一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀制造技术

本实用新型专利技术公开了一种球阀，尤其是涉及一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀，它包括阀体、副阀体、球体、阀座、所述副阀体流体管道外圆上具有蜗轮蜗杆驱动端面凸轮式强制密封装置，其中蜗轮和主动端面凸轮之间安装有平键，将主动端面凸轮旋转运动使从动端面凸轮的轴向滑动键槽沿副阀体流体管道上的导向键作轴向直线运动，可把体外所产生的压力通过压力传递系统使阀腔内的阀座和球体之间产生所需的密封比压达到强制密封，并通过自动化控制系统来控制蜗轮蜗杆驱动端面凸轮式强制密封装置和电动执行器在开、关过程中相关联的动作程序，本实用新型专利技术的结构选择相应的材料可适用于各种苛刻的流体和环境。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀
本技术涉及一种阀门，特别涉及一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀。
技术介绍
球阀是一种具有流道的球体作为关闭件的阀门，它具有流阻小，不破坏流体形状，开关方便等优点，但是球体和阀座之间在开关时所产生的磨损也是目前的一大难题，它严重地影响了阀门的使用期，阀门业界的研究人员为此也做了大量的工作，如中国专利技术专利ZL201010295018.0所公开的一种“内密封比压可调式固定球阀”，此专利技术虽然在不破坏流体形状的情况下，可在外部对球阀体内密封元件之间的密封比压进行合理的调节，能够起到减少磨损、防止卡阻、噪声低、振动小、提高安全性能，但是球阀开关时还是在有磨损的状态下操作，调节方式比较烦琐，自动化程度较低，又如中国专利技术专利CN201310323798所公开的一种“低扭矩无磨损固定球阀”此专利技术在结构和使用性能上又具有重大进步，具体表现在球阀启闭时的旋转是球体相对于阀座是在比压很小的状态下完成90°旋转动作的，所以称之为“低扭矩无磨损固定球阀”，但是美中不足之处是:阀座和球体之间关闭时的密封比压是将液压系统的液压能转换成机械能来实现的，所以泄漏控制点多，特别是微泄漏控制难度较大，在高温高压工况下使用时需要增加很多烦琐的装置来保证液压系统在允许温度范围内的工作性能，制造成本较高。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种能够在固定球球阀的体外将机械能有效地传递到阀腔内球体和阀座的密封面并产生密封比压，实现强制密封和低扭矩无磨损开、关。 为了达到上述目的，本技术采用的技术方案是这样的:一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀，它包括阀体、副阀体、具有流道的球体、阀座、上阀杆、下阀杆、电动执行机构、副阀体流体管道，其特征在于:副阀体流体管道的外圆上安装有蜗轮蜗杆驱动端面凸轮式强制密封装置，所述蜗轮蜗杆驱动端面凸轮式强制密封装置，它包括:蜗杆、蜗轮、箱体、主动端面凸轮、从动端面凸轮及导向键所构成，其箱体固定安装在副阀体流体管道的外圆之上，其蜗轮的内圆和主动端面凸轮外圆之间安装有平键，其主动端面凸轮的内孔和副阀体流体管道的外圆呈动配合并在蜗轮的驱动下转动，其主动端面凸轮的轮齿伸出于箱体之外和安装于副阀体流体管道外圆上的从动端面凸轮的轮齿相匹配，所述从动端面凸轮的内孔和副阀体流体管道的外圆相配套，从动端面凸轮的内孔还具有轴向滑动键槽，其轴向滑动键槽和安装于副阀体流体管道的键槽中所置的导向键呈轴向滑动配合，从动端面凸轮在主动端面凸轮旋转力的驱动下呈轴向位移，所述从动端面凸轮的内侧面和压力传递系统中的微调螺母相接，所述压力传递系统，是其阀座的背部具有数只呈圆周排列的不通孔，其不通孔中分别置有弹簧，弹簧的外侧置有与不通孔相配合的柱塞，柱塞外端和传力板相接，传力板的外侧面又与传力杆粗圆杆部分的内端面相接，其传力杆的同轴上还具有细圆杆部分，其细圆杆部分的外圆与静密封安装于副阀体上的填料筒中所置填料的内孔相配合，并由螺纹填料压套压紧填料，使传力杆的细圆杆部分和填料呈动密封配合，其传力杆的细圆杆部分伸出于螺纹填料压套之外，传力杆的细圆杆部分的端部置有微调螺母和从动端面凸轮的内侧面相接。 所述低扭矩无磨损强制密封固定球球阀在开启状态时，主动端面凸轮轮齿顶部处于从动端面凸轮轮齿底面的位置，其从动端面凸轮轮齿顶部又处于主动端面凸轮轮齿底面的位置，在关闭状态时，其主动端面凸轮轮齿斜面和从动端面凸轮轮齿斜面相接触，主动端面凸轮轮齿顶部和从动端面凸轮轮齿底面及从动端面凸轮轮齿顶部和主动端面凸轮轮齿底面相互背离。 所述弹簧可为圆柱螺旋弹簧也可为蝶形弹簧。 所述与球体下端不通孔相配合的下阀杆中具有一球体支承装置。 所述球体支承装置是在下阀杆中置有一球体支承杆，球体支承杆顶部与球体下端不通孔的内端面之间置有一钢球，球体支承杆它是同轴上具有螺纹部分、圆杆部分和板体部分，其螺纹部分与下阀杆中的内螺纹部分相配合，其圆杆部分与下阀杆填料函中所置的球体支承杆填料的内孔相配合，其球体支承杆填料在球体支承杆螺纹填料压套的压紧力下和球体支承杆呈动密封配合，其板体部分伸出于球体支承杆螺纹填料压套之外。 所述副阀体的同一圆周上安装有数套控制球体和阀座之间预紧比压调节装置。 所述球体和阀座之间比压的调节装置是由球座比压调节螺杆、调节螺杆填料筒、调节螺杆填料、调节螺杆螺纹填料压套所构成，所述球座比压调节螺杆是在同轴上具有螺纹部分、圆杆部分和板体部分，其螺纹部分又与调节螺杆填料筒中的内螺纹部分相配合，圆杆部分的外圆与静密封安装于副阀体上的调节螺杆填料筒中所置的调节螺杆填料的内孔相配合，其调节螺杆填料在调节螺杆螺纹填料压套的压紧力下和球座比压调节螺杆的圆杆部分呈动密封配合，其板体部分伸出于调节螺杆螺纹填料压套之外。 所述阀座与阀体之间的密封具有压力自紧密封装置和螺旋推力杆装置。 所述阀座的外圆与阀体的台阶孔及副阀体之间由内向外依次安装有具有部分圆锥的阀座填料垫圈、具有部分孔类圆锥的阀座填料及阀座填料压盖，它们所构成的是压力自紧密封装置，所述阀座填料压盖的外侧具有数套呈圆周排列安装在副阀体上的螺旋推力杆装置，其螺旋推力杆装置由螺旋推力杆、螺旋推力杆填料筒、螺旋推力杆填料、螺旋推力杆螺纹填料压套所构成，其中螺旋推力杆的同轴上具有螺纹部分、圆杆部分和板体部分，其螺纹部分又与呈静密封安装于副阀体上的螺旋推力杆填料筒中内螺纹部分相配合，其圆杆部分与螺旋推力杆填料筒中所置的螺旋推力杆填料的内孔相配合，并在螺旋推力杆螺纹填料压套的压紧力下压紧螺旋推力杆填料使螺旋推力杆的圆杆部分与螺旋推力杆填料呈动密封配合，其板体部分伸出螺旋推力杆螺纹填料压套之外。 所述一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀，其开、关过程中所要求电动执行器和蜗轮蜗杆驱动端面凸轮式强制密封装置之间相互关联的顺序动作可采用PLC等自动化控制系统来实现。 所述副阀体的同一圆周上呈静密封安装的压力传递系统中的填料筒、球体和阀座之间比压的调节装置中的调节螺杆填料筒、螺旋推力杆装置中的螺旋推力杆填料筒可根据所属装置的功能需要为不等数量均称间隔安装。 本技术的有益效果是: 1、本技术一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀在开、关时.球体与阀座之间是在低摩擦无磨损下相对旋转的，彻底变革了传统球阀在密封压力下旋转来完成开关而造成的严重磨损。 2、本技术一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀的启闭扭矩很低、磨损很小、无卡阻现象发生。 3、本技术一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀球体与阀座之间的密封，采用蜗轮蜗杆驱动端面凸轮式强制密封装置通过压力传递系统能够在球阀体外有效地将机械能传递到阀腔内球体和阀座的密封面并产生密封比压，蜗轮蜗杆为机械传动并具有自锁性能有效地防止球体和阀座之间的微泄漏，特别是在高温、高压、高磨损等苛刻工况条件下使用的金属硬密封固定球球阀采用本技术，其密封性能、安全性能、操作性能、使用寿命都能达到最佳效果和可靠的保证。 4、本技术一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀的阀座填料密封，采用压力自紧密封结构加螺旋推力杆推进压紧，使耐高温、高压、强腐、辐射等高端密封材料得到有效地利用，保证密封效果。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀，它包括阀体(1)、副阀体(2)、具有流道的球体(3)、阀座(4)、上阀杆(18)、下阀杆(19)、电动执行机构(36)、副阀体流体管道(43)，其特征在于：副阀体流体管道(43)的外圆上安装有蜗轮蜗杆驱动端面凸轮式强制密封装置(37)，所述蜗轮蜗杆驱动端面凸轮式强制密封装置(37)，它包括：蜗杆(16)、蜗轮(15)、箱体(17)、主动端面凸轮(14)、从动端面凸轮(12)及导向键(13)作为主要机件所构成，其箱体(17)固定安装在副阀体流体管道(43)的外圆之上，其蜗轮(15)的内圆和主动端面凸轮(14)外圆之间安装有平键(48)，其主动端面凸轮(14)的内孔和副阀体流体管道(43)的外圆呈动配合并在蜗轮(15)的驱动下转动，其主动端面凸轮(14)的轮齿伸出于箱体(17)之外和安装于副阀体流体管道(43)外圆上的从动端面凸轮(12)的轮齿相匹配，所述从动端面凸轮(12)的内孔和副阀体流体管道(43)的外圆相配套，从动端面凸轮(12)的内孔还具有轴向滑动键槽(28)，其轴向滑动键槽(28)和安装于副阀体流体管道(43)的键槽(47)中所置的导向键(13)呈轴向滑动配合，从动端面凸轮(12)在主动端面凸轮(14)旋转力的驱动下呈轴向位移，所述从动端面凸轮(12)的内侧面和压力传递系统中的微调螺母(42)相接，所述压力传递系统，是其阀座(4)的背部具有数只呈圆周排列的不通孔，其不通孔中分别置有弹簧(5)，弹簧(5)的外侧置有与不通孔相配合的柱塞(6)，柱塞(6)外端和传力板(7)相接，传力板(7)的外侧面又与传力杆(8)粗圆杆部分的内端面相接，其传力杆(8)的同轴上还具有细圆杆部分，其细圆杆部分的外圆与静密封安装于副阀体(2)上的填料筒(9)中所置填料(10)的内孔相配合，并由螺纹填料压套(11)压紧填料(10)，使传力杆(8)的细圆杆部分和填料(10)呈动密封配合，其传力杆(8)的细圆杆部分伸出于螺纹填料压套(11)之外，传力杆(8)的细圆杆部分的端部置有微调螺母(42)和从动端面凸轮(12)的内侧面相接，所述下阀杆(19)中具有一球体支承装置，所述副阀体(2)的同一圆周上安装有数套控制球体(3)和阀座(4)之间预紧比压的调节装置，所述阀座(4)与阀体(1)之间的阀座填料(30)的密封是由压力自紧密封装置和螺旋推力杆装置来实现。...

【技术特征摘要】
1.一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀，它包括阀体(I)、副阀体(2)、具有流道的球体(3)、阀座(4)、上阀杆(18)、下阀杆(19)、电动执行机构(36)、副阀体流体管道(43)，其特征在于:副阀体流体管道(43)的外圆上安装有蜗轮蜗杆驱动端面凸轮式强制密封装置(37)，所述蜗轮蜗杆驱动端面凸轮式强制密封装置(37)，它包括:蜗杆(16)、蜗轮(15)、箱体(17)、主动端面凸轮(14)、从动端面凸轮(12)及导向键(13)作为主要机件所构成，其箱体(17)固定安装在副阀体流体管道(43)的外圆之上，其蜗轮(15)的内圆和主动端面凸轮(14)外圆之间安装有平键(48)，其主动端面凸轮(14)的内孔和副阀体流体管道(43)的外圆呈动配合并在蜗轮(15)的驱动下转动，其主动端面凸轮(14)的轮齿伸出于箱体(17)之外和安装于副阀体流体管道(43)外圆上的从动端面凸轮(12)的轮齿相匹配，所述从动端面凸轮(12)的内孔和副阀体流体管道(43)的外圆相配套，从动端面凸轮(12)的内孔还具有轴向滑动键槽(28)，其轴向滑动键槽(28)和安装于副阀体流体管道(43)的键槽(47)中所置的导向键(13)呈轴向滑动配合，从动端面凸轮(12)在主动端面凸轮(14)旋转力的驱动下呈轴向位移，所述从动端面凸轮(12)的内侧面和压力传递系统中的微调螺母(42)相接，所述压力传递系统，是其阀座(4)的背部具有数只呈圆周排列的不通孔，其不通孔中分别置有弹簧(5)，弹簧(5)的外侧置有与不通孔相配合的柱塞￠)，柱塞(6)外端和传力板(7)相接，传力板(7)的外侧面又与传力杆(8)粗圆杆部分的内端面相接，其传力杆(8)的同轴上还具有细圆杆部分，其细圆杆部分的外圆与静密封安装于副阀体(2)上的填料筒(9)中所置填料(10)的内孔相配合，并由螺纹填料压套(11)压紧填料(10)，使传力杆(8)的细圆杆部分和填料(10)呈动密封配合，其传力杆(8)的细圆杆部分伸出于螺纹填料压套(11)之外，传力杆(8)的细圆杆部分的端部置有微调螺母(42)和从动端面凸轮(12)的内侧面相接，所述下阀杆(19)中具有一球体支承装置，所述副阀体(2)的同一圆周上安装有数套控制球体⑶和阀座⑷之间预紧比压的调节装置，所述阀座⑷与阀体⑴之间的阀座填料(30)的密封是由压力自紧密封装置和螺旋推力杆装置来实现。2.根据权利要求1所述的一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀，其特征在于:所述低扭矩无磨损强制密封固定球球阀在开启状态时，主动端面凸轮轮齿顶部(41)处于从动端面凸轮轮齿底面(44)的位置，其从动端面凸轮轮齿顶部(46)又处于主动端面凸轮轮齿底面(39)的位置，在关闭状态时，其主动端面凸轮轮齿斜面(40)和从动端面凸轮轮齿斜面(45)相接触，主动端面凸轮轮齿顶部(41)和从动端面凸轮轮齿底面(44)及从动端面凸轮轮齿顶部(46)和主动端面凸轮轮齿底面(39)相互背离。3.根据权利要求1所述的一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀，其特征在于:所述副阀体(2)的同一圆周上安装有数套控制球体(3)和阀座(4)之间预紧比压的调节装置，它包括:球体(3)和阀座(4)之间预紧比压的调节装置是由球座比压调节螺杆(20)、调节螺杆填料筒(21)、调节螺杆填料(22)、调节螺杆螺纹填料压套(23)等构成。4.根据权利要求3所述的一种低扭矩无磨损强制密封固定球球阀，其特征在于:所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝思宏，
申请(专利权)人：郝思宏，
类型：新型
国别省市：江苏;32