CN103062433B - 高压变形补偿球体及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于球阀的高压变形补偿球体及其制备方法，包括具有相互平行对称的两个端面的球体，设于端面上的耳轴，设在球体上的通孔，所述球面与所述端面之间具有一连接面，所述连接面的曲率半径小于所述球面的曲率半径。本发明的优点是：通过在模拟高压环境下制备得到的球体，可以有效进行变形补偿，使球体在高压环境下能起到很好的密封效果。

Description

高压变形补偿球体及制备方法
技术领域
本发明涉及一种球阀，具体涉及一种适用于高压环境的球阀的球体。
背景技术
球阀应用较为广泛的阀门之一，其工作原理与旋塞阀一样，都是靠旋转阀芯来使阀门启闭的，但比旋塞阀开关轻便，相对体积小，可以做成大口径球阀。球阀密封可靠，结构简单，维修方便，密封面与球体常在闭合状态，不易被介质冲蚀，因而在石油、化工、冶金等行业广泛使用。球阀一般包括阀体、阀座、以及置于阀座内的球体，参见图1、2所示，球体一般包括相互平行对称的两个端面2，所述两个端面2之间的距离小于所述球体1的球面3的直径，所述球面3与球阀的阀座相匹配密封；所述两个端面2上均向外凸设有一个耳轴4，所述耳轴4与球阀的阀杆配接；所述球体1上还设有一个与所述耳轴4的轴线相垂直的通孔5，所述通孔5用于介质流通。但是在高压环境下，球体会产生变形而成为椭圆形。这时，球体和阀座之间不能很好地进行密封，则会形成泄露。
发明内容
本发明目的是提供一种适用于高压环境的球阀的球体，通过对球体结构的改进，提高了球阀的密封效果。
本发明的技术方案是：一种高压变形补偿球体，适用于球阀，包括：具有相互平行对称的两个端面的球体，所述两个端面之间的距离小于所述球体的球面的直径，所述球面与球阀的阀座相匹配密封；
所述两个端面上均向外凸设有一个耳轴，所述耳轴与球阀的阀杆配接；
所述球体上还设有一个与所述耳轴的轴线相垂直的通孔，所述通孔用于介质流通；
所述球面与所述端面之间具有一连接面，所述连接面的曲率半径小于所述球面的曲率半径。
本发明还揭示了一种高压变形补偿球体的制备方法，包括如下步骤:
步骤一，镗孔，成型所述通孔；
步骤二，以所述通孔为基准，车削进行球体外圆的粗加工；
步骤三，车削加工成型端面及耳轴；
步骤四，在所述通孔内放置高压模拟件，所述高压模拟件将所述通孔撑开并使所述球体沿耳轴轴线方向变形；
步骤五，以变形后的通孔为基准，车削进行球体外圆的精加工，使所述球体的所有球面半径相等；
步骤六，撤去所述高压模拟件，成型所述连接面。
优选的，所述高压模拟件为可张开或关闭的卡爪或一硬度比所述球体硬度大的撑杆。
本发明的优点是：通过在模拟高压环境下制备得到的球体，可以有效进行变形补偿，使球体在高压环境下能起到很好的密封效果。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为现有技术中球体的立体示意图；
图2为现有技术中球体的主视图；
图3为本发明实施例一中球体的主视图。
其中：1、球体；2、端面；3、球面；4、耳轴；5、通孔；6、连接面；7、高压模拟件；8、补偿区域。
具体实施方式
实施例一：参见图3所示，一种高压变形补偿球体，适用于球阀，与现有技术一致，包括：具有相互平行对称的两个端面2的球体1，所述两个端面2之间的距离小于所述球体1的球面3的直径，所述球面3与球阀的阀座相匹配密封；所述两个端面2上均向外凸设有一个耳轴4，所述耳轴4与球阀的阀杆配接；所述球体1上还设有一个与所述耳轴4的轴线相垂直的通孔5，所述通孔5用于介质流通。
本发明的特点在于：所述球面3与所述端面2之间具有一连接面6，所述连接面6的曲率半径小于所述球面3的曲率半径。该连接面6可以作为高压补偿，后文会详述。
本发明还揭示了一种高压变形补偿球体的制备方法，包括如下步骤:
步骤一，镗孔，成型所述通孔5；
步骤二，以所述通孔5为基准，车削进行球体外圆的粗加工；
步骤三，车削加工成型端面2及耳轴4；
步骤四，在所述通孔5内放置高压模拟件7，所述高压模拟件7将所述通孔5撑开并使所述球体1沿耳轴4轴线方向变形；
步骤五，以变形后的通孔5为基准，车削进行球体外圆的精加工，使所述球体1的所有球面半径相等；
步骤六，撤去所述高压模拟件7，成型所述连接面6。
优选的，所述高压模拟件7为可张开或关闭的卡爪或一硬度比所述球体硬度大的撑杆，在进行加工时，高压模拟件7将所述通孔5撑开并使所述球体1沿耳轴4轴线方向变形来模拟高压环境，然后仍使球体外圆成型为球面；当撤去高压模拟件7后，球体回复变形，形成连接面6及补偿区域8。
当在实际使用中，低压环境下，球面3与阀座之间密封性很好，不会产生泄露的问题。高压环境下，介质的压力使球体产生沿耳轴4轴线方向的变形，这时端面2的边缘外扩，球体的材料流动将补偿区域填满，而此时，球面3保持相对不变，则很好地解决了高压下球阀泄露的问题。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高压变形补偿球体，适用于球阀，包括：具有相互平行对称的两个端面（2）的球体（1），所述两个端面（2）之间的距离小于所述球体（1）的球面（3）的直径，所述球面（3）与球阀的阀座相匹配密封；
所述两个端面（2）上均向外凸设有一个耳轴（4），所述耳轴（4）与球阀的阀杆配接；
所述球体（1）上还设有一个与所述耳轴（4）的轴线相垂直的通孔（5），所述通孔（5）用于介质流通；
其特征在于：所述球面（3）与所述端面（2）之间具有一连接面（6），所述连接面（6）的曲率半径小于所述球面（3）的曲率半径。
2.一种权利要求1的高压变形补偿球体的制备方法，其特征在于：包括如下步骤,
步骤一，镗孔，成型所述通孔（5）；
步骤二，以所述通孔（5）为基准，车削进行球体外圆的粗加工；
步骤三，车削加工成型端面（2）及耳轴（4）；
步骤四，在所述通孔（5）内放置高压模拟件（7），所述高压模拟件（7）将所述通孔（5）撑开并使所述球体（1）沿耳轴（4）轴线方向变形；
步骤五，以变形后的通孔（5）为基准，车削进行球体外圆的精加工，使所述球体（1）的所有球面半径相等；
步骤六，撤去所述高压模拟件（7），成型所述连接面（6）。
3.根据权利要求2所述的高压变形补偿球体的制备方法，其特征在于：所述高压模拟件（7）为可张开或关闭的卡爪或一硬度比所述球体硬度大的撑杆。
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