CN105814353A - 球阀组件 - Google Patents

Abstract

球阀组件(10)包括壳体(12)、球(14)、线性促动器(18)和旋转转换器(16)，壳体(12)具有带进口和出口的限定流动通道的室，球(14)具有贯穿通道(21)，旋转转换器(16)构造成通过线性促动器(18)的促动来使球旋转，以控制穿过流动通道(21)的流体流动。

Description

球阀组件

背景技术

球阀具有限定流动通道的壳体和配置在其中的球阀部件。该球阀部件典型地为具有中央贯穿通道的球体。球在关闭位置与打开位置之间旋转，在该关闭位置中，球阀部件中央贯穿通道与壳体流动通道既不对齐也不流体地连通，在该打开位置中，球阀部件中央贯穿通道与壳体流动通道至少部分地对齐且至少部分地流体连通。该球形贯穿通道可具有与壳体流动通道相同或相似截面面积，这使得行进通过球阀的液体的改变(压力、体积、速度)最小化。

发明内容

在一个方面中，本发明涉及球阀组件，其包括壳体、球、线性促动器和旋转转换器，该壳体具有带进口和出口的限定流动通道的室，该球具有贯穿通道，该旋转转换器构造成将该促动器的线性移动转换成该球的旋转移动，以便使贯穿通道与流动通道基本上对齐或不对齐。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明的第一实施例的球阀组件的示意图。

图2是根据本发明的第二实施例的处于打开或第一位置的图1的球阀组件的透视图。

图3是根据本发明实施例的处于关闭或第二位置的球阀组件的截面图。

图4是根据本发明实施例的处于打开或第一位置的球阀组件的截面图。

具体实施方式

根据本发明的第一实施例，图1例示球阀组件10，其具有壳体12、例示为球14的阀主体、旋转转换器16和线性促动器18。壳体12限定室13，该室13具有进口15和出口17，其中，进口15、室13和出口17限定流动通道23。室13形成球座19。球14配置在室13内且放置在球座19内，其中，进口15和出口17配置在球14的相反侧上。贯穿通道21配置为穿过球14的中心，具有在球14的相反侧上的去往流动通道23的进口和出口。旋转转换器16可操作地联接至球14，且线性促动器18可操作地联接至旋转转换器16，从而通过旋转转换器16将线性促动器18的线性移动转换成球14的旋转移动。

更具体而言，线性促动器18构造成至少在第一位置与第二位置之间线性地移动。旋转转换器16将线性促动器18的线性移动转换成旋转移动，这使球14相对于球座19旋转。球14的旋转使贯穿通道21旋转成与壳体12中的流动通道23对齐和不对齐。

处于第二位置的线性促动器18对应于贯穿通道21与流动通道23基本上不对齐，从而限定球14的关闭位置，在此不允许穿过流动通道23的流。处于第一位置的线性促动器18对应于贯穿通道21与流动通道23基本上对齐，从而限定打开位置球14，在此允许穿过流动通道23的流。处于第一位置与第二位置之间的位置的线性促动器18可对应于贯穿通道21与流动通道23部分地对齐或不对齐，从而限定可变位置球14，在此部分地允许穿过流动通道23的流。以此方式，控制线性促动器18的促动控制穿过流动通道23的流。

贯穿通道21与流动通道23的对齐/不对齐程度控制穿过球阀组件10的容积流动速率。如前所述，贯穿通道21和流动通道23的完全对齐导致实现穿过球阀组件10的最大流，且贯穿通道21和流动通道23的完全不对齐导致没有穿过球阀组件10的流。在一些实现方式中，仅需要使阀操作为完全打开或者完全关闭状态。然而，可能控制对齐的量/程度，使得球阀组件10作用为可变流动速率阀，该可变流动速率阀具有与对齐的量对应的流动速率。

图2例示根据本发明的特定和第二实施例的球阀组件100。图2、3和4的第二实施例的许多部分类似于图1的第一实施例。因此，将利用第一实施例的相似标号来标识第二实施例的相似部分，只是标号将增大100。

球阀组件100在其包括壳体112方面类似于图1中例示的第一实施例，该壳体112限定处于室113的形式的球座119，该室113与进口115和出口117连通。进口115、室113和出口117限定穿过壳体112的流动通道123。球114配置在室内且放置在球座119内，其中，进口115和出口117配置在球114的相反侧上。贯穿通道121配置为穿过球114的中心，具有在球114的相反侧上的去往流动通道123的进口和出口。旋转转换器116可操作地联接至球114，且线性促动器118可操作地联接至旋转转换器116，因此通过旋转转换器116将线性促动器118的线性移动转换成球114的旋转移动。

球阀组件100的第二实施例关于旋转转换器116和线性促动器118细节与第一实施例具有若干差别。将描述显著的差别。旋转转换器116包括杆126，杆126与球114连通，杆126延伸穿过杆通道，该杆通道与由球座119中的开口限定的室113连通，该开口基本上垂直于流动通道123。杆126包括配置在杆126上的第一螺纹132，其与配置在线性促动器118上的第二螺纹134(在图3中最佳地看到)互补，其中，杆126和互补的螺纹134和132限定旋转转换器116。

线性促动器118配置在活塞室136中且包括活塞138，活塞室136形成于壳体112中，活塞138能够至少在图4中描绘的第一位置与图3中描绘的第二位置之间线性地移动。活塞室136还可形成杆通道的至少一部分，且可包围杆126的至少一部分。活塞138还包括在图3中示出的第二螺纹134，其与配置在杆126上的第一螺纹132互补。构造成正常地将活塞138偏压至第二位置的偏压元件，优选为偏压弹簧128与活塞138连通。此外，活塞138和活塞室136与形成在壳体112中的流体进口130连通，该壳体112构造成接收加压流体。

将关于图3和4来描述球阀组件100的操作。出于描述的目的，设想球阀组件100在图3中例示的第二或关闭位置中开始。进入流体进口130的通过流体源140供应的加压流体在活塞138上施加压力。通过施加具有足以克服偏压弹簧128的弹簧力的大小的压力，活塞138从图3中描绘的第二或关闭位置线性地移动至图4中描绘的第一或打开位置。活塞138的线性移动通过互补的螺纹134和132而被转化成旋转移动，且被给予在杆126上。限定旋转转换器116的杆126和互补螺纹134和132构造成使得在90度范围中的杆126旋转对应于活塞138的从图3中描绘的第二位置至图4中描绘的第一位置的线性移动。现在参考图4，在杆126旋转时，与杆126连通的球114也旋转。当活塞138处于第一位置时，球114的贯穿通道121与壳体112中的流动通道123基本上对齐，从而限定打开位置，因此允许穿过流动通道123发生流动。

当通过流体源140供应的加压流体停止进入流体进口130时，偏压弹簧128的弹簧力施加在活塞138上，从而导致活塞138从图4中描绘的第一位置线性地移动至图3中描绘的第二位置。活塞138的线性移动通过互补的螺纹134和132而被转化成旋转移动，且被给予在杆126上。再次参考图3，在杆126旋转时，与杆126连通的球114也旋转。当活塞138处于第二位置时，球114的贯穿通道121与壳体112中的流动通道123基本上对齐，从而限定关闭位置，且因此不允许穿过流动通道123发生流动。

此外，通过关于偏压弹簧128的弹簧力控制通过流体源140供应的加压流体的压力，可能使活塞138线性地移动至第一和第二位置之间的多个位置。活塞138的各位置对应于球114的贯穿通道121与壳体112的流动通道123之间的对齐程度。以此方式，控制贯穿通道121与流动通道123之间的开口的面积，因此有效地控制流过流动通道123的流体的流动速率。

在根据本发明的另一实施例中，活塞室136可具有配置在活塞138的相反侧上的流体进口和出口，以便于消除对偏压弹簧128的需求。穿过流体进口和出口在活塞138的相反侧上选择性地供应且释放至的活塞室136的流体压力可用于实现活塞138的线性移动且相应地实现球114贯穿通道121相对于壳体112流动通道123的位置，因此有效地控制流过流动通道123的流体的流动速率。

将理解的是，旋转转换器可包括任何合适的通路(channel)和从动件(follower)，不仅是所例示的互补螺纹，其中，该通路位于促动元件和杆中的一个上，且该从动件位于促动元件和杆中的另一个上。在一个示例中，但不作为限制，该通路包括至少一个销。还将理解的是，用于对促动元件进行促动的流体压力可处于液压装置或气动装置的形式但不限于其，且促动元件可构造成在大范围的所应用的流体压力下进行促动。还将理解的是，球阀组件可用在期望任何流体的流动速率控制的任何应用中。

上述实施例提供多种益处，包括：实施例通过在单个壳体中包围促动元件和球来允许紧凑且轻质的球阀组件。此外，该球阀组件可在没有电或人为干预的情况下促动，从而提供关于安装场所和应用环境的更大的灵活性。

对于尚未描述的范围，各种实施例的不同特征和结构可根据需要而与彼此组合地使用。可能不在所有实施例中例示的一个特征不意味着不必须分析其不可以，而是用于描述的简洁性而进行的。因此，不同实施例的各种特征可根据需要混合和匹配，以形成新的实施例，无论是否清楚地描述了该新的实施例。本公开覆盖在本文中描述的特征的所有组合或排列。

本书面说明使用示例以公开本发明，包括最佳实施方式，并且还使任何本领域技术人员能够实践本发明，包括制造并且使用任何装置或系统，并执行任何合并的方法。本发明的可申请专利的范围由权利要求限定，并且可包括由本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其他示例意图在权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种球阀组件，其包括：

壳体，其限定处于室的形式的球座、与所述室连通的进口、与所述室连通的出口、和与所述室连通的杆通道，其中，所述进口、室、和出口限定穿过所述壳体的流动通道；

具有贯穿通道的球和从所述球延伸的杆，其中所述球放置在所述球座内且所述杆延伸穿过所述杆通道，其中，所述杆的在打开位置与关闭位置之间的旋转分别实现所述贯穿通道与所述流动通道的对齐和不对齐，以控制穿过所述贯穿通道的流体流动；

线性促动器，其具有活塞，所述活塞能够在第一和第二位置之间线性地移动；

旋转转换器，其将所述活塞联接至所述杆且将所述活塞的线性移动转换成所述杆的旋转移动；

其中，所述线性促动器的促动实现所述活塞在所述第一和第二位置之间的相对线性移动，以实现所述杆的在所述打开和关闭位置之间的对应的相对旋转移动，以控制所述贯穿通道与所述流动通道的相对对齐且因此控制穿过所述流动通道的流体流动。

2.根据权利要求1所述的球阀组件，其中，所述壳体限定活塞室，所述活塞被接收在所述活塞室中。

3.根据权利要求2所述的球阀组件，其中，所述壳体还包括去往所述活塞室且在所述活塞的相反侧上的流体进口和流体出口，因而流体压力可用于实现所述活塞的线性移动。

4.根据权利要求3所述的球阀组件，其中，所述活塞室形成所述杆通道的至少一部分。

5.根据权利要求1所述的球阀组件，其中，所述旋转转换器包括互补的通路和从动件。

6.根据权利要求5所述的球阀组件，其中，所述通路位于所述活塞和杆中的一个上，且所述从动件位于所述活塞和杆中的另一个上。

7.根据权利要求5所述的球阀组件，其中，所述从动件包括至少一个销。

8.根据权利要求5所述的球阀组件，其中，所述从动件包括第一螺纹。

9.根据权利要求8所述的球阀组件，其中，所述通路包括与所述第一螺纹互补的第二螺纹。

10.根据权利要求1所述的球阀组件，还包括偏压元件，以将所述活塞偏压至所述第二位置，使得所述球正常地被维持在关闭位置中。

11.一种球阀组件，其包括：

壳体，其限定处于室的形式的球座、与所述室连通的进口、与所述室连通的出口、和与所述室连通的杆通道，其中，所述进口、室、和出口限定穿过所述壳体的流动通道；

具有贯穿通道的球和从所述球延伸的杆，其中所述球放置在所述球座内且所述杆延伸穿过所述杆通道，其中，所述杆的在打开位置与关闭位置之间的旋转分别实现所述贯穿通道与所述流动通道的对齐和不对齐，以控制穿过所述贯穿通道的流体流动；

气动促动器，其具有促动元件，所述促动元件能够在第一和第二位置之间线性地移动；

旋转转换器，其将所述促动元件联接至所述杆，且将所述促动元件的线性移动转换成所述杆的旋转移动；

其中，所述气动促动器的促动实现所述促动元件在所述第一和第二位置之间的相对线性移动，以实现所述杆的在所述打开和关闭位置之间的对应的相对旋转移动，以控制所述贯穿通道与所述流动通道的相对对齐，且因此控制穿过所述流动通道的流体流动。

12.根据权利要求11所述的球阀组件，至少部分地包围所述杆。

13.根据权利要求12所述的球阀组件，其中，所述旋转转换器包括互补的通路和从动件，其中，所述通路位于所述促动元件和杆中的一个上且所述从动件位于所述促动元件和杆中的另一个上。

14.根据权利要求13所述的球阀组件，其中，所述从动件包括以下中的至少一个：至少一个销、或至少一个螺纹。

15.根据权利要求1所述的球阀组件，还包括偏压元件，以将所述促动元件偏压至所述第二位置，使得所述球正常地被维持在关闭位置中。