新型主動密封式球閥的製作方法

2023-09-23 17:16:15 6

新型主動密封式球閥的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型主動密封式球閥。球芯裝在由右閥體和左閥體密封連接構成的閥門的閥腔中，右閥體內管道和左閥體內管道分別與球芯相連接處裝有一個閥座，球芯頂部連接用於手動水平旋轉球芯的閥杆，閥杆從左閥體的閥腔側面中伸出；球芯水平方向開有中心通孔，球芯中心通孔水平兩側的球形表面上對稱開有圓環型凹槽，圓環型凹槽上裝有與閥座相配合的球密封環，球密封環與閥座均為環形階梯式結構，球密封環與閥座通過各自階梯式環形密封面的連接實現主動密封。本發明通過設計具有主動密封功能的密封副，提高了閥門的密封效果，延長了閥門的使用壽命。
【專利說明】新型主動密封式球閥

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型球閥，特別是涉及一種新型主動密封式球閥。

【背景技術】
[0002]球閥是流體管道輸送系統中用來控制流體介質流量以及流向的一種特殊管道部件。它對整個系統工作的穩定性和可靠性有著很大的影響，因此被喻為「管路的咽喉」。密封性能是閥門使用過程中需要重點關注一個重要性能，它決定了閥門的使用的安全可靠性。對於現有的球閥，主要利用閥座和球之間的接觸形成密封副，達到密封效果。然而這種被動的密封形式在使用中還是存在較大問題。


【發明內容】

[0003]為了解決【背景技術】中的密封問題，本發明對球閥的密封技術進行進一步研究，提供了一種新型主動密封式球閥，在閥門關閉時，通過密封面之間的主動壓緊，提高了閥門的S封效果。
[0004]為了達到上述目的，本發明採用的技術方案如下:
包括右閥體、左閥體、球芯和閥杆；還包括球密封環和閥座；球芯裝在由右閥體和左閥體密封連接構成的閥門的閥腔中，右閥體內管道和左閥體內管道分別與球芯相連接處裝有一個閥座，球芯頂部連接用於手動水平旋轉球芯的閥杆，閥杆從左閥體的閥腔側面中伸出；球芯水平方向開有中心通孔，球芯中心通孔水平兩側的球形表面上對稱開有圓環型凹槽，圓環型凹槽上裝有與閥座相配合的球密封環，球密封環與閥座均為環形階梯式結構，球密封環與閥座通過各自階梯式環形密封面的連接實現主動密封。
[0005]所述的球密封環:階梯內圈面為球環形球面，階梯外圈面為由不等高的均為半環形的球外半球環面和球內半球環面銜接而成；球環形球面為面向外的凸出環形球面，球外半球環面和球內半球環面均為面向外的凸出半環形球面，球外半球環面內緣高於球環形球面外緣，球內半球環面內緣低於球環形球面外緣；
所述的閥座:階梯內圈面為座環形球面，階梯外圈面為由不等高的均為半環形的座外半球環面和座內半球環面銜接而成；座環形球面為面向內的內凹環形球面，座外半球環面和座內半球環面均為面向內的內凹半環形球面，座外半球環面內緣低於座環形球面外緣，座內半球環面內緣高於座環形球面外緣。
[0006]所述的球外半球環面內緣與球環形球面外緣之間的半環形柱面為球內密封環面，球內半球環面內緣與球環形球面外緣之間的半環形柱面為球外密封環面，球外半球環面與球內半球環面之間的銜接斷面為球密封斷面；
所述的座外半球環面內緣與座環形球面外緣之間的半環形柱面為座外密封環面，座內半球環面內緣高於座環形球面外緣之間的半環形柱面為座內密封環面，座外半球環面和座內半球環面之間的銜接斷面為座密封斷面；
球密封環的球內密封環面、球外密封環面和球密封斷面分別與閥座的座外密封環面、座內密封環面和座密封斷面相配合組成球閥的主動密封副。
[0007]所述的球環形球面的內、外緣分別與座環形球面的內、外緣直徑相同，球外半球環面的內、外緣分別與座外半球環面的內、外緣直徑相同，球內半球環面的內、外緣分別與座內半球環面的內、外緣直徑相同。
[0008]所述的球芯頂部開有弧形槽，閥杆下端嵌入安裝在弧形槽內。
[0009]所述的圓環型凹槽的槽深度為3_5mm。
[0010]本發明具有的有益效果是:
(1)採用球面環形臺階結構的閥座和球密封圈，使球閥在關閉時能夠得到有效的主動密封，提高了閥門的密封效果；
(2)採用的閥座和球密封圈為單獨兩個部件可以拆卸，進而提高了閥門的使用；
(3)採用兩個密封副結構，能夠更進一步地保證閥門的密封效果，延長閥門的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的結構示意圖。
[0012]圖2是本發明球芯結構示意圖。
[0013]圖3是本發明球密封環示意圖。
[0014]圖4是本發明閥座俯視圖。
[0015]圖5是本發明球閥關閉過程的圖1俯視剖面示意圖。
[0016]圖6是本發明球閥關閉位置的圖1俯視剖面示意圖。
[0017]圖中:1、右閥體，2、左閥體，3、球芯，3A、圓環型凹槽，3B、弧形槽，4、閥杆，5、球密封環，5A、球內密封環面，5B、球外密封環面，5C、球密封斷面，5D、球外半球環面，5E、球內半球環面，5F、球環形球面，6、閥座，6A、座外密封環面，6B、座內密封環面，6C、座密封斷面，6D、座外半球環面，6E、座內半球環面,6F、座環形球面。

【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例，說明本發明的【具體實施方式】。
[0019]如圖1?圖2所示，本發明球閥包括右閥體1、左閥體2、球芯3、閥杆4、球密封環5和閥座6 ;球芯3裝在由右閥體1和左閥體2密封連接構成的閥門的閥腔中，右閥體1內管道和左閥體2內管道分別與球芯3相連接處裝有一個閥座6，球芯3頂部連接用於手動水平旋轉球芯3的閥杆4，閥杆4從左閥體2的閥腔側面中伸出，閥杆4與左閥體2周向密封連接；球芯3水平方向開有中心通孔，球芯3中心通孔水平兩側的球形表面上對稱開有圓環型凹槽3A，如圖2所示，圓環型凹槽3A上裝有與閥座6相配合的球密封環5，球密封環5與閥座6均為環形階梯式結構，球密封環5與閥座6通過各自階梯式環形密封面的連接實現主動密封。
[0020]如圖3所示，球密封環5:階梯內圈面為球環形球面5F，階梯外圈面為由不等高的均為半環形的球外半球環面和球內半球環面5E銜接而成；球環形球面5F為面向外的凸出環形球面，球外半球環面5D和球內半球環面5E均為面向外的凸出半環形球面，球外半球環面內緣高於球環形球面5F外緣，球內半球環面5E內緣低於球環形球面5F外緣。
[0021]如圖3所示，球外半球環面內緣與球環形球面5F外緣之間的半環形柱面為球內密封環面5A，球內半球環面5E內緣與球環形球面5F外緣之間的半環形柱面為球外密封環面5B，球外半球環面?與球內半球環面5E之間的銜接斷面為球密封斷面5C。
[0022]如圖4所示，閥座6:階梯內圈面為座環形球面6F，階梯外圈面為由不等高的均為半環形的座外半球環面6D和座內半球環面6E銜接而成；座環形球面6F為面向內的內凹環形球面，座外半球環面6D和座內半球環面6E均為面向內的內凹半環形球面,座外半球環面6D內緣低於座環形球面6F外緣，座內半球環面6E內緣高於座環形球面6F外緣。
[0023]如圖4所示，座外半球環面6D內緣與座環形球面6F外緣之間的半環形柱面為座外密封環面6A，座內半球環面6E內緣高於座環形球面6F外緣之間的半環形柱面為座內密封環面6B，座外半球環面6D和座內半球環面6E之間的銜接斷面為座密封斷面6C。
[0024]球密封環5的球內密封環面5A、球外密封環面5B和球密封斷面5C分別與閥座6的座外密封環面6A、座內密封環面6B和座密封斷面6C相配合組成球閥的主動密封副。
[0025]球環形球面5F的內、外緣分別與座環形球面6F的內、外緣直徑相同，球外半球環面的內、外緣分別與座外半球環面6D的內、外緣直徑相同，球內半球環面5E的內、外緣分別與座內半球環面6E的內、外緣直徑相同，以使得球密封環5的球環形球面5F、球外半球環面?和球內半球環面5E分別與閥座6的座環形球面6F、座外半球環面6D和座內半球環面6E配合密封。
[0026]如圖2所示，圓球芯3頂部開有弧形槽3B，閥杆4下端嵌入安裝在弧形槽3B內，閥杆4下端兩側面分別與弧形槽3B兩側內壁緊貼。
[0027]圓環型凹槽3A的槽深度為3-5_。
[0028]本發明的具體實施工作過程如下:
如圖5所示，當閥芯3沿著逆時針反向旋轉時，球閥逐漸開啟；當閥芯3沿著順時針方向關閉時，安裝在上面的球密封環5跟著轉動，當閥芯3轉到閉合位置時，如圖6所示，球密封環5和安裝在閥體上的閥座6相接觸，形成左右兩個密封副，從而在閥芯內外無壓力差的情況下也能實現密封，達到主動密封效果。由此，本發明提高了閥門的密封效果，延長了閥門的使用壽命，帶來了顯著的技術效果。
[0029]上述【具體實施方式】用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護範圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落入本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種新型主動密封式球閥，包括右閥體(I)、左閥體(2)、球芯(3)和閥杆(4);其特徵在於:還包括球密封環(5)和閥座(6);球芯(3)裝在由右閥體(I)和左閥體⑵密封連接構成的閥門的閥腔中，右閥體⑴內管道和左閥體⑵內管道分別與球芯⑶相連接處裝有一個閥座(6)，球芯(3)頂部連接用於手動水平旋轉球芯(3)的閥杆(4)，閥杆(4)從左閥體(2)的閥腔側面中伸出；球芯(3)水平方向開有中心通孔，球芯(3)中心通孔水平兩側的球形表面上對稱開有圓環型凹槽(3A)，圓環型凹槽(3A)上裝有與閥座(6)相配合的球密封環(5)，球密封環(5)與閥座(6)均為環形階梯式結構，球密封環(5)與閥座(6)通過各自階梯式環形密封面的連接實現主動密封。
2.根據權利要求1所述的一種新型主動密封式球閥，其特徵在於:所述的球密封環(5):階梯內圈面為球環形球面(5F)，階梯外圈面為由不等高的均為半環形的球外半球環面(5D)和球內半球環面(5E)銜接而成；球環形球面(5F)為面向外的凸出環形球面，球外半球環面(5D)和球內半球環面(5E)均為面向外的凸出半環形球面，球外半球環面(5D)內緣高於球環形球面(5F)外緣，球內半球環面(5E)內緣低於球環形球面(5F)外緣； 所述的閥座(6):階梯內圈面為座環形球面(6F)，階梯外圈面為由不等高的均為半環形的座外半球環面(6D)和座內半球環面(6E)銜接而成；座環形球面(6F)為面向內的內凹環形球面，座外半球環面^D)和座內半球環面^E)均為面向內的內凹半環形球面，座外半球環面^D)內緣低於座環形球面^F)外緣，座內半球環面^E)內緣高於座環形球面(6F)外緣。
3.根據權利要求1所述的一種新型主動密封式球閥，其特徵在於:所述的球外半球環面(5D)內緣與球環形球面(5F)外緣之間的半環形柱面為球內密封環面(5A)，球內半球環面(5E)內緣與球環形球面(5F)外緣之間的半環形柱面為球外密封環面(5B)，球外半球環面(5D)與球內半球環面(5E)之間的銜接斷面為球密封斷面(5C)； 所述的座外半球環面^D)內緣與座環形球面^F)外緣之間的半環形柱面為座外密封環面(6A)，座內半球環面^E)內緣高於座環形球面^F)外緣之間的半環形柱面為座內密封環面(6B)，座外半球環面^D)和座內半球環面^E)之間的銜接斷面為座密封斷面(6C)； 球密封環(5)的球內密封環面(5A)、球外密封環面(5B)和球密封斷面(5C)分別與閥座(6)的座外密封環面(6A)、座內密封環面^B)和座密封斷面￠0相配合組成球閥的主動密封副。
4.根據權利要求1所述的一種新型主動密封式球閥，其特徵在於:所述的球環形球面(5F)的內、外緣分別與座環形球面^F)的內、外緣直徑相同，球外半球環面(5D)的內、外緣分別與座外半球環面(6D)的內、外緣直徑相同，球內半球環面(5E)的內、外緣分別與座內半球環面^E)的內、外緣直徑相同。
5.根據權利要求1所述的一種新型主動密封式球閥，其特徵在於:所述的球芯(3)頂部開有弧形槽(3B)，閥杆(4)下端嵌入安裝在弧形槽(3B)內。
6.根據權利要求1所述的一種新型主動密封式球閥，其特徵在於:所述的圓環型凹槽(3A)的槽深度為3-5mm。
【文檔編號】F16K5/08GK104315188SQ201410547949
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月16日 優先權日:2014年10月16日
【發明者】朱林杭, 林哲, 阮曉東 申請人:浙江大學