CN109253273B - 阀杆水平驱动式偏心半球阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了阀杆水平驱动式偏心半球阀，属于阀门领域，包括阀体和阀芯，所述阀芯通过阀杆与所述阀体转动连接，所述阀杆水平设置，所述阀体包括同轴设置的进水口和出水口，所述阀体的下端设有排渣口，所述排渣口设在靠近所述出水口的一端，所述阀体的上端设有密封连接口，与所述密封连接口匹配设置的有上盖，所述上盖上设有排气孔。本发明本体相对传统型采用平底型，不易堆积泥沙或杂物，提高了管线的流通能力，减小了阀门的流阻系数，而且安装方便,同时设置密封圈和密封面，实现了软密封和硬密封的双重保护，密封效果好，而且整个结构采用装配式结构，加工方便。

Description

阀杆水平驱动式偏心半球阀

技术领域

本发明属于阀门领域，涉及阀杆水平驱动式偏心半球阀。

背景技术

阀门是用来开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的参数(温度、压力和流量)的管路附件,根据其功能，可分为关断阀、止回阀、调节阀等。阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。

偏心式半球阀也称为偏心旋转阀，其工作原理是偏心转动的扇形球阀，利用偏心球冠与阀座相切，打开时，球芯脱离阀座，关闭时，球芯逐步接触阀座，使球对阀座产生压紧力，传统阀体为整体型球状阀体，或者是将阀体分为左右阀体，阀杆与阀体的装配方式为垂直安装，阀盖与阀体的连接一般为圆形且使用螺栓螺母连接，连接不方便，而且传统的结构中存在泥沙容易堆积不易安装的问题传统半球阀阀芯，由最初的整体球阀芯，只在球体的一半设置密封面，或者由半球体整体包胶而形成密封面，且阀芯阀轴做成一整体，体积大，加工设备也大，传统包胶半球体不紧要将笨重的阀芯运到专业包胶企业去硫化密封面，还要对阀芯本体进行包胶前表面处理，且工艺复杂，繁琐。

发明内容

本发明要解决的问题是在于提供阀杆水平驱动式偏心半球阀，本体相对传统型采用平底型，不易堆积泥沙或杂物，提高了管线的流通能力，减小了阀门的流阻系数，而且安装方便,同时设置密封圈和密封面，实现了软密封和硬密封的双重保护，密封效果好，而且整个结构采用装配式结构，加工方便。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：阀杆水平驱动式偏心半球阀，包括阀体和阀芯，所述阀芯通过阀杆与所述阀体转动连接，所述阀杆水平设置，所述阀体包括同轴设置的进水口和出水口，所述阀体的下端设有排渣口，所述排渣口设在靠近所述出水口的一端，所述阀体的上端设有密封连接口，与所述密封连接口匹配设置的有上盖，所述上盖上设有排气孔。

进一步的，所述阀体包括本体，所述本体为横向设置的空心圆柱体，所述本体的左右方向设有同轴设置的进水口和出水口，所述密封连接口设在所述本体的上端，所述本体的下端设有支撑架，所述本体左右两侧的中部设有对阀杆进行安装用的定位孔，所述定位孔的中心与所述本体的上下中心在上下左右方向均布不重合设置。

进一步的，所述进水口处设有第一连接法兰，所述出水口处设有第二连接法兰，所述本体靠近所述出水口的一端设有定位台阶，所述定位台阶上设有阀座，所述阀座与所述本体间隙配合，所述定位台阶的中部设有定位环，所述定位环设在所述阀座与所述本体之间且与二者密封设置。

进一步的，所述密封连接口为椭圆形，所述密封连接口断面的短轴与所述本体的轴线平行且上下重合设置，所述密封连接口断面的长轴与所述定位孔的轴线平行且上下重合设置，所述密封连接口处设有多个连接用螺孔。

进一步的，所述支撑架的数量为四个，四个所述支撑架设在所述本体下端面四角位置，所述支撑架的下端面为平面结构，所述支撑架下端面低于所述本体最下端设置，所述支撑架包括垂直设置的第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和第二支撑板上均设有减重孔，所述第一支撑板和第二支撑板的下端设有连接二者的底板，所述底板上设有固锁孔。

进一步的，所述阀芯包括芯体，所述芯体为倒置的碗状结构，所述芯体上端的外圈嵌设有密封圈，所述密封圈的上端设有对其定位预压的压板，所述压板固锁在芯体上，所述压板与所述芯体之间留有过流间隙，所述密封圈靠近所述过流间隙的一端设有助封口，所述助封口与所述过流间隙连通设置，所述密封圈的外圈设有密封圆弧，所述芯体的外侧靠近所述密封圆弧的部分设有硬密封面，所述硬密封面与所述密封圆弧位于同一弧面上。

进一步的，所述硬密封面的截面为梯形，所述硬密封面为堆焊在所述芯体上的硬质合金面，所述硬密封面的硬度低于所述阀座的硬度。

进一步的，所述芯体远离所述密封圈一端的两侧均设有定位凸起，所述定位凸起的后续大于所述芯体的厚度且相对所述芯体对称设置，所述定位凸起上设有连接孔，所述阀杆设在所述连接孔内，所述连接孔与所述阀杆通过联轴器进行固定，所述联轴器通过传动销与芯体固定连接，所述阀杆与所述联轴器通过平键、花键或六方体结构进行连接。

进一步的，所述芯体的顶端为密封平面，所述芯体连接所述定位凸起与所述平面的部分为球形弧面，所述密封平面到所述芯体圆心的垂直距离小于所述球形弧面的半径。

进一步的，所述芯体的上端面设有两个螺纹盲孔，两个所述螺纹盲孔相对所述芯体的中心分散且均布设置，所述上盖为向上凸起的弧形，所述排气孔设在所述上盖的中部，所述上盖内侧设有成十字型设置的加强筋，所述加强筋的中部设有设有避位圆弧，所述上盖的上端面还设有吊耳。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果如下。

1、本发明在芯体的上端嵌设密封圈，密封圈通过固锁在芯体上的压板进行预压，密封圈、芯体和压板分体加工后再进行组装，降低了加工难度，进而降低了加工成本，设置压板后，可通过调节压板对密封圈的预压力，对密封圈的密封有一定的补偿作用，可进一步保证密性能，除了设置密封圈，可设置了硬密封面，与密封圈配合，实现了软密封和硬密封同时进行，二重密封效果，保证了密封效果；

2、硬密封面的硬度低于阀座的硬度，在实际使用的过程中，密封圈和硬密封面均通过与阀座的贴合实现密封，硬密封面的硬度低于阀座的硬度可保证在异常情况下，阀座先于硬密封面损坏，更换阀座的工艺比更换此整个结构简单，而且阀座的成本低于此结构的成本，因此硬密封面硬度的设置大大降低后期维护的难度和成本；

3、阀杆、芯体和联轴器分体加工后再进行装配，相对芯体的一体式加工大大降低了加工的难度，进而降低了加工的成本，同时提升了整个结构的安全性；

4、密封平面到芯体圆心的垂直距离小于球形弧面的半径，此结构相对传统的球形密封结构更加紧凑，芯体的结构可以缩小，从而对应的阀体的结构也可以更小，降低成本。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明阀杆水平驱动式偏心半球阀的结构示意图；

图2是本发明阀杆水平驱动式偏心半球阀正视的全剖视图；

图3是本发明阀杆水平驱动式偏心半球阀正视全剖的结构示意图；

图4是本发明阀体、阀芯、阀座和上盖配合的局部结构示意图；

图5是本发明阀体的结构示意图；

图6是本发明图5的A部详图；

图7是本发明阀体正视的全剖视图；

图8是本发明图7的I部详图；

图9是本发明上盖俯视的结构示意图；

图10是本发明上盖仰视的结构示意图。

图11是本发明阀芯的结构示意图；

图12是本发明阀阀芯正视的全剖示意图；

图13是本发明图12的B部详图；

图14是本发明阀芯的俯视图。

附图标记：

10-阀体；11-本体；111-定位台；112-定位环；113-第一圆弧段；114-第二圆弧段；12-进水口；121-第一连接法兰；13-出水口；131-第二连接法兰；14-密封连接口；141-螺孔；15-定位孔；16-支撑架；161-第一支撑板；162-第二支撑板；163-底板；164-减重孔；165-固锁孔；17-上盖；171-排气孔；172-吊耳；173-加强筋；1731-避位圆弧；20-阀芯；21-芯体；211-定位凸起；2111-连接孔；212-螺纹盲孔；213-球形弧面；214-密封平面；22-压板；221-过流间隙；23-密封圈；231-助封口；232-密封圆弧；24-阀杆；25-联轴器；26-调整垫；27-硬密封面；30-阀座；40-手轮；50-驱动组件；60-排渣口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

如图1、图2、图3和图4所示，本发明为阀杆水平驱动式偏心半球阀，包括阀体10和阀芯20，阀芯20通过阀杆与阀体10转动连接，阀杆水平设置，阀体10的的外部设有手轮40，手轮40通过驱动组件50驱动阀杆带动阀芯20运动，实现对阀体10的打开和关闭动作，驱动组件50多采用蜗轮蜗杆结构的动力传递结构，性能稳定，结构简单，阀体10包括同轴设置的进水口12和出水口13，阀体10的下端设有排渣口60，排渣口60设在靠近出水口13的一端，实际运行的过程中，泥沙或杂物很容易堆积在出水口13端，因此排渣口60设置在开出水口13的一端，有利于杂物的及时排出，阀体10的上端设有密封连接口，与密封连接口匹配设置的有上盖17，上盖17上设有排气孔171，有利于测试的时候将空气及时排空，提升安全性能，同时可作为清洗用孔，可及时将泥沙或杂物清洗后排出，在实际的工作过程中，阀芯20从水平状态向上旋转90度到竖直状态，实现了进水口12到出水口13的连通，完成了管路的打开的动作，代替了原始的阀杆竖直设置的结构，这样阀体10的本体即可采用心空的圆柱体，相对传统型采用平底型，不易堆积泥沙或杂物，提高了管线的流通能力，减小了阀门的流阻系数，而且安装方便。

如图5、图7和图8所示，阀体10包括本体11，本体11为横向设置的空心圆柱体，本体11的左右方向设有同轴设置的进水口12和出水口13，本体11的上端设有密封连接口14，下端设有支撑架16，本体11左右两侧的中部设有对阀杆进行安装用的定位孔15，定位孔15的中心与本体11的上下中心在上下左右方向均布不重合设置。

优选地，进水口12处设有第一连接法兰121，出水口13处设有第二连接法兰131，本体11靠近出水口13的一端设有定位台阶111，可对阀座30进行安装，阀座30有利于与阀芯进行配合实现密封，定位台阶111的中部设有定位环112，定位环112内可设置O型圈，保证阀座30与本体11之间的密封性。

优选地，密封连接口14为椭圆形，密封连接口14断面的短轴与本体11的轴线平行且上下重合设置，密封连接口14断面的长轴与定位孔15的轴线平行且上下重合设置，密封连接口14处设有多个连接用螺孔141，椭圆型与圆柱形的本体11通道相结合，相较传统圆型与球型体相结合所需要的原材料少，原材料大约可减少30％，有效的降低了生产成本，较大地产生了环保及节能降耗效益。

更优选地，如图9和图10所示，与密封连接口14匹配设置的有上盖17，上盖17上设有排气孔171，在安装测试的过程中，有利于将管道内部的空气排空，空气可及时的通过排气孔171向外排出，如果气体无法及时排空，介质的运输的过程中可能会因为内部压力过大产生爆炸，排气孔171的设置提升了整个结构的安全性能，在介质的传送过程中，排气孔171处于密封锁紧状态，当阀门用于输送污水、浆液及泥浆时，介质可能堆积在密封面上，影响阀门的关闭，排气孔可作为冲洗孔，排气孔设置有效的解决了清洗难题；更优选地，上盖17为向上凸起的弧形，避免与旋转后的阀芯干涉，排气孔171设在上盖17的中部，有利于排空，上盖17内侧设有成十字型设置的加强筋173，提升强度，加强筋173的中部设有设有避位圆弧1731，上盖17的上端面还设有吊耳172，方便拿放，提升操作的便利性。

优选地，如图5和图6所示，支撑架16的数量为四个，四个支撑架16设在本体11下端面四角位置，多个角度支撑和安装，强度更高，支撑架16的下端面为平面结构，支撑架16下端面低于本体11最下端设置，避免本体11上的其他部位与安装面干涉，方便支撑架16的安装，提升安装的便利性；更优选地，支撑架16包括垂直设置的第一支撑板161和第二支撑板162，第一支撑板161和第二支撑板162上均设有减重孔164，减少本体11的重量，方便搬运，而且节省材料，降低成本，第一支撑板161和第二支撑板162的下端设有连接二者的底板163，底板163上设有固锁孔165，方便与其他零件连接，提升连接的便利性；更优选地，支撑架16与本体11一体铸造成型，一体化设置，整体拿放固定，安装更加方便，提升安装的效率。

优选地，进水口12的内径等于出水口13的内径，本体11的内径大于进水口12的内径，本体11的内壁与进水口12通过第一圆弧段113过渡连接，本体11的内壁与出水口13通过第二圆弧段114过渡连接，第一圆弧段113的规格与第二圆弧段114的规格一致，设置第一圆弧段113和第二圆弧段114后，可提升介质的排空率，避免介质中走杂质进行堆积，影响介质的流通。

如图11、凸12、图13和图14所示，阀芯20包括芯体21，芯体21为倒置的碗状结构，芯体21上端的外圈嵌设有密封圈23，密封圈23的上端设有对其定位预压的压板22，压板22固锁在芯体21上，压板22与芯体21之间留有过流间隙221，密封圈23靠近过流间隙221的一端设有助封口231，助封口231与过流间隙221连通设置，密封圈23的外圈设有密封圆弧232，芯体21的外侧靠近密封圆弧232的部分设有硬密封面27，硬密封面27与密封圆弧232位于同一弧面上，压板22通过多个调节螺钉固锁在芯体21上，压板22与芯体21之间可设有防止压板22松动的防松螺丝。

优选地，硬密封面27的截面为梯形，硬密封面27为堆焊在芯体21上的硬质合金面，硬密封面27的硬度低于阀座30的硬度，在实际使用的过程中，密封圈23和硬密封面27均通过与阀座30的贴合实现密封，硬密封面27的硬度低于阀座30的硬度可保证在异常情况下，阀座30先于硬密封面27损坏，更换阀座30的工艺比更换此整个结构简单，而且阀座30的成本低于此结构的成本，因此硬密封面27硬度的设置大大降低后期维护的难度和成本。

优选地，助封口231的断面为三角形，三角形的中心线与密封圈23的横向中心线重合设置，三角形的角度向远离芯体21中心的一侧设置，三角形的尖角为120度，介质通过过流间隙221进入到助封口231后对密封圈23有一定的助力作用，而且可提升密封圈23承受阀体密封过程中的反向力。

优选地，芯体21远离密封圈23一端的两侧均设有定位凸起211，定位凸起211的后续大于芯体21的厚度且相对芯体21对称设置，定位凸起211上设有连接孔2111，连接孔2111内设有阀杆24，连接孔2111与阀杆24通过联轴器25进行固定，联轴器25通过传动销与芯体21固定连接，阀杆24、芯体21和联轴器25分体加工，相对芯体21的一体式加工大大降低了加工的难度，进而降低了加工的成本，统芯体21与阀杆24连接通过传动销连接，而加工传动销孔时必须将芯体21与阀杆24装配后配作，这一配作过程不但工艺繁琐且加工精度要求高，若配合不到位，阀芯在管线运行过程中产生的振动会将传动销振松，甚至脱落，造成密封失效以及重大事故，改进后的结构大大提升整个结构的安全性；更优选地，阀杆24与联轴器25通过平键、花键或六方体结构进行连接，结构简单，动力传递稳定，加工方便。

优选地，阀杆24设有同轴的调整垫26，调整垫26的断面与联轴器25的端面重合设置，可防止联轴器25的阀杆24的周向位置进行窜动，提升结构的稳定性。

优选地，芯体21的顶端为密封平面214，芯体21连接定位凸起211与平面的部分为球形弧面213，密封平面214到芯体21圆心的垂直距离小于球形弧面213的半径，此结构相对传统的球形密封结构更加紧凑，芯体21的结构可以缩小，从而对应的阀体的结构也可以更小，降低成本。

优选地，芯体21的上端面设有两个螺纹盲孔212，两个螺纹盲孔212相对芯体21的中心分散且均布设置，方便在装配的过程中对芯体21进行拿放，提升操作的便利性。

优选地，在大于120度的情况下，所述密封圈23采用氟橡胶或硅橡胶材质，在小于120度的情况下，所述密封圈23采用乙丙橡胶或丁丁橡胶材质，不用的温度采用不用的材质，提升整个结构使用的稳定性。

在实际工作过程中，先对整个结构进行组装，将联轴器25固定在芯体21上，将密封圈23嵌设到芯体21的内部，然后将压板22固锁在芯体21上对密封圈23进行一定的预压，芯体21、压板22和密封圈23三者分体加工后再进行组装，简化工艺，大大缩短加工工期，压板22与芯体21之间留有密封圈23变形的过流间隙221，在密封的过程中，介质通过过流间隙221进入到助封口231，对密封圈23有一定的助力作用，提升密封圈23承受阀体密封过程中的反向力，密封圈23和阀芯本体、密封圈23压板22这一结构的改变，使得阀门密封性能大大改变，而且此结构可通过调节螺钉将密封圈23压缩变形补偿密封，进一步提升密封性能，芯体21与阀杆24的连接部分采用联轴器25，联轴器25通过平键、花键或六方体结构与阀杆24进行连接，分体加工降低加工难度，降低加工成本，提升工作效率，整个结构采用密封圈23和硬密封面27同时密封，软密封和硬密封达到了双重密封的效果，密封效果好，将阀芯20与阀体10组装完成后，通过支撑架16将整个结构固定好，使得本体11与被控制的管路连通，介质从进水口12进入，从出水口13排出，本体11采用横向设置的空心圆柱体，固定阀芯的定位孔15设在本体11的左右两侧，从传统的阀杆上方竖直固定更改为横向的水平固定，相对传统型采用平底型，不易堆积泥沙或杂物，提高了管线的流通能力，减小了阀门的流阻系数，设置的支撑架16安装方便，与本体11设置为一体，大大的方便了安装，且在装配过程中也不需要其它的装配夹具，便于装配、底座与地面安放平稳，有效的解决了装配工人时刻担心因阀体放置不稳定而产生意外危险的顾虑，大大提高了装配效率。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.阀杆水平驱动式偏心半球阀，其特征在于：包括阀体和阀芯，所述阀芯通过阀杆与所述阀体转动连接，所述阀杆水平设置，所述阀体包括同轴设置的进水口和出水口，所述阀体的下端设有排渣口，所述排渣口设在靠近所述出水口的一端，所述阀体的上端设有密封连接口，与所述密封连接口匹配设置的有上盖，所述上盖上设有排气孔；

所述阀体包括本体，所述本体为横向设置的空心圆柱体，所述本体的左右方向设有同轴设置的进水口和出水口，所述密封连接口设在所述本体的上端，所述本体的下端设有支撑架，所述本体左右两侧的中部设有对阀杆进行安装用的定位孔，所述定位孔的中心与所述本体的上下中心在上下左右方向均布不重合设置；

所述阀芯包括芯体，所述芯体为倒置的碗状结构，所述芯体上端的外圈嵌设有密封圈，所述密封圈的上端设有对其定位预压的压板，所述压板固锁在芯体上，所述压板与所述芯体之间留有过流间隙，所述密封圈靠近所述过流间隙的一端设有助封口，所述助封口与所述过流间隙连通设置，所述密封圈的外圈设有密封圆弧，所述芯体的外侧靠近所述密封圆弧的部分设有硬密封面，所述硬密封面与所述密封圆弧位于同一弧面上；

所述芯体远离所述密封圈一端的两侧均设有定位凸起，所述定位凸起的后续大于所述芯体的厚度且相对所述芯体对称设置，所述定位凸起上设有连接孔，所述阀杆设在所述连接孔内，所述连接孔与所述阀杆通过联轴器进行固定，所述联轴器通过传动销与芯体固定连接，所述阀杆与所述联轴器通过平键、花键或六方体结构进行连接；

所述芯体的顶端为密封平面，所述芯体连接所述定位凸起与所述平面的部分为球形弧面，所述密封平面到所述芯体圆心的垂直距离小于所述球形弧面的半径。

2.根据权利要求1所述的阀杆水平驱动式偏心半球阀，其特征在于：所述进水口处设有第一连接法兰，所述出水口处设有第二连接法兰，所述本体靠近所述出水口的一端设有定位台阶，所述定位台阶上设有阀座，所述阀座与所述本体间隙配合，所述定位台阶的中部设有定位环，所述定位环设在所述阀座与所述本体之间且与二者密封设置。

3.根据权利要求1所述的阀杆水平驱动式偏心半球阀，其特征在于：所述密封连接口为椭圆形，所述密封连接口断面的短轴与所述本体的轴线平行且上下重合设置，所述密封连接口断面的长轴与所述定位孔的轴线平行且上下重合设置，所述密封连接口处设有多个连接用螺孔。

4.根据权利要求1所述的阀杆水平驱动式偏心半球阀，其特征在于：所述支撑架的数量为四个，四个所述支撑架设在所述本体下端面四角位置，所述支撑架的下端面为平面结构，所述支撑架下端面低于所述本体最下端设置，所述支撑架包括垂直设置的第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和第二支撑板上均设有减重孔，所述第一支撑板和第二支撑板的下端设有连接二者的底板，所述底板上设有固锁孔。

5.根据权利要求1所述的阀杆水平驱动式偏心半球阀，其特征在于：所述硬密封面的截面为梯形，所述硬密封面为堆焊在所述芯体上的硬质合金面，所述硬密封面的硬度低于所述阀座的硬度。

6.根据权利要求1所述的阀杆水平驱动式偏心半球阀，其特征在于：所述芯体的上端面设有两个螺纹盲孔，两个所述螺纹盲孔相对所述芯体的中心分散且均布设置，所述上盖为向上凸起的弧形，所述排气孔设在所述上盖的中部，所述上盖内侧设有成十字型设置的加强筋，所述加强筋的中部设有设有避位圆弧，所述上盖的上端面还设有吊耳。