CN117905904B - 一种高温耐磨耐冲刷球阀 - Google Patents
一种高温耐磨耐冲刷球阀 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117905904B CN117905904B CN202410310785.6A CN202410310785A CN117905904B CN 117905904 B CN117905904 B CN 117905904B CN 202410310785 A CN202410310785 A CN 202410310785A CN 117905904 B CN117905904 B CN 117905904B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- valve
- valve seat
- packing
- filler
- cover
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000009991 scouring Methods 0.000 title abstract description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 124
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 76
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 34
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 15
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 10
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 9
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 claims description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 7
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001038 titanium pigment Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K27/00—Construction of housing; Use of materials therefor
- F16K27/06—Construction of housing; Use of materials therefor of taps or cocks
- F16K27/067—Construction of housing; Use of materials therefor of taps or cocks with spherical plugs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
- F16K5/0605—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor with particular plug arrangements, e.g. particular shape or built-in means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/06—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having spherical surfaces; Packings therefor
- F16K5/0663—Packings
- F16K5/0689—Packings between housing and plug
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
- F16K5/08—Details
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Taps Or Cocks (AREA)
Abstract
本发明属于阀门领域，具体涉及一种高温耐磨耐冲刷球阀，包括阀体和阀盖，所述阀盖内设置有安装空腔，其内部分别安装有上接管和阀座；所述阀体内设置有安装空腔，其内部依次安装有中间套管和下接管；所述中间套管内设置有阀芯，所述阀座的一端伸入所述中间套管并与所述阀芯的外表面密封连接。所述阀芯、所述上接管、所述阀座、所述中间套管、所述下接管均由Ti（CN）金属陶瓷制成。本发明提供的球阀耐冲刷、耐高温，同时阀门阀腔不易堆积介质，可有效避免阀门卡阻，维护成本低，尤其适用于高温、冲刷、耐磨、腐蚀等复杂交织工况。
Description
技术领域
本发明属于阀门领域，具体涉及一种高温耐磨耐冲刷球阀。
背景技术
在多晶硅装置冷氢化工段的硅粉输送系统、电厂煤粉输送系统、冶金铁粉输送系统、炼化装置的催化裂化系统、钛白粉装置的金红石输送系统、锂业高岭土矿浆输送系统等众多化工系统中，经常存在高温、冲刷、腐蚀、卡堵等多状态综合交织的工况，普通的耐磨球阀、陶瓷球阀等阀门存在耐高温但不耐高温冲刷、耐冲刷但不耐高温等问题。同时，长期遭受颗粒介质的冲刷，对阀体、阀芯等零部件的损坏较大，更换这些零部件势必增加阀门的维护成本。
综上所述，目前亟需提供一种新型结构和材料的组合球阀，能够满足高温、冲刷、腐蚀、防卡堵综合复杂工况。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种高温耐磨耐冲刷球阀，该球阀耐冲刷、耐高温，同时阀门阀腔不易堆积介质，可有效避免阀门卡阻，维护成本低，尤其适用于高温、冲刷、耐磨、腐蚀等复杂交织工况。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种高温耐磨耐冲刷球阀，包括阀体和阀盖，所述阀体的一端可拆卸地连接于所述阀盖的一端，并与所述阀盖密封连接；所述阀盖内设置有安装空腔，其内部分别安装有上接管和阀座；所述阀体内设置有安装空腔，其内部依次安装有中间套管和下接管；
所述中间套管内设置有阀芯，所述阀座的一端伸入所述中间套管并与所述阀芯的外表面密封连接；所述阀体的底部安装有下端盖，所述下端盖包括从端盖基础部分向上延伸的支撑段，所述支撑段的一端伸入所述中间套管中，并与所述阀芯的底部转动连接；所述阀体的顶部安装有上端盖，所述上端盖内安装有阀杆，所述阀芯的顶部与所述阀杆传动连接；所述阀杆依次穿过所述中间套管、所述阀体和所述上端盖后与操作装置连接；
所述上接管为T型结构，包括第一配合段和第一引导段，其中间开设有流体通道，所述第一配合段的外周面与所述阀盖配合，其端部与所述阀座抵接；对应所述第一引导段处的流体通道具备向上游端扩张的第一内表面，所述第一内表面用于引导流体介质汇聚后流向下游端；
所述下接管为T型结构，包括第二配合段和第二引导段，其中间开设有流体通道，所述第二配合段的外周面与所述阀体配合，对应所述第二引导段处的流体通道为流线型，具备依次设置的第二内表面、第三内表面、第四内表面和第五内表面；所述第二内表面、所述第三内表面、所述第四内表面和所述第五内表面依次平滑地过渡并向下游端收缩；其中，所述第三内表面和所述第五内表面为弧形曲面，所述第四内表面为圆锥面；
所述阀芯、所述上接管、所述阀座、所述中间套管、所述下接管均由Ti（CN）金属陶瓷制成。
优选地，当球阀处于完全打开状态时，所述阀芯下游侧的端面距离所述第四内表面最远端的距离S与所述阀芯的出口直径D2之间的比值大于0.45，所述第四内表面与水平面之间的夹角θ小于40°。
优选地，所述第二引导段的端部设置有安装凸台，所述安装凸台的外周面上设置有第四防尘填料，所述中间套管上设置有与所述安装凸台配合的环形槽，所述安装凸台能够插入环形槽中。
优选地，所述阀座外表面与所述阀盖内表面之间的空间中安装有阀座组合填料，所述阀座组合填料一端与所述阀座抵接，另一端与套接在所述阀座上的L型阀座填料压环抵接，所述阀座填料压环与所述阀盖之间设置有螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的一端与所述阀座填料压环抵接，另一端与所述阀盖上开设的安装孔底部抵接；在所述阀座与所述上接管抵接的端部开设有第一凹槽，所述第一凹槽内设置有第一防尘填料；在所述阀座靠近所述螺旋弹簧处的外周面上开设有第二凹槽，所述第二凹槽内设置有第二防尘填料；在所述阀座靠近所述阀芯一侧的外周面上开设有第三凹槽，所述第三凹槽内设置有第三防尘填料。
优选地，所述阀座与所述阀座组合填料抵靠的端部为倾斜设置的阀座斜面，所述阀座组合填料包括依次设置的第一阀座填料、第二阀座填料和第三阀座填料，所述第一阀座填料与所述阀座斜面抵靠，且所述第一阀座填料上设置有与所述阀座斜面相配合的斜面，所述第三阀座填料与所述阀座填料压环抵靠。
优选地，所述第一阀座填料、所述第二阀座填料和所述第三阀座填料的配合面为V型结构，且所述第三阀座填料上V型配合面的夹角为93°，所述第二阀座填料两侧V型配合面的夹角均为91°，所述第一阀座填料上V型配合面的夹角为90°。
优选地，所述阀杆包括依次设置的第一轴段、第二轴段、第三轴段和第四轴段；所述第一轴段插入所述阀芯中形成传动配合，所述第二轴段插入所述中间套管并与之配合，所述第三轴段与所述阀体之间的空间中安装有碳石墨轴承，所述第三轴段与所述上端盖之间的空间中安装有阀杆组合填料，所述阀杆组合填料的上端设置有填料压盖，所述第四轴段伸出所述填料压盖并与所述操作装置连接。
优选地，所述阀杆组合填料包括第一阀杆填料、第二阀杆填料和第三阀杆填料，所述第一阀杆填料和所述第三阀杆填料沿所述阀杆的轴向关于所述第二阀杆填料对称设置。
优选地，所述第一阀杆填料为金属丝编制填料，所述第二阀杆填料为“八”字结构，所述第二阀杆填料与所述第三阀杆填料之间形成有供所述第二阀杆填料产生形变的空间。
与现有技术相比，本发明提供的一种高温耐磨耐冲刷球阀具备如下有益的技术效果：
1、在本发明中，由于阀芯、上接管、阀座、中间套管、下接管均采用Ti（CN）金属陶瓷材料制成，具备耐磨、耐高温和耐腐蚀的性能，阀芯和阀座通过配磨工艺形成了球面密封，相比于传统的线密封，具有更好的密封性能和更长的使用寿命。而通过将上接管、中间套管、下接管分别设置于阀盖和阀体中，这样使得占据主要质量的阀盖和阀体并不需要采用Ti（CN）金属陶瓷材料制备，即保证球阀具备耐磨、耐高温和耐腐蚀的性能，同时显著降低了球阀的制造和维护成本。
2、在本发明中，阀座组件由阀座、防尘填料、阀座组合填料、阀座填料压环、螺旋弹簧等组成，在阀座的两端分别设计了防尘填料，可有效避免阀门在使用过程中介质流到弹簧部分，导致螺旋弹簧的弹力失效引起阀座卡死的问题。由于上游端的介质压力较大，实施例中还通过在阀座与上接管抵接的端部设置第一防尘填料，在阀座靠近螺旋弹簧处的外周面上设置第二防尘填料，由此形成了两级密封，更有效避免了上游端的介质流到弹簧部分。
3、在本发明中，上接管、阀芯和下接管均设置有引导面，当球阀处于打开状态时，流体介质流经上接管的第一内表面，经由第一内表面汇聚后流入阀芯，由于阀芯的流体通道分别由第一阀芯内表面和第二阀芯内表面组成，流体通道内的流体介质得到进一步汇聚，并从阀芯出口端流出。流出的流体介质将会经由下接管的第四内表面和第五内表面流出球阀。由于下接管采用流线型设计，并且阀芯下游侧的端面距离第四内表面最远端的距离S与出口直径D2之间的比值大于0.45，第四内表面与水平面之间的夹角θ小于40°，流经下接管内流体介质能沿下接管的流线型表面流动，使得停留在阀体空腔内的颗粒介质更容易随着流体介质一起经下接管的第二至第五内表面排出，从而有效避免了球阀卡阻。
4、在本发明中，阀座组合填料由弹簧提供预紧力，可实现填料在低压状态下也能通过弹簧提供的预紧力进行密封。而阀座填料采用上、中、下V型组合形式，每件填料结合面具有角度差，上填料与阀座斜面接触，并且中填料与下填料之间的角度差大于中填料与上填料之间的角度差。因此，当螺旋弹簧的作用力加载于阀座组合填料时，中填料与下填料之间形成的轴向压力更大，形成有效的一级密封。而中填料与上填料之间形成的轴向压力较小，使得上填料更易沿阀座斜面移动，从而形成二级密封。因此该组合填料结构只需较小的压力即可实现密封，可有效保护填料不受到过载。
5、在本发明中，阀杆组合填料最下层和最上层填料采用高强度的金属丝编制填料，且中填料采用“八”字结构，因此该阀杆组合填料在高温下具有很好的弹性补偿，可保证阀门在高温、常温等温度交变下阀杆填料的弹性，保证阀杆有效密封。
附图说明
图1为高温耐磨耐冲刷球阀的结构示意图；
图2为高温耐磨耐冲刷球阀阀座处的局部示意图；
图3为高温耐磨耐冲刷球阀下接管处的局部示意图；
图4为高温耐磨耐冲刷球阀阀杆处的局部示意图；
图5为阀芯的结构示意图。
其中，图中标注符号的含义如下：
1、阀体；2、阀盖；3、阀芯；4、阀杆；5、下端盖；6、上端盖；7、填料压盖；8、上接管；9、阀座；10、中间套管；11、下接管；
21、第一金属缠绕垫；
31、第一阀芯内表面；32、第二阀芯内表面；
41、第一轴段；42、第二轴段；43、第三轴段；44、第四轴段；
51、支撑段；52、第二金属缠绕垫；
61、碳石墨轴承；62、第一阀杆填料；63、第二阀杆填料；64、第三阀杆填料；65、第三金属缠绕垫；
81、第一配合段；82、第一引导段；83、第一内表面；
91、第一阀座填料；92、第二阀座填料；93、第三阀座填料；94、阀座填料压环；95、螺旋弹簧；96、第一防尘填料；97、第二防尘填料；98、第三防尘填料；99、阀座斜面；
111、第二配合段；112、第二引导段；113、安装凸台；114、第二内表面；115、第三内表面；116、第四内表面；117、第五内表面；118、第四防尘填料。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参见附图1-附图5所示，本发明提供的一种高温耐磨耐冲刷球阀，包括阀体1和阀盖2，阀体1的一端可拆卸地连接于阀盖2的一端，并与阀盖2密封连接；阀盖2内设置有安装空腔，其内部分别安装有上接管8和阀座9；阀体1内同样设置有安装空腔，其内部依次安装有中间套管10和下接管11。
中间套管10内设置有阀芯3，阀座9的一端伸入中间套管10并与阀芯3的外表面密封连接；阀体1的底部安装有下端盖5，下端盖5包括从端盖基础部分向上延伸的支撑段51，支撑段51的一端伸入中间套管10中，并与阀芯3的底部转动连接；阀体1的顶部安装有上端盖6，上端盖6内安装有阀杆4，阀芯3的顶部与阀杆4传动连接；阀杆4依次穿过中间套管10、阀体1和上端盖6后与操作装置连接，操作装置用于控制阀芯3转动以打开或关闭球阀。
上接管8为T型结构，包括第一配合段81和第一引导段82，其中间开设有流体通道，第一配合段81的外周面与阀盖2配合，其端部与阀座9抵接；对应第一引导段82处的流体通道具备向上游端扩张的第一内表面83，第一内表面83用于引导流体介质汇聚后流向下游端。
阀座9外表面与阀盖2内表面之间的空间中安装有阀座组合填料，阀座组合填料一端与阀座9抵接，另一端与套接在阀座9上的L型阀座填料压环94抵接，阀座填料压环94与阀盖2之间设置有螺旋弹簧95，螺旋弹簧95的一端与阀座填料压环94抵接，另一端与阀盖2上开设的安装孔底部抵接。在阀座9与上接管8抵接的端部开设有第一凹槽，第一凹槽内设置有第一防尘填料96；在阀座9靠近螺旋弹簧95处的外周面上开设有第二凹槽，第二凹槽内设置有第二防尘填料97；在阀座9靠近阀芯3一侧的外周面上开设有第三凹槽，第三凹槽内设置有第三防尘填料98。
球阀的阀座组件由阀座、防尘填料、阀座组合填料、阀座填料压环、螺旋弹簧等组成，在阀座的两端分别设计了防尘填料，可有效避免阀门在使用过程中介质流到弹簧部分，导致螺旋弹簧的弹力失效引起阀座卡死的问题。由于上游端的介质压力较大，实施例中还通过在阀座与上接管抵接的端部设置第一防尘填料，在阀座靠近螺旋弹簧处的外周面上设置第二防尘填料，由此形成了两级密封，更有效避免了上游端的介质流到弹簧部分。
下接管11为T型结构，包括第二配合段111和第二引导段112，其中间开设有流体通道，第二配合段111的外周面与阀体1配合，对应第二引导段112处的流体通道为流线型，具备依次设置的第二内表面114、第三内表面115、第四内表面116和第五内表面117。第二内表面114、第三内表面115、第四内表面116和第五内表面117依次平滑地过渡并向下游端收缩，用于引导流体介质汇聚后流出球阀。其中，第三内表面115和第五内表面117为弧形曲面，第四内表面116为圆锥面。
优选地，阀芯3内部的流体通道包括第一阀芯内表面31和第二阀芯内表面32，第一阀芯内表面31的锥形角大于第二阀芯内表面32的锥形角，第二阀芯内表面32的轴向长度h2大于第一阀芯内表面31的轴向长度h1，且h2为h1的4-5倍。阀芯3上游端的进口直径D1为球阀的公称通径，该进口直径D1小于下游端的出口直径D2，阀芯3内部流体通道的最大直径D3与出口直径D2之间的比值为1.05-1.08，即1.05≤D3/D2≤1.08。当球阀处于完全打开状态时，阀芯3下游侧的端面距离第四内表面116最远端的距离S与阀芯3的出口直径D2之间的比值大于0.45，即S/D2＞0.45，第四内表面116与水平面之间的夹角θ小于40°。
当球阀处于打开状态时，流体介质流经上接管的第一内表面，经由第一内表面汇聚后流入阀芯，由于阀芯的流体通道分别由第一阀芯内表面和第二阀芯内表面组成，流体通道内的流体介质得到进一步汇聚，并从阀芯出口端流出。流出的流体介质将会经由下接管的第四内表面和第五内表面流出球阀。由于下接管采用流线型设计，并且阀芯下游侧的端面距离第四内表面最远端的距离S与出口直径D2之间的比值大于0.45，第四内表面与水平面之间的夹角θ小于40°，流经下接管内流体介质能沿下接管的流线型表面流动，使得停留在阀体空腔内的颗粒介质更容易随着流体介质一起经下接管的第二至第五内表面排出，从而有效避免了球阀卡阻。
优选地，阀芯3、上接管8、阀座9、中间套管10、下接管11均由Ti（CN）金属陶瓷经制粒、压制、烧结、加工等工序制成，以提高球阀耐磨、耐高温、耐腐蚀性。
在上述实施方式中，由于阀芯、上接管、阀座、中间套管、下接管均采用Ti（CN）金属陶瓷材料制成，具备耐磨、耐高温和耐腐蚀的性能，阀芯和阀座通过配磨工艺形成了球面密封，相比于传统的线密封，具有更好的密封性能和更长的使用寿命。而通过将上接管、中间套管、下接管分别设置于阀盖和阀体中，这样占据主要质量的阀盖和阀体并不需要采用Ti（CN）金属陶瓷材料制备，即保证球阀具备耐磨、耐高温和耐腐蚀的性能，同时显著降低了球阀的制造和维护成本。
优选地，第二引导段112的端部设置有安装凸台113，安装凸台113的外周面上设置有第四防尘填料118，中间套管10上设置有与安装凸台113配合的环形槽，安装凸台113能够插入该环形槽中。通过在中间套管与下接管的配合面之间设置第四防尘填料，能够防止介质进入上端盖中，有效保护了上端盖内安装的零部件。
优选地，阀座9与阀座组合填料抵靠的端部为倾斜设置的阀座斜面99，阀座组合填料包括依次设置的第一阀座填料91、第二阀座填料92和第三阀座填料93，第一阀座填料91与阀座斜面99抵靠，第三阀座填料93与阀座填料压环94抵靠。第一阀座填料91、第二阀座填料92和第三阀座填料93的配合面为V型结构，且第三阀座填料93上V型配合面的夹角为93°，第二阀座填料92两侧V型配合面的夹角均为91°，第一阀座填料91上V型配合面的夹角为90°，第一阀座填料91上还设置有与阀座斜面99相配合的斜面。
在上述实施方式中，阀座组合填料由弹簧提供预紧力，可实现填料在低压状态下也能通过弹簧提供的预紧力进行密封。而阀座填料采用上、中、下V型组合形式，每件填料结合面具有角度差，上填料与阀座斜面接触，并且中填料与下填料之间的角度差大于中填料与上填料之间的角度差。因此，当螺旋弹簧的作用力加载于阀座组合填料时，中填料与下填料之间形成的轴向压力更大，形成有效的一级密封。而中填料与上填料之间形成的轴向压力较小，使得上填料更易沿阀座斜面移动，从而形成二级密封。因此该组合填料结构只需较小的压力即可实现密封，可有效保护填料不受到过载。
优选地，阀杆4包括依次设置的第一轴段41、第二轴段42、第三轴段43和第四轴段44；第一轴段41插入阀芯3中形成传动配合，第二轴段42插入中间套管10并与之配合，第三轴段43与阀体1之间的空间中安装有碳石墨轴承61，第三轴段43与上端盖6之间的空间中安装有阀杆组合填料，阀杆组合填料的上端设置有填料压盖7，第四轴段44伸出填料压盖7并与操作装置连接。
优选地，阀杆组合填料包括第一阀杆填料62、第二阀杆填料63和第三阀杆填料64，第一阀杆填料62和第三阀杆填料64沿阀杆4的轴向关于第二阀杆填料63对称设置。其中，第一阀杆填料62为金属丝编制填料，第二阀杆填料63为“八”字结构，第二阀杆填料63与第三阀杆填料64之间形成有供第二阀杆填料63产生形变的空间。
阀杆组合填料最下层和最上层填料采用高强度的金属丝编制填料，且中填料采用“八”字结构，因此该阀杆组合填料在高温下具有很好的弹性补偿，可保证阀门在高温、常温等温度交变下阀杆填料的弹性，保证阀杆有效密封。
优选地，阀体1和阀盖2之间设置有第一金属缠绕垫21，下端盖5与阀体1之间设置有第二金属缠绕垫52，阀体1与上端盖6之间设置有第三金属缠绕垫65。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种高温耐磨耐冲刷球阀，其特征在于：包括阀体和阀盖，所述阀体的一端可拆卸地连接于所述阀盖的一端，并与所述阀盖密封连接；所述阀盖内设置有安装空腔，其内部分别安装有上接管和阀座；所述阀体内设置有安装空腔，其内部依次安装有中间套管和下接管；
所述中间套管内设置有阀芯，所述阀座的一端伸入所述中间套管并与所述阀芯的外表面密封连接；所述阀体的底部安装有下端盖，所述下端盖包括从端盖基础部分向上延伸的支撑段，所述支撑段的一端伸入所述中间套管中，并与所述阀芯的底部转动连接；所述阀体的顶部安装有上端盖，所述上端盖内安装有阀杆，所述阀芯的顶部与所述阀杆传动连接；所述阀杆依次穿过所述中间套管、所述阀体和所述上端盖后与操作装置连接；
所述上接管为T型结构，包括第一配合段和第一引导段，其中间开设有流体通道，所述第一配合段的外周面与所述阀盖配合，其端部与所述阀座抵接；对应所述第一引导段处的流体通道具备向上游端扩张的第一内表面，所述第一内表面用于引导流体介质汇聚后流向下游端；
所述下接管为T型结构，包括第二配合段和第二引导段，其中间开设有流体通道，所述第二配合段的外周面与所述阀体配合，对应所述第二引导段处的流体通道为流线型，具备依次设置的第二内表面、第三内表面、第四内表面和第五内表面；所述第二内表面、所述第三内表面、所述第四内表面和所述第五内表面依次平滑地过渡并向下游端收缩；其中，所述第三内表面和所述第五内表面为弧形曲面，所述第四内表面为圆锥面；
所述阀芯、所述上接管、所述阀座、所述中间套管、所述下接管均由Ti（CN）金属陶瓷制成；
所述阀芯内部的流体通道包括第一阀芯内表面和第二阀芯内表面，所述第一阀芯内表面的锥形角大于所述第二阀芯内表面的锥形角，所述第二阀芯内表面的轴向长度h2大于所述第一阀芯内表面的轴向长度h1，且所述轴向长度h2为所述轴向长度h1的4-5倍；所述阀芯上游端的进口直径D1为球阀的公称通径，所述进口直径D1小于下游端的出口直径D2，所述阀芯内部流体通道的最大直径D3与所述出口直径D2之间的比值为1.05-1.08；当球阀处于完全打开状态时，所述阀芯下游侧的端面距离所述第四内表面最远端的距离S与所述阀芯的所述出口直径D2之间的比值大于0.45，所述第四内表面与水平面之间的夹角θ小于40°。
2.如权利要求1所述的球阀，其特征在于：所述第二引导段的端部设置有安装凸台，所述安装凸台的外周面上设置有第四防尘填料，所述中间套管上设置有与所述安装凸台配合的环形槽，所述安装凸台能够插入环形槽中。
3.如权利要求2所述的球阀，其特征在于：所述阀座外表面与所述阀盖内表面之间的空间中安装有阀座组合填料，所述阀座组合填料一端与所述阀座抵接，另一端与套接在所述阀座上的L型阀座填料压环抵接，所述阀座填料压环与所述阀盖之间设置有螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的一端与所述阀座填料压环抵接，另一端与所述阀盖上开设的安装孔底部抵接；在所述阀座与所述上接管抵接的端部开设有第一凹槽，所述第一凹槽内设置有第一防尘填料；在所述阀座靠近所述螺旋弹簧处的外周面上开设有第二凹槽，所述第二凹槽内设置有第二防尘填料；在所述阀座靠近所述阀芯一侧的外周面上开设有第三凹槽，所述第三凹槽内设置有第三防尘填料。
4.如权利要求3所述的球阀，其特征在于：所述阀座与所述阀座组合填料抵靠的端部为倾斜设置的阀座斜面，所述阀座组合填料包括依次设置的第一阀座填料、第二阀座填料和第三阀座填料，所述第一阀座填料与所述阀座斜面抵靠，且所述第一阀座填料上设置有与所述阀座斜面相配合的斜面，所述第三阀座填料与所述阀座填料压环抵靠。
5.如权利要求4所述的球阀，其特征在于：所述第一阀座填料、所述第二阀座填料和所述第三阀座填料的配合面为V型结构，且所述第三阀座填料上V型配合面的夹角为93°，所述第二阀座填料两侧V型配合面的夹角均为91°，所述第一阀座填料上V型配合面的夹角为90°。
6.如权利要求5所述的球阀，其特征在于：所述阀杆包括依次设置的第一轴段、第二轴段、第三轴段和第四轴段；所述第一轴段插入所述阀芯中形成传动配合，所述第二轴段插入所述中间套管并与之配合，所述第三轴段与所述阀体之间的空间中安装有碳石墨轴承，所述第三轴段与所述上端盖之间的空间中安装有阀杆组合填料，所述阀杆组合填料的上端设置有填料压盖，所述第四轴段伸出所述填料压盖并与所述操作装置连接。
7.如权利要求6所述的球阀，其特征在于：所述阀杆组合填料包括第一阀杆填料、第二阀杆填料和第三阀杆填料，所述第一阀杆填料和所述第三阀杆填料沿所述阀杆的轴向关于所述第二阀杆填料对称设置。
8.如权利要求7所述的球阀，其特征在于：所述第一阀杆填料为金属丝编制填料，所述第二阀杆填料为“八”字结构，所述第二阀杆填料与所述第三阀杆填料之间形成有供所述第二阀杆填料产生形变的空间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410310785.6A CN117905904B (zh) | 2024-03-19 | 2024-03-19 | 一种高温耐磨耐冲刷球阀 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410310785.6A CN117905904B (zh) | 2024-03-19 | 2024-03-19 | 一种高温耐磨耐冲刷球阀 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117905904A CN117905904A (zh) | 2024-04-19 |
| CN117905904B true CN117905904B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=90689256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410310785.6A Active CN117905904B (zh) | 2024-03-19 | 2024-03-19 | 一种高温耐磨耐冲刷球阀 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117905904B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118623032B (zh) * | 2024-08-15 | 2024-10-15 | 成都成高阀门股份有限公司 | 一种具有防尘机构的球阀 |
Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2529015Y (zh) * | 2001-09-28 | 2003-01-01 | 左学禹 | 新结构陶瓷阀门 |
| CN201074683Y (zh) * | 2007-04-13 | 2008-06-18 | 兰州理工大学 | 一种球阀结构 |
| CN203035992U (zh) * | 2012-11-23 | 2013-07-03 | 凯泰阀门(集团)有限公司 | 喷煤粉球阀 |
| JP2014228118A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 三菱電機株式会社 | 給水給湯機用ボールバルブ |
| CN213512205U (zh) * | 2020-11-03 | 2021-06-22 | 自贡自高阀门有限公司 | 一种可自定位顶装式锁渣球阀 |
| CN113653824A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-11-16 | 哈电集团哈尔滨电站阀门有限公司 | 一种耐冲刷球阀 |
| DE202021105853U1 (de) * | 2021-08-19 | 2021-11-22 | Wuzhou Valve Co., Ltd. | Doppelpositionierungs-Kugelventil mit geteiltem Ventilsitz |
| WO2022145467A1 (ja) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | 株式会社キッツ | シール部材、シール機構、バルブおよびシール方法 |
| CN115854060A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-03-28 | 成都成高阀门有限公司 | 一种高性能金属密封球阀 |
| CN116498800A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-07-28 | 上海开维喜阀门有限公司 | 一种高温球阀 |
| CN116677793A (zh) * | 2023-06-07 | 2023-09-01 | 上海开维喜阀门有限公司 | 一种新型双向密封提升杆球阀 |
| CN116816976A (zh) * | 2023-08-31 | 2023-09-29 | 成都成高阀门股份有限公司 | 一种组合取样球阀及在线取样方法 |
| CN117006263A (zh) * | 2023-08-04 | 2023-11-07 | 上海开维喜阀门有限公司 | 一种球阀 |
| WO2023219295A1 (ko) * | 2022-05-13 | 2023-11-16 | 한온시스템 주식회사 | 볼밸브 |
| CN117231774A (zh) * | 2023-11-07 | 2023-12-15 | 成都成高阀门股份有限公司 | 一种金属密封球阀 |
| CN117432813A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-01-23 | 成都乘风阀门有限责任公司 | 一种弹簧式多级节流放空阀 |
| WO2024034878A1 (ko) * | 2022-08-08 | 2024-02-15 | 한온시스템 주식회사 | 볼 밸브 및 이를 포함하는 차량용 열관리 장치 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070252102A1 (en) * | 2004-02-05 | 2007-11-01 | Kemp Willard E | Ball valve having annular springs seats |
| US9429241B2 (en) * | 2012-10-11 | 2016-08-30 | Safoco, Inc. | Energized packing retainer |
| GB2529677B (en) * | 2014-08-28 | 2016-07-13 | Morgan Technical Ceram Australia Pty Ltd | Ceramic lined valve |
-
2024
- 2024-03-19 CN CN202410310785.6A patent/CN117905904B/zh active Active
Patent Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2529015Y (zh) * | 2001-09-28 | 2003-01-01 | 左学禹 | 新结构陶瓷阀门 |
| CN201074683Y (zh) * | 2007-04-13 | 2008-06-18 | 兰州理工大学 | 一种球阀结构 |
| CN203035992U (zh) * | 2012-11-23 | 2013-07-03 | 凯泰阀门(集团)有限公司 | 喷煤粉球阀 |
| JP2014228118A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | 三菱電機株式会社 | 給水給湯機用ボールバルブ |
| CN213512205U (zh) * | 2020-11-03 | 2021-06-22 | 自贡自高阀门有限公司 | 一种可自定位顶装式锁渣球阀 |
| WO2022145467A1 (ja) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | 株式会社キッツ | シール部材、シール機構、バルブおよびシール方法 |
| CN113653824A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-11-16 | 哈电集团哈尔滨电站阀门有限公司 | 一种耐冲刷球阀 |
| DE202021105853U1 (de) * | 2021-08-19 | 2021-11-22 | Wuzhou Valve Co., Ltd. | Doppelpositionierungs-Kugelventil mit geteiltem Ventilsitz |
| WO2023219295A1 (ko) * | 2022-05-13 | 2023-11-16 | 한온시스템 주식회사 | 볼밸브 |
| WO2024034878A1 (ko) * | 2022-08-08 | 2024-02-15 | 한온시스템 주식회사 | 볼 밸브 및 이를 포함하는 차량용 열관리 장치 |
| CN115854060A (zh) * | 2023-02-28 | 2023-03-28 | 成都成高阀门有限公司 | 一种高性能金属密封球阀 |
| CN116498800A (zh) * | 2023-05-16 | 2023-07-28 | 上海开维喜阀门有限公司 | 一种高温球阀 |
| CN116677793A (zh) * | 2023-06-07 | 2023-09-01 | 上海开维喜阀门有限公司 | 一种新型双向密封提升杆球阀 |
| CN117006263A (zh) * | 2023-08-04 | 2023-11-07 | 上海开维喜阀门有限公司 | 一种球阀 |
| CN116816976A (zh) * | 2023-08-31 | 2023-09-29 | 成都成高阀门股份有限公司 | 一种组合取样球阀及在线取样方法 |
| CN117231774A (zh) * | 2023-11-07 | 2023-12-15 | 成都成高阀门股份有限公司 | 一种金属密封球阀 |
| CN117432813A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-01-23 | 成都乘风阀门有限责任公司 | 一种弹簧式多级节流放空阀 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 双向流硬密封旋球阀在水系统的应用;李广军;王彦枝;;通用机械;20131210(12);全文 * |
| 沸腾床渣油加氢裂化装置用金属密封球阀的设计;赵凯斌;;阀门;20180625(03);全文 * |
| 表面式凝汽器间接空冷系统安全经济运行分析与改进措施;安贵成;段东兴;;电力科学与工程;20090228(02);全文 * |
| 高温固定球双向耐磨球阀设计;罗利梅;;机械研究与应用;20130430(02);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117905904A (zh) | 2024-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9964219B2 (en) | Ball valve | |
| CN117905904B (zh) | 一种高温耐磨耐冲刷球阀 | |
| CN101270821B (zh) | 带有用于保持轴向密封件的可移动机构的球阀 | |
| EP2547936B1 (en) | Valves having ceramic trim with protected shut-off surfaces | |
| US8398053B2 (en) | Double piston trunnion mounted ball valves and methods of use | |
| CN106567936A (zh) | 可调式弹性陶瓷截止阀 | |
| CN218913803U (zh) | 一种阀座分体式双重定位型球阀 | |
| CN105757277A (zh) | 一种上装式球阀 | |
| CN110608296A (zh) | 一种带夹套的半球体金属密封固定球阀 | |
| CN212718121U (zh) | 一种高温高压硬密封球阀 | |
| EP2817546B1 (en) | Oblique mating surfaces in a valve assembly | |
| CN109764158B (zh) | 耐高温型四通球阀 | |
| CN220082168U (zh) | 衬碳化钨偏心球阀 | |
| CN109307089B (zh) | 高频快开止回阀 | |
| CN220770148U (zh) | 一种先导式下展放料阀 | |
| CN221704499U (zh) | 一种大口径高温高压球阀 | |
| CN219774806U (zh) | 一种防止阀瓣旋转截止阀 | |
| CN221628898U (zh) | 硬密封固定球阀 | |
| CN203202277U (zh) | 嵌套式锻钢球阀 | |
| CN2526618Y (zh) | 一种高性能参数的球阀 | |
| CN213899916U (zh) | 一种耐高温卡箍连接式不锈钢截止阀 | |
| KR101938327B1 (ko) | 초고압밸브용 비회전 밸브스템 | |
| CN118602131A (zh) | 一体式壳体的紧凑型金属密封球阀 | |
| CN201043617Y (zh) | 嵌套式锻钢球阀 | |
| CN113932033A (zh) | 一种球阀 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |