CN100378385C - 调节阀 - Google Patents

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Abstract

一种用于流体的球阀，包括一个具有一进口和一出口(12，13)以及一内腔(14)的阀体(11)，一个球形件(15)可旋转地接受在该内腔中，该球形件具有一个穿过该球形件本身的主流通通道(17)，球形件可以在阀的一个全关角位置和阀的一个全开角位置之间旋转，在阀的全关角位置处，所述通道基本上横截于进口和出口，在阀的全开角位置处，所述主通道与阀的进口和出口位于一条直线上从而连通进口和出口。球形件(15)包括一个具有较小截面的设置在所述主流通通道侧部上的第二流通通道(19)，当所述球形件位于所述全开和全关位置之间的一个中间角位置的范围内时，第二通道用于连通阀的进口和出口。

Description

调节阀
技术领域
本发明涉及一种创新的球型调节阀。在现有技术中，当用于气态流体时，所有的球阀都会存在流量调节时打开和关闭的瞬态以及处于中间位置的问题。
背景技术
为了提高这些阀的性能，现有技术中已经提出了几个不同的解决方案。例如，通过把适当的孔板插入到穿过球形件的管中，从而部分关闭管的进口的一部分。该部分关闭和孔板区域可以在球阀的中间旋转位置上提供改进的调节。遗憾的是由于孔板部分阻挡了管，使得该方案没有提供一个全开阀的可能性。此外，由于孔板所形成的连接边缘的特殊形状以及所呈现的通道，当流体处于高速时，在一些操作情况下会产生不能接受的振动和啸叫。
发明内容
本发明的一个总体目的是消除已知球阀的缺陷，通过提供一种球阀，该球阀不仅允许一个开/关操作，并且在较高的压力差或者较低的压力差下但是在一个较大的有用调节角度下提供调节流量的可能性，以及一个简单和坚固的结构操作，该操作即使在一个较高的流体速度下仍然是没有噪音的。
考虑到上述目的，根据本发明提出了一种用于流体的球阀，该球阀包括一个具有一进口、一出口以及一内腔的阀体，一个球形件可旋转地接纳在该内腔中，该球形件具有一个穿过该球形件的主流通通道，球形件可以在阀的一个全关角位置和阀的一个全开角位置之间旋转，在阀的全关角位置处，所述主流通通道基本上横截于进口和出口，在阀的全开角位置处，所述主流通通道与阀的进口和出口对准从而连通进口和出口，球形件包括一个具有较小截面的设置在主流通通道侧部上的第二流通通道，当所述球形件位于所述全开角位置和全关角位置之间的一个中间角位置的范围内时，第二流通通道用于连通阀的进口和出口，其特征在于，当球形件处于所述全开角位置时，所述第二流通通道不与进口或出口连通，并且第二流通通道由多个被接纳在所述球形件的支座中的压紧盘形成，所述压紧盘设有多个孔，所述孔限定所述第二流通通道的各部分。
附图说明
为了更好地解释本发明的创造性原理以及本发明相对于现有技术所具有的优点，下面将参照附图描述一个应用所述原理的可行的示例实施例。在附图中：
图1为根据本发明的阀的示意剖视图；
图2为图1中所示阀的球形件的前视图。
具体实施方式
参照附图，图1显示了一个用于流体，尤其是用于气体的球阀，并以附图标记10表示。球阀包括一个具有一进口12和一出口13的阀体11，该进口和出口同轴地设置在一个内腔14的对置端上，该内腔14中设有一个可旋转的球形关闭件15。球形件通过已知的没有显示的方式围绕它的轴线16旋转并具有一个穿过该球形件的主流通通道17。在球形件和内腔之间设有现有技术中的水力密封件18。
以这种方式，球形件可以在阀的一个完全关闭角位置和阀的一个完全打开角位置之间旋转，在阀的完全关闭角位置处，所述通道17具有一条基本上横截于进口和出口的公共轴线的轴线，在阀的完全打开角位置处，所述主流通通道17与阀的进口和出口在一条直线上从而形成一个连通进口和出口的通道。
主流通通道17有利地具有一个直径，该直径基本上等于伸入内腔中的进口管12和出口管13的开口直径。
除了主流通通道17之外，球形件15包括一个单独的比主流通通道截面较小的、并相对于主流通通道平行地设置在其旁侧的第二流通通道19。如图1中清楚的所示，第二流通通道19设计成当所述球形件位于上述全开和全关位置之间的一个中间角位置时，该第二流通通道使阀的进口和出口相连通。
有利地，第二流通通道19包括多个优选地弯曲的流体路径，从而消耗较大的流体能量并因此使得当球形件位于所述的中间角位置的范围内时在阀的进口和出口之间产生一个重要的压力差。根据需要，压力差还可以通过使通道具有合适尺寸来获得非常高的值。
如图2中明显所示，第二流通通道具有一个截面，该截面在一个围绕所述主流通通道的角度上延伸。该延伸具有0°至360°之间的一个角度α，有利地在45°和180°之间，优选地，围绕中心通道近似成90°。
第二流通通道上的小孔的延伸角度可以不同于单个的扇形区从而可以使压缩的流体可以沿着第二流通通道膨胀。因此在圆周面积上的打孔区域应该根据不同的形状以及取决于装置的型式的角度进行延伸，同时由于不需要比支座延伸更大所以所述打孔区域在0°和大约90°之间是有利的，但是需要在第二个扇形区角度延伸直到覆盖整个圆周。
例如，选择的角度可以为这样的一个值，即侧通道部分在整个间隙20上延伸(图2中点划线所示)从而作为流体通过流通管12，13的进口到达内腔的通道。
仍然如图2所示，第二流通通道19具有一个相对于球形件的中间平面21以一种弧形结构对称地延伸的截面，该中间平面21与旋转轴线16横截。
再次参照图1，在根据本发明的阀的一个有利的实施例，阀包括一个插入在球形件的支座23中的环形件22，该环形件的轴线与主流通通道17的轴线重合从而使该环形件围绕该主流通通道本身。环形件包括位于其中的第二流通通道19。在优选的实施例中，环形件有利地交替由多个插入和压紧在支座23中的孔盘或者垫圈22组成。
因此主流通通道17通过对齐的中心孔24形成。压紧盘还具有多个预先设置成围绕中心孔角度延伸从而限定所述第二流通通道部分的孔25。通过适当地对齐或者错开孔形成对流体通道或大或小的阻力从而获得第二流通通道。
当每个压紧盘上的孔25在一个第一长度上以一个第一直径形成并在一个第二长度上以一个不同于第一直径的第二直径形成时，发现这对阀的性能尤其有利，如图1中清楚地所示，因此使得所有的管由具有第一直径和第二直径的部分交替地组成。
一个在所述主流通通道内侧形成所述主流通通道的管26有利地插入在由压紧盘的中心孔所形成的通道中。如图1中点划线所示，管26具有至少一个延伸出压紧盘的部分，从而使进口部分靠近球形件在中心通道的端部所限定的假想圆周面。这使得当阀处于半开状态时流量可以被适当地引导。通过管部件不同的延伸，可以获得特殊的路径并且可以避免阀中压力过高或者负压区的产生。
有利地，插在所述盘座中的是一个适当形状的塞子27，该塞子至少在与第二流通通道19相对应的位置处打孔并且连接到球形件的表面。塞子具有一个与球形件的表面相连接的外表面，该外表面设计成沿着密封件18的边缘滑动密封。在这一点上获得所要的目的是明显的。根据本发明制造的阀允许单个阀处于全开和全关位置，同时还具有一个满意的调节范围。而且现有阀中所存在的打开和关闭的瞬态问题也得到了克服。此外，通过适当地选择第二流通通道的构造，使得获得一个具有这样的调节特性的调节范围变为可能，即当阀达到一个完全打开的位置前，具有较高的或者较低的压力差但是具有一个较大的有用调节角度。如果希望的话，通过提供一个沿着中心通道作较大延伸的通道，气体的膨胀是允许的。
当然，上述对应用本发明的创造性原理的一个实施例的描述仅仅通过例子的方式给出，并且因而不能理解为对本发明在此所要求的权利的限制。例如，通道19可以是孔，槽或者或多或少复杂的迷宫，这取决于实际的应用和制造的要求。
如果需要，可以设置其它的用于连接第二流通通道和主流通通道(例如沿着槽的轴线相隔)通道或者槽，从而允许更进一步的流体膨胀。

Claims (14)

1.一种用于流体的球阀，该球阀包括一个具有一进口(12)、一出口(13)以及一内腔(14)的阀体(11)，一个球形件(15)可旋转地接纳在该内腔(14)中，该球形件(15)具有一个穿过该球形件(15)的主流通通道(17)，球形件(15)可以在阀的一个全关角位置和阀的一个全开角位置之间旋转，在阀的全关角位置处，所述主流通通道(17)基本上横截于进口(12)和出口(13)，在阀的全开角位置处，所述主流通通道(17)与阀的进口(12)和出口(13)对准从而连通进口和出口，球形件(15)包括一个具有较小截面的设置在主流通通道(17)侧部上的第二流通通道(19)，当所述球形件(15)位于所述全开角位置和全关角位置之间的一个中间角位置的范围内时，第二流通通道(19)用于连通阀的进口(12)和出口(13)，其特征在于，当球形件(15)处于所述全开角位置时，所述第二流通通道(19)不与进口(12)或出口(13)连通，并且第二流通通道(19)由多个被接纳在所述球形件(15)的支座(23)中的压紧盘(22)形成，所述压紧盘(22)设有多个孔(25)，所述孔(25)限定所述第二流通通道(19)的各部分。
2.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于第二流通通道(19)包括多个流体路径，用于当球形件在所述中间角位置的范围内时，在阀的进口(12)和出口(13)之间产生一个重要的压力差。
3.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于第二流通通道(19)具有一个截面，该截面在一个围绕所述主流通通道(17)的角度上延伸。
4.根据权利要求3所述的球阀，其特征在于所述延伸限制在45°和180°之间的一个角度上。
5.根据权利要求3所述的球阀，其特征在于第二流通通道(19)具有一个相对于中间平面对称延伸的截面，该中间平面横截于球形件的旋转轴线。
6.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于所述压紧盘(22)是环形件并被接纳在支座(23)中，该环形件的轴线与所述主流通通道(17)的轴线相重合从而围绕所述主流通通道。
7.根据权利要求6所述的球阀，其特征在于每个压紧盘(22)的孔(25)围绕一中心孔在一预定角度上延伸。
8.根据权利要求7所述的球阀，其特征在于每个压紧盘上的孔在一个第一长度上具有第一直径，在一个第二长度上具有不同于第一直径的第二直径。
9.根据权利要求7所述的球阀，其特征在于一个在主流通通道的内侧形成所述主流通通道的管插入到由所述压紧盘的中心孔所形成的通道中。
10.根据权利要求9所述的球阀，其特征在于至少所述管的一部分从压紧盘中延伸出来。
11.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于一个塞子插入到所述压紧盘的所述支座中并连接在球形件的弧形壁上，该塞子至少在与第二流通通道相对应的位置处打孔。
12.根据权利要求11所述的球阀，其特征在于所述塞子具有与球形件的表面相连接的外表面，该外表面设置成沿着一个密封件的边缘滑动密封，该密封件围绕进入内腔中的相应进口和出口的开口设置。
13.根据权利要求1所述的球阀，其特征在于它还包括用于连接主流通通道和第二流通通道的通道。
14.根据权利要求4所述的球阀，其特征在于所述延伸为90°。
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