一種強制密封球閥的製作方法

2023-05-01 07:47:56 2

一種強制密封球閥的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種球閥，尤其涉及一種強制密封球閥，它包括閥體、副閥體、球體、閥座、副閥體流體管道，所述副閥體流體管道外圓上具有螺柱螺母驅動式強制密封裝置，其中蝸輪和主動螺柱之間具有平鍵相聯，主動螺柱旋轉運動時，可使與其相旋合的從動螺母的軸向滑動鍵槽沿副閥體流體管道上的導向鍵作軸向直線運動，可把體外所產生的壓力通過壓力傳遞系統使閥腔內的閥座和球體之間產生所需的密封比壓，實現低扭矩開、關和強制密封，通過自動化控制系統來完成螺柱螺母驅動式強制密封裝置和電動執行器在開、關和密封過程中相關聯的動作程序，本發明的結構選擇相應的材料可適用於各種苛刻的流體和環境。
【專利說明】一種強制密封球閥
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種閥門，特別涉及一種強制密封球閥。
【背景技術】
[0002]球閥是一種具有流道的球體作為關閉件的閥門，它具有流阻小，不破壞流體形狀，開關方便等優點，但是球體和閥座之間在開關時所產生的磨損也是目前的一大難題，它嚴重地影響了閥門的使用期，閥門業界的研究人員為此也做了大量的工作，如中國發明專利CN201310323798所公開的一種「低扭矩無磨損固定球閥」此發明在結構和使用性能上又具有重大進步，具體表現在球閥啟閉時的旋轉是球體相對於閥座是在比壓很小的狀態下完成90°旋轉動作的，所以稱之為「低扭矩無磨損固定球閥」，但是美中不足之處是:閥座和球體之間關閉時的密封比壓是將液壓系統的液壓能轉換成機械能來實現的，所以洩漏控制點多，特別是微洩漏控制難度較大，在高溫高壓工況下使用時需要增加很多煩瑣的裝置來保證液壓系統在允許溫度範圍內的工作性能，製造成本較高。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在於克服現有技術不足，提供一種能夠將固定球球閥的體外所產生的機械壓力有效地傳遞到閥腔內球體和閥座的密封面，並產生密封比壓，實現強制密封和低扭矩開、關。
[0004]為了達到上述目的，本發明採用的技術方案是這樣的:一種強制密封球閥，它包括閥體、副閥體、具有流道的球體、閥座、上閥杆、下閥杆、電動執行機構、副閥體流體管道和壓力傳遞系統，其特徵在於:所述副閥體流體管道的外圓上安裝有螺柱螺母驅動式強制密封裝置，其螺柱螺母驅動式強制密封裝置中具有一組主動螺柱和從動螺母相互旋合，所述螺柱螺母驅動式強制密封裝置和壓力傳遞系統相接。
[0005]所述螺柱螺母驅動式強制密封裝置，其中主動螺柱的外圓和蝸輪蝸杆箱體中的蝸輪之間具有平鍵呈靜聯接。
[0006]所述主動螺柱的內孔和副閥體流體管道的外圓呈動配合。
[0007]所述主動螺柱的外端面的圓周凹槽中置有數隻鋼球和蝸輪蝸杆箱體的內側面相接。
[0008]所述主動螺柱的外螺紋部分伸出於蝸輪蝸杆箱體之外和安裝於副閥體流體管道外圓上的從動螺母的內螺紋相旋合。
[0009]所述從動螺母的內孔和副閥體流體管道的外圓相配套，從動螺母的內孔具有軸向滑動鍵槽，其軸向滑動鍵槽和安裝於副閥體流體管道的鍵槽中所置的導向鍵呈軸向滑動聯接。
[0010]所述蝸輪蝸杆箱體固定安裝在副閥體流體管道的外圓之上。
[0011]所述壓力傳遞系統，是其閥座的背部具有數隻呈圓周排列的不通孔，其不通孔中分別置有彈簧，彈簧的外側置有與不通孔相配合的柱塞，柱塞外端和傳力板相接，傳力板的外側面又與傳力杆粗圓杆部分的內端面相接，其傳力杆的同軸上還具有細圓杆部分，其細圓杆部分的外圓與靜密封安裝於副閥體上的填料筒中所置填料的內孔相配合，並由螺紋填料壓套壓緊填料，使傳力杆的細圓杆部分和填料呈動密封配合，其傳力杆的細圓杆部分伸出於螺紋填料壓套之外，傳力杆的細圓杆部分的端部置有微調螺母和從動螺母的內側面相接。
[0012]所述一種強制密封球閥，其開、關過程中所要求電動執行器和螺柱螺母驅動式強制密封裝置之間相互關聯的順序動作可採用PLC等自動化控制來實現。
[0013]上述技術方案是本發明的第一實施例。
[0014]本發明的第二實施例是:除去將第一實施例中的主動螺柱改為主動螺母及從動螺母改為從動螺柱外，其它結構均為相同。
[0015]所述蝸輪的內孔和主動螺母外圓之間具有平鍵相聯。
[0016]所述主動螺母的內孔和副閥體流體管道的外圓呈動配合。
[0017]所述主動螺母的外端面的圓周凹槽中置有數隻呈圓周排列的鋼球和蝸輪蝸杆箱體的內側面相接。
[0018]所述主動螺母的內螺紋部分伸出於蝸輪蝸杆箱體之外和安裝於副閥體流體管道外圓上的從動螺柱的外螺紋相旋合。
[0019]所述從動螺柱的內孔具有軸向滑動鍵槽。
[0020]所述從動螺柱的軸向滑動鍵槽和副閥體流體管道外圓的鍵槽中所置的導向鍵呈軸向滑動配合。
[0021]本發明的有益效果是:
[0022]1、本發明一種強制密封球閥在開、關時.球體與閥座之間是在低摩擦無磨損下相對旋轉的，減少了傳統球閥在密封壓力下旋轉來完成開關而造成的嚴重磨損，本發明啟閉扭矩很低、磨損很小、無卡阻現象發生。
[0023]2、本發明一種強制密封球閥球體與閥座之間的密封，是球閥體外具有螺柱螺母驅動式強制密封裝置，其裝置中所產生機械壓力通過壓力傳遞系統將機械壓力傳遞到閥腔內球體和閥座的密封面，並產生密封比壓，蝸輪蝸杆為機械傳動並具有自鎖性能有效地防止球體和閥座之間的微洩漏，特別是在高溫、高壓、高磨損等苛刻工況條件下使用的金屬硬密封固定球球閥採用本發明，其密封性能、安全性能、操作性能、使用壽命都能達到最佳效果和可靠的保證。
[0024]3、本發明一種強制密封球閥的使用期得到了很大的提高，是傳統球閥多倍的使用壽命，能夠在很大程度上節省資源。
[0025]4、本發明一種強制密封球閥的結構採用PLC控制實現自動化和遠程控制。
[0026]5、本發明一種強制密封球閥的結構簡單、製造方便，零部件可根據管路系統中流體介質的參數選擇合適的材料製造，能夠適用於各種苛刻流體環境，流道形狀可與流體管道相同，無變形彎道，無缺口，不破壞流體形狀、無旋渦區、噪音低、振動小，同時對驅動裝置中的電機功率要求減小，所以節能效果非常顯著。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發明實施例一的開啟狀態的結構示意圖。[0028]圖2為本發明實施例一的關閉狀態的結構示意圖。
[0029]圖3為本發明實施例二的結構示意圖。
[0030]圖4為本發明所提供的一種強制密封球閥中相關聯的電動執行器和螺柱螺母驅動式強制密封裝置與PLC自動化控制系統連接示意圖。
[0031]圖中標記為:1.閥體，2.副閥體，3.球體，4.閥座，5.彈簧，6.柱塞，7.傳力板，
8.傳力杆，9.填料筒，10.填料，11.螺紋填料壓套，12.微調螺母，13.從動螺母，14.軸向滑動鍵槽15.副閥體流體管道，16.鍵槽，17.導向鍵，18.主動螺柱，19.鋼球，20.平鍵，21.蝸輪，22.蝸杆，23.蝸輪蝸杆箱體，24.上閥杆，25.下閥杆，26.電動執行器，27.螺柱螺母驅動式強制密封裝置，28.PLC自動化控制系統，29.主動螺母，30.從動螺柱，31.閥座填料。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明:
[0033]如圖1所示本發明第一實施例的開啟狀態的結構示意圖，它包括閥體1、副閥體2、上閥杆24、下閥杆25、電動執行機構26、具有流道的球體3、閥座4、閥座填料31，所述閥座4的外側具有壓力傳遞系統和安裝於副閥體流體管道15外圓上的螺柱螺母驅動式強制密封裝置27相接，所述壓力傳遞系統是:閥座的背部具有數隻呈圓周排列的不通孔，其不通孔中分別置有彈簧5,彈簧5的外側置有與不通孔相配合的柱塞6,柱塞6外端和傳力板7相接，傳力板7的外側面又與傳力杆8的粗圓杆部分內端面相接，其傳力杆8的同軸上還具有細圓杆部分，其細圓杆部分與靜密封安裝於副閥體2上的填料筒9中所置填料10的內孔相配合，並在螺紋填料壓套11的壓緊力下壓緊填料10呈動密封配合，其傳力杆8的細圓杆部分伸出於螺紋填料壓套11之外，傳力杆8的細圓杆部分的端部置有一微調螺母12，其微調螺母12與安裝於副閥體流體管道15外圓上的螺柱螺母驅動式強制密封裝置27中的從動螺母13的內側面相接，所述螺柱螺母驅動式強制密封裝置27，它包括:蝸杆22、蝸輪21、蝸輪蝸杆箱體23、平鍵20、主動螺柱18、從動螺母13和導向鍵17作為主要機件構成，其蝸輪蝸杆箱體23固定安裝在副閥體流體管道15的外圓之上，其蝸輪21的內孔和主動螺柱18外圓之間具有平鍵20相聯，主動螺柱18的內孔和副閥體流體管道15的外圓呈動配合，其主動螺柱18的外端面的圓環凹槽中置有數隻呈圓周排列的鋼球19和蝸輪蝸杆箱體15的內側面相接，可減少主動螺柱18和蝸輪蝸杆箱體23之間的摩擦力，其主動螺柱18的外螺紋伸出於蝸輪蝸杆箱體15之外和安裝於副閥體流體管道15外圓上的從動螺母13的內螺紋相旋合，所述從動螺母13的內孔具有軸向滑動鍵槽14，其軸向滑動鍵槽14和副閥體流體管道15外圓的鍵槽16中所置的導向鍵17呈軸向滑動配合。
[0034]如圖2所示，本發明第一實施例的一種強制密封球閥的關閉狀態的結構示意圖和密封過程說明，所述密封過程:第一步是上閥杆24和與之相連帶的球體3在電動執行器26的作用下由開啟朝關閉方向旋轉90°使球體3的密封面和閥座4的密封面相互對應，第二步是螺柱螺母驅動式強制密封裝置27中蝸杆16在電機的作用下驅動蝸輪15和主動螺柱18在副閥體流體管道15上旋轉，由於與副閥體流體管道15相配合的從動螺母13的內孔有一軸向滑動鍵槽14，其軸向滑動鍵槽14和安裝於副閥體流體管道15上的鍵槽16中所置的導向鍵17呈軸向滑動配合，由於上述結構，從動螺母13僅能在副閥體流體管道15上作直線軸向運動，所以主動螺柱18在蝸杆22和蝸輪21作用下所產生的旋轉力通過從動螺母13可轉換為軸向推力，在此推力下從動螺母13沿導向鍵17向內作軸向位移，並通過壓力傳遞系統將固定球球閥體外所產生的機械壓力傳遞到閥腔內的閥座4，使閥座4和球體3之間產生所需的密封比壓，並達到強制密封的效果。
[0035]圖3所述本發明的第二實施例，除去將第一實施例中的主動螺柱18改為主動螺母29以及將從動螺母13改為從動螺柱30外，其它結構均為相同，它包括:電機、蝸杆22、蝸輪21、蝸輪蝸杆箱體23、平鍵20、主動螺母29、從動螺柱30和導向鍵17作為主要機件構成，其蝸輪蝸杆箱體23固定安裝在副閥體流體管道15的外圓之上，其蝸輪21的內孔和主動螺母29外圓之間具有平鍵20相聯，主動螺母29的內孔和副閥體流體管道15的外圓呈動配合，其主動螺母29的外端面的圓周凹槽中置有數隻呈圓周排列的鋼球19和蝸輪蝸杆箱體23的內側面相接，其主動螺母29的內螺紋長度部分伸出於蝸輪蝸杆箱體23之外，其主動螺母29的內螺紋和安裝於副閥體流體管道15外圓上的從動螺柱30的外螺紋相旋合，所述從動螺柱30的內孔具有軸向滑動鍵槽14，其軸向滑動鍵槽14和副閥體流體管道15外圓的鍵槽16中所置的導向鍵17呈軸向滑動配合。
[0036]如圖4所示，本發明一種強制密封球閥，其自動化控制系統28採用了 PLC等電子、電器元器件來控制與之相關聯的電動執行器26和螺柱螺母驅動式強制密封裝置27以實現開、關動作程序。
[0037]在說明書等文件中所述的「內」 「外」是相對的概念，在涉及同一零件的軸向方向時，以球體4為基準，以朝向或接近球體3的方向或接近位置為「內」，反之為「外。
【權利要求】
1.一種強制密封球閥，它包括閥體(1)、副閥體(2)、具有流道的球體(3)、閥座(4)、上閥杆(24)、下閥杆(25)、電動執行機構(26)、副閥體流體管道(15)和壓力傳遞系統，其特徵在於:所述副閥體流體管道(15)的外圓上具有一組主動螺柱18和從動螺母13相互旋合，所述主動螺柱(18)的外圓和蝸輪蝸杆箱體(23)中的蝸輪(21)之間具有平鍵(20)相聯接，所述主動螺柱(18)的外端面的圓周凹槽中置有數隻鋼球(19)和蝸輪蝸杆箱體(23)的內側面相接，所述主動螺柱(18)的內孔和副閥體流體管道(15)的外圓呈動配合，所述從動螺母(13)的內孔和副閥體流體管道(15)的外圓相配套，其從動螺母(13)的內孔具有軸向滑動鍵槽(14)，其軸向滑動鍵槽(14)和安裝於副閥體流體管道(15)的鍵槽(16)中所置的導向鍵(17)呈軸向滑動聯接，由上述機件所構成的是螺柱螺母驅動式強制密封裝置(27)，所述螺柱螺母驅動式強制密封裝置(27)和壓力傳遞系統相接。
2.根據權利要求1所述的一種強制密封球閥，其特徵在於:所述主動螺柱(18)的外螺紋部分伸出於蝸輪蝸杆箱體(23)之外和安裝於副閥體流體管道(15)外圓上的從動螺母(13)內螺紋相旋合。
3.根據權利要求1所述的一種強制密封球閥，其特徵在於:所述螺柱螺母驅動式強制密封裝置(27)中的蝸輪蝸杆箱體(23)固定安裝在副閥體流體管道(15)的外圓之上。
4.根據權利要求1或2所述的一種強制密封球閥，其特徵在於:所述壓力傳遞系統，是其閥座(4)的背部具有數隻呈圓周排列的不通孔，其不通孔中分別置有彈簧(5)，彈簧(5)的外側置有與不通孔相配合的柱塞(6)，柱塞(6)外端和傳力板(7)相接，傳力板(7)的外側面又與傳力杆(8)上粗圓杆部分的內端面相接，其傳力杆(8)的同軸上還具有細圓杆部分，其細圓杆部分的外圓與靜密封安裝於副閥體⑵上的填料筒(9)中所置填料(10)的內孔相配合，並由螺紋填料壓套(11)壓緊填料(10)，使傳力杆(8)的細圓杆部分和填料(10)呈動密封配合，其傳力杆(8)的細圓杆部分伸出於螺紋填料壓套(11)之外，傳力杆(8)的細圓杆部分的端部置有微調螺母(12)和從動螺母(13)的內側面相接。
5.根據權利要求1所述的一種強制密封球閥，其特徵在於:所述螺柱螺母驅動式強制密封裝置(27)中所具有一組相互旋合的主動螺柱18和從動螺母13，它們還可以更換為另一組主動螺母29和從動螺柱30相互旋合的結構形式出現。
【文檔編號】F16K5/08GK103727260SQ201410016376
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月6日 優先權日:2014年1月6日
【發明者】郝思宏 申請人:郝思宏