CN201250924Y - 高压超低温四通球阀 - Google Patents
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Abstract
一种高压超低温四通球阀，由阀体(10)、底盖(15)、阀盖(4)、球体(19)、阀座(8)、压紧垫圈(5)和阀杆(20)等组成。阀杆(20)和球体(19)置于阀体(10)的内部，并将底盖(15)通过螺栓、螺母固定到阀体(10)上，再将装有阀座(8)、阀盖(4)通过螺柱(1)、螺母(2)固定到阀体(10)四侧，在阀盖(4)与阀体(10)之间及阀座(8)与阀盖(4)之间设置有不锈钢金属O形圈，从而减少了阀门扭矩，达到低温和高压工况下密封性能好，使用寿命长，解决了球体在高压状态下启闭难的现象。
Description
(一)技术领域
本实用新型涉及一种四通球阀，具体来说涉及一种特殊环境下适用的耐高压、耐超低温的四通球阀。
(二)背景技术
四通球阀是一种在工业生产领域广泛使用的球阀，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，从而影响正常的使用。
特别是在长期的超低温、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，在现工业生产领域中往往需要高性能的四通球阀。
(三)实用新型内容
【要解决的问题】
为此本实用新型提出一种采用特大的密封接触面积和双重密封结构设计的四通球阀，来减小介质的压力对密封材料(非金属材料)的密封比压，从而减小了阀门扭矩，达到低压和高压工况下密封性能好，使用寿命长。解决了球体在高压状态下启闭难的现象。
一般奥式体不锈钢虽能满足-196℃的要求，但在长期的超低温、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。本实用新型采用了美国ASTM标准A180-316、316L不锈钢材料制成的主体零件和不锈钢金属0形圈。其适用温度-250℃~500℃，耐400Mpa高压，耐腐耐磨。
【技术方案】
一种高压超低温四通球阀，该四通球阀在阀杆20柄部设置推力垫22和不锈钢金属0形圈23后从阀体10底部穿入阀体加长颈孔内，带有四个通孔的球体19放置于阀体10内部，球体19上端方槽与阀杆20下端四方体相固定，底盖15与球体19配合定位后，通过全牙螺柱、螺母固定到阀体10上，阀体10内部装有阀杆组件和球体组件，在所述四通球阀的每一个开口上，都有阀盖4通过全牙螺栓1、螺母2将阀座8压紧到球体19上，在阀盖4与阀体10之间设置有不锈钢金属O形圈，在阀座8与阀盖4之间也设置有不锈钢金属O形圈。
阀体10的四侧与球体19通孔形成两对进出口，旋转阀杆20可带动球体19旋转。在阀体10四侧内都安装有阀座8，在阀座8与球体19之间有嵌入到阀座8中的密封座9。
在阀盖4与阀座8之间设置有压紧垫圈5，在压紧垫圈5上还安装弹簧3用于推压压紧垫圈5。
在阀座8和压紧垫圈5之间还设置有阀座垫片7。
在阀体10与阀盖4之间垫有中兰垫片6，在底盖15与阀体10之间垫有底盖垫片16，在底盖15与阀体10的接触密封部位有不锈钢金属0形圈17。
在阀杆20与阀体10之间设置有推力垫22，在阀杆20与阀体10的接触密封部还设置有不锈钢金属0形圈23、抗静电装置24和防火垫片26。
不锈钢金属0形圈选用美国标准A180-316或316L不锈钢材料制成。
【有益效果】
具体地说，本实用新型的优点如下：
采用特大的密封接触面积和双重密封结构设计，来减小介质的压力对密封材料(非金属材料)的密封比压，从而减小了阀门扭矩，达到低压和高压工况下密封性能好，使用寿命长。解决了球体在高压状态下启闭难的现象。
该阀门选用美国ASTM标准A180-316、316L不锈钢材料制成的主体零件和不锈钢金属0形圈。其适用温度-250℃～500℃，耐400Mpa高压，耐腐耐磨。满足了在高压、高真空、超低温的工况条件下使用的要求。
所有零件加工前后均采用热处理和深冷处理。通过热处理提高了材料的硬度、强度、耐磨和耐冲击的性能，通过深冷处理提高了材料在超低温状态下组织结构的稳定性和可靠性。以及对球体密封面加工过程中采用特殊研磨工艺诀窍，使球体圆度达到0.01mm，粗糙度达Ra0.2以上。实现了四通球阀在“二高”、“一低”、“二耐”(二高：高压1500Lb，高真空1 x 10-7cm3/s；一低：超低温-1960C；二耐：耐腐蚀，耐磨损。)的工况下，达到零泄漏，
(四)附图说明
图1为四通球阀的纵向剖视图；
图2为四通球阀的横向剖视图；
图3为图1中A部的放大示意图。
(五)具体实施方式
图1示出了高压超低温四通球阀的纵向剖视图。该四通球阀在阀杆20穿过推力垫22和上部设置好不锈钢金属0形圈23后从阀体10底部穿入体中孔。将带有通孔的球体19置于阀体10的内部，底盖15在确定穿入球体19底部孔内，通过全牙螺栓、螺母固定到阀体10上。
在所述的球体19中有两个90°弧形通道(具体可以参见图2中所示，在此不在详述)，通过转动(分别旋转90°、180°、270°)球体19可以依次连通两个相邻的口，从而构成四通阀体。在每一个出口上都具有相同的结构，也就是说在阀的每个口上都具有阀盖4、压紧垫圈5、阀座8以及密封座9等组件。在此仅仅结合一个出口对其做详细介绍，阀体四侧都有阀盖4通过全牙螺栓1、螺母2(见图2)将阀座8压紧到球体19上，每个出口的外部都可以连接其它的管道或设备，在阀盖4与阀体10之间设置有不锈钢金属0形圈，在阀座8与阀盖4之间也设置有不锈钢金属0形圈，所述的不锈钢金属0形圈选用美国标准A180-316或316L不锈钢材料制成。
一般奥式体不锈钢虽能满足-196℃的要求，但在长期的超低温、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。该阀门选用美国ASTM标准A180-316、316L不锈钢材料制成的主体零件和不锈钢0C型圈。其适用温度-250℃～500℃，耐400Mpa高压，耐腐耐磨。满足了在高压、高真空、超低温的工况条件下使用的要求。
所述底盖15的内面中部带有便于与球体19配合的底盖轴套18；阀杆20从阀体10内部穿过并通过阀体10顶部外露部分阀杆柄部来驱动球体19旋转。
在阀座8中安装有与球体19密封配合的密封座9。在阀盖4与阀座8之间设置有压紧垫圈5，在阀盖4中设置弹簧3用于推压压紧垫圈5。在阀座8和压紧垫圈5之间还设置有防火垫片7。在阀体10与阀盖4之间垫有不锈钢夹石墨中兰垫片6，在底盖15与阀体10之间垫有不锈钢夹石墨底盖垫片16，在底盖15的接触密封部具有不锈钢金属0形圈17。
在阀杆20与装入阀体之间设置有推力垫22；在阀杆20加长柄部与阀体接触部位还设置有不锈钢金属0形圈23、抗静电装置24和防火垫片26。
如图2中所示，通过转动阀杆20从而带动球体19旋转90°、180°或270°，使得球体19中的两个90°弧形通道关闭或连通相邻的两个进出口。所有零件加工前后均采用热处理和深冷处理。通过热处理提高了材料的硬度、强度、耐磨和耐冲击的性能。通过深冷处理提高了材料在超低温状态下组织结构的稳定性和可靠性。以及对球体密封面加工过程中采用特殊研磨工艺，使球体圆度达到0.01mm，粗糟度达Sa0.2以上。实现了四通球阀在“二高”、“一低”、“二耐”的工况下，达到零泄漏。
图3示出了图1中A部的局部放大示意图。其中详细示出了球体19通过密封座9与阀座8之间实现密封的情况，采用不锈钢金属0形圈来实现密封，以及阀座8与阀盖4之间的连接密封情况。
Claims (10)
1、一种高压超低温四通球阀，该四通球阀在阀杆(20)柄部设置推力垫(22)和不锈钢金属O形圈(23)后从阀体(10)底部穿入阀体加长颈孔内，带有四个通孔的球体(19)放置于阀体(10)内部，球体(19)上端方槽与阀杆(20)下端四方体相固定，底盖(15)与球体(19)配合定位后，通过全牙螺柱、螺母固定到阀体(10)上，其特征在于：
阀体(10)内部装有阀杆组件和球体组件，在所述四通球阀的每一个开口上，都有阀盖(4)通过全牙螺栓(1)、螺母(2)将阀座(8)压紧到球体(19)上，在阀盖(4)与阀体(10)之间设置有不锈钢金属O形圈，在阀座(8)与阀盖(4)之间也设置有不锈钢金属O形圈。
2、根据权利要求1所述的高压超低温四通球阀，其特征在于：阀体(10)的四侧与球体(19)通孔形成两对进出口，旋转阀杆(20)可带动球体(19)旋转。
3、根据权利要求2所述的高压超低温四通球阀，其特征在于：在阀体(10)四侧内都安装有阀座(8)，在阀座(8)与球体(19)之间有嵌入到阀座(8)中的密封座(9)。
4、根据权利要求1或2所述的高压超低温四通球阀，其特征在于：在阀盖(4)与阀座(8)之间设置有压紧垫圈(5)，在压紧垫圈(5)上还安装弹簧(3)用于推压压紧垫圈(5)。
5、根据权利要求2或3所述的高压超低温四通球阀，其特征在于：在阀座(8)和压紧垫圈(5)之间还设置有阀座垫片(7)。
6、根据权利要求4所述的高压超低温四通球阀，其特征在于：在阀座(8)和压紧垫圈(5)之间还设置有阀座垫片(7)。
7、根据权利要求5所述的高压超低温四通球阀，其特征在于：在阀座(8)和压紧垫圈(5)之间还设置有阀座垫片(7)。
8、根据权利要求1至3中任一所述的高压超低温四通球阀，其特征在于：在阀体(10)与阀盖(4)之间垫有中兰垫片(6)，在底盖(15)与阀体(10)之间垫有底盖垫片(16)，在底盖(15)与阀体(10)的接触密封部位有不锈钢金属O形圈(17)。
9、根据权利要求1至3中任一所述的高压超低温四通球阀，其特征在于：在阀杆(20)与阀体(10)之间设置有推力垫(22)，在阀杆(20)与阀体(10)的接触密封部还设置有不锈钢金属O形圈(23)、抗静电装置(24)和防火垫片(26)。
10、根据权利要求1至3中任一所述的高压超低温四通球阀，其特征在于：不锈钢金属O形圈选用美国标准A180-316或316L不锈钢材料制成。
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