CN102494151B - 一种带有先导阀的球阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于阀门领域，具体为一种带有先导阀的球阀。其特征在于采用机电装置自动控制阀门的开启和关闭，且阀门由先导阀和固定球球阀组成，其中机电装置是由直流电机、传动齿轮、螺旋齿轮、导向小轴、导向板等组成，先导阀是由设置在阀杆中部轴线上的两个截止式先导阀组成，固定球球阀是由阀盖、阀体、主球体等组成。在开关阀的过程中，通过先导阀的开启泄压，使阀体进气口和出气口压力趋于平衡，让固定球球阀的开启和关闭变得容易，确保了阀门在中高压的介质压力、超低压的直流电源供电的情况下，低转矩的传动机构就能顺畅的开关阀，提高了效率，降低了成本。

Description

一种带有先导阀的球阀

技术领域

本发明属于阀门领域，具体为一种带有先导阀的球阀。

背景技术

在智能仪表（如智能水表、燃气表）行业中，现有电动球阀都是直接旋转球体开阀，会造成球体与密封面长时间的摩擦，即使是一种偏心半球阀，在开关阀的过程中，虽然球体与密封面基本无摩擦，但在介质压力特别是中高压的介质压力下，开阀瞬间及关阀即将到位时，气体压力全部作用于球体上，球体旋转变的非常困难，直流电机容易产生大电流，严重情况下还会堵转，造成无法开关阀。传统解决办法是不断增加传动机构的转矩来达到开关阀的目的，但该办法会导致成本的上升和效率的低下，无法满足高可靠、低成本的要求。

发明内容

针对上述现有球阀技术中存在的问题， 本发明的目的在于提供一种带有先导阀的球阀，确保在中高压的介质压力、超低压的直流电源供电的情况下，低转矩的传动机构就能顺利开关阀。

所述的一种带有先导阀的球阀，其特征在于采用机电装置自动控制阀门的开启和关闭，且阀门由先导阀和固定球球阀组成；

所述机电装置由直流电机、传动齿轮、螺旋齿轮、导向小轴、导向板构成，其中传动齿轮将直流电机与螺旋齿轮相互连接；在阀杆上部设置一根导向小轴，导向小轴将阀杆、螺旋齿轮和导向板相互连接；

所述先导阀是由设置在阀杆中部轴线上的截止式先导大阀和截止式先导小阀构成；

所述固定球球阀是由阀杆、阀盖、阀体、主球体构成，其中阀盖紧固在阀体上，阀杆穿过阀盖、阀体并通过设置在阀杆下部的一根横向导向销与主球体的顶部配合连接，主球体的底部通过连接轴固定在阀体的底座上。

所述的一种带有先导阀的球阀，其特征在于所述机电装置中的传动齿轮是一个多级变速装置；

所述先导小阀的先导小阀封固定在阀杆上并与阀杆同轴心，先导小阀口和先导大阀封组成先导大阀，先导大阀与阀杆同轴心并与阀杆配合连接，先导大阀口在阀盖上的先导泄压孔的下方，与阀杆同轴心并与阀盖紧固连接，在先导大阀上方的阀杆上，设置有一根横向的下压销，且下压销紧固在阀杆上，在先导大阀口的下方，设置有一个导向套，导向套与先导大阀口同时紧固在阀盖上并与阀杆同轴心，导向套的侧边有四个导气孔；

所述固定球球阀，在阀盖和阀体上均设有先导泄压孔，阀盖上的先导泄压孔的起点在阀盖上阀杆所处的中心孔处，阀盖上的先导泄压孔的终点与阀体上的先导泄压孔相连，阀体上的先导泄压孔与阀体的出气口相通。

所述的一种带有先导阀的球阀，其特征在于所述机电装置中的螺旋齿轮上的螺旋形导向槽和导向板上的L形导向槽相互配合，在螺旋齿轮转动时，螺旋齿轮上的螺旋形导向槽控制导向小轴按照L形导向槽执行垂直上下和水平旋转的轨迹运动，从而导向小轴控制阀杆也做垂直上下和水平旋转的运动，最终控制阀门的开关运动。

所述的一种带有先导阀的球阀，其特征在于：开阀时，阀杆做垂直向下运动的过程中，先导小阀先开启，少量气体由先导泄压孔到达阀体的出气口，完成第一次泄压，当阀杆继续向下运动时，下压销接触到先导大阀，并压迫先导大阀下行开启，大量气体通过先导泄压孔到达阀体的出气口，完成第二次泄压，最终阀体的进气口和出气口压力趋于平衡，此时，阀杆开始做水平逆时针旋转90°运动，在导向销的作用下，阀杆带动主球体旋转，开启固定球球阀；关阀动作与开阀动作正好相反，在导向销的作用下，阀杆先带动主球体做水平顺时针旋转90°运动，将固定球球阀关闭，然后阀杆进行向上的直线运动依次关闭先导大阀、先导小阀，最终关闭整个阀门。

本发明的球阀选用固定球球阀，采用截止式先导阀进行二次开阀，两个先导阀设置在阀杆所处的中心轴线上，阀盖和阀体上均设有先导孔，阀杆在螺旋齿轮和导向板的导向下进行直线运动和旋转运动，完成阀门的开启和闭合。本发明使阀门在中高压的介质压力、超低压的直流电源供电的条件下，低扭矩的传动机构就能够实现顺畅的开关阀，增强了可靠性、提高了效率，降低了成本。

附图说明

图1是本发明在关阀状态下的剖视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明先导阀部分放大的结构图；

图4是本发明螺旋齿轮的结构示意图；

图5是本发明导向板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细的描述：

一种带有先导阀的球阀，采用机电装置自动控制阀门的开启和关闭，且阀门由先导阀和固定球球阀组成。

机电装置是由直流电机1、传动齿轮2、螺旋齿轮3、导向小轴4、导向板5等组成，先导阀是由在阀杆6中部的轴线上设置的大小两个截止式先导阀组成，固定球球阀是由阀杆6、阀盖14、阀体15、主球体16等组成。

传动齿轮2是一个多级变速装置，将直流电机1与螺旋齿轮3相互配合连接，传动齿轮2将高速、力小的电机运动转化为低速、力大的螺旋齿轮3运动。

在阀杆6上部设置有一根导向小轴4，导向小轴4将阀杆6、螺旋齿轮3及导向板5相互配合连接；螺旋齿轮3上设置螺旋形导向槽19，如图4所示；导向板5上设置L形导向槽20，如图5所示；且螺旋形导向槽19和L形导向槽20相互配合、协调工作；在螺旋齿轮3转动时，L形导向槽20可控制导向小轴4按照L形导向槽20执行垂直上下和水平旋转两种轨迹运动，从而控制阀杆6也做垂直上下和水平旋转运动，实现开关阀动作。

在阀杆6中部的轴线上，设置有两个截止式先导阀，先导小阀的先导小阀封7固定在阀杆6上并与阀杆6同轴心，先导小阀口9和先导大阀封8组成先导大阀，先导大阀与阀杆6同轴心并与阀杆6配合连接，先导大阀口10在阀盖14上的先导泄压孔17的下方，与阀杆6同轴心并与阀盖14紧固连接，在阀杆6执行垂直上下运动时，两个截止式先导阀一前一后执行开阀或关阀动作。在先导大阀上方的阀杆6上，设置有一根横向的下压销13，且下压销13紧固在阀杆6上，当阀杆6垂直下行一定距离时，下压销13接触到先导大阀，压迫先导大阀下行开启，完成二次泄压。在先导大阀口10的下方，设置有一个导向套11，导向套11与先导大阀口10同时紧固在阀盖14上并与阀杆6同轴心，导向套11的侧边有四个导气孔18，当先导阀开启时，气体可经此导气孔18到达阀盖14上的先导泄压孔17，同时，导向套11对先导大阀及阀杆6起到导向的作用，可保证它们在做直线或旋转运动时，不至于跑位或侧倾。

固定球球阀的阀盖14紧固在阀体15上，阀杆6穿过阀盖14并通过设置在阀杆6下部的一根横向导向销12与主球体16的顶部配合连接，主球体16的底部通过连接轴23固定在阀体15的底座24上，阀杆6上下运动时，主球体16保持静止不动，阀杆6水平旋转时，主球体16跟随阀杆6做旋转运动。

在阀盖14和阀体15上均设有先导泄压孔17，阀盖14上的先导泄压孔17的起点在阀盖14上阀杆6所处的中心孔处，阀盖14上的先导泄压孔17的终点与阀体15上的先导泄压孔17相连，阀体15上的先导泄压孔17与阀体15的出气口22相通。

开阀时，直流电机1带动传动齿轮2运动，传动齿轮2带动螺旋齿轮3运动，螺旋齿轮3按照螺旋形导向槽19轨迹带动导向小轴4按照导向板5上L形导向槽20轨迹先做垂直向下运动；同时，阀杆6克服气体压力在导向套11的导向下先做向下的直线运动，先导小阀先开启，少量气体由先导泄压孔17到达阀体15的出气口22，完成第一次泄压，当阀杆6继续向下运动时，下压销13接触到先导大阀，并压迫先导大阀下行开启，大量气体通过先导泄压孔17到达阀体15的出气口22，完成第二次泄压，该过程中主球体16保持静止不动，此时，阀体15的进气口21和出气口22的压力趋于平衡；阀杆6直线运动完成后，螺旋齿轮3带动导向小轴4按照导向板5上L形导向槽20轨迹再做水平逆时针运动，同时，阀杆6再开始做水平逆时针旋转90°运动，在导向销12的作用下使主球体16旋转，最终使固定球球阀开启。在开阀的过程中，由于有先导阀的泄压作用，固定球球阀的开启变得非常轻松，达到了低扭矩开阀的效果。

关阀动作与开阀动作正好相反，阀杆6先做水平顺时针旋转90°运动，将固定球球阀关闭，然后进行向上的直线运动先关闭先导大阀、再关闭先导小阀，最终关闭整个阀门。在固定球球阀关闭的过程中，由于先导小阀和先导大阀仍保持开启状态，故阀体15的进气口21和出气口22压力保持平衡，减少了主球体16所遇到的气体压差阻力，关阀更加可靠、稳定。

Claims (4)

1.一种带有先导阀的球阀，采用机电装置自动控制阀门的开启和关闭，且阀门由先导阀和固定球球阀组成；所述机电装置由直流电机（1）、传动齿轮（2）、螺旋齿轮（3）、导向小轴（4）、导向板（5）构成，其中传动齿轮（2）将直流电机（1）与螺旋齿轮（3）相互连接；在阀杆（6）上部设置一根导向小轴（4），导向小轴（4）将阀杆（6）、螺旋齿轮（3）和导向板（5）相互连接；所述固定球球阀是由阀杆（6）、阀盖（14）、阀体（15）、主球体（16）构成，其中阀盖（14）紧固在阀体（15）上，阀杆（6）穿过阀盖（14）、阀体（15）；其特征在于所述先导阀是由设置在阀杆（6）中部轴线上的截止式先导大阀和截止式先导小阀构成；

所述固定球球阀的阀杆（6）通过设置在阀杆（6）下部的一根横向导向销（12）与主球体（16）的顶部配合连接，主球体（16）的底部通过连接轴（23）固定在阀体（15）的底座（24）上；在阀盖（14）和阀体（15）上均设有先导泄压孔（17），阀盖（14）上的先导泄压孔（17）的起点在阀盖（14）上阀杆（6）所处的中心孔处，阀盖（14）上的先导泄压孔（17）的终点与阀体（15）上的先导泄压孔（17）相连，阀体（15）上的先导泄压孔（17）与阀体（15）的出气口（22）相通。

2.根据权利要求1所述的一种带有先导阀的球阀，其特征在于所述机电装置中的传动齿轮（2）是一个多级变速装置；

所述先导小阀的先导小阀封（7）固定在阀杆（6）上并与阀杆（6）同轴心，先导小阀口（9）和先导大阀封（8）组成先导大阀，先导大阀与阀杆（6）同轴心并与阀杆（6）配合连接，先导大阀口（10）在阀盖（14）上的先导泄压孔（17）的下方，与阀杆（6）同轴心并与阀盖（14）紧固连接，在先导大阀上方的阀杆（6）上，设置有一根横向的下压销（13），且下压销（13）紧固在阀杆（6）上，在先导大阀口（10）的下方，设置有一个导向套（11），导向套（11）与先导大阀口（10）同时紧固在阀盖（14）上并与阀杆（6）同轴心，导向套（11）的侧边有四个导气孔（18）。

3.根据权利要求2所述的一种带有先导阀的球阀，其特征在于所述机电装置中的螺旋齿轮（3）上的螺旋形导向槽（19）和导向板（5）上的L形导向槽（20）相互配合，在螺旋齿轮（3）转动时，螺旋齿轮（3）上的螺旋形导向槽（19）控制导向小轴（4）按照L形导向槽（20）执行垂直上下和水平旋转的轨迹运动，从而导向小轴（4）控制阀杆（6）也做垂直上下和水平旋转的运动，最终控制阀门的开关运动。

4.根据权利要求2所述的一种带有先导阀的球阀，其特征在于：开阀时，阀杆（6）做垂直向下运动的过程中，先导小阀先开启，少量气体由先导泄压孔（17）到达阀体（15）的出气口（22），完成第一次泄压，当阀杆（6）继续向下运动时，下压销（13）接触到先导大阀，并压迫先导大阀下行开启，大量气体通过先导泄压孔（17）到达阀体（15）的出气口（22），完成第二次泄压，最终阀体（15）的进气口（21）和出气口（22）压力趋于平衡，此时，阀杆（6）开始做水平逆时针旋转90°运动，在导向销（12）的作用下，阀杆（6）带动主球体（16）旋转，开启固定球球阀；关阀动作与开阀动作正好相反，在导向销（12）的作用下，阀杆（6）先带动主球体（16）做水平顺时针旋转90°运动，将固定球球阀关闭，然后阀杆（6）进行向上的直线运动依次关闭先导大阀、先导小阀，最终关闭整个阀门。

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