一种高温高压气动球阀的制作方法

1.本技术涉及气动球阀技术领域，尤其是涉及一种高温高压气动球阀。


背景技术：

2.目前，球阀是启闭件（球体）由阀杆带动，并绕球阀轴线作旋转运动的阀门，而气动球阀是球阀配上气动执行器，通过气动执行器带动阀杆转动以带动球体转动的阀门，阀门是在流体系统中，用来控制流体的方向、压力、流量的装置，具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。
3.当阀门应用在高温高压环境下时，该类气动球阀在高压常温下工作通常运行正常，但是当工况温度升高后，高温环境下会导致材料膨胀，进而导致球体和阀座之间出现卡顿和抱死的情况，此时阀杆的扭矩过大，气缸难以带动阀杆转动，球阀无法正常使用，因此有待改善。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种高温高压气动球阀，其具有减少高温高压环境下球体和阀座之间出现卡顿和抱死的情况，确保球阀能够正常使用的效果。
5.本技术提供的一种高温高压气动球阀采用如下的技术方案：一种高温高压气动球阀，包括阀体、阀座、球体和阀杆，所述阀体内设置有空腔，所述阀座设置在空腔内，所述球体设置在阀座内，所述阀杆的一端与球体相互连接，所述阀杆的另一端贯穿阀体，所述空腔的内壁上开设有让位槽，所述阀座滑移设置在让位槽内；所述阀座的外壁上开设有密封槽，所述密封槽内设置有组合式密封圈和压环；所述让位槽的内侧壁上设置有若干个安装槽，所述安装槽内设置有镍金合金弹簧，所述镍金合金弹簧的一端与安装槽的底壁相抵，所述镍金合金弹簧的另一端与压环相抵，所述镍金合金弹簧驱使压环与组合式密封圈相抵。
6.通过采用上述技术方案，当气动球阀在正常使用时，气动执行器带动阀杆转动，进而带动球体在阀座内转动，以控制阀体内液体的流动。当气动球阀在高温高压环境下使用时，由于材料受热会发生碰撞，即球体会发生膨胀，由于阀座滑移设置在让位槽内，当球体发生膨胀后，球体与阀座相抵，阀座会在让位槽内发生一定的偏移。当阀座受球体压力在让位槽内偏移时，压环一同受力也会偏移，而压环受到镍金合金弹簧的抵紧力，压环起到对组合式密封圈抵紧的作用，从而将组合式密封圈始终抵紧在让位槽内，组合式密封圈可以对让位槽进行密封，减少液体通过让位槽的现象。通过镍金合金弹簧合理的压缩量和弹簧力配置，在球体受高温发生膨胀时，使阀座能够在让位槽内偏移，同时保证阀座和阀体之间的密封性，这样有效减少了球体和阀座之间因为高温膨胀形变而产生卡顿抱死的现象，使阀门在高温高压工况下仍能够稳定地进行开关。
7.可选的，所述组合式密封圈包括表面相互贴合的基准块、内圈块和外圈块，所述基准块位于内圈块和外圈块之间，所述压环与外圈块相抵。
8.通过采用上述技术方案，通过将组合式密封圈分为表面相互贴合的基准块、内圈块和外圈块，在安装组合式密封圈时，依次套设内圈块、基准块和外圈块，控制外圈块和内圈块的数量，从而可以控制组合式密封圈的宽度，达到便于装配式调节层数和累积公差导致压缩量差异的效果。
9.可选的，所述内圈块的两侧倾斜设置，所述密封槽的底壁和内圈块的侧壁相互贴合。
10.通过采用上述技术方案，当球阀在高温环境下使用时，组合式密封圈会发生一定的膨胀，而将内圈块的两侧设置为斜面，使得内圈块可以沿倾斜面方向产生滑动，进而使内圈块向外径方向膨胀，提高了组合式密封圈对阀座和阀体之间的密封性。
11.可选的，所述阀体上设置有加长导向筒，所述阀杆贯穿加长导向筒，所述加长导向筒伸入空腔内，所述加长导向筒位于空腔内的一端与球体之间转动连接。
12.通过采用上述技术方案，阀杆转动时，加长导向筒可以对阀杆起到导向作用，保证阀杆在转动过程中的垂直度和同心度，提高了阀杆的稳定性，同时球体与阀杆的一端之间转动连接，提高了球体在空腔内的稳定性。
13.可选的，所述阀杆与加长导向筒之间的转动连接处设置有第一轴承，所述加长导向筒与球体之间的转动连接处设置有第二轴承。
14.通过采用上述技术方案，深入到阀体内部的双轴承结构，使阀杆和球体运行更稳定，并有效降低摩擦力和扭矩。
15.可选的，所述加长导向筒的外侧壁设置有若干个抵紧块，所述阀体上设置有密封筒，所述加长导向筒位于密封筒内，所述密封筒的内侧壁上设置有若干个限位块，所述限位块可与抵紧块上表面相抵。
16.通过采用上述技术方案，在将加长导向筒与阀体之间连接安装时，先将加长导向筒先伸入空腔内，此时抵紧块穿过限位块之间，待加长导向筒伸入到空腔内后，转动加长导向筒，使抵紧块转动至限位块的下方，此时限位块可以与抵紧块上表面相抵，限位块对抵紧块限位，此时加长导向筒无法与空腔相互脱离，从而快速实现加长导向筒与阀体之间连接安装，提高了球阀组装时便捷性。
17.可选的，所述限位块底端的棱边为圆弧状。
18.通过采用上述技术方案，在将抵紧块向限位块方向转动时，圆弧状的限位块可以对抵紧块起到导向作用，以便于将抵紧块转动至限位块的下方，减少组装加长导向筒时抵紧块与限位块端壁发生碰撞卡死的现象。
19.可选的，所述加长导向筒的外侧壁设置有密封板，所述密封板位于抵紧块的上方，所述密封板的下表面可与密封筒的顶端相抵，所述密封板与密封筒之间设置有密封垫。
20.通过采用上述技术方案，在安装加长导向筒时，转动加长导向筒，将限位块与抵紧块上表面相抵，同时密封板的下表面可与密封筒的顶端相抵，密封垫对密封板与密封筒之间的缝隙进行密封，从而在组装加长导向筒的同时快速对加长导向筒与阀体之间进行密封工作，减少了组装流程，进一步提高了安装的便捷性。
21.可选的，所述密封板的表面贯穿设置有若干个第一定位孔，所述限位块的表面贯穿设置有第二定位孔，所述抵紧块的上表面开设有定位槽，所述第一定位孔、第二定位孔和定位槽内共插设有定位杆。
22.通过采用上述技术方案，在安装好加长导向筒后，使第一定位孔、第二定位孔和定位槽对齐，将定位杆从第一定位孔插入，使定位杆同时插设在第一定位孔、第二定位孔和定位槽内，此时定位杆可以对密封板、限位块和抵紧块进行定位，加长导向筒无法转动，从而从竖直方向和水平方向对加长导向筒安装后进行限位，提高了加长导向筒的强度和稳定性，同时操作方便。
23.可选的，所述阀体上安装有增强型支架，所述增强型支架上用于安装气动执行器。
24.通过采用上述技术方案，采用底部带宽边的增强型支架，提高执行器的高温下运行稳定性，避免执行器的重力和冲击力对阀杆和球体的影响。
25.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过设置让位槽、密封槽、密封圈、压环、安装槽和镍金合金弹簧，在球体受高温发生膨胀时，使阀座能够在让位槽内偏移，同时保证阀座和阀体之间的密封性，这样有效减少了球体和阀座之间因为高温膨胀形变而产生卡顿抱死的现象，使阀门在高温高压工况下仍能够稳定地进行开关；2.通过设置基准块、内圈块和外圈块，可以控制组合式密封圈的宽度，达到便于装配式调节层数和累积公差导致压缩量差异的效果；3.通过设置加长导向筒、抵紧块、密封筒、限位块、密封板、密封垫、第一定位孔、第二定位孔、定位槽和定位杆，快速实现加长导向筒与阀体之间连接安装，提高了球阀组装时便捷性，加长导向筒保证了阀杆在转动过程中的垂直度和同心度，提高了阀杆和球体的稳定性。
附图说明
26.图1是本技术实施例提供的一种高温高压气动球阀的剖面示意图；图2是图1中a部分的局部放大示意图；图3是用于体现本技术实施例中组合式密封圈的剖面示意图；图4是图1中b部分的局部放大示意图；图5是用于体现本技术实施例中密封筒的俯视图；图6是用于体现本技术实施例中限位块的侧视图。
27.图中，11、阀体；12、阀座；121、密封槽；13、球体；14、阀杆；2、空腔；21、让位槽；3、组合式密封圈；31、基准块；32、内圈块；33、外圈块；4、压环；5、安装槽；51、镍金合金弹簧；6、加长导向筒；61、第一轴承；62、第二轴承；63、抵紧块；7、密封筒；71、限位块；8、密封板；81、密封垫；9、定位杆；91、第一定位孔；92、第二定位孔；93、定位槽；10、增强型支架。
具体实施方式
28.以下结合附图1-附图6，对本技术作进一步详细说明。
29.一种高温高压气动球阀，参照图1，包括阀体11、阀座12、球体13和阀杆14，阀体11内设置有供水流通过的空腔2，阀座12设置在空腔2内，球体13转动设置在阀座12内，阀座12和球体13的接触面均采用喷焊钴基、碳化钨或ni60/ni55等硬质合金层，提高了阀座12和球体13接触面的耐磨性能。阀杆14的一端与球体13之间键连接，阀杆14的另一端贯穿阀体11与气动执行器相互连接，球阀在使用时，通过气动执行器带动阀杆14转动，进而带动球体13
在阀座12内转动，以控制阀体11内液体的流动。
30.参照图1和图2，空腔2的内壁上开设有让位槽21，让位槽21对称设置有两个，让位槽21的长度方向沿阀体11的圆周方向设置。阀座12滑移设置在让位槽21内，阀座12的外壁与让位槽21内壁相互贴合，阀座12受力时可以在让位槽21内水平偏移。阀座12的外壁上开设有密封槽121，密封槽121沿阀座12的圆周方向设置，密封槽121内设置有组合式密封圈3和压环4，组合式密封圈3和压环4的长度均沿密封槽121的长度方向设置，组合式密封圈3和压环4均与让位槽21的内壁相互贴合。让位槽21的内侧壁上开设有若干个安装槽5，安装槽5内设置有镍金合金弹簧51，镍金合金弹簧51的一端与安装槽5的底壁相抵，镍金合金弹簧51的另一端与压环4相抵。组合式密封圈3位于压环4远离镍金合金弹簧51方向的一侧，球阀在使用时，镍金合金弹簧51与压环4相抵，进而带动压环4与组合式密封圈3相抵，压环4起到传递镍金合金弹簧51抵紧力的作用，从而将将组合式密封圈3始终抵紧在让位槽21内，组合式密封圈3可以对阀座12和阀体11之间进行密封。而当在高温环境下时，球体13会发生膨胀，当球体13发生膨胀后，球体13会与阀座12内壁相抵，阀座12受力会在让位槽21内发生一定的偏移，通过镍金合金弹簧51合理的压缩量和弹簧力配置，使阀座12、组合式密封圈3和压环4同时在让位槽21内偏移，同时保证阀座12和阀体11之间的密封性，这样有效减少了球体13和阀座12之间因为高温膨胀形变而产生卡顿抱死的现象，使阀门在高温高压工况下仍能够稳定地进行开关。
31.为了便于装配，参照图2和图3，组合式密封圈3采用柔性石墨材质，组合式密封圈3包括基准块31、内圈块32和外圈块33，基准块31位于内圈块32和外圈块33之间，基准块31、内圈块32和外圈块33之间相互贴合，压环4与外圈块33相抵。在安装组合式密封圈3时，依次将内圈块32、基准块31和外圈块33套设在密封槽121内，通过改变外圈块33和内圈块32的数量，可以控制组合式密封圈3的宽度，达到便于装配式调节层数和累积公差导致压缩量差异的效果。
32.为了提高高温环境下组合式密封圈3的密封效果，参照图2和图3，内圈块32的两侧倾斜设置，密封槽121的底壁和内圈块32的侧壁相互贴合，组合式密封圈3一端与阀体11之间的接触面积大于组合式密封圈3另一端与阀座12之间的接触面积。在高温环境下时，组合式密封圈3会发生膨胀，使得内圈块32可以沿倾斜面方向产生滑动，进而使内圈块32向外径方向膨胀，提高了组合式密封圈3对阀座12和阀体11之间的密封性。
33.为了提高了阀杆14的稳定性，参照图1，阀体11上设置有加长导向筒6，阀杆14贯穿加长导向筒6，阀杆14的外壁和加长导向筒6的内壁相互贴合，阀杆14与加长导向筒6之间的转动连接处设置有第一轴承61。加长导向筒6伸入空腔2内，加长导向筒6位于空腔2内的一端与球体13之间转动连接，加长导向筒6与球体13之间的转动连接处设置有第二轴承62。气动执行器在带动阀杆14转动时，加长导向筒6可以对阀杆14起到导向作用，保证阀杆14在转动过程中的垂直度和同心度；同时采用双轴承结构，使阀杆14和球体13运行更稳定，并有效降低摩擦力和扭矩。
34.为了便于对加长导向筒6进行安装，参照图4、图5和图6，加长导向筒6的外侧壁沿其圆周方向均匀分布有若干个抵紧块63，抵紧块63与加长导向筒6之间一体成型。阀体11上通过焊接固定设置有密封筒7，加长导向筒6位于密封筒7内。密封筒7的内侧壁上沿其圆周方向均匀分布有若干个限位块71，限位块71与密封筒7之间一体成型，限位块71的数量和抵
紧块63的数量相互对应，抵紧块63可以从相邻两个限位块71之间穿过，限位块71底端的棱边为圆弧状，限位块71可与抵紧块63上表面相抵。在安装加长导向筒6时，将加长导向筒6贯穿阀体11伸入空腔2内，同时抵紧块63穿过两个限位块71之间，待加长导向筒6伸入到空腔2内后，转动加长导向筒6，使抵紧块63转动至限位块71的下方，此时限位块71可以与抵紧块63上表面相抵，限位块71对抵紧块63机限位，防止加长导向筒6与空腔2相互脱离，从而快速实现加长导向筒6与阀体11之间连接安装。
35.为了快速将加长导向筒6与阀体11之间进行机械密封，参照图4，加长导向筒6的外侧壁一体设置有密封板8，密封板8位于抵紧块63的上方，密封板8的底部通过粘接固定设置有密封垫81。在安装加长导向筒6时，将加长导向筒6伸入空腔2内，当密封板8与密封筒7的顶端相抵时，此时密封垫81位于密封板8与密封筒7之间，利用密封垫81的弹性和限位块71底端的导向，转动加长导向筒6，使限位块71与抵紧块63相抵，同时密封板8的下表面可与密封筒7的顶端相抵，密封垫81对密封板8与密封筒7之间的缝隙进行密封，从而在组装加长导向筒6的同时快速对加长导向筒6与阀体11之间进行密封工作，提高了安装的便捷性。
36.为了提高加长导向筒6的稳定性，参照图1和图4，密封板8的表面贯穿设置有若干个第一定位孔91，限位块71的表面贯穿设置有第二定位孔92，抵紧块63的上表面开设有定位槽93，第一定位孔91、第二定位孔92和定位槽93内共插设有定位杆9，定位杆9与第一定位孔91、第二定位孔92和定位槽93之间相互适配。在转动好加长导向筒6后，使第一定位孔91、第二定位孔92和定位槽93对齐，此时将定位杆9从第一定位孔91插入，使定位杆9同时插设在第一定位孔91、第二定位孔92和定位槽93内，定位杆9对加长导向筒6水平限位，加长导向筒6无法转动，从而从竖直方向和水平方向对加长导向筒6安装后进行限位，提高了加长导向筒6的强度和稳定性。
37.参照图1，阀体11上通过定位销安装有增强型支架10，增强型支架10上用于安装气动执行器，增强型支架10成梯形，采用底部带宽边的增强型支架10，提高执行器的高温下运行稳定性，避免执行器的重力和冲击力对阀杆14和球体13的影响。
38.本技术实施例的实施原理为：当气动球阀在高温高压环4境下使用时，球体13受热会发生膨胀，当球体13膨胀后，球体13与阀座12相抵，阀座12受力会在让位槽21内发生一定的偏移，压环4一同受力也会偏移，而压环4受到镍金合金弹簧51的抵紧力将组合式密封圈3抵紧在密封槽121内，通过镍金合金弹簧51合理的压缩量和弹簧力配置，在球体13受高温发生膨胀时，使阀座12能够在让位槽21内偏移，同时利用组合式密封圈3保证阀座12和阀体11之间的密封性，这样有效减少了球体13和阀座12之间因为高温膨胀形变而产生卡顿抱死的现象，使阀门在高温高压工况下仍能够稳定地进行开关，使球阀能够满足高温高压的恶劣环境，提高了球阀的适用范围，增强了球阀的性能。
39.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。