CN209511174U - 一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀，涉及一种旋转阀技术领域，其技术要点包括阀体、上阀杆、螺塞和执行机构，阀体内设有介质流道，介质流道内设有球体；上阀杆一端延伸至介质流道内与球体联动配合，另一端延伸至阀体外；位于球体的下端的阀体上还转动连接有下阀杆，介质流道内设有阀座，阀座安装在阀体的一侧通道中，球体上设有球冠，球冠上设有密封面，阀座和阀体之间设有石墨密封环，阀座在远离球体的一侧上设有锁紧螺母和紧定螺钉；阀门关闭时，阀座内壁与球冠上的密封面之间密封设置。本实用新型降低了介质通过的机率，同时石墨密封环本身具有良好的耐腐蚀、耐酸碱以及耐磨损能力，进一步提高了阀座和阀体之间密封性能。

Description

一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀

技术领域

本实用新型涉及一种旋转阀技术领域，更具体地说，它涉及一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀。

背景技术

随着工业装置参数提高，长周期运行要求提高，固液两相介质输送管路对阀门的性能提出了更高的要求。在高温、高压差、高磨损、强腐蚀、有零泄漏要求的混合介质工况，阀门的服役性能存在泄漏、卡死、冲刷磨损、腐蚀等多方面问题。

目前现有的旋转阀，包括有阀体、上阀杆，阀体内设有介质流道，介质流道内设有球体；上阀杆一端延伸至介质流道内与球体联动配合，另一端延伸至阀体外；阀体上位于球体的下端还设有下阀杆，介质流道内设有阀座；球体上设有球冠，球冠上设有密封面，阀座与球冠上的密封面之间密封设置。

但是，现有的球体一体成型，此时要求阀座与球体上的密封面之间密封设置，即阀座与球体的球冠密封面之间的连接方式为过盈配合，也就是说球体在绕着上阀杆的中轴线转动时，球体的球冠密封面会对阀座内壁产生一定的挤压力，同时由于阀座位于介质流道内，上述挤压力会推动阀座在介质生物流动方向上发生一定的位移，此时势必会影响阀体与阀座之间连接的密封性能，因此需要提出一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀，降低了介质通过的机率，同时石墨密封环本身具有良好的耐腐蚀、耐酸碱以及耐磨损能力，进一步提高了阀座和阀体之间密封性能。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀，包括有阀体、上阀杆、螺塞和执行机构，阀体内设有介质流道，介质流道内设有球体；上阀杆一端延伸至介质流道内与球体联动配合，另一端延伸至阀体外；位于球体的下端的阀体上还转动连接有下阀杆，介质流道内设有阀座，所述阀座安装在阀体的一侧通道中，球体上设有球冠，球冠上设有密封面，所述阀座和阀体之间的间隙内设有若干用于密封的石墨密封环，所述阀座在远离球体的一侧上设有锁紧螺母和用于锁定锁紧螺母的紧定螺钉；阀门关闭时，阀座内壁与球冠上的密封面之间密封设置。

通过采用上述技术方案，石墨密封环填充在阀座和阀体之间的间隙内，并采用锁紧螺母和紧定螺钉固定，此时石墨密封环的设置降低了介质通过的机率，提高了阀座和阀体之间密封性能；同时石墨密封环本身具有良好的耐腐蚀、耐酸碱以及耐磨损能力，因此在驱动球体转动以开合阀门时所带来的摩擦也不会影响到阀座和阀体之间密封性能。

本实用新型进一步设置为：所述阀体上部的上阀杆孔内从下往上依次设有填料垫、填料，所述填料的上方依次设有用于上阀杆密封的填料压套、填料压板和螺栓。

通过采用上述技术方案，将填料垫、填料依次放入上阀杆孔内接着再将填料压套、填料压板盖合压制在填料上，同时采用螺栓固定后即可达到密封填料以及上阀杆的作用，十分方便。

本实用新型进一步设置为：所述阀体的下阀杆孔内壁与所述螺塞外壁之间设有压紧垫片。

通过采用上述技术方案，将压紧垫片放置在下阀杆内壁与螺塞外壁之间，由此能够提高下阀杆内壁与螺塞之间的密闭性能。

本实用新型进一步设置为：所述下阀杆、上阀杆分别通过花键连接在球体的两端。

通过采用上述技术方案，球体通过花键与上阀杆和下阀杆连接，实现对球体的严格定位，能够在驱动球体转动时以开合阀门时更加的精确，由此可进一步提升阀门的密封性能。

本实用新型进一步设置为：所述阀体下部的下阀杆孔内设有用于导向定位下阀杆的导向套一，所述阀体上部的上阀杆孔内设有用于导向定位上阀杆的导向套二。

通过采用上述技术方案，上阀杆由导向套二定位，所述的下阀杆由导向套一进行定位，此时不仅能够对上阀杆和下阀杆定位的精确度，以提高开合阀门时的准确度；而且导向套一和压紧垫片配合设置，能够提高螺塞与下阀杆孔内壁之间的密封性能，同时导向套二与填料垫、填料、填料压套以及填料压板的配合设置，能够提高上阀干内壁与上阀杆之间的密封性。

本实用新型进一步设置为：所述执行机构为液压双作用驱动装置。

通过采用上述技术方案，采用双作用液压执行机构驱动阀门开启或关闭，执行机构输出力大且结构紧凑，使得阀门操作性能更佳。

本实用新型进一步设置为：所述液压双作用驱动装置的活塞杆上设有蜗杆，所述上阀杆在靠近液压双作用驱动装置的一端设有的蜗轮，所述蜗轮与蜗杆相互啮合设置，所述蜗轮的下端与上阀杆的上端通过平键连接。

通过采用上述技术方案，液压双作用驱动装置的活塞杆水平滑移能够推动蜗杆水平往复滑移，此时蜗杆滑移带动蜗轮绕着上阀杆的中轴线正向或反向转动，接着通过花键带动球体转动，此时即可开合上述阀门，由此采用蜗轮蜗杆定位开合，使得阀门的启闭更加精准且密封性能较高。

本实用新型进一步设置为：所述阀体上设有支架，所述支架通过螺栓固定在阀体靠近执行机构的一侧，所述执行机构安装在支架上。

通过采用上述技术方案，支架稳定安装在阀体的上方外壁处，方便了对液压双作用驱动装置的安装，提高了蜗轮蜗杆之间选相互啮合设置的稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述下阀杆转动连接在阀体的下阀杆孔中，所述螺塞旋设在阀体的下阀杆孔，螺塞与下阀杆的端部相抵触。

通过采用上述技术方案，提高了阀体的下阀杆孔内壁、下阀杆、压紧垫片以及螺塞之间的密封性能。

本实用新型进一步设置为：所述阀座的内壁包覆有硬质合金涂层，所述锁紧螺母的内壁涂覆有硬质合金涂层。

通过采用上述技术方案，阀座的内壁包覆的硬质合金涂层，可以使得阀座的内部结构更耐冲蚀。而锁紧螺母的内壁包覆的硬质合金涂层，可以使得锁紧螺母部位更耐冲蚀。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型降低了介质通过的机率，同时石墨密封环本身具有良好的耐腐蚀、耐酸碱以及耐磨损能力，进一步提高了阀座和阀体之间密封性能；

2、优化的，采用液压双作用驱动装置代替，其具有执行机构输出力大且结构紧凑，使得阀门操作性能更佳的优点；

3、优化的，硬质合金涂层的设置能够提高阀座的内部结构更耐冲蚀，有助于延长阀门的使用寿命。

附图说明

图1为一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀的立体图；

图2为一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀在去除蜗杆蜗轮的外壳，以及阀体后的立体图，主要用于体现液压双作用驱动装置的活塞杆、蜗杆、蜗轮之间的相对位置关系；

图3为一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀的结构示意图；

图4为一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀的局部结构示意图，主要用于体现阀体、阀座、锁紧螺母、上阀杆、下阀杆、紧定螺钉以及石墨密封环之间的相对位置和连接关系。

附图说明：1、螺塞；2、压紧垫片；3、阀体；4、导向套一；5、下阀杆；6、球体；7、阀座；8、锁紧螺母；9、紧定螺钉；10、石墨密封环；11、上阀杆；12、导向套二；13、填料垫；14、填料；15、填料压套；16、填料压板；17、支架；18、液压双作用驱动装置；19、平键；20、蜗杆；21、蜗轮；22、密封面。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示，一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀，能够在固液两相严苛工况中使用，并能彻底解决阀门密封性能差、操作性能差、介质冲刷导致内件磨损的问题。上述液动偏心旋转阀按照如图3所示的从下往上的顺序依次包括有：螺塞1、阀体3、上阀杆11和执行机构，在阀体3内开设有一介质流道，能够供固液两种不同类型的介质流动。同时如图2和图3所示，在上述介质流道内转动连接有一个偏心半球形状的球体6，上述球体6的转动方向与上阀杆11的周向方向一致；并且上阀杆11的下端延伸至介质流道内与球体6联动配合，其另一端延伸至阀体3外，执行机构驱动上述上阀杆11绕其中轴线方向转动；如图2和3所示，位于球体6的下端的阀体3上还转动连接有下阀杆5，介质流道内安装有阀座7，上述阀座7的端部水平安装在阀体3的一侧通道中，球体6上设有球冠，球冠上设有弧形的密封面22（参见图2），上述密封面22外凸的形状与阀座7的内壁内凹的形状一致；当阀门关闭时，阀座7内壁与球冠上的密封面22之间密封设置。由此通过执行机构驱动上阀杆11绕其中轴线方向正向转动或反向转动，此时上阀杆11的转动能够带动球体6和下阀杆5一起正向转动或反向转动，由此即可使得球体6的密封面22与阀体3的内壁之间相互密封抵触（阀门被关闭）或者相互分离（阀门被打开）。

为了提高阀座7与阀体3之间的密封性能，如图2和图3所示，在阀座7和阀体3之间的间隙内嵌设有两个用于密封的石墨密封环10，阀座7在远离球体6的一侧上设有一个环状的锁紧螺母8和两个紧定螺钉9，锁紧螺母8的一侧紧压贴合在阀体3内部的台阶孔（图中未标记）内（参见图3），同时紧定螺钉9可进一步将锁紧螺母8锁紧在阀座7内部的台阶孔内。其中,两个石墨密封环10沿水平方向间隔设置，同时其中一个石墨密封环10的两侧分别与阀座7的外壁和阀体3的内壁相抵触；另一个石墨密封环10的侧壁分别与阀座7的外壁、锁紧螺母8以及阀体3的内壁相抵触。由此采用两个石墨密封环10进行密封，有效实现对阀座7和阀体3的严格密封，提高了密封性能。

为了提高对阀体3下部的密封性能，如图3所示，下阀杆5的下端转动连接在阀体3的下阀杆孔中，阀体3下部的下阀杆孔设有导向套一4，导向套一4安装在下阀杆孔与下阀杆5之间的间隙内，并由导向套一4对下阀杆5提供导向定位。同时如图3所示，螺塞1旋设在阀体3的下阀杆孔内，并且在阀体3的下阀杆孔内壁与螺塞1外壁之间设有压紧垫片2，压紧垫片2可采用橡胶垫片，螺塞1与下阀杆5的端部相抵触，由此即可实现对阀体3下部的密封操作，提高了密封性能。

为了提高对球体6定位的准确性，如图3所示，下阀杆5、上阀杆11的中轴线在一条直线上，并且下阀杆5通过花键（图中未标记）的方式紧密连接在球体6的下端，有效保证了球体6下端定位的准确性。同时如图3所示，上阀杆11通过花键（图中未标记）的方式紧密连接在球体6的上端，有效保证了球体6上端定位的准确性。为了进一步提高对球体6定位的准确性，上阀杆11安装在阀体3的上阀杆孔中，阀体3上部的上阀杆孔内设有导向套二12，导向套二12安装在阀体3的上阀杆孔与上阀杆11之间的间隙内，并由导向套二12对上阀杆11提供导向定位。

为了对上阀杆11的密封性能，如图3所示，在阀体3上部的上阀杆孔内从下往上依次设有填料垫13、填料14，同时填料14的上方依次设有填料压套15、填料压板16和螺栓，其中填料压套15、填料压板16盖合压制在填料14上，同时采用螺栓固定后即可达到密封填料14以及上阀杆11的作用，十分方便。

为了提高阀门的操作性能，如图1所示，上述执行机构可以为液压双作用驱动装置18（型号为UBFKD80，压力为7MPa，行程为115，旋转角度为90°，齿轮模数为2.5模，扭力为1500N/m，厂家为无锡市吉友液压机械有限公司）。其中如图2所示，在液压双作用驱动装置18的活塞杆上设有蜗杆20，蜗杆20与活塞杆同轴设置，在上阀杆11的上端安装有一个蜗轮21，上述蜗轮21与蜗杆20相互啮合设置，上阀杆11的上端开竖直设有一键槽（图中未标记），如图3所示，在键槽内设有一平键19，上述平键19另一端插接在蜗轮21的下端，此时蜗轮21的下端与上阀杆11的上端即可通过平键19连接并能形成一个联动的整体。同时为了方便安装上述液压双作用驱动装置18，如图1和图2所示，在阀体3上还安装有一个支架17，上述支架17通过螺栓固定在阀体3上端，并且上述液压双作用驱动装置18可安装在支架17上方，十分稳定。

为了提高阀门的耐冲蚀性能，在阀座7的内壁涂覆有一层硬质合金涂层（图中未示出），同时在锁紧螺母8的内壁也包覆有一层硬质合金涂层（图中未示出），上述硬质合金涂层可以为耐磨硬质合金层、碳化钨层或氧化铝层，也可以是表面渗单或渗碳的合金钢材料层。

当阀门关闭时，由液压双作用驱动装置18的活塞杆推动蜗杆20正向平移，蜗杆20的正向平移带动蜗轮21和上阀杆11一起正向旋转，进而能够驱动球体6绕着上阀杆11的中轴线正向旋转，使球体6的密封面22与阀座7的内壁紧密贴合并形成主密封，可切断流道内介质。

当阀门开启时，由液压双作用驱动装置18的活塞杆推动蜗杆20反向平移，蜗杆20的反向平移带动蜗轮21和下阀杆5一起反向旋转，进而能够驱动球体6绕着下阀杆5的中轴线反向旋转，使球体6与阀座7相互分离，流道内介质得以流往下游管路。

具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀，包括有阀体（3）、上阀杆（11）、螺塞（1）和执行机构，阀体（3）内设有介质流道，介质流道内设有球体（6）；上阀杆（11）一端延伸至介质流道内与球体（6）联动配合，另一端延伸至阀体（3）外；位于球体（6）的下端的阀体（3）上还转动连接有下阀杆（5），介质流道内设有阀座（7），所述阀座（7）安装在阀体（3）的一侧通道中，其特征在于，球体（6）上设有球冠，球冠上设有密封面（22），所述阀座（7）和阀体（3）之间的间隙内设有若干用于密封的石墨密封环（10），所述阀座（7）在远离球体（6）的一侧上设有锁紧螺母（8）和用于锁定锁紧螺母（8）的紧定螺钉（9）；阀门关闭时，阀座（7）内壁与球冠上的密封面（22）之间密封设置。

2.根据权利要求1所述的一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀，其特征在于，所述阀体（3）上部的上阀杆孔内从下往上依次设有填料垫（13）、填料（14），所述填料（14）的上方依次设有用于上阀杆（11）密封的填料压套（15）、填料压板（16）和螺栓。

3.根据权利要求1所述的一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀，其特征在于，所述阀体（3）的下阀杆孔内壁与所述螺塞（1）外壁之间设有压紧垫片（2）。

4.根据权利要求1所述的一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀，其特征在于，所述下阀杆（5）、上阀杆（11）分别通过花键连接在球体（6）的两端。

5.根据权利要求1所述的一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀，其特征在于，所述阀体（3）下部的下阀杆孔内设有用于导向定位下阀杆（5）的导向套一（4），所述阀体（3）上部的上阀杆孔内设有用于导向定位上阀杆（11）的导向套二（12）。

6.根据权利要求1所述的一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀，其特征在于，所述执行机构为液压双作用驱动装置（18）。

7.根据权利要求6所述的一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀，其特征在于，所述液压双作用驱动装置（18）的活塞杆上设有蜗杆（20），所述上阀杆（11）在靠近液压双作用驱动装置（18）的一端设有的蜗轮（21），所述蜗轮（21）与蜗杆（20）相互啮合设置，所述蜗轮（21）的下端与上阀杆（11）的上端通过平键（19）连接。

8.根据权利要求7所述的一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀，其特征在于，所述阀体（3）上设有支架（17），所述支架（17）通过螺栓固定在阀体（3）靠近执行机构的一侧，所述执行机构安装在支架（17）上。

9.根据权利要求1所述的一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀，其特征在于，所述下阀杆（5）转动连接在阀体（3）的下阀杆孔中，所述螺塞（1）旋设在阀体（3）的下阀杆孔，螺塞（1）与下阀杆（5）的端部相抵触。

10.根据权利要求1所述的一种固液两相严苛工况用液动偏心旋转阀，其特征在于，所述阀座（7）的内壁包覆有硬质合金涂层，所述锁紧螺母（8）的内壁涂覆有硬质合金涂层。