(12)发明专利申请
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103759031 A(43)申请公布日 2014.04.30
(21)申请号 201310733566.0(22)申请日 2013.12.26
(71)申请人方正阀门集团有限公司
地址325102 浙江省温州市永嘉县瓯北镇和
一村(72)发明人方存正 王奕彤 焦伦龄 王永兵
吴钊 谈桂圆 方品田(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务
所(普通合伙) 11350
代理人汤东凤(51)Int.Cl.
F16K 5/06(2006.01)F16K 5/08(2006.01)
权利要求书2页 说明书4页 附图3页权利要求书2页 说明书4页 附图3页
(54)发明名称
固定球阀(57)摘要
本发明涉及一种固定球阀，包括：阀盖、阀体、球体和阀座，其中，阀体具有一个用于安装球体的阀腔，阀腔内设置有球体，阀体的两侧分别安装有一个阀盖，球体与两个阀盖之间分别安装有一个阀座；固定球阀还包括：支撑板，分别与两个阀盖的朝向阀腔的一侧一一对应地连接，且位于阀腔内；球体的下端承载在支撑板上。由于采用支撑板来支撑球体，因此，本发明不需要像现有技术中那样需要采用下盖来支撑球体，因而，减小了外漏点的数目，提高了密封的可靠性，具有结构简单、成本低的特点。
CN 103759031 ACN 103759031 A
权 利 要 求 书
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1.一种固定球阀，包括：阀盖（1）、阀体（2）、球体（3）和阀座（4），其中，所述阀体（2）具有一个用于安装所述球体（3）的阀腔，所述阀腔内设置有所述球体（3），所述阀体（2）的两侧分别安装有一个所述阀盖（1），所述球体（3）与所述两个阀盖（1）之间分别安装有一个所述阀座（4）；
其特征在于，
所述固定球阀还包括：支撑板（5），分别与所述两个阀盖（1）的朝向所述阀腔的一侧一一对应地连接，且位于所述阀腔内；
所述球体（3）的下端承载在所述支撑板（5）上。2.根据权利要求1所述的固定球阀，其特征在于，所述阀座（4）具有第一台阶部和第二台阶部，所述阀盖（1）具有第三台阶部和第四台阶部，其中，所述第一台阶部与所述第三台阶部之间形成第一安装空间，所述第二台阶部与所述第四台阶部之间形成第二安装空间；所述第一安装空间内设置有阀座弹簧（6），所述第二安装空间内设置有第一唇型密封圈（7），所述阀座（4）朝向所述阀盖（1）的一侧还设置有凹槽，所述凹槽内设置有第一耐火垫圈（8）。
3.根据权利要求2所述的固定球阀，其特征在于，所述阀座（4）的与所述球体（3）接触的密封处设置有阀座镶圈（9）。
4.根据权利要求1所述的固定球阀，其特征在于，所述阀盖（1）与所述阀体（2）在安装状态下形成第三安装空间和第四安装空间，其中，所述第三安装空间内设置有第二唇型密封圈（10），所述第四安装空间内设置有第二耐火垫圈（11）；
所述阀盖（1）还包括位于所述第三安装空间与所述第四安装空间之间的凹槽部，所述阀体（2）还包括位于所述第三安装空间与所述第四安装空间之间的密封凸块（12），所述密封凸块（12）插入所述凹槽部内形成金属密封。
5.根据权利要求1所述的固定球阀，其特征在于，所述固定球阀还包括上盖（13），所述上盖（13）的一部分插入所述阀体（2）的阀杆安装孔内；
所述上盖（13）与所述阀体（2）在安装状态下形成第五安装空间和第六安装空间，其中，所述第五安装空间内设置有第三唇型密封圈（14），所述第六安装空间内设置有第三耐火垫圈（15）；
所述上盖（13）还包括位于所述第五安装空间与所述第六安装空间之间的凹槽部，所述阀体（2）还包括位于所述第五安装空间与所述第六安装空间之间的密封凸块（16），所述密封凸块（16）插入所述凹槽部内形成金属密封。
6.根据权利要求1所述的固定球阀，其特征在于，所述固定球阀还包括：上盖（13）和可枢转地设置在所述上盖（13）的通孔内的阀杆（17）；
所述固定球阀还包括：沿所述阀杆（17）的轴向依次设置的第一填料密封部（18）、楔形隔环（19）和第二填料密封部（20），且所述第一填料密封部（18）、所述楔形隔环（19）和所述第二填料密封部（20）均设置在所述阀杆（17）与所述上盖（13）之间的环状间隙内。
7.根据权利要求6所述的固定球阀，其特征在于，所述第一填料密封部（18）的外侧设置有填料压板（21），所述填料压板（21）与所述上盖（13）之间的固定螺柱上设置有填料加载碟簧（22）。
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权 利 要 求 书
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8.根据权利要求6所述的固定球阀，其特征在于，所述阀杆（17）上设置有压力平衡孔（23），所述上盖（13）的内腔通过所述压力平衡孔（23）与所述阀腔连通。
9.根据权利要求1所述的固定球阀，其特征在于，所述支撑板（5）通过固定销（24）固定在所述阀盖（1）上。
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说 明 书固定球阀
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技术领域
[0001]
本发明涉及阀门领域，特别是涉及一种固定球阀。
背景技术
随着世界新能源被广泛应用，国内也在不断的开发与应用，如液化天然气、液态乙
烯、液氧等低温介质，随着这些新能源需求与日俱增，球阀作为石油、化工，天然气等行业管道隔断介质的主要设备，超低温球阀随即也被大量需求。[0003] 超低温球阀在我国之前多是依赖进口，国内也在不断的研制，在外部密封方面，带有下盖密封的结构增加了阀门的一个外漏点，这会造成密封性能的下降。
[0002]
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种结构简单、外漏点少的固定球阀。[0005] 为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种固定球阀，包括：阀盖、阀体、球体和阀座，其中，阀体具有一个用于安装球体的阀腔，阀腔内设置有球体，阀体的两侧分别安装有一个阀盖，球体与两个阀盖之间分别安装有一个阀座；固定球阀还包括：支撑板，分别与两个阀盖的朝向阀腔的一侧一一对应地连接，且位于阀腔内；球体的下端承载在支撑板上。
[0006] 进一步地，阀座具有第一台阶部和第二台阶部，阀盖具有第三台阶部和第四台阶部，其中，第一台阶部与第三台阶部之间形成第一安装空间，第二台阶部与第四台阶部之间形成第二安装空间；第一安装空间内设置有阀座弹簧，第二安装空间内设置有第一唇型密封圈，阀座朝向阀盖的一侧还设置有凹槽，凹槽内设置有第一耐火垫圈。[0007] 进一步地，阀座的与球体接触的密封处设置有阀座镶圈。[0008] 进一步地，阀盖与阀体在安装状态下形成第三安装空间和第四安装空间，其中，第三安装空间内设置有第二唇型密封圈，第四安装空间内设置有第二耐火垫圈；阀盖还包括位于第三安装空间与第四安装空间之间的凹槽部，阀体还包括位于第三安装空间与第四安装空间之间的密封凸块，密封凸块插入凹槽部内形成金属密封[0009] 进一步地，固定球阀还包括上盖，上盖的一部分插入阀体的阀杆安装孔内；上盖与阀体在安装状态下形成第五安装空间和第六安装空间，其中，第五安装空间内设置有第三唇型密封圈，第六安装空间内设置有第三耐火垫圈；上盖还包括位于第五安装空间与第六安装空间之间的凹槽部，阀体还包括位于第五安装空间与第六安装空间之间的密封凸块，密封凸块插入凹槽部内形成金属密封。[0010] 进一步地，固定球阀还包括：上盖和可枢转地设置在上盖的通孔内的阀杆；固定球阀还包括：沿阀杆的轴向依次设置的第一填料密封部、楔形隔环和第二填料密封部，且第一填料密封部、楔形隔环和第二填料密封部均设置在阀杆与上盖之间的环状间隙内。[0011] 进一步地，第一填料密封部的外侧设置有填料压板，填料压板与上盖之间的固定螺柱上设置有填料加载碟簧。
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说 明 书
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进一步地，阀杆上设置有压力平衡孔，上盖的内腔通过压力平衡孔与阀腔连通。
[0013] 进一步地，支撑板通过固定销固定在阀盖上。[0014] 由于采用支撑板来支撑球体，因此，本发明不需要像现有技术中那样需要采用下盖来支撑球体，因而，减小了外漏点的数目，提高了密封的可靠性，具有结构简单、成本低的特点。
附图说明
[0015] 图1示意性示出了本发明的整体结构示意图；[0016] 图2示意性示出了图1的A部放大图；[0017] 图3示意性示出了图1的B部放大图；以及[0018] 图4示意性示出了图1的C部放大图。[0019] 图中附图标记：1、阀盖；2、阀体；3、球体；4、阀座；5、支撑板；6、阀座弹簧；7、第一唇型密封圈；8、第一耐火垫圈；9、阀座镶圈；10、第二唇型密封圈；11、第二耐火垫圈；12、密封凸块；13、上盖；14、第三唇型密封圈；15、第三耐火垫圈；16、密封凸块；17、阀杆；18、第一填料密封部；19、楔形隔环；20、第二填料密封部；21、填料压板；22、加载碟簧；23、压力平衡孔；24、固定销。具体实施方式
[0020] 以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0021] 现有技术中的超低温固定球阀，球体固定采用固定轴式，在内部密封方面，阀座背部采用石墨垫圈或者是唇型密封圈；针对外部密封，带有下盖密封，上盖密封、中道密封都是采用一道密封，填料与上盖之间的密封、填料与阀杆之间的密封采用单独的填料密封。在腔内压力平衡方面，加长上盖内腔压力与阀腔压力没有平衡，在加工工艺方面，加长上盖为整体。
[0022] 请参考图1至图4，本发明提供了一种固定球阀，特别是一种超低温固定球阀，包括：阀盖1、阀体2、球体3和阀座4，其中，阀体2具有一个用于安装球体3的阀腔，阀腔内设置有球体3，阀体2的两侧分别安装有一个阀盖1，球体3与两个阀盖1之间分别安装有一个阀座4；固定球阀还包括：支撑板5，分别与两个阀盖1的朝向阀腔的一侧一一对应地连接，且位于阀腔内；球体3的下端承载在支撑板5上。优选地，支撑板5通过固定销24固定在阀盖1上。
[0023] 本发明中采用支撑板5通过固定销24固定在阀盖1上，以支撑球体3，从而移除下盖支撑球体，可减少密封泄漏点，此时，球体固定效果好于固定轴结构。[0024] 由于采用支撑板5来支撑球体3，因此，本发明不需要像现有技术中那样需要采用下盖来支撑球体3，因而，减小了外漏点的数目，提高了密封的可靠性，具有结构简单、成本低的特点。
[0025] 现有技术中的超低温固定球阀，在内部密封方面，其阀座的背部采用石墨垫圈或者是唇型密封圈。石墨作主密封通常密封所需的比压比较高，在低温下阀座、阀体会收缩，石墨也会收缩。由于金属与非金属的收缩率不一样，因此，在低压下很容易泄露。另外，采
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说 明 书
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用唇型密封圈，在失火状态，唇型密封圈会失效，从而导致阀门内部泄露。[0026] 为此，请参考图2，优选地，阀座4具有第一台阶部和第二台阶部，阀盖1具有第三台阶部和第四台阶部，其中，第一台阶部与第三台阶部之间形成第一安装空间，第二台阶部与第四台阶部之间形成第二安装空间；第一安装空间内设置有阀座弹簧6，第二安装空间内设置有第一唇型密封圈7，阀座4朝向阀盖1的一侧还设置有凹槽，凹槽内设置有第一耐火垫圈8。优选地，阀座4的与球体3接触的密封处设置有阀座镶圈9。[0027] 其中，第一唇型密封圈7在高压、低压，超低温工况下受到介质压力张开唇口，唇口很好的与阀座背面、阀体阀座孔密封，从而与阀座镶圈9形成压差面，再加上阀座弹簧6提供的载荷，整体阀座随着介质的方向使阀座镶圈9压紧球体3达到良好密封效果。在失火状态，第一耐火垫圈8阻碍介质通过阀座背面泄漏，使得整体阀座压向球体3，起到防火作用，使得阀座在内部密封方面有双重密封效果。[0028] 可见，本发明的阀座镶圈通过第一耐火垫圈8阻断阀体的阀座孔的泄漏、阀座的背面的泄漏，从而与阀座镶圈建立压差面，确保了良好的内部密封性能，在阀座的尾端外径上增添了第一耐火垫圈8（例如是石墨垫圈），当阀门在失火的状态，也能起很好的密封性能。
[0029] 本发明阀座在内部密封方面采用唇型圈和耐火垫圈双重密封，确保了阀门的截流与通流的稳定性。[0030] 另外，由于上盖与阀体之间的密封、以及阀盖与阀体之间的中道密封都是采用一道石墨密封，时间长了，石墨压力松弛，加上管道应力、管道振动、材料低温应变，紧固螺栓松弛导致阀门泄露。[0031] 为此，请参考图3，优选地，阀盖1与阀体2在安装状态下形成第三安装空间和第四安装空间，其中，第三安装空间内设置有第二唇型密封圈10，第四安装空间内设置有第二耐火垫圈11；阀盖1还包括位于第三安装空间与第四安装空间之间的凹槽部，阀体2还包括位于第三安装空间与第四安装空间之间的密封凸块12，密封凸块12插入凹槽部内形成金属密封。
[0032] 优选地，请参考图4，固定球阀还包括上盖13，上盖13的一部分插入阀体2的阀杆安装孔内；上盖13与阀体2在安装状态下形成第五安装空间和第六安装空间，其中，第五安装空间内设置有第三唇型密封圈14，第六安装空间内设置有第三耐火垫圈15；上盖13还包括位于第五安装空间与第六安装空间之间的凹槽部，阀体2还包括位于第五安装空间与第六安装空间之间的密封凸块16，密封凸块16插入凹槽部内形成金属密封。请参考图3和图4，本发明中，阀盖与阀体、以及上盖与阀体之间采用唇型密封、耐火垫圈密封和金属密封，其中，唇型密封在高压、低压、超低温工况下受到介质压力张开唇口起到初始密封；金属密封指在阀体上加工金属密封副；另外，本发明还采用了耐火垫圈密封，再加上加载弹簧，从而使这两处之间均形成三道密封。[0034] 现有技术中的阀门将填料与上盖之间的密封、填料与阀杆之间的密封采用单独的填料密封，单独的填料密封在超低温下石墨会变硬，底层石墨很难压紧，导致阀门泄露，在腔内压力平衡方面，加长上盖内腔压力与阀腔压力没有平衡，当加长阀盖内腔压力在温度从超低温往上升时，盖内腔的压力将急速剧巨增，导致填料损坏、上盖强度安全系数下降，在加工工艺方面，加长上盖为整体，给加工带来困难。
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为了解决这个问题，请参考图1，优选地，固定球阀还包括：上盖13和可枢转地设
置在上盖13的通孔内的阀杆17；固定球阀还包括：沿阀杆17的轴向依次设置的第一填料密封部18、楔形隔环19和第二填料密封部20，且第一填料密封部18、楔形隔环19和第二填料密封部20均设置在阀杆17与上盖13之间的环状间隙内。[0036] 优选地，第一填料密封部18的外侧设置有填料压板21，填料压板21与上盖13之间的固定螺柱上设置有填料加载碟簧22。使用加载碟簧可起到防松的效果。[0037] 优选地，阀杆17上设置有压力平衡孔23，上盖13的内腔通过压力平衡孔23与阀腔连通。例如，压力平衡孔23可包括两段，这两段相互直相贯通，其中，一段沿阀杆17的轴向延伸，另一段沿阀杆17的径向延伸。由于上盖腔内空隙很小，当介质压力在上盖腔内很容易异常升压，压力将通孔压力平衡孔23导入阀腔，保证了阀门腔内的压力平衡，更加安全、可靠。
[0038] 本发明通过上述结构，可以确保阀门的密封性能，避免阀门在超低温工况下因为材料的变形，应力的释放等原因造成的泄漏，是一种全新结构的低温固定球阀。[0039] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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