CN106609863A - 强制密封球阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强制密封球阀，包括：包括阀体、阀杆和阀芯，所述阀芯设于阀体内，所述阀芯顶部设有阀芯孔，所述阀芯孔内设有若干成对的可转动的柱销；所述阀杆的下部伸入阀芯孔内的柱销之间相互配合，当球阀全关时，所述阀杆下端相对于柱销相对移动，控制阀芯与阀体间的强制密封，所述阀体与阀座之间设有监测系统，所述监测系统包括两个压力传感器、MCU、及LED显示器。本发明的技术目的在于解决传动球阀密封效果不佳、容易泄露、传统球阀开关力矩大、开关阀门时阀座与阀芯摩擦的问题，还解决了实时监控阀芯对阀座的压紧力及在不同工况下难以完全关闭阀门的问题。

Description

强制密封球阀

技术领域

本发明涉及阀门制造领域，特别是一种强制密封球阀。

背景技术

阀门是应用十分广泛的流体控制部件，具有导流、截流、调节、分流等作用。市场上常见的阀门通过旋转阀芯使阀芯与阀座接触而关闭阀门，由于多次开关阀门而使阀芯与阀座长期摩擦，很容易出现泄漏现象，而且普通球阀开闭所需要的力矩很大，即使阀芯与阀体没有多次开启，但也有可能出现密封不严的现象；在现有技术下，为了关紧阀门，在关闭阀门时而对阀门拧得过紧，造成阀芯对阀座的压力过大而使阀座严重变形甚至损坏，而频繁更换阀座是非常影响正常生产及工程进度；市场中多数的强制密封球阀不能准确控制阀芯对阀座的压紧力，阀门的压紧力通常情况都是由工人师傅凭借自己的经验而关闭的，这就经常造成阀门的关紧力或大或小的情况，也非常容易使阀门的传动系统及零部件产生不必要的损坏。

发明内容

本发明技术的目的在于提供一种密封效果更好，解决传统阀门容易泄露的问题，这也是一种开关阀门力矩小、开闭阀门时阀座与阀芯无摩擦、能根据阀门在不同工况下推荐对应的最佳阀门关紧力、能实时监控阀座的受压情况的强制密封球阀。

本发明通过以下技术方案实现：

一种强制密封球阀，包括阀体、阀芯、阀杆、手柄、阀盖、阀座、阀杆架、柱销、螺杆，所述阀芯顶部设有阀芯孔，所述阀芯孔内设有若干成对的可转动的柱销；所述阀杆的下部伸入阀芯孔内的柱销之间相互配合，当球阀全关时，所述阀杆下端相对于柱销相对移动，控制阀芯与阀体间的强制密封；

由于上述结构，在阀芯的顶部设有阀芯孔，阀芯孔内设置有一对以上可转动的柱销，阀杆下部伸入到阀芯孔内的柱销之间，这样设计以便于阀杆上下移动时，阀杆能够与阀芯孔内的柱销相互配合使阀芯与阀体形成强制密封面，而阀杆转动时，阀杆带动阀芯转动，控制阀门的开和关。

一种强制密封球阀，所述阀杆的下部包括阀杆体、斜线段及直线段，其中直线段位于阀杆的端部，所述直线段的截面尺寸小于阀杆体的截面尺寸，所述直线段的中心线与阀杆的中心线重合/平行；其中直线段与阀杆体之间通过斜线段过渡连接，所述斜线段包括相对布置的内斜面与外斜面，所述内斜面与外斜面同向倾斜布置，所述外斜面将直线段的边缘连接阀杆体的边缘，所述内斜面将直线段连接至阀杆体并圆弧过渡。

由于上述结构，通过将阀杆下部设计成阀杆体、斜线段及直线段，内斜面与外斜面同向倾斜布置，能够在阀杆向上、下移动时产生相对应的作用；直线段的中心线与阀杆的中心线重合/平行，使得直线段与柱销互相作用时，阀芯与阀体之间不会形成强制密封面；阀杆上下移动能够控制阀芯的转动，使阀芯与阀座之间的强制密封面形成/消除。当阀杆向下移动，斜线段推动柱销，使得阀芯向阀座方向转动，从而使阀芯压紧阀座形成强制密封面；当阀杆向上移动，斜线段推动柱销，使得阀芯脱离阀座，强制密封消除。

一种强制密封球阀，所述阀芯的阀芯孔设有一对或两对可转动的柱销，所述阀杆的下部伸入至成对的柱销之间，所述阀杆下部的斜线段与直线段均能与柱销接触配合，使所述阀杆下部可相对于柱销上下移动。

由于上述结构，设置一对或两对可转动的柱销，使得与阀杆接触的均为柱销，阀杆上下移动时，柱销也跟着一起转动，阀杆与柱销间的摩擦力很小。

一种强制密封球阀，所述阀芯底部设有转柱，所述转柱能够支撑阀芯转动。

由于上述结构，阀芯底部的转柱能够支撑阀芯自转，同时转柱还能够支撑阀芯以转柱为圆心的转动，当阀芯与阀座形成强制密封面时，转柱提供给阀芯支撑力的作用。

一种强制密封球阀，所述阀体内设有阀座，所述阀座为铜材质，所述阀座与阀芯相互配合而形成密封面。

由于上述结构，通过在阀体内设有阀座，使强制密封面由阀芯与阀座形成，阀芯直接挤压的为阀座，阀座为铜材质，铜材质较软，因此阀座发生形变而形成强制密封面，阀座体积更小，更易更换，价格比更换阀体更低。

一种强制密封球阀，所述阀体上安装有阀盖，所述阀盖上安装有阀杆架，所述阀杆架开设有螺旋限位槽，所述阀杆架套在阀杆上，所述阀杆通过传动部件与手柄连接，所述螺杆穿过阀杆与阀杆架相互配合控制阀杆上下移动和转动。

由于上述结构，通过在阀杆架上开设螺旋限位槽，螺杆穿过阀杆与螺旋限位槽互相配合，使得转动手柄，能够控制阀杆沿轴线自转，也能够控制阀杆的上下移动，更易控制阀门的开、关。

一种强制密封球阀，所述阀体与阀座之间设有监测系统，所述监测系统包括两个压力传感器、MCU、及LED显示器，所述压力传感器，一个用于测量阀座所受压紧力，另一个用于测量阀体内的液体压力，并分别传递至MCU；

所述MCU根据压力传感器传递的压紧力值，将阀座所受的压紧力实时显示在LED显示器上；MCU根据传感器传送的阀体内的液体压力值，计算出在阀体内的液体压力下，刚好完全密封阀门，阀芯作用于阀座的最佳压紧力值，并将此最佳压紧力值显示在LED显示器上；若阀座所受的压紧力值超过阈值时，MCU控制LED显示器发出报警信号，并根据不同情况使LED显示器发出不同级别的警报。

由于上述结构，通过在阀座上设有压力传感器，压力传感器把阀座受力信号传给MCU,MCU通过分析能够判断出阀座的受力程度并将受力数据显示在LED显示器上，若阀座受力接近或超过阀座的压紧力阈值时，LED显示器就会发出警告，根据不同级别警告分为黄色警告和红色警告，最大警告级别为红色警告，LED显示闪烁红色警示灯并显示相应警告文字，其次为黄色警告，LED显示闪烁黄色色警示灯并显示相应警告文字；关闭阀门时，压力传感器可测得阀内的液体压力，MCU可根据此液体压力计算出在阀体内的此液体压力下，刚好完全密封阀门，阀芯作用于阀座的最佳压紧力值，操控者可以在LED显示器中读取该值，同时，LED显示器也显示阀内液体压力值，操控制可通过手柄调节阀芯对阀座的力的大小，当阀芯对阀座的压紧力值与MCU计算出的最佳关闭阀门的压紧力值相等时，阀门关闭到最佳位置；阀门关闭到最佳时，LED显示绿色提示灯，使操作者非常清楚调节阀芯对阀座的挤压程度，使得此强制密封球阀更易操控。

本发明的有益效果是:

1、控制手柄能够调节阀芯对阀座的压紧力，因此当阀芯与阀座有一定的磨损之后也能够有效关闭阀门，使得密封效果更好，不容易泄露；

2、打开阀门会先使阀芯与阀座脱离，关闭阀门时，阀芯转动到关闭位置后，阀芯才与阀座有作用力，从而打开和关闭阀门的力矩很小，打开和关闭阀门不会使阀芯与阀座产生摩擦；

3、监测系统能够实时反映阀芯对阀座的压紧力，并在不同工况下，控制系统能够提供阀芯对阀座的最佳压紧力值，使得关闭阀门更轻松，避免对阀门操作失误，最大限度保护阀门。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中标记：1为阀杆、1-1为阀杆体、1-2为斜线段、1-3为直线段、2为阀杆架、3为阀杆孔、4为螺杆、5为螺母、6为阀盖、7为手柄、8为螺旋限位槽、9为柱销、10为阀芯孔、11为阀芯、12为阀体、13为阀座、14为转柱、15为监测系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细描述。

如图1所示一种强制密封球阀，包括阀杆1、阀杆体1-1、斜线段1-2、直线段1-3、阀杆架2、阀杆孔3、螺杆4、螺母5、阀盖6、手柄7、螺旋限位槽8、柱销9、阀芯孔10、阀芯11、阀体12、阀座13、转柱14、监测系统15，所述阀芯11设于阀体12内，其特征是：所述阀芯11顶部设有阀芯孔10，所述阀芯孔10内设有一对的可转动的柱销9，阀芯11底部设有一个转柱14，转柱14可以支持阀芯11自转和以转柱14为圆心的转动，所述阀杆1的下部伸入阀芯孔10内的柱销9之间相互配合，当球阀全关时，所述阀杆1下端相对于柱销9上下移动，阀杆1的斜线段1-2和直线段1-3与能够转动的柱销9接触配合，使阀芯11能够绕以转柱14为圆心的转动。阀芯11为不锈钢材质，当阀芯11顺时针旋转时，阀芯11与设于所述阀体12内的阀座13接触配合形成强制密封面，由于阀座13体积比阀芯11小得多，更换也更方便，从成本上来说也更便宜，所以阀座13材质为比阀芯11不锈钢材质软的铜，一硬一软互相挤压而形成强制密封面。所述阀杆1的下部包括阀杆体1-1、斜线段1-2及直线段1-3，其中直线段1-3位于阀杆1的端部，所述直线段1-3的截面尺寸小于阀杆体1-1的截面尺寸，所述直线段1-3的中心线与阀杆1的中心线重合/平行；其中直线段1-3与阀杆体1-1之间通过斜线段1-2光滑过渡连接，所述斜线段1-2包括相对布置的内斜面与外斜面，所述内斜面与外斜面同向倾斜布置，所述外斜面将直线段1-3的边缘连接阀杆体1-1的边缘，所述内斜面将直线段连接至阀杆体1-1并圆弧过渡；所述阀体12上通过螺栓安装有阀盖6，所述阀盖6上用螺栓安装有阀杆架2，所述阀杆架2开设有螺旋限位槽8，所述阀杆架2套在阀杆1上，所述阀杆1通过控制系统与手柄7连接，所述螺杆4穿过阀杆1与阀杆架2相互配合控制阀杆上下移动和转动，以此来控制阀门的开关以及强制密封；所述阀体12与阀座13之间安装监测系统15，所述监测系统15由两个压力传感器、MCU、LED显示器组成，所述压力传感器一个用来测量阀芯对阀座13的压紧力值，另一个用来测量阀体12内的液体压力值，所述MCU根据压力传感器传递的压紧力值，将阀座所受的压紧力实时显示在LED显示器上；MCU根据传感器传送的阀体内的液体压力值，计算出在阀体内的液体压力下，刚好完全密封阀门，阀芯作用于阀座的最佳压紧力值，并将此最佳压紧力值显示在LED显示器上；阀座13所受的压力值达到阀座所能承受的压力阈值的0.85倍时，LED显示器显示黄色警报，显示相应警告文字；阀座13所受压力值超过阀座所能承受的压力阈值的0.95倍时，LED显示器显示红色警报并显示相应警告文字。

此发明强制密封球阀的动作原理是：

1、从阀门关闭到打开，顺时针转动手柄7，在穿过阀杆1的螺杆4与螺旋限位槽8及其他传动部件共同作用下，先使阀杆7的斜线段推动柱销9，阀杆7上移，阀杆7将作用力作用在柱销9上，使阀芯11以转柱14为圆心逆时针转动，从而使阀芯11与阀座13分离，在LED显示器显示阀芯11对阀座13的压紧力为零时，继续顺时针转动手柄7，阀芯11才以阀杆1为轴线而自转，转动90°后，阀门全开。

2、从阀门打开到关闭，逆时针转动手柄7，在此阀门传动系统的作用下，先使阀杆1沿轴线先自转，从而带动阀芯11自转，阀芯11从打开位置转动到关闭位置后，继续逆时针转动手柄7，阀杆1向下移动，阀杆的斜线段1-2推动柱销9，使阀芯11以转柱14为圆心而顺时针转动，阀芯11略微挤压阀座13，安放在阀座13后的压力传感器就会将压紧力值信号发送给MCU，MCU经过处理将压紧力值显示在LED显示器上，此后，操控者根据LED显示器上的数值来操控手柄7控制阀门的压紧力，同时，压力传感器将阀内液体压力的信号传给MCU,MCU将信号经过处理后使LED显示器上显示阀内压力及最佳关闭阀门所需压紧力值；阀座13所受的压力值达到阀座所能承受的压力阈值的0.85倍时，LED显示器显示黄色警报，显示相应警告文字；阀座13所受压力值超过阀座所能承受的压力阈值的0.95倍时，LED显示器显示红色警报并显示相应警告文字。

Claims (7)

1.一种强制密封球阀，包括阀体（12）、阀杆（1）和阀芯（11），所述阀芯（11）设于阀体（12）内，其特征是：所述阀芯（11）顶部设有阀芯孔（10），所述阀芯孔（10）内设有若干成对的可转动的柱销（9）；所述阀杆（1）的下部伸入阀芯孔（10）内的柱销（9）之间相互配合，当球阀全关时，所述阀杆（1）下端相对于柱销（9）相对移动，控制阀芯（11）与阀体（12）间的强制密封。

2.根据权利要求1所述的强制密封球阀，其特征是，所述阀杆（1）的下部包括阀杆体（1-1）、斜线段（1-2）及直线段（1-3），其中直线段（1-3）位于阀杆（1）的端部，所述直线段（1-3）的截面尺寸小于阀杆体（1-1）的截面尺寸，所述直线段（1-3）的中心线与阀杆（1）的中心线重合/平行；其中直线段（1-3）与阀杆体（1-1）之间通过斜线段（1-2）过渡连接，所述斜线段（1-2）包括相对布置的内斜面与外斜面，所述内斜面与外斜面同向倾斜布置，所述外斜面将直线段的边缘连接阀杆体（1-1）的边缘，所述内斜面将直线段连接至阀杆体（1-1）并圆弧过渡。

3.根据权利要求2所述的强制密封球阀，其特征是，所述阀芯（11）的阀芯孔（10）设有一对或两对可转动的柱销（9），所述阀杆（1）的下部伸入至成对的柱销（9）之间，所述阀杆（1）下部的斜线段（1-2）与直线段（1-3）均能与柱销（9）接触配合，使所述阀杆（1）下部可相对于柱销（9）上下移动。

4.根据权利要求3所述的强制密封球阀，其特征是，所述阀芯（11）底部设有转柱（14），所述转柱（14）能够支撑阀芯（11）转动。

5.根据权利要求4所述的强制密封球阀，其特征是，所述阀体（12）内设有阀座（13），所述阀座（13）为铜材质，所述阀座（13）与阀芯（11）相互配合而形成密封面。

6.根据权利要求5所述的强制密封球阀，其特征是，所述阀体（12）上安装有阀盖（6），所述阀盖（6）上安装有阀杆架（2），所述阀杆架（2）开设有螺旋限位槽（8），所述阀杆架（2）套在阀杆（1）上，所述阀杆（1）通过传动部件与手柄（7）连接，所述螺杆（4）穿过阀杆（1）与阀杆架（2）相互配合控制阀杆上下移动和转动。

7.根据权利要求6所述的强制密封球阀，其特征是，所述阀体（12）与阀座（13）之间设有监测系统（15），所述监测系统（15）包括两个压力传感器、MCU、及LED显示器，所述压力传感器，一个用于测量阀座（13）所受压紧力，另一个用于测量阀体（12）内的液体压力，并分别传递至MCU；

所述MCU根据压力传感器传递的压紧力值，将阀座（13）所受的压力实时显示在LED显示器上；MCU根据传感器传送的阀体（12）内的液体压力值，计算出在阀体（12）内的液体压力下，关闭阀门所需要的阀芯（11）作用于阀座（13）的最佳压紧力值，并将此最佳压紧力值显示在LED显示器上；若阀座（13）所受的压紧力值超过阈值时，MCU控制LED显示器发出报警信号，并根据不同情况使LED显示器发出不同级别的警报。