一种带刮刀充气密封三通换向球阀论文和设计-李树勋

全文摘要

本实用新型涉及流体流动技术领域，且公开了一种带刮刀充气密封三通换向球阀，包括接管，所述接管的内侧固定安装有阀体，所述阀体的外侧固定安装有充气接口，所述阀体的内部固定安装有球体，所述接管和球体之间固定安装有阀座支承圈，所述阀座支承圈和接管之间活动安装有碟形弹簧，所述阀座支承圈和接管之间固定安装有O形密封圈。该带刮刀充气密封三通换向球阀，通过充气阀座和异形弹簧的配合使用，通过在充气阀座内腔内安装内芯和异形弹簧，在异形弹簧与内芯的挤压下，能够使充气阀座密封面紧密贴合球体表面，球体换向完成后进行充气密封，并将球体密封表面的微观不平度填平，达到了密封不易失效的作用。

主设计要求

1.一种带刮刀充气密封三通换向球阀，包括接管(1)，其特征在于：所述接管(1)的内侧固定安装有阀体(2)，所述阀体(2)的外侧固定安装有充气接口(6)，所述阀体(2)的内部固定安装有球体(13)，所述接管(1)和球体(13)之间固定安装有阀座支承圈(4)，所述阀座支承圈(4)和接管(1)之间活动安装有碟形弹簧(3)，所述阀座支承圈(4)和接管(1)之间固定安装有O形密封圈(5)，所述阀座支承圈(4)和球体(13)之间固定安装有压块(7)，所述压块(7)的顶部螺纹连接有开槽沉头螺钉(8)，所述压块(7)的底部固定连接有充气阀座(9)，所述充气阀座(9)内腔内固定安装有内芯(10)，所述充气阀座(9)内腔内固定安装有与内芯(10)贴合的异形弹簧(11)，所述阀座支承圈(4)的顶部固定安装有刮刀(12)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种带刮刀充气密封三通换向球阀，其特征在于：所述接管(1)和阀体(2)之间的连接方式具体为螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的一种带刮刀充气密封三通换向球阀，其特征在于：所述压块(7)通过开槽沉头螺钉(8)与阀座支承圈(4)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种带刮刀充气密封三通换向球阀，其特征在于：所述压块(7)和充气阀座(9)之间的连接方式具体为过盈配合连接。

5.根据权利要求1所述的一种带刮刀充气密封三通换向球阀，其特征在于：所述充气阀座(9)内充入气体，充气量的计算如下：

设计说明书

技术领域

本实用新型流体流动技术领域，具体为一种带刮刀充气密封三通换向球阀。

背景技术

在城市地下轨道交通和隧道工程建设中，泥水盾构机是一种专用掘进工程机械，三通换向球阀是泥水盾构机中非常重要的一个部件，因为连续式生产的要求，需要换向阀克服烟气中的粉尘磨损，以及腐蚀性的影响，机械部分需要保证部件频繁的开关造成的磨损，已经要求较高的可靠性和工作寿命。

现有的三通换向球阀的阀座密封圈材料一般都选择软质非金属材料，这类阀门应用于冷热交变环境中时，由于阀体和阀座材料热胀冷缩变形不一致，容易使阀门密封失效出现泄漏或阀门启闭失灵的问题，同时阀座密封圈和球体密封间隙内容易进入泥沙等固体小颗粒，阀座密封圈易被磨损、出现密封失效等问题。

实用新型内容

(一)解决了技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种带刮刀充气密封三通换向球阀，具备有结构紧凑，密封效率高，密封不易失效的优点，解决了现有的三通换向球阀的阀座密封圈材料一般都选择软质非金属材料，这类阀门应用于冷热交变环境中时，由于阀体和阀座材料热胀冷缩变形不一致，容易使阀门密封失效出现泄漏或阀门启闭失灵的问题，同时阀座密封圈和球体密封间隙内容易进入泥沙等固体小颗粒，阀座密封圈易被磨损、出现密封失效的问题。

(二)技术方案

为实现上述结构紧凑，密封效率高，密封不易失效的目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带刮刀充气密封三通换向球阀，包括接管，所述接管的内侧固定安装有阀体，所述阀体的外侧固定安装有充气接口，所述阀体的内部固定安装有球体，所述接管和球体之间固定安装有阀座支承圈，所述阀座支承圈和接管之间活动安装有碟形弹簧，所述阀座支承圈和接管之间固定安装有O形密封圈，所述阀座支承圈和球体之间固定安装有压块，所述压块的顶部螺纹连接有开槽沉头螺钉，所述压块的底部固定连接有充气阀座，所述充气阀座内腔内固定安装有内芯，所述充气阀座内腔内固定安装有与内芯贴合的异形弹簧，所述阀座支承圈的顶部固定安装有刮刀。

优选的，所述接管和阀体之间的连接方式具体为螺栓连接。

优选的，所述压块通过开槽沉头螺钉与阀座支承圈固定连接。

优选的，所述压块和充气阀座之间的连接方式具体为过盈配合连接。

优选的，所述充气阀座内充入气体，充气量的计算如下：

式中：Q充气量，m3；ε修正系数，0.8；ν气体流速，m\/s；P公称压力，MPa；d1、d2充气孔直径，m；P1充气压力，MPa；R阀座密封面半径，mm；θ圆周中心角，°；ψ密封面法向与流道中心线夹角，°；t充气时间，s。

优选的，所述内芯与充气阀座之间的连接方式具体为过盈配合连接。

优选的，所述异形弹簧的材质具体为铬硅钢。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种带刮刀充气密封三通换向球阀，具备以下有益效果：

1、该带刮刀充气密封三通换向球阀，通过充气阀座和异形弹簧的配合使用，通过在充气阀座内腔内安装内芯和异形弹簧，在异形弹簧与内芯的挤压下，能够使充气阀座密封面紧密贴合球体表面，球体换向完成后进行充气密封，并将球体密封表面的微观不平度填平，防止内漏实现零泄漏密封，达到了密封不易失效的作用。

2、该带刮刀充气密封三通换向球阀，通过充气阀座与内芯的配合使用，通过设置充气阀座，充气时可以使阀座迅速实现密封，另外充气阀座的回弹性优于普通橡胶阀座，排气解除密封时可以减小阀门启闭力矩和缩短启闭时间，充气阀座空腔内设置有异形弹簧和内芯，使其增加充气阀座的支撑作用，防止充气过程中充气阀座发生移位，达到了结构紧凑，密封效率高的目的。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型充气阀座密封局部结构示意图；

图3为本实用新型图1中A处的放大示意图。

图中：1接管、2阀体、3碟形弹簧、4阀座支承圈、5O形密封圈、6充气接口、7压块、8开槽沉头螺钉、9充气阀座、10内芯、11异形弹簧、12 刮刀、13球体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，一种带刮刀充气密封三通换向球阀，包括接管1，接管1 的内侧固定安装有阀体2，接管1和阀体2之间的连接方式具体为螺栓连接，阀体2的外侧固定安装有充气接口6，阀体2的内部固定安装有球体13，接管1和球体13之间固定安装有阀座支承圈4，阀座支承圈4和接管1之间活动安装有碟形弹簧3，阀座支承圈4和接管1之间固定安装有O形密封圈5，阀座支承圈4和球体13之间固定安装有压块7，压块7通过开槽沉头螺钉8 与阀座支承圈4固定连接，压块7的顶部螺纹连接有开槽沉头螺钉8，压块7 的底部固定连接有充气阀座9，充气阀座9内充入气体，充气量的计算如下：

式中：Q充气量，m3；ε修正系数，0.8；ν气体流速，m\/s；P公称压力，MPa；d1、d2充气孔直径，m；P1充气压力，MPa；R阀座密封面半径，mm；θ圆周中心角，°；ψ密封面法向与流道中心线夹角，°；t充气时间，s，压块7和充气阀座9之间的连接方式具体为过盈配合连接，通过设置充气阀座9，充气时可以使阀座迅速实现密封，充气阀座9的回弹性优于普通橡胶阀座，排气解除密封时可以减小阀门启闭力矩和缩短启闭时间，充气阀座9内腔内固定安装有内芯10，内芯10与充气阀座9之间的连接方式具体为过盈配合连接，充气阀座9内腔内固定安装有与内芯10贴合的异形弹簧11，异形弹簧11的材质具体为铬硅钢，异形弹簧11和内芯10增加充气阀座9的支撑作用，防止充气过程中充气阀座9发生移位，同时在异形弹簧11与内芯10的挤压下，能够使充气阀座9密封面紧密贴合球体13表面，球体13换向完成后进行充气密封，并将球体13密封表面的微观不平度填平，防止内漏实现零泄漏密封，阀座支承圈4的顶部固定安装有刮刀12，刮刀12可以剥离球体表面的泥浆和固体小颗粒。

在使用时，通过在充气阀座9内腔内安装内芯10和异形弹簧11，在异形弹簧11与内芯10的挤压下，能够使充气阀座9密封面紧密贴合球体13表面，球体13换向完成后进行充气密封，并将球体13密封表面的微观不平度填平，防止内漏实现零泄漏密封，充气阀座9空腔内设置有异形弹簧11和内芯10，使其增加充气阀座9的支撑作用，防止充气过程中充气阀座9发生移位。

综上所述，该带刮刀充气密封三通换向球阀，通过充气阀座9和异形弹簧11的配合使用，通过在充气阀座9内腔内安装内芯10和异形弹簧11，在异形弹簧11与内芯10的挤压下，能够使充气阀座9密封面紧密贴合球体13 表面，球体13换向完成后进行充气密封，并将球体13密封表面的微观不平度填平，防止内漏实现零泄漏密封，达到了密封不易失效的作用。

通过充气阀座9与内芯10的配合使用，通过设置充气阀座9，充气时可以使阀座迅速实现密封，另外充气阀座9的回弹性优于普通橡胶阀座，排气解除密封时可以减小阀门启闭力矩和缩短启闭时间，充气阀座9空腔内设置有异形弹簧11和内芯10，使其增加充气阀座9的支撑作用，防止充气过程中充气阀座9发生移位，达到了结构紧凑，密封效率高的目的。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

设计图

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主设计要求

设计方案

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