[发明专利]可调球阀

说明书

本发明涉及一种球阀，特别涉及一种可在阀室内进行调整、以防止泄漏的球阀。

阀的使用者长久以来希望有在较高的压力降和温度下仍具有令人满意的密封性能的阀。较高的压力降将在阀内的密封件和阀座上施加较大的应力。结果是，阀的密封件形成泄漏或完全失效(称作“断裂”状态)。为了解决这些问题，现行的较高压力操作喜欢使用插入式阀。塞阀是可频繁调整的。普通的塞阀包括一锥形室，可将插塞和阀座向下压入该室，从而拼紧密封装置。此外，阀室的内表面含有一系列脊条或肋，以便与阀座接触并防止断裂。

然而，当前使用中的塞阀有许多缺陷。许多生产装置的现代化要求阀操作自动化。阀自动化要求一操作机构在打开和关闭位置之间转动阀杆。由于操作机构的费用显著地高于阀的费用，因此所需的操作机构越大，费用就越高。遗憾的是，由于阀和阀座本身的原因，塞阀具有相当大的接触表面积，从而增加了磨擦量和操作机构转动阀杆时必需施加的转矩。因此，在使用塞阀时，需要较大的操作机构和较高的成本。另外，由于令人满意地增强阀座以防止断裂是不可能的，所以在较高的压力降时球阀通常是不可靠的。

球阀的令人感兴趣之处在于通常它只需较低的转矩。而且由于球和阀座结构本身的原因，球阀只有较小的接触面积，因此与塞阀相比只需要较低的转矩，从而只需要较小的和较便宜的操作机构。然而，球阀以前没有令人满意的可调性。因此，当阀座由于磨损而开始泄漏时，就必须对该阀更换或进行修理。

有关可调球阀的已有设想包括阀座的内部调整。美国专利第4,928,921号，4,911,409和4,968,000号公开了几种包括阀座的球阀，这些阀座被弹性压在球上。然而，这些弹性偏压系统没有一种可在外部进行调整，以补偿在阀使用寿命内发生的磨损。

美国专利第5,165,658号公开了一种具有浮动阀座的塑料球阀。然而，该专利的阀座也不能在外部进行调整，以补偿在阀使用寿命内发生的磨损。而且，该阀组装时，阀座是自行调整的，以保持与球形成密封结构。一旦在使用期间阀座发生磨损，该阀座不能进一步调整以补偿该磨损。

美国专利第4,386,756号公开了一种确有磨损补偿功能的、自动定心的浮动金属阀座。然而，该专利的磨损补偿系统包括一在金属密封装置上加压的活塞。上游的压力将金属密封装置压在活塞上，以便用机械方法密封阀。然而，该补偿系统也不能在外部进行调整。此外，该专利使用金属阀座而不是合乎需要的软阀座。软阀座在球和阀座之间提供较高程度的密封性。

美国专利第4,099,705号和4,327,895号公开了带有外部调整的、可部分地补偿阀座磨损的球阀。在这两个专利里，磨损补偿调整包括在阀门每一端紧固一联管螺母。然后该联管螺母将一紧圈压在O型圈上，而O型圈推动软阀座加强密封。然而，没有一个专利可进行外部调整，并包括一个锥形室，从而通过作用在阀座上的压力将球压入该锥形内。此外，该两个专利使用复杂的三节阀体，它们引入另外的泄漏路径。因此各泄漏路径需要一个O形密封圈，并给阀引入附加的、潜在的失效点。最后，当将这两种阀组装进管道系统时将发生问题。假如该管道处于受压状态下，附加的压力可能作用在该阀上，对阀的侧边加压，在过度的压力下可能损坏阀座。相反地，如果管道系统处于受拉状态下，联管螺母和螺纹必须有足够的强度对抗拉伸，以便该螺母被拧紧。

因此，需要有一种可进行令人满意的调整以补偿阀座磨损的球阀组件。此外，需要有一种具有令人满意的防断裂性能的、能在较高压降下进行操作的可调球阀组件。

通过本发明提供的一种可调球阀可满足这种需要。本发明的球阀提供了一种比现有技术优良的调整机构。本发明的调整机构可在外部进行操作，不引入在标准的球阀之外的、附加的泄漏路径，独立于组装着该阀的管道系统，并且在比普通的球阀更高的压力下可进行操作。

因此，根据本发明，提供一种改进的可调球阀组件。该球阀组件包括一具有一内室的阀体，一流道通过该阀体和内室。内室在垂直方向上具有斜度，从而该内室的上部在周长上比其下部宽或大。该垂直方向上的斜度从通过该内室的垂直平面量起从1度左右到8度左右，较佳的是从2度左右到4度左右。此外，该斜度可是一平面斜度或是一锥形斜度。也就是说，仅仅与阀座接触的内室表面是有斜度的，或者是整个内室(较佳的是圆形)是有斜度的。

球阀组件还可包括一置于内室的球。该球包括一通过其中心的流孔。一阀杆或是连接在该球上、或是成一体的球杆组件的一部分。阀杆可将球在打开和关闭位置之间转动。而且，阀杆延伸出阀体之外，从而可手工操作或由一操作机构自动进行操作。