减压球阀，包括：(i)一个执行球阀开关操作以促进球阀内高压流体流动的阀杆，(ii)一个与阀杆连接的球体，用于限制流经球阀的高压流体流速，(iii)一个拼接球体的阀座，用于当球体处于闭合状态时限制高压流体泄漏，(iv)一个位于球阀内的密封垫圈，用于限制球阀内高压流体的流动，(v)一个安装在阀体的阀座与密封垫圈之间的开槽环。调整非降压球阀的开槽环以允许高压流体进入开槽环间隙，从阀座背面向球体施加所需的额外力，从而实现阀座与球体的拼接。从阀座背面向球体施加额外力可阻止高压流体从球阀阀腔向球阀上游/下游流动。