CN108895176B - 一种球形调节阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种球形调节阀，包括：第一阀体，所述第一阀体的一端的内部形成有第一阀腔；阀瓣，所述阀瓣活动设于所述第一阀腔内，所述阀瓣呈半球形设置，所述阀瓣内形成有第二阀腔，所述阀瓣上设有若干第一过流通孔；第二阀体，所述第二阀体的一端与所述第一阀体的一端连接，所述第二阀体的一端设有阀座，所述阀座伸入所述第二阀腔内，所述阀座呈半球形设置，所述阀座与所述阀瓣相匹配且呈贴合设置，所述阀座上设有若干第二过流通孔，若干所述第二过流通孔分别与若干所述第一过流通孔对应设置。本发明流量大、流阻小、无气蚀、控制方便，而且增加了调节阀的使用寿命。

Description

一种球形调节阀

技术领域

本发明涉及流量调节阀的技术领域，尤其涉及一种球形调节阀。

背景技术

调节阀是在国民生产生活中应用很广的一种阀门，它主要是用于管路的流量调节。常规的调节阀都是由蝶阀、球阀、截止阀等典型阀门变化而来的，但现有技术上的这些调节阀都不同程度地存在各自的缺点。

比如，蝶阀类的调节阀，其阀瓣(蝶板)是一个圆板，绕阀杆做90°的旋转进行流量调节。这类阀在一定开度范围内过流会使阀瓣产生抖动，且该阀调节曲线不合理，所以很多工况不能使用，同时调节精度也低。另外，调节状态时流体由于受蝶板导向会产生偏流，对阀体冲刷严重。

球阀类调节阀，其阀瓣是带有通孔的圆球体，绕阀杆做90°的旋转进行流量调节。这类阀虽然可通过改变球体通孔的形状进行调节曲线的设计，但是，随着通道形状的改变(比如变成三角形截面通道)，阀门的流通能力就会大幅下降。另外，调节状态时流体由于受球体通道的引导也会偏流，对阀体冲刷严重，特别是在小开度的情况下。

调节阀中应用最多的就是截止阀类型的。这类阀门属于直行程阀门。它的控制件(阀瓣)可以根据工况进行设计选择，调节性能较好。但其最大的缺点是：其阀体流道呈“S”型，流体在阀腔内转弯多，腔体和流道的容积变化也剧烈，因此流阻大，功耗大。也是因为这种阀体结构，还易产生空化气蚀现象，损坏阀门内件，缩短了阀门使用寿命。

鉴于传统各类调节阀所面临的固有的缺陷和不足，本发明用全新的设计思路，采用完全不同以往调节阀的结构和工作原理，设计出球形调节阀。该阀门克服掉了传统调节阀产品的缺点。它具有结构简单、流量大、流阻小、无气蚀、调节性能好等特点。

发明内容

针对现有的调节阀存在的上述问题，现提供一种旨在具有结构简单、流量大、流阻小、无气蚀、调节性能好的球形调节阀。

具体技术方案如下：

一种球形调节阀，包括：第一阀体，所述第一阀体的一端的内部形成有第一阀腔；阀瓣，所述阀瓣活动设于所述第一阀腔内，所述阀瓣呈半球形设置，所述阀瓣内形成有第二阀腔，所述阀瓣上设有若干第一过流通孔；第二阀体，所述第二阀体的一端与所述第一阀体的一端连接，所述第二阀体的一端设有阀座，所述阀座伸入所述第二阀腔内，所述阀座呈半球形设置，所述阀座与所述阀瓣相匹配且呈贴合设置，所述阀座上设有若干第二过流通孔，若干所述第二过流通孔分别与若干所述第一过流通孔对应设置。

上述的球形调节阀，其中，所述阀座的球心和所述阀瓣的球心处于同一点上，若干所述第二过流通孔的数量与若干所述第一过流通孔的数量相等，每一所述第二过流通孔的轴线分别与该第二过流通孔对应的所述第一过流通孔的轴线处于同一第一轴线上，若干所述第一轴线的交汇于所述阀座和阀瓣的球心。

上述的球形调节阀，其中，还包括：第二阀杆，所述第二阀杆的一端穿过所述第一阀体且与所述阀瓣转动连接，所述第二阀杆的另一端与所述第一阀体固定连接；第一阀杆，所述第一阀杆的一端穿过所述第一阀体且与所述阀瓣固定连接，所述第一阀杆与所述第一阀体转动连接。

上述的球形调节阀，其中，所述第一阀杆的轴线与所述第二阀杆的轴线处于同一第二轴线上，所述阀座和阀瓣的球心位于所述第二轴线上。

上述的球形调节阀，其中，所述第一阀体的一端呈半球形设置，所述第一阀体的球心处于所述阀座和阀瓣的球心上。

上述的球形调节阀，其中，若干所述第一过流通孔均沿所述阀瓣的径向设置，若干所述第二过流通孔均沿所述阀座的径向设置。

上述的球形调节阀，其中，所述第一阀体的另一端的内部设有与所述第一阀腔连通的的第一通道，所述第二阀体内设有与若干第二过流通孔连通的第二通道。

上述的球形调节阀，其中，所述第二通道呈锥形设置，所述第二通道靠近所述阀座的一端的直径大于所述第二通道远离所述阀座的的一端。

上述的球形调节阀，其中，所述第一阀体上设有第一轴孔和第二轴孔，所述第一阀杆的一端穿过所述第一轴孔且与所述阀瓣连接，所述第二阀杆与所述第一阀杆呈同轴设置，所述第二阀杆的一端穿过所述第二轴孔且与所述阀瓣转动连接。

上述的球形调节阀，其中，所述第一阀体的两端、所述阀座的另一端和所述第二阀体的另一端均设有法兰。

上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：

1、由于第一阀体和第二阀体都是直流式结构，流体通过顺畅，流量大、流阻小。

2、阀瓣和阀座均呈半球形设置，若干第二过流通孔的轴线均通过阀座的球心，这样流体通过各第二过流通孔后就会向球心汇集，使流体之间产生撞击，这就避免了普通调节阀流体经阀瓣流出后冲击阀体，并在阀体、阀瓣和阀座表面产生空化的现象，这种结构保护了阀体和控制原件，使得调节阀的使用寿命显著增加，另外也大大降低了调节阀运行噪音。

3、各第二过流通孔和第一过流通孔的大小、断面形状可根据工况要求进行设计，这样可以得到不同流量和多种控制曲线，满足工况要求。

4、调节阀结构简单，控制方便，第一阀杆只要旋转很小的角度就能实现调节阀的全开到全关，并且使用维护容易，性能可靠。

附图说明

图1为本发明一种球形调节阀在打开状态下的整体结构的剖面图；

图2为本发明一种球形调节阀的俯视图；

图3为本发明一种球形调节阀在关闭状态下的局部剖面图；

附图中：1、第一阀体；2、第二阀体；3、第一阀腔；4、阀座；5、阀瓣；6、第二过流通孔；7、第一过流通孔；8、第一阀杆；9、第二阀杆；10、第一通道；11、第二通道；12、密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

图1为本发明一种球形调节阀在打开状态下的整体结构的剖面图，图2为本发明一种球形调节阀的俯视图，图3为本发明一种球形调节阀在关闭状态下的局部剖面图，如图1至图3所示，示出了一种较佳实施例的球形调节阀，包括：第一阀体1，第一阀体1的一端的内部形成有第一阀腔3；阀瓣5，阀瓣5活动设于第一阀腔3内，阀瓣5呈半球形设置，阀瓣5内形成有第二阀腔，阀瓣5上设有若干第一过流通孔7；第二阀体2，第二阀体2的一端与第一阀体1的一端连接，第二阀体2的一端设有阀座4，阀座4伸入第二阀腔内，阀座4呈半球形设置，阀座4与阀瓣5相匹配且呈贴合设置，阀座4上设有若干第二过流通孔6，若干第二过流通孔6分别与若干第一过流通孔7对应设置。优选地，阀座4和第二阀体2一体成型，阀座4和阀瓣5均为空心的半球形，阀瓣5包含住阀座4，配合组成密封副。

进一步，作为一种较佳的实施例，阀座4的球心和阀瓣5的球心处于同一点上，若干第二过流通孔6的数量与若干第一过流通孔7的数量相等，每一第二过流通孔6的轴线分别与该第二过流通孔6对应的第一过流通孔7的轴线处于同一第一轴线上，若干第一轴线的交汇于阀座4的球心和阀瓣5的球心。

更进一步，作为一种较佳的实施例，球形调节阀还包括：第二阀杆9，第二阀杆9的一端穿过第一阀体1且与阀瓣5转动连接，第二阀杆9的另一端与第一阀体1固定连接；第一阀杆8，第一阀杆8的一端穿过第一阀体1且与阀瓣5固定连接，第一阀杆8与第一阀体1转动连接。

优选地，第一阀杆8的一端通过键或方榫等可传动的形式与阀瓣5连接，第一阀杆8的另一端位于第一阀体1外，可与驱动器连接对阀瓣5进行操作；阀瓣5绕第一阀杆8转动，使得阀瓣5和阀座4的相对运动，改变了若干第二过流通孔6的过流面积，从而起到了调节流量的作用。

再进一步，作为一种较佳的实施例，第一阀杆8的轴线与第二阀杆9的轴线处于同一第二轴线上，阀座4的球心和阀瓣5的球心位于第二轴线上。

此外，作为一种较佳的实施例，第一阀体1的一端呈半球形设置，第一阀体1的球心处于阀座4的球心和阀瓣5的球心上。

更进一步，作为一种较佳的实施例，若干第一过流通孔7均沿阀瓣5的径向设置，若干第二过流通孔6均沿阀座4的径向设置。

优选地，若干第二过流通孔6和若干第一过流通孔7的截面为圆形或其他形状；从靠近第一阀杆8处到靠近第二阀杆9处的若干第二过流通孔6和若干第一过流通孔7逐渐变大后又逐渐变小，靠近第一阀杆8处的若干第二过流通孔6和若干第一过流通孔7与靠近第二阀杆9处的若干第二过流通孔6和若干第一过流通孔7呈对称设置。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

本发明的进一步实施例中，请继续参见图1至图3所示，第一阀体1的另一端的内部设有与第一阀腔3连通的的第一通道10，第二阀体2内设有与若干第二过流通孔6连通的第二通道11。

本发明的进一步实施例中，第二通道11呈锥形设置，第二通道11靠近阀座4的一端的直径大于第二通道11远离阀座4的的一端。

本发明的进一步实施例中，第一阀体1上设有第一轴孔和第二轴孔，第一阀杆8的一端穿过第一轴孔且与阀瓣5连接，第二阀杆9与第一阀杆8呈同轴设置，第二阀杆9的一端穿过第二轴孔且与阀瓣5转动连接。优选地，第一轴孔内和第二轴孔内均设有密封圈12，第一阀体1与阀座4的连接处也设有密封圈12。

本发明的进一步实施例中，第一阀体1的两端、阀座4的另一端和第二阀体2的另一端均设有法兰。优选地，第一阀体1的另一端通过法兰与管道连接，第一阀体1的一端通过法兰与阀座4的另一端连接，第二阀体2的另一端通过法兰与管道连接。

下面说明本发明的工作原理：

当阀瓣5上的若干第一过流通孔7的轴线分别与阀座4上的若干第二过流通孔6的轴线重合时，即若干第一过流通孔7分别与若干第二过流通孔6相正对，调节阀处于全开状态，此时介质的流量最大，介质从第一阀体1的一端经过第一通道10进入第一阀腔3内，再依次通过若干第一过流通孔7和若干第二过流通孔1后进入第二通道11内，而从第二阀体2的另一端流出；

再次旋转第一阀杆，带动阀瓣5旋转，阀座4上的若干第二过流通孔6被阀瓣5逐渐遮挡，若干第二过流通孔6的过流截面逐渐变小，流量也逐渐变小，以此起到了调节流量的目的，当过若干第二过流通孔6完全被阀瓣5遮住后，调节阀处于关闭状态。

本发明由于第一阀体1和第二阀体2都是直流式结构，流体通过顺畅，流量大、流阻小。

本发明的阀瓣5和阀座4均呈半球形设置，若干第二过流通孔6的轴线均通过阀座4的球心，这样流体通过各第二过流通孔6后就会向球心汇集，使流体之间产生撞击，这就避免了普通调节阀流体经阀瓣流出后冲击阀体，并在阀体、阀瓣和阀座表面产生空化的现象，这种结构保护了阀体和控制原件，使得调节阀的使用寿命显著增加，另外也大大降低了调节阀运行噪音。

本发明中各第二过流通孔6和第一过流通孔7的大小、断面形状可根据工况要求进行设计，这样可以得到不同流量和多种控制曲线，满足工况要求。

本发明的调节阀结构简单，控制方便，第一阀杆8只要旋转很小的角度就能实现调节阀的全开到全关，并且使用维护容易，性能可靠。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种球形调节阀，其特征在于，包括：

第一阀体，所述第一阀体的一端的内部形成有第一阀腔；

阀瓣，所述阀瓣活动设于所述第一阀腔内，所述阀瓣呈半球形设置，所述阀瓣内形成有第二阀腔，所述阀瓣上设有若干第一过流通孔；

第二阀体，所述第二阀体的一端与所述第一阀体的一端连接，所述第二阀体的一端设有阀座，所述阀座伸入所述第二阀腔内，所述阀座呈半球形设置，所述阀座与所述阀瓣相匹配且呈贴合设置，所述阀座上设有若干第二过流通孔，若干所述第二过流通孔分别与若干所述第一过流通孔对应设置；

所述阀座的球心和所述阀瓣的球心处于同一点上，若干所述第二过流通孔的数量与若干所述第一过流通孔的数量相等，每一所述第二过流通孔的轴线分别与该第二过流通孔对应的所述第一过流通孔的轴线处于同一第一轴线上，若干所述第一轴线的交汇于所述阀座和阀瓣的球心；

所述第一阀体的另一端的内部设有与所述第一阀腔连通的第一通道，所述第二阀体内设有与若干第二过流通孔连通的第二通道；

介质从所述第一阀体的一端经过所述第一通道进入所述第一阀腔内，再依次通过若干所述第一过流通孔和若干所述第二过流通孔后进入所述第二通道内，而从所述第二阀体的另一端流出。

2.根据权利要求1所述球形调节阀，其特征在于，还包括：

第二阀杆，所述第二阀杆的一端穿过所述第一阀体且与所述阀瓣转动连接，所述第二阀杆的另一端与所述第一阀体固定连接；

第一阀杆，所述第一阀杆的一端穿过所述第一阀体且与所述阀瓣固定连接，所述第一阀杆与所述第一阀体转动连接。

3.根据权利要求2所述球形调节阀，其特征在于，所述第一阀杆的轴线与所述第二阀杆的轴线处于同一第二轴线上，所述阀座和阀瓣的球心位于所述第二轴线上。

4.根据权利要求1所述球形调节阀，其特征在于，所述第一阀体的一端呈半球形设置，所述第一阀体的球心处于所述阀座和阀瓣的球心上。

5.根据权利要求1所述球形调节阀，其特征在于，若干所述第一过流通孔均沿所述阀瓣的径向设置，若干所述第二过流通孔均沿所述阀座的径向设置。

6.根据权利要求1所述球形调节阀，其特征在于，所述第二通道呈锥形设置，所述第二通道靠近所述阀座的一端的直径大于所述第二通道远离所述阀座的一端。

7.根据权利要求2所述球形调节阀，其特征在于，所述第一阀体上设有第一轴孔和第二轴孔，所述第一阀杆的一端穿过所述第一轴孔且与所述阀瓣连接，所述第二阀杆与所述第一阀杆呈同轴设置，所述第二阀杆的一端穿过所述第二轴孔且与所述阀瓣转动连接。

8.根据权利要求1所述球形调节阀，其特征在于，所述第一阀体的两端、所述阀座的另一端和所述第二阀体的另一端均设有法兰。