[发明专利]一种特大口径全焊接固定球球阀双密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及阀门的密封结构与性能技术领域，特别是涉及一种特大口径全焊接固定球球阀双密封结构，应用于特大口径全焊接固定球球阀上面，实现双向双密封功能。

背景技术

球阀的启闭件是一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90°，实现开启和关闭的目的。球阀的结构主要由阀体、球体、密封结构、启闭传动机构和支撑结构组成。由于球阀具有流体阻力小、密封性能好、可靠性高、启闭速度快等突出优点，不仅使它在一般工业管道上得到广泛的应用，而且在实现农业现代化、交通运输业、国防工业和提高人民生活水平等各方面亦被普遍采用。根据国内机械行业标准规定，对于公称尺寸DN≥1400mm的阀门为特大口径阀门。球阀就结构原理而言，可以分为固定球球阀和浮动球球阀。所谓固定球球阀，即球体由上下两支撑轴支撑固定转动的。随着科技进步和社会发展，特大口径全焊接球阀得到越来越大重视和设计应用。由于是全焊接的阀体，可以直接埋于地下，使球阀内件不受侵蚀，使用寿命长，使得全焊接球阀特别适宜用于城镇中的供热、埋地管道石油、天然气的输送以及海底长输管线上。

球阀零泄漏的密封性能和较低的启闭力矩，一直是球阀设计人员追求的目标。球阀的密封指标由内泄漏和外泄漏要求确定，国家标准规定非金属密封球阀的密封性按GB/T13927-2008《通用阀门压力试验》的A级执行，要求“在试验持续时间内无可见泄漏”；航天行业标准规定地面气体管路系统用球阀“在0.05MPa和1.1倍公称压力的气压条件下，保压3min，内泄漏率应不大于3*10^-5Pa.m³/s(无气泡溢出)；在1.1倍公称压力的气压条件下，保压3min，外泄漏率应不大于1*10^-5Pa.m³/s(无气泡溢出)。”

目前，球阀的密封结构设计方法有很多，有的通过注入密封脂来加强密封性能，有的通过对阀座和阀体的结构创新设计来改善密封性能。中国专利CN205315765U公开了一种全焊接球阀，该密封阀座为具有一横向端和一纵向端的L形结构，且所述横向端与纵向端之间的连接角上开设有一缺口槽，该密封阀座的纵向端上还开设有一介质进入通道，且所述介质进入通道的内端口延伸至缺口槽上。中国专利CN104913078A公开了一种油气管道全焊接球阀,该阀座由阀座本体及分别设置在阀座本体上的O形圈Ⅰ、O形圈Ⅱ、防火圈、支撑圈、支撑弹簧、密封圈、弹性柱组成。虽然这些改进都能起到一定改善密封性能的作用，但密封结构由于受到流体介质的作用以及周边环境的影响，球阀很容易产生流体介质泄漏，由于没有介质泄漏保护密封结构，因而达不到最终超高的密封效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：对于特大口径全焊接固定球球阀，由于球阀结构尺寸特别大，需要的启闭力矩就很大，为了拥有较小的启闭力矩，就要合理的控制密封面的密封比压，然而对于特大口径球阀密封比压很难控制得当，就很容易发生介质泄漏的问题。因此针对球阀密封结构很难保证良好密封、出现介质泄漏的技术问题，本发明提供一种特大口径全焊接固定球球阀双密封结构，在球阀的球面上设置两级密封机构以提高球阀的密封性。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种特大口径全焊接固定球球阀双密封结构，包括设置在连接管与球体的连接面上的一级密封结构和二级密封结构，所述一级密封结构和二级密封结构形成由内到外依次设置的串联式密封结构。采用由内到外串联式两级密封结构，当第一级密封结构出现介质泄漏，则由第二级密封结构进行介质泄漏密封保护，显著提高了球阀密封性能。

进一步，所述一级密封结构靠近球阀流通通道为主密封结构，包括第一球垫和第一球垫座，所述第一球垫座一端与所述连接管连接，另一端设有第一凹槽，所述第一球垫一端置于所述第一凹槽内，根据设计要求，确定球垫初始密封比压，由装配止口定位来控制第一球垫和球体压紧配合来达到初始预紧密封的作用，所述第一球垫另一端与所述球体表面紧密贴合。一级密封结构采用设置在连接管和球体之间的一个第一球垫和一个第一球垫座组成，并且靠近球阀流通通道边缘处，第一球垫紧贴在球体上，实现一级密封。

进一步，为了更好的贴合和密封，所述第一球垫与所述球体贴合的一端具有与所述球体表面匹配的第一弧形面。

优选的，所述第一凹槽为U型凹槽。