CN1073247A - 摆动球低力矩球阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于输送流体介质管道上的开
关球阀，属于阀门技术领域。需要解决的技术问题是
降低球阀的开启力矩、提高密封性能及延长密封圈的
使用寿命。主要技术特征在于：1.凸轮摆球机构。它
能使球塞摆动，以消除摩擦，减小开启力矩，延长密封
圈的使用寿命，并实现强制密封。2.棘轮控制机构。
它能控制阀杆按一定规律间歇转动，实现球阀的开
关。3.上游动态密封装置。它与摆球动作配合，以保
证高低压密封性能可靠。
Description
本发明涉及一种用于输送流体介质管道上的开关球阀。
普通球阀，为了达到密封的目的，使球体与密封件始终处于压紧接触状态，阀门开启力矩大。通径Dg80mm以上的球阀，人力开启已十分困难。针对上述不足，美国专利1979年第4174090号，公开了一种浮动球球阀，该阀可部分地减小开启力矩，但在球阀前后压差较小时，效果不够明显。美国专利1979年第4141536号介绍了一种摆动球阀，有效地减小了开启力矩，但阀体结构复杂，开关过程繁琐，除旋转动作外，同时还要有一套杠杆机构提升阀杆，才能转动球体，且体积大而笨重。
基于以上状况，本发明的目的在于设计一种结构简单、操作简便、采用动态密封的摆动球低力矩球阀。
最佳实施方案如图1所示。该阀由阀杆1、压盖2、平键3、拨盘4、圆柱销5、棘轮6、凸轮套7、右阀体8、球塞9、摆球座10、旋塞11、密封座12、左阀体13、密封圈14、压板15、棘爪16、销17、盖板18、填料19及压紧螺母20等零件组成。该方案中包含有控制阀杆间歇转动的棘轮控制机构，如图2所示，它由阀杆1、平键3、拨盘4、圆柱销5、棘轮6、右阀体8、棘爪16、销17及扭簧21组成;有推动球塞摆动的凸轮摆球机构，如图5所示，它由阀杆1下部的凸轮、棘轮6、凸轮套7、右阀体8及球塞9组成;有起密封作用的上游动态密封装置，如图7所示，它由球塞9、密封座12、左阀体13、密封圈14、压板15、螺钉22及O型圈23组成。
图3、图6分别表示阀门全关时，棘轮控制机构和凸轮摆球机构的位置。开阀时，阀杆逆时针旋转30°，其间棘爪与棘轮呈脱离状，圆柱销仅在槽内滑动，棘轮不动，球塞亦不动（见图2）。与此同时，阀杆下端部的凸轮逆时针旋转30°，带动凸轮套、球塞向右摆动而完全与密封圈脱离，图1、图5所示即为此时的状态。当阀杆继续逆时针旋转90°时，其间，棘爪进入与棘轮啮合状态，拨盘上之圆柱销驱使棘轮转动，棘轮通过凸轮套带动球塞转过90°，球阀全开（见图4）。关阀时，阀杆顺时针旋转90°，处于啮合状态的棘爪驱动棘轮顺时针转过90°，球塞亦随之转过90°处于关闭位置（见图1）。此时，棘爪由于其尾部作用于阀体内壁曲面而与棘轮脱离（见图2）。继续顺时针转动阀杆30°，圆柱销在槽内空滑，棘轮亦不转动（见图3），而只是阀杆端部的凸轮作用于凸轮套，迫使凸轮套和球塞一起向左摆动，压紧密封圈（见图6），从而实现球阀关闭且达到强制密封之目的。
摆动球低力矩球阀的特点是：
1.由于在球塞转动前，先将球塞摆离了密封座，故在转动球塞时，消除了球塞和密封圈之间的摩擦，有效地减小了开启力矩，致使转动十分轻便。理论分析和实验结果表明，最大开启力矩约为普通球阀的1/3。
2.阀杆只需旋转120°即可实现全开或全关，无须其他配合动作，故操作简便。
3.采用上游动态密封装置，不论上游介质压力高或低，均能将密封圈贴紧在球塞上，保证了高低压密封性能可靠。实验表明，在0.4～4MPa范围内，取若干点进行密封性能试验，保压30分钟，无任何渗漏。
4.摆动球技术与上游动态密封技术相配合，能保证密封比压不致过大，球塞与密封圈之间无相对转动，无摩擦及磨损，密封圈的使用寿命可大大延长。
5.操作简便、动作平稳、结构紧凑、体积小、重量轻。
6.可用动力驱动开关，亦可由人力开关。
Claims (4)
1、一种摆动球低力矩球阀。该阀由阀杆1、压盖2、平键3、拨盘4、圆柱销5、棘轮6、凸轮套7、右阀体8、球塞9、摆球座10、旋塞11、密封座12、左阀体13、密封圈14、压板15、棘爪16、销17、盖板18、填料19及压紧螺母20等零件组成。其特征在于该阀中包含有控制阀杆间歇转动的棘轮控制机构，它由阀杆1、平键3、拨盘4、圆柱销5、棘轮6、右阀体8、棘爪16、销17及扭簧21组成；有推动球塞摆动的凸轮摆球机构，它由阀杆1下部的凸轮、棘轮6、凸轮套7、右阀体8及球塞9组成；有起密封作用的上游动态密封装置，它由球塞9、密封座12、左座体13、密封圈14、压板15、螺钉22及O型圈23组成。
2、如权利要求1所述的摆动球低力矩球阀，其特征在于凸轮与阀杆1是一个零件，凸轮是一被截去凸项部分的偏心圆柱，凸轮套7与球体9之间为刚性结构，凸轮套外有两个导向平面。
3、如权利要求1所述的摆动球低力矩球阀，其特征在于阀杆1与拨盘4之间采用键联接。拨盘上装有圆柱销5、棘爪16。棘爪16上装有一扭簧21，以保证棘爪压向棘轮。棘轮空套在阀杆1上，其上部开有供圆柱销5滑动的滑槽，下部套在凸轮套7上，内腔两导向平面与凸轮套导向平面配合联接，并在圆弧部分留有摆动间隙。棘轮6上还有两个对称分部的凸台与右阀体8上的限位滑槽配合。
4、如权利要求1所述的摆动球低力矩球阀，其特征在于上游动态密封装置可在压板15和左阀体13之间作微量的移动，既保证高、低压密封，又保证密封比压不致过大。O型圈则可使密封座12与右阀体13之间的环隙密封不漏。
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