CN104390035A - 一种六通切换球阀 - Google Patents

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Abstract

一种六通切换球阀，属于切换阀，解决现有六通切换阀进出口均设置在同侧，导致应用场合受限的问题。本发明由上三通球阀、下三通球阀和驱动转换机构组成，上三通球阀和下三通球阀的结构以及组成部件完全相同，各自均由阀体、球体、密封垫圈、密封挡圈、转轴、止推环、法兰压盖、转动挡块、钢丝挡圈组成；所述驱动转换机构包括手柄、锥齿轮、齿轮箱、输入轴、球轴承、上输出轴、下输出轴，驱动转换机构的上、下输出轴分别与上、下三通球阀的转轴配合连接。本发明结构简单、切换力矩小、进出口异侧布置，解决进出口同侧布置应用场合受限的问题，当用套筒替换驱动转换机构又可以适应进出油口同侧布置的场合，互换性强，使现场管线布置更加灵活。

Description

一种六通切换球阀
技术领域
本发明属于切换阀，具体涉及一种六通切换球阀，其进出口异侧布置。
背景技术
六通切换球阀作为一种重要的流体管线换向设备，被广泛应用于石化、冶金等行业中，而现有六通切换球阀的切换装置设在顶部，顶部驱动轴与上球体连接，中间轴实现上、下球体连接，保证上下球体同步运动，其进出口均设置在同侧，对驱动轴施加一定转矩，驱动轴带动上球体旋转，进而将转矩通过中间轴传给下球体；这种结构决定了上下球体将同时沿着顺时针或逆时针方向旋转，以保证六通阀同侧油口的开启与关闭。
由于现场管线布置及灵活多变的工作场合，对六通切换阀进出口方向和安装方式要求较高，因此在需要进出口异侧的工作场合，现有的六通切换阀将导致管线布置复杂化或根本无法安装，使得现有六通切换球阀的应用受到限制。
发明内容
本发明提供一种六通切换球阀，进出口异侧布置，解决现有六通切换阀进出口均设置在同侧，导致应用场合受限的问题。
本发明所提供的一种六通切换球阀，由上三通球阀、下三通球阀和驱动转换机构组成，其特征在于：
A、所述上三通球阀和下三通球阀的结构以及组成部件完全相同，各自均由阀体、球体、密封垫圈、密封挡圈、转轴、止推环、法兰压盖、转动挡块、钢丝挡圈组成；
所述阀体内具有贯通前后端面的圆形通孔，阀体前后端面作为现场管线安装面，阀体侧面具有和阀体固连为一体的流通管，流通管端部为一体的连接法兰，流通管与圆形通孔连通且两者轴线互相垂直；阀体底面具有和圆形通孔垂直连通的安装孔，安装孔的轴线和流通管的轴线互相垂直；
所述球体位于所述阀体的圆形通孔内，球体上开有互相垂直的第一油口和第二油口，第一油口和第二油口在球体的球心处连通，球体端部开有矩形槽，所述矩形槽中心和球心的连线垂直于第一油口和第二油口所在平面；
所述圆形通孔在阀体前后端面的孔口分别均装有密封垫圈和密封挡圈，以在阀体前后端面对球体密封限位，所述密封垫圈与球体贴合面为球面，以保证与球体紧密贴合，所述密封挡圈从外圆周限制密封垫圈径向位移；
所述转轴为二阶台阶轴，其大端铣出上凸台，用于和球体端部的矩形槽相配合，转轴小端铣出下凸台，下凸台端部铣出端凸台；转轴的大端从阀体的安装孔穿入，上凸台嵌入球体端部的矩形槽，所述止推环从转轴小端套入，被二阶台阶轴的轴肩限位，所述法兰压盖从转轴小端套入，通过螺钉和阀体下端面连接，压紧所述止推环；法兰压盖下端面嵌有限位销；
所述转动挡块为圆盘形，其圆心处开有中心槽，用于和所述转轴的下凸台相配合，转动挡块的圆周上铣出圆弧槽；所述转动挡块的中心槽套在所述转轴的下凸台上，转动挡块的圆弧槽位置和所述法兰压盖上的限位销相配合，当转动挡块随同转轴旋转时，限定转轴的在角度90°范围旋转；所述钢丝挡圈卡在所述转轴的下凸台上，限制转动挡块轴向移动；
B、所述驱动转换机构包括手柄、主动锥齿轮、上从动锥齿轮、下从动锥齿轮、齿轮箱、输入轴、球轴承、上输出轴、下输出轴；
所述主动锥齿轮、上从动锥齿轮和下从动锥齿轮位于所述齿轮箱内，主动锥齿轮分别与上从动锥齿轮和下从动锥齿轮相互啮合；
所述输入轴从所述齿轮箱左侧面穿入，并通过球轴承和齿轮箱左侧壁转动配合，所述输入轴的左端和手柄连接，输入轴的右端通过键和主动锥齿轮连接；
所述上输出轴的上端具有装配槽，用于和所述上三通球阀转轴的端凸台配合，上输出轴从所述齿轮箱上端面穿入，并通过球轴承和齿轮箱上壁转动配合，所述上输出轴下端通过键和上从动锥齿轮连接；
所述下输出轴的下端具有装配槽，用于和所述下三通球阀转轴的端凸台配合，下输出轴从所述齿轮箱下端面穿入，并通过球轴承和齿轮箱下壁转动配合，所述下输出轴上端通过键和下从动锥齿轮连接；
所述上输出轴和下输出轴的轴线重合，所述输入轴的轴线与所述上输出轴的轴线垂直；
所述上输出轴上端的装配槽，和所述上三通球阀转轴的端凸台配合，所述下输出轴下端的装配槽，和所述下三通球阀转轴的端凸台配合，实现驱动转换机构和上三通球阀、下三通球阀间的连接。
安装上、下三通球阀时需注意将球体装入阀体时应保证球体上互相垂直的第一油口、第二油口与阀体的流通口、其中一个圆形通孔对正，然后将安装好的上、下三通球阀通过驱动转换机构连接，连接时需保证上、下三通球阀进出油口呈180°，而上、下三通球阀球体开启的另一油口始终位于一侧，即与当前油液流通方向保持一致。
将本发明与现场管线连接，工作前先调节上、下三通球阀内球体位置，使本发明的球体的油口切换至与管线油液流通方向一致；对驱动转换机构上的手柄施加一定的转矩，经过齿轮副传给球阀转轴，进而带动上下三通球阀中的球体同时旋转，驱动转换机构由两组互相啮合的锥齿轮组成，因此能实现上、下三通球阀内球体的不同转向，上三通球阀内的球体逆时针旋转90°，下三通球阀内的球体顺时针旋转90°，此时根据转动挡块的圆弧槽和法兰压盖上限位销的配合判断是否切换到位，转动挡块跟随转轴同步旋转，当球体的油口与阀体一端面的圆形通孔完全对正时，法兰压盖上的限位销与转动挡块的圆弧槽啮合，表示切换到位，最终同时实现上、下三通球阀同侧油口的接通与关闭。
本发明可以实现在线切换，如需切换至另一侧工作只需转动切换手柄，上、下球体分别沿着与之前相反的方向旋转，输入轴和上、下输出轴上均设置有球轴承，引导轴平稳旋转，进而使锥齿轮实现平稳啮合，保证上、下三通球阀切换同步，球轴承避免了转轴与阀体之间的滑动摩擦，从而有效地减小了切换力矩保证切换顺畅，无卡塞现象。当上、下球体分别旋转90°后，法兰压盖上的限位销与转动挡块的另一侧圆弧槽啮合，表明另一侧切换到位；
本发明可根据现场管线需要灵活变换结构形式，互换性强，增强了其通用性；当现场管线布置要求本发明进出油口在同侧时，只需用套筒替换中间的驱动转换机构，用套筒连接上、下三通球阀，并安装时保证上、下三通球阀进出油口位于同侧，上、下球体油口方向与当前油流流通方向保持一致，操作驱动手柄对输入轴施加一定转矩，套筒通过键将转矩传给转轴，进而驱动上、下球体同时顺时针旋转或同时逆时针旋转，实现球阀的开启与关闭，同理，可用转动挡块的圆弧槽与限位销的共同啮合来判断球阀是否切换到位。
本发明中，输入轴和输出轴上设置球轴承，将转轴与阀体之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少了摩擦，并且球轴承不仅能承受径向载荷，还能承受切换时由于锥齿轮啮合引起的轴向载荷；驱动转换机构实现了进出口异侧布置的功能，不仅打破了进出口同侧布置的六通切换阀应用场合受限的局面，而且实现了集结构简单、切换力矩小等众优点于一身的球阀与进出口异侧的结合；当用套筒替换驱动转换机构又可以实现进出油口同侧布置的场合，互换性强，使现场管线布置更加灵活。
附图说明
图1为本发明实施例的立体示意图；
图2为本发明实施例的正视图；
图3为本发明实施例的左视图；
图4为本发明阀体的正视图；
图5为本发明球体的轴测视图；
图6为本发明转轴的轴测视图；
图7为本发明转动挡块的轴测视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1、图2、图3所示，本发明的实施例，由上三通球阀10、下三通球阀20和驱动转换机构30组成；
A、所述上三通球阀10和下三通球阀20的结构以及组成部件完全相同，各自均由阀体01、球体02、密封垫圈03、密封挡圈04、转轴05、止推环06、法兰压盖07、转动挡块08、钢丝挡圈09组成；
如图4所示，所述阀体01内具有贯通前后端面的圆形通孔01A，阀体前后端面作为现场管线安装面，阀体侧面具有和阀体固连为一体的流通管01B，流通管端部为一体的连接法兰01C，流通管01B与圆形通孔01A连通且两者轴线互相垂直；阀体底面具有和圆形通孔01A垂直连通的安装孔01D，安装孔01D的轴线和流通管01B的轴线互相垂直；
所述球体02位于所述阀体的圆形通孔01A内，如图5所示，球体02上开有互相垂直的第一油口02A和第二油口02B，第一油口02A和第二油口02B在球体02的球心处连通，球体02端部开有矩形槽02C，所述矩形槽02C中心和球心的连线垂直于第一油口02A和第二油口02B所在平面；
所述圆形通孔01A在阀体01前后端面的孔口均装有密封垫圈03和密封挡圈04，以在阀体01前后端面对球体02密封限位，所述密封垫圈03与球体02贴合面为球面，以保证与球体02紧密贴合，所述密封挡圈04从外圆周限制密封垫圈03径向位移；
如图6所示，所述转轴05为二阶台阶轴，其大端05A铣出上凸台05C，用于和球体02端部的矩形槽02C相配合，转轴05小端05B铣出下凸台05D，下凸台05D端部铣出端凸台05E；转轴05的大端05A从阀体01的安装孔01D穿入，上凸台05C嵌入球体02端部的矩形槽02C，所述止推环06从转轴05小端05B套入，被二阶台阶轴的轴肩限位，所述法兰压盖07从转轴05小端05B套入，通过螺钉和阀体01下端面连接，压紧所述止推环06；法兰压盖07下端面嵌有限位销07A；
如图7所示，所述转动挡块08为圆盘形，其圆心处开有中心槽08A，用于和所述转轴05的下凸台05D相配合，转动挡块的圆周上铣出圆弧槽08B；所述转动挡块08的中心槽08A套在所述转轴05的下凸台05D上，转动挡块的圆弧槽08B位置和所述法兰压盖07上的限位销07A相配合，当转动挡块随同转轴05旋转时，限定转轴05在角度90°范围旋转；所述钢丝挡圈09卡在所述转轴05的下凸台05D上，限制转动挡块轴向移动；
B、所述驱动转换机构30包括手柄31、主动锥齿轮32A、上从动锥齿轮32B、下从动锥齿轮32C、齿轮箱35、输入轴34、球轴承36、上输出轴37A、下输出轴37B；
所述主动锥齿轮32A、上从动锥齿轮32B和下从动锥齿轮32C位于所述齿轮箱35内，主动锥齿轮32A分别与上从动锥齿轮32B和下从动锥齿轮32C相互啮合；
所述输入轴34从所述齿轮箱35左侧面穿入，并通过球轴承和齿轮箱35左侧壁转动配合，所述输入轴34的左端和手柄31连接，输入轴34的右端通过键和主动锥齿轮32A连接；
所述上输出轴37A的上端具有装配槽，用于和所述上三通球阀10转轴05的端凸台05E配合，上输出轴37A从所述齿轮箱35上端面穿入，并通过球轴承和齿轮箱35上壁转动配合，所述上输出轴37A下端通过键和上从动锥齿轮32B连接；
所述下输出轴37B的下端具有装配槽，用于和所述下三通球阀20转轴05的端凸台05E配合，下输出轴37B从所述齿轮箱35下端面穿入，并通过球轴承和齿轮箱35下壁转动配合，所述下输出轴37B上端通过键和下从动锥齿轮32C连接；
所述上输出轴37A和下输出轴37B的轴线重合，所述输入轴34的轴线与所述上输出轴37A的轴线垂直；
所述上输出轴37A上端的装配槽，和所述上三通球阀10转轴05的端凸台05E配合，所述下输出轴37B下端的装配槽，和所述下三通球阀20转轴05的端凸台05E配合，实现驱动转换机构30和上三通球阀10、下三通球阀20间的连接。

Claims (1)

1.一种六通切换球阀，由上三通球阀(10)、下三通球阀(20)和驱动转换机构(30)组成，其特征在于：
A、所述上三通球阀(10)和下三通球阀(20)的结构以及组成部件完全相同，各自均由阀体(01)、球体(02)、密封垫圈(03)、密封挡圈(04)、转轴(05)、止推环(06)、法兰压盖(07)、转动挡块(08)、钢丝挡圈(09)组成；
所述阀体(01)内具有贯通前后端面的圆形通孔(01A)，阀体前后端面作为现场管线安装面，阀体侧面具有和阀体固连为一体的流通管(01B)，流通管端部为一体的连接法兰(01C)，流通管(01B)与圆形通孔(01A)连通且两者轴线互相垂直；阀体底面具有和圆形通孔(01A)垂直连通的安装孔(01D)，安装孔(01D)的轴线和流通管(01B)的轴线互相垂直；
所述球体(02)位于所述阀体的圆形通孔(01A)内，球体(02)上开有互相垂直的第一油口(02A)和第二油口(02B)，第一油口(02A)和第二油口(02B)在球体(02)的球心处连通，球体(02)端部开有矩形槽(02C)，所述矩形槽(02C)中心和球心的连线垂直于第一油口(02A)和第二油口(02B)所在平面；
所述圆形通孔(01A)在阀体(01)前后端面的孔口均装有密封垫圈(03)和密封挡圈(04)，以在阀体(01)前后端面对球体(02)密封限位，所述密封垫圈(03)与球体(02)贴合面为球面，以保证与球体(02)紧密贴合，所述密封挡圈(04)从外圆周限制密封垫圈(03)径向位移；
所述转轴(05)为二阶台阶轴，其大端(05A)铣出上凸台(05C)，用于和球体(02)端部的矩形槽(02C)相配合，转轴(05)小端(05B)铣出下凸台(05D)，下凸台(05D)端部铣出端凸台(05E)；转轴(05)的大端(05A)从阀体(01)的安装孔(01D)穿入，上凸台(05C)嵌入球体(02)端部的矩形槽(02C)，所述止推环(06)从转轴(05)小端(05B)套入，被二阶台阶轴的轴肩限位，所述法兰压盖(07)从转轴(05)小端(05B)套入，通过螺钉和阀体(01)下端面连接，压紧所述止推环(06)；法兰压盖(07)下端面嵌有限位销(07A)；
所述转动挡块(08)为圆盘形，其圆心处开有中心槽(08A)，用于和所述转轴(05)的下凸台05D)相配合，转动挡块的圆周上铣出圆弧槽(08B)；所述转动挡块(08)的中心槽(08A)套在所述转轴(05)的下凸台(05D)上，转动挡块的圆弧槽(08B)位置和所述法兰压盖(07)上的限位销(07A)相配合，当转动挡块随同转轴(05)旋转时，限定转轴(05)的在角度90°范围旋转；所述钢丝挡圈(09)卡在所述转轴(05)的下凸台(05D)上，限制转动挡块轴向移动；
B、所述驱动转换机构(30)包括手柄(31)、主动锥齿轮(32A)、上从动锥齿轮(32B)、下从动锥齿轮(32C)、齿轮箱(35)、输入轴(34)、球轴承(36)、上输出轴(37A)、下输出轴(37B)；
所述主动锥齿轮(32A)、上从动锥齿轮(32B)和下从动锥齿轮(32C)位于所述齿轮箱(35)内，主动锥齿轮(32A)分别与上从动锥齿轮(32B)和下从动锥齿轮(32C)相互啮合；
所述输入轴(34)从所述齿轮箱(35)左侧面穿入，并通过球轴承和齿轮箱(35)左侧壁转动配合，所述输入轴(34)的左端和手柄(31)连接，输入轴(34)的右端通过键和主动锥齿轮(32A)连接；
所述上输出轴(37A)的上端具有装配槽，用于和所述上三通球阀(10)转轴(05)的端凸台(05E)配合，上输出轴(37A从所述齿轮箱(35)上端面穿入，并通过球轴承和齿轮箱(35)上壁转动配合，所述上输出轴(37A)下端通过键和上从动锥齿轮(32B)连接；
所述下输出轴(37B)的下端具有装配槽，用于和所述下三通球阀(20)转轴(05)的端凸台(05E)配合，下输出轴(37B)从所述齿轮箱(35)下端面穿入，并通过球轴承和齿轮箱(35)下壁转动配合，所述下输出轴(37B)上端通过键和下从动锥齿轮(32C)连接；
所述上输出轴(37A)和下输出轴(37B)的轴线重合，所述输入轴(34)的轴线与所述上输出轴(37A)的轴线垂直；
所述上输出轴(37A)上端的装配槽，和所述上三通球阀(10)转轴(05)的端凸台(05E)配合，所述下输出轴(37B)下端的装配槽，和所述下三通球阀(20)转轴(05)的端凸台(05E)配合，实现驱动转换机构(30)和上三通球阀(10)、下三通球阀(20)间的连接。
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