一种丝扣式球阀及阀杆的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及化工机械设备技术领域，尤其涉及一种丝扣式球阀及阀杆。本发明提供了一种丝扣式球阀，其包括阀杆，该阀杆包括依次连接的螺纹段、缩径段及密封段，螺纹段用于与阀杆驱动机构连接；螺纹段的直径小于等于缩径段的直径，缩径段的直径小于密封段的直径，以增加阀杆的可穿入性，由此增加了阀杆的高度；密封段的底部设有用于与球芯连接的凸头，该球阀还包括绕设于阀杆外围的压盖及与压盖螺纹连接的填料套，压盖的一端与缩径段连接，另一端与密封段连接；压盖的底面、密封段的外壁及填料套的内壁构成用于放置填料的填料箱，通过增加阀杆高度，增大了填料箱高度，进而增加了压盖与填料套的螺纹旋合长度，提高了球阀的密封性及使用安全性。
【专利说明】
一种丝扣式球阀及阀杆
技术领域
[0001] 本发明涉及化工机械设备技术领域，尤其涉及一种丝扣式球阀及阀杆，具体涉及 一种能提高密封性及安全性能的丝扣式球阀及阀杆。
【背景技术】
[0002] 丝扣式球阀，包括以锥形螺纹密封的球阀和用活接连接的球阀，前者为内螺纹连 接，后者为外螺纹连接。市售螺纹连接浮动球球阀(二片式）中填料箱由填料套、压盖、阀杆、 填料和止推垫组成，填料套和压盖直接螺纹连接，没有填料压环。处于安全考虑，现有球阀 中的阀杆都是从里面穿入，以防止阀杆受压冲出。同时，球阀填料箱上还都有两个手柄限位 片，以保证操作时阀门能够全开和关严，这导致了丝扣式球阀填料套只能是内螺纹，而不能 设置专门的填料压环。这就产生了两个问题，一是对于小口径法兰式球阀，为保证填料箱高 度，必须加大阀球直径和阀门尺寸，由此增加了经济成本。对丝扣式球阀，常用的口径都比 较小，为与管道配合阀门尺寸也不能太大，只能减小填料箱高度，结果是填料很薄，压盖中 的螺纹丝数也很少，密封效果差，也不安全。二是丝扣式球阀没有设置压环，长期使用填料 会进入螺纹空隙，填料松动，导致泄漏。
[0003] 阀门设计，填料宽度S-般取S =( 0.9-2.5) V g，g为阀杆直径。填料高度Η-般取3 ~5S。压盖的螺纹旋合长度，应符合GB/T197-2003《普通螺纹公差》中的规定，至少应采用中 等旋合长度组合(Ν)。表1为市售不锈钢丝扣式球阀的尺寸测量结果，压盖丝牙数只有3~4 圈，实际只能进2~3圈，以留一圈计。从表中数据可以看出，这些球阀的填料箱设计都严重 不符合设计规范和国标，这样的阀门只能用于走不燃气体和水，不能用于易燃易爆介质，故 现在的化工工艺管路都不使用丝扣式球阀。
[0004]表1市售两片式丝扣球阀填料箱测量结果
[0005]
【发明内容】
[0006] (一)要解决的技术问题
[0007] 本发明要解决的技术问题是现有的丝扣式球阀填料很薄，压盖的螺纹丝数少，且 没有设计压环，造成密封性差，安全性低，不符合石化阀门设计标准，不能用于易燃易爆介 质。
[0008] (二)技术方案
[0009] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种阀杆，其包括依次连接的螺纹段、缩径 段及密封段，所述螺纹段用于与阀杆驱动机构连接;所述螺纹段的直径小于或等于所述缩 径段的直径，所述缩径段的直径小于所述密封段的直径;所述密封段的底部设有用于与球 芯连接的凸头。
[0010] 其中，所述螺纹段、缩径段、密封段及凸头一体成型。
[0011] 本发明还提供了一种丝扣式球阀，其包括上述阀杆，还包括绕设于所述阀杆外围 的压盖及与所述压盖螺纹连接的填料套，且所述填料套设于所述压盖的外侧;所述压盖的 一端与所述缩径段连接，所述压盖的另一端与所述密封段连接;所述压盖的底面、密封段的 外壁及填料套的内壁构成用于放置填料的填料箱。
[0012] 其中，所述压盖的底部设有向所述填料箱延伸的压环，所述压环用于压实所述填 料箱内的填料，以防止所述填料箱内的填料溢出。
[0013] 其中，所述球芯上设有圆弧槽，所述凸头与所述圆弧槽插接，使得所述阀杆与所述 球芯固定连接。
[0014] 其中，所述密封段与所述凸头的连接处设有止推垫片。
[0015](三)有益效果
[0016] 本发明的上述技术方案具有如下优点：
[0017] 本发明提供了一种阀杆，该阀杆包括依次连接的螺纹段、缩径段及密封段，螺纹段 用于与阀杆驱动机构连接;螺纹段用于与阀杆驱动机构连接;螺纹段的直径小于或等于缩 径段的直径，缩径段的直径小于密封段的直径;密封段的底部设有用于与球芯连接的凸头， 以确保在使用过程中防止阀杆飞出阀体，进而保证整个阀门与管道的安全性。并通过将螺 纹段及缩径段的直径小于密封段，以增加阀杆的可穿入性，由此增加了阀杆的高度。
[0018] 本发明还提供了一种丝扣式球阀，包括上述阀杆，还包括绕设于阀杆外围的压盖 及与压盖螺纹连接的填料套，且填料套设于压盖的外侧;压盖的一端与缩径段连接，压盖的 另一端与密封段连接;压盖的底面、密封段的外壁及填料套的内壁构成用于放置填料的填 料箱。本申请将压盖对应于缩径段及密封段设于阀杆的外围，通过增加阀杆的高度，从而增 大了填料箱的高度，也有利于增加压盖与填料套间的螺纹旋合长度，提高了球阀的密封性 及使用安全性，并使得填料箱的设计能够符合石化球阀标准，可以用于易燃易爆介质，也有 利于解决丝扣式球阀不能用于化工工艺管路的问题。
【附图说明】
[0019] 图1是本发明一种丝扣式球阀实施例的DN20PN25球阀的具体结构示意图；
[0020]图2是本发明一种丝扣式球阀实施例的DN20PN25球阀中压盖的结构示意图；
[0021]图3是本发明一种丝扣式球阀实施例的DN20PN25球阀中阀杆的正视图；
[0022]图4是本发明一种丝扣式球阀实施例的DN20PN25球阀中阀杆的后视图。
[0023] 图中：1_1:紧固螺母；1_2:弹黄塾片；1-3:手柄；1-4:压盖；1 -5:填料套；1-6、1-1_ 13:填料；1-7:阀杆；1-8:主阀体；1-9:密封圈；1-10:止推垫片；1-11 :副阀体；1-13:球芯;2-1:压盖本体;2-2:旋合连接段;2-3:压环;3-1:螺纹段;3-2:缩径段;3-3:密封段;3-4:凸头。
【具体实施方式】
[0024]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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的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。
[0025] 特别的，在本实施例中，本申请中的丝扣式球阀为一种新型的丝扣式球阀，通过设 置包括缩径段的阀杆，使得其与现有的丝扣式球阀相比，填料箱的高度增加了一倍，故也可 称之为高台型丝扣式球阀。
[0026] 如图3至图4所示，本发明提供了一种阀杆，其包括依次连接的螺纹段3-1、缩径段 3-2及密封段3-3,螺纹段3-1用于与阀杆驱动机构连接;螺纹段3-1的直径小于或等于缩径 段3-2的直径，缩径段3-2的直径小于密封段3-3的直径;密封段3-3的底部设有用于与球芯 1-13连接的凸头3-4,用于防止阀杆1-7飞出，进而保护阀杆1-7在高压工况条件下的安全 性。具体地，螺纹段3-1、缩径段3-2、密封段3-3及凸头3-4-体成型，通过将螺纹段3-1及缩 径段3-2的直径小于密封段3-3的直径，以增加阀杆1-7的可穿入性，由此增加了阀杆1-7的 高度。
[0027] 如图1至图2所示，本发明还提供了一种丝扣式球阀，包括上述阀杆1-7,还包括绕 设于阀杆外围的压盖1-4及与压盖1-4螺纹连接的填料套1-5,且填料套1-5设于压盖1-4的 外侧;压盖1-4的一端与缩径段3-2连接，压盖1-4的另一端与密封段3-3连接;压盖1-4的底 面、密封段3-3的外壁及填料套1 -5的内壁构成用于放置填料的填料箱。本申请将压盖1 -4对 应于缩径段3-2及密封段3-3设于阀杆1-7的外围，通过增加阀杆1-7的高度，从而增大了填 料箱的高度，也有利于增加压盖1-4与填料套1-5间的螺纹旋合长度(其中，压盖1-4通过旋 合连接段2-2与填料套1-5连接），提高了球阀的密封性及使用安全性，并使得填料箱的设计 能够符合石化球阀标准，可以用于易燃易爆介质，也有利于解决丝扣式球阀不能用于化工 工艺管路的问题。
[0028] 在本实施例中，压盖1-4包括压盖本体2-1、旋合连接段2-2及压环2-3;具体地，压 盖1-4的底部设有向填料箱延伸的压环2-3,压环2-3用于压实填料箱内的填料1-6,以防止 填料箱内的填料1-6溢出，以提高密封性能，克服了在现有技术中填料会进入螺纹空隙，填 料松动，从而导致的问题;压盖1-4通过旋合连接段2-2与填料套1-5连接，具体地，压盖本体 2- 1的外表面设有用于与填料套1-5连接的旋合连接段2-2,且旋合连接段2-2为螺纹体。其 中，压盖1-4与填料套1-5间的螺纹连接圈数统称为压盖丝数;若压盖丝的数量越多，代表压 盖1-4与填料套1-5的连接密封性越好，使用效果越好。采用本申请中的压盖1-4,增大了压 盖1-4与填料套1-5的接触面积，提高了压盖1-4与填料套1-5间的螺纹连接圈数，有助于提 高安全性能，从而能应用于化工工艺管路上。特别的，在本申请中，填料套1-5设于主阀体1-8上，且填料套1 -5与主阀体1 -8-体成型。
[0029] 国标68/11-1337-2007《石油、石化及相关工业用的钢制球阀》第5.1-13.3条规定， 球阀应采用可调节密封结构，应不拆卸球阀的任何零件就可以调节填料密封力。第5.1-13.4条规定，填料压盖应由填料压板和填料压套组成，填料压板应是带两个安装活接螺栓 的通孔(不开口）法兰，填料压盖的螺栓应能穿过填料压板的通孔固定在阀盖或阀体颈部的 法兰上。特别的，本发明提供的压盖1-4是将球阀填料压板(相当于本申请中的压盖本体2-1)、压环2-3和螺栓(相当于本申请中的旋合连接段2-2)合为一体(简称三合一球阀压盖）， 这种三合一球阀压盖，结构简单，安装方便，且成本低廉，有利于推广使用，也可以用于法兰 式球阀。
[0030] 特别的，本发明提出的阀杆主要针对DN25及以下小口径丝扣式球阀，也适用于小 口径法兰式球阀。在本实施例中，将阀杆应用于两片式丝扣式球阀中为例，加以具体说明。
[0031] 采用本申请中的阀杆，使得填料箱的高度比现有的丝扣式球阀高一倍。如现在的 市售DN20不锈钢丝扣式球阀，填料箱的高度为7.21mm，螺纹M14 X 1.5(直径X螺距），阀杆直 径Φ 7 · 9mm(螺纹M8 X 1 · 5)、长度32 · 49mm，压盖丝3圈，压盖实际只能进3mm(2圈），填料压缩 后的高度为4.21mm。若增加填料箱的空间高度，定制的DN20不锈钢丝扣式球阀的具体参数 为:填料箱的空间高度为1-13mm，螺纹Ml6 X 1.5，阀杆直径Φ 9.7mm(螺纹ΜΙ0 X 1.5 )、长度 42mm，压盖丝4圈，压盖实际只能进4.5mm(3圈），填料压缩后的高度为7mm。基于上述球芯的 直径和阀体设计不变的情况下，采用本申请中的阀杆结构，将螺纹段3-1设为M6X1，缩径段 3- 2的直径为8mm，密封段3-3直径为9.2_，旋合连接段2-2为M16 X 1.25，如此阀杆的总高度 可增加到47mm，填料箱的空间高度为18mm，压缩后的填料高度为8mm，压盖1-4与填料套1-5 的旋合连接段进入7mm(5.6圈），且压盖螺纹还有±2mm的可调整空间，同时压盖1-4的底部 设有一段3mm长的压环2-3，用于压实放置填料箱内的填料1-6，以防止放置填料箱内的填料 1-6溢出。
[0032] 具体地，球芯1-13上设有圆弧槽，凸头3-4与圆弧槽插接，使得阀杆1-7与球芯1-13 固定连接;密封段3-3与凸头3-4的连接处设有止推垫片1-10。其中，凸头3-4的直径大于密 封段3-3的直径，且凸头3-4的上部为圆形，下部为槽键；阀杆1-7在流体压力作用下，其台肩 紧贴并压紧止推垫片1-10,当阀杆1-7旋转时便产生了摩擦力，此时止推垫片1-10主要起到 减小摩擦力作用，但也有助于提高密封性能。
[0033] 该丝扣式球阀还包括与主阀体1 -8连接的副阀体1 -11，其中，主阀体1 -8与副阀体 ι-ll的连接处设有密封圈1-9,以保证主阀体1-8与副阀体1-11的密封性能。在本实施例中， 球芯1 -13作为阀门的启闭件，球芯1 -13随阀杆1-7在阀杆1 -7驱动机构作用下转动以实现启 闭动作的阀门；球芯1-13主要用于截断或接通管道和设备介质，也可用于流体的调节与控 制，球芯1-13的流体阻力小，结构简单，体积小，重量轻，紧密可靠，操作维修方便，不会引起 阀门密封面的侵蚀，适用范围广。
[0034] 具体地，阀杆1-7驱动机构包括与阀杆1-7旋转连接的手柄1-3,手柄1-3包括固定 段、手握段及用于连接固定段与手握段的连接段；固定段的水平分段设有孔槽，螺纹段3-1 穿过孔槽，且螺纹段3-1通过紧固螺母1-1及弹簧垫片1-2与固定段的水平分段固定连接。采 用上述固定方式，便于安装与拆卸，固定效果好，且易在市场上购买得到，使用方便。
[0035] 具体地，主阀体1-8对应于固定段的竖直分段设有至少一个定位装置。通过设置定 位装置，当手柄1-3顺时针或逆时针旋转至90°时，起到固定手柄1-3的作用。特别的，压盖ΙΑ 顶部与手柄 1-3 之间设有间隙 ，用于提供安装余量。
[0036] 具体地，固定段、连接段及手握段一体成型。具体地，连接段的轴线与手握段的水 平分段所在轴线的夹角为110至130度;固定段的轴线与手握段的水平分段所在轴线的夹角 为0至15度。由此，固定段与水平面的夹角范围为110-145度，符合人体力学及使用习惯，具 体实施时，根据使用者的习惯选择具体的夹角值。
[0037] 优选地，为便于提高操作人员的舒适感，在本实施例中，手握段上套设有长柄套。 长柄套的材质可为硬塑或橡胶，也可为真皮，根据实施条件及成本控制，选择相应的材质。
[0038] 按本发明的设计结构及球阀标准设计，为进一步地提高球阀的密封性能，压盖两 边的螺纹与耐高压的三角环活接连接，也可以连接以〇型环、聚四氟乙烯、铝垫等密封的活 接。
[0039]总的来说，基于本发明上述提出的对阀杆和压盖的改进，使得小口径丝扣式球阀 用于安装填料的空间高度增加了一倍左右，同时使得丝扣式球阀的设计能够符合石化球阀 标准，可以用于易燃易爆介质，解决了丝扣式球阀不能用于化工工艺管路的问题。特别的， 对于DN32及以上口径的球阀，因阀体内空间相对较大，阀杆不用变径。值得强调的是，丝扣 式球阀，特别是DN50以下的球阀重量是对应等口径法兰式球阀重量的1 /3~1 /2，安装方便， 质量轻，易于大批生产及推广使用，而且企业的球阀采购成本会大幅降低。
[0040] 下面结合具体实施例，对本发明的两片式丝扣球阀做具体描述。
[0041] 若要使两片式丝扣球阀的填料箱设计符合国标，能用于易燃易爆介质和化工工艺 管路，难度在DN25及以下小口径丝扣式球阀，填料套加高，必须配套阀杆加长，但阀杆长了 从底下穿不进去，本发明采用阀杆缩径的方式有效解决了这个问题。对于DN6~25六种规格 的不锈钢两片式丝扣式球阀，公称压力DN25,阀球的尺寸与市售球阀相同，设计结果列于表 2,分析表中的数据可发现，用于安装填料的空间尺寸均符合国标和设计规范。其中，填料高 度/填料宽度=2.45~2.8，与设计规范要求的最小值3相差不大，填料优选采用碳纤维增强 聚四氟乙烯以得到最佳的填料高度值。
[0042] 表2 DN25以下小口径不锈钢两片式丝扣球阀的设计结果
[0043]
[0044] 对于DN32及以上两片式丝扣球阀，阀体内空间足够大，阀杆不必变径，填料套螺纹 采用市售球阀规格，填料套按上述相关规定设计，设计结果列于表3。
[0045] 表3 DN32以上不锈钢两片式丝扣球阀的设计结果
[0046]
[0047]
[0048] 综上所述，本发明提供了一种阀杆，该阀杆包括依次连接的螺纹段、缩径段及密封 段，螺纹段用于与阀杆驱动机构连接;螺纹段用于与阀杆驱动机构连接;螺纹段的直径小于 或等于缩径段的直径，缩径段的直径小于密封段的直径;密封段的底部设有用于与球芯连 接的凸头，以确保在使用过程中防止阀杆飞出阀体，进而保证整个阀门与管道的安全性。并 通过将螺纹段及缩径段的直径小于密封段，以增加阀杆的可穿入性，由此增加了阀杆的高 度。
[0049] 本发明还提供了一种丝扣式球阀，包括上述阀杆，还包括绕设于阀杆外围的压盖 及与压盖螺纹连接的填料套，且填料套设于压盖的外侧;压盖的一端与缩径段连接，压盖的 另一端与密封段连接;压盖的底面、密封段的外壁及填料套的内壁构成用于放置填料的填 料箱。本申请将压盖对应于缩径段及密封段设于阀杆的外围，通过增加阀杆的高度，从而增 大了填料箱的高度，也有利于增加压盖与填料套间的螺纹旋合长度，提高了球阀的密封性 及使用安全性，并使得填料箱的设计能够符合石化球阀标准，可以用于易燃易爆介质，也有 利于解决丝扣式球阀不能用于化工工艺管路的问题。
[0050] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管 参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和 范围。
【主权项】
1. 一种阀杆，其特征在于:包括依次连接的螺纹段、缩径段及密封段，所述螺纹段用于 与阀杆驱动机构连接;所述螺纹段的直径小于或等于所述缩径段的直径，所述缩径段的直 径小于所述密封段的直径;所述密封段的底部设有用于与球芯连接的凸头。2. 根据权利要求1所述的阀杆，其特征在于:所述螺纹段、缩径段、密封段及凸头一体成 型。3. -种丝扣式球阀，其特征在于:包括如权利要求1-2任一项所述的阀杆，还包括绕设 于所述阀杆外围的压盖及与所述压盖螺纹连接的填料套，且所述填料套设于所述压盖的外 侧;所述压盖的一端与所述缩径段连接，所述压盖的另一端与所述密封段连接;所述压盖的 底面、密封段的外壁及填料套的内壁构成用于放置填料的填料箱。4. 根据权利要求3所述的丝扣式球阀，其特征在于:所述压盖的底部设有向所述填料箱 延伸的压环，所述压环用于压实所述填料箱内的填料，以防止所述填料箱内的填料溢出。5. 根据权利要求3所述的丝扣式球阀，其特征在于:所述球芯上设有圆弧槽，所述凸头 与所述圆弧槽插接，使得所述阀杆与所述球芯固定连接。6. 根据权利要求3所述的丝扣式球阀，其特征在于:所述密封段与所述凸头的连接处设 有止推垫片。
【文档编号】F16K5/06GK105889549SQ201610409974
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】杨顺立, 陈功
【申请人】盐城市特密封机械制造有限公司, 盐城市特一密封机械制造有限公司