阅读说明：本技术 一种一片式外丝球阀 (One-piece type external thread ball valve ) 是由 杨顺立 于 2018-08-01 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种一片式外丝球阀,用焊接式活接与管道连接,解决了用活接连接的丝扣式球阀在化工上推广的问题；小口径球阀的壳体厚度为4～6mm,如果设计一片式外丝球阀,壳体上垫片密封面的宽度只有2～3mm,按常规不能采用垫片密封,故一片式外丝球阀一直未在市场出现。我们将一片式球阀的压盖外侧做成斜面,与活接连接的阀体外螺纹管外侧也做成斜面,两个斜面倾斜角相同,在阀球安装后一起用车床加工,活接凸缘密封面也做成斜面,密封垫断面为梯形,外薄里厚。阀门安装活接后,与活接连接处的阀体斜面起密封作用,压盖斜面起固定密封垫作用,使用时在内压的作用下密封垫向外胀,压力越高密封效果越好。(The invention provides a one-piece external thread ball valve which is connected with a pipeline by welding type loose joints, and solves the problem of popularization of the thread ball valve connected by the loose joints in the chemical industry; the thickness of the shell of the small-caliber ball valve is 4-6 mm, if the one-piece type external thread ball valve is designed, the width of the sealing surface of the gasket on the shell is only 2-3 mm, the gasket cannot be adopted for sealing according to the conventional method, and therefore the one-piece type external thread ball valve is not in the market all the time. The outer side of a gland of a one-piece ball valve is made into an inclined plane, the outer side of an external threaded pipe of a valve body connected with a loose joint is also made into an inclined plane, the inclined angles of the two inclined planes are the same, the two inclined planes are machined together by a lathe after the valve ball is installed, the sealing surface of a flange of the loose joint is also made into an inclined plane, and the section of a sealing gasket is trapezoidal, and is thin outside and thick inside. After the valve is installed with the loose joint, the valve body inclined plane at the joint of the loose joint plays a sealing role, the gland inclined plane plays a role of fixing the sealing gasket, the sealing gasket expands outwards under the action of internal pressure during use, and the sealing effect is better when the pressure is higher.)

一种一片式外丝球阀

技术领域

本发明涉及化工机械技术领域，具体涉及一种一片式外丝球阀。

背景技术

小口径管道，这里指DN50以下的管道，口径DN15～50，民用管道都是采用丝扣式球阀，工业管道采用法兰式球阀，法兰式球阀的重量是丝扣式球阀重量的5～10倍，价格高很多。

民用小口径金属管道，包括镀锌水管、煤气管道、天然气管道，一般用一片式内丝球阀，这种球阀也叫广式球阀，与管道的连接方式为锥形管螺纹连接，采用生料带密封，见图1。广式球阀有缩径的缺点，流体通径小于管内径，如DN15、DN25钢管的内径分别为15mm、25mm，而DN15、DN25广式球阀的通径为9.2mm、15mm，流体阻力大。广式球阀还有一个缺点，阀杆密封性差，其未设计专门的填料箱，阀体壁钻孔充当填料箱，密封垫很薄，很容易泄漏。一片式丝扣式球阀也有外螺纹连接的一片式外丝球阀，但依然是锥形管螺纹连接，没有设计专门的填料箱，而且极少见。

两片式丝扣球阀，通径等于管道公称直径，阀球直径与管道内径相等或很接近。两片式丝扣球阀的阀体上专门设计了填料箱，密封性优于广式球阀。两片式丝扣球阀一般也是内丝，与管道的连接方式为锥形管螺纹连接，生料带密封，主要用在工业低温低压、非易燃易***介质场合。

锥形管螺纹密封，一退丝就漏了，上回原处仍漏，故丝扣式球阀若在化工工艺管道上使用，只能用活接连接，密封用垫片。活接尺寸小，密封面很窄，以前使用石棉垫密封，垫片很容易断，现在都使用橡胶垫密封。橡胶易老化，不耐热，不到100℃就软了，只能用于低温低压。丝扣式球阀还有一个缺点，阀杆填料箱很矮，两片式丝扣球阀的填料高度只有4～6mm，压盖只能进2～3丝，而且没有压环。因此，丝扣式球阀一直未能在化工上推广，在化工工艺管道上不允许使用，用于水管时漏点、渗点无所谓，但化工易燃易***和毒性介质是不允许泄漏和渗漏的。

金属三角环密封垫(CN204717181U)和金属弓形环密封垫(CN206377375U)，解决了活接在化工上应用的密封问题，弓形环和三角环都属于自密封，依靠内压和金属的回弹性密封，需要的螺母上紧力矩很小，低温低压、高温高压都可使用，金属密封垫可以反复使用1000次以上。高台型丝扣式球阀(CN205689796U)，采用阀杆变径的方法，将填料箱高度增加了一倍，填料箱按石化球阀标准设计，压盖自带压环，解决了丝扣式球阀填料箱不符合化工和石化要求的缺点。采用上述专利技术设计的高台型两片式外丝球阀，可以用于化工工艺管道，替代小口径法兰式球阀。但这种球阀为两片式，有容易退丝和太长的缺点。两片式丝扣式球阀的阀体和阀座用螺纹连接，在管道安装过程中一不小心就容易退丝，有的阀门厂采用点焊的方法解决。两片式外丝球阀，加上两边的连接活接，长度与管道直径比为4～10，很不协调。由于上述两个缺点，焊接式活接连接丝扣式球阀推广缓慢。

小口径球阀的壳体厚度为4～6mm，按常规设计不能制造出用垫片密封活接连接的一片式外丝球阀，即使设计出来，壳体上垫片密封面的宽度也只有2～3mm，故阀门行业人士对要生产一片式外丝球阀的第一反应都是“不可能”。因此，用活接连接的丝扣式球阀一种未能在化工行业得到推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一片式外丝球阀，用以解决现有两片式外丝球阀长度大，且容易泄露的问题及两片之间容易退丝的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种一片式外丝球阀，包括阀体，于所述阀体的外侧设有填料箱，所述填料箱的内腔和所述阀体的内腔连通；所述阀体包括主体，于所述主体的一端一体成型的设有连接管；沿着所述主体的轴向于其内依次穿设有压盖进入腔和连接腔，且直径依次减小；所述连接管的一端设有第一导通室，一端设有第一密封槽；沿着所述主体的径向于其侧壁内凹设有阻挡环槽，所述阻挡环槽将所述连接腔和填料箱的内腔连通；于所述连接腔内设置有球芯；于所述球芯和所述阀体的内壁之间挤压有球右垫，所述球右垫处于球右垫片腔内；沿着所述压盖进入腔的轴向于其内用螺纹旋接有阀盖，于所述阀盖和所述球芯之间挤压有球左垫；沿着所述填料箱的轴向于其内滑动穿设有阀杆，所述阀杆的一端伸入到所述阀体内且顶紧于所述球芯上；于所述填料箱和所述阀杆之间填充有填料，于所述填料箱的上部用螺纹旋接有压盖，所述压盖的下端压紧于所述填料的上方，所述压盖套设于所述阀杆的外侧；于所述压盖进入腔的出口顶紧有左管，于所述左管和所述压盖进入腔的出口之间挤压有第三密封垫；于所述左管和所述阀体的对接处的外侧用螺纹旋接有第二螺母；于所述球右垫片腔的出口顶紧有右管，于所述右管和所述球右垫片腔的出口之间挤压有密封环；于所述右管和所述阀体的对接处的外侧用螺纹旋接有第一螺母；于所述阀杆的上端用螺纹固定有手柄。

其中，所述阀盖包括紧固螺母和密封环座；所述密封环座包括阻挡壁和环形面；所述阻挡壁和所述环形面围成第一定位环槽，所述球左垫压紧于所述第一定位环槽内；所述紧固螺母的外壁设有外螺纹，所述紧固螺母的内孔是内六角结构、内八角结构或者内半槽结构。

其中，所述紧固螺母和所述密封环座一体成型。

其中，所述紧固螺母和所述密封环座是分体结构。

其中，所述阀盖与所述第三密封垫的接触端面为斜面，所述阀体与所述第三密封垫的接触端面为斜面；

安装后所述阀盖的端面和所述阀体的端面在一个平面上；

所述第三密封垫为环形，其侧壁的纵截面为梯形；

所述第三密封垫的侧壁和所述阀盖的端面、所述阀体的端面贴紧；所述阀体的端面和其径向所成夹角大于等于15度且小于等于30度。

其中，所述阀盖和所述阀体与所述第三密封垫的接触端面为平面，安装后两个接触端面在一个平面上，第三密封垫是平面。

其中，所述第三密封垫是聚四氟乙烯、增强聚四氟乙烯或者对位聚苯。

其中，所述密封环是金属弓形环、聚四氟乙烯弓形环、金属三角环、聚四氟乙烯平垫和橡胶O型环。

其中，所述阀杆包括圆盘状的挡板，于所述挡板的上顶面依次设置有圆杆状的第三杆段、第二杆段和第一杆段；

所述挡板、所述第三杆段、所述第二杆段和所述第一杆段的直径依次减小；于所述挡板的下底面设有圆杆状的第四杆段；所述第四杆段的直径比所述挡板的直径小；所述第三杆段、所述第二杆段、所述第一杆段、所述挡板和所述第四杆段同心且一体成型；所述第三杆段、所述第二杆段和所述第一杆段穿设于所述填料箱内；所述挡板顶紧于所述阻挡环槽内。

其中，所述阀体和填料箱一体成型或者采用分体结构。

其中，所述右管包括沿着其轴向依次设置的凸缘、定位段对焊管；所述凸缘、所述定位段和所述对焊管的外壁直径依次减小；于所述凸缘的外壁和所述定位段的外壁之间设置有第一过渡面；于所述定位段的外壁和所述对焊管的外壁之间设置有第二过渡面；

所述第一螺母包括螺母主体，沿着所述螺母主体的轴向于其内穿设有螺纹孔；于所述螺纹孔的端口处设置有圆环状的挡环，所述挡环沿着所述螺纹孔的径向圆心处延伸。

本发明具有如下优点：

一种一片式外丝球阀，包括阀体，于所述阀体的外侧设有填料箱，所述填料箱的内腔和所述阀体的内腔连通；所述阀体包括主体，于所述主体的一端一体成型的设有连接管；沿着所述主体的轴向于其内依次穿设有压盖进入腔和连接腔，且直径依次减小；所述连接管的一端设有第一导通室，一端设有第一密封槽；沿着所述主体的径向于其侧壁内凹设有阻挡环槽，所述阻挡环槽将所述连接腔和填料箱的内腔连通；于所述连接腔内设置有球芯；于所述球芯和所述阀体的内壁之间挤压有球右垫，所述球右垫处于球右垫片腔内；沿着所述压盖进入腔的轴向于其内用螺纹旋接有阀盖，于所述阀盖和所述球芯之间挤压有球左垫；沿着所述填料箱的轴向于其内滑动穿设有阀杆，所述阀杆的一端伸入到所述阀体内且顶紧于所述球芯上；于所述填料箱和所述阀杆之间填充有填料，于所述填料箱的上部用螺纹旋接有压盖，所述压盖的下端压紧于所述填料的上方，所述压盖套设于所述阀杆的外侧；于所述压盖进入腔的出口顶紧有左管，于所述左管和所述压盖进入腔的出口之间挤压有第三密封垫；于所述左管和所述阀体的对接处的外侧用螺纹旋接有第二螺母；于所述球右垫片腔的出口顶紧有右管，于所述右管和所述球右垫片腔的出口之间挤压有密封环；于所述右管和所述阀体的对接处的外侧用螺纹旋接有第一螺母；于所述阀杆的上端用螺纹固定有手柄；

长度比两片式外丝球阀减少20～35％，适用于化工、制药等工业管道；阀杆采用变径结构，填料箱高度比现有两片式丝扣球阀的填料箱高度增加一倍，压盖自带压环，适用于中高压和化工易燃易***介质；解决了球阀不能通过活接与管道连接的问题，缩短了活接式球阀的长度，而且这种丝扣式球阀可以在化工上替代小口径法兰式球阀；本发明对活接和丝扣式球阀在化工上的推广，意义重大。这种阀门，也可以用于石油、石油化工、发电、炼钢等行业，总之是用于重工业的工艺管道；因增强聚四氟乙烯有弹性，不像纯聚四氟乙烯(PTFE)一样只能使用一次，密封面为平面时可以反复使用数次，密封面为锥面时使用次数会增加。采用锥面的优点为自密封，在内压的作用下密封垫向外涨，压力越高密封性越好；我们将一片式球阀的阀芯压盖外侧做成斜面，与活接连接的阀体外螺纹管外侧也做成斜面，两个斜面倾斜角相同，在阀球安装后一起用车床加工。活接凸缘密封面也做成斜面，密封垫断面为梯形，外薄里厚。阀门安装活接后，与活接连接处的阀体斜面起密封作用，压盖斜面起固定密封垫作用，使用时在内压的作用下密封垫向外胀，压力越高密封效果越好。

附图说明

图1是一片式内丝球阀的结构示意图。

图2是本发明的一片式外丝球阀的结构示意图。

图3是本发明的阀盖的剖视图。

图4是本发明的紧固螺母的内六角结构示意图。

图5是本发明的紧固螺母的内八角结构示意图。

图6是本发明的紧固螺母的内半槽结构示意图。

图7是本发明的阀杆的结构示意图。

图8是本发明的阀体的剖视图。

图9是本发明的右管的剖视图。

图10是本发明的第一螺母的剖视图。

图中：1-密封环；2-球右垫；3-阀体；31-主体；32-连接管；33-第一密封槽；34-球右垫片腔；35-阻挡环槽；36-压盖进入腔；37-连接腔；4-球芯；5-填料；6-手柄；7-阀杆；71-第一杆段；72-第二杆段；73-第三杆段；74-挡板；75-第四杆段；8-压盖；9-填料箱；10-阀盖；101-紧固螺母；102-密封环座；11-第三密封垫；12-左管；13-球左垫；14-第一螺母；1401-螺母主体；1402-挡环；15-右管；1501-凸缘；1502-定位段；1503-对焊管；16-第二螺母。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例1的一片式外丝球阀，包括阀体3，于所述阀体3的外侧设有填料箱9，所述填料箱9的内腔和所述阀体3的内腔连通；所述阀体3包括主体31，于所述主体31的一端一体成型的设有连接管32；沿着所述主体31的轴向于其内依次穿设有压盖进入腔36和连接腔37，且直径依次减小；所述连接管32的一端设有第一导通室34，一端设有第一密封槽33；沿着所述主体31的径向于其侧壁内凹设有阻挡环槽35，所述阻挡环槽35将所述连接腔37和填料箱9的内腔连通；于所述连接腔37内设置有球芯4；于所述球芯4和所述阀体3的内壁之间挤压有球右垫2，所述球右垫2处于球右垫片腔34内；沿着所述压盖进入腔36的轴向于其内用螺纹旋接有阀盖10，于所述阀盖10和所述球芯4之间挤压有球左垫13；沿着所述填料箱9的轴向于其内滑动穿设有阀杆7，所述阀杆7的一端伸入到所述阀体3内且顶紧于所述球芯4上；于所述填料箱9和所述阀杆7之间填充有填料5，于所述填料箱9的上部用螺纹旋接有压盖8，所述压盖8的下端压紧于所述填料5的上方，所述压盖8套设于所述阀杆7的外侧；于所述压盖进入腔的出口顶紧有左管12，于所述左管12和所述压盖进入腔的出口之间挤压有第三密封垫11；于所述左管12和所述阀体3的对接处的外侧用螺纹旋接有第二螺母16；于所述球右垫片腔的出口顶紧有右管15，于所述右管15和所述球右垫片腔的出口之间挤压有密封环1；于所述右管15和所述阀体3的对接处的外侧用螺纹旋接有第一螺母14；于所述阀杆7的上端用螺纹固定有手柄6。

所述阀盖10包括紧固螺母101和密封环座102；所述密封环座102包括阻挡壁和环形面；所述阻挡壁和所述环形面围成第一定位环槽，所述球左垫13压紧于所述第一定位环槽内；所述紧固螺母101的外壁设有外螺纹，所述紧固螺母101的内孔是内六角结构、内八角结构或者内半槽结构。所述紧固螺母101和所述密封环座102一体成型。所述紧固螺母101和所述密封环座102是分体结构。

所述阀盖10与所述第三密封垫11的接触端面为斜面，所述阀体3与所述第三密封垫11的接触端面为斜面；安装后所述阀盖10的端面和所述阀体3的端面在一个平面上；所述第三密封垫11为环形，其侧壁的纵截面为梯形；所述第三密封垫11的侧壁和所述阀盖10的端面、所述阀体3的端面贴紧；所述阀体3的端面和其径向所成夹角大于等于15度且小于等于30度。

所述阀盖10和所述阀体3与所述第三密封垫11的接触端面为平面，安装后两个接触端面在一个平面上，第三密封垫11是平面。所述第三密封垫11是聚四氟乙烯、增强聚四氟乙烯或者对位聚苯。所述密封环1是金属弓形环、聚四氟乙烯弓形环、金属三角环、聚四氟乙烯平垫和橡胶O型环。

所述阀杆7包括圆盘状的挡板74，于所述挡板74的上顶面依次设置有圆杆状的第三杆段73、第二杆段72和第一杆段71；所述挡板74、所述第三杆段73、所述第二杆段72和所述第一杆段71的直径依次减小；于所述挡板74的下底面设有圆杆状的第四杆段75；所述第四杆段75的直径比所述挡板74的直径小；所述第三杆段73、所述第二杆段72、所述第一杆段71、所述挡板74和所述第四杆段75同心且一体成型；所述第三杆段73、所述第二杆段72和所述第一杆段71穿设于所述填料箱9内；所述挡板74顶紧于所述阻挡环槽35内。所述阀体3和填料箱9一体成型或者采用分体结构。

所述右管15包括沿着其轴向依次设置的凸缘1501、定位段1502和对焊管1503；所述凸缘1501、所述定位段1502和所述对焊管1503的外壁直径依次减小；于所述凸缘1501的外壁和所述定位段1502的外壁之间设置有第一过渡面；于所述定位段1502的外壁和所述对焊管1503的外壁之间设置有第二过渡面；所述第一螺母14包括螺母主体1401，沿着所述螺母主体1401的轴向于其内穿设有螺纹孔；于所述螺纹孔的端口处设置有圆环状的挡环1402，所述挡环1402沿着所述螺纹孔的径向圆心处延伸。

实施例2

采用本发明方法设计的DN25PN63一片式外丝球阀，阀门长度70mm，包括活接的总长度为142mm，包括活接的总重量为1.58kg。采用传统方法设计的DN25PN63两片式外丝球阀，阀门长度113mm，包括活接的总长度为235mm，重量1.92kg。采用本发明方法设计的丝扣式球阀，与采用传统方法设计的丝扣式球阀相比较，阀门长度减少38％，包括活接的总长度减少40％，包括活接的总重量减少18％。

实施例3

为了缩短阀门安装后的总长度，本发明对焊接式活接的设计方法进行了改进，在焊接不影响密封的前提下，尽量缩短接管长度。如果缩短活接长度的方法可以申请专利，则此段取消。现在焊接式活接的接管都较长，原因是拆活接时，螺母必须完全退出接管凸缘，否则管道如有固态脏物，活接就可能会报废。要缩短接管的长度，唯一的方法是加大螺母孔径，使拆卸螺母时，螺母可以越过接管与管道的焊口。之后，再由焊接试验决定接管的长度。下表的活接长度，都是通过焊接和密封试验得到的。

采用本发明对活接设计的改进方法，设计了DN15～50焊接式弓形环密封活接，活接长度列于下表，表中同时列出了采用传统设计方法设计的活接长度。

实施例4

采用本发明提出的方法，设计了DN15～50一片式外丝球阀，长度列下表，表中同时列出了两片式外丝球阀的长度。

实施例5

采用本发明提出的方法，设计了DN15～50一片式外丝球阀及配套焊接式弓形环密封活接，装配好活接的阀门总长度列于下表，表中同时列出了装配好传统方法设计活接的两片式外丝球阀总长度。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。