一种防尘低扭矩一片式燃气球阀发明专利

专利名称：一种防尘低扭矩一片式燃气球阀

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202010894421.9

专利申请（专利权）人：良固阀门集团股份有限公司
权利人地址：浙江省温州市龙湾区永兴街道港强路32号

专利发明（设计）人：潘成桃,曲德湖,王聪聪,张鹏,黄涨泽,朱可玲,任飞

专利摘要：本发明属于阀门技术领域，包括一种防尘低扭矩一片式燃气球阀，一体式阀体内同轴且顺次设置有介质流入通道、阀球、介质流出通道，阀球设置在阀座上，所述阀球球面与所述阀座的接触面密封，阀球上部连接有阀杆底端，阀杆顶端连接有扳手，阀体内靠近所述介质流出通道的一端安装有阀盖，所述阀盖与所述阀体间的密封结构包括沿介质流动方向依次设置的第一O型圈、锥面密封面、PTFE密封垫；所述阀杆与所述阀体间的密封结构包括齿形迷宫组合密封结构、V形填料密封结构，所述阀体上设有位于所述阀杆正上方的防尘盖。本发明的密封性能、防火性能好，使用寿命长。

主权利要求：
1.一种防尘低扭矩一片式燃气球阀，包括阀体，所述阀体内同轴且顺次设置有介质流入通道、阀球、介质流出通道，所述阀球设置在阀座上，所述阀球球面与所述阀座的接触面密封，所述阀球上部连接有阀杆底端，所述阀杆顶端连接有扳手，其特征在于，所述阀体为一体式阀体，所述阀体内靠近所述介质流出通道的一端安装有阀盖，所述阀盖与所述阀体间的密封结构包括沿介质流动方向依次设置的第一O型圈、锥面密封面、PTFE密封垫；所述阀杆与所述阀体间的密封结构包括齿形迷宫组合密封结构、V形填料密封结构，所述阀杆下部设有台阶，所述齿形迷宫组合密封结构包括在第一阀杆台阶外壁与阀体内壁形成的环形腔内设置的第二O型圈、PTFE齿形密封垫，所述V形填料密封结构包括设置在阀杆径向外侧与所述阀体内壁间的V形填料、将V形填料压实的填料压盖，所述填料压盖上端通过螺钉与所述阀体连接；所述阀体上设有位于所述阀杆正上方的防尘盖；
所述阀杆上设有第二阀杆台阶，所述第二阀杆台阶为第一锥面台阶，所述第二阀杆台阶设置在齿形迷宫组合密封结构和V形填料密封结构之间的阀杆外侧；
所述阀球与阀杆间设有第一柱塞式静电引出装置，所述阀杆与阀体间设有第二柱塞式静电引出装置，所述第一柱塞式静电引出装置和所述第二柱塞式静电引出装置构成使得阀球、阀杆、阀体之间形成静电通道的防静电装置。
2.根据权利要求1所述的防尘低扭矩一片式燃气球阀，其特征在于，所述阀座与阀球间的密封结构包括梯形密封面结构，所述梯形密封面结构包括主密封面、对称设置在主密封面两侧的梯形内斜面和梯形外斜面，所述阀球顺时针旋转关闭过程中，所述阀球外表面通过先接触所述梯形内斜面从而过渡至与所述主密封面接触实现密封，所述阀球逆时针旋转关闭过程中，所述阀球外表面通过先接触所述梯形外斜面从而过渡至与所述主密封面接触实现密封。
3.根据权利要求1所述的防尘低扭矩一片式燃气球阀，其特征在于，所述第一阀杆台阶靠近所述阀球，所述第一阀杆台阶为水平台阶，所述水平台阶外壁与所述阀体内壁形成横截面为矩形的环形腔，所述第二O型圈和所述PTFE齿形密封垫将所述环形腔填满。
4.根据权利要求3所述的防尘低扭矩一片式燃气球阀，其特征在于，所述PTFE齿形密封垫的横截面为倒L型，所述第二O型圈设置在所述PTFE齿形密封垫内侧。
5.根据权利要求3所述的防尘低扭矩一片式燃气球阀，其特征在于，所述PTFE齿形密封垫的齿形面与所述环形腔上部的内表面接触。
6.根据权利要求1所述的防尘低扭矩一片式燃气球阀，其特征在于，所述阀体靠近所述阀座与所述阀球的安装部位处的内壁上设有第二锥面台阶，所述第二锥面台阶表面正对所述阀球外表面。
7.根据权利要求1所述的防尘低扭矩一片式燃气球阀，其特征在于，所述阀盖与所述阀体螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的防尘低扭矩一片式燃气球阀，其特征在于，所述第一O型圈、第二O型圈为氟橡胶密封圈，所述阀座材质为PTFE。 说明书 : 一种防尘低扭矩一片式燃气球阀技术领域[0001] 本发明属于阀门技术领域，具体涉及一种防尘低扭矩一片式燃气球阀。背景技术[0002] 燃气球阀为燃气管道安装必不可少的开关装置、实现对燃气的流量开关控制PE(聚乙烯)燃气球阀因其具备优良的化学性能，已经被广泛使用。[0003] 中国专利号CN201911154238.9的发明专利文件中公开了一种燃气球阀，包括阀体、设置于阀体内的球芯、与球芯连接且伸出阀体外的阀杆、设于阀体两端与阀体连接的两个端管，所述燃气球阀还包括减速机、电机、开关控制器和电池，所述电机与减速机传动连接，减速机与阀杆传动连接，所述电池为开关控制器和电机供电，所述开关控制器包括无线接收模块，开关控制器用于无线接收开关指令，根据开关指令控制电机正转或发转，并通过减速机增大扭矩来控制阀杆转动，实现燃气球阀的开合。[0004] 上述现有的技术方案中，阀杆外露，存在易锈蚀、易堆积铁锈、灰尘、油漆的问题，传统燃气球阀为二段式结构，存在密封性差，接缝口易被杂质堵塞的问题。不适用于需要高密封度的燃气管路系统。发明内容[0005] 本发明的目的在于：提供一种密封可靠、开关扭矩小的防尘低扭矩一片式燃气球阀。[0006] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：提供一种防尘低扭矩一片式燃气球阀，包括阀体，所述阀体内同轴且顺次设置有介质流入通道、阀球、介质流出通道，所述阀球设置在阀座上，所述阀球球面与所述阀座的接触面密封，所述阀球上部连接有阀杆底端，所述阀杆顶端连接有扳手，所述阀体为一体式阀体，所述阀体内靠近所述介质流出通道的一端安装有阀盖，所述阀盖与所述阀体间的密封结构包括沿介质流动方向依次设置的第一O型圈、锥面密封面、PTFE密封垫；所述阀杆与所述阀体间的密封结构包括齿形迷宫组合密封结构、V形填料密封结构，所述阀杆下部设有台阶，所述齿形迷宫组合密封结构包括在第一阀杆台阶外壁与阀体内壁形成的环形腔内设置的第二O型圈、PTFE齿形密封垫，所述V形填料密封结构包括设置在阀杆径向外侧与所述阀体内壁间的V形填料、将V形填料压实的填料压盖，所述填料压盖上端通过螺钉与所述阀体连接；所述阀体上设有位于所述阀杆正上方的防尘盖。[0007] 优选地，所述阀座与阀球间的密封结构包括梯形密封面结构，所述梯形密封面结构包括主密封面、对称设置在主密封面两侧的梯形内斜面和梯形外斜面，所述阀球顺时针旋转关闭过程中，所述阀球外表面通过先接触所述梯形内斜面从而过渡至与所述主密封面接触实现密封，所述阀球逆时针旋转关闭过程中，所述阀球外表面通过先接触所述梯形外斜面从而过渡至与所述主密封面接触实现密封。[0008] 优选地，所述第一阀杆台阶靠近所述阀球，所述第一阀杆台阶为水平台阶，所述水平台阶外壁与所述阀体内壁形成横截面为矩形的环形腔，所述第二O型圈和所述PTFE齿形密封垫将所述环形腔填满。[0009] 优选地，所述PTFE齿形密封垫的横截面为倒L型，所述第二O型圈设置在所述PTFE齿形密封垫内侧。[0010] 优选地，所述PTFE齿形密封垫的齿形面与所述环形腔上部的内表面接触。[0011] 优选地，所述阀杆上设有第二阀杆台阶，所述第二阀杆台阶为第一锥面台阶，所述第二阀杆台阶设置在齿形迷宫组合密封结构和V形填料密封结构之间的阀杆外侧。[0012] 优选地，所述阀体靠近所述阀座与所述阀球的安装部位处的内壁上设有第二锥面台阶，所述第二锥面台阶表面正对所述阀球外表面。[0013] 优选地，所述阀球与阀杆间设有第一柱塞式静电引出装置，所述阀杆与阀体间设有第二柱塞式静电引出装置，所述第一柱塞式静电引出装置和所述第二柱塞式静电引出装置构成使得阀球、阀杆、阀体之间形成静电通道的防静电装置。[0014] 优选地，所述阀盖与所述阀体螺纹连接。[0015] 优选地，所述第一O型圈、第二O型圈为氟橡胶密封圈，所述阀座材质为PTFE。[0016] 本发明的有益效果在于：[0017] 1、阀体为一体式阀体，铸件内部组织致密高无缺陷，尺寸精度高，变形量小，提高了阀门整体机械性能及加工精密度和表面质量。[0018] 2、阀盖与阀体间采用锥面配合连接结构，保证上下流侧密封阀座同心度零间隙，即阀盖与阀体连接径向无间隙配合，保证上下流侧阀座与阀盖接触密封面压缩量周圈同心均匀，密封更可靠，扭矩更小。[0019] 3、阀盖与阀体间的密封结构包括沿介质流动方向依次设置的第一O型圈、锥面密封面、PTFE密封垫，多重密封结构使得阀门在任何工况下都可保证密封的可靠性。[0020] 4、阀杆与阀体间的密封结构包括齿形迷宫组合密封结构、V形填料密封结构，所述齿形迷宫组合密封结构为第一道密封结构，所述V形填料密封结构为第二道密封结构，所述V形填料密封结构包括设置在阀杆径向外侧与所述阀体内壁间的V形填料、将V形填料压实的填料压盖，阀杆下部设有台阶，当介质压力作用时不会发生阀杆吹出事故；在阀门全开或全关有压工作状态，可更换阀杆上部填料。[0021] 5、现有浮动球阀阀座与阀球接触密封面均为单斜切面，阀球在开启或关闭过程中球口与阀座密封单斜面接触旋入时有剐盾现象，严重时会剐坏或剐掉阀座，为解决这一缺陷将阀座与阀球的接触密封斜面设计为梯形密封面，当阀球顺时针旋转关闭时，球口旋入阀座内侧顺滑切入梯形内斜面，过渡进入阀座主密封面实现密封，同理，当阀球逆时针旋转开启时，球口旋入阀座外侧顺滑切入梯形外斜面，过渡进入阀座主密封面实现密封，在整个开闭旋转过程中，阀球旋转过程顺滑无剐盾，密封可靠，开关扭矩小，延长了阀座使用寿命周期。[0022] 6、现有的阀杆防火结构为阀杆止推台平面结构，因平面密封所需密封比压大，真正失火很难保证金属密封，本发明在阀杆上设置第二阀杆台阶，所述第二阀杆台阶为第一锥面台阶，所述第二阀杆台阶设置在齿形迷宫组合密封结构和V形填料密封结构之间的阀杆外侧，当发生失火阀杆在气体压力作用下，推动阀杆稍向上移动很小距离，第一锥面台阶就会与阀体填料函孔锥面碰触楔紧，只需很小压力即可实现金属密封，同时对密封件材料为PTFE、氟橡胶的软密封件起到了良好的密封保护作用。[0023] 7、所述阀球与阀杆间设有第一柱塞式静电引出装置，所述阀杆与阀体间设有第二柱塞式静电引出装置，所述第一柱塞式静电引出装置和所述第二柱塞式静电引出装置构成使得阀球、阀杆、阀体之间形成静电通道的防静电装置，达到消除静电积累的作用。附图说明[0024] 图1是本发明防尘低扭矩一片式燃气球阀径向剖面结构示意图。[0025] 图2是本发明防尘低扭矩一片式燃气球阀轴向剖面结构示意图。[0026] 图3是图1中A处的局部放大示意图。[0027] 图4是图1中B处的局部放大示意图。[0028] 图5是阀座与阀球间的密封面结构示意图。[0029] 图6是图5中C处的局部放大示意图。[0030] 图7是图1中D处的局部放大示意图。具体实施方式[0031] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。[0032] 请参阅图1和图2所示，提供一种防尘低扭矩一片式燃气球阀，包括阀体1，所述阀体1内同轴且顺次设置有介质流入通道、阀球2、介质流出通道，所述阀球2设置在阀座3上，所述阀球2球面与所述阀座3的接触面密封，所述阀球2上部连接有阀杆5底端，所述阀杆5顶端连接有扳手，所述阀体1为一体式阀体1，所述阀体1内靠近所述介质流出通道的一端安装有阀盖4。[0033] 所述填料压盖上方的阀杆侧面设有限位板14，所述限位板上方的阀杆侧面嵌有轴用挡圈15，用于限定阀杆5的径向限位。所述防尘盖16的径向一侧通过铆钉17与所述阀体1连接，与所述铆钉17径向相对的一侧设有门吸12。[0034] 请参阅图3所示，所述阀盖4与所述阀体1间的密封结构包括沿介质流动方向依次设置的第一O型圈18、锥面密封面20、PTFE密封垫21；所述第一O型圈18与所述锥面密封面20之间还设有第三O型密封圈19。[0035] 请参阅图4所示，所述阀杆5与所述阀体1间的密封结构包括齿形迷宫组合密封结构、V形填料密封结构，所述阀杆5下部设有台阶，所述齿形迷宫组合密封结构包括在第一阀杆台阶24外壁与阀体1内壁形成的环形腔内设置的第二O型圈7、PTFE齿形密封垫6，所述V形填料密封结构包括设置在阀杆5径向外侧与所述阀体1内壁间的V形填料8、将V形填料8压实的填料压盖9，所述填料压盖9上端通过螺钉10与所述阀体1连接；所述阀体1上设有位于所述阀杆5正上方的防尘盖16。所述螺钉10与所述填料压盖上表面之间垫有蝶形弹簧11。所述阀球2与阀杆5间设有第一柱塞式静电引出装置23，所述阀杆5与阀体1间设有第二柱塞式静电引出装置22，所述第一柱塞式静电引出装置23和所述第二柱塞式静电引出装置22构成使得阀球2、阀杆5、阀体1之间形成静电通道的防静电装置。[0036] 所述第一阀杆台阶24靠近所述阀球2，所述第一阀杆台阶24为水平台阶，所述水平台阶外壁与所述阀体1内壁形成横截面为矩形的环形腔，所述第二O型圈和所述PTFE齿形密封垫将所述环形腔填满。[0037] 所述PTFE齿形密封垫6的横截面为倒L型，所述第二O型圈7设置在所述PTFE齿形密封垫6内侧。[0038] 所述PTFE齿形密封垫6的齿形面与所述环形腔上部的内表面接触。[0039] 所述阀杆5上设有第二阀杆台阶25，所述第二阀杆台阶25为第一锥面台阶，所述第二阀杆台阶25设置在齿形迷宫组合密封结构和V形填料密封结构之间的阀杆5外侧。[0040] 请参阅图5和图6所示，所述阀座3与阀球2间的密封结构包括梯形密封面结构，所述梯形密封面结构包括主密封面27、对称设置在主密封面27两侧的梯形内斜面26和梯形外斜面28，所述阀球顺时针旋转关闭过程中，所述阀球2外表面通过先接触所述梯形内斜面26从而过渡至与所述主密封面27接触实现密封，所述阀球2逆时针旋转关闭过程中，所述阀球2外表面通过先接触所述梯形外斜面28从而过渡至与所述主密封面27接触实现密封。[0041] 请参阅图7所示，所述阀体1靠近所述阀座3与所述阀球2的安装部位处的内壁上设有第二锥面台阶29，所述第二锥面台阶29表面正对所述阀球外表面。[0042] 所述阀盖4与所述阀体1螺纹连接。[0043] 所述第一O型圈18、第二O型圈7为氟橡胶密封圈，所述阀座3材质为PTFE。[0044] 阀体1为一体式阀体1，铸件内部组织致密高无缺陷，尺寸精度高，变形量小，提高了阀门整体机械性能及加工精密度和表面质量。[0045] 阀盖4与阀体1间采用锥面配合连接结构，保证上下流侧密封阀座同心度零间隙，即阀盖4与阀体1连接径向无间隙配合，保证上下流侧阀座与阀盖4接触密封面压缩量周圈同心均匀，密封更可靠，扭矩更小。[0046] 阀盖4与阀体1间的密封结构包括沿介质流动方向依次设置的第一O型圈、锥面密封面、PTFE密封垫，多重密封结构使得阀门在任何工况下都可保证密封的可靠性。[0047] 阀杆5与阀体1间的密封结构包括齿形迷宫组合密封结构、V形填料密封结构，所述齿形迷宫组合密封结构为第一道密封结构，所述V形填料密封结构为第二道密封结构，所述V形填料密封结构包括设置在阀杆5径向外侧与所述阀体1内壁间的V形填料、将V形填料压实的填料压盖，阀杆5下部设有台阶，当介质压力作用时不会发生阀杆5吹出事故；在阀门全开或全关有压工作状态，可更换阀杆5上部填料。[0048] 现有浮动球阀阀座与阀球接触密封面均为单斜切面，阀球在开启或关闭过程中球口与阀座密封单斜面接触旋入时有剐盾现象，严重时会剐坏或剐掉阀座，为解决这一缺陷将阀座与阀球的接触密封斜面设计为梯形密封面，当阀球顺时针旋转关闭时，球口旋入阀座内侧顺滑切入梯形内斜面，过渡进入阀座主密封面实现密封，同理，当阀球逆时针旋转开启时，球口旋入阀座外侧顺滑切入梯形外斜面，过渡进入阀座主密封面实现密封，在整个开闭旋转过程中，阀球旋转过程顺滑无剐盾，密封可靠，开关扭矩小，延长了阀座使用寿命周期。[0049] 现有的阀杆5防火结构为阀杆5止推台平面结构，因平面密封所需密封比压大，真正失火很难保证金属密封，本发明在阀杆5上设置第二阀杆5台阶，所述第二阀杆5台阶为第一锥面台阶，所述第二阀杆5台阶设置在齿形迷宫组合密封结构和V形填料密封结构之间的阀杆5外侧，当发生失火阀杆5在气体压力作用下，推动阀杆5稍向上移动很小距离，第一锥面台阶就会与阀体1填料函孔锥面碰触楔紧，只需很小压力即可实现金属密封，同时对密封件材料为PTFE、氟橡胶的软密封件起到了良好的密封保护作用。[0050] 所述阀球与阀杆5间设有第一柱塞式静电引出装置，所述阀杆5与阀体1间设有第二柱塞式静电引出装置，所述第一柱塞式静电引出装置和所述第二柱塞式静电引出装置构成使得阀球、阀杆5、阀体1之间形成静电通道的防静电装置，达到消除静电积累的作用。[0051] 本发明中的启闭件为全通径实心球体，阀杆5带动阀球转动，只需顺逆转动90°，阀门就可达到全开或全闭状态，开闭扭矩小，启闭时间短，在关闭状态，阀球在上流侧气体压力作用下向下流侧浮动，使其阀球与下流侧阀座间的密封比压随着介质压力的增大而增强，从而实现阀门的密封可靠性，保证零泄漏。[0052] 表1为本发明的阀门性能数据表。[0053][0054] 表1[0055] 本发明具有结构简单、低扭矩、密封性能好、流阻小、结构紧凑、重量轻、占据空间小、使用寿命长等优点，可广泛应用于石油天然气、液化气及各类燃气的输送管路系统。[0056] 注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

专利地区：浙江

专利申请日期：2020-08-31

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN111927974B