[发明专利]一种自洁式高压密封球阀

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体地说是一种自洁式高压密封球阀。

背景技术

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。

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。

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。

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。

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。

发明内容

本发明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。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

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。

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。