[发明专利]软硬双密封固定球阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种球阀结构，具体地说是涉及一种改进密封结构的固定球阀。

背景技术

球阀主要是通过一个有孔的球体，在阀杆的控制下作90°旋转，使阀门开启或关闭，由于其通道直径等于或小于管道内径，流体阻力小，开关迅速、方便，寿命长、可靠性高，得到了广泛的应用。

现有的球阀的密封形式大致分为软密封和硬密封两种。

软密封球阀的特点是：在预紧力或流体压力作用下，阀座材料多为特殊的塑料，如由PEEK(聚醚醚酮)、PTFE(聚四氟己烯)、尼龙等相对更硬和刚性更大的塑料材料制成以满足使用温度与压力性能，利用其固有的弹性特性与球体压紧，并使阀座材料产生弹性塑性变形而达到密封，其密封效果取决于阀座在流体压力或预紧力的作用下，能够补偿球体的不圆度和表面微观不平的程度。此外，当球阀装配调试好后，密封面上的预紧力就固定了。软密封球阀的缺点主要是：但当球阀使用一段时间后，由于阀座的磨损，以及塑性残余变形，紧密贴合的阀座和球体将逐渐的松驰，密封比压也将逐渐降低而发生渗漏，受阀座材料耐温的限制，上述球阀一般仅用于较低压力(1.6Mpa左右)与较低的温度(200°以下)下工作。

硬密封球阀的特点是：阀体、球体和阀座都是用金属材料制造，阀座为金属或耐热合金。阀座材料采用金属对金属密封副的优点是：适用温度范围广，各种金属材料的热膨胀系数相差不大，只要选用得当，可以达到基本一致，有利于协调温差变形；缺点是：金属材料硬度高，达到密封的比压亦高，在压力较低的场合，难以靠流体的压力达到密封的效果，即便是采用预紧力达到密封，但因密封比压较大，球阀的启闭转矩亦大，密封副的磨损越快，阀门的使用寿命不高。由于开关扭矩增大的因素，靠人工操作是比较困难的事，所以硬密封球阀一般多采用齿轮箱、电动或气动阀门执行机构驱动阀门的启闭，阀门驱动装置有的会比阀门价格高出许多，不是所有的应用场合都需要此设备，有时候增加这些装置是不得已的事。

此外，球阀至今没有令人很满意的可调性，因此，当阀座由于过度磨损而开始泄漏时，就必须对该阀门进行更换或维修。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种软硬双密封固定球阀，该软硬双密封固定球阀采用了初级硬密封和次级软密封相结合的软硬双密封组合密封结构，使得球阀的密封性能更可靠，基本达到“零泄漏”的密封要求。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种软硬双密封固定球阀，包括阀体、阀座和球形阀芯，所述阀座固定于阀体的流道口与球形阀芯之间，所述阀体、阀座和球形阀芯皆为金属材质，所述阀座具有硬密封面，所述硬密封面为阀座上与球形阀芯相接触的面，所述硬密封面的形状与其所对应的球形阀芯的圆弧面一致，所述硬密封面与球形阀芯接触构成初级硬密封，所述阀座上固定有橡胶材质的第一O形圈，所述第一O形圈与所述球形阀芯接触构成次级软密封。

阀座与球形阀芯间的密封采用了初级硬密封和次级软密封相结合的软硬双密封组合密封结构，初级硬密封能有效地防止固体颗粒对密封面的损坏，次级软密封能保证阀门达到“零泄漏”的密封要求。软硬双密封组合密封结构具有现有软密封和硬密封的诸多优点，由于阀座有初级硬密封的保护，在任何情况下密封面之间都不会对次级软密封的第一O形圈造成严重的挤压变形，这样不但解决了传统软密封阀座的磨损问题，还对部分由于阀座磨损或增加压力引起的在阀门内的泄漏创造了能够得到补偿间隙的条件；由于阀座有辅助的次级软密封，因此需要的密封比压比传统单一的硬密封阀门需要的密封比压小，这样阀门的操作扭矩也降低了许多。

本发明的进一步技术方案是：

所述第一O形圈位于所述硬密封面的外围。

所述第一O形圈外表面具有聚四氟乙烯层。1949年，K.V苏特和P.H托马斯在B-L机器上测量聚四氟乙烯(PTFE)材料的摩擦系数时证实：承载1～4公斤，滑行速度0.1～10毫米时，聚四氟乙烯(PTFE)材料的摩擦系数是0.04；在承载1360公斤情况下，摩擦系数达到0.01。目前采用的氟橡胶(摩擦系数为0.8)和尼龙(摩擦系数为0.3～0.4)都有很大的摩擦系数，而公知的是，摩擦系数越大的材料越容易磨损，直接影响球阀的使用寿命。因此在橡胶材质的第一O形圈外表面喷涂聚四氟乙烯(PTFE)不仅保证了密封面的弹性和韧性，还减小了摩擦，提高了耐磨性，使球阀的开闭使用次数提高到十倍以上。