一种双向硬密封旋球阀的制作方法

1.本实用新型属于阀门领域，尤其涉及一种双向硬密封旋球阀。


背景技术：

2.双向双向硬密封旋球阀广泛应用于煤化工、石化和地下管网等行业，主要用于水泵出口端、管网系统、回收水系统、高水位槽和防倒流系统等。无论是球阀还是蝶阀，长时间各自发展，唯一的交集是都用有限转角的驱动装置。但早期其共同的特点是用软密封。软密封的最主要的优点是密封容易实现，缺点是在液体中容易泡胀、老化，而其密封是靠摩擦、变形实现的，因而使用寿命很短，一般约为半年左右。因为软密封使用寿命太短，有的工程还未结束，阀门就要更换，其实用价值极为有限。人们考虑用硬密封，但这种转角启闭方式作用力不能正向直接作用到阀芯上，有力也使不上。
3.现有技术中有一种处于蝶阀和球阀结合的过渡产品——多层次硬密封蝶阀，多层次硬密封蝶阀是采用多层次硬密封加软夹层，但实际上还是软密封，即用钢片把软质材料夹紧挤压出来贴合密封面，这就出现了两个非常大的问题，一是夹板用的xb板即石棉板对接触和饮用水的人造成高致癌的后果；二是真正使用石墨夹层，众所周知，石墨是一种粉状无定形物质，本身无附着力，加入的粘结剂处于液体中尤其在很多带有强烈分散能力的流体介质中，很快就会弥散开来，只能经常不断地旋紧螺栓，不断地挤压出来，直到最终全部散失使阀门失效为止。
4.由于多层次密封是假硬密封真软密封,其使用寿命还是很短，而且带来新的问题，如多层次夹层遇到固态颗粒顶一下或人为碰一下，使多层次板缩进就会出现大漏。修复时要停止使用并吊出阀板，拧紧螺栓以压紧压板，工程浩大。
5.第一代密封蝶阀的阀座用的是冲压成型的弹性片，各厂家所用的形状也各不相同，阀板密封面一般均用部分球体，这样球阀和蝶阀开始结合起来。弹性密封蝶阀的优点是球体与阀座不须对磨和配对，缺点是强行挤入磨擦密封磨损很大，而且长时间使用及温度变化引起记忆回复乱变形而报废。(详见附图1)。因此如何解决阀座、阀板密封面不相对移动或变形而双向抵御介质压力或压差，并在硬碰硬密封条件下做到零泄漏成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.综上所述，为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种可用于型号为dq342h或dq342y的双向硬密封旋球阀。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种双向硬密封旋球阀，包括阀体、阀杆、阀芯、阀座及阀杆驱动装置，所述阀杆与阀芯呈联动设置，所述阀芯、阀座均为实体金属，阀芯外侧设置有弧形球面，所述弧形球面小于球体的一半，所述阀芯转动中心与球体中心偏心设置，所述阀座为串动环体，所述阀体对应阀芯外侧的一侧设置有凸部，所述阀座设置于所述阀杆与凸部之间，所述阀座对应阀体的外周设置有容纳槽，所述容纳槽内
设置有o型圈，所述阀座的内周设置有用于与弧形球面相抵的抵触部，所述抵触部内侧直径大于外侧直径。
8.通过采用上述技术方案，与现有的密封旋球阀区别是阀芯、阀座均用实体金属，阀座在阀体内串动，正向压力时阀芯推动阀座后退，阀座又被阀体内凸部顶住，形成密封，反向时阀芯被压力推开，阀座也跟着被推进，这样又形成密封，基于熵增原理，在介质压力的作用下，圆锥面内的球体能从任一方向运动与圆锥面自动对正中心并重合，即在介质作用下，阀芯与阀座中心不同心的情况下能自动完成对正中心和自动重合密封；同时由于非硬性固定阀座，因此具有自动弥合磨损的功能，在球体或阀座有等距扩圈性磨损时，同样基于球体偏心转动原理，关闭时球体运动到其重合位置，并在熵增原理作用下自动调整姿态而越关越紧；启、闭无磨擦，基于球体偏心转动原理，开启时球体一瞬间离开阀座，关闭时球体一瞬间与阀座重合，因而启闭时无磨擦；基于同样的原理,球体的偏心转动，在阀门进出口平行的投影面上,球体关闭时其面积不断膨胀,开启时其面积不断缩小；本技术方案由于阀芯为球体的一部分并小于球体的一半，阀座为圆锥面，因而可用于流体压力、压差、流量的调节（由于流体压力、压差、流量、温度与阀芯的开度基本上呈等百分比的关系，小开度时优点尤为明显，因其正向小开度时，流体相对迸射指向阀腔中心，迸射的流体在阀腔中心相互冲撞，有效地消除流体介质的冲击势能，减少噪声与振动；流线型阀芯降低甚至消除阀芯背面负压旋涡区，消除空化空蚀的对阀芯的危害；在很大区域的中等开度范围内，流体流量、压力、压差与开度的关系近似直线，其直线区为开度的35~85%，因此本技术方案可调口径大、比例大）；通道流畅、流阻系数小，本技术方案仅为截止阀的三分之一至五分之一，流线型内件挂渣少，阀腔下部积渣少，没有闸阀的小开度振动剧烈和闸阀、球阀小开度时冲刷磨损特别严重的缺点；占空少、重量轻，本技术方案制造体积、安装体积、操作体积均很小，重量轻（仅为球阀的五分之一、闸阀的三分之一、截止阀的二分之一，高度仅为闸阀的六分之一，截止阀的二分之一），由于阀芯基本对称平衡，启闭力矩小（在无螺纹、蜗轮减力的情况下，约为球阀的四分之一，启闭转角小于等于90
°
），因而启闭行程短、启闭迅速，因其结构长度短，因而可生产大口径、极大口径的阀门。
9.本实用新型进一步设置：所述抵触部包括凸出设置的环锥面，所述环锥面两侧与弧形球面间隙设置，所述弧形球面与阀座的环锥面线接触且密封配合。
10.通过采用上述技术方案，弧形球面与阀座的环锥面线接触，但弧形球面与环锥面接触的点与球中心形成的垂足都不与环锥面剖线垂直，换言之，阀座抵触部不是球体的切线形成的连续面，有反向作用压力或反向作用压力大于正向作用压力时形成反压差，阀座串动自动补偿密封间隙，使之达到双向密封，作用压力越大，双向密封的效果越好；放大密封比压，线接触密封可以获得极大的密封比压，使硬碰硬密封获得零泄漏成为可能；而球面的特性使其嵌入极浅，只要密封副材料硬度搭配选取适当和阀座材料的消痕性能、抗冲刷磨损性能良好，在达到零泄漏的情况下确保长使用寿命。
11.本实用新型进一步设置：所述阀座对应凸部的一侧设置有弹性件，所述弹性件为圆柱弹簧或波形弹簧中的一种。
12.通过采用上述技术方案，当反向时阀芯被压力推开，增加一圈圆柱弹簧或波形弹簧，以增加推力，使得阀座与阀芯抵触更稳定。
13.本实用新型进一步设置：所述弧形球面包括与阀座接触的密封面，所述密封面与
抵触部上皆设置有匀质或梯度的材料层，所述材料层为高合金钢、耐磨不锈钢、硬质合金、超硬陶瓷合金、立方氮化硼、人造金刚石中的一种，所述材料层通过真空堆焊、等离子喷涂溅击、以太镭射原子渗透等方法在基体上形成。
14.通过采用上述技术方案，在密封面上可以堆焊各种材料形成硬度不同的系列，适应各种不同的工况，获得超高的使用寿命。
15.下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式。
附图说明
16.图1为现有第一代密封阀的剖视图；
17.图2为本实用新型实施例1的剖视图；
18.图3为图2的a部放大图；
19.图4为本实用新型实施例2的局部剖视图；
20.附图标记：1.阀体，11.凸部，2.阀杆，3.阀芯，31.弧形球面，4.阀座，41.容纳槽，42.抵触部，421.环锥面，5.阀杆驱动装置，6.o型圈，7.弹性件。
具体实施方式
21.本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。
22.参见附图1-4，本实施例公开的一种双向硬密封旋球阀，包括阀体1、阀杆2、阀芯3、阀座4及阀杆驱动装置5，所述阀杆2与阀芯3呈联动设置，所述阀芯3、阀座4均为实体金属，阀芯3外侧设置有弧形球面31，所述弧形球面31小于球体的一半，所述阀芯3转动中心与球体中心偏心设置，所述阀座4为串动环体，所述阀体1对应阀芯3外侧的一侧设置有凸部11，所述阀座4设置于所述阀杆2与凸部11之间，所述阀座4对应阀体1的外周设置有容纳槽41，所述容纳槽41内设置有o型圈6，所述阀座4的内周设置有用于与弧形球面31相抵的抵触部42，所述抵触部42内侧直径大于外侧直径。
23.本实施例进一步设置：所述抵触部42包括凸出设置的环锥面421，所述环锥面421两侧与弧形球面31间隙设置，所述弧形球面31与阀座4的环锥面421线接触且密封配合。
24.本实施例进一步设置：所述阀座4对应凸部11的一侧设置有弹性件7，所述弹性件7为圆柱弹簧或波形弹簧中的一种。
25.本实施例进一步设置：所述弧形球面31包括与阀座4接触的密封面，所述密封面与抵触部42上皆设置有匀质或梯度的材料层，所述材料层为高合金钢、耐磨不锈钢、硬质合金、超硬陶瓷合金、立方氮化硼、人造金刚石中的一种，所述材料层通过真空堆焊、等离子喷涂溅击、以太镭射原子渗透等方法在基体上形成。
26.上述的“之间”并不仅仅指方位、位置之间，还包括指不同零件的相互作用之间的意思，上述的“上、下”只是相对描述，便于描述和理解，不排除使用其它可能性。
27.尽管本文较多地使用了阀体1，凸部11，阀杆2，阀芯3，弧形球面31，阀座4，容纳槽41，抵触部42，环锥面421，阀杆驱动装置5，o型圈6，弹性件7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解
释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

技术特征：
1.一种双向硬密封旋球阀，包括阀体、阀杆、阀芯、阀座及阀杆驱动装置，所述阀杆与阀芯呈联动设置，其特征在于：所述阀芯、阀座均为实体金属，阀芯外侧设置有弧形球面，所述弧形球面小于球体的一半，所述阀芯转动中心与球体中心偏心设置，所述阀座为串动环体，所述阀体对应阀芯外侧的一侧设置有凸部，所述阀座设置于所述阀杆与凸部之间，所述阀座对应阀体的外周设置有容纳槽，所述容纳槽内设置有o型圈，所述阀座的内周设置有用于与弧形球面相抵的抵触部，所述抵触部内侧直径大于外侧直径。2.根据权利要求1所述的一种双向硬密封旋球阀，其特征在于：所述抵触部包括凸出设置的环锥面，所述环锥面两侧与弧形球面间隙设置，所述弧形球面与阀座的环锥面线接触且密封配合。3.根据权利要求1所述的一种双向硬密封旋球阀，其特征在于：所述阀座对应凸部的一侧设置有弹性件，所述弹性件为圆柱弹簧或波形弹簧中的一种。

技术总结
本实用新型涉及一种双向硬密封旋球阀，包括阀体、阀杆、阀芯、阀座及阀杆驱动装置，阀杆与阀芯呈联动设置述阀芯、阀座均为实体金属，阀芯外侧设置有弧形球面，弧形球面小于球体的一半，阀芯转动中心与球体中心偏心设置，阀座为串动环体，阀体对应阀芯外侧的一侧设置有凸部，阀座设置于所述阀杆与凸部之间，阀座对应阀体的外周设置有容纳槽，容纳槽内设置有O型圈，阀座的内周设置有用于与弧形球面相抵的抵触部，抵触部内侧直径大于外侧直径。通过采用上述技术方案，阀芯、阀座均用实体金属，在介质作用下能自动重合密封，自动弥合磨损，启、闭无磨擦，占空少、重量轻，启闭行程短、启闭迅速，结构长度短，因而可生产大口径、极大口径的阀门。极大口径的阀门。极大口径的阀门。


技术研发人员：杨冰奔 张帆
受保护的技术使用者：双球阀门科技有限公司
技术研发日：2021.11.04
技术公布日：2022/5/25