[实用新型]一种高低温交变纯金属双向密封球阀

说明书

本实用新型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。本实用新型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。

技术领域

本实用新型涉及球阀技术领域，具体涉及一种高低温交变纯金属双向密封球阀。

背景技术

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。

实用新型内容