[发明专利]低温上装式球阀阀座结构及其在线维修拆卸方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能用于低温工况下的上装式球阀，最低温度可达-196℃。

背景技术

低温上装式球阀广泛应用在LNG接收站、LNG液化站、天然气管线、炼油、石化、化工装置中。由于低温环境中介质对材料性能要求非常高，材料在低温环境中易产生冷缩变形，从而降低阀门整体密封性能，低温介质任何外漏和内漏会危及人的生命安全以及导致资源的浪费。例如LNG接收站管道及储罐中介质为液化天然气，主要成份为甲烷，化学名称为CH4，还有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份组成，沸点为-162℃，体积约为同量气态天然气体积的1/625，气体的密度比空气低，容易在空气中扩散，属于易燃易爆介质，一般LNG接收站建设在沿海远离人口密集地区。因此对低温上装式球阀的稳定性、密封性以及可在线维修提出了更高的要求。

相对于低温侧装式球阀而言，低温上装式球阀在管线上拆卸简单迅速，维修方便快捷。当阀门在管线上出现故障需要维修时，不必从管线上拆卸阀门，只需拆掉中法兰螺栓和螺母，将阀盖和阀杆组合件一起从阀体中取下来，然后取出球体和阀座组合件，即可在线修理球体和阀座。这种维修节省了时间，将生产中的损失降到最低。

如图1所示，传统低温上装式球阀阀座结构由阀体9、球体1、阀座组件(含阀座金属圈3、阀座密封圈2)、并紧螺母4、弹簧6、唇式密封圈8以及弹簧座7组成，唇式密封圈8被弹簧座7挤压，与阀体9形成一对密封副；并紧螺母4的四周开有一定数量的盲孔5，当通过工具插入盲孔并向左拧紧并紧螺母4后，根据作用力与反作用力原理、以及力的传递性原理，弹簧6反向推动并紧螺母4，推力通过并紧螺母4与阀座金属圈3之间的螺纹传递到阀座密封圈2上，使阀座密封圈2与球体1之间形成预紧比压，从而形成另一对密封副；上述两对密封副形成一套完整的阀座密封副结构。

上述传统结构可以实现密封功能，达到标准或者客户要求的泄露等级，但是，该结构中的弹簧6直接作用在并紧螺母4上，由于弹簧6的工作载荷较大，旋转并紧螺母4费时费力，在实际安装使用中很难操作，也会影响在线维修工作，该结构仅适用于小口径、低压力超低温上装式球阀。

发明内容

目前低温工况装置不断向大型化、高压化、集成智能化方向发展，本发明是为了突破这一技术瓶颈，为更好的实现国产化大口径、高压力超低温上装式球阀服务于客户不断发展的装置而研发，可以提供一种更优越的阀座结构、更有利于现场维修人员在线拆卸维修工作。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种低温上装式球阀阀座结构，包括阀体、球体、阀座金属圈、并紧螺母、弹簧座、弹簧以及密封圈，其特征在于：

所述阀座金属圈一端伸入所述阀体内，另一端与所述球体形成密封连接；

所述密封圈填入在所述阀座金属圈与所述阀体之间形成的缝隙中，并与所述阀体形成密封连接；

所述并紧螺母与所述阀座金属圈的外侧形成螺纹连接；

所述弹簧座套在所述阀座金属圈外，并且位于所述阀体与所述并紧螺母之间，其内侧端面压紧所述密封圈，其外径超过所述并紧螺母的直径；

所述弹簧抵接在所述阀体与所述弹簧座之间。

所述的低温上装式球阀阀座结构，其中：所述并紧螺母四周开有一定数量的盲孔。

所述的低温上装式球阀阀座结构，其中：所述阀座金属圈的另一端通过阀座密封圈与所述球体形成密封连接。

所述的低温上装式球阀阀座结构，其中：所述密封圈是唇式密封圈。

一种低温上装式球阀阀座结构的在线维修拆卸方法，采用如权利要求1所述的低温上装式球阀阀座结构，其特征在于：

先对所述弹簧座施加一个拆卸力，使弹簧座与并紧螺母脱离接触，然后旋松并紧螺母，使得阀座金属圈能够被推动远离球体一段距离，以方便取出球体，然后依次取出阀座金属圈、并紧螺母、弹簧座、弹簧以及密封圈，接着对密封组件进行现场维修。

所述的低温上装式球阀阀座结构的在线维修拆卸方法，其中：当维修完毕后，依次装入密封圈、弹簧、弹簧座、并紧螺母、阀座金属圈以及球体，然后提供一个拆卸力推动弹簧座移动一定距离，使弹簧座与并紧螺母脱离接触，再拧紧并紧螺母，最后去除拆卸力，使阀座金属圈在弹簧的弹力作用下与球体形成密封连接。

与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：可以将拆卸力的提供与并紧螺母的旋紧或旋松分解开来，使得并紧螺母的旋紧或旋松工作变得轻松，依靠人力即可完成；本发明能够节省阀门生产周期以及现场在线维修工作时间，为阀门生产厂家、业主现场提高工作效率，最终节约成本，降低能耗。

附图说明