CN104930212A - 新型磁控球阀 - Google Patents

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林哲
徐洪光
马光飞
崔宝玲
黄敦回
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Abstract

本发明公开了一种新型磁控球阀。阀芯与阀杆之间通过磁性连接转动，阀芯的顶部和阀杆的底部分别装有第一、第二磁铁，驱动机构带动阀杆转动，第二磁铁与第一磁铁相互作用，阀杆的转动间接带动着阀芯运动；阀芯的底部由定位销定位，阀芯顶面与阀腔内壁之间、阀芯底面与阀腔内壁之间均开有环形凹槽，环形凹槽内均布装有滚珠，滚珠由保持架安装均匀隔开引导运动。本发明利用磁铁的吸引力通过阀杆的转动带动球阀阀芯的旋转，从而控制球阀的启闭工作；本发明改进了球阀的控制原理，减少了球阀内部的泄漏问题，降低了阀芯启闭所需要的力矩；并且改变了普通球阀的控制原理，改善了球阀的工作性能，适应于多种场合。

Description

新型磁控球阀
技术领域
本发明涉及了一种球阀，尤其是涉及了一种新型磁控球阀，可利用磁铁的磁性通过阀杆的旋转间接完成球阀的启闭工作。
背景技术
球阀不仅结构紧凑、密封性好，而且在一定的公称尺寸范围内具有体积小、重量轻、材料消耗少、安装尺寸小，并且驱动力矩小、操作简便、易实现快速启闭等优点，是近十几年来发展最快的阀门品种之一。
球阀的使用非常广泛，不论是在石油化工还是普通的家用管道，使用品种和数量仍在不断扩大，具有耐高温和高压、大口径、高密封性、长寿命、优良的调节性能等优点。改善阀门的功能是阀门行业技术水平的重要指标，也是企业发展的重要方向。随着石化工业的发展，西气东输等项目的运行，在可以预见的短时间内，特别是石油与天然气输送管线，炼油裂解装置、海洋石油、煤直接液化油装置上以及核工业方面球阀将有更广泛的应用。
随着石化工业的发展，管路中球阀的数目数以万计，球阀使用性能的好坏严重影响着整个管路的输送质量。然而，大多数球阀存在泄露、磨损严重等问题，阀门的泄漏将严重的影响阀门的使用寿命和维修成本，造成资源的浪费。对于输送强烈腐蚀性的流体，泄漏不仅污染环境，而且还会造成严重的安全隐患。普通的阀门通过阀杆穿过阀体与阀芯连接，容易造成疲劳破坏，阀芯的转动力矩较大，对于一些气动球阀来说，很难快速将阀门开启。阀门的这些问题严重影响着阀门行业的发展，急需新型技术快速解决。
发明内容
为了改进阀门的技术提高球阀的功能，减少球阀的泄漏，避免球阀的疲劳破坏，降低阀芯的启动转矩，本发明的目的在于将球阀进一步改进和创新，提出了一种新型磁控球阀，改变了传统球阀的启闭原理，有效减少阀门的泄漏，降低了阀门的启动转矩。
本发明通过磁力的作用完成阀门的启闭工作，对于阀门有了更深一步的创新，一方面极大地避免了由于阀杆直接穿过阀芯，在阀杆和填料之间产生的泄漏问题，另一方面阀芯和阀体之间通过滚珠接触，降低了阀芯转动的摩擦力，避免了阀芯的卡死，对于提高阀门的创新性和改善阀门的功能有着非常重要的实际意义。
本发明采用的技术方案是：
本发明包括驱动机构、阀体和阀芯；阀体分为上阀体和下阀体，上阀体和下阀体间装有密封圈，阀体内腔装有阀芯，驱动机构与阀杆连接，阀杆穿过阀盖，朝向流体入口和流体出口的阀体上分别装有阀座，其特征在于：阀芯与阀杆之间通过磁性连接转动，阀芯的顶部和阀杆的底部分别装有第一磁铁和第二磁铁，驱动机构带动阀杆转动，第二磁铁与第一磁铁相互作用，阀杆的转动间接带动着阀芯运动；阀芯的底部由定位销定位，阀芯顶面与阀腔内壁之间、阀芯底面与阀腔内壁之间均开有环形凹槽，环形凹槽内均布装有滚珠，滚珠由保持架安装均匀隔开引导运动。
所述的第一磁铁和第二磁铁均主要由两块磁铁块构成，两块磁铁块极性相反地平行布置，第一磁铁两块磁铁块S极的正上方是第二磁铁两块磁铁块的N极，第二磁铁两块磁铁块S极的正下方是第一磁铁两块磁铁块的N极。
所述的定位销底部嵌装在下阀体阀腔中心的燕尾槽内，定位销顶部伸入阀芯底部的中心孔内，定位销与阀杆同轴。
所述两个滚珠中心之间的最大距离L为阀芯内孔直径D的0.6—1.0倍，滚珠的直径d为阀芯内孔直径D的0.1—0.15倍。
本发明具有的有益效果是：
本发明除发明了一种新型磁控球阀外，还很好地解决了球阀的泄漏问题，减少了资源浪费，对于输送腐蚀性流体，降低了因腐蚀性液体泄露而产生的安全隐患，减少了球阀的启闭力矩，避免阀门的卡死，从而提高了球阀的工作性能。
本发明可满足石油和化工等多个领域的需求。
附图说明
图1是本发明球阀的结构示意图。
图2是球阀阀芯结构示意图。
图3是图2的A向示意图。
图4是阀杆结构示意图。
图5是图4的B向示意图。
图6是滚珠安装结构示意图。
图7是滚珠与保持架三维示意图。
图中：1、驱动机构，2、阀盖，3.1、上阀体，3.2、下阀体，4、阀芯，5、定位销，6、滚珠，7、阀座，8、第一磁铁，9、第二磁铁，10、阀杆，11、保持架。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括驱动机构1、阀体和阀芯4；阀体分为上阀体3.1和下阀体3.2，上阀体3.1和下阀体3.2间装有密封圈，阀体内腔装有阀芯4，驱动机构1与阀杆10连接，阀杆10穿过阀盖2，朝向流体入口和流体出口的阀体上分别装有阀座7。
如图1所示，阀芯4与阀杆10之间通过磁性连接转动，阀芯4的顶部和阀杆10的底部分别装有第一磁铁8和第二磁铁9，阀杆10结构如图4和图5所示，驱动机构1带动阀杆10转动，固定在阀杆10底部的第二磁铁9与固定在阀芯4顶部的第一磁铁8相互作用，阀杆10的转动间接带动着阀芯4运动，阀芯4在滚珠6的作用下能够在较小摩擦力的情况下在阀体内部转动；阀芯4结构如图2和图3所示，阀芯4的底部由定位销5定位，阀芯4顶面与阀腔内壁之间、阀芯4底面与阀腔内壁之间均开有环形凹槽，环形凹槽内均布装有滚珠6，如图6和图7所示，滚珠6由保持架11安装均匀隔开引导运动。
如图3和图5所示，第一磁铁8和第二磁铁9均主要由两块磁铁块构成，两块磁铁块极性相反地平行布置，其中一块磁铁块的S极与另一块磁铁块的N极相对布置，即其中一对角均为S极，另一对角均为N极；第一磁铁8两块磁铁块S极的正上方是第二磁铁9两块磁铁块的N极，第二磁铁9两块磁铁块S极的正下方是第一磁铁8两块磁铁块的N极。
驱动机构1带动着阀杆10运动，阀杆10底部固定的磁铁9与阀芯4顶部固定的磁铁8相互吸引，阀杆的运动间接地带动阀芯4的运动。
定位销5底部嵌装在下阀体3.2阀腔中心的燕尾槽内，定位销5顶部伸入阀芯4底部的中心孔内，定位销5与阀杆10同轴。
如图6和图7所示，两个滚珠6中心之间的最大距离L为阀芯4内孔直径D的0.6—1.0倍，滚珠6的直径d为阀芯内孔直径D的0.1—0.15倍。
本发明利用磁铁的吸引力通过阀杆的转动带动球阀阀芯的旋转，从而控制球阀的启闭工作。
本发明的工作过程和原理如下：
驱动机构与阀杆连接，阀芯装在阀体内部，通过定位销定位。驱动机构运动带动着阀杆的转动，阀杆穿过盖板与阀芯在同一轴线上，阀杆绕其轴线做旋转运动，阀芯的顶部和阀杆的底部分别固定装有第一磁铁和第二磁铁，第一磁铁和第二磁铁相互吸引，阀杆的转动带动着固定在阀杆底部的第二磁铁绕阀杆轴线运动，第一磁铁在与第二磁铁相互吸引的作用下，第二磁铁的带动着固定在阀芯顶部的第一磁铁绕阀芯轴线运动，从而带动阀芯绕其轴线做旋转运动，完成流体的切断和流量的控制。
阀芯的顶部和阀杆的底部分别固定装有第一磁铁和第二磁铁，第一磁铁的N极与第二磁铁的S极对应安装，第一磁铁的S级与第一磁铁的N极对应安装，第一磁铁和第二磁铁产生相互吸引力，并通过上阀体隔开，固定在阀杆底部的第二磁铁在转动的同时也会带动着固定在阀芯顶部的第一磁铁运动，使阀芯转动。
阀芯的外部和阀腔均开有环形凹槽，装有保持架的滚珠装在环形凹槽内部，阀芯通过与滚动体接触能够在较小摩擦力的作用下转动。
由此可见，本发明能够很好地解决了球阀内部的泄漏问题，尤其对于输送的流体具有严重的腐蚀性时，可消除由于阀杆与填料之间的泄漏问题而产生的事故隐患；减小了启闭球阀所需要的力矩，降低了阀芯转动所产生的摩擦力，有效的解决了球阀阀芯的抱死现象；另外还能够避免阀芯支撑轴长时间工作产生的疲劳破坏，提高了球阀的创新性改善了球阀的工作性能，适应于多种场合，具有显著的理论创新和技术进步。

Claims (4)

1. 一种新型磁控球阀，包括驱动机构（1）、阀体和阀芯（4）；阀体分为上阀体（3.1）和下阀体（3.2），上阀体（3.1）和下阀体（3.2）间装有密封圈，阀体内腔装有阀芯（4），驱动机构（1）与阀杆（10）连接，阀杆（10）穿过阀盖（2），朝向流体入口和流体出口的阀体上分别装有阀座（7），其特征在于：阀芯（4）与阀杆（10）之间通过磁性连接转动，阀芯（4）的顶部和阀杆（10）的底部分别装有第一磁铁（8）和第二磁铁（9），驱动机构（1）带动阀杆（10）转动，第二磁铁（9）与第一磁铁（8）相互作用，阀杆（10）的转动间接带动着阀芯（4）运动；阀芯（4）的底部由定位销（5）定位，阀芯（4）顶面与阀腔内壁之间、阀芯（4）底面与阀腔内壁之间均开有环形凹槽，环形凹槽内均布装有滚珠（6），滚珠（6）由保持架（11）安装均匀隔开引导运动。
2. 根据权利要求1所述的一种新型磁控球阀，其特征在于：所述的第一磁铁（8）和第二磁铁（9）均主要由两块磁铁块构成，两块磁铁块极性相反地平行布置，第一磁铁（8）两块磁铁块S极的正上方是第二磁铁（9）两块磁铁块的N极，第二磁铁（9）两块磁铁块S极的正下方是第一磁铁（8）两块磁铁块的N极。
3. 根据权利要求1所述的一种新型磁控球阀，其特征在于：所述的定位销（5）底部嵌装在下阀体（3.2）阀腔中心的燕尾槽内，定位销（5）顶部伸入阀芯（4）底部的中心孔内，定位销（5）与阀杆（10）同轴。
4. 根据权利要求1所述的一种新型磁控球阀，其特征在于：所述两个滚珠（6）中心之间的最大距离L为阀芯（4）内孔直径D的0.6—1.0倍，滚珠（6）的直径d为阀芯内孔直径D的0.1—0.15倍。
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