CN104653805A - 一种耐冲刷分解式调节球阀 - Google Patents

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徐廷浩
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Abstract

本发明公开了一种耐冲刷分解式调节球阀，主要包括阀体、阀座及阀球，所述阀座及阀球均安装在阀体的内部且阀座与阀球动密封配合，所述阀球上设置有一与阀球孔相通的导孔，所述导孔内设置有用于调节球阀流量的调节阀芯，所述调节阀芯与导孔动密封配合，在阀球的上部设置有上阀杆，所述导孔的中心线与上阀杆的中心线相重合，所述调节阀芯、阀球及阀座均由耐磨材料制成。本发明将阀座及阀球的工作责任进行了新的设计，用其所长，避其所短，即阀座及阀球只负责阀门的密封功能，流量调节及因调节而发生的材料磨损，由阀球及调节阀芯来承担，从而极大的延长了调节球阀的使用寿命。

Description

一种耐冲刷分解式调节球阀
技术领域
本发明涉及流体阀门领域，具体涉及一种耐冲刷分解式调节球阀。
背景技术
自从球阀发明以来，利用阀球旋转角度的变化来调节介质流量，这种调节方法既简单，又快、又适用，至今仍是广泛采用的调节方法。但是，在现代化工业生产中，上述调节方法受到了巨大的挑战，将采用传统调节方式的球阀用于具有极大冲刷磨损性质的两相流工作介质时，即使采用极为耐磨损的碳化钨或工程陶瓷材料制造的阀球和阀座，在两相流工作介质的冲刷磨损下，很快就会使阀球和阀座的密封面受到磨损，从而丧失密封能力，其工作寿命将因此而终结。
传统的球阀的开启/关闭功能与流量调节功能都是利用改变阀座1和阀球2的相对位置来实现的，当阀球孔3的中心线与阀体流道4中心线重合时，阀门处于开启状态，如图1所示；当阀球2旋转90°后，阀球孔3的中心线与阀体流道4中心线垂直时，阀门处于关闭状态，如图2所示；当阀球孔3的中心线与阀体流道4中心线的夹角≥0°和≤90°之间的任一位置，均可视为处于调节状态，如图3所示。由此可见，利用球阀来实现调节功能时，阀座1和阀球2的密封面（即图3中的a、b、c处）将会曝露在介质的冲刷磨损之中，这对于没有磨损作用的介质而言，是可行的。然而，对于具有冲刷磨损作用的介质而言，阀座1和阀球2的密封面将会在调节流量的同时，受介质的冲刷磨损，其结果将加速使其丧失密封功能。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种耐冲刷分解式调节球阀，该调节球阀将密封功能和流量调节功能从结构上进行了分离，极大的延长了调节球阀的使用寿命。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：
一种耐冲刷分解式调节球阀，主要包括阀体、阀座及阀球，所述阀座及阀球均安装在阀体的内部且阀座与阀球动密封配合，所述阀球上设置有一与阀球孔相通的导孔，所述导孔内设置有用于调节球阀流量的调节阀芯，所述调节阀芯与导孔动密封配合。
进一步的，在阀球的上部设置有上阀杆，所述导孔的中心线与上阀杆的中心线相重合。
进一步的，所述调节阀芯的底部设置有用于控制调节阀芯在阀球孔中伸缩量的驱动装置。
进一步的，所述驱动装置与阀体之间设置有用于使得调节阀芯保持直线运动的导向组件。
进一步的，所述导向组件包括导向板及保证导向板沿轴线作平行移动而不会发生旋转的支柱，所述调节阀芯的底端固定在导向板上。
进一步的，所述驱动装置包括下阀杆、与下阀杆螺纹连接的阀杆螺母及手轮，所述下阀杆顶端固定在导向板上，所述手轮固定在阀杆螺母上。
进一步的，所述驱动装置为手轮或电动驱动装置、气动驱动装置、液压驱动装置。
进一步的，所述调节阀芯的顶端为与阀球的阀球孔相匹配的球面。
进一步的，所述上阀杆上连接有用于控制阀球开启或关闭的手柄。
进一步的，所述阀座、阀球及调节阀芯均由耐磨材料制成。
本发明一种耐冲刷分解式调节球阀，该调节球阀的密封功能和流量调节功能从结构上进行了分离，通过阀球来控制整个球阀开启及关闭，通过调节阀芯来调节球阀的流量，球阀一旦开启后，其密封付始终是处于受保护的状态，受到磨损的部位是调节阀芯和阀球孔的中部，密封付在整个流量调节过程中不会受到磨损；而且调节元件由耐磨材料制成且储备了磨损量，从而极大的延长了调节阀的使用寿命，解决了目前传统的的调节球阀不适用于具有极大冲刷磨损性质的两相流工作介质的问题。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是传统的调节球阀的开启状态的结构示意图；
图2是传统的调节球阀的关闭状态的结构示意图；
图3是传统的调节球阀的调节状态的结构示意图；
图4是本发明一种耐冲刷分解式调节球阀的调节阀芯全开时的结构示意图；
图5是本发明一种耐冲刷分解式调节球阀的调节阀芯全闭时的结构示意图；
图中：1-阀座；2-阀球；3-阀球孔；4-阀体流道；5-导孔；6-调节阀芯；7-阀体；8-上阀杆；9-导向板；10-固定座；11-支柱；12-导槽；13-下阀杆；14-阀杆螺母；15-手轮；16-球面；17-手柄。
具体实施方式
如图4-图5所示，本发明实施例所述的一种耐冲刷分解式调节球阀，主要包括阀体7、阀座1及阀球2，阀座1及阀球2均安装在阀体7的内部且阀座1与阀球2动密封配合，在阀球2上设置有一与阀球孔3相通的导孔5，导孔5内设置有用于调节球阀流量的调节阀芯6，调节阀芯6与导孔5动密封配合，通过控制调节阀芯6在阀球孔3中的伸缩量来调节整个球阀的流量。
优选的实施方式，在阀球2的上部设置有上阀杆8，导孔5的中心线与上阀杆8的中心线相重合，上阀杆8便于驱动阀球2转动，进而控制球阀整体的开启与关闭。
优选的，调节阀芯6的底部设置有用于控制调节阀芯6在阀球孔3中伸缩量的驱动装置。
更为优选的，驱动装置与阀体7之间设置有用于使调节阀芯6保持直线运动的导向组件，以保证流量调节更为精准，密封更为可靠，导向组件结构优选为：包括导向板9及保证导向板9沿轴线作平行移动而不会发生旋转的支柱11，调节阀芯6的底端固定在导向板9上，在具体实施时，根据需要，在支柱11的底端连接与固定座10，导向板9上设置有与支柱11滑动配合的导槽12，使得导向板9能够沿着支柱11的轴线方向往复运动。驱动装置结构优选为：包括下阀杆13、阀杆螺母14及手轮15，下阀杆13顶端固定在导向板9上，阀杆螺母14与固定座10的中心处间隙配合且与下阀杆13螺纹连接，手轮15固定在阀杆螺母14上，旋拧手轮15即可驱动下阀杆13带动调节阀芯6沿着导孔5的轴线方向往复运动，进而调节整个球阀的流量。
另优选的方式，驱动装置并不局限于上述手动的驱动方式，同时也可采用他型式的执行机构，如：电动驱动装置、气动驱动装置或液压驱动装置均可。
优选的，调节阀芯的顶端为与阀球的阀球孔3相匹配的球面16。
为了更好的控制球阀的开闭，在上阀杆8上连接有用于控制阀球2开启或关闭的手柄17，旋转手柄17，即可完成球阀的开闭，同时阀球2开启或关闭并不局限于上述手动驱动形式，也可以采用其他角行程执行机构。
更为优选的，阀座1、阀球2及调节阀芯6均由耐磨材料制成，耐磨材料的种类包括司太立、各类工程陶瓷材料、碳化钨材料以及金刚石等。一般情况下，现有技术中的调节球阀的调节范围是25～75％，而本发明耐冲刷分解式调节球阀的调节范围是10～100％，因此，可以说耐冲刷分解式调节球阀在设计时，已预先储备了大约15％的磨损量。
本发明一种耐冲刷分解式调节球阀，将密封功能与调节功能进行了分工，密封功能由阀座和阀球的密封面来共同完成，流量调节功能由调节阀芯和阀球孔来共同完成，图4表示球阀处于全开状态、流量调节阀芯也处于全开状态时，介质的流量达到100％，图5表示球阀处于全开状态、流量调节阀芯处于全关状态时，介质的流量达到最小，一般可达到全流量的10％，改变调节阀芯的上下位置，即可达到调节流量的目的，上述阀门阀球的开启/关闭过程用手柄或其它角行程执行机构来控制，流量调节过程用手轮或其它执行机构来控制，由于开启/关闭过程用时极短，一般只有几秒钟，介质对密封付的损害极小，而调节过程可以长达数十分钟乃至数月，耐冲刷分解式调节球阀一旦开启后，其密封付始终是处于受保护的状态，不会受到磨损的影响。受到磨损的部位是流量调节阀芯和阀球道孔的中部，由于调节阀芯和阀球都是用极耐磨的材料加工而成，而且储备了极大的磨损量，因此，把球阀的密封功能与调节功能进行分工的结果，将会极大的延长了耐冲刷分解式调节球阀的使用寿命。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，例如将本发明的工作原理用于一切角行程的控制阀门等。对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行调节，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐冲刷分解式调节球阀，主要包括阀体、阀座及阀球，所述阀座及阀球均安装在阀体的内部且阀座与阀球动密封配合，其特征在于：所述阀球上设置有一与阀球孔相通的导孔，所述导孔内设置有用于调节球阀流量的调节阀芯，所述调节阀芯与导孔动密封配合。
2.根据权利要求1所述的一种耐冲刷分解式调节球阀，其特征在于：在阀球的上部设置有上阀杆，所述导孔的中心线与上阀杆的中心线相重合。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐冲刷分解式调节球阀，其特征在于：所述调节阀芯的底部设置有用于控制调节阀芯在阀球孔中伸缩量的驱动装置。
4.根据权利要求3所述的一种耐冲刷分解式调节球阀，其特征在于：所述驱动装置与阀体之间设置有用于使得调节阀芯保持直线运动的导向组件。
5.根据权利要求4所述的一种耐冲刷分解式调节球阀，其特征在于：所述导向组件包括导向板及保证导向板沿轴线作平行移动而不会发生旋转的支柱，所述调节阀芯的底端固定在导向板上。
6.根据权利要求5所述的一种耐冲刷分解式调节球阀，其特征在于：所述驱动装置包括下阀杆、与下阀杆螺纹连接的阀杆螺母及手轮，所述下阀杆顶端固定在导向板上，所述手轮固定在阀杆螺母上。
7.根据权利要求5所述的一种耐冲刷分解式调节球阀，其特征在于：所述驱动装置为手轮或电动驱动装置、气动驱动装置、液压驱动装置。
8.根据权利要求3所述的一种耐冲刷分解式调节球阀，其特征在于：所述调节阀芯的顶端为与阀球的阀球孔相匹配的球面。
9.根据权利要求2所述的一种耐冲刷分解式调节球阀，其特征在于：所述上阀杆上连接有用于控制阀球开启或关闭的手柄。
10.根据权利要求1所述的一种耐冲刷分解式调节球阀，其特征在于：所述阀座、阀球及调节阀芯均由耐磨材料制成。
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