[发明专利]整体顶装式超高压、超低温硬密封球阀

说明书

(一)技术领域

本发明申请涉及一种球阀，具体地涉及一种整体顶装式超高压、超低温硬密封球阀。

(二)背景技术

球阀是一种在工业生产领域广泛使用的阀门，但是在一些特殊要求的环境下，如深海海洋平台、天然气气库和航天装置等介质的切换中，在高压及超低温的环境下，球阀的密封、强度以及阀门扭矩都会出现问题，从而影响正常的生产使用。在长期的超低温、高压状态下的材料的硬度、强度、耐磨和耐腐蚀性能达不到理想的要求，往往需要高性能的球阀。

在超高压超低温的环境中，尤其需要一种密封效果好，启闭扭矩较小，能够在线更换或维修的球阀。

(三)发明内容

【要解决的问题】

提供一种适用于超高压超低温工况的球阀，尤其是能够经受压力范围为2000Psi～10000Psi(也就是13.8～138.5MPa)、温度范围为-196℃～260℃超高压超低温的球阀；

提供一种具有很好的耐腐蚀性、对30种腐蚀介质几乎可以忽略不计的球阀；

提供一种采用顶装式结构的球阀，该阀门可在线更换和维修，其阀座采用独特主、副密封分体减压结构；

提供一种阀杆的密封采用独特的自密封预紧装置三重密封结构(一是不锈钢金属O形圈、二是碟形弹簧预紧密封、三是压板填料)，使其在低压力条件下能够确保密封，在高压力作用下，介质作用在承压环实现自密封，从而避免填料密封需要高强度的预紧压力，使阀杆开启扭矩变得很大。所以采用独特的自密封预紧装置三重密封结构，阀门的扭矩达到纯扭矩操作。

提供一种具有防火、抗静电设计的球阀。

【技术方案】

一种整体顶装式超高压、超低温硬密封球阀，该硬密封球阀包括阀体1、置于阀体1内部的带柄球体3、阀盖24以及穿过阀盖24的阀杆，带柄球体3底端通过底轴承4和底轴承座2置于阀体1的底部中心处的凹槽中，带柄球体3的顶部与阀杆相连，压板26通过螺柱27和螺母28固定到阀盖24上，压板26围绕着阀杆将填料21压向阀盖24；在阀盖24与阀杆之间由上至下依次设置有不锈钢金属O形圈33、密封填料21、轴承环20、阀座蝶簧19、推力轴承18和承压环17，其中阀盖24也是通过螺柱和螺母固定到阀体1上。

在带柄球体3的外侧是阀座13，阀座13的外侧设置有后阀座10，后阀座10嵌有密封座11以保证后阀座10与阀座13之间的密封。

在后阀座10与阀体1之间由内向外依次设置有密封作用的不锈钢金属O形圈、密封环7、压环6和阀座蝶簧12。

带柄球体3的顶部与阀杆连接的位置处设置有阀杆轴承座16。

在阀盖24与阀体1之间设置有不锈钢金属O形圈42，在阀盖24与阀体1之间的端面上设置有不锈钢夹柔性石墨中法兰垫片32。

阀门的顶端设置有用于保护的支架31，启闭力矩转动装置在支架31上。

【有益效果】

阀门的阀体采用锻钢制造，即保证了高压力下作用下能保持其结构的抗压均衡性，有效避免了使用铸钢件存在的铸造缺陷。

球体采用整体结构，阀座采用独特主、副密封分体减压结构，主密封采用硬质合金和球体接触保证密封要求，副密封采用耐低温的聚合材料，一方面确保阀座密封性能，另一方面能够缓冲高压力的作用，使得阀门的密封比压减小，即使在超高压工况下，阀门的开启扭矩却很小。

阀杆的密封采用独特的压力自密封预紧结构，三重密封装置(一是不锈钢金属O型圈、二是蝶性弹簧预紧密封、三是压板填料)，在低压力条件下能够确保密封，在高压力作用下，介质作用在承压环实现自密封，从而避免填料密封需要高强度的压力，阀杆开启扭矩变得很大。所以采用独特的自密封预紧结构，三重密封装置，阀门的扭矩达到纯扭矩操作。

阀盖和阀体之间的密封采用金属O型圈和柔性石墨垫片双重密封，保证了阀门的微泄漏符合标准要求。

(四)附图说明

图1为球阀的纵向剖视图；

图2为图1中A部的局部放大示意图；

图3为图1中B部的局部放大示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图1-3来详细描述本整体顶装式超高压、超低温硬密封球阀的结构。为了便于说明阀门的结构，以阀杆伸出的方向为上，相反的方向为下；以球阀的中心的带柄球体为阀门内部，远离带柄球体的方向则为向外。