一种自补偿式低温球阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于流体控制阀门技术，具体涉及一种自补偿式低温球阀。
【背景技术】
[0002]球阀结构简单、密封应力均匀、密封性可靠、启闭迅速、维修和操作方便，因此得到广泛的应用。
[0003]随着石油、化工和燃气行业的迅速发展，尤其是液化天然气(LNG)作为一种新兴能源的广泛应用，使得LNG用超低温阀门的需求量迅速增加。由于LNG常压下的温度为-162°C，且易燃易爆，因此在设计LNG超低温阀门时，对其密封性能提出了更高和更严格的要求。目前，国内低温球阀还处在发展初期阶段，例如LNG站使用的低温球阀基本全部依赖进口，不仅造价昂贵，而且交货期不能保证，售后维修过程繁琐。经过对国内低温球阀进行低温密封性能试验，发现泄漏率普遍超标。
[0004]究其原因，常温下工作的球阀均采用金属-非金属密封副。由于非金属材料的弹性大，使得密封所需的比压小，因此密封性好。但是在低温状态下，非金属材料的膨胀系数较金属材料大得多，使得其低温时的收缩量与金属密封件、阀体等配合件的收缩量相差较大，从而导致密封比压严重降低而产生无法密封的结果。并且大多数非金属材料在深冷温度下会变硬和变脆，失去韧性，从而导致冷流和应力松弛。金属材料在低温条件下的强度和硬度提高，塑性和韧性降低，表现出不同程度的低温冷脆现象，严重影响到阀门的性能和安全。
【发明内容】
[0005]本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种结构简单、耐低温、密封性能强的自补偿式低温球阀。该低温球阀在球体和填料处均具有自补偿结构，能够有效地防止球阀在低温环境下，由于低温造成的装配预紧力松弛而形成的密封泄漏和填料泄漏，该自补偿式低温球阀能在_50°C至_196°C范围的低温环境下使用。
[0006]为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
[0007]一种自补偿式低温球阀，该低温球阀包括顶装式阀体、安装在阀体上端的阀盖、设在阀体内腔中的球体、两个对称的设在球体两侧的阀座及嵌入连接在球体方槽上并位于阀盖内的阀杆，所述阀杆与阀盖构成螺旋机构，所述阀座与球体之间设有阀座圈，且所述球体上设有泄压孔，在所述阀盖的长颈处设有滴水盘；
[0008]所述阀体的出口流向通道与水平线存在夹角，所述阀体与阀座圈接触的平面是一个与垂直面带夹角的斜平面，且所述阀座内衬在阀座圈上使得阀座与阀体、球体接触形成阀座密封；
[0009]所述球体设为V型球体，球体的流向通道中心与球体中心存在垂直方向上的偏心，且球体与阀杆接触的顶部为平面结构；
[0010]所述阀杆与所述阀盖之间设有由填料组件构成的填料密封自补偿装置；
[0011]所述的阀盖的底部设为开裆结构，该低温球阀还包括容纳在阀盖底部开档结构内的阀座密封自补偿装置，所述阀座密封自补偿装置设为通过阀杆相对阀盖的旋转对球体顶部的平面造成挤压而使球体、阀座、阀座圈具有顺着阀体的斜平面下滑楔紧趋势的弹性结构件。
[0012]所述弹性结构件设为弹簧座与弹簧I ;所述弹簧座套设在阀杆头部的后端上，且弹簧座内孔构成与阀杆头部后端的反螺纹连接；所述弹簧I 一端嵌入弹簧座内，另一端与所述球体顶部的平面接触。
[0013]所述的填料组件包括自下而上依次固定套在所述阀杆上端的弹簧I1、填料垫、填料1、O型圈座、O型圈、填料I1、填料压套、填料压板；其中，所述填料压套底部与填料II接触，填料压套顶部与填料压板接触。
[0014]所述滴水盘可调节的套设在阀盖长颈处，通过紧定螺钉与六角螺母固定在阀盖上。
[0015]当阀杆转动时，由于弹簧座无法在阀盖开档处转动，弹簧座只能通过螺纹副沿着阀杆升降的过程挤压或放松弹簧I ;阀门关闭过程中挤压弹簧I，阀门开启过程中放松弹簧
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[0016]所述阀座密封自补偿装置在阀门关闭的时候，随着所述阀杆的转动，所述弹簧座顺着阀杆下移向下挤压弹簧I，弹簧I向下挤压球体、阀座、阀座圈，使球体、阀座、阀座圈顺着阀体的斜平面下滑楔紧，加强密封。
[0017]所述阀座密封自补偿装置在低温环境下，当球阀内部件由于温度降低收缩时，弹簧I释放能量向下压球体，球体连同阀座和阀座圈沿着阀体的斜平面下滑，自动补偿在常温下装配阀门时的预紧力因温度下降造成的阀座密封预紧力松弛。
[0018]本发明的有益效果在于:
[0019]I)、本发明提供了一种自补偿式低温球阀，该低温球阀在球体与阀座之间具有自补偿结构，其中阀座镶嵌在阀座圈内，阀座圈与阀体内的斜平面接触，阀座与球体构成密封接触，这种V型球体与斜平面之间额配合使得球体、阀座、阀座圈依靠自重顺着阀体的斜平面有下滑楔紧的趋势，从而构成对球体的自补偿结构。
[0020]当阀杆转动时，由于弹簧座无法在阀盖开档处转动，只能过螺纹副沿着阀杆升降，挤压或放松弹簧I。在阀门关闭过程中随着阀杆的转动，弹簧座顺着阀杆下移向下挤压弹簧I，弹簧I向下挤压球体、阀座、阀座圈，使球体、阀座、阀座圈顺着阀体的斜平面下滑楔紧而加强密封；此时若处在低温环境下，当球阀内部件由于温度降低收缩时，弹簧I释放能量向下压球体，球体连同阀座和阀座圈沿着阀体的斜面下滑，自动补偿在常温下装配阀门时的预紧力由于温度下降造成的阀座密封预紧力松弛。弹簧I可以自动补偿在常温下装配阀门时的预紧力，补偿由于温度下降造成的阀座密封预紧力松弛。另外，阀门在正常使用的开启过程中可以放松弹簧I，从而减少密封副的磨损，增强该球阀的使用寿命。
[0021]2)、本发明还设有填料自补偿结构，包括自下而上依次固定套在阀杆上端的弹簧
I1、填料垫、填料1、O型圈座、O型圈、填料I1、填料压套、填料压板，当填料受到磨损或因低温环境导致原先装配预紧力松弛时，弹簧II可通过释放能量，进而向上顶填料垫，从而挤压中间的填料1、填料II，加强填料密封效果，从而有效增强球阀的密封性。
[0022]3)据上述两种自补偿结构，本发明能够有效地防止球阀在低温环境下，由于低温造成的装配预紧力松弛而形成的阀座密封泄漏和填料密封泄漏。此一种自补偿式低温球阀不仅体现了一种新的设计理念，而且对推动LNG低温阀门国产化具有重大意义。
[0023]4)、本发明中的滴水盘可上下移动地套在阀盖长颈外，通过旋紧六角螺母固定滴水盘，从而使得本发明的产品在不同温度下使用时，只需通过调整滴水盘高度即可减小填料处的温差。
【附图说明】
[0024]图1为本发明的结构示意图；
[0025]图中标注符号的含义如下:
[0026]1-阀体 2-球体3-阀座圈4-阀座5-弹簧I
[0027]6-弹簧座 7-阀盖8-阀杆9-紧定螺钉10-六角螺母
[0028]11-滴水盘 12-弹簧II13-填料垫14-填料I15-0型圈座
[0029]16-0型圈 17-填料II18-填料压套19-填料压板20-泄压孔
【具体实施方式】
[0030]下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031 ] 如图1所示，一种自补偿式低温球阀，该低温球阀包括顶装式阀体1、安装在阀体I上端的阀盖7、设在阀体I内腔中的球体2、两个对称的设在球体2两侧的阀座4及嵌入球体2方槽上且与球体2连接同时位于阀盖7内的阀杆8，所述阀杆8与阀盖7构成旋转副，所述阀座4与球体2之间设有阀座圈3，且所述球体上设有泄压孔20，所述泄压孔20的直径在4?9mm ;在所述阀盖7的长颈处设有滴水盘11，所述滴水盘11通过紧定螺钉9与六角螺母10固定在阀盖上、使滴水盘11可调节的套设在阀盖7长颈处。
[0032]所述阀体I的出口流向通道(如图1中倒V型虚线所示)与水平线(如图1中水平实线所示)存在夹角，所述阀体