高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及用于球閥的高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副，包括閥體、閥芯球體、在閥體內的進口處和出口處與球體之間分設的多組閥座，各組閥座均為由主閥座和副閥座組合而成的雙閥座，在雙閥座的內部及周圍設置有密封副，其中，在主閥座和副閥座之間、及在副閥座與閥體的圓周配合面之間均設有防火圈和活塞O形圈，在主閥座與球體之間、及在副閥座與球體之間均設有密封圈。本實用新型提供了創(chuàng)新的高效穩(wěn)定的密封結構，能夠在保證閥座靈活浮動的基礎上，使閥座與閥體及閥芯球體之間的密封效果長期穩(wěn)定，而且還具有雙重備份的保障效果，并能夠使閥體中腔的壓力得到及時泄放，從而有效保障球閥對流體控制的安全穩(wěn)定性，進而保障系統(tǒng)整體的有效運行。
【專利說明】高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種球閥密封結構【技術領域】，尤其是一種用于對球閥進出口的兩個浮動閥座與閥體閥芯間進行密封的高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副。
【背景技術】
[0002]目前，在流體通道控制中應用的閥門以球閥比較廣泛，其通常采用浮動閥座以實現閥門的密封和閥體中腔的安全泄壓，一般是多組閥座分設在閥體中腔內位于閥體的進口處和出口處，即對應的上游閥座和下游閥座，在閥座的設置中，保證閥座靈活浮動的同時，需要保證閥座與閥體之間及閥座與閥芯球體之間的有效密封，還需要保證能夠及時排放泄壓，以充分保障閥門關閉時的密封效果和閥體中腔安全泄壓的效果。但現有技術中，閥座本身的設置多是單一設置，密封結構即密封副單一，利于泄壓，但密封副一旦損壞，則會造成關閉不嚴，導致管道流體不能控制，并引起系統(tǒng)的整體故障。
[0003]現有技術中，發(fā)明專利ZL201210199554.X涉及一種煤制油裝備球閥的球體和閥座密封副，包括:球體、上游閥座和下游閥座，上游閥座和下游閥座連接，球體設置在上游閥座和下游閥座之間，下游閥座與球體通過密封副連接，球體通道上游進口直徑小于下游出口直徑，出口直徑等于公稱通徑，通道總體上呈現錐形，形成一錐形角。該發(fā)明有效地減少了流體流動過程中對閥芯球體的磨損度，提高了閥芯球體的使用壽命，但其閥座本身仍是單一密封副的設置，對于球閥閥門關閉的密封效果不能得到穩(wěn)定的保障。
[0004]實用新型專利ZL201120430669.6涉及到球閥的雙偏心雙向雙金屬硬密封球閥，其球體在閥體內，閥體和球體通過閥軸連接，所述的閥座固接在閥體上，球體密封圈連接在球體上，球體中心線與閥軸中心線縱向偏角、球體密封線與閥軸中心線橫向偏距離。該實用新型從球體與閥軸的方位上進行受力分析確定閥座與閥體和球體間的密封副，此密封結構在一定程度上提高了密封效果，減少了結構設置，但長期使用磨損后，密封結構易損，閥座本身的單一設置也易使此種設置的密封性保障缺乏長期的穩(wěn)定性。
[0005]因此，為實現球閥對通道流體的有效控制，保障球閥本身的長期穩(wěn)定控制效果，需研究開發(fā)出具備高效穩(wěn)定的密封副，使閥座與閥體及球體之間的密封效果長期穩(wěn)定，并使閥體中腔的壓力得到及時泄放，從而有效保障球閥對流體控制的安全穩(wěn)定性，進而保障系統(tǒng)整體的有效運行。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的是，針對現有技術存在的問題，提供高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副，使閥座與閥體及閥芯球體之間的密封均得到有效保障，并能夠使閥體中腔的壓力得到及時泄放，從而實現球閥對通道流體的長期穩(wěn)定有效的控制。
[0007]本實用新型解決問題的技術方案是:高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副，包括閥體、在閥體中腔內設置的閥芯球體、在閥體內的進口處和出口處與球體之間分設的多組閥座，其中:所述各組閥座均為由主閥座和副閥座組合而成的雙閥座，在所述雙閥座的內部及周圍設置有密封副，其中，在所述主閥座和副閥座之間、及在所述副閥座與閥體的圓周配合面之間均設有防火圈和活塞O形圈，在所述主閥座與球體之間、及在所述副閥座與球體之間均設有密封圈。
[0008]進一步地，在所述主閥座和副閥座之間活塞O形圈的外圓直徑大于在所述主閥座與球體之間密封圈的外圓直徑；在所述副閥座與閥體的圓周配合面之間活塞O形圈的外圓直徑大于在所述副閥座與球體之間密封圈的外圓直徑。
[0009]進一步地，在所述主閥座和副閥座上均設有與所述密封圈對應的凹槽，所述密封圈設置在所述凹槽內，所述密封圈與所述主閥座和副閥座之間均為過盈配合，形成軟密封副。
[0010]進一步地，在所述球體與所述雙閥座之間的配合面均為軟密封配合面。
[0011]進一步地，在所述雙閥座與所述閥體之間設置有彈簧，用于給閥座密封面預緊密封提供所必須的推力。
[0012]優(yōu)選地，所述彈簧設置在所述副閥座與閥體之間、或者設置在所述主閥座與閥體之間。
[0013]優(yōu)選地，所述彈簧置于閥體上、或者副閥座上、或者主閥座上。
[0014]進一步地，為增強密封保障，在所述閥體上設置有密封油脂注入機構。
[0015]優(yōu)選地，所述密封油脂注入機構包括相連接的注脂閥、檔密封脂O形圈和注脂孔；所述注脂孔設置在所述閥體上，所述注脂孔貫穿所述雙閥座并與所述球體和雙閥座之間的配合面間隙相通；所述注脂閥設置在位于所述閥體邊緣的注脂孔處；所述檔密封脂O形圈設置在所述主閥座與閥體之間，用于需要注入油脂密封時防止油脂從主閥座尾部流出。
[0016]在本實用新型高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副中，所述各部件的材質根據球閥的具體工作介質及周邊環(huán)境來選取。
[0017]應用本實用新型高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副，其中，雙閥座的設計有效地克服了現有技術中每組浮動閥座與球體間以單一閥座來實現的缺陷，在現有的單一閥座中，閥座密封面一旦失效，閥門密封也隨之失效，從而造成閥門不能截斷介質，進而導致系統(tǒng)故障；而在本實用新型中，每組閥座均為雙閥座結構，而且在雙閥座的內部和周圍設置了密封副，使每組閥座均實現了雙重阻斷雙排放的效果，為密封副對通道流體的控制提供了雙重保障；即:在主閥座密封面失效時，另外的副閥座的密封面也能夠繼續(xù)保證閥門的密封效果，及時控制通道的流體，從而保障系統(tǒng)正常運行；反之，若是副閥座的密封面失效，則主閥座的密封面能夠繼續(xù)維持閥門的控制效果，進而保障系統(tǒng)有效運行。此外，當閥體中腔壓力異常升高時，本實用新型還能對閥體中腔壓力進行緩沖泄放，從而避免出現故障。
[0018]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:提供了創(chuàng)新的高效穩(wěn)定的密封結構，能夠在保證閥座靈活浮動的基礎上，使閥座與閥體及閥芯球體之間的密封效果長期穩(wěn)定，而且還具有雙重備份的保障效果，并能夠使閥體中腔的壓力得到及時泄放，從而有效保障球閥對流體控制的安全穩(wěn)定性，進而保障系統(tǒng)整體的有效運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副的結構示意圖；
[0020]圖2為圖1中E處的放大結構示意圖；[0021]圖3為本實用新型高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副在管道介質壓力高于閥體的中腔介質壓力時運行的部分結構示意圖；
[0022]圖4為本實用新型高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副在閥體中腔介質壓力高于管道介質壓力時運行的部分結構示意圖。
[0023]圖中所示:1-密封油脂注入機構；2-球體；3_閥體；4_副密封圈；5_主密封圈；6-主防火圈；7_主閥座；8_主活塞O形圈；9_擋密封脂O形圈；10_彈簧；11_副閥座；12_副活塞O形圈；13_副防火圈。
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖對本實用新型進行詳細描述，另外，為了避免對本實用新型實質的理解造成不必要的混淆，并沒有詳細說明眾所周知的方法、流程、部件等。
[0025]如圖1和圖2所示，本實用新型的一種高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副，包括閥體3、在閥體3中腔內設置的球體2、在閥體3內的進口處和出口處與球體之間分設的多組閥座，其中:所述各組閥座均為由主閥座7和副閥座11組合而成的雙閥座，在所述雙閥座的內部及周圍設置有密封副，其中，所述密封副通過如下結構實現的:在主閥座7和副閥座11之間、及在副閥座11與閥體3的圓周配合面之間均設有防火圈和活塞O形圈，在主閥座7與球體2之間、及在副閥座11與球體2之間均設有密封圈。具體地，如圖2所示:主閥座7與副閥座11之間設置的主防火圈6和主活塞O形圈8，形成主閥座7與副閥座11之間的包括防火密封在內的軟密封；主閥座7與球體2之間設置的主密封圈5，形成主閥座7與球體2之間的軟密封；副閥座11與球體2之間設置的副密封圈4，形成副閥座11與球體2之間的軟密封；副閥座11與閥體3之間設置的副防火圈13和副活塞O形圈12，形成副閥座11與閥體3之間的包括防火密封在內的軟密封；在球體2與所述雙閥座之間的配合面均形成軟密封配合面。
[0026]上述實施例中，為使閥體內的壓力及時泄放，以保障球閥的安全穩(wěn)定，在主閥座7和副閥座11之間的主活塞O形圈8的外圓直徑大于在主閥座7與球體2之間的主密封圈5的外圓直徑；在副閥座11與閥體3的圓周配合面之間的副活塞O形圈4的外圓直徑大于在副閥座11與球體2之間的副密封圈4的外圓直徑。
[0027]上述實施例中，為更好地實現軟密封的效果，在主閥座7和副閥座11上均設有與主密封圈5和副密封圈4分別相對應的凹槽，主密封圈5和副密封圈4分別設置在與之相對應的凹槽內；為更有利地保障密封副的開啟和關閉控制的靈活性，主密封圈5和副密封圈4與各自對應的主閥座7和副閥座11之間均為過盈配合，形成軟密封副。
[0028]上述實施例中，為進一步增強密封效果，在所述雙閥座與閥體3之間設置彈簧10，給閥座密封面預緊密封提供所必須的推力；其中，彈簧10能夠根據需要設置為多組，優(yōu)選為副閥座11與閥體3之間，較佳的選擇是單獨內設在副閥座11上或者閥體3上，便于實現推力的全面作用。
[0029]上述實施例中，為增強密封效果，并在即使雙閥座的密封面均失效的情況下，仍能夠充分保障對通道流體的控制，在所述閥體3上設置有密封油脂注入機構1，根據實際控制需要進行注油密封。優(yōu)選地，對密封油脂注入機構I的設置如下:密封油脂注入機構I包括相連接的注脂閥、擋密封脂O形圈9和注脂孔，所述注脂孔設置在閥體3上，所述注脂孔貫穿所述雙閥座，并與球體2和雙閥座的主閥座7和副閥座11之間的配合面間隙相通；所述注脂閥設置在位于閥體3邊緣的注脂孔處，用于控制油脂的注入量；擋密封脂O形圈9設置在主閥座7與閥體3之間，用于避免在需要注入油脂密封時防止油脂從主閥座7尾部流出。
[0030]應用本實用新型高性能雙阻斷雙排放雙閥座球閥進行通道流體控制，在不同工況時的運行情況如下。
[0031](一)如圖3所示，閥門處于全關或全開位置時，在管道介質壓力高于閥體3的中腔介質壓力的情況下:
[0032]在雙閥座前后壓力差較低時，閥體3通過彈簧10推動副閥座11和主閥座7整體移動，使副密封圈4和主密封圈5與球體2接觸形成密封；與此同時，副活塞O形圈12、主活塞O形圈8將副閥座11與主閥座7、副閥座11與閥體3之間的接觸形成密封，從而實現進口端閥座初始密封。隨著管道介質壓力與閥體3中腔壓力差逐步增加，由于主活塞O形圈8密封處的截面積大于主密封圈5密封處的截面積，主活塞O形圈8內圓直徑大于主密封圈5密封面外圓直徑,即圖3中所不的MI大于NI,由于介質壓力的作用，使主閥座7進一步推向球體2，主密封圈5與球體2形成更大的密封比壓，從而保證了更高壓力差下主閥座與球體的密封；同樣地，因副活塞O形圈12密封處的截面積大于副密封圈4密封處的截面積，副活塞O形圈12的內圓直徑大于副密封圈4密封面的外圓直徑，即圖3中所示的Al大于BI,在介質壓力的作用下,使副閥座11進一步推向球體2,副密封圈4與球體2形成更大的密封比壓，從而保證了副閥座與球體間的密封。
[0033](二)如圖4所示，當閥門處于全關或全開位置時，在閥體3中腔介質壓力高于管道介質壓力的情況下:
[0034]在閥座前后壓力差較低時，閥體3通過彈簧10推動副閥座11和主閥座7整體移動，使副密封圈4和主密封圈5與球體2接觸形成密封；同時，副活塞O形圈12、主活塞O形圈8將副閥座11與主閥座7、副閥座11與閥體3之間的接觸形成密封。隨著閥體3中腔壓力與管道介質壓力差逐步增加，由于主活塞O形圈8密封處的截面積大于主密封圈5密封處的截面積，主活塞O形圈8內圓直徑大于主密封圈5密封面外圓直徑，即圖4中所示的AO大于B0，在介質壓力的作用下，當介質壓力差形成的作用力大于彈簧10總推力時，使副閥座11脫離球體，副密封圈4與球體2形成縫隙，從而將閥體3中腔介質壓力向主密封圈5和副密封圈4中間泄放；同理，因副活塞O形圈12密封處的截面積大于副密封圈4密封處的截面積，副活塞O形圈12的內圓直徑大于副密封圈4密封面的外圓直徑，即圖4中所示的MO大于NO，在主密封圈5和副密封圈4中間介質壓力的作用下，使主閥座快速脫離球體，主密封圈5與球體形成縫隙，從而將主密封圈5和副密封圈4中間的壓力迅速泄放到管道，以保證閥體使用安全。
[0035](三)當閥體中腔壓力異常升高時，由于每組閥座均為雙閥座結構，此種雙阻斷雙排放雙閥座及其密封副的設置，升高的壓力能夠把兩端的閥座推開，將閥體中腔壓力自動泄放到管道，有效避免故障發(fā)生，充分保證閥腔安全，尤其是閥前密封類型閥門，采用兩組閥座對稱結構設計的球閥，當閥門下游端壓力異常升高時，下游端閥座也能阻斷介質逆流進入上游端。而且，由于在雙閥座的周圍設置了雙閥座的密封副，使每組閥座均實現了雙重阻斷雙重排放的效果，為球閥對通道流體的控制提供了雙重保障；即:在主閥座密封面失效時，另外的副閥座的密封面也能夠繼續(xù)保證閥門的密封效果，及時控制通道的流體，從而保障系統(tǒng)正常運行；反之，若是副閥座的密封面失效，則主閥座的密封面能夠繼續(xù)維持閥門的控制效果，進而保障系統(tǒng)有效運行。即便發(fā)生閥門的雙重密封均失效，例如當管道發(fā)生火災時，閥座被推向球體，金屬閥座對金屬球體形成硬密封起到密封作用，從而阻止了火災的進一步擴大。若是在其他情況下發(fā)生閥門的雙重密封均失效，也能夠通過密封油脂注入機構I加注密封脂，起到臨時密封的功能，從而有效維護系統(tǒng)運行，避免故障發(fā)生。
[0036]本實用新型不限于上述實施方式，本領域技術人員所做出的對上述實施方式任何顯而易見的改進或變更，都不會超出本實用新型的構思和所附權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副，包括閥體、在閥體中腔內設置的閥芯球體、在閥體內的進口處和出口處與球體之間分設的多組閥座，其特征在于:所述各組閥座均為由主閥座和副閥座組合而成的雙閥座，在所述雙閥座的內部及周圍設置有密封副，其中，在所述主閥座和副閥座之間、及在所述副閥座與閥體的圓周配合面之間均設有防火圈和活塞O形圈，在所述主閥座與球體之間、及在所述副閥座與球體之間均設有密封圈。
2.根據權利要求1所述的高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副，其特征在于，在所述主閥座和副閥座之間活塞O形圈的外圓直徑大于在所述主閥座與球體之間密封圈的外圓直徑; 在所述副閥座與閥體的圓周配合面之間活塞O形圈的外圓直徑大于在所述副閥座與球體之間密封圈的外圓直徑。
3.根據權利要求1所述的高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副，其特征在于，在所述主閥座和副閥座上均設有與所述密封圈對應的凹槽，所述密封圈設置在所述凹槽內，所述密封圈與所述主閥座和副閥座之間均為過盈配合。
4.根據權利要求1所述的高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副，其特征在于，在所述雙閥座與所述閥體之間設置有彈簧。
5.根據權利要求4所述的高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副，其特征在于，所述彈簧設置在所述副閥座與閥體之間、或者設置在所述主閥座與閥體之間。
6.根據權利要求4所述的高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副，其特征在于，所述彈簧置于閥體上、或者副閥座上、或者主閥座上。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副，其特征在于，在所述閥體上設置有密封油脂注入機構。
8.根據權利要求7所述的高性能雙阻斷雙排放雙閥座密封副，其特征在于，所述密封油脂注入機構包括相連接的注脂閥、擋密封脂O形圈和注脂孔； 所述注脂孔設置在所述閥體上，所述注脂孔貫穿所述雙閥座并與所述球體和雙閥座之間的配合面間隙相通； 所述注脂閥設置在位于所述閥體邊緣的注脂孔處； 所述擋密封脂O形圈設置在所述主閥座與閥體之間。
【文檔編號】F16K5/20GK203627881SQ201320840410
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權日:2013年12月18日
【發(fā)明者】殷道成, 陳雙聘 申請人:雷蒙德（北京）閥門制造有限公司