一種頂裝式球閥的製作方法

2023-10-09 10:20:49

一種頂裝式球閥的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種頂裝式球閥，包括位於球體與閥體間的閥座，閥座與球體通過密封材料密封連接，閥座與閥體通過密封件密封連接；還包括位於閥體與閥座之間的彈簧組件，彈簧組件的一端抵靠於閥體上、另一端與閥座的空隙內設置的限位件相牴觸；閥體成型有第一臺階，密封件位於第一臺階的臺肩與彈簧組件的徑向端面形成的密封間隙內，且密封件一端抵靠於第一臺階的臺肩處，另一端抵靠於彈簧組件的徑向端面上。即密封件被限位在由閥體第一臺階的臺肩及彈簧組件的徑向端面所形成的密封間隙內，保證了密封件不會移動；同時，上述球閥不會因進壓方向的改變而改變閥座的受力情況，端部進壓時，壓力將閥座壓靠於球體上，當中腔進壓時，閥座仍能壓靠於球體上，實現可靠的雙向密封。
【專利說明】一種頂裝式球閥
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種閥門製作【技術領域】，具體地說是涉及一種頂裝式球閥。
【背景技術】
[0002]球閥由於具有密封可靠，結構簡單，維修方便的特點，成為應用較為廣泛的閥門之一。頂裝式球閥相對側裝式球閥具有外漏點少，管道應力對其影響較小等優勢，同時頂裝式球閥因為可實現便捷的在線維修而被廣泛應用。頂裝式球閥中，DBB和DIB是兩種閥座功能形式，其中，DBB閥座也稱單活塞效應閥座，每個閥座能抵抗一個方向的作用力，可對中腔進行排放。DIB閥座又分為DIB-1閥座和DIB-2閥座，DIB-1閥座的每個閥座抵抗兩個方向作用力，稱雙活塞效應閥座，但這種結構需設置中腔壓力洩放裝置；DIB-2進口端的閥座為DBB，出口端為DIB，又叫單、雙活塞效應閥座，這種結構的通過進口端自動洩放中腔壓力。DIB型閥座由於密封性能良好，近年來被廣泛應用。
[0003]現有常見的DIB-2型頂裝式球閥中，如圖1所示，由於設置於固定器11與閥體12之間的密封件13可以在空隙14內來回移動，產生摩擦，一方面密封件的磨損嚴重，導緻密封件壽命較短，需要經常更換密封件；另一方面，一側進壓時密封件被推到固定器或者閥體端面上會受到撞擊，並且內外密封唇的摩擦力不一致時，易造成密封件實際位置狀態非設計理想狀態，導致該球閥的密封效果大大降低，密封穩定性不能得到很好的保證。
[0004]為解決密封件移動導緻密封件壽命短，密封效果差的問題，中國專利文獻CN102797868A公開了一種頂裝式超低溫球閥，包括閥體1、閥座組件2、閥球3，閥座組件包括閥座環2-1和固裝在閥座環上遠離閥球一端的壓環2-2 ;閥座環2-1靠近閥球3的一端上設有密封圈2-3 ;閥座環上設有第一臺肩2-1-3和第二臺肩2-1-4，第一臺肩與閥體之間設有支撐套2-4和彈簧盤2-5，彈簧盤內嵌裝有壓簧2-6，第二臺肩與閥體、壓環形成環形密封腔2-7，在環形密封腔內安裝有彈簧蓄能圈2-8，壓環上設有與閥座環的端部相配合的臺肩孔2-2-1，閥座環2-1與壓環2-2通過沿軸向的螺釘可拆卸式連接。具體的，在壓環2-2上與閥座環2-1上分別設有相配合的螺釘安裝孔2-2-2和螺孔2-1-6。在安裝時，將閥座環的該端插入到壓環的臺肩孔內，當閥座環的端面與臺肩孔的臺肩面對齊後，通過在對應螺釘安裝孔和螺孔內擰緊螺釘2-10，實現閥座環2-1與壓環2-2間的固定連接。
[0005]上述球閥結構可以使彈簧蓄能圈2-8固定於環形密封腔2-7內，避免了彈簧蓄能圈2-7移動產生磨損而降低密封效果的問題；但是，該球閥中，由於壓環2-2是通過螺釘固定在閥座環2-1上的，當端部進壓時，閥座環2-1的受力情況如圖2所示，作用於閥座環2-1兩側的壓力差使閥座環2-1壓靠於閥球3上，且彈簧蓄能圈2-7不移動，因此，密封可靠；當中腔進壓時，閥座環2-1的受力情況如圖3所示，作用於閥座環2-1兩側的壓力差使閥座環2-1推離閥球3，此時球閥洩壓，閥球3與閥座環2-1間無法實現密封。可見，上述球閥只能實現單向進壓時可靠的密封，適用於單活塞效應閥座(DBB球閥)，而無法實現雙活塞效應閥座(DIB球閥)中雙向進壓時可靠的密封。實用新型內容
[0006]為此，本實用新型所要解決的技術問題在於現有技術中能夠實現雙向密封的球閥由於密封件移動導致壽命短，密封可靠性差，而能夠實現密封件固定的閥座組件結構只能實現單向密封的問題，進而通過合理設計閥座組件的結構，從而提供一種既能防止密封件移動，又能實現雙向可靠密封的球閥。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型的一種，包括位於球體與閥體間的閥座，所述閥座與所述球體通過密封材料密封連接，所述閥座與所述閥體中通過密封件密封連接；還包括位於所述閥體與所述閥座之間的彈簧組件，所述彈簧組件的一端抵靠於所述閥體上、另一端與所述閥座的空隙內設置的限位件相牴觸；所述閥體成型有第一臺階，所述密封件位於所述第一臺階的臺肩與所述彈簧組件的徑向端面形成的密封間隙內，且所述密封件一端抵靠於所述第一臺階的臺肩處，另一端抵靠於所述彈簧組件的徑向端面上。
[0008]所述彈簧組件包括套設於所述閥座上的彈簧座，以及位於所述彈簧座與所述閥體之間的彈簧，所述彈簧座與所述閥座的空隙內設置限位件。
[0009]所述彈簧座在接近所述閥體徑向端面的側壁上成型有凹槽，所述凹槽內設置所述彈黃。
[0010]所述閥體上成型有與所述彈簧座配合的第二臺階和第三臺階，所述彈簧座在與所述第二臺階的配合處成型有伸入所述密封間隙的凸塊，所述凸塊抵靠於所述密封件上，所述彈簧位於所述第二臺階的臺肩處，所述彈簧座在與所述第三臺階的配合處成型有凸緣。
[0011]所述彈簧座上成型有適於所述閥座伸入的環形凹槽，所述閥座對應成型有與所述環形凹槽配合的環形凸起。
[0012]所述限位件套設於所述環形凸起上，且位於閥座的徑向端面與彈簧座的徑向端面之間，用於限制所述彈簧組件的軸向移動。
[0013]所述彈簧與所述閥體側壁間設有擋圈。
[0014]所述密封件為兩個反向設置實現雙向密封的彈簧蓄能密封圈。
[0015]工作位置時,所述密封件的外徑Φ S2大於所述密封材料的密封面內徑<i)S3,所述密封件的內徑<tSl小於所述密封材料的密封面外徑<i)S4。
[0016]本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點，
[0017]1、在本實用新型中，工作位置時，密封件一端抵靠於第一臺階的臺肩處，另一端抵靠於彈簧組件的徑向端面上。即密封件被限位在由閥體第一臺階的臺肩及彈簧組件的徑向端面所形成的密封間隙內，保證了密封件不會移動；同時，上述球閥不會因進壓方向的改變而改變閥座的受力情況，端部進壓時，壓力將閥座壓靠於球體上，當中腔進壓時，閥座仍能壓靠於球體上，實現可靠的雙向密封。
[0018]2、在本實用新型中，彈簧組件包括套設於閥座上的彈簧座，以及位於彈簧座與閥體之間的彈簧，彈簧座與閥座的空隙內設置限位件；彈簧的回彈力通過彈簧座、限位件傳遞給閥座，用於提供閥座與球體間密封連接的預緊力；為了穩固的設置彈簧，使彈簧提供穩固的回彈力，彈簧座在接近閥體徑向端面的側壁上成型有凹槽，凹槽內設置彈簧。彈簧與閥體側壁間設有擋圈，擋圈用於防止轉動螺紋環時帶動彈簧座旋轉而引起彈簧發生扭曲。
[0019]3、在本實用新型中，閥體上成型有與彈簧座配合的第二臺階和第三臺階，彈簧座在與第二臺階的配合處成型有伸入密封間隙的凸塊，凸塊抵靠於密封件上，凸塊與第一臺階的臺肩之間形成密封間隙，用來放置密封件；彈簧位於第二臺階的臺肩處，彈簧座在與第三臺階的配合處成型有凸緣，使用工裝向將凸緣向閥體一端撐開，就可實現限位件的裝卸，進而完成其他零部件的拆裝。
[0020]4、在本實用新型中，為了減小球閥的尺寸，彈簧座上成型有適於閥座伸入的環形凹槽，閥座對應成型有與所述環形凹槽配合的環形凸起，裝配位置時，環形凸起插入環形凹槽內，使閥座推向閥體留出供球體裝入的空間；工作位置時，環形凸起退出環形凹槽，使閥座與彈簧座間存在空隙，限位件位於環形凸起上，用於限制彈簧組件的軸向移動，彈簧的回彈力才能傳遞給閥座，產生閥座與球體密封的預緊力。
[0021]5、在本實用新型中，密封件為兩個反向設置實現雙向密封的彈簧蓄能密封圈，彈簧蓄能密封圈可以滿足球閥在低洩漏、超低溫或特殊介質等特殊工況下的使用需求，使球閥的適用範圍更廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了使本實用新型的內容更容易被清楚的理解，下面根據本實用新型的具體實施例並結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中
[0023]圖1是現有技術的雙向密封球閥的結構示意圖；
[0024]圖2是現有技術的雙向密封球閥端部進壓時閥座受力的示意圖；
[0025]圖3是現有技術的雙向密封球閥中腔進壓時閥座受力的示意圖
[0026]圖4是本實用新型的一種頂裝式球閥的結構示意圖；
[0027]圖5是圖4端部進壓時閥座受力的示意圖；
[0028]圖6是圖4中腔進壓時閥座受力的示意圖；
[0029]圖中附圖標記表示為:1-球體，2-閥體，21-第一臺階，211-臺肩，22-第二臺階，221-臺肩，23-第三臺階，3-閥座，31-環形凸起，4-密封材料，41-密封面，5-密封件，6-彈簧組件，61-彈簧座，62-彈簧，611-環形凹槽，612-凸塊，613-凸緣，7-限位件，8-擋圈。
【具體實施方式】
[0030]如圖4所示為本實用新型的一種頂裝式球閥，包括位於球體I與閥體2間的閥座3，閥座3與球體I通過密封材料4密封連接，閥座3與閥體2中通過密封件5密封連接；還包括位於閥體2與閥座3之間的彈簧組件6，彈簧組件6的一端抵靠於閥體2上、另一端與閥座3的空隙內設置的限位件7相牴觸；閥體2成型有第一臺階21，密封件5位於第一臺階21的臺肩211與彈簧組件6的徑向端面形成的密封間隙內，且密封件5 —端抵靠於第一臺階21的臺肩211處，另一端抵靠於彈簧組件6的徑向端面上。
[0031]上述一種頂裝式球閥的裝配過程如下:密封件5裝入閥體2中，彈簧組件6放入閥座3，彈簧組件6及閥座3裝入閥體2中，閥座3向閥體2端部移動，留出供球體I放置的空間，放入球體I ;利用工裝將閥座3拉向球體1，保證閥座3壓靠於球體I上，再通過工裝向閥體2端部撐開彈簧組件6，彈簧組件6向閥體2移動，從而在閥座3的徑向端面與彈簧組件6的徑向端面之間形成限位件7的安裝空間裝入限位件7。彈簧組件6 —端抵靠於閥體
2上，另一端與限位件7。拆卸過程與裝配過程相反，此處不做詳細介紹。
[0032]上述技術方案為本實用新型的核心技術方案，由於閥體2成型有第一臺階21，工作位置時，密封件5—端抵靠於第一臺階21的臺肩211處，另一端抵靠於彈簧組件6的徑向端面上，即密封件5被限位在由閥體2第一臺階21的臺肩11及彈簧組件6的徑向端面之間的密封間隙內，保證了密封件5不會移動；同時，工作位置時，密封件5的外徑<i)S2大於密封材料的密封面41內徑Φ S3,密封件5的內徑Φ SI小於密封材料的密封面41外徑4S4，因此，本實施例的球閥不會因進壓方向的改變而改變閥座的受力情況，如圖5及圖6所示，端部進壓時，作用於閥座3兩側的壓力差將閥座3壓靠於球體I上，當中腔進壓時，作用於閥座3兩側的壓力差仍能將閥座3壓靠於球體I上，實現閥座3與閥體2間可靠的雙向密封。
[0033]彈簧組件6包括套設於閥座3上的彈簧座61，以及位於彈簧座61與閥體2之間的彈簧62，彈簧座61與閥座3的空隙內設置限位件7 ;彈簧的回彈力通過彈簧座61、限位件7傳遞給閥座3，用於提供閥座3與球體I間密封連接的預緊力；為了穩固的設置彈簧62，使彈簧62提供穩固的回彈力，彈簧座61在接近閥體2徑向端面的側壁上成型有凹槽，凹槽內設置彈簧62。彈簧62與閥體2側壁間設有擋圈8，擋圈8用於防止轉動螺紋環時帶動彈簧座61旋轉而引起彈簧62發生扭曲。
[0034]閥體2上成型有與彈簧座61配合的第二臺階22和第三臺階23，彈簧座61在與第二臺階22的配合處成型有伸入密封間隙的凸塊612,凸塊612抵靠於密封件5上，凸塊612與第一臺階21的臺肩211之間形成密封間隙，用來放置密封件5 ;彈簧62位於第二臺階22的臺肩221處，彈簧座61在與第三臺階的配合處成型有凸緣613，使用工裝將凸緣613推向閥體2端部，就可在閥座3的徑向端面與彈簧座6的徑向端面間形成間隙以實現限位件7的裝卸，進而完成其他零部件的拆裝。
[0035]彈簧座61上成型有適於閥座3伸入的環形凹槽611，閥座3對應成型有與環形凹槽61配合的環形凸起31，裝配位置時，環形凸起31插入環形凹槽611內，使閥座3推向閥體2留出供球體I裝入的空間；工作位置時，環形凸起31退出環形凹槽611，限位件7套設於環形凸起31上，且位於閥座3的徑向端面與彈簧座61的徑向端面之間，用於限制彈簧組件6的軸向移動，彈簧62的回彈力才能傳遞給閥座3，產生閥座3與球體I密封的預緊力。環形凹槽61與環形凸起31配合使用，可以減小球閥的尺寸。
[0036]密封件5為兩個反向設置實現雙向密封的彈簧蓄能密封圈，彈簧蓄能密封圈可以滿足球閥在低洩漏、超低溫或特殊介質等特殊工況下的使用需求，使球閥的適用範圍更廣。
[0037]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型創造的保護範圍之中。
【權利要求】
1.一種頂裝式球閥，包括位於球體(I)與閥體(2)間的閥座(3)，所述閥座(3)與所述球體(I)通過密封材料(4)密封連接，所述閥座(3 )與所述閥體(2 )通過密封件(5 )密封連接；還包括位於所述閥體(2)與所述閥座(3)之間的彈簧組件(6)，所述彈簧組件(6)的一端抵靠於所述閥體(2)上、另一端與所述閥座(3)的空隙內設置的限位件(7)相牴觸；其特徵在於: 所述閥體(2)成型有第一臺階(21)，所述密封件(5)位於所述第一臺階(21)的臺肩(211)與所述彈簧組件(6)的徑向端面形成的密封間隙內，且所述密封件(5)—端抵靠於所述第一臺階(21)的臺肩(211)處，另一端抵靠於所述彈簧組件(6)的徑向端面上。
2.根據權利要求1所述的一種頂裝式球閥，其特徵在於:所述彈簧組件(6)包括套設於所述閥座(3)上的彈簧座(61)，以及位於所述彈簧座(61)與所述閥體(2)之間的彈簧(62)，所述彈簧座(61)與所述閥座(3)的空隙內設置限位件(7)。
3.根據權利要求2所述的一種頂裝式球閥，其特徵在於:所述彈簧座(61)在接近所述閥體(2)徑向端面的側壁上成型有凹槽，所述凹槽內設置所述彈簧(62)。
4.根據權利要求2或3任一所述的一種頂裝式球閥，其特徵在於:所述閥體(2)上成型有與所述彈簧座(61)配合的第二臺階(22)和第三臺階(23)，所述彈簧座(61)在與所述第二臺階(22)的配合處成型有伸入所述密封間隙的凸塊(612)，所述凸塊(612)抵靠於所述密封件(5)上，所述彈簧(62)位於所述第二臺階(22)的臺肩(221)處，所述彈簧座(61)在與所述第三臺階(23)的配合處成型有凸緣(613)。
5.根據權利要求4所述的一種頂裝式球閥，其特徵在於:所述彈簧座(61)上成型有適於所述閥座(3)伸入的環形凹槽(611)，所述閥座(3)對應成型有與所述環形凹槽(61)配合的環形凸起(31)。
6.根據權利要求5所述的一種頂裝式球閥，其特徵在於:所述限位件(7)套設於所述環形凸起(31)上，且位於所述閥座(3)的徑向端面與所述彈簧座(61)的徑向端面之間，用於限制所述彈簧組件(6)的軸向移動。
7.根據權利要求6所述的一種頂裝式球閥，其特徵在於:所述彈簧(62)與所述閥體(2)側壁間設有擋圈(8)。
8.根據權利要求7所述的一種頂裝式球閥，其特徵在於:所述密封件(5)為兩個反向設置實現雙向密封的彈簧蓄能密封圈。
9.根據權利要求8所述的一種頂裝式球閥，其特徵在於:工作位置時，所述密封件(5)的外徑Φ S2大於所述密封材料的密封面(41)內徑Φ S3,所述密封件(5)的內徑(J)Sl小於所述密封材料的密封面(41)外徑<i)S4。
【文檔編號】F16K5/20GK203686234SQ201420052901
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月27日 優先權日:2014年1月27日
【發明者】徐湧, 王國軍, 王建華 申請人:蘇州紐威閥門股份有限公司