一种上装式超低温C型耐磨球阀

技术领域

本发明涉及球阀技术领域，具体是一种上装式超低温C型耐磨球阀。

背景技术

上装式偏心半球阀利用偏心阀体，偏心球体和阀座，阀杆作旋转运动时在共同轨迹自动定心，关闭过程中越关越紧，完全达到良好的密封目的。阀门的球体和阀座完全脱离，消除了密封圈的磨损，克服了传统球体阀座与球体密封面始终磨损的问题，非金属弹性材料被嵌入金属座中，阀座金属面受到良好的保护。因考虑到使用环境的复杂性，为保证球阀表面耐磨性，一般都会在其表面喷涂耐磨油漆，耐磨油漆主要体现在其耐磨性能上，耐磨油漆具有优良的机械性能，附着力强、抗划伤、耐酸碱、抗腐蚀等特点。

在现有技术中，在能源化工领域中使用球阀时，高温、高压以及复杂工艺介质严苛工况下，密封的效果难以得到稳定保证，在长期使用后，现有常规的偏心球阀难以保证密封效果的持续性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种上装式超低温C型耐磨球阀，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种上装式超低温C型耐磨球阀，包括阀体，所述阀体内转动连接设置有“C”字形球体，所述阀体上安装设置有垫板，所述垫板上固定连接设置有上装支架，所述上装支架上安装设置有驱动机构，所述驱动机构的输出端通过上轴与“C”字形球体传动连接，所述阀体内一侧嵌入设置有密封件，所述密封件中部与阀体连通，所述“C”字形球体与密封件对应适配。

作为本发明进一步的方案：阀体内水平贯通设置，阀体的两端外围均设有同于连接的法兰，阀体的顶部通过螺栓装配连接设置有垫板。

作为本发明进一步的方案：上轴固定连接在“C”字形球体的上端，且与垫板形成转动连接，上轴穿过上装支架后与驱动机构的输出端传动连接。

作为本发明进一步的方案：阀体的中心线与上轴的中心线之间呈偏心设置，上轴的中心线和“C”字形球体的球面的中心线之间呈偏心设置。

作为本发明进一步的方案：阀体底部与“C”字形球体相对处设有下轴，所述下轴与上轴的轴线重合，且下轴与“C”字形球体之间为活动抵合设置。

作为本发明进一步的方案：所述密封件包括固定衬套以及滑动配合在固定衬套端部一侧的密封圈，所述固定衬套为环形结构，所述固定衬套镶嵌在阀体的内壁一侧，固定衬套内腔与阀体的内腔在水平方向上呈连通状态，所述密封圈远离固定衬套的一侧开口处固定套接设置有密封套。

作为本发明进一步的方案：所述固定衬套远离“C”字形球体的一侧同心设置有滑动套，所述滑动套与阀体内壁在水平方向上滑动配合，且通过弹簧相连。

作为本发明进一步的方案：密封套远离密封圈一侧开口呈漏斗状，所述密封套与所述“C”字形球体的球面一侧活动适配，固定衬套、密封圈和密封套中部水平连通。

作为本发明进一步的方案：所述密封圈靠近固定衬套的一侧设有偏转套，所述偏转套和所述密封圈为一体式设置，所述偏转套外侧为环形球面设置，所述固定衬套内壁与所述偏转套的表面滑动贴合设置。

作为本发明进一步的方案：所述偏转套靠近密封圈一端的两侧对称嵌入设置有偏转槽，所述固定衬套内壁与偏转槽相对的两侧对称固定连接设置有滑扣，所述滑扣与所述偏转槽内壁滑动贴合，所述滑扣两侧与所述偏转槽的两侧内壁之间连接设置有偏转弹簧。

作为本发明进一步的方案：偏转槽设置在“C”字形球体的转动方向上的前后两侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过“C”字形球体的结构设置，可以避免死腔的存在，从而不易积渣、减少结垢，同时利用流体冲洗，也可以实现内部的自动清洁。而通过阀体上端还可以直接垂直安装“C”字形球体，装配简单方便。该种“C”形结构的球阀比“O”形结构的球阀，在开关过程中流体冲刷更少。流道全通径，在全开或全关状态下具有较低的压力损失。球体的孔与管道直接对齐或完全封闭，流体可以无阻碍地通过。而因为“C”字形球体的偏心球面密封面小，因此密封性能好，开关需要克服的力相对较小，开关微扭矩，且高温防抱死。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中阀体的结构示意图。

图3为本发明中密封件和“C”字形球体未接触状态下的结构示意图。

图4为本发明中密封件和“C”字形球体初步接触状态下的结构示意图。

图5为本发明中密封件和“C”字形球体接近完全接触状态下的结构示意图。

图6为本发明中密封件和“C”字形球体完全接触状态下的结构示意图。

图7为本发明中密封件的结构示意图。

图8为本发明中密封圈的结构示意图。

图9为本发明中固定衬套的结构示意图。

图10为图9中A区域的放大结构示意图。

图中：1-阀体，2-密封件，21-固定衬套，2101-滑动套，2102-滑扣，2103-偏转弹簧，22-密封圈，2201-偏转套，2202-偏转槽，23-密封套，3-垫板，4-上装支架，5-驱动机构，6-“C”字形球体，61-下轴，62-上轴。

具体实施方式

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种上装式超低温C型耐磨球阀，包括阀体1，所述阀体1内转动连接设置有“C”字形球体6，所述阀体1上安装设置有垫板3，所述垫板3上固定连接设置有上装支架4，所述上装支架4上安装设置有驱动机构5，所述驱动机构5的输出端通过上轴62与“C”字形球体6传动连接，所述阀体1内一侧嵌入设置有密封件2，所述密封件2中部与阀体1连通，所述“C”字形球体6与密封件2对应适配。

阀体1内水平贯通设置，阀体1的两端外围均设有同于连接的法兰，阀体1的顶部通过螺栓装配连接设置有垫板3，打开垫板3后，可以方便对阀体1内进行检修维护，上轴62固定连接在“C”字形球体6的上端，且与垫板3形成转动连接，上轴62穿过上装支架4后与驱动机构5的输出端传动连接，驱动机构5可以为电机组，可以驱动上轴62带动“C”字形球体6进行转动，驱动机构5也可以为现有技术中常规的用于球阀控制启闭的转动结构，通过齿轮副的配合实现对“C”字形球体6的传动控制，此为现有技术在此不再赘述。

如图2-6所示，“C”字形球体6优选的截面为“C”形结构，当“C”字形球体6的球面一侧与密封件2形成完整的贴合后，即可实现阀体1中流道的封堵，从而阀门整体处于关闭状态，而当“C”字形球体6相对转动，“C”字形球体6的球面与密封件2之间的贴合存在缝隙，此时即可实现开启，这种“C”字形球体6的结构设置配合相对于传统的球体中心贯穿通孔的设置，具有更好的响应速度，而且优选的，阀体1的中心线与上轴62的中心线之间存在偏心设置，上轴62的中心线和“C”字形球体6的球面的中心线之间也存在偏心设置，双偏心的设置能够使“C”字形球体6的运动轨迹类似于凸轮机构转动的轨迹，只有在“C”字形球体6和密封件2相对开启或关闭(完全接触状态的解除或是完成)过程中的3-5°范围内才会有实质性的接触，“C”字形球体6的行程中摩擦大大降低，能够实现强制硬密封；开关过程中摩擦降低，扭矩也能够降低，从而延长使用寿命，维修密封结构的频率大大降低。其中，阀体1底部与“C”字形球体6相对处设有下轴61，所述下轴61与上轴62的轴线重合，且下轴61与“C”字形球体6之间为活动抵合设置，下轴61端部可以通过滚珠与“C”字形球体6相接触，也可以为光滑平面之间的接触抵合，这种下轴61不动的配合方式，能够避免超微物料的堵塞。

而通过“C”字形球体6的结构设置，可以避免死腔的存在，从而不易积渣、减少结垢，同时利用流体冲洗，也可以实现内部的自动清洁。而通过阀体1上端还可以直接垂直安装“C”字形球体6，装配简单方便。该种“C”形结构的球阀比“O”形结构的球阀，在开关过程中流体冲刷更少。流道全通径，在全开或全关状态下具有较低的压力损失。球体的孔与管道直接对齐或完全封闭，流体可以无阻碍地通过。而因为“C”字形球体6的偏心球面密封面小，因此密封性能好，开关需要克服的力相对较小，开关微扭矩，且高温防抱死。

“C”字形球体6的结构主要采用镍基合金热熔覆和超音速(冷喷)喷涂技术，硬度可以达到HRC55-65。镍基合金具有很好的耐摩擦、耐冲击、耐腐蚀等性能，能够适用于绝大多数煤气化苛刻工况条件，可根据用户要求及工艺条件，喷涂碳化钨、碳化铬、钴基合金等。在特种工况下对C球整体进行喷涂处理，从而避免介质对通道内部的薄弱部位过早冲刷及损坏。

进一步的，如图7-10所示，所述密封件2包括固定衬套21以及滑动配合在固定衬套21端部一侧的密封圈22，所述固定衬套21为环形结构，所述固定衬套21镶嵌在阀体1的内壁一侧，固定衬套21内腔与阀体1的内腔在水平方向上呈连通状态，所述固定衬套21远离“C”字形球体6的一侧同心设置有滑动套2101，所述滑动套2101与阀体1内壁在水平方向上滑动配合，且通过弹簧相连，所述密封圈22远离固定衬套21的一侧开口处固定套接设置有密封套23，所述密封圈22和所述密封套23也均为环形结构，所述密封套23可以采用橡胶材质制成，密封套23远离密封圈22一侧开口呈漏斗状，所述密封套23与所述“C”字形球体6的球面一侧活动适配，固定衬套21、密封圈22和密封套23中部水平连通。当“C”字形球体6的球面一侧转动到与密封套23开口相对时，“C”字形球体6将密封套23封堵，从而流体等无法通过阀体1上远离密封件2一侧向密封件2一侧流通，而且流体接触的是“C”字形球体6的球面内侧，也不会影响到密封套23与“C”字形球体6的球面处接触的稳定性。在“C”字形球体6的球面与密封套23接触时，在完全紧密接触(“C”字形球体6的球面与密封套23开口完全相对)前，会推动密封套23、密封圈22和固定衬套21通过滑动套2101有一个相对阀体1内腔相对弹性滑动的过程，当然，滑动套2101与阀体1之间也可以通过弹性件，如可以弹性形变的气囊或是橡胶圈等代替弹簧。这样的设置可以方便在“C”字形球体6转动到完全紧密接触密封套23后，密封套23可以稳定贴合，密封效果更好。

而在实际的使用中，因密封套23和“C”字形球体6之间为了保证接触的紧密度，不可避免的会有摩擦，此过程中会有一定的损耗，因此优选的，所述密封圈22靠近固定衬套21的一侧设有偏转套2201，所述偏转套2201和所述密封圈22为一体式设置，所述偏转套2201外侧为环形球面设置，所述固定衬套21内壁与所述偏转套2201的表面滑动贴合设置，密封圈22和密封套23能够通过偏转套2201与固定衬套21的内壁配合实现相对固定衬套21的倾斜，而所述偏转套2201靠近密封圈22一端的两侧对称嵌入设置有偏转槽2202，所述固定衬套21内壁与偏转槽2202相对的两侧对称固定连接设置有滑扣2102，所述滑扣2102与所述偏转槽2202内壁滑动贴合，所述滑扣2102两侧与所述偏转槽2202的两侧内壁之间连接设置有偏转弹簧2103。优选的，偏转槽2202设置在偏转套2201的前后两侧，即设置在“C”字形球体6的转动方向上的前后两侧，当“C”字形球体6的球面转动并接触到密封套23表面，接触作用力下，“C”字形球体6可以作用使得密封套23和密封圈22以及偏转套2201相对固定衬套21转动倾斜，滑扣2102在偏转槽2202中滑动，并且偏转弹簧2103发生变形，在“C”字形球体6继续转动后，密封套23、密封圈22和偏转套2201可以适应性的发生倾斜，这种接触方式，能够使得密封套23更好的适应“C”字形球体6的球面，从而减少硬性的摩擦，而当“C”字形球体6转动到与密封套23开口相对时，此时“C”字形球体6的球面两侧可以作用密封套23使得其与固定衬套21之间的角度趋于原始状态(未施加作用力时，固定衬套21、密封圈22和密封套23的轴线重合)，即便是有轻微的误差，也可以通过密封套23与固定衬套21之间相对倾角的调整来保证密封套23与“C”字形球体6的贴合紧密。这种实现方式，可以大大降低密封套23与“C”字形球体6的硬性摩擦，并且方便适应“C”字形球体6的转动，同时利用滑扣2102和偏转槽2202的配合也方便对固定衬套21和密封圈22之间的相对转动进行定位，控制幅度和角度，保证具体工作过程中的稳定性和安全性。