一种用于压力流体管网的大口径球阀制造技术

本发明专利技术涉及较高压力的流体管网设备领域的一种用于压力流体管网的大口径球阀，提出包括球芯，阀壳，密封座，密封圈，密封弹簧，密封条，基座，伸缩组件，密封脂加注系统和阀门传动装置；所述密封座设于阀壳和球芯之间，所述密封圈设于球芯和密封座之间，所述密封弹簧设于伸缩组件上，所述密封条设于密封座和基座之间，所述伸缩组件设于密封座和阀壳之间，所述密封脂加注系统设于密封座和阀壳之间，所述阀门传动装置活动连接于阀壳上的方案，用于解决球芯抱死故障的问题，确保球阀可顺利开启或关闭；也保证密封圈的完好，从而保证球阀的密封性；保证阀门在管道上，随时可对球阀的密封力进行精确调整，从而确保阀门的密封性，延长阀门的使用寿命。门的使用寿命。门的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种用于压力流体管网的大口径球阀


[0001]本专利技术涉及较高压力的流体管网设备领域，更具体地，涉及一种用于压力流体管网的大口径球阀。

技术介绍

[0002]目前应用在高压力的流体管网等类似场合的大口径球阀，都是采用固定球芯式的结构形式，他们一般是由阀壳和球芯、密封座、密封圈等部分组成，通过球芯绕其中心线90度旋转，实现了阀门的全开或全关，但球阀均不具备流体流量调节的功能。球阀对管道流体介质的密封，依靠安装在密封座上的密封圈，与球芯表面的紧密结合形成的软密封来实现的。也有完全硬密封的球阀，但因为成本较高，主要使用在高温和较重要的场合。
[0003]现有技术的固定式球阀，均同时采用两套系统获得球芯表面与密封圈之间的密封力，第一种办法是在密封座和内侧阀壳之间，设置多个沿圆周设置的密封弹簧，依靠这些密封弹簧的弹力，令密封座贴紧住球芯表面，这种密封力在本文中被称为第一密封力；第二种办法是经过一系列合适的结构设计，让密封座前、后的压力差，变为推动密封座贴紧住球芯表面的推力，实现密封圈贴紧球芯表面，这种密封力在本文中被称为第二密封力。如属于这种结构系统的双活塞效应式球阀密封系统，就可以实现球阀在输送管道的上游或下游方向安装时，均可以有一定密封力输出，且球阀无需调整安装方向。
[0004]在第一种系统中所使用的密封弹簧，其所产生弹力的大小在球阀总装完成后即被确定。如果弹簧初始预紧力被设置的太大，密封性虽然较好但却非常容易造成球芯在转动时被卡死，甚至会进一步造成密封圈被损坏，球阀即刻开始内漏；但如果弹簧初始预紧力被设置的太小，则容易在球阀投入使用后将很快就出现内漏现象，因此在第一种系统结构的条件下，密封性和球芯转动时不易卡死就成为相互矛盾的要求。另外这些密封弹簧会老化，导致密封力也不断缩小，经过一段时间后，球阀的密封性会逐步下降；且弹簧老化还存在速度不一致的问题，容易在密封面的某些点处出现泄漏；对于这些密封弹簧弹力会出现变化或变化的不一致，目前还没有合适的补偿、恢复、调整等措施。
[0005]在第二种结构系统中，采用在该领域算是比较优秀的双活塞效应式球阀密封系统为例进行说明，这种系统结构，决定了其密封能力完全取决于密封座前后流体压力的差值，如果密封座前后流体压力差过小，由该密封方式所产生的第二密封力就会急速下降。
[0006]另外在实际应用场景中，如果球阀较长时间内没有转动过，密封圈和球芯表面就容易形成粘连现象，此时突然转动球芯，要么转不动，要么强行加大转动力矩，又会可能造成密封圈甚至球芯表面的损伤。例如在大型油气库的管理条例中，要求比较重要的、较大口径的分隔球阀，必须在每隔一段时间后，选择在管网流量较低时尝试转动球芯15
°
左右后再转回原位置，以确定在需要紧急关闭球阀时，却发现球芯被卡死而无法转动的现象。
[0007]在大口径的固定式球阀上，一般也都设置了密封脂加注系统做为辅助密封系统，但因为密封脂出口是设置密封圈旁边，导致完全依靠密封脂的封堵作用，去堵塞密封圈密封不严的地方，实际使用效果不佳。
[0008]在高压流体管道的使用环境下，大口径球阀的球芯表面粗糙度越低，密封性就越好，球芯的转动也更加容易，但这样高品质的球芯就需要更高品质的材料和更高的加工精度，这些情况均会造成此类球阀的制造成本就越高。故能否通过改变此类球阀的综合整体设计，在保证球阀密封性、可操作性、使用寿命的前提下，降低高压力和大口径球阀的使用成本和制作成本，就成为一个极具现实意义的研究方向和课题。

技术实现思路

[0009]本专利技术旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种应用在较高压力流体管网环境下、较大口径的新型球阀方案，目的为：1)彻底解决球芯抱死故障的发生，确保球阀在紧急的时候，可以顺利的开启或关闭；同时也保证了在球芯转动的过程中，确保球阀密封圈完好，从而保证了球阀的密封性能；2)保证阀门在组装完成后或安装到管道上后，依然可以根据实际情况，随时可以对球阀的密封力进行精确、合适的调整，从而确保阀门的密封性，延长阀门的使用寿命。
[0010]本专利技术采取的技术方案是，一种大口径球阀，除了保留现有球阀已有的球芯和阀壳、密封座、密封座弹簧、密封条、密封圈等部件外，在阀壳与密封座之间增设了伸缩组件。该伸缩组件可以按控制系统的要求向后收缩，让密封座上的密封圈与球芯表面离开一定的距离；伸缩组件也可以按控制系统的要求向前伸长，让密封圈与球芯表面贴合的更加紧密。
[0011]伸缩组件由多个伸缩件和一个圆环形的伸缩件基座组成；伸缩件基座固定安装在球阀阀壳内侧的合适位置处；伸缩件均沿圆周方向、均匀的嵌入布置在伸缩件基座上。
[0012]上所述的每个伸缩件均包括可以前后伸缩的伸缩杆，和固定在所述伸缩件基座上的伸缩杆驱动设置；在阀壳外侧，还设置有伸缩杆驱动设置控制信号入口；每个伸缩件均与阀壳之间有可靠的密封，确保管道流体不会从伸缩杆驱动设置控制信号入口外溢。
[0013]伸缩件可以选择电动丝杆装置，或气动装置、或油动装置、或直线电机、或电磁驱动等装置中的一种。
[0014]当球芯需要转动时，伸缩件接控制系统要求，向后收缩时拖动密封座，最好是让密封圈与球芯表面离开一定的间隙距离后，球芯才开始转动，这样即可以彻底杜绝球芯卡涩、密封圈遭到破坏的情况。
[0015]当球阀处于全关或全开的状态、且不再转动时，伸缩组件接控制系统要求，向前伸长推动密封座，让密封圈与球芯表面贴合的更加紧密，即伸缩组件还可以提供一种密封圈和球芯表面的密封力，这种密封力在本文中被称为第三密封力；且该密封力可以通过改变伸缩杆驱动装置输出的大小，对第三密封力的大小进行精确的调控。
[0016]在密封座与伸缩件基座之间，设置有一条圆环形的密封条；结合密封座是两台阶状环形结构，伸缩件基座是三台阶状环形结构，再配合上所述的密封座弹簧，四者通过相互配合，组成了双活塞效应式球阀密封系统；该系统可以把密封圈前后的流体压力差，转换为一种密封圈和球芯表面之间的密封力，这种密封力属于第二密封力。
[0017]新球阀还设置了新型的密封脂加注系统做为辅助的密封系统。该系统包括设置在阀壳外侧处的密封脂入口、设置在密封座内的密封脂通道和密封脂出口、设置在密封脂入口和密封脂通道之间的密封脂流通软管等四个部分；上所述的密封座上设置的密封圈，处于在密封脂出口正上方位置。
[0018]密封脂具有合适的压力，该密封脂从密封脂入口进入密封脂流通软管、密封脂通道，最后从密封脂出口流出；此时密封脂的压力，转变为推动密封圈向球芯表面垂直方向上运动的推力，该推力最终变为一种密封圈和球芯表面之间的密封力，这种密封力在本文中被称为第四密封力；改变密封脂的压力，即可以精确调控第四密封力的大小。
[0019]该密封脂加注系统，还能从一定程度上解决因为密封圈损伤、球芯表面损伤后所造成的内漏问题。
[0020]在实际使用场景中，如果前三种密封力所形成的总密封力已经满足工作要求，密封脂加注系统尽量不投入工作。
[0021]与现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于压力流体管网的大口径球阀，其特征在于，所述球阀包括球芯，阀壳，密封座，密封圈，密封弹簧，密封条，基座，伸缩组件，密封脂加注系统和阀门传动装置；所述密封座设置于阀壳和球芯之间，所述密封圈设置于所述球芯和所述密封座之间，所述密封弹簧设置于所述伸缩组件上，所述密封条设置于所述密封座和所述基座之间，所述伸缩组件设置于所述密封座和所述阀壳之间，所述密封脂加注系统设置于所述密封座和所述阀壳之间，所述阀门传动装置活动连接于阀壳上。2.根据权利要求1所述的一种用于压力流体管网的大口径球阀，其特征在于，所述伸缩组件包括多个伸缩件和所述基座，所述基座固定在所述阀壳内壁；所有的所述伸缩件均匀环绕设置于所述基座上。3.根据权利要求1所述的一种用于压力流体管网的大口径球阀，其特征在于，所述伸缩件包括伸缩杆，驱动伸缩杆做轴向运动的驱动装置；所述驱动装置为电动丝杆装置、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴莉，
申请(专利权)人：张兴莉，
类型：发明
国别省市：