一种超低温顶装式固定球阀的制作方法

1.本发明涉及球阀技术领域，特别涉及一种超低温顶装式固定球阀。


背景技术：

2.作为清洁能源，lng当今世界增长最快的能源，同时，lng建设也是国家目前调整能源结构重点推广工作之一。随着lng工厂、接收站、运输、气化站等项目的快发发展，需使用到超低温阀门这一关键设备，目前，超低温阀门大部分依赖进口，价格高、周期长，且对国家的能源建设和运行存在巨大风险。
3.为此，急需设计一种应用于超低温工况且具有密封性能好、使用安全可靠、可实现在线拆装功能的固定球阀。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种超低温顶装式固定球阀。
5.为了达到上述技术效果，本发明采用的技术方案是：一种超低温顶装式固定球阀，包括阀体、设于阀体中腔的球体和与阀体可拆卸连接的加长阀盖，所述球体的上游侧和下游侧分别设置有上游密封组件和下游密封组件；
6.所述上游密封组件包括上游阀座、上游预紧单元和上游密封单元，所述上游阀座滑动设置在阀体内，上游阀座的头部设置有上游阀座密封圈和上游刮刀，所述上游预紧单元包括介质流向依次设置在上游阀座中部的弹簧、弹簧座和支撑环，所述支撑环与上游阀座可拆卸连接，所述上游密封单元包括沿介质流向依次设置在上游阀座尾部与阀体之间的弹性挡圈、第一单向唇形密封圈和石墨圈，正常状态下，当所述上游阀座密封圈与球体密封贴合时，所述上游刮刀与球体之间留有间隙。
7.优选地，所述下游密封组件包括下游阀座、下游预紧单元和双向唇形密封圈，所述下游阀座滑动设置在阀体内，下游阀座的头部设置有下游阀座密封圈和下游刮刀，所述下游预紧单元设置在下游阀座的中部，所述双向唇形密封圈设置在阀体与下游阀座的尾部之间，正常状态下，当所述下游阀座密封圈与球体封贴合时，所述下游刮刀与球体之间留有间隙。
8.优选地，所述上游阀座密封圈和下游阀座密封圈均采用耐低温的四氟乙烯ptfe或聚三氟氯乙烯pcrfe材料制成。
9.优选地，所述加长阀盖为长颈结构，加长阀盖与阀体通过螺栓连接，且二者之间设置有阀盖密封组件。
10.优选地，所述阀盖密封组件包括自下而上依次设置在加长阀盖与阀体之间的第二单向唇形密封圈和金属石墨缠绕垫。
11.优选地，所述加长阀盖内穿设有与球体连接的阀杆，所述阀杆底部设置有与球体和/或加长阀盖接触的防静电装置，阀杆的顶部设置有阀杆密封组件。
12.优选地，所述阀杆密封组件包括自下而上依次设置在阀杆与加长阀盖之间的第三单向唇形密封圈、隔环、石墨填料、压环和压板，所述压板通过螺柱与加长阀盖固接，压板与螺柱的顶部之间设置有碟簧组。
13.优选地，所述阀体中腔内还设置有固定轴，所述固定轴与球体的底部转动连接。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该超低温顶装式固定球阀结构设计合理，在超低温工况下具有优良的密封性能，使用安全可靠，且可具有在线拆装功能。
15.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
附图说明
16.图1为本发明的超低温顶装式固定球阀的结构示意图；
17.图2为本发明的上游密封组件的结构示意图；
18.图3为本发明的下游密封组件的结构示意图；
19.图4为本发明的阀盖密封组件的结构示意图；
20.图5为本发明的阀杆密封组件的结构示意图。
21.图中各标号和对应的名称为：1.阀体，2.球体，3.加长阀盖，4.上游密封组件，41.上游阀座，42.上游阀座密封圈，43.上游刮刀，44.弹簧，45.弹簧座，46.支撑环，47.弹性挡圈，48.第一单向唇形密封圈，49.石墨圈，5.下游密封组件，51.下游阀座，52.下游预紧单元，53.双向唇形密封圈，54.下游阀座密封圈，55.下游刮刀，6.阀盖密封组件，61.第二单向唇形密封圈，62.金属石墨缠绕垫，7.阀杆，8.防静电装置，9.阀杆密封组件，91.第三单向唇形密封圈，92.隔环，93.石墨填料，94.压环，95.压板，96.碟簧组，10.固定轴。
具体实施方式
22.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
23.如图1所示，本实施例提供一种超低温顶装式固定球阀，包括阀体1、设于阀体1中腔的球体2和与阀体1可拆卸连接的加长阀盖3，球体2的上游侧和下游侧分别设置有上游密封组件4和下游密封组件5；阀体1中腔内还设置有固定轴10，固定轴10与球体2的底部转动连接。
24.如图2所示，上游密封组件4包括上游阀座41、上游预紧单元和上游密封单元，上游阀座41滑动设置在阀体1内，上游阀座41的头部设置有上游阀座密封圈42和上游刮刀43，上游预紧单元包括介质流向依次设置在上游阀座41中部的弹簧44、弹簧座45和支撑环46，支撑环46与上游阀座41可拆卸连接，上游密封单元包括沿介质流向依次设置在上游阀座41尾部与阀体1之间的弹性挡圈47、第一单向唇形密封圈48和石墨圈49，正常状态下，当上游阀座密封圈42与球体2密封贴合时，上游刮刀43与球体2之间留有间隙。
25.上游阀座41的密封设计：上游阀座41与球体2之间依靠上游预紧单元提供的预紧力，使上游阀座密封圈42压到球体2上实现密封，上游阀座41与阀体1之间依靠第一单向唇
形密封圈48和石墨圈49实现密封。
26.防火设计：该上游阀座41还设计有金属密封结构，当发生火灾时，上游阀座密封圈42被融化后，上游刮刀43在介质的作用下可被推向球体2，形成金属与金属密封，有效阻止火灾从球座间蔓延；同时，石墨圈49亦可实现座体间的防火。
27.泄压设计：由于上游阀座41设计为单活塞结构，当中腔压力过高时，阀座前后会形成反向的压差，从而使上游阀座41推离球体2，中腔压力了自动从球座间泄放到上游，实现自泄压功能。
28.在线拆装设计：阀门拆卸时，打开阀体1上的加长阀盖3，将上游阀座41上的支撑环46取出，将上游阀座41和下游阀座51向两侧推开并取出球体2、固定轴，然后取出其他阀座处零部件；阀门安装时反向操作即可，进而实现阀门在管道上的拆装功能。
29.如图3所示，下游密封组件5包括下游阀座51、下游预紧单元52和双向唇形密封圈53，下游阀座51滑动设置在阀体1内，下游阀座51的头部设置有下游阀座密封圈54和下游刮刀55，下游预紧单元52设置在下游阀座51的中部，双向唇形密封圈53设置在阀体1与下游阀座51的尾部之间，正常状态下，当下游阀座密封圈54与球体2封贴合时，下游刮刀55与球体2之间留有间隙。
30.下游阀座51设计为双向活塞密封结构，采用双向唇形密封圈53实现下游阀座51与阀体1之间的密封，下游阀座51与球体2密封在结构与上游阀座41与球体2密封相同，且亦具备在线拆装功能，可参考上游阀座41，这里不做重复叙述。
31.为适用于超低温工况，上游阀座密封圈42和下游阀座密封圈54均采用耐低温的四氟乙烯ptfe或聚三氟氯乙烯pcrfe材料制成。
32.如图1、图4所示，加长阀盖3为长颈结构，加长阀盖3与阀体1通过螺栓连接，且二者之间设置有阀盖密封组件6；优选地，阀盖密封组件6包括自下而上依次设置在加长阀盖3与阀体1之间的第二单向唇形密封圈61和金属石墨缠绕垫62。
33.长颈结构的加长阀盖3可使阀杆密封组件9远离低温，保证密封效果，而阀盖密封组件6采用第二单向唇形密封圈61和金属石墨缠绕垫62两道密封，有效解决了低温下介质外漏的问题。
34.如图1、图5所示，加长阀盖3内穿设有与球体2连接的阀杆7，阀杆7底部设置有与球体2和/或加长阀盖3接触的防静电装置8，阀杆7的顶部设置有阀杆密封组件9；优选地，阀杆密封组件9包括自下而上依次设置在阀杆7与加长阀盖3之间的第三单向唇形密封圈91、隔环92、石墨填料93、压环94和压板95，压板95通过螺柱与加长阀盖3固接，压板95与螺柱的顶部之间设置有碟簧组96。
35.由于lng属于易燃易爆介质，阀门开关过程中会产生静电，通过设计防静电装置8可将产生的静电及时倒入外界，可防止因静电的集聚而引发安全事故。阀杆7与加长阀盖3之间采用第三单向唇形密封圈91和石墨填料93进行密封，其中，石墨填料93由碟簧组96预紧，这样即使石墨填料93在使用中由于温度和介质压力变化等原因而出现松动，加长阀盖3的填料函处也能始终保持一定的预紧力，增加了阀杆7密封的可靠性。
36.综上，该超低温顶装式固定球阀结构设计合理，在超低温工况下具有优良的密封性能，使用安全可靠，且可具有在线拆装功能。
37.本发明不局限于上述具体的实施方式，对于本领域的普通技术人员来说从上述构
思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。