[實用新型]一種密封可靠啟閉扭矩小的球閥

有效

• 申請號: 201220547251.8
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN202834165U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 邱曉來;王漢洲;黃明金;林潔
• 申請（專利權）人: 浙江超達閥門股份有限公司
• 主分類號: F16K5/06
• 分類號: F16K5/06;F16K5/20;F16K39/06
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 李友福

技術領域

本實用新型涉及一種閥門,更具體地說，它涉及一種密封可靠啟閉扭矩小的球閥。

背景技術

氣動球閥是一種使用十分廣泛的閥門，其結構通常包括具有閥腔的閥體、置于閥腔內部的球體、與球體聯動連接的閥桿以及置于閥體與球體之間的閥座，所述閥桿部分露置于閥體外部，閥體外部設有驅動閥桿旋轉的操作驅動裝置，操作驅動裝置驅動閥桿帶動球體的90°旋轉使球閥達到開啟和關閉的切換。傳統固定球閥的閥座密封結構及受力分析如圖1所示，圖1中1A是球體，2A是閥座密封圈，3A是閥座，4A是彈簧，5A是閥體，6A是閥體與閥座之間的密封，球體與閥座密封圈之間的密封通常是依靠彈簧的預緊力以及作用在閥座背后的介質力這兩個力的合力。通常彈簧的預緊力僅僅是為了確保球體與閥座密封圈的緊密貼合，即起到初始的密封作用。閥座的截面相當于一個活塞，通過改變閥座的設計可以改變作用在閥座上介質力或的大小，增大閥座的差壓面積可以增大介質的推力。為了提高球閥的球體與閥座密封圈之間的密封性能，通過加大作用在閥座背后的介質力即可以實現。然而，作用在閥座背后的介質力越大，球體與閥座密封圈之間的貼合力越大，他們之間的摩擦力也越大，開啟閥門時就需要更大的操作力，或者需要更大的驅動機構。另外，當球體與閥座密封圈之間的密封力過大時，在開啟閥門時容易引起閥門密封面的損壞，特別是當介質中含有固體顆粒時，更容易損壞。總之，從提高閥座密封性能的角度看，需要增大閥座背后的介質推力，但是，從減少閥門的啟閉扭矩以及防止密封面的損壞的角度看，需要減少閥座背后的介質推力，因此，這是一對矛盾，該矛盾長期困擾著球閥的設計。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種密封可靠且啟閉扭矩小的球閥。

為實現上述目的，本實用新型提供了如下技術方案：一種密封可靠啟閉扭矩小的球閥，包括具有閥腔的閥體、置于閥腔內部的球體、與球體聯動連接的閥桿以及置于閥體與球體之間的閥座密封機構，閥腔兩側分別與進口通道和出口通道聯通，所述閥桿部分露置于閥體外部，閥體外部設有驅動閥桿旋轉的氣動裝置，其特征在于：所述閥座密封機構包括環狀閥座組件和三通換向閥，所述閥體內腔壁設有開口朝向球體的環狀閥座組件腔，所述閥座組件相對球體可滑動地設置在環狀閥座組件腔中，所述閥座組件與環狀閥座組件腔氣密配合構成類似活塞結構，所述閥體背向球體的一側設有預緊彈性件，所述閥體上設有與閥座組件背向球體一側的環狀閥座組件腔導通連接的閥座腔通道，所述三通換向閥的三個接口分別與閥座腔通道、進口通道及出口通道聯通，在閥門關閉狀態下，所述進口通道經過三通換向閥與所述閥座腔通道聯通，在閥門開啟時，所述閥座腔通道經過三通換向閥與出口通道聯通。

通過采用上述技術方案，當球體處在關閉位置即球閥關閉時，為了確保閥門可靠密封，操縱三通換向閥，使閥座腔通道與進口通道聯通而與出口通道斷開，此時，閥門進口側較高壓力的介質進入到環狀閥座組件腔，介質壓力推動閥座組件貼向球體，從而形成嚴密的密封。當需要開啟時，首先切換三通換向閥，使閥座腔通道與出口通道聯通而與進口通道斷開，此時，環狀閥座組件腔內的壓力與閥門出口側較低的壓力相同，閥座組件兩側的壓力基本平衡，閥座組件貼向球體的壓力僅來自于預緊彈性件，而預緊彈性件的彈性預緊力通常較小，此時，閥座組件對球體的壓力和密封力很小，密封面的摩擦力也很小，因此可以采用較小扭矩力開啟球閥，即可以選用較小的氣動裝置開啟閥門，減小了閥門的體積，降低了成本；另外，由于在開啟閥門時，閥座組件與球體的密封力很小，因此，不容易引起球體密封面及閥座密封圈的損壞，延長了使用壽命，解決了啟閉扭力和球閥密封性能之間的矛盾。

本實用新型進一步設置為：所述環狀閥座組件腔為截面近似矩形的環形凹槽構成，所述閥座組件包括截面形狀與環形凹槽截面相配的環狀閥座本體和嵌設在環狀閥座本體上的閥座密封圈，所述環狀閥座本體的內外環形側壁上均設有密封環與環狀閥座組件腔的側壁密封接觸構成所述活塞結構，所述閥座密封圈的密封面與球體相貼，所述環狀閥座本體與設有閥座密封圈相背的面上均勻設有多個彈簧容腔，所述彈簧容腔中設有壓縮彈簧構成所述預緊彈性件；所述閥體上靠近環狀閥座組件腔的位置設有與環形凹槽底部聯通的管道構成所述閥座腔通道。

通過采用上述結構的環狀閥座組件腔和閥座組件，結構比較簡單，制作方便。

本實用新型更進一步設置為：所述三通換向閥與進口通道和出口通道聯通的管路中設有過濾裝置。