自密封偏心半球阀结构改进方案

自密封偏心半球阀结构改进方案本发明公开了一种自密封偏心半球阀，包括阀体，阀体内设有进液腔，阀体的一端设有与进液腔连通的进水孔、另一端设有与进液腔连通的出水孔，阀体顶部连接有阀盖，阀盖上连接有主阀轴，阀体底部设有副阀轴，进液腔内设有连接在主阀轴和副阀轴上的半球状阀板，半球状阀板的表面上包覆有弹性密封层，所述半球状阀板密封面的弹性密封层与进水孔的内端口部位接触配合后可形成实现轴向密封的轴向密封副；所述半球状阀板密封面上的弹性密封层与进水孔的孔壁接触配合后可形成具有径向自密封效果的径向密封副。该阀结构简单，具有轴向密封和径向密封双重效果，不易造成渗漏或泄漏，开启扭矩小，可延长阀门的使用寿命。半球阀的研发成功，为化工，石油，燃气，冶金，电子等工业部门溶液工艺流程中为易沉淀，结垢，析出而影响流程的困境中提供了可靠的控制阀门，为提高我国工业管理装备水平提供了新型优异产品。
一、自密封偏心半球阀结构改进方案结构上采用偏心-楔紧原理
偏心半球阀包括阀体，阀体内设有进液腔，阀体的一端设有与进液腔连通的进水孔、另一端设有与进液腔连通的出水孔，阀体顶部连接有阀盖，阀盖上连接有主阀轴，阀体底部设有副阀轴，进液腔内设有连接在主阀轴和副阀轴上的半球状阀板，半球状阀板的表面上包覆有弹性密封层。通过半球状阀板与进水孔内端口部位的配合对弹性密封层进行挤压使之变形来实现密封。上述结构的偏心半球阀，弹性密封层压缩变形较小时，易造成球阀渗漏或泄漏。如果增大压缩变形，会引起开、关扭矩增大且阀板寿命缩短。

自密封偏心半球阀结构改进方案发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种密封效果好的自密封偏心半球阀。调节阀阀体和阀芯回转中心(即阀杆轴线)与阀芯的密封球面的几何中心偏置一个径向尺寸，还与电动调节阀阀座密封面在阀体通道轴线上有个偏置尺寸，密封副为金属-金属外力作用下接触，气动调节阀依靠两个偏心实现自锁关闭，偏心的合理选配使得自锁角小于摩擦角，自锁角选的太小关闭容易，开启特困难，角度选大了，虽然开启力小，但关闭力矩迅猛增加，试验台的反复试验，确定两个搭配合理的偏心量至关重要，可靠的自锁性能确保其密封严紧。
这是半球阀的核心技术，从结构原理通过制造手段去实现*佳密封而言，球阀、蝶阀、闸阀、截止阀等确有逊色。

二、自密封偏心半球阀结构改进方案极易实现并长期保持零泄漏
阀芯与阀座的密封是球面线接触，靠偏心实现自锁，密封副在启闭的全过程几乎不接触，只在启闭的瞬间，才会接触并闸紧实现零泄漏，确保动静密封处无任何泄漏点。阀座上的结垢或其他堆积物，阀芯在接触阀座的过程中，具有强力清除结垢的能力。而闸阀的密封面在启闭的频繁往复运动中，混流介质结垢沉淀于阀体下部空腔，截止阀完全依靠正压力实现密封，阀座上的结垢无清理能力，二者盘根的经常反复磨损容易造成闸阀、截止阀的内泄外漏。

三、自密封偏心半球阀结构改进方案操作极其轻便
半球阀启闭的整个过程，密封副几乎全处于无阻尼空转状态，外力只是在启闭瞬间脱离或压紧，而阀杆只需旋转90°轻便又迅速，当然操作轻便。球阀在启闭过程中是在受两端阀座的抱紧力下运转，它较半球阀启闭力矩大，公称直径愈大启闭力矩相差越明显，蝶阀的启闭是要克服橡胶的变形的来实现，力矩更大。而闸阀、截止阀操作时间长且费劲。

球阀密封是靠阀座长期挤压在球面上，它较半球阀肯定磨损快，蝶阀密封是以橡胶为中介，它较半球阀、球阀、闸阀的金属硬密封性能相差甚远。半球阀长期使用后，阀座也会产生微量磨损，它可以通过调整继续使用，阀杆和填料在启闭过程中阀杆只需旋转90°，有泄漏迹象时，再压紧填料压盖的螺栓少许，即可实现盘根处无渗漏，而其他调节阀至今仍然是小漏勉强用，大漏换调节阀。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种如下结构的自密封偏心半球阀，包括阀体，阀体内设有进液腔，阀体的一端设有与进液腔连通的进水孔、另一端设有与进液腔连通的出水孔，阀体顶部连接有阀盖，阀盖上连接有主阀轴，阀体底部设有副阀轴，进液腔内设有连接在主阀轴和副阀轴上的半球状阀板，半球状阀板的表面上包覆有弹性密封层，其结构特点在于：所述半球状阀板密封面的弹性密封层与进水孔的内端口部位接触配合后可形成实现轴向密封的轴向密封副；所述半球状阀板密封面上的弹性密封层与进水孔的孔壁接触配合后可形成具有径向自密封效果的径向密封副。
所述轴向密封副由半球状阀板密封面上的弹性密封层与进水孔的内端口部位直接接触后形成。所述半球状阀板密封面上的弹性密封层局部外凸从而形成可与进水孔的孔壁贴合的环唇，所述径向密封副由所述环唇的外侧面与进水孔的孔壁接触配合后形成。所述半球状阀板关闭后沿所述主阀轴轴向对其剖切的正投影示图中，环唇的内侧面的轮廓线相对于所述进水孔的轴线倾斜设置，从而使所述环唇的内侧面成为圆锥面。
所述半球状阀板关闭后沿所述主阀轴轴向对其剖切的正投影示图中，环唇的外侧面的轮廓线对于所述进水孔的轴线平行设置，从而使所述环唇的外侧面为圆柱面；或者环唇的外侧面的轮廓线对于所述进水孔的轴线倾斜设置，从而使所述环唇的外侧面为圆锥面。

半球状阀板的密封端面上的弹性密封层与进水孔的内端口部位接触配合后，二者可形成轴向密封副，从而实现轴向密封；弹性密封层与进水孔的孔壁接触后二者可形成径向密封副，从而实现径向密封。将所述环唇的内侧面设为圆锥面可以带来以下好处：流体压力作用在内侧面上后能产生径向分力，该径向分力可使环唇的外侧面与进水孔的孔壁贴合的更加严密，形成自密封。也就是说本实用新型既可通过弹性密封层实现轴向密封，也可通过环唇实现径向自密封。
综上所述，本发明的优点在于：结构简单，具有轴向密封和径向密封双重效果，不易造成渗漏或泄漏，开启扭矩小，可延长阀门的使用寿命。

四、自密封偏心半球阀结构改进方案使用寿命长
密封副属于双金属，在母体上堆焊不同用途的合金，经特殊热处理后，它的机械性能和理化指标达*佳状态，来满足不同工况(强力磨损、冲刷迅速、腐蚀严重等介质)中的需要，调节阀的阀座硬度稍低于阀芯，材质不同和热处理工艺各异，需要时密封副的硬度可达HRC53以上，还可耐560℃高温。实践证明，其抗腐蚀和抗咬合能力是不锈钢密封副的6倍，调节阀启闭上万次而不失效，延长了使用寿命。

五、自密封偏心半球阀结构改进方案应用范围广
具有关闭轻巧，密封性能好，能切除阀面结垢物的障碍，耐磨损，耐高温环境，使用寿命长等优点，广泛适用于石化装置以及冶金、化工、灰渣输送等部门。目前的结构是阀座与阀体采用螺栓固定连接，调整范围小，只适用于中低压力工况，压力较高时，不能保证有效密封，使用受限。经过对密封结构的改进，提高了阀门输送两相流介质的能力，适应了工况要求。半球阀多系列品种广泛使用于有色冶炼、燃气天然气、钢铁的煤粉喷吹和除尘、电力输渣、有害气体(硫化氢、光气等)及油品(重油、原油、渣油等)冶炼和输送。它之所以应用范围广，主要是因为密封副分别堆焊不同的合金，使之成为双金属，阀体、阀杆等主要零件采用所需材质，来满足不同工况，构成我公司多种调节阀产品系列。