一种基于高温介质的自胀式密封球阀
阅读说明：本技术 一种基于高温介质的自胀式密封球阀 (Self-expansion type sealing ball valve based on high-temperature medium ) 是由 闫琼 于 2021-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于高温介质的自胀式密封球阀,属于球阀技术领域,本发明可以通过在阀体的出口处设置导热片对高温介质的热量进行吸收,然后传导至隔热橡胶圈内侧,支撑隔热橡胶圈形状的热变撑柱首先软化呈现可形变状态,其次膨胀外球受热后会触发膨胀动作,使得隔热橡胶圈整体膨胀对阀芯进行贴覆密实,同时拉动热变撑柱进行形变适应,随着阀芯的关闭,高温介质不再输送热量传导也会中断,隔热橡胶圈内的温度逐渐降低后,在膨胀外球还未完全恢复初始尺寸时热变撑柱重新固化对膨胀后的隔热橡胶圈进行支撑,从而实现高强度的密封,不易出现介质泄漏现象。(The invention discloses a self-expanding sealing ball valve based on a high-temperature medium, which belongs to the technical field of ball valves and can absorb the heat of the high-temperature medium by arranging a heat-conducting fin at an outlet of a valve body, then the heat-variable support column is conducted to the inner side of the heat-insulation rubber ring, the heat-variable support column for supporting the shape of the heat-insulation rubber ring is firstly softened to present a deformable state, secondly, the expansion outer ball can trigger the expansion action after being heated, so that the heat insulation rubber ring is integrally expanded to closely attach the valve core, meanwhile, the heat-variable support column is pulled to carry out deformation adaptation, the high-temperature medium can be interrupted without conveying heat conduction along with the closing of the valve core, and after the temperature in the heat-insulating rubber ring is gradually reduced, when the expansion outer ball does not completely recover the initial size, the thermal deformation support column is cured again to support the expanded heat insulation rubber ring, so that high-strength sealing is realized, and the medium leakage phenomenon is not easy to occur.)
技术领域
本发明涉及球阀技术领域，更具体地说，涉及一种基于高温介质的自胀式密封球阀。
背景技术
球阀，启闭件(球体)由阀杆带动，并绕球阀轴线作旋转运动的阀门。亦可用于流体的调节与控制，其中硬密封V型球阀其V型球芯与堆焊硬质合金的金属阀座之间具有很强的剪切力，特别适用于含纤维、微小固体颗料等的介质。而多通球阀在管道上不仅可灵活控制介质的合流、分流、及流向的切换，同时也可关闭任一通道而使另外两个通道相连。本类阀门在管道中一般应当水平安装。球阀按照驱动方式分为：气动球阀，电动球阀，手动球阀。
球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用，V型球阀。电动阀门除应注意管道参数外，尚应特别注意其使用的环境条件，由于电动阀门中的电动装置是一机电设备，其使用状态受其使用环境影响很大。通常状态下，电动球阀、蝶阀在以下环境使用要特别注意。
在输送高温介质时，球阀的密封性受到的影响较大，很难仅仅依靠介质压力来达到密封要求，因此经常出现介质泄漏的现象。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于高温介质的自胀式密封球阀，可以通过在阀体的出口处设置导热片对高温介质的热量进行吸收，然后传导至隔热橡胶圈内侧，支撑隔热橡胶圈形状的热变撑柱首先软化呈现可形变状态，其次膨胀外球受热后会触发膨胀动作，使得隔热橡胶圈整体膨胀对阀芯进行贴覆密实，同时拉动热变撑柱进行形变适应，随着阀芯的关闭，高温介质不再输送热量传导也会中断，隔热橡胶圈内的温度逐渐降低后，在膨胀外球还未完全恢复初始尺寸时热变撑柱重新固化对膨胀后的隔热橡胶圈进行支撑，从而实现高强度的密封，不易出现介质泄漏现象。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种基于高温介质的自胀式密封球阀，包括输送高温介质的阀体，所述阀体内活动安装有阀芯，所述阀体的出口处安装有与阀芯相匹配的隔热橡胶圈，所述阀体的出口处还安装有导热片，所述隔热橡胶圈为中空结构，所述导热片上固定连接有导热网，且导热网延伸至隔热橡胶圈内侧，所述隔热橡胶圈内固定连接有指向阀芯的热变撑柱，所述热变撑柱包括依次连接的支点端、拉伸管以及支撑罩，所述支点端固定连接于隔热橡胶圈内远离阀芯的一端，所述支撑罩固定连接于隔热橡胶圈内靠近阀芯的一端，所述拉伸管固定连接于支点端和支撑罩之间，所述隔热橡胶圈内还镶嵌安装有多个膨胀外球。
进一步的，所述支撑罩沿隔热橡胶圈环形阵列分布，且首尾依次连接，固化后的支撑罩可以对隔热橡胶圈实现整体的支撑，避免出现局部密封强度不够而导致介质泄漏的现象发生。
进一步的，所述支撑罩内靠近隔热橡胶圈一端固定连接有排斥块，所述排斥块和支点端之间固定连接有导热丝，且导热丝插设于拉伸管内，导热丝可以充分对拉伸管和支撑罩内的热熔性材料进行加热，迫使其充分熔化来进行流动。
进一步的，所述支点端和排斥块均采用磁性材料制成，且相互之间保持磁性排斥作用，利用支点端和排斥块之间的磁性排斥作用，可以辅助热变撑柱对隔热橡胶圈进行支撑，不易在降温后立即发生回缩现象。
进一步的，所述拉伸管采用柔性材料制成，所述支撑罩采用硬质材料制成，所述拉伸管和支撑罩内均填充有热熔性材料，热熔性材料在固化后具有一定的强度来提供支撑效果，在受热熔化后具有流动性，从而满足拉伸管的拉伸流动。
进一步的，所述热熔性材料的熔点高于100℃，且低于高温介质的温度，在水分加热蒸发为水蒸气时体积变大，从而触发膨胀动作，因此热熔性材料在熔化后并重新降低至熔点温度时，水蒸气仍未冷凝为液态水而导致膨胀效果明显降低，从而保证在膨胀外球膨胀后无明显收缩时热熔性材料即可固化实现热变撑柱的硬化支撑。
进一步的，所述支撑罩内还填充有多个膨胀内球，所述膨胀内球包括外控形球壳以及内膨胀球膜，所述内膨胀球膜位于外控形球壳内侧。
进一步的，所述外控形球壳采用硬质多孔材料制成，所述外控形球壳与内膨胀球膜之间填充有热熔性材料，所述内膨胀球膜采用弹性材料制成，所述内膨胀球膜内填充有水和氢气，膨胀内球在受热后，内膨胀球膜内的水分蒸发为水蒸气实现体积的显著增大，从而使得内膨胀球膜膨胀挤出外控形球壳内的热熔性材料，对隔热橡胶圈膨胀后导致支撑罩内增大的体积进行填充，避免出现局部填充不密实的现象出现，导致支撑罩的支撑强度下降。
进一步的，所述膨胀外球包括外膨胀球膜以及内控形球壳，所述外膨胀球膜包覆于内控形球壳的外端，所述外膨胀球膜与隔热橡胶圈两侧内壁之间紧密接触。
进一步的，所述外膨胀球膜采用弹性材料制成，所述内控形球壳采用硬质多孔材料制成，所述内控形球壳内填充有水和氢气，同样的内控形球壳在受热后内部的气压也会增大，然后迫使外膨胀球膜膨胀顶起隔热橡胶圈，实现隔热橡胶圈与阀芯的紧密贴覆，同时内控形球壳的强度较高不会出现压缩现象，可以维持隔热橡胶圈的基本尺寸。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以通过在阀体的出口处设置导热片对高温介质的热量进行吸收，然后传导至隔热橡胶圈内侧，支撑隔热橡胶圈形状的热变撑柱首先软化呈现可形变状态，其次膨胀外球受热后会触发膨胀动作，使得隔热橡胶圈整体膨胀对阀芯进行贴覆密实，同时拉动热变撑柱进行形变适应，随着阀芯的关闭，高温介质不再输送热量传导也会中断，隔热橡胶圈内的温度逐渐降低后，在膨胀外球还未完全恢复初始尺寸时热变撑柱重新固化对膨胀后的隔热橡胶圈进行支撑，从而实现高强度的密封，不易出现介质泄漏现象。
(2)支撑罩沿隔热橡胶圈环形阵列分布，且首尾依次连接，固化后的支撑罩可以对隔热橡胶圈实现整体的支撑，避免出现局部密封强度不够而导致介质泄漏的现象发生。
(3)热熔性材料的熔点高于100℃，且低于高温介质的温度，在水分加热蒸发为水蒸气时体积变大，从而触发膨胀动作，因此热熔性材料在熔化后并重新降低至熔点温度时，水蒸气仍未冷凝为液态水而导致膨胀效果明显降低，从而保证在膨胀外球膨胀后无明显收缩时热熔性材料即可固化实现热变撑柱的硬化支撑。
(4)外控形球壳采用硬质多孔材料制成，外控形球壳与内膨胀球膜之间填充有热熔性材料，内膨胀球膜采用弹性材料制成，内膨胀球膜内填充有水和氢气，膨胀内球在受热后，内膨胀球膜内的水分蒸发为水蒸气实现体积的显著增大，从而使得内膨胀球膜膨胀挤出外控形球壳内的热熔性材料，对隔热橡胶圈膨胀后导致支撑罩内增大的体积进行填充，避免出现局部填充不密实的现象出现，导致支撑罩的支撑强度下降。
(5)外膨胀球膜采用弹性材料制成，内控形球壳采用硬质多孔材料制成，内控形球壳内填充有水和氢气，同样的内控形球壳在受热后内部的气压也会增大，然后迫使外膨胀球膜膨胀顶起隔热橡胶圈，实现隔热橡胶圈与阀芯的紧密贴覆，同时内控形球壳的强度较高不会出现压缩现象，可以维持隔热橡胶圈的基本尺寸。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明隔热橡胶圈的竖截面图；
图3为图2中A处的结构示意图；
图4为本发明热变撑柱的结构示意图；
图5为本发明隔热橡胶圈的横截面图；
图6为本发明膨胀外球的结构示意图；
图7为本发明膨胀内球的结构示意图；
图8为本发明热变撑柱受热前后的结构示意图；
图9为本发明隔热橡胶圈受热前后的结构示意图；
图10为现有技术中密封圈处介质泄漏的结构示意图。
图中标号说明：
1阀体、2阀芯、3隔热橡胶圈、4导热片、5热变撑柱、51支点端、52拉伸管、53支撑罩、6膨胀外球、61外膨胀球膜、62内控形球壳、7导热网、8膨胀内球、81外控形球壳、82内膨胀球膜、9排斥块、10导热丝。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-3，一种基于高温介质的自胀式密封球阀，包括输送高温介质的阀体1，阀体1内活动安装有阀芯2，阀体1的出口处安装有与阀芯2相匹配的隔热橡胶圈3，阀体1的出口处还安装有导热片4，隔热橡胶圈3为中空结构，导热片4上固定连接有导热网7，且导热网7延伸至隔热橡胶圈3内侧，隔热橡胶圈3内固定连接有指向阀芯2的热变撑柱5，热变撑柱5包括依次连接的支点端51、拉伸管52以及支撑罩53，支点端51固定连接于隔热橡胶圈3内远离阀芯2的一端，支撑罩53固定连接于隔热橡胶圈3内靠近阀芯2的一端，拉伸管52固定连接于支点端51和支撑罩53之间，隔热橡胶圈3内还镶嵌安装有多个膨胀外球6。
请参阅图5，支撑罩53沿隔热橡胶圈3环形阵列分布，且首尾依次连接，固化后的支撑罩53可以对隔热橡胶圈3实现整体的支撑，避免出现局部密封强度不够而导致介质泄漏的现象发生。
请参阅图4，支撑罩53内靠近隔热橡胶圈3一端固定连接有排斥块9，排斥块9和支点端51之间固定连接有导热丝10，且导热丝10插设于拉伸管52内，导热丝10可以充分对拉伸管52和支撑罩53内的热熔性材料进行加热，迫使其充分熔化来进行流动。
支点端51和排斥块9均采用磁性材料制成，且相互之间保持磁性排斥作用，利用支点端51和排斥块9之间的磁性排斥作用，可以辅助热变撑柱5对隔热橡胶圈3进行支撑，不易在降温后立即发生回缩现象。
拉伸管52采用柔性材料制成，支撑罩53采用硬质材料制成，拉伸管52和支撑罩53内均填充有热熔性材料，热熔性材料在固化后具有一定的强度来提供支撑效果，在受热熔化后具有流动性，从而满足拉伸管52的拉伸流动。
热熔性材料的熔点高于100℃，且低于高温介质的温度，在水分加热蒸发为水蒸气时体积变大，从而触发膨胀动作，因此热熔性材料在熔化后并重新降低至熔点温度时，水蒸气仍未冷凝为液态水而导致膨胀效果明显降低，从而保证在膨胀外球6膨胀后无明显收缩时热熔性材料即可固化实现热变撑柱5的硬化支撑。
支撑罩53内还填充有多个膨胀内球8，膨胀内球8包括外控形球壳81以及内膨胀球膜82，内膨胀球膜82位于外控形球壳81内侧。
请参阅图7，外控形球壳81采用硬质多孔材料制成，外控形球壳81与内膨胀球膜82之间填充有热熔性材料，内膨胀球膜82采用弹性材料制成，内膨胀球膜82内填充有水和氢气，膨胀内球8在受热后，内膨胀球膜82内的水分蒸发为水蒸气实现体积的显著增大，从而使得内膨胀球膜82膨胀挤出外控形球壳81内的热熔性材料，对隔热橡胶圈3膨胀后导致支撑罩53内增大的体积进行填充，避免出现局部填充不密实的现象出现，导致支撑罩53的支撑强度下降。
请参阅图6，膨胀外球6包括外膨胀球膜61以及内控形球壳62，外膨胀球膜61包覆于内控形球壳62的外端，外膨胀球膜61与隔热橡胶圈3两侧内壁之间紧密接触。
外膨胀球膜61采用弹性材料制成，内控形球壳62采用硬质多孔材料制成，内控形球壳62内填充有水和氢气，同样的内控形球壳62在受热后内部的气压也会增大，然后迫使外膨胀球膜61膨胀顶起隔热橡胶圈3，实现隔热橡胶圈3与阀芯2的紧密贴覆，同时内控形球壳62的强度较高不会出现压缩现象，可以维持隔热橡胶圈3的基本尺寸。
请参阅图8-9，本发明可以通过在阀体1的出口处设置导热片4对高温介质的热量进行吸收，然后传导至隔热橡胶圈3内侧，支撑隔热橡胶圈3形状的热变撑柱5首先软化呈现可形变状态，其次膨胀外球6受热后会触发膨胀动作，使得隔热橡胶圈3整体膨胀对阀芯2进行贴覆密实，同时拉动热变撑柱5进行形变适应，随着阀芯2的关闭，高温介质不再输送热量传导也会中断，隔热橡胶圈3内的温度逐渐降低后，在膨胀外球6还未完全恢复初始尺寸时热变撑柱5重新固化对膨胀后的隔热橡胶圈3进行支撑，从而实现高强度的密封，不易出现介质泄漏现象。
值得注意的是，本发明还适用于输送普通介质的环境中，但是需要将导热片4更换为电加热丝实现主动加热，也可以实现加强密封的效果。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
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