CN105402431B - 带压检测的球阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带压检测的球阀，属于阀门技术领域。本发明的带压检测的球阀，包括阀体和阀球，在阀体的出口通道处设有阀座，所述阀球能与阀座贴合形成密封；其特征在于：在阀球/阀座的密封面上开设有环形凹槽，使所述球阀全关时，环形凹槽在密封面处形成有密闭空腔；所述阀体与阀座上开设有贯通的测压孔，所述测压孔连通环形凹槽与阀体外。本发明的带压检测的球阀，解决传统球阀中阀芯与阀座之间为线密封，密封效果不佳的技术问题；还解决球阀在使用过程中，需要对球阀的内漏检测的技术问题，无需停止介质输送，也无需将阀门从管道上取下，即可实现对球阀的阀芯与阀座密封面是否损坏，是否泄漏的在线监测。

Description

带压检测的球阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，特别是一种带压检测的球阀。

背景技术

球阀作为阀门的一种，已被广泛运用到管道的接通或截断输送介质，由于管道中输送的介质通常为气体或液体，对该球阀的密封性能要求较高，特别是要求球阀在使用过程中无外漏和内漏，其中阀杆及各连接处的外漏，容易从阀门外部检测。而当阀门处于关闭状态时，是否存在内漏问题，目前尚不能形成有效的检测。同时阀门的频繁开关，阀球密封面与阀座密封面的密封副很容易磨损产生泄漏，当泄漏严重时，就应进行维修更换阀座。目前使用的球阀，在带压情况下不能检测全关时阀球与阀座的密封是否完好，是否有内漏，是否需要更换维修，这就造成了已严重内漏需维修更换的球阀来不及维修更换，影响了管道输送的安全，如输送天然气的球阀严重内漏，将影响阀门下游作业人员的人生安全。如需检查阀门是否内漏，则必须将阀门从管道上取下后才能检测出，费工、费时，并影响了管道输送效率。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种带压检测的球阀，解决传统球阀中阀芯与阀座之间为线密封，密封效果不佳的技术问题，通过环形凹槽的布置增加阀芯与阀座之间的密封接触，从而可有效地形成密封面，保证密封效果。还解决球阀在使用过程中，需要对球阀的内漏检测的技术问题，无需停止介质输送，也无需将阀门从管道上取下，即可实现对球阀的阀芯与阀座密封面是否损坏，是否泄漏的在线监测。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的带压检测的球阀，包括阀体和阀球，在阀体的出口通道处设有阀座，所述阀球能与阀座贴合形成密封；其特征在于：在阀球/阀座的密封面上开设有环形凹槽，使所述球阀全关时，环形凹槽在密封面处形成有密闭空腔；所述阀体与阀座上开设有贯通的测压孔，所述测压孔连通环形凹槽与阀体外。

由于上述结构，通过设置环形凹槽，使得球阀全关时，环形凹槽在密封面处形成有密闭空腔，其中阀球与阀座之间为两道以上平行的密封凸边进行接触，从而形成阀球与阀座之间的双重密封，解决传统球阀中阀芯与阀座之间为线密封，密封效果不佳的技术问题，通过环形凹槽的布置增加阀芯与阀座之间的密封接触，从而可有效地形成密封面，保证密封效果。与此同时，通过测压孔的设置，解决球阀在使用过程中，需要对球阀的内漏检测的技术问题，无需停止介质输送，也无需将阀门从管道上取下，即可实现对球阀的阀芯与阀座密封面是否损坏，是否泄漏的在线监测。

本发明的带压检测的球阀，所述阀座的密封面上开设有环形凹槽，使阀座上环形凹槽的两侧均形成有密封凸边；所述阀座上开设有两圈环形感流槽，所述环形感流槽置于远离环形凹槽的密封凸边上；所述阀球与阀座贴合密封时，所述环形感流槽恰位于阀球与阀座的贴合线之外；所述测压孔口处设有压力探测仪，所述环形感流槽内设有絮流感应器，所述压力探测仪及絮流感应器分别连接于控制系统上。

由于上述结构，环形凹槽置于阀座上以便于加工，且密封凸边可是阀座与阀球之间形成两道密封，更能确保形成面密封；其中环形感流槽设于环形凹槽的两侧，当阀球与阀座贴合密封时，该环形感流槽刚好邻近贴合密封线，并处以该贴合密封线之外，其好处在于一旦有流体从密封面处发生泄漏，则会首先从环形感流槽中进行絮流，而当阀门正常开启时，则流体不会在环形感流槽内形成絮流，因此通过检测环形感流槽中是否存在絮流即可判断该球阀是否发生内漏的情况，对球阀的密封性能的在线检测进行验证和结果的保障。

本发明的带压检测的球阀，所述控制系统包括MCU、开闭检测模块、带压检测模块、絮流感应模块及报警模块；所述开闭检测模块，用于检测球阀的开闭，并将球阀的开闭状态转化为开闭信号传递至MCU；所述带压检测模块，包括压力探测仪，用于检测测压孔口内的压力值，并转化为压力数字信号传递至MCU；所述絮流感应模块，包括絮流感应器，用于检测环形感流槽内是否存在絮流，并转化为絮流信号传递至MCU；MCU，接收开闭检测模块的开闭信号，当判断阀门处于关闭状态时，接收带压检测模块传递的压力数字信号并与预设阀值进行比较，同时接收絮流感应模块传递的絮流信号A和絮流信号B，并将两絮流信号值进行比较，若压力值小于预设阀值，或两絮流信号值之差≠0时，报警模块发出报警信号；报警模块，用于接收MCU发送的报警信号，并发出声光警报。

由于上述结构，控制器可在球阀关闭状态时，对测压孔口内的压力值进行检测，然后与预设的阀值进行比对，继而智能化地判断其是否发生内漏的情况。与此同时，通过检测环形感流槽内是否发生絮流，对内漏检测的结果的补充检测，从而进一步保障对内漏检测的结果。整个过程都自动化地完成，解决了球阀在使用过程中，需要对球阀的内漏检测的技术问题，无需停止介质输送，也无需将阀门从管道上取下，即可实现对球阀的阀芯与阀座密封面是否损坏，是否泄漏的在线监测。

本发明的带压检测的球阀，所述阀体采用不锈钢材料制成，所述阀球采用铜合金材料制成。

由于上述结构，可通过阀球与阀体之间的软硬接触确保其密封效果，同时也通过阀球与阀球之间软硬接触确保其密封效果。

本发明的球阀的带压检测方法，通过以下步骤实现：

步骤1、取同型号标准球阀接于试压管道上，向试压管道中供入2-2.5MPa的溶液；开启球阀5分钟，压力探测仪实时记录压力值△P1，绘制球阀开启状态的压力值曲线图一；

步骤2、匀速地关闭球阀，压力探测仪实时记录关闭过程中的压力值△P2，绘制关闭过程的压力值曲线图二；

步骤3、保持球阀处于关闭状态2分钟，压力探测仪实时记录关闭状态的压力值△P3，绘制关闭状态的压力值曲线图三；

步骤4、重复100次步骤1-3，将各状态下的压力值曲线图分别进行重叠，对其中50%以上的重复点取样，并根据各状态绘制成为预设曲线图A、曲线图B及曲线图C并录入MCU中；

步骤5、开闭检测模块检测球阀处于开启状态时，并向MCU传递阀门开闭信号；MCU接收带压检测模块传递的压力数字信号P1，并将信号P1带入曲线图A中比较，5分钟时间段内，若50%以上信号P1与曲线图A的压力值△P1不重复，则向报警模块发出报警信号；MCU接收絮流感应模块传递的絮流信号△A和絮流信号△B，若絮流信号△A≠0或絮流信号△B≠0，则向报警模块发出报警信号；

开闭检测模块检测球阀处于关闭过程中，并向MCU传递阀门开闭信号，MCU接收带压检测模块传递的压力数字信号P2，并将信号P2带入曲线图B中比较，若50%以上信号P2与曲线图B的压力值△P2重复，则向报警模块发出报警信号；

开闭检测模块检测球阀处于关闭状态时，并向MCU传递阀门开闭信号；MCU接收带压检测模块传递的压力数字信号P3，并将信号P3带入曲线图C中比较，若15%以上信号P3与曲线图C的压力值△P3不重复，则向报警模块发出报警信号；MCU接收絮流感应模块传递的絮流信号A和絮流信号B，若絮流信号A≠0、絮流信号B≠0或|絮流信号A-絮流信号B |≠0，则向报警模块发出报警信号；

步骤6、当MCU发出报警信号数量达到预定值时，向报警模块发出报警信号，提醒报警信号达次数上限。

由于上述方法，可通过预设各种状态下的曲线图，然后控制系统根据所检测的各种状态下的压力值，与该预设的曲线图进行比较，继而判断球阀是否发生内漏；同时监控各种状态下的絮流信号，继而补充检测是否发生内漏；通过双重的内漏检测，保证在线检测的结果更加准确。从而可使该阀能智能化地进行在线检测，解决球阀在使用过程中，需要对球阀的内漏检测的技术问题，无需停止介质输送，也无需将阀门从管道上取下，即可实现对球阀的阀芯与阀座密封面是否损坏，是否泄漏的在线监测。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的带压检测的球阀，通过环形凹槽的布置增加阀芯与阀座之间的密封接触，从而可有效地形成密封面，解决传统球阀中阀芯与阀座之间为线密封，密封效果不佳的技术问题；

2、本发明的带压检测的球阀，还解决球阀在使用过程中，需要对球阀的内漏检测的技术问题，无需停止介质输送，也无需将阀门从管道上取下，即可实现对球阀的阀芯与阀座密封面是否损坏，是否泄漏的在线监测。

3、本发明的带压检测的球阀，整个阀门的内漏检测均为在线自动化过程，无需人为操作，使得整个过程变得极为简单，当检测到阀门处于内漏时，发出警报提醒进行更换。

附图说明

图1是本发明的球阀的结构示意图；

图2是图1中Ⅰ部的局部放大图。

图中标记：1-阀体、2-阀球、3-测压孔、4-阀座、5-压力探测仪、6-密封凸边、7-环形感流槽。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本发明的带压检测的球阀，包括阀体1和阀球2，在阀体1的出口通道处设有阀座4，所述阀球2能与阀座4贴合形成密封；其特征在于：在阀球2/阀座4的密封面上开设有环形凹槽，使所述球阀全关时，环形凹槽在密封面处形成有密闭空腔；所述阀体1与阀座4上开设有贯通的测压孔3，所述测压孔3连通环形凹槽与阀体1外；所述阀体1采用不锈钢材料制成，所述阀球2采用铜合金材料制成。

其中本例中采用所述阀座4的密封面上开设有环形凹槽，使阀座4上环形凹槽的两侧均形成有密封凸边6（当然根据需要也可以在阀球上开设环形凹槽，由于阀球与阀座互为密封面，原理相同）；所述阀座4上开设有两圈环形感流槽7，所述环形感流槽7置于远离环形凹槽的密封凸边6上；所述阀球2与阀座4贴合密封时，所述环形感流槽7恰位于阀球2与阀座4的贴合线之外；所述测压孔3口处设有压力探测仪5，所述环形感流槽7内设有絮流感应器，所述压力探测仪5及絮流感应器分别连接于控制系统上。

其中所述控制系统包括MCU、开闭检测模块、带压检测模块、絮流感应模块及报警模块；所述开闭检测模块，用于检测球阀的开闭，并将球阀的开闭状态转化为开闭信号传递至MCU；所述带压检测模块，包括压力探测仪5，用于检测测压孔3口内的压力值，并转化为压力数字信号传递至MCU；所述絮流感应模块，包括絮流感应器，用于检测环形感流槽7内是否存在絮流，并转化为絮流信号传递至MCU；MCU，接收开闭检测模块的开闭信号，当判断阀门处于关闭状态时，接收带压检测模块传递的压力数字信号并与预设阀值进行比较，同时接收絮流感应模块传递的絮流信号A和絮流信号B，并将两絮流信号值进行比较，若压力值小于预设阀值，或两絮流信号值之差≠0时，报警模块发出报警信号；报警模块，用于接收MCU发送的报警信号，并发出声光警报。

通过设置环形凹槽，使得球阀全关时，环形凹槽在密封面处形成有密闭空腔，其中阀球与阀座之间为两道以上平行的密封凸边进行接触，从而形成阀球与阀座之间的双重密封，解决传统球阀中阀芯与阀座之间为线密封，密封效果不佳的技术问题，通过环形凹槽的布置增加阀芯与阀座之间的密封接触，从而可有效地形成密封面，保证密封效果。与此同时，通过测压孔的设置，解决球阀在使用过程中，需要对球阀的内漏检测的技术问题，无需停止介质输送，也无需将阀门从管道上取下，即可实现对球阀的阀芯与阀座密封面是否损坏，是否泄漏的在线监测。

本发明的带球阀的带压检测方法，通过以下步骤实现：

步骤1、取同型号标准球阀接于试压管道上，向试压管道中供入2-2.5MPa的溶液；开启球阀5分钟，压力探测仪实时记录压力值△P1，绘制球阀开启状态的压力值曲线图一；

步骤2、匀速地关闭球阀，压力探测仪实时记录关闭过程中的压力值△P2，绘制关闭过程的压力值曲线图二；

步骤3、保持球阀处于关闭状态2分钟，压力探测仪实时记录关闭状态的压力值△P3，绘制关闭状态的压力值曲线图三；

步骤4、重复100次步骤1-3，将各状态下的压力值曲线图分别进行重叠，对其中50%以上的重复点取样，并根据各状态绘制成为预设曲线图A、曲线图B及曲线图C并录入MCU中；

步骤5、开闭检测模块检测球阀处于开启状态时，并向MCU传递阀门开闭信号；MCU接收带压检测模块传递的压力数字信号P1，并将信号P1带入曲线图A中比较，5分钟时间段内，若50%以上信号P1与曲线图A的压力值△P1不重复，则向报警模块发出报警信号；MCU接收絮流感应模块传递的絮流信号△A和絮流信号△B，若絮流信号△A≠0或絮流信号△B≠0，则向报警模块发出报警信号；

开闭检测模块检测球阀处于关闭过程中，并向MCU传递阀门开闭信号，MCU接收带压检测模块传递的压力数字信号P2，并将信号P2带入曲线图B中比较，若50%以上信号P2与曲线图B的压力值△P2重复，则向报警模块发出报警信号；

开闭检测模块检测球阀处于关闭状态时，并向MCU传递阀门开闭信号；MCU接收带压检测模块传递的压力数字信号P3，并将信号P3带入曲线图C中比较，若15%以上信号P3与曲线图C的压力值△P3不重复，则向报警模块发出报警信号；MCU接收絮流感应模块传递的絮流信号A和絮流信号B，若絮流信号A≠0、絮流信号B≠0或|絮流信号A-絮流信号B |≠0，则向报警模块发出报警信号；

步骤6、当MCU发出报警信号数量达到预定值时，向报警模块发出报警信号，提醒报警信号次数达上限。

可通过预设各种状态下的曲线图，然后控制系统根据所检测的各种状态下的压力值，与该预设的曲线图进行比较，继而判断球阀是否发生内漏；同时监控各种状态下的絮流信号，继而补充检测是否发生内漏；通过双重的内漏检测，保证在线检测的结果更加准确。从而可使该阀能智能化地进行在线检测，解决球阀在使用过程中，需要对球阀的内漏检测的技术问题，无需停止介质输送，也无需将阀门从管道上取下，即可实现对球阀的阀芯与阀座密封面是否损坏，是否泄漏的在线监测。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带压检测的球阀，包括阀体（1）和阀球（2），在阀体（1）的出口通道处设有阀座（4），所述阀球（2）能与阀座（4）贴合形成密封；其特征在于：在阀球（2）/阀座（4）的密封面上开设有环形凹槽，使所述球阀全关时，环形凹槽在密封面处形成有密闭空腔；所述阀体（1）与阀座（4）上开设有贯通的测压孔（3），所述测压孔（3）连通环形凹槽与阀体（1）外；所述阀座（4）上开设有两圈环形感流槽（7），所述测压孔（3）口处设有压力探测仪（5），所述环形感流槽（7）内设有絮流感应器，所述压力探测仪（5）及絮流感应器分别连接于控制系统上；所述控制系统包括MCU、开闭检测模块、带压检测模块、絮流感应模块及报警模块；所述开闭检测模块，用于检测球阀的开闭，并将球阀的开闭状态转化为开闭信号传递至MCU；所述带压检测模块，包括压力探测仪（5），用于检测测压孔（3）口内的压力值，并转化为压力数字信号传递至MCU；所述絮流感应模块，包括絮流感应器，用于检测环形感流槽（7）内是否存在絮流，并转化为絮流信号传递至MCU；MCU，接收开闭检测模块的开闭信号，当判断阀门处于关闭状态时，接收带压检测模块传递的压力数字信号并与预设阀值进行比较，同时接收絮流感应模块传递的絮流信号A和絮流信号B，并将两絮流信号值进行比较，若压力值小于预设阀值，或两絮流信号值之差≠0时，报警模块发出报警信号；报警模块，用于接收MCU发送的报警信号，并发出声光警报。

2.如权利要求1所述的带压检测的球阀，其特征在于：所述阀座（4）的密封面上开设有环形凹槽，使阀座（4）上环形凹槽的两侧均形成有密封凸边（6）；所述环形感流槽（7）置于远离环形凹槽的密封凸边（6）上；所述阀球（2）与阀座（4）贴合密封时，所述环形感流槽（7）恰位于阀球（2）与阀座（4）的贴合线之外。

3.如权利要求1或2所述的带压检测的球阀，其特征在于：所述阀体（1）采用不锈钢材料制成，所述阀球（2）采用铜合金材料制成。

4.一种采用权利要求1至3之一的球阀的带压检测方法，其特征在于：它通过以下步骤实现：

步骤1、取同型号标准球阀接于试压管道上，向试压管道中供入2-2.5MPa的溶液；开启球阀5分钟，压力探测仪实时记录压力值△P1，绘制球阀开启状态的压力值曲线图一；

步骤2、匀速地关闭球阀，压力探测仪实时记录关闭过程中的压力值△P2，绘制关闭过程的压力值曲线图二；

步骤3、保持球阀处于关闭状态2分钟，压力探测仪实时记录关闭状态的压力值△P3，绘制关闭状态的压力值曲线图三；

步骤4、重复100次步骤1-3，将各状态下的压力值曲线图分别进行重叠，对其中50%以上的重复点取样，并根据各状态绘制成为预设曲线图A、曲线图B及曲线图C并录入MCU中；

步骤5、开闭检测模块检测球阀处于开启状态时，并向MCU传递阀门开闭信号；MCU接收带压检测模块传递的压力数字信号P1，并将信号P1带入曲线图A中比较，5分钟时间段内，若50%以上信号P1与曲线图A的压力值△P1不重复，则向报警模块发出报警信号；MCU接收絮流感应模块传递的絮流信号△A和絮流信号△B，若絮流信号△A≠0或絮流信号△B≠0，则向报警模块发出报警信号；

开闭检测模块检测球阀处于关闭过程中，并向MCU传递阀门开闭信号，MCU接收带压检测模块传递的压力数字信号P2，并将信号P2带入曲线图B中比较，若50%以上信号P2与曲线图B的压力值△P2重复，则向报警模块发出报警信号；

开闭检测模块检测球阀处于关闭状态时，并向MCU传递阀门开闭信号；MCU接收带压检测模块传递的压力数字信号P3，并将信号P3带入曲线图C中比较，若15%以上信号P3与曲线图C的压力值△P3不重复，则向报警模块发出报警信号；MCU接收絮流感应模块传递的絮流信号A和絮流信号B，若絮流信号A≠0、絮流信号B≠0或|絮流信号A-絮流信号B |≠0，则向报警模块发出报警信号；

步骤6、当MCU发出报警信号数量达到预定值时，向报警模块发出报警信号，提醒报警信号次数达上限。