CN105736733A - 一种调节球阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调节球阀，包括阀体、阀盖、球体、阀杆以及驱动阀杆转动的驱动机构，所述阀体设置有阀腔以及与阀腔相导通的介质进口与介质出口，所述球体设置在所述阀腔内并与阀杆相联动连接，所述的球体包括能够关闭所述介质进口与介质出口的关闭部以及能够导通所述介质进口与介质出口的导通部，所述的导通部包括有从介质进口向介质出口方向依次导通连接设置的导通进入部、中间通槽和导通流出部，所述的导通进入部设置有多个相互平行间隔分布的进入通孔，导通流出部的设置有多个相互平行间隔分布的流出通孔，进入通孔的内端与流出通孔的内端均与中间通槽相连通设置。本发明的优点是结构设计合理，流量调节准确。
Description
技术领域
本发明涉及一种调节球阀。
背景技术
球阀是一种常用的阀门，其结构一般包括阀体、阀盖、球体、阀杆以及驱动阀杆转动的驱动机构，所述阀体设置有阀腔以及与阀腔相导通的介质进口与介质出口，所述球体设置在所述阀腔内并与阀杆相连接。
目前，传统的球阀其球体在较小的开度时，其流量便达到最大值。换言之，球阀的液体流量和球体的开度之间并没有线性关系，因此，无法对球阀的流量进行线性精确调节。
另外，本领域技术人员所公知的，管线中的液体介质流经阀门的节流断面时，流速升高、静压降低，当介质从节流断面直至阀门出口的静压降低到等于或低于该介质在阀入口温度下的饱和蒸气压，部分液体就会汽化成气体，阀内形成气液两相共存的现象，这种现象称为“闪蒸”。根据流体动力学原理，可以用如下公式判定闪蒸现象：
P1-P2＝FL 2(P1-Pc)；
其中：P1-入口压力；
P2-出口压力；
FL-压力损失系数；
Pc-节流断面流速速度最高点处的静态压力；
Pv-所述液体的饱和蒸气压；
当P1-P2≥FL 2(P1-PV)时，液体流经节流断面就会出现闪蒸，此时阀腔内将产生大量气泡。如果阀后压力P2不是保持在饱和蒸汽压Pv以下，而是在节流断面之后又骤然上升，闪蒸产生的气泡就会受压破裂并回归液态，这个过程就是空化作用。产生空化作用时，闪蒸产生的气泡相继爆裂，大量气泡爆裂产生的所有能量集中在破裂点上，形成极大的冲击力，而破裂点如果刚好靠近阀门或管道内壁，冲击力会在材料表面侵蚀出许多密密麻麻的小孔，再渐渐扩大成洞穴，最终慢慢撕裂材料表面，这就是流体的“气蚀”现象。气蚀在工业过程控制系统中会带来一些显著的危害：
1、加快对材料的腐蚀。正常情况下金属材料表面会形成一层薄薄的保护膜，一定程度上保护材料免遭腐蚀，而气蚀现象会在非常短的时间内将保护膜破坏，使介质对材料的腐蚀速度加快；
2、产生噪音。闪蒸所形成的大量气泡在短时间内相继爆裂，形成了频率较宽的噪音，不仅影响着现场工作人员的身心健康，也对周围居民的生活环境造成严重危害；
3、造成强烈振动。大量气泡爆裂产生持续的高频振动，容易引起现场管道及其它设备的强烈共振，严重时甚至导致设备故障，造成重大安全事故。
因此，有必要对此进行改进。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种结构设计合理，流量调节方便的一种调节球阀。
为实现本发明上述目的，本发明的技术方案是包括阀体、阀盖、球体、阀座、阀杆以及驱动阀杆转动的驱动机构，所述阀体设置有阀腔以及与阀腔相导通的介质进口与介质出口，所述球体设置在所述阀腔内并与阀杆相联动连接，所述的球体包括能够关闭所述介质进口与介质出口的关闭部以及能够导通所述介质进口与介质出口的导通部，所述的导通部包括有从介质进口向介质出口方向依次导通连接设置的导通进入部、中间通槽和导通流出部，所述的导通进入部设置有多个相互平行间隔分布的进入通孔，导通流出部的设置有多个相互平行间隔分布的流出通孔，进入通孔的内端与流出通孔的内端均与中间通槽相连通设置。
通过本设置，通过旋转球体，从而改变球体上的进入通孔与介质进口相连通的数量，以及球体上的流出通孔与介质出口相连通的数量，实现对流量与球体开度之间的线性调节。另外，介质流体从球体的进入通孔进入，然后再通过大区域的中间通槽、然后再从流出通孔流出，该过程不断地消耗介质流体能量，并降低流体压力以达到预防闪蒸，减少空化现象气蚀的发生，提高了球体的使用寿命。
进一步设置是所述中间通槽内还固定设置有流体调节内件，所述的流量调节内件上设置有多个与进入通孔位置相对应设置的流量调节进入孔、以及多个与流出通孔位置相对应设置的流量调节流出孔，所述的流量调节进入孔的内端与流量调节流出孔的内端相互连通。
通过本设置，受限于加工精度、以及流体介质压力等各方面的原因，球体的开度和流量之间的线性关系曲线会出现波动和误差，而通过在中间通槽中设置流量调节内件，利用该流量调节内件上不同孔径的流量调节进入孔和流量调节流出孔，可以对球体的开度和流量线性曲线进行调节，从而能够使得二者达到真正的线性关系。另外，该流量调节内件的设置，可以进一步预防闪蒸，减少空化现象气蚀的发生，提高了球体的使用寿命。
进一步设置是所述的中间通槽为矩形槽，所述的流量调节内件包括相互平行竖立间隔的第一调节板、第二调节板以及连接于第一调节板和第二调节板之间的连接板，所述的流量调节进入孔水平贯通设置于第一调节板上，所述的流量调节流出孔水平贯通设置于第二调节板上，该流量调节进入孔的内端与流量调节流出孔的内端在第一调节板和第二调节板之间的空间相互连通。
通过本设置，提供一种具体且有可实施性的流量调节内件的结构设计。
进一步设置是所述的中间通槽为圆柱孔，所述的流量调节内件为固定设置于圆柱孔内的圆筒件，所述的流量调节进入孔水平贯通设置于圆筒件对应于进入通孔一侧的侧壁上，所述的流量调节流出孔水平贯通设置于圆筒件对应于流出通孔一侧的侧壁上，该流量调节进入孔的内端与流量调节流出孔的内端在圆筒件的内腔中相互连通。
通过本设置，提供一种具体且有可实施性的流量调节内件的结构设计。
进一步设置是所述的球体相对于中间通槽的上端设置有流量调节内件进入孔，所述的流量调节内件从该流量调节内件进入孔装入到中间通槽，且该流量调节内件进入孔上盖设固定有上盖板，该上盖板的下端与流量调节内件的上端压接固定。通过本设置，该结构方便了流量调节内件的安装和维护。
进一步设置是所述的多个进入通孔的孔径相等设置，所述的多个流出通孔的孔径相等设置，且进入通孔与流出通孔的孔径相等且二者相互镜像对称设置。通过本设置，实现球体的多孔式对称结构设计，流量和开度曲线测算更加精准。
进一步设置是所述的导通进入部和导通流出部均设置有一个或两个。通过本设置，实现一进一出的两通球体设计，或者两进两出的四通球体设计，以满足球阀的流体换向调节功能。
进一步设置是所述的导通进入部设置有一个，导通流出部设置有两个；或者所述的导通进入部设置有两个，导通流出部设置有一个。通过本设置没实现一进两出或两进一出的三通球体设置，以满足球阀的流体换向调节功能。
进一步设置是所述的导通进入部上的进入通孔为点阵均匀分布，导通流出部上流出通孔为点阵均匀分布。通过本设置，该设置有助于流量和开度曲线测算更加精准。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。
附图说明
图1本发明实施例1结构示意图；
图2本发明实施例1球体立体图；
图3本发明实施例1球体结构分解示意图；
图4本发明实施例1在介质为水时流量与开度的曲线图；
图5本发明实施例1在介质为气体时流量与开度的曲线图；
图6本发明实施例2的球体结构示意图；
图7为图6的A-A剖视图；
图8本发明实施例2的球体结构分解图；
图9本发明实施例3的球体的导通进入部和导通流出部的分布示意图；
图10图9的B-B剖视图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1-5所示的本发明的具体实施方式，包括阀体1、阀盖2、球体3、阀座7、阀杆4以及驱动阀杆转动的驱动机构5，本实施例所述的驱动机构为转动手柄。
所述阀体1设置有阀腔11以及与阀腔11相导通的介质进口12与介质出口13，所述球体3转动设置在所述阀腔11内并与阀杆4相联动连接，所述的球体3包括能够关闭所述介质进口12与介质出口13的关闭部31以及能够导通所述介质进口12与介质出口13的导通部32，所述的导通部32包括有从介质进口向介质出口方向依次导通连接设置的导通进入部321、中间通槽322和导通流出部323，所述的导通进入部321设置有多个相互平行间隔分布的进入通孔3211，导通流出部323的设置有多个相互平行间隔分布的流出通孔3231，进入通孔3211的内端与流出通孔3231的内端均与中间通槽相连通设置。
本实施例1所述中间通槽322内还固定设置有流体调节内件6，本实施例所述的中间通槽322为矩形槽，所述的流量调节内件6包括相互平行竖立间隔的第一调节板61、第二调节板62以及连接于第一调节板和第二调节板之间的连接板63，本实施例所述的连接板63连接于设置于第一调节板61和第二调节板62的底部，流量调节进入孔611水平贯通设置于第一调节板61上，流量调节流出孔621水平贯通设置于第二调节板62上，该流量调节进入孔611的内端与流量调节流出孔621的内端在第一调节板61和第二调节板62之间的空间64相互连通。
本实施例1所述的球体3相对于中间通槽322的上端设置有流量调节内件进入孔33，所述的流量调节内件6从该流量调节内件进入孔33装入到中间通槽322，且该流量调节内件进入孔33上盖设固定有上盖板34，该上盖板34的下端与流量调节内件6的上端压接固定。本实施例所述的上盖板34的外端还设置有阀杆连盖41，阀杆4的下端连接有下阀杆42，下阀杆42与阀杆连盖41固定连接，且该阀杆连盖41与上盖板34通过螺栓固定在球体3上。
本实施例1所述的多个进入通孔3211的孔径相等设置，所述的多个流出通孔3231的孔径相等设置，且进入通孔3231与流出通孔3231的孔径相等且相互镜像对称设置。
本实施例所述的导通进入部321和导通流出部323均设置有一个，所述的导通进入部321上的进入通孔3211为点阵均匀分布，导通流出部323上流出通孔3231为点阵均匀分布。从整体上看，该进入通孔3211的分布和流出通孔3231的分布使得导通进入部321和导通流出部323构成一个球冠面。
实施例2
如图6-8所示的本发明的具体实施方式，本实施例2与实施例1的不同之处在于：所述的中间通槽322为圆柱孔，所述的流量调节内件6为固定设置于圆柱孔内的圆筒件，所述的流量调节进入孔611水平贯通设置于圆筒件对应于进入通孔3211一侧的侧壁上，所述的流量调节流出孔621水平贯通设置于圆筒件对应于流出通孔一侧的侧壁上，该流量调节进入孔611的内端与流量调节流出孔621的内端在圆筒件的内腔中相互连通。
实施例3
如图9-10所示的本发明的具体实施方式，本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例所述的导通进入部321设置有一个，导通流出部323设置有两个；该一个导通进入部321和两个导通流出部323在球体的圆周面上呈120度均布设置。另外，本实施例所述的中间通槽322的形状为三棱柱状。作为对应地，本实施例该中间通槽322中的流量调节内件6的形状可优选为横截面为三角形的筒状结构。
Claims (9)
1.一种调节球阀，包括阀体、阀盖、球体、阀座、阀杆以及驱动阀杆转动的驱动机构，所述阀体设置有阀腔以及与阀腔相导通的介质进口与介质出口，所述球体设置在所述阀腔内并与阀杆相联动连接，所述的球体包括能够关闭所述介质进口与介质出口的关闭部以及能够导通所述介质进口与介质出口的导通部，其特征在于：所述的导通部包括有从介质进口向介质出口方向依次导通连接设置的导通进入部、中间通槽和导通流出部，所述的导通进入部设置有多个相互平行间隔分布的进入通孔，导通流出部的设置有多个相互平行间隔分布的流出通孔，进入通孔的内端与流出通孔的内端均与中间通槽相连通设置。
2.根据权利要求1所述的一种调节球阀，其特征在于：所述中间通槽内还固定设置有流体调节内件，所述的流量调节内件上设置有多个与进入通孔位置相对应设置的流量调节进入孔、以及多个与流出通孔位置相对应设置的流量调节流出孔，所述的流量调节进入孔的内端与流量调节流出孔的内端相互连通。
3.根据权利要求2所述的一种调节球阀，其特征在于：所述的中间通槽为矩形槽，所述的流量调节内件包括相互平行竖立间隔的第一调节板、第二调节板以及连接于第一调节板和第二调节板之间的连接板，所述的流量调节进入孔水平贯通设置于第一调节板上，所述的流量调节流出孔水平贯通设置于第二调节板上，该流量调节进入孔的内端与流量调节流出孔的内端在第一调节板和第二调节板之间的空间相互连通。
4.根据权利要求2所述的一种调节球阀，其特征在于：所述的中间通槽为圆柱孔，所述的流量调节内件为固定设置于圆柱孔内的圆筒件，所述的流量调节进入孔水平贯通设置于圆筒件对应于进入通孔一侧的侧壁上，所述的流量调节流出孔水平贯通设置于圆筒件对应于流出通孔一侧的侧壁上，该流量调节进入孔的内端与流量调节流出孔的内端在圆筒件的内腔中相互连通。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种调节球阀，其特征在于：所述的球体相对于中间通槽的上端设置有流量调节内件进入孔，所述的流量调节内件从该流量调节内件进入孔装入到中间通槽，且该流量调节内件进入孔上盖设固定有上盖板，该上盖板的下端与流量调节内件的上端压接固定。
6.根据权利要求1-4之一所述的一种调节球阀，其特征在于：所述的多个进入通孔的孔径相等设置，所述的多个流出通孔的孔径相等设置，且进入通孔与流出通孔的孔径相等且二者相互镜像对称设置。
7.根据权利要求1-4之一所述的一种调节球阀，其特征在于：所述的导通进入部和导通流出部均设置有一个或两个。
8.根据权利要求1-4之一所述的一种调节球阀，其特征在于：所述的导通进入部设置有一个，导通流出部设置有两个；或者所述的导通进入部设置有两个，导通流出部设置有一个。
9.根据权利要求1-4之一所述的一种调节球阀，其特征在于：所述的导通进入部上的进入通孔为点阵均匀分布，导通流出部上流出通孔为点阵均匀分布。
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