CN107917229B - 一种静音球阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种静音球阀，涉及管道控制阀门技术领域，用于解决现有球阀在启闭过程中存在着高噪声和强振动的问题。所述静音球阀包括：第一阀体部，第二阀体部，设置在所述第一阀体部和第二阀体部组成的内腔中的球体，用于驱动所述球体旋转的阀杆，设置于所述内腔中且与所述球体形成球面密封的阀座；所述球体的球体流道内设有板片，所述板片的板面垂直于所述球体的旋转平面，且所述板片的板面与所述球体流道的中轴线成一锐角安装。本发明能够增大球阀开关时流体介质的阻力，增加流体介质的摩擦损失，降低流体介质通过阀门的流速，降低了流体产生的噪声与振动，达到静音效果。

Description

一种静音球阀

技术领城

本发明涉及一种管道控制阀门，特别是一种静音球阀。

背景技术

球阀由于具有流体阻力小、流通能力大、开关迅速、密封性能好、寿命长、便于气控和电控等优点，广泛应用于煤化工、石化、钢铁、冶金及空分等行业。

然而，由于球阀具有流通能力大、开关迅速的特点，容易造成球阀在启闭过程中，特别是在高压差的工况下，存在着高噪声和强振动的问题。这是因为球阀在启闭过程中，阀门两侧的压力差很大，当流体以很高的速度通过球阀流道时，会产生湍流、闪蒸和气穴等问题，造成阀体和球体的磨损与伤害。同时，切断球阀启闭过程中的高噪声和强振动也造成了阀门的能量损失，对操作人员的健康带来很大的危害。

发明内容

本发明提供了一种静音球阀，针对球阀在启闭过程中，特别是高压差时，存在着高噪声和强振动的问题，本发明提供的静音球阀可有效地优化球阀开关时的流量变化，消除噪声与振动。

本发明提供一种静音球阀，包括：第一阀体部，第二阀体部，设置在所述第一阀体部和第二阀体部组成的内腔中的球体，用于驱动所述球体旋转的阀杆，设置于所述内腔中且与所述球体形成球面密封的阀座；所述球体的球体流道内设有板片，所述板片的板面垂直于所述球体的旋转平面，且所述板片的板面与所述球体流道的中轴线成一锐角安装。

在一种具体实施方案中，所述板片的厚度为5～10mm。

在一种具体实施方案中，所述球体的球体流道内设有预定数量的板片，多块板片沿垂直于所述球体流道的方向上排列设置，且任意两块相邻板片之间成预定夹角。

在一种具体实施方案中，所述预定数量为3，所述预定夹角为5°～10°。

在一种具体实施方案中，任意两块相邻板片之间的最短距离为10～20mm。

在一种具体实施方案中，所述板片上设有通孔。

在一种具体实施方案中，所述通孔为横截面直径为f的圆形通孔，且所述通孔(4-1-1)的轴线方向垂直于所述板片(4-1)的板面；其中，2mm≤f≤10mm。

在一种具体实施方案中，所述板片上设有g行h列均匀分布的通孔，其中，2≤g≤10，2≤h≤10。

在上述任一种具体实施方案中，所述球体还具有第一通道，所述第一通道的中轴线位于所述球体的旋转平面内且与所述球体流道的中轴线垂直。

在一种具体实施方案中，所述第一通道为横截面直径为i的圆柱形通道；其中，5mm≤i≤15mm。

本发明提供的静音球阀具有以下有益效果：

本发明提供的静音球阀采用了创新的球体结构设计，在球体流道处设置内件，内件由一系列板片组成，能够增大球阀开关时流体介质的阻力，增加了流体介质的摩擦损失，降低了流体介质通过阀门的流速，从而将压力逐级分散，降低了流体产生的噪声与振动，达到静音的效果。同时降低了阀门的能量消耗，改善了操作人员的工作环境，而且结构简单，便于加工，利于装配，具有节能高效的特点。进一步地，通过在板片上设置通孔，并对板片上通孔的数量、分布、形状、尺寸等以及板片彼此间的距离和角度进行精心设计，可有效地优化球阀开关时的流量变化，消除流体产生的噪声与振动。

附图说明

图1为一种静音球阀的全开状态上剖面结构示意图；

图2为一种静音球阀的全开状态前剖面结构示意图；

图3为一种静音球阀的全关状态上剖面结构示意图；

图4为一种静音球阀的全关状态前剖面结构示意图；

图5为一种静音球阀的开关状态上剖面结构示意图。

附图标记列表如下：

1、第一阀体部， 2、第二阀体部， 3、阀杆， 4、球体，

4-1、板片， 4-2、第一通道， 4-1-1、通孔， 5、阀座。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

图1、图2分别为本发明实施例提供的一种静音球阀的全开状态上剖面、前剖面结构示意图，图3、图4分别为本发明实施例提供的一种静音球阀的全关状态上剖面、前剖面结构示意图。如图1至图4中所示，本发明实施例提供的静音球阀为浮动球阀形式，其结构包括由第一阀体部1和第二阀体部2组成的阀体，第一阀体部1和第二阀体部2组成的内腔中设置有球体4和阀座5，阀体中，球体4与阀座5形成球面密封，阀门处于关闭状态时，在介质压力作用下，球体4产生一定的位移并紧压在阀座5上，形成球面密封。该静音球阀还包括用于驱动球体4旋转以完成球阀的开关动作的阀杆3。特别的，球体4的球体流道内设有板片4-1，如图1和图3中所示，板片4-1的板面垂直于所述球体4的旋转平面，且板片4-1的板面与所述球体流道的中轴线之间形成一个锐角夹角，板片4-1可以通过多种方式固定于球体流道内，例如通过焊接、螺钉连接等方式安装于所述球体流道内，此处不再赘述。

图1所示的静音球阀，在全开状态下，球体流道的内件由至少一块板片组成，不会影响流体介质的正常流通。球体流道中倾斜板片的设置，能够增大球阀开关时流过球体流道的流体介质的阻力，增加流体介质的摩擦损失，降低流体介质通过阀门的流速，从而将压力逐级分散，降低了流体产生的噪声与振动，达到静音的效果，同时降低了阀门的能量消耗，改善了操作人员的工作环境，而且结构简单，便于加工，利于装配，具有节能高效的特点。

优选地，经过发明人实验验证，板片4-1的厚度为5～10mm时能够使该球阀获得较好的静音效果。

在另一优选实施例中，球体4的球体流道内设有预定数量b的板片4-1，例如图1和图3中所示，多块板片沿垂直于所述球体流道的方向上排列设置，且任意两块相邻板片之间成预定夹角，即：板片4-1之间并非平行布置，任意两块相邻板片4-1的夹角为c°。

优选地，经发明人实验验证，球体4内板片4-1的预定数量b＝3，任意两块相邻板片4-1的夹角为c°＝5°～10°时，该静音球阀能够获得较好的静音效果。

在另一优选实施例中，任意两块相邻板片4-1之间的最短距离为10～20mm。例如图1中两块相邻板片的左端距离为10～20mm。

为进一步优化球阀开关时的流量变化，在另一实施例中，如图2和图4中所示，板片4-1上设有通孔4-1-1，优选地，通孔4-1-1的形状为横截面直径为f的圆形通孔，且通孔4-1-1的轴线方向垂直于板片4-1的板面；优选地，2mm≤f≤10mm。板片上通孔4-1-1的设置，使得流体介质通过不在同一轴线的通孔4-1-1后，流体介质扩张和收缩，导致压力逐步下降，能够进一步增大球阀开关时流体介质的阻力，进一步增加流体介质的摩擦损失，进一步降低流体介质通过阀门的流速，使流体通过球阀时产生的噪声与振动得到更好的降低。

优选地，如图2和图4中所示，板片4-1上设有g行h列均匀分布的通孔4-1-1，其中，2≤g≤10，2≤h≤10。多个通孔的设计，可以进一步增大球阀开关时流体介质的阻力，进一步增加流体介质的摩擦损失，进一步降低流体介质通过阀门的流速，提高球阀的静音效果。

在另一实施例中，如图1和图3中所示，球体4还具有第一通道4-2，该第一通道4-2的中轴线位于所述球体4的旋转平面内且与所述球体流道的中轴线垂直。即，在球阀处于全关状态时，球体4的进口球面处有第一通道4-2。优选地，第一通道4-2的横截面形状为圆形，即第一通道4-2为横截面直径为i的圆柱形通道，优选地，5mm≤i≤15mm。球体4的进口球面处的第一通道4-2，增加了球阀开关时介质的流通路径，减小了球阀开关时的流体阻力，从而改善了介质的流动形态，减小了压力变化时产生的振动和噪声，使得球阀开关动作更加平稳，同时这种新的球体结构减轻了球体的重量，减轻了阀门的自身重量。

以上任一实施例提供的静音球阀的设计使得球阀在全开状态时，流体介质可以正常流通。在球阀开关时，通过球体流道处的一系列板片、板片上通孔的数量、分布、形状、尺寸等以及板片彼此间的距离和角度的精心设计，增大了球阀开关时流体介质的阻力，增加了流体介质的摩擦损失，降低了流体介质通过阀门的流速，将压力逐级分散，降低了流体产生的噪声与振动。

如图4所示，本发明提出的静音球阀在全关状态下，球体4与阀座5形成球面密封，实现了球阀对流体介质的切断功能，由于球体4的出口球面与阀座5形成球面密封，球体4的进口球面上的第一通道4-2不会影响球阀的密封性能。

图5为本发明实施例提供的静音球阀的开关状态上剖面结构示意图，如图5中所示，根据上述静音球阀的设计，在静音球阀开关时，球体4流道内的板片4-1及板片4-1上的圆形通孔4-1-1，球体4的进口球面处的通道4-2设计，增大了球阀开关时流体介质的阻力，增加了流体介质的摩擦损失，降低了流体介质通过阀门的流速，将压力逐级分散，降低了流体产生的噪声与振动，同时降低了阀门的能量消耗，改善了操作人员的工作环境。球体进口球面处的通道，增加了球阀开关时介质的流通路径，减小了球阀开关时的流体阻力，从而改善了介质的流动形态，减小了压力变化时产生的振动和噪声，使得球阀开关动作更加平稳，同时这种新的球体结构设计减轻了球体的重量，减轻了阀门的自身重量。

综上所述，本发明针对球阀在启闭过程中，特别是高压差时，存在着高噪声和强振动的问题以及球阀启闭过程中阀门两侧的大压力差对阀门内件造成破坏的问题，提出的静音球阀，采用了新的球体结构设计，使得球阀在全开状态时，流体介质可以正常流通，球体流道处设有内件，内件由一系列板片组成，板片上设置有通孔，通孔的数量、分布、形状、尺寸等以及板片彼此间的距离和角度经过精心设计，增大了球阀开关时流体介质的阻力，增加了流体介质的摩擦损失，降低了流体介质通过阀门的流速，降低了流体产生的噪声与振动，将球阀启闭过程中阀门两侧的压力逐级分散，减少了阀体的磨损，降低了阀门的能量消耗，改善了操作人员的工作环境，而且结构简单，便于加工，利于装配，具有节能高效的特点。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

本说明书已经结合最佳实施案例对本发明做出了详细的说明，但本领域技术人员应当理解，说明书记载的最佳实施案例仅是说明性的，在实际使用中，可以根据需要增加其他部件，或者省略某些非必要的部件。因此，本发明的保护范围应根据权利要求记载的技术方案加以确定。

Claims (7)

1.一种静音球阀，其特征在于，包括：第一阀体部（1），第二阀体部（2），设置在所述第一阀体部（1）和第二阀体部（2）组成的内腔中的球体（4），用于驱动所述球体（4）旋转的阀杆（3），设置于所述内腔中且与所述球体（4）形成球面密封的阀座（5）；所述球体（4）的球体流道内设有板片（4-1），所述板片（4-1）的板面垂直于所述球体（4）的旋转平面，且所述板片（4-1）的板面与所述球体流道的中轴线成一锐角安装;

其中，所述球体（4）的球体流道内设有预定数量的板片（4-1），且任意两块相邻板片之间成预定夹角；所述预定数量为3，所述预定夹角为5°~10°；所述板片（4-1）上设有通孔（4-1-1）。

2.根据权利要求1所述的静音球阀，其特征在于，所述板片（4-1）的厚度为5~10mm。

3.根据权利要求1所述的静音球阀，其特征在于，任意两块相邻板片（4-1）之间的最短距离为10~20mm。

4.根据权利要求1所述的静音球阀，其特征在于，所述通孔（4-1-1）为横截面直径为f的圆形通孔，且所述通孔（4-1-1）的轴线方向垂直于所述板片（4-1）的板面；其中，2mm≤f≤10mm。

5.根据权利要求1所述的静音球阀，其特征在于，所述板片（4-1）上设有g行h列均匀分布的通孔（4-1-1），其中，2≤g≤10，2≤h≤10。

6.根据权利要求1至5任一项所述的静音球阀，其特征在于，所述球体（4）还具有第一通道（4-2），所述第一通道（4-2）的中轴线位于所述球体（4）的旋转平面内且与所述球体流道的中轴线垂直。

7.根据权利要求6所述的静音球阀，其特征在于，所述第一通道（4-2）为横截面直径为i的圆柱形通道；其中，5mm≤i≤15mm。