CN108799538B - 一种带有开启和关闭装置的控制球阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有开启和关闭装置的控制球阀，包括阀体、球体、阀杆、驱动装置，所述阀体内设有出口侧阀座、进口侧阀座，所述球体位于出口侧阀座和进口侧阀座之间，所述出口侧阀座上或所述阀体内接近出口侧阀座设置有挡板，所述挡板上设有第一通孔，所述阀体上对应所述球体设有第二通孔，所述阀体上连接有快速开关装置，所述快速开关装置包括与所述第二通孔密封配合的开关压盖，所述开关压盖与所述阀体可拆卸连接，所述开关压盖上设有连通阀体内腔的排泄阀。设置在承压管道中，结构紧凑，造价低。另外，打开排泄阀只是排放球阀进口阀座与出口阀座之间的阀腔内介质，阀腔空间小，介质排放量小，因此浪费也很小。

Description

一种带有开启和关闭装置的控制球阀

技术领域

本发明涉及一种带有开启和关闭装置的控制球阀。

背景技术

球阀具有开关迅速、密封性能好，流体阻力小等优点，它作为承压管道的流体控制装置广泛应用于石油、化工、煤化工、电力、冶金及油气输送等各种领域。

在某些情况下需要将外部的物体放入承压管道内或将承压管道内的物体取出。为了减少对承压管道连续运行效率的影响，希望能够快速方便的将物体放入管道或从管道中取出，考虑到承压管道中介质有较高的压力和温度，介质可能还有腐蚀性、有毒、易燃、易爆，因此，需要考虑将物体放入承压管道或从承压管道中取出物体时的安全性。为了能够实现上述功能，通常设置如图1所示的控制装置，该装置是在承压管道1’上设置一个三通2’，其中的两个直通通道分别通过一台阀门3’与承压管道1’相连，三通的另一个侧通道设置盲板4’，采用盲板4’及螺栓螺母5’和垫片来封闭该通道，当需要向承压管道放入物体或取出物体时，先要关闭三通两侧的阀门3’，然后通过泄放阀6’将两台阀门之间的介质排掉，再拆卸盲板4’上的螺栓螺母5’来开启通道，这种常规控制装置需要设置两台阀门3’、一个三通2’、一套盲板4’和一台泄放阀6’，整个控制装置体积庞大，造价昂贵，操作费时，工作强度大。另外，拆卸盲板之前要泄放两台阀门之间的所有介质，该空间体积大，介质排放量大，因此浪费也很大。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种带有开启和关闭装置的控制球阀。

本发明所采取的技术方案如下：一种带有开启和关闭装置的控制球阀，包括阀体、球体、阀杆、驱动装置，所述阀体内设有出口侧阀座、进口侧阀座，所述球体位于出口侧阀座和进口侧阀座之间，所述出口侧阀座上或所述阀体内接近出口侧阀座设置有挡板，所述挡板上设有第一通孔，所述阀体上对应所述球体设有第二通孔，所述阀体上连接有快速开关装置，所述快速开关装置包括与所述第二通孔密封配合的开关压盖，所述开关压盖与所述阀体可拆卸连接，所述开关压盖上设有连通阀体内腔的排泄阀，所述排泄阀包括有排泄阀阀杆和排泄阀阀芯，所述开关压盖上设有连通阀体内腔的第三通孔，通过所述排泄阀阀芯相对所述开关压盖旋转来开启或关闭所述排泄阀。

所述开关压盖上固定连接有压圈，所述压圈内设有至少一个导向槽，所述导向槽内安装有适配的滑动块，所述滑动块在所述导向槽内只能沿压圈的径向运动且受到周向限位，所述阀体上对应所述滑动块设有插槽，所述滑动块相对所述导向槽可滑移具有位于所述插槽内使所述开关压盖连接在所述阀体上的第一位置和位于所述插槽外使所述开关压盖与所述阀体可分离的第二位置，所述滑动块上连接有用于移动所述滑动块的操作装置。

所述压圈内套接有周向可旋转的转盘且与所述滑动块对所述转盘构成轴向限位，所述转盘上设置有螺旋槽，所述滑动块上设有与所述螺旋槽配合的导向销，所述转盘上设有用于转动所述转盘的操作件。

所述排泄阀阀杆上连接有定位片，所述定位片与所述排泄阀阀杆周向联动，所述定位片上设有凸轮部，所述转盘上固定连接有锁销盖，所述转盘内设有锁销，所述转盘与所述锁销之间设有弹性件，所述锁销在所述弹性件的作用下与所述锁销盖贴合且所述滑动块为可滑移，当所述排泄阀为关闭状态时，所述凸轮部与所述锁销相抵，所述滑动块位于插槽内且所述锁销的端部位于滑动块内侧。

所述排泄阀阀杆上连接有定位片，所述定位片与所述排泄阀阀杆周向联动，所述定位片上设有凸轮部，所述压圈上固定连接有锁销盖，所述压圈内设有锁销，所述压圈与所述锁销之间设有弹性件，所述锁销在所述弹性件的作用下与所述锁销盖贴合且所述滑动块为可滑移，当所述排泄阀为关闭状态时，所述凸轮部与所述锁销相抵，所述滑动块位于插槽内且所述锁销的端部位于滑动块内侧。

所述定位片上设有转动开关限位部，所述转动开关限位部对所述定位片的旋转角度构成限位。

所述定位片上设有锁孔。

所述压圈通过铰接连接有端盖轴，所述端盖轴两端设有导向块，所述阀体上固定安装有导向杆，所述导向块与所述导向杆插接配合且所述导向块相对所述导向杆可滑移。

所述开关压盖与所述压圈通过螺钉连接。

所述开关压盖与所述阀体之间设有密封圈。

本发明的有益效果如下：本发明提供一种带有开启和关闭装置的控制球阀，设置在承压管道中，结构紧凑，造价低。当要从承压管道中取出物体时，先关闭球阀，再通过排泄阀排放球阀阀腔中的介质，然后通过拆卸压盖即可打开开关装置，而后即可从阀体通孔中取出或放入物体，开关快速方便。另外，打开排泄阀只是排放球阀进口阀座与出口阀座之间的阀腔内介质，阀腔空间小，介质排放量小，因此浪费也很小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为现有技术取放承压管道内的物体的结构；

图2为球阀一种实施例的沿流体流动方向的纵向截面的结构示意图；

图3为球阀一种实施例的沿流体流动方向的横向截面的部分结构示意图；

图4为球阀一种实施例的垂直于流体流动方向的纵向截面的结构示意图；

图5为出口侧阀座的结构示意图；

图6为快速开关装置的一个角度的剖视图；

图7为压圈的结构示意图；

图8为压圈的剖视图；

图9为滑动块的结构示意图；

图10为图9中A-A剖视图；

图11为转盘的旋转带动滑动块沿直径方向的伸缩运动示意图，其中，A为滑动块伸出的结构示意图，B为滑动块收回的结构示意图；

图12为定位片的结构示意图；

图13为图6中A的放大示意图；

图14为滑动块另一种移动方式的伸缩运动示意图；

图15为压圈上连接部件的结构示意图；

图16为阀体快速安全的开启和关闭装置的另一个角度的剖视图；

图17为球阀开启的内部结构示意图；

图18为球阀关闭的内部结构示意图；

图中， 1.1，压盖；1.2，密封圈； 1.4，滑动块；1.41，导向销；1.5，转盘；1.51，螺旋槽；1.6，压圈；1.61，导向槽；1.7，螺钉；1.8，扳杆接头；1.9，扳杆；1.10，排泄阀；1.101，排泄阀阀杆；1.102排泄阀阀芯；1.11，定位片；1.1101，凸轮部；1.1102，转动开关限位部；1.1103，锁孔；1.12，锁销；1.13，锁销盖；1.14，弹性件；1.15，导向块；1.16，端盖轴；1.17，把手；1.19，导向杆；

2，球体；3，阀体；31，第二通孔；32，插槽；4，出口侧阀座；41，挡板；42，第一通孔；5，阀盖；6，进口侧阀座；7，螺栓螺母；8，阀杆；9，球阀压盖；10，驱动装置；11，压力表；12，物体。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。

如图2所示，带有快速安全开启和关闭装置的球阀，包括快速开关装置1、球体2、阀体3、出口侧阀座4、阀盖5、进口侧阀座6、螺栓螺母7、阀杆8、球阀压盖9，驱动装置10。球体2与阀杆8及驱动装置10固定连接，驱动装置10带动阀杆8及球体2做90°旋转来开启或关闭球阀，驱动装置10根据需要可以是蜗轮蜗杆传动装置，也可以是扳手、气动装置或电动装置。图2中的球阀处于开启状态，此时进口侧管路的流体通过球阀流到出口侧管路。如图3所示，阀体3上对应所述球体2设有第二通孔31，阀体3上设有快速开关装置1，所述开关压盖1.1.1与所述阀体3可拆卸连接，所述开关压盖1.1.1上设有连通阀体3内腔的排泄阀1.10。如图4所示，为了能够监控球阀阀腔内的压力，在阀体1上安装了压力表11。出口侧阀座4设置了挡板41，为了确保流体能够顺利的流过球阀，在挡板41上开设了第二通孔31，挡板靠近球体的一侧设计成球面，见图5，挡板41可以固定设置在出口侧阀座4上，也可以与出口侧阀座4为分体设置，固定在出口侧阀座4与阀体3之间。

开关压盖1.1.1与所述阀体3之间的可拆卸连接结构具体实施可以如图6所示，所述开关压盖1.1.1上固定连接有压圈1.6，压圈1.6的结构如图7、图8所示，所述压圈1.6内设有至少一个导向槽1.61，图中为4个，根据装置规格的不同，可以采用不同数量的导向槽。所述导向槽1.61内安装有适配的滑动块1.4，滑动块1.4的结构如图9、图10所示，所述滑动块1.4在所述导向槽1.61内只能沿压圈1.6的径向运动且受到周向限位，所述压圈1.6内套接有周向可旋转的转盘1.5且与所述滑动块1.4对所述转盘1.5构成轴向限位，所述转盘1.5上设置有螺旋槽1.51，所述滑动块1.4上设有与所述螺旋槽1.51配合的导向销1.41，所述转盘1.5上设有用于转动所述转盘1.5的操作件，所述阀体3上对应所述滑动块1.4设有插槽32。转盘1.5与扳杆接头1.8固定连接，扳杆接头1.8与扳杆1.9固定连接，通过操作扳杆1.9可以使转盘1.5旋转，受螺旋槽1.51以及导向槽1.61的共同限定，当转盘1.5旋转时，滑动块1.4在压圈1.6的导向槽1.61中做径向伸缩运动，如图11所示，当转盘1.5顺时针运动时（A），滑动块1.4沿径向向外运动，所述阀体3上对应所述滑动块1.4设有插槽32，滑动块1.4进入插槽32内从而与阀体3完成连接，当转盘1.5逆时针运动时（B），滑动块1.4沿径向向内运动，当滑动块1.4离开插槽32时，开关压盖1.1.1可以拆离开来。上述结构实现极快速开启和关闭的作用，另外还可以采取的可拆卸连接结构可以通过螺纹连接、法兰连接、螺栓连接等常见的连接方式，相比之下，上述可拆卸连接结构更加快速，仅通过转动至少不超过一圈（附图中的转盘只需要转动45度左右）即可完成开启或关闭，而采用螺纹连接、法兰连接、螺栓连接至少需要转动多周才可完成拆卸。

其中，扳杆接头8和扳杆9固定连接形成转动转盘1.5的操作件，也可以直接在转盘1.5上设置把手或转向盘，均为常见的用于转动的操动件。

所述排泄阀1.10包括有排泄阀阀杆1.101和排泄阀阀芯102，所述开关压盖1.1上设有连通阀体3内腔的第三通孔，通过所述排泄阀阀芯102相对所述开关压盖1.1旋转来开启或关闭所述排泄阀1.10。排泄阀1.10一般采用旋转启闭的阀门，如球阀、旋塞阀等，通过90°旋转可以实现启闭。

所述排泄阀阀杆1.101上连接有定位片1.11，定位片1.11的结构如图12所示，所述定位片1.11与所述排泄阀阀杆1.101周向联动，所述定位片1.11上设有凸轮部1.1101，如图13所示，所述转盘1.5上固定连接有锁销盖1.13，所述转盘1.5内设有锁销1.12，所述转盘1.5与所述锁销1.12之间设有弹性件1.14，弹性件1.14选用的是压缩弹簧，所述锁销1.12在所述弹性件1.14的作用下与所述锁销盖1.13贴合且所述滑动块1.4为可滑移，当所述排泄阀1.10为关闭状态时，所述凸轮部1.1101与所述锁销1.12相抵，所述滑动块1.4位于插槽32内且所述锁销1.12的端部位于滑动块1.4内侧。当泄放阀1.10处于开启状态时，定位片1.11与锁销1.12不接触，锁销1.12处于自然状态，当泄放阀1.10处于关闭状态时，锁销1.12在定位片1.11的凸轮部1.1101推动下向左侧移动，此时，锁销1.12伸到滑动块1.4的内侧。

如图14所示，另外，当滑动块1.4为一个或两个时，移动滑动块1.4的方式可以采用之间在滑块上设置手柄，在压圈1.6上设置条形槽，直接移动手柄，便可开启或关闭，当滑动块1.4为一个时，另一端可以采用铰接的方式。这样的结构不需要设置转盘，锁销1.12、锁销盖1.13、弹性件1.14设置在压圈1.6上。这种结构的滑动块优选为一个或两个，滑动块过多，开启就不方便了，但是滑动块为一个或两个，使开关压盖1.1与阀体3保持连接的作用力无法均匀，如图14中，在滑动块的位置，可以保证开关压盖1.1与阀体3之间连接，距离滑动块最远的位置，无法保证开关压盖1.1内的与密封圈1.2与阀体3之间为密封配合，容易出现泄漏，而选用转盘的方式，滑动块可以为4块或者设置更多，周向均匀设置，保证开关压盖1.1与阀体3之间连接时的密封作用。

所述定位片1.11上设有转动开关限位部1.1102，所述转动开关限位部1.1102对所述定位片1.11的旋转角度构成限位，根据转动开关限位部1.1102在阀体3或开关压盖1.1.1上设置对应的限位件，可以确保排泄阀1.10的准确开启或关闭。

所述定位片1.11上设有锁孔1.1103，必要时可以对排泄阀1.10加锁以防止误操作排泄阀1.10。

如图15、图16所示，所述压圈1.6通过铰接连接有端盖轴1.16，所述端盖轴1.16两端设有导向块1.15，所述阀体3上固定安装有导向杆1.19，所述导向块1.15与所述导向杆1.19插接配合且所述导向块1.15相对所述导向杆1.19可滑移。压盖1.1及压圈1.6受连接部件的限制不能做旋转运动，不需要对准即可操作，取出后的整个开关装置可以沿着端盖轴1.16轻松的旋转到阀体3通孔的侧面。

所述开关压盖1.1.1与所述压圈1.6通过螺钉1.7连接，方便安装。

所述开关压盖1.1.1与所述阀体3之间设有密封圈1.2。提高开关压盖1.1.1与所述阀体3的密封性能，防止泄露。

图3是设置在控制球阀阀体上的通孔处于关闭时的状况，此时滑动块1.4卡在阀体3的凹槽中，与滑动块1.4组装成一体的压盖1.1封堵了设置在控制球阀阀体上的通孔，在密封圈1.2的密封下，确保阀体的通孔可靠密封。此时，排泄阀1.10处于关闭位置，在定位片1.11的凸轮机构作用下，锁销1.12伸到滑动块1.4的内侧，因此，滑动块1.4无法沿径向向内运动。此时无法打开阀体上的通孔。

如图17所示，控制阀处于开启状态时，进口侧压力管道中需要取出的物体12随着流体流经控制阀时被控制阀出口侧阀座4的挡板41截留在控制阀内，此时通过旋转驱动装置10来关闭控制阀。控制阀关闭后，如图18所示，需要取出的物体12正对着设置在控制球阀阀体的通孔。控制球阀关闭后，进口侧阀座6及出口侧阀座4分别将承压管道进口侧和出口侧的流体切断。为了取出截留在控制阀阀球内的物体12，需要打开控制阀阀体上的通孔。为了打开控制阀阀体上的通孔，必须先打开泄放阀1.10，当打开泄放阀1.10后，控制阀阀腔内的介质将通过泄放阀1.10排出，从而确保控制阀阀腔中没有介质压力，当泄放阀1.10开启后，定位片1.11的凸轮机构与锁销1.12脱开，此时锁销1.12在弹簧1.14的作用下将回复到自然状态，此时，锁销1.12没有卡在滑动块1.4的内侧，因此可以通过操作扳杆1.9逆时针旋转转盘1.5，滑动块1.4将径向向内移动收缩直至与阀体3的凹槽脱开。此时，可以通过把手1.17及扳杆1.9将整个开关装置沿着导向杆1.19从阀体3的通孔中取出，取出后的整个开关装置1可以沿着端盖轴1.16轻松的旋转到阀体3通孔的侧面，此时可以通过阀体3的通孔将阀体3内的物体取出。完成上述作业后，按照相反的程序就可以将承压管道的开关装置快速的关闭。

而本发明在阀体的一侧设置了开关装置的控制球阀，结构紧凑，造价低。当要从承压管道中取出物体时，先关闭控制球阀，再通过排泄阀排放控制球阀阀腔中的介质，然后通过旋转转盘即可打开开关装置，而后即可从阀体通孔中取出或放置物体，开关快速方便。本装置设置了防止误操作的机构，在没有打开排泄阀之前承压管道的开关装置无法打开，能够确保操作的安全。另外，打开排泄阀只是排放控制阀进口阀座与出口阀座之间的阀腔内的介质，阀腔空间小，介质排放量小，因此浪费也很小。

以上所述仅为本发明的一种实施例，并非用来限制本发明的保护范围；本发明的保护范围由权利要求书中的权利要求限定，并且凡是依发明所作的等效变化与修改，都在本发明专利的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带有开启和关闭装置的控制球阀，包括阀体（3）、球体（2）、阀杆（8）、驱动装置（10），所述阀体（3）内设有出口侧阀座（4）、进口侧阀座（6），所述球体（2）位于出口侧阀座（4）和进口侧阀座（6）之间，其特征在于：所述出口侧阀座（4）上或所述阀体（3）内接近出口侧阀座（4）设置有挡板（41），所述挡板（41）上设有第一通孔（42），所述阀体（3）上对应所述球体（2）设有第二通孔（31），所述阀体（3）上连接有快速开关装置（1），所述快速开关装置（1）包括与所述第二通孔（31）密封配合的开关压盖（1.1），所述开关压盖（1.1）与所述阀体（3）可拆卸连接，所述开关压盖（1.1）上设有连通阀体（3）内腔的排泄阀（1.10），所述排泄阀（1.10）包括有排泄阀阀杆（1.101）和排泄阀阀芯（1.102），所述开关压盖（1.1）上设有连通阀体（3）内腔的第三通孔，通过所述排泄阀阀芯（1.102）相对所述开关压盖（1.1）旋转来开启或关闭所述排泄阀（1.10）；

所述开关压盖（1.1）上固定连接有压圈（1.6），所述压圈（1.6）内设有至少一个导向槽（1.61），所述导向槽（1.61）内安装有适配的滑动块（1.4），所述滑动块（1.4）在所述导向槽（1.61）内只能沿压圈（1.6）的径向运动且受到周向限位，所述阀体（3）上对应所述滑动块（1.4）设有插槽（32），所述滑动块（1.4）相对所述导向槽（1.61）可滑移具有位于所述插槽（32）内使所述开关压盖（1.1）连接在所述阀体（3）上的第一位置和位于所述插槽（32）外使所述开关压盖（1.1）与所述阀体（3）可分离的第二位置，所述滑动块（1.4）上连接有用于移动所述滑动块（1.4）的操作装置；

所述压圈（1.6）内套接有周向可旋转的转盘（1.5）且所述压圈（1.6）与所述滑动块（1.4）对所述转盘（1.5）构成轴向限位，所述转盘（1.5）上设置有螺旋槽（1.51），所述滑动块（1.4）上设有与所述螺旋槽（1.51）配合的导向销（1.41），所述转盘（1.5）上设有用于转动所述转盘（1.5）的操作件；

所述排泄阀阀杆（1.101）上连接有定位片（1.11），所述定位片（1.11）与所述排泄阀阀杆（1.101）周向联动，所述定位片（1.11）上设有凸轮部（1.1101），所述转盘（1.5）上固定连接有锁销盖（1.13），所述转盘（1.5）内设有锁销（1.12），所述转盘（1.5）与所述锁销（1.12）之间设有弹性件（1.14），所述锁销（1.12）在所述弹性件（1.14）的作用下与所述锁销盖（1.13）贴合且所述滑动块（1.4）为可滑移，当所述排泄阀（1.10）为关闭状态时，所述凸轮部（1.1101）与所述锁销（1.12）相抵，所述滑动块（1.4）位于插槽（32）内且所述锁销（1.12）的端部位于滑动块（1.4）内侧。

2.根据权利要求1所述的一种带有开启和关闭装置的控制球阀，其特征在于：所述定位片（1.11）上设有转动开关限位部（1.1102），所述转动开关限位部（1.1102）对所述定位片（1.11）的旋转角度构成限位。

3.根据权利要求1所述的一种带有开启和关闭装置的控制球阀，其特征在于：所述定位片（1.11）上设有锁孔（1.1103）。

4.根据权利要求1所述的一种带有开启和关闭装置的控制球阀，其特征在于：所述压圈（1.6）通过铰接连接有端盖轴（1.16），所述端盖轴（1.16）两端设有导向块（1.15），所述阀体（3）上固定安装有导向杆（1.19），所述导向块（1.15）与所述导向杆（1.19）插接配合且所述导向块（1.15）相对所述导向杆（1.19）可滑移。

5.根据权利要求1所述的一种带有开启和关闭装置的控制球阀，其特征在于：所述开关压盖（1.1）与所述压圈（1.6）通过螺钉（1.7）连接。

6.根据权利要求1所述的一种带有开启和关闭装置的控制球阀，其特征在于：所述开关压盖（1.1）与所述阀体（3）之间设有密封圈（1.2）。

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