一种弹性阀座及球阀的制作方法

1.本发明涉及阀门生产技术领域，尤其涉及一种弹性阀座及球阀。


背景技术：

2.球阀是近年来被广泛采用的新型阀门。球阀分为软密封球阀和金属硬密封球阀。软密封球阀的密封等级高于金属硬密封球阀的密封等级。但软密封球阀对温度要求苛刻，不适用于温度过高的工况。因此，在高温工况下，就要求使用金属硬密封球阀，并要求密封性上可以达到与软密封球阀相同的密封等级。
3.为了解决这个问题，现有技术的各类装置中广泛使用了轨道球阀。轨道球阀是单阀座双向密封球阀，阀座采用空心的“o型”金属环结构，其属于金属硬密封球阀，在保证一定硬度的同时，增加了阀座的弹性，从而进一步提高了密封等级，减少了阀座与球体之间金属硬碰硬的密封情况，增强了阀座的密封性。
4.但当介质是颗粒时，阀座、阀球和硬质颗粒三者之间有直接的接触产生。对球阀而言，空心的“o型”金属环结构的阀座硬度较低，磨损首先发生在阀座上。硬质颗粒的长期冲击和碾磨就会增加阀座表面粗糙不平，最终使阀座密封性下降，甚至产生阀门内漏造成关断失效。在实际使用过程中，由阀座密封性能下降造成的生产装置运营维护成本增加，甚至造成介质泄露的事故时有发生，增加了生产装置的运行安全风险。
5.基于此，现有技术仍然有待改进。


技术实现要素：

6.为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种弹性阀座及球阀，以解决现有技术的高温工况下的阀座密封性能差的技术问题。
7.一方面，本发明实施例所公开的一种弹性阀座，其包括环状本体和弹性件，其中，所述弹性件位于在所述环状本体内。
8.进一步地，所述环状本体内开设有空心环，所述弹性件安置在所述空心环内。
9.进一步地，所述弹性件为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧盘绕在所述空心环内。
10.进一步地，所述螺旋弹簧的自由长度等于所述空心环的周长。
11.进一步地，所述螺旋弹簧自由状态下的外径等于或略大于所述空心环的内径。
12.进一步地，所述螺旋弹簧的曲率半径与空心环相同。
13.进一步地，所述环状本体为金属材质或软密封材料。
14.进一步地，所述环状本体为软密封材料时，所述弹性件为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧包覆在所述环状本体内。
15.进一步地，所述螺旋弹簧抵接所述空心环的内壁。
16.进一步地，所述空心环的截面为圆形。
17.进一步地，所述环状本体具有与球体相适应的贴合面，并且，所述空心环的内壁与所述贴合面之间具有第一厚度。
18.进一步地，所述环状本体的截面为c型、o型、八角形、椭圆形或方形。
19.另一方面，本发明实施例还公开了一种球阀，包括球体和上述的弹性阀座，所述弹性阀座的所述环状本体具有与所述球体相适应的贴合面。
20.采用上述技术方案，本发明至少具有如下有益效果：
21.本发明实施例通过在环状本体内设置弹性件，增加了阀座的复原量，增加阀座密封性，从而有效减缓硬质颗粒对阀座的冲击和碾磨，避免阀门内漏，延长阀座的使用寿命。对于金属材质的阀座，通过设置螺旋弹簧，可以进一步增加阀座的硬度，进一步延长阀座的使用寿命，对于软密封材料的阀座，通过在其内包覆螺旋弹簧，增加阀座强度，使得其耐高温性能得以提升。另外，对于金属材质的阀座，由于设置了螺旋弹簧提供一部分硬度，可以因此减小空心环内壁和贴合面之间的厚度，进而减小阀座体积，有利于阀门的精度和小体积化。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本发明一实施例的球阀的结构示意图。
24.图2为本发明一实施例的弹性阀座的局部剖视结构图。
25.图3为本发明一实施例的弹性阀座未安装弹性件时的局部剖视结构图。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
27.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
28.如图1，图2，图3所示，本发明一些实施例公开了一种弹性阀座4及球阀，弹性阀座可以为包覆式弹性阀座，弹性阀座4包括环状本体1和弹性件3，其中，所述弹性件3位于在所述环状本体1内。本实施例通过在环状本体1内设置弹性件3，增加了阀座4的复原量，增加阀座4密封性，从而有效减缓硬质颗粒对阀座4的冲击和碾磨，避免阀门内漏，延长阀座4的使用寿命。其用于球阀时，所述弹性阀座4的所述环状本体1具有与球阀的球体6相适应的贴合面5。
29.本发明一些实施例所公开的弹性阀座4及球阀，在上述实施例的基础上，所述环状本体1内开设有空心环2，所述弹性件3安置在所述空心环2内。具体地，所述弹性件3可为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧盘绕在所述空心环2内。可选用金属弹簧，配合金属材质的环状本体1，保证阀座4的整体硬度和耐热性。金属材质的螺旋弹簧可抵接在环状本体1的空心环2内壁，更好地提供支撑力，增加环状本体1硬度。还可以增加金属硬密封阀座4的密封性，减少因阀座4磨损而产生的内漏，延长阀座4的使用寿命，拓宽金属硬密封阀门的使用领域。
30.本发明一些实施例中，为进一步为环状本体提供支撑力，提高环状本体的硬度，所述螺旋弹簧的自由长度等于所述空心环的周长。所述螺旋弹簧自由状态下的外径等于或略大于所述空心环的内径。
31.本发明一些优选的实施例中，所述环状本体1具有与球体6相适应的贴合面5，并且，所述空心环2的内壁与所述贴合面5之间具有第一厚度，在螺旋弹簧至少抵接在贴合面5相对的空心环2内壁，以直接地提供支撑力，增加硬度和复原量，减少磨损，延长使用寿命。
32.本发明一些实施例所提供的弹性阀座4及球阀，所述环状本体1为软密封材料。优选地，所述环状本体1为软密封材料时，所述弹性件3为螺旋弹簧，所述螺旋弹簧包覆在所述环状本体1内。螺旋弹簧也可旋转金属材质，可以有效增加软密封材料的强度，使其耐高温程度得以提升。经验证，包覆金属螺旋弹簧的软密封材料的弹性阀座4，与未包覆金属螺旋弹簧的软密封材料的弹性阀座4相比，耐高温程度可以提升20-30℃。
33.本发明一些实施例所提供的弹性阀座4及球阀，所述空心环2的截面为圆形。制作方法一：可选用大小合适的圆管，将弹性体即螺旋弹簧穿入所述圆管内，然后将圆管围合成环状形成环状本体1，圆管的内部空间形成空心环2，圆管和螺旋弹簧的首尾两端可采用点焊的方式焊接在一起，当然也可以采用其他适宜的方式进行连接。制作方法二：也可以采用薄钢板，将两侧焊接后得到筒状，然后将筒状结构首尾焊接得到环状本体。
34.本发明一些实施例所公开的弹性阀座4及球阀，在上述实施例的基础上，所述第一厚度可以根据需要进行设定，原则上，由于增加了螺旋弹簧提供支撑力和硬度及复原力，同种工况下，该第一厚度可小于不增加螺旋弹簧时的厚度。如针对采用圆管作为环状本体1的阀座4，管壁厚度可以相应减小，相应地，可以同时适当调整球体6的大小，进而可以实现阀座4小体积化，球阀小体积化，有利于阀门的精度和小体积化。
35.本发明一些优选的实施例所公开的弹性阀座4及球阀，所述螺旋弹簧与所述空心环2抵接处优选设置为面接触，既能保证支撑力，提供相应的硬度，又能保证足够的复原力和支撑间距。
36.本发明一些实施例所公开的弹性阀座及球阀，所述环状本体1的截面为c型、o型、八角形、椭圆形或方形等形状。其中，c型阀座4的弹性较佳，密封性能较好。
37.综上所述，本发明实施例所公开的弹性阀座及球阀，用于金属材质的阀座时，在阀座内部螺旋盘绕同曲率半径弹簧，增加了阀座密封性的同时也增加了阀座的硬度，解决了实际问题。即保证了金属阀座的所需要的硬度，同时又不降低金属阀座的密封性。至少具有如下优点：
38.阀座有弹性且复原量大，密封性优异。
39.阀座硬度提高，抗颗粒介质冲击。
40.阀座与阀体的贴合性不受影响，可以不改变原有阀门和阀座的选材。
41.阀门的制造设备不需要更换，利用率极高，节省投资。
42.扩大了球阀的使用领域。
43.同样地，本发明的弹性阀座应用在普通球阀上，在高温及苛刻工况下，这种结构将很大程度提高球阀的使用寿命。包覆弹性阀座的“包覆”主要是指金属环包覆弹簧，如上述实施例所述的，这种包覆结构同样可以应用在橡胶等软密封阀座上，就是橡胶等软密封材质包覆弹簧，会更大程度上提高软密封阀座的使用温度，甚至可以达到与金属阀座相同的
使用温度。
44.需要特别指出的是，上述各个实施例中的各个组件或步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换形成的组合也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在所述实施例之上。
45.以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
46.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。